KR101010979B1 - 궤도 차량용 구동 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 궤도 차량용 구동 장치에 관한 것이다. 상기 시스템은 내연 기관(1); 하나 이상의 스티어링 구동부(2); 하나 이상의 구동 요소(4), 하나 이상의 스티어링 구동 요소(5), 및 구동 액슬(8)의 구동 스프로킷(7)을 구동시키기 위한 2개의 구동 출력부(6)을 가진 차동 기어 어셈블리(3); 상기 스티어링 구동부(2)와 스티어링 구동 요소(5) 사이의 스티어링 구동 연결부(9); 상기 내연 기관(1)의 구동 출력을 상기 구동 요소(4)로 전달하기 위한 하나 이상의 추가 구동 요소(10; 30)를 포함한다. 내연 기관(1)은 상기 구동 액슬(8)과 평행하게 연장하고, 구동 출력을 직접 또는 간접적으로 추가의 구동 요소(10; 30)로 전달하고, 상기 구동 요소는 구동 방향으로 볼 때 내연 기관(1) 다음에 장착된다.
Figure R1020067006973
궤도 차량, 구동 장치, 내연 기관, 스티어링 구동부, 차동 기어 어셈블리, 스티어링 구동 연결부, 추가의 구동 요소, 구동 액슬.

Description

궤도 차량용 구동 장치{DRIVE SYSTEM FOR A TRACKED VEHICLE}
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 궤도 차량용 구동 장치에 관한 것이다.
구동 모터와 더불어, 2개의 구동 궤도를 상이한 속도로 구동시킴으로써 차량의 스티어링 기능을 추가로 수행하는 기어 장치를 차량에 제공하는 것은 일반적으로 공지되어 있다. 추가로, 기어 장치에는 일반적으로 전진 및 후진용의 다수의 변속 가능한 기어 단과, 브레이크, 그리고 환풍기와 에어 컨디셔닝 등을 위한 2차 구동부가 제공된다.
기어 장치 및 모터는 서로 소위 L자 구성 배치로 배치될 수 있다. 즉, 구동 모터는 종방향으로 차량에 조립됨으로써, 하나의 구동 측면으로부터 다른 구동 측면으로 연장된 구동 액슬 또는 기어 장치에 대해 횡으로, 즉 차량의 주행 방향에 대해 횡으로 조립된다. 모터는 주행 방향으로 좌측 또는 우측에 배치될 수 있고, 예컨대 베벨 기어 세트를 통해 기어 장치를 구동한다. 전륜 구동부에서 모터는 L자 구성 배치인 경우, 주행 방향으로 볼 때에 통상 기어 장치 뒤에 배치되고, 후륜 구동부에서는 주행 방향으로 볼 때에 기어 장치 앞에 배치된다. 그러나, 모터는 대략 차량 중심에 종방향으로 설치될 수 있고, 이는 T자 구성 배치라고 한다.
소위 U자 구성 배치에서는 마찬가지로 구동 모터가 기어 장치 또는 구동 액슬에 대해 평행하게, 또는 주행 방향에 대해 횡으로 배치된다. 모터는, 예컨대 전달 기어 장치인 스퍼 기어 열을 통해 기어 장치에 연결될 수 있다. 전륜 구동 차량에서 모터는 주행 방향으로 볼 때에 기어 장치 후방에 배치되고, 후륜 구동 차량에서 모터는 기어 장치 전방에 배치된다.
그러나, 상기 구동 장치는 매우 큰 설치 공간을 필요로 하며, 차량 내 이용 가능한 공간을 매우 많이 제한한다.
폴란드 잡지 "Nowa Technika Wojskowa" 9/98 권, 페이지 22에는 우크라이나 T-72 탱크용 소형 구동 장치가 공지되어 있다. 거기에는 구동 모터가 차량 내에서 구동 스프로킷 사이에 횡으로 배치된 후륜 구동부가 도시되어 있다. 모터는 양측에서 각각 변속 기어 장치를 구동한다. 이를 위해, 모터의 양측에는 동일한 기어 장치가 배치되며, 상기 기어 장치들은 5단 전진 기어 및 3단 후진 기어로 변속될 수 있다. 차량의 스티어링을 위한 2개의 구동측에서의 속도차는 좌측 및 우측 기어 장치에서 다른 기어를 선택하는 것에 의해서만 발생될 수 있다. 이러한 차량으로 커브를 주행할 경우, 운전자가 보다 숙련될 것이 요구되는데, 그 이유는 스티어링 반경이 무단으로 조정될 수 있는 것이 아니라, 변속에 좌우되기 때문이다. 예컨대, 도로에 의해 미리 규정된 커브가 전환 가능한 스티어링 반경에 상응하지 않으면, 운전자는 기어 단의 신속한 전환에 의해 주행할 스티어링 반경을 충격적으로 조정해야 한다.
이로 인해, 그러한 차량은 매우 부정확하게 스티어링됨으로써, 안전 위험 및 다른 교통 참가자에 대한 위험 잠재성이 주어진다. 따라서, 이러한 차량은 많은 나라에서 대중 도로 교통으로 허용되지 않는다.
DE 37 28 171 호에는 완전 궤도 차량용 전기-기계식 구동 장치가 공지되어 있다. 가장 간단한 경우, 상기 구동 장치는 전기 견인 모터 및 전기 스티어링 모터로 구성되며, 상기 전기 견인 모터는 2개의 차량 측부를 중립 샤프트를 통해 동일한 방향으로 구동시키고, 상기 전기 스티어링 모터는 중립 샤프트를 구동시키며, 상기 중립 샤프트의 회전수는 하나의 측부에는 긍정적인 영향을 끼치고 다른 측부에는 악영향을 끼친다. 좌우측에서 스티어링 차동 장치는 2개의 모터의 회전수를 가산하고 합산된 출력을 스프로킷으로 전달한다. 전동력 및 스티어링 동력을 발생시키기 위해, 내연 기관에 의해 구동되는 제너레이터가 제공된다. 내연 기관과 제너레이터는 차량 내에 종방향으로 또는 횡방향으로 배치될 수 있다. 견인 모터 및/또는 스티어링 모터는 직접 구동 샤프트 상에 배치되거나 또는 그 옆에 배치되며, 이들은 베벨 기어 구동 장치를 통해 견인 구동부 또는 스티어링 구동부에 동력을 입력한다.
본 발명의 목적은 정확하고 확실하게 스티어링될 수 있는, 소형 구동 장치를 가진 차량을 제공하는 것이다.
상기 목적은 본 발명에 따라 청구항 1의 특징부에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 구동 장치는 유리하게는 차량의 확실한 구동 및 정확한 스티어링을 가능하게 하는 소형 장치를 제공한다.
다른 특징 및 장점은 상세한 설명과 관련한 종속 청구항에 제시된다.
이하, 본 발명의 특징을 바람직한 실시예를 참고로 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 구동 장치의 제1 실시예를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 구동 장치의 제2 실시예를 도시한 도면.
도 1에는 궤도 차량의 구동 액슬(8)이 도시되어 있으며, 상기 구동 액슬 상에 양측으로 각각 견인 궤도를 구동하기 위한 구동 스프로킷(7)이 배치된다. 구동 출력을 발생시키기 위해 내연 기관(1)이 제공되며, 상기 내연 기관(1)은 구동 액슬(8)에 대해 평행하게 배치된다. 내연 기관(1)의 평행한 배치는 그 주축에 관련한 것인데, 이것은 곧 크랭크샤프트의 축선이 구동 액슬(8)에 대해 평행하게 배치된다는 것을 의미한다. 내연 기관(1)은 변속 기어 장치(10)를 구동하며, 상기 변속 기어 장치는 주행 방향(F)으로 볼 때 측방향으로 내연 기관(1) 옆에 배치된다. 변속 기어 장치(10)는 적어도 2개의 다른 기어 단으로 변속될 수 있고 구동 출력은 전달 기어 장치(17)를 통해 차동 기어 장치(3)로 전달될 수 있다. 상기 차동 기어 장치(3)는 구동 액슬(8) 상에 배치된다.
바람직하게는 각각의 구동 측부에 대해 하나의 차동 기어 장치(3)가 제공되고, 이 차동 기어 장치는 견인 구동 요소, 예컨대 링 기어(4)를 통해 구동된다. 2개의 구동 측면의 링 기어(4)는 샤프트(18)를 통해 서로 연결될 수 있다. 도시된 차동 기어 장치(3)에서는 구동 출력부인 유성 캐리어(6)를 통해 동력이 출력된다. 구동 출력부(6)에는 양측면으로 브레이크(16)가 제공되고, 구동 출력부(6)는 구동 액슬을 통해 구동 스프로킷(7)에 연결된다.
커브 주행을 위해 스티어링 구동 장치(2)가 제공되고, 상기 스티어링 구동 장치는 스티어링 구동 연결부(9)인 소위 중립 샤프트를 통해 구동 출력을 하나의 구동 측부로부터 다른 구동 측부로 전달한다. 스티어링 구동 장치(2)는 바람직하게는 서로 독립적인 다수의 전류 회로를 가진 전기 모터로 또는 2개의 독립적인 전기 모터로 구성된다. 중립 샤프트는 보다 상세히 도시하지 않은 기어 열을 통해 차동 기어 장치(3)의 태양 기어(5)를 구동하고, 상기 태양 기어는 스티어링 구동 요소(5)로서 작용한다. 태양 기어(5)의 구동을 위한 기어 열에는 다른 기어 열보다 기어 휠이 많이 제공됨으로써, 2개의 차동 기어 장치(3)의 태양 기어는 상이한 회전 방향으로 구동된다. 운전자는 스티어링 구동 장치(2)를 스티어링 기관을 통해 제어할 수 있고 무단으로 조절함으로써, 하나의 견인 궤도는 가속되고 다른 견인 궤도는 감속되며 차량은 상응하는 커브를 주행한다. 직진 구동을 위해서는 중립 샤프트(9)가 정지된다.
개략도에서, 스티어링 구동 장치(2)는 구동 액슬(8)의 평면에서 90°만큼 회전되어 도시되어 있다. 실제 구성에서, 스티어링 구동 장치(2)는 구동 액슬(8) 위에 배치된다(도 1 참고).
변속 기어 장치(10)와 내연 기관(1) 사이에는 전력을 발생시키기 위한 제너레이터(14)가 배치될 수 있다. 상기 제너레이터(14)는 바람직하게는 소위 크랭크샤프트 제너레이터로서 내연 기관(1)의 크랭크샤프트에 의해 직접 구동된다.
또한, 구동 출력을 내연 기관(1)으로부터 변속 기어 장치(10)로 전달하기 위해 유체 역학적 토크 변환기(11)가 제공될 수 있으며, 상기 토크 변환기는 바람직하게 제너레이터(14)와 변속 기어 장치(10) 사이에 배치된다.
변속 단을 증가시키기 위해, 제1 변속 기어 장치(10)가 추가 변속 기어 장치(12)와 결합될 수 있고, 상기 추가 변속 기어 장치는 측방향으로 제1 변속 기어 장치(10) 옆에 배치되며 내연 기관(1) 및 제1 변속 기어 장치(10)와 함께 구동 액슬(8)에 대해 평행한 선을 형성한다.
추가 변속 기어 장치(12)에는 2개 이상의 변속 가능한 기어 단이 제공되고, 변속 기어 장치들(10, 12) 사이에 배치된 전달 기어 장치(17)를 통해 동력이 차동 기어 장치(3)의 링 기어(4)로 또는 추가 변속 기어 장치(13)로 입력될 수 있다. 제3 변속 기어 장치(13)는 바람직하게 구동 액슬(8) 상에 배치되고, 마찬가지로 2개의 기어 단으로 변속될 수 있다. 변속 기어 장치(10, 12, 13)의 결합에 의해, 개별 변속 기어 장치에 마련된 변속 단이 곱해져서, 예컨대 2 X 2 X 2, 즉 8개의 기어 단이 주어진다.
후진 방향으로의 구동을 위해 바람직하게는 하나의 변속 기어 장치에 후진 단이 제공된다.
측방향으로, 제너레이터(14), 토크 변환기(11) 및 변속 기어 장치(10) 옆에 내연 기관(1)을 배치함으로써, 특히 바람직하게 소형 구동 장치가 얻어지고, 이 경우 요소들이 하나의 선을 형성하며 구동 액슬(8)에 대해 평행하게 정렬되어 배치된다.
제동 출력을 높이기 위해, 샤프트(18)에는 리타더(15)가 마련될 수 있다.
도 2에는 본 발명에 따른 구동 장치의 제2 실시예가 도시되어 있다. 차동 기어 장치(3), 구동 출력부에 있는 브레이크, 구동 스프로킷(7), 및 중립 샤프트(9)를 가진 스티어링 구동 장치(2)를 포함하는 구동 액슬(8)은 도 1에 따른 구성에 기본적으로 대응한다. 도 2에 따른 실시예에서도 구동 출력을 발생시키기 위해 내연 기관(1)이 제공되고, 상기 내연 기관(1)은 구동 액슬(8)에 대해 평행하게 배치된다. 그러나, 내연 기관(1)은 변속 기어 장치로 동력을 출력하지 않고, 제너레이터(33)를 통해 전기 견인 모터(30)로 동력을 출력한다. 전기 견인 모터(30)는 기계적 구동 출력을 전달 기어 장치(17)를 통해, 직접 차동 기어 장치(3)의 견인 구동 요소로 또는 변속 기어 장치(32)를 통해 차동 기어 장치(3)로 전달한다. 변속 기어 장치(32)는 적어도 2개의 다른 기어 단으로 변속될 수 있고, 바람직하게는 구동 액슬(8) 상에 배치된다. 전기 견인 모터(30)가 주행 방향(F)으로 볼 때 측방향으로 내연 기관(1) 옆에 배치됨으로써, 특히 소형인 구동 장치가 얻어진다.
작동 안전성을 높이기 위해, 단일 견인 모터 대신에 2개의 서로 독립적으로 작동 가능한 견인 모터(30, 31)가 제공될 수 있다. 그러나, 다수의 독립적인 전류 회로를 구비한 견인 모터를 제공함으로써, 상기 모터는 하나의 회로가 고장난 경우에도 차량을 계속 구동할 수 있다.
내연 기관(1)을 제너레이터(33)와 일직선으로, 구동 액슬(8)에 대해 평행한 동일한 선에 놓인 견인 모터(30, 31) 옆에 배치하면, 바람직한 소형 구동 장치가 얻어진다.
본 발명의 핵심은 내연 기관과 하나 이상의 추가 구동 요소- 도 1에 따른 변속 기어 장치 또는 도 2에 따른 전기 견인 모터 -가 서로 나란히 배치되고, 일직선을 형성하는 상기 요소들이 차량의 구동 액슬에 대해 평행하게 배치됨으로써, 바람직한 소형 구동 유닛이 얻어진다는 것이다.
전달 기어 장치(17)는 변속 가능한 2단 기어 또는 다단 기어 스퍼 기어 장치로서 구성될 수 있다.
구동 스프로킷(7)에는 소위 측방 중간 트랜스미션(lateral intermediate transmission)이 고정 변속비를 가진 최종 구동부로서 제공되고 브레이크(16, 34)는 상기 측방 중간 트랜스미션 내에 통합될 수 있다.
내연 기관(1)과 제너레이터(14, 33) 사이에는 탄성 커플링, 예컨대 소위 가이스링거 커플링(Geislinger coupling)이 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 구동 장치는 전륜 구동 장치 또는 후륜 구동 장치로서 제공될 수 있다.

Claims (18)

1.1 스티어링 구동 장치(2)와,
1.2 하나 이상의 견인 구동 요소(4), 하나 이상의 스티어링 구동 요소(5), 및 구동 액슬(8)의 구동 스프로킷(7)을 구동시키기 위한 2개의 구동 출력부(6)를 구비하는 차동 기어 장치(3)와,
1.3 상기 스티어링 구동 장치(2)과 상기 스티어링 구동 요소(5) 사이의 스티어링 구동 연결부(9), 그리고
1.4 내연 기관(1)의 구동 출력을 견인 구동 요소(4)로 전달하기 위한 하나 이상의 추가 구동 요소(10; 30)를 포함하고,
상기 내연 기관(1)은 상기 구동 액슬(8)에 대해 평행하게 배치되고 직접적으로 또는 간접적으로 구동 출력을 추가 구동 요소(10; 30)로 전달하며, 상기 추가 구동 요소(10; 30)는 주행 방향으로 볼 때에 측방향으로 상기 내연 기관(1) 옆에 배치되는 것인 내연 기관(1)을 구비한 궤도 차량용 구동 장치.
제1항에 있어서, 구동 출력을 전달하기 위한 상기 추가 구동 요소는 2개 이상의 변속 가능한 기어 단을 가진 변속 기어 장치(10)인 것을 특징으로 하는 궤도 차량용 구동 장치.
제2항에 있어서, 상기 내연 기관(1)과 상기 변속 기어 장치 사이에는 유체 역학적 변환기(11)가 배치되는 것을 특징으로 하는 궤도 차량용 구동 장치.
제2항에 있어서, 2개 이상의 변속 가능한 기어 단을 가진 추가 변속 기어 장치(12)가 마련되고, 상기 추가 변속 기어 장치는 측방향으로 상기 제1 변속 기어 장치(10) 옆에 배치되며, 상기 내연 기관(1) 및 상기 제1 변속 기어 장치(10)와 함께 상기 구동 액슬(8)에 대해 평행한 선을 형성하는 것을 특징으로 하는 궤도 차량용 구동 장치.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 2개 이상의 변속 가능한 기어 단을 가진 추가 변속 기어 장치(13)가 제공되고, 상기 추가 변속 기어 장치(13)는 상기 구동 액슬(8) 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 궤도 차량용 구동 장치.
제1항에 있어서, 상기 내연 기관(1)에 의해 구동 가능한 제너레이터(14; 33)가 전력을 발생시키기 위해 제공되는 것을 특징으로 하는 궤도 차량용 구동 장치.
제6항에 있어서, 상기 제너레이터(14; 33)가 상기 내연 기관(1)의 크랭크샤프트 상에서 상기 내연 기관(1)과 상기 추가 구동 요소(10; 30) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 궤도 차량용 구동 장치.
제1항에 있어서, 구동 출력을 전달하기 위한 상기 추가 구동 요소는 전기 견인 모터(30)인 것을 특징으로 하는 궤도 차량용 구동 장치.
제8항에 있어서, 상기 전기 견인 모터(30)와 상기 견인 구동 요소(4) 사이에는 2개 이상의 변속 가능한 기어 단을 가진 변속 기어 장치(32)가 제공되는 것을 특징으로 하는 궤도 차량용 구동 장치.
제8항에 있어서, 상기 스티어링 구동 장치로서 전기 스티어링 모터(2)가 제공되는 것을 특징으로 하는 궤도 차량용 구동 장치.
제10항에 있어서, 상기 전기 견인 모터(30)와 전기 스티어링 모터(2) 중 어느 하나 또는 이들 양자가 2개 이상의 서로 독립적인 전류 회로로 구현되거나, 또는 서로 독립적으로 작동 가능한 2개의 전기 모터가 전기 견인 모터(30)와 스티어링 모터(2) 중 어느 하나 또는 이들 양자로서 제공되는 것을 특징으로 하는 궤도 차량용 구동 장치.
제1항에 있어서, 하나 이상의 견인 구동 요소에 리타더(15)가 마련되는 것을 특징으로 하는 궤도 차량용 구동 장치.
제1항에 있어서, 상기 차동 기어 장치(3)의 구동 출력부(6)에는 브레이크(16; 34)가 배치되는 것을 특징으로 하는 궤도 차량용 구동 장치.
제13항에 있어서, 상기 구동 스프로킷(7)에는 측방 중간 트랜스미션(lateral intermediate transmission)이 제공되며, 상기 브레이크는 측방 중간 트랜스미션 내에 통합되는 것을 특징으로 하는 궤도 차량용 구동 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 추가 구동 요소(10; 30)의 주요 방향은 상기 구동 액슬(8)에 대해 평행한 것을 특징으로 하는 궤도 차량용 구동 장치.
제9항에 있어서, 구동 출력을 전달하기 위해 상기 견인 모터(30) 및 차동 기어 장치(3) 사이에 전달 기어 장치(17)가 제공되는 것을 특징으로 하는 궤도 차량용 구동 장치.
제4항에 있어서, 구동 출력을 전달하기 위해 상기 변속 기어 장치(10, 12) 중 하나와 차동 기어 장치(3) 사이에 전달 기어 장치(17)가 제공되는 것을 특징으로 하는 궤도 차량용 구동 장치.
제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 전달 기어 장치(17)는 2개 이상의 변속 가능한 기어 단을 갖는 것을 특징으로 하는 궤도 차량용 구동 장치.
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