KR101514475B1 - 차량용 연속 가변 변속 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 변속기 하우징에 배치된, 베리에이터(3), 유성 기어 유닛(4) 및 수동 기어 유닛(9)을 포함하는, 차량용 연속 가변 변속 장치(1)에 관한 것이다. 베리에이터(3)는 제 1 샤프트(14)의 영역 및 제 2 샤프트(15)의 영역에서 유성 기어 유닛(4) 및 수동 기어 유닛(9)과 작용 연결된다. 본 발명에 따라, 베리에이터(3)와 유성 기어 유닛(4)이 하나의 모듈(2)을 형성하고, 공통 캐리어 플레이트(19) 상에 배치된다.

Description

차량용 연속 가변 변속 장치{VARIABLE TRANSMISSION DEVICE FOR A VEHICLE}
본 발명은 청구항 제 1항의 전제부에 상세히 규정된 방식에 따른 베리에이터(variator)를 포함하는 차량용 연속 가변 변속 장치에 관한 것이다.
무단 정유압(hydrostatic) 구동장치를 구비한 정유압-기계식 트랙터 변속기가 DE 10 2006 025 348 A1에 공지되어 있다. 정유압 구동 장치는 내연기관에 의해 구동되는 정유압 펌프 및 상기 펌프에 의해 구동되는 하이드로 모터를 포함한다. 상기 펌프와 하이드로 모터는 단일 공통 선회부를 통해 강제 결합되고, 펌프가 최소 각과 최대 각 사이를 선회할 수 있는 한편, 동시에 모터가 최대 선회 각으로부터 최소 각으로 동기로 선회하도록, 조절 가능하다. 펌프는 체적 유량의 단일 송출 방향에 대해 설계된다. 결합을 통해 변속 가능한 다수의 변속 단을 가진 기계식 범위 변속기(range transmission)가 후방에 접속된다.
또한, DE 19 52 966 A에는 베리에이터, 2중 유성 기어 세트 및 다수의 주행 범위를 형성하기 위한 수동 기어 유닛을 포함하는, 동력 분류형(power-split mode) 변속 장치가 공지되어 있다. 정유압 유닛으로서 구현된 베리에이터의 펌프 및 모터 유닛은 공통 요크에 의해 조절 가능하다.
본 발명의 과제는 변속 장치의 조립 동안 베리에이터 및 유성 기어 유닛이 간단히 조립될 수 있고 서비스 목적을 위해 적은 비용으로 분해될 수 있도록, 선행 기술에 공지된 변속 장치를 개선하는 것이다.
상기 과제는 본 발명에 따라 청구항 제 1항의 특징을 가진 연속 가변 변속 장치에 의해 해결된다.
본 발명에 따른, 차량용 연속 가변 변속 장치는 변속기 하우징 내에 배치된, 베리에이터, 유성 기어 유닛 및 수동 기어 유닛으로 형성되고, 상기 베리에이터는 제 1 샤프트의 영역 및 제 2 샤프트의 영역에서 유성 기어 유닛 및 수동 기어 유닛과 작용 연결된다.
본 발명에 따라 베리에이터와 유성 기어 유닛은 하나의 모듈을 형성하고, 공통 캐리어 플레이트 상에 배치된다.
따라서, 베리에이터 및 이와 상호 작용하는 유성 기어 유닛은 변속 장치의 조립 동안 예비 조립된 모듈로서 적은 비용으로 조립될 수 있고, 마모의 발생시 간단히 분해될 수 있으며, 예비 검사된 기능 모듈로 교체될 수 있다. 분해된 모듈을 대신하는 모듈은 서비스 경우 차량으로 즉석으로 검사되는 유닛으로서 경제적으로 교체 가능하다.
본 발명에 따른 변속 장치의 바람직한 개선예에서, 유성 기어 유닛의 샤프트는 변속기 입력 샤프트와 작용 연결되고, 상기 변속기 입력 샤프트는 차량 구동 트레인의 엔진과 연결 가능하다. 베리에이터의 2개의 샤프트들은 각각 유성 기어 유닛의 다른 샤프트와 작용 연결된다. 따라서, 변속기 구동 샤프트의 제한적으로만 조절 가능한 회전수에 베리에이터의 무단 회전수 조절 가능성이 중첩되고, 유성 기어 유닛의 영역에, 연속 가변 회전수를 가진 2개 이상의 샤프트가 제공된다.
변속 장치를 위해 필요한 조립 공간이 작으면서도 가급적 큰 동력을 차량의 엔진에 의해 변속 장치를 통해 차량의 출력부로 안내할 수 있도록, 본 발명에 따른 연속 가변 변속 장치의 다른 실시예는 하나 이상의 조절 유닛을 가진 사축식(斜軸式)의 정유압 유닛으로 구현된다.
베리에이터, 유성 기어 유닛 및 수동 기어 유닛을 통해 형성될 수 있는, 연속 가변 변속 장치의 변속 범위는, 정유압 유닛이 하나 이상의 조절 가능한 펌프 유닛 및 하나 이상의 조절 가능한 모터 유닛을 포함하며 상기 펌프 유닛과 상기 모터 유닛이 공통으로 조절 가능하게 구현되는, 본 발명에 따른 변속 장치의 다른 실시예에서, 넓게 이용 가능하다.
본 발명에 따른 연속 가변 변속 장치의 다른 실시예에서, 베리에이터는 넓이 보다 길게 그리고 깊게 형성되고, 그 종 방향 길이는 차량 내에 조립 상태에서 적어도 대략 수직으로 배치되므로, 예컨대 울퉁불퉁한 도로, 구덩이 등을 주행할 때 나타나는 충격 부하로부터 야기되어 베리에이터에 작용하는 조절력, 즉 베리에이터의 바람직하지 않은, 독자적인 조절을 적어도 단시간 동안 릴리스시킬 수 있는 조절력이 감소되거나 또는 방지된다. 이 장점은 특히 베리에이터를 펌프 유닛과 모터 유닛이 공통으로 조절되는 사축식의 정유압 유닛으로 구현할 때 얻어진다.
베리에이터 및 유성 기어 유닛을 포함하는 모듈은, 상기 모듈이 조립 상태에서 전진 주행 방향으로 그리고 차량의 엔진과 관련해서 차량 우측 또는 차량 좌측에 배치되는 본 발명에 따른 변속 장치의 바람직한 실시예에서, 차량의 측면으로부터 측 방향으로 간단히 분해될 수 있다.
본 발명에 따른 연속 가변 변속 장치의 바람직한 실시예에서, 베리에이터는 차량에 조립된 상태에서 차량의 엔진과 유성 기어 유닛 사이에 배치된다. 따라서, 변속기 하우징에 대한 측면 접근 가능성이 없는 경우, 베리에이터와 유성 기어 유닛을 포함하는 모듈은 차량으로부터 전진 주행 방향으로 캐리어 플레이트를 빼냄으로써 간단히 분해될 수 있다. 또한, 상기 모듈은 상응하는 접근 가능성이 주어질 때 차량 부품의 추가 분해 없이 차량의 하부면으로부터 간단히 분해될 수 있다.
베리에이터가 조립 상태에서 유성 기어 유닛과 후방 차축 사이에 배치되면, 상기 모듈은 차량으로부터 후진 주행 방향으로 캐리어 플레이트를 빼냄으로써 간단히 분해될 수 있다. 여기서도, 모듈은 상응하는 접근 가능성이 주어질 때 차량의 추가 조립 없이 차량의 하부면으로부터 또는 차량 탑승부의 기울어짐에 의해 차량 상부면으로부터 분해될 수 있다.
모듈의 조립은 본 발명에 따른 연속 가변 변속 장치의 다른 바람직한 실시예에서, 캐리어 플레이트가 변속기 하우징과 분리 가능하게 연결되며 변속기 하우징의 일부이면 간단해지는데, 그 이유는 베리에이터와 유성 기어 유닛을 포함하는 모듈의 분해 동안 캐리어 플레이트만이 변속기 하우징으로부터 분리되고, 변속기 하우징 커버 등을 분해할 필요 없이, 모듈이 분해될 수 있기 때문이다.
본 발명의 다른 장점들 및 바람직한 실시예들은 청구범위, 및 도면을 참고로 하는 하기 실시예 설명에 제시되며, 실시예 설명을 명확히 하기 위해 구성상 및 기능상 동일한 부품에는 동일한 도면 부호가 사용된다.
본 발명에 의해, 변속 장치의 조립 동안 베리에이터 및 유성 기어 유닛이 간단히 조립될 수 있고 서비스 목적을 위해 적은 비용으로 분해될 수 있는 변속 장치가 제공된다.
도 1은 베리에이터 및 유성 기어 유닛을 포함하는 모듈을 구비한, 본 발명에 따른 연속 가변 변속 장치의 휠들의 개략도.
도 2는 도 1에 따른 변속 장치(1)의 모듈의 사시도.
도 3은 모듈이 엔진과 관련해서 전진 주행 방향으로 차량 우측에 배치된, 도 1에 따른 변속 장치의 측면 사시도.
도 4는 모듈이 전진 주행 방향으로 차량 좌측에 배치된, 도 1에 따른 변속 장치의, 도 3에 상응하는 도면.
도 5는 모듈이 차량 우측에서 후방 차축 전방에 배치된, 도 3에 상응하는 도면.
도 6는 모듈이 차량 좌측에서 후방 차축 전방에 배치된, 도 5에 상응하는 도면.
도 1에는 예컨대 농업용 차량에 사용될 수 있는 연속 가변 변속 장치(1)의 휠들이 개략적으로 도시된다. 변속 장치(1)에 의해, 전진 주행에 대한 3개의 변속 범위 또는 주행 범위 및 후진 주행에 대한 하나의 변속 범위가 주어질 수 있고, 상기 범위들에서 변속 장치의 변속이 무단으로 조절될 수 있다.
변속 장치(1)의 변속의 무단 조절은 베리에이터(3) 및 유성 기어 유닛(4)을 포함하는 무단 구동 세트 또는 모듈(2)에 의해 가능해진다. 유성 기어 유닛(4)에 의해, 차량의 엔진과 결합된 변속기 구동 샤프트(5)의 제한적으로만 조절 가능한 회전수에, 베리에이터(3)의 무단 회전수 조절 가능성이 중첩된다. 이러한 중첩의 결과로, 유성 기어 유닛(4)의 영역에 무단으로 변경 가능한 회전수를 가진 유성 기어 유닛(4)의 2개의 샤프트(6, 7)가 제공되며, 제 1 샤프트(6)는 유성 기어 유닛(4)의 유성 캐리어로서 구현되고 베리에이터(3)의 조절 가능한 펌프 유닛(3A)과 결합된다. 제 2 샤프트(7)는 유성 기어 유닛(4)의 태양 기어이며, 상기 유성 기어 유닛(4)은 스퍼 기어 톱니(8)를 통해 베리에이터(3)의 조절 가능한 모터 유닛(3B)과 작용 연결된다. 정유압 유닛으로서 구현된 베리에이터(3)의 펌프 유닛(3A) 및 모터 유닛(3B)은 각각 사축식(斜軸式)으로 형성되고, 상기 펌프 유닛(3A) 및 상기 모터 유닛(3B)은 선회 축(11)의 영역에서 공통 요크(12)에 의해 선회 가능하다.
무단 구동 세트(2)는 수동 기어 유닛(9)과 결합되고, 상기 수동 기어 유닛(9)은 베리에이터(3)의 성능에 따라 그리고 유성 기어 유닛(4)의 구조적 디자인에 따라 형성된다. 수동 기어 유닛(9)을 통해, 출력이 무단 구동 세트(2)로부터 변속기 출력 샤프트(10)의 방향으로 전달된다. 또한, 수동 기어 유닛(9)의 영역에서 요구되는 출력 회전수는 상이한 변속 범위로 나타내진다.
수동 기어 유닛(9)은 4개의 마찰 결합식 변속 부재들(S1 내지 S4)로 형성되고, 제 1 변속 부재(S1)의 폐쇄시 변속 장치(1)에 후진 주행용 주행 범위가 걸린다. 변속 부재(S2 내지 S4)는 전진 주행용 3개의 주행 범위를 형성하기 위해 제공된다.
유성 기어 유닛(4)의 제 2 태양 기어(13)는 변속기 구동 샤프트(5)와 연결된다. 따라서, 베리에이터 샤프트들(14, 15)은 각각 유성 기어 유닛(4)의 샤프트(6, 7)에 결합되고, 변속기 구동 샤프트(5)와 직접 연결되지 않는다. 또한, 베리에이터 샤프트들(14, 15)은 유성 기어 유닛(4)의 샤프트(6, 7)에 대해 평행하게 배치되고, 베리에이터 샤프트(14)는 샤프트들(6, 7)에 대해 동축으로 위치 설정된다.
무단 구동 세트 또는 모듈(2)은 도 2에 단독으로 도시된다. 도 2에 나타나는 바와 같이, 베리에이터(3) 뿐만 아니라 유성 기어 유닛(4) 및 상기 베리에이터(3)와 상기 유성 기어 유닛(4) 사이에 필요한 모든 결합 샤프트도 공통 캐리어 플레이트(19) 상에 장착되고, 상기 캐리어 플레이트(19)는 여기서 변속 장치(1)의 변속기 하우징의 일부를 형성한다.
예컨대, 울퉁불퉁한 도로, 구덩이 등을 주행할 때 야기되며, 베리에이터(3)를 적어도 단시간 동안 독자적으로 조절하며 펌프 유닛(3A)과 모터 유닛(3B)을 서로 연결하는 베리에이터(3)의 공통 요크(12)에 작용하는 조절력을 방지하기 위해, 도 3에 도시된 차량 내 조립 위치에서 베리에이터(3)의 선회 축(11)의 배향은 차량 수직축(16)의 배향에 적어도 대략 상응한다. 작동으로 인해 베리에이터(3)에 작용하는 상기 조절력의 작용 방향이 베리에이터(3)의 선회 축(11)에 대해 수직으로 배치되기 때문에, 상기 조절력이 베리에이터(3) 또는 베리에이터(3)의 펌프 유닛(3A) 또는 베리에이터(3)의 모터 유닛(3B)을 변위시키지 않는다.
추가로, 베리에이터(3)는 도 3에 화살표 X로 표시된 차량의 전진 주행 방향으로 차량의 도시되지 않은 엔진과 유성 기어 유닛(4) 및 수동 기어 유닛(9) 사이에 배치된다. 변속 장치(1)는 한편으로는 방사방향으로 작은 조립 공간을 필요로 하고, 다른 한편으로는 긴 축 방향 길이를 갖는다. 따라서, 전진 주행 방향(X)으로 볼 때 베리에이터(3)가 모듈(2) 전방에 배치됨으로써, 변속기 하우징으로부터 캐리어 플레이트(19)의 분리에 의해 모듈(2)이 간단히 분해되고, 베리에이터(3) 및 유성 기어 유닛(4)은 캐리어 플레이트(19)와 함께 차량의 각각의 실시예에 따라 전방 차축과 관련해서 전방으로, 차량 상부면과 관련해서 하부로 또는 차량 수직축(16)의 방향으로 차량 프레임(17)으로부터 상부로 빼내질 수 있고, 상기 차량 프레임(17)은 다른 차량 부품과 더불어 변속 장치를 위해 제공된 차량 내 조립 공간을 제한한다.
베리에이터(3)가 본 경우에서와 같이 적어도 부분적으로 변속 장치(1)의 오일 레벨(18) 하부에 배치되면, 베리에이터(3)는 적합한 칸막이 유닛에 의해 변속 장치(1)의 상세히 도시되지 않은 오일 섬프 내에 배치된 유압액과의 접촉이 차단됨으로써, 변속 장치(1)의 작동 중에 소위 오일이 튀기는 문제 및 이로 인한 변속 장치(1)의 전체 효율 저하가 간단히 방지된다.
캐리어 플레이트(19) 상에 베리에이터(3) 및 유성 기어 유닛(4)을 조립하는 것은 구조적으로 간단한 방식으로, 서비스 경우 무단 변속을 위해 제공된 변속기 부품들을 적은 조립 비용으로 분해하고 기능성 모듈로 교체할 수 있는 가능성을 제공한다. 결함이 있는 모듈(2)은 서비스 경우에 차량에서 즉석으로 예비 검사된 유닛으로 교체될 수 있다.
도 4에 도시된 변속 장치(1)의 실시예에서, 무단 구동 세트 또는 모듈(2)은 차량 좌측에서 차량의 전진 주행 방향(X)으로 차량의 엔진을 향한 변속 장치(1)의 영역에 배치된다. 도 5에 도시된 변속 장치(1)의 다른 실시예에서, 모듈(2)은 차량 우측에서 차량의 전진 주행 방향(X)과 관련해서 후방 차축 전방에 배치되므로, 바람직하게는 변속기 하우징으로부터 캐리어 플레이트(19)의 분리 후에 측 방향으로 변속 장치(1)의 변속기 하우징으로부터 분해될 수 있다. 또한, 도 6에 도시된 변속 장치(1)의 다른 실시예에서, 모듈(2)은 차량 좌측에서 차량의 전진 주행 방향(X)과 관련해서 후방 차축 전방에 배치되므로, 바람직하게는 변속기 하우징으로부터 캐리어 플레이트(19)의 분리 후에 측 방향으로 변속 장치(1)의 변속기 하우징으로부터 분해될 수 있다.
1 변속 장치
2 무단 구동 세트
3 베리에이터
3A 펌프 유닛
3B 모터 유닛
4 유성 기어 유닛
5 변속기 구동 샤프트
6 샤프트, 유성 캐리어
7 샤프트, 태양 기어
8 스퍼 기어 톱니
9 수동 기어 유닛
10 변속기 출력 샤프트
11 선회 축
12 공통 요크
13 제 2 태양 기어
14, 15 베리에이터 샤프트
16 차량 수직 축
17 차량 프레임
18 오일 레벨
19 캐리어 플레이트
S1 내지 S4 변속 부재
X 전진 주행 방향

Claims (9)

  1. 변속기 하우징에 배치된, 베리에이터(3), 유성 기어 유닛(4) 및 수동 기어 유닛(9)을 포함하는, 차량용 연속 가변 변속 장치(1)로서, 상기 베리에이터(3)는 제 1 샤프트(14)의 영역 및 제 2 샤프트(15)의 영역에서 상기 유성 기어 유닛(4) 및 상기 수동 기어 유닛(9)과 작용 연결되고, 상기 베리에이터(3)와 상기 유성 기어 유닛(4)이 하나의 모듈(2)을 형성하고, 공통 캐리어 플레이트(19) 상에 배치되는, 연속 가변 변속 장치에 있어서,
    상기 베리에이터(3)는 넓이보다 길게 그리고 깊게 형성되고, 그 종 방향 길이는 차량에 조립 상태에서 적어도 수직으로 배치되며,
    상기 캐리어 플레이트(19)는 상기 변속기 하우징과 분리 가능하게 연결될 수 있고 상기 변속기 하우징의 일부인 것을 특징으로 하는 연속 가변 변속 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 유성 기어 유닛(4)의 샤프트(13)는 변속기 구동 샤프트(5)와 작용 연결되고, 상기 변속기 구동 샤프트(5)는 차량 구동 트레인의 엔진과 연결될 수 있고, 상기 베리에이터의 2개의 샤프트들(14, 15)은 각각 상기 유성 기어 유닛(4)의 다른 샤프트들(6, 7)과 작용 연결되는 것을 특징으로 하는 연속 가변 변속 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 베리에이터(3)는 사축식(斜軸式)의 정유압 유닛으로서 구현되고, 하나 이상의 조절 유닛(3A, 3B)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 연속 가변 변속 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 정유압 유닛(3)은 하나 이상의 조절 가능한 펌프 유닛(3A) 및 하나 이상의 조절 가능한 모터 유닛(3B)을 포함하고, 상기 펌프 유닛(3A)과 상기 모터 유닛(3B)은 공통으로 조절 가능하게 구현되는 것을 특징으로 하는 연속 가변 변속 장치.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 베리에이터(3)와 상기 유성 기어 유닛(4)을 포함하는 상기 모듈(2)은 조립 상태에서 차량의 엔진과 관련해서 전진 주행 방향(X)으로 차량 우측 또는 차량 좌측에 배치되는 것을 특징으로 하는 연속 가변 변속 장치.
  6. 제 2항에 있어서, 상기 베리에이터(3)는 차량에 조립 상태에서 공간적으로 상기 엔진과 상기 유성 기어 유닛(4) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 연속 가변 변속 장치.
  7. 삭제
  8. 제 2항에 있어서, 상기 베리에이터(3)는 차량에 조립 상태에서 공간적으로 상기 유성 기어 유닛(4)과 후방 차축 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 연속 가변 변속 장치.
  9. 삭제
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