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KR20190098174A - 동력 인출 장치 및 그 부품들 - Google Patents

동력 인출 장치 및 그 부품들 Download PDF

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KR20190098174A
KR20190098174A KR1020197020028A KR20197020028A KR20190098174A KR 20190098174 A KR20190098174 A KR 20190098174A KR 1020197020028 A KR1020197020028 A KR 1020197020028A KR 20197020028 A KR20197020028 A KR 20197020028A KR 20190098174 A KR20190098174 A KR 20190098174A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pto
house
transmission unit
gearing
main
Prior art date
Application number
KR1020197020028A
Other languages
English (en)
Inventor
다니엘 페테르센
라르스 베릭비스트
Original Assignee
스카니아 씨브이 악티에볼라그
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 스카니아 씨브이 악티에볼라그 filed Critical 스카니아 씨브이 악티에볼라그
Publication of KR20190098174A publication Critical patent/KR20190098174A/ko

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Abstract

본 개시는 샌드위치형의 차량용 주 동력 인출 장치(PTO) 트랜스미션 유닛(140) 및 PTO 출력 유닛(130)에 관한 것이다, 주 PTO 트랜스미션 유닛(140)은 제1 기어링(120) 및 제1 기어링이 배열되는 제1 하우스(150)를 포함한다. 제1 하우스(150)는 PTO 출력 유닛(130)의 제2 하우스(160)에 부착될 수 있도록 배열된다. PTO 출력 유닛(130)은 제2 하우스(160) 내에 배열되는 제2 기어링(110)을 포함한다. 제2 하우스(160)는 주 PTO 트랜스미션 유닛(140)의 제1 하우스(150)에 부착될 수 있도록 배열된다. 본 개시는 또한 주 PTO 트랜스미션 유닛(140) 및 PTO 출력 유닛(130)을 포함하는 PTO, 파워트레인 및 차량에 관한 것이다.

Description

동력 인출 장치 및 그 부품들
본 개시는 주 동력 인출 장치(PTO) 트랜스미션 유닛, PTO 출력 유닛, PTO, 파워트레인 및 차량에 관한 것이다. 특히 본 개시는 샌드위치형 PTO에 관한 것이다.
이른바 동력 인출 장치(Power Take-Off)들, PTO들은 차량들에서 차량의 추진이 아닌 기능들에 동력을 제공하기 위해 사용된다. PTO는 보통 차량의 기관과 구동 휠들 중 적어도 하나 사이의 동력 흐름과 관련하여 배치된다. 그러면 PTO는 보통 추가 출력 샤프트를 구비한다. 이 추가 출력 샤프트는 차량의 기관이 출력 토크를 제공할 때 회전할 수 있다. 그러면 예를 들어 유압 펌프, 윈치, 물 펌프, 컴팩터(compactor) 등과 같은 추가 장비를 PTO의 추가 출력 샤프트에 연결하는 것이 가능하다. 그러면 이 추가 장비가 차량의 기관으로부터 동력 및 또는 회전 운동을 전달 받을 수 있다.
본 개시는 특히 샌드위치형 PTO에 관한 것이다. 이러한 PTO들은 기관과 (클러치와 기어박스를 포함할 수 있는) 트랜스미션 사이의 동력 전달 경로에 장착된다. 이에 따라 PTO는 기관 및 트랜스미션과 직렬로 연결된다. 따라서 PTO는 기관 출력축에 직접 연결될 수 있다. PTO의 샌드위치형 장착 방식으로 인해, 기어박스(및 클러치)가 PTO에 의해 기관으로부터 이격될 것이다.
샌드위치형 PTO에 연결될 수 있는 추가 장비가 회전 속도, 제공되는 토크, 공간 요건들 등에 대해 상당히 다른 요구들을 가질 수 있기 때문에, 모든 목적들에 적합한 하나의 PTO를 제공하는 것은 보통 가능하지 않다. 그 대신, 각기 다른 추가 장비의 특별한 요건들을 충족시키기 위해 다수의 PTO가 설계되어야 하는데, 이는 기관과 트랜스미션 사이의 제한된 공간으로 인해 쉽게 충족되기 어렵다. 차량 운영업체는 PTO의 목적에 대해 결정해야 하고, 그러면 차량 제조업체가 상응하는 PTO를 차량의 기관과 트랜스미션 사이에 설치할 것이다. 이는 차량을 위해 유용한 기어박스 또는 유용한 기관을 선택하면 제조업체에 의해 설치되는 것에 비교할 수 있다. 각기 다른 PTO들이 각기 다른 목적들을 위해 제공되어야 하기 때문에, 하나의 PTO가 모든 목적들에 적합한 경우와 비교하여 비용이 증가된다. 비용 증가는 무엇보다도 다수의 각기 다른 PTO를 개발, 생산, 보관 및 계획을 할 필요성으로 인한 것이다.
따라서 각기 다른 PTO들에 대한 필요성과 관련된 단점들 중 적어도 일부를 제거하는 것이 유리할 것이다.
PTO들 중 일부 공지된 예가 US2010242638 A1 및 WO2015005884 A1에 기재되어 있다. 첫 번째 문헌에서는, PTO를 연결하기 위해 주 기어박스 클러치 후방에 보조 클러치가 사용된다. 두 번째 문헌에서는, 희망하는 수의 PTO와 관련된 해결책이 제시된다.
각기 다른 PTO들의 필요성과 관련된 단점들 중 적어도 일부를 제거하는 것이 본 개시의 목적이다. 각기 다른 PTO들과 관련하여 필요한 각기 다른 컴포넌트들의 양을 제한하는 것이 본 개시의 다른 목적이다. PTO를 제공하기 위한 보다 유연한 해결책을 제공하는 것이 본 개시의 다른 목적이다. 기존의 PTO들에 대한 대안을 제공하는 것이 본 개시의 다른 목적이다.
제1 태양에 따르면, 차량용 주 동력 인출 장치(PTO) 트랜스미션 유닛이 제공된다. 주 PTO 트랜스미션 유닛은 샌드위치형이다. 주 PTO 트랜스미션 유닛은 제1 기어링 및 제1 하우스를 포함한다. 제1 기어링은 제1 하우스 내에 배열된다. 제1 하우스는 PTO 출력 유닛의 제2 하우스에 부착될 수 있도록 배열된다. 또한, 제1 기어링은, 제1 하우스가 제2 하우스에 부착될 때, PTO 출력 유닛의 제2 기어링에 토크를 전달하도록 배열된다. 제2 기어링은 제2 하우스 내에 배열된다.
제2 태양에 따르면, 차량용 PTO 출력 유닛이 제공된다. PTO 출력 유닛은 제2 기어링 및 제2 하우스를 포함한다. 제2 기어링은 제2 하우스 내에 배열된다. 제2 하우스는 제1 태양에 따른 주 PTO 트랜스미션 유닛의 제1 하우스에 부착될 수 있도록 배열된다. 또한, 제2 기어링은 제1 하우스가 제2 하우스에 부착될 때 주 PTO 유닛의 제1 기어링과 계합되도록 배열된다.
본 태양들은 다수의 목적을 위한 하나의 그리고 동일한 주 PTO 트랜스미션 유닛을 제공한다. 하나의 유닛이 다른 유닛에 부착될 수 있는 두 개의 분리된 유닛의 형태로 PTO를 제공하는 것에 의해, PTO 출력 유닛은 PTO의 의도된 용도에 적합할 수 있고 필요에 따라 교환될 수 있다. 따라서 PTO의 의도된 용도가 변하는 경우 PTO 출력 유닛만 교체하면 된다. 하나의 그리고 동일한 주 PTO 트랜스미션 유닛이 다수의 목적으로 사용될 수 있으므로, 개발 비용과 보관 비용이 낮아질 수 있다. 또한, 다수의 목적을 위한 동일한 컴포넌트가 차량의 파워트레인(구동라인) 내로 삽입되며, 이는 엄격한 공간 제약 하에 디자인되어야 하는 샌드위치형 PTO들에 특히 유리하다. 따라서 PTO 출력 유닛을 나중에 교환함에 있어 기관과 구동 휠들 사이의 파워트레인에는 어떠한 적합화도 필요하지 않다.
본 명세서에서, 샌드위치형 PTO라는 용어는 차량의 동력원(예컨대 기관)과 트랜스미션(예컨대 기어박스 포함) 사이에 장착되기에 적합한 PTO를 포함할 수 있다. 따라서 샌드위치형의 주 PTO 트랜스미션 유닛은 차량의 동력원 및 트랜스미션과 직렬로 그리고 그 사이에 장착되기에 적합할 수 있다.
하나의 실시예에서, 제1 태양에 따른 주 PTO 트랜스미션 유닛은 차량의 동력원의 출력 샤프트에 연결되도록 배열되는 입력 샤프트를 더 포함하고, 이에 의해 동력이 동력원으로부터 주 PTO 트랜스미션 유닛으로 전달될 수 있다. 주 PTO 트랜스미션 유닛이 샌드위치형이므로, 입력 샤프트는 동력원의 출력 샤프트와 직렬로 연결되기에 적합할 수 있다.
하나의 실시예에서, 제1 기어링은 제1 하우스가 제2 하우스에 부착될 때 입력 샤프트로부터 제2 기어링으로 토크를 전달하도록 배열된 하나 이상의 기어(기어 휠)를 포함한다.
하나의 실시예에서, 주 PTO 트랜스미션 유닛은 제1 결합 배열체를 더 포함한다. 제1 결합 배열체는 제1 기어링을 입력 샤프트에 결합시키고 분리시키도록 배열된다. 이에 의해, 추가 장비를 위해 동력 및/또는 토크가 출력될 필요가 없는 경우 제1 기어링이 회전할 필요가 없다. 따라서 저항 손실이 감소된다.
하나의 실시예에서, 제1 기어링의 적어도 하나의 기어가 개구를 구비한다. 입력 샤프트는 이 개구를 통해 연장한다. 이는 간편한 방법으로 제1 기어링을 입력 샤프트에 결합시키고 분리시킬 수 있게 한다.
하나의 실시예에서, 주 PTO 트랜스미션 유닛은 브레이크 배열체를 더 포함한다. 브레이크 배열체는 제1 기어링이 입력 샤프트로부터 분리된 상태에 제1 결합 배열체가 있는 경우에 주 PTO 트랜스미션 유닛의 제1 기어링의 적어도 하나의 기어를 제동하도록 배열된다. 이는 주 PTO 트랜스미션 유닛 내의 기어링이 회전하는 것을 방지할 수 있게 한다. 이는 기어링이 낮은 관성을 가질 때 특히 유용한데, 이는 그렇지 않으면 기어링이 의도치 않게 회전할 수 있기 때문이다.
하나의 실시예에서, 브레이크 배열체는 제1 기어링이 입력 샤프트에 결합된 상태에 제1 결합 배열체가 있는 경우에 적어도 하나의 기어를 제동하지 않도록 배열된다. 이는 제1 기어링이 필요에 따라 회전할 수 있는 것을 보장한다.
하나의 실시예에서 주 PTO 트랜스미션 유닛은 제1 출력 샤프트 및 제2 결합 배열체를 더 포함한다. 제2 결합 배열체는 제1 출력 샤프트를 입력 샤프트에 결합시키고 분리시키도록 배열된다. 이는 차량에 추전력을 제공할 필요 없이 추가 장비에 동력 및/또는 토크를 제공할 수 있게 한다.
하나의 실시예에서, 제2 결합 배열체가 토션 댐퍼를 포함한다. 토션 댐퍼는 제1 하우스 내의 개구를 향하는 제1 기어링의 기어의 측면 위에 배열된다. 개구는 입력 샤프트를 위한 것이다. 이는 제2 결합 배열체가 주 PTO 트랜스미션 유닛에 통합되는 경우에 그 구성을 보다 간소화하는 것을 가능하게 한다.
하나의 실시예에서, 제1 출력 샤프트는 (예컨대 클러치를 거쳐) 차량의 기어박스의 입력 샤프트에 연결되기에 적합하다.
하나의 실시예에서, 주 PTO 트랜스미션 유닛이 오일 펌프를 더 포함한다. 오일 펌프는 주 PTO 트랜스미션 유닛의 컴포넌트들 중 적어도 일부를 윤활하고 냉각시키도록 배열된다. 이는 주 PTO 트랜스미션 유닛이 차량의 오일 시스템에 적합화될 필요가 없기 때문에 유연성을 증가시킨다.
하나의 실시예에서, 주 PTO 트랜스미션 유닛은 플라이휠을 더 포함한다. 플라이휠은 입력 샤프트에 결합된다. 이는 플라이휠이 주 PTO 트랜스미션 유닛과 통합되기 때문에 그 구성을 보다 간소화하는 것을 가능하게 한다.
하나의 실시예에서, 제2 태양에 따른 PTO 출력 유닛이 차량의 추가 장비에 연결되도록 배열되는 제2 출력 샤프트를 더 포함한다. 제2 하우스는 제2 출력 샤프트를 위한 개구를 포함할 수 있다.
목적들 중 적어도 일부는 PTO에 의해 또한 달성된다. PTO는 제1 태양에 따른 주 PTO 트랜스미션 유닛 및 제2 태양에 따른 PTO 출력 유닛을 포함한다.
하나의 실시예에서, 제1 및 제2 하우스가 체결 수단에 의해 서로 부착된다.
목적들 중 적어도 일부는 차량용 파워트레인에 의해 또한 달성된다. 파워트레인은 상술한 PTO를 포함한다.
목적들 중 적어도 일부는 상술한 파워트레인을 포함하는 차량에 의해 또한 달성된다.
차량, 파워트레인 및 PTO는 주 PTO 트랜스미션 유닛 및 PTO 출력 유닛과 관련하여 설명한 것에 상응하는 장점들을 갖는다.
본 발명의 실시예들의 다른 장점들은 아래의 상세한 설명에 기재되어 있고 그리고/또는 본 발명을 수행할 때 통상의 기술자가 알 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예들과 그 목적들 및 장점들은 아래의 상세한 설명을 첨부 도면을 참조하면서 읽으면 상세하게 이해할 수 있을 것이다. 여러 도면들에서 동일한 도면 번호는 동일한 컴포넌트를 지시한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량을 도식적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 PTO를 도식적으로 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 PTO의 실시예의 측단면도를 도식적으로 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 PTO의 실시예의 측면도를 도식적으로 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 PTO의 실시예의 배면도를 도식적으로 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 PTO의 실시예의 정면도를 도식적으로 도시한다.
도 1은 차량(1)의 측면도를 도식적으로 도시한다. 차량은 트럭일 수 있다. 그러나 승용차, 트랙터, 보트, 선박 등과 같은 임의의 다른 차량도 또한 가능하다. 차량은 파워트레인(2)을 포함한다. 파워트레인(2)은 기어박스(6)를 구비할 수 있다. 파워트레인(2)은, 내연 기관과 같은 기관(4) 또는 전기 기계와 같은, 동력원을 또한 포함한다. 기어박스(6)는 추진 샤프트(10)를 통해 차량(1)의 구동 휠(8)들에 연결된다. 동력 인출 장치(5), PTO(5)는 기관(4)과 기어박스(6) 사이에 배치된다. 이러한 유형의 PTO는 샌드위치형 PTO라 하며, 이는 PTO(5)가 (파워트레인의 주된 동력 흐름에서 볼 때) 동력원(4) 및 기어박스(6)와 직렬로 위치되기에 적합하다는 것을 의미한다. PTO(5)는 추가 출력 샤프트(7)에 연결될 수 있다. 추가 출력 샤프트(7)는 다시 추가 장비(9)에 연결될 수 있다. 이에 의해, 기관으로부터의 동력 및/또는 토크가 추가 장비(9)에 의해 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 PTO(5)를 도식적으로 도시한다. PTO(5)는 도 1에 나타난 바와 같이 샌드위치형이다. PTO는 주 PTO 트랜스미션 유닛(140) 및 PTO 출력 유닛(130)을 포함한다. 주 PTO 트랜스미션 유닛(140)은 제1 하우스(150) 및 제1 기어링(120)을 포함한다. 주 PTO 트랜스미션 유닛(140)의 제1 기어링(120)은 하나 또는 다수의 기어를 포함할 수 있다. PTO 출력 유닛(130)은 제2 하우스(160) 및 제2 기어링(110)을 포함한다. PTO 출력 유닛(130)의 제2 기어링(110)은 하나 또는 다수의 기어를 포함할 수 있다. 제1 기어링(120)은 제1 하우스(150)에 배열된다. 제2 기어링(110)은 제2 하우스(160)에 배열된다.
제1 하우스(150)와 제2 하우스(160)는 서로 부착될 수 있다. 부착은 인터페이스(170)를 통해 제공될 수 있다. 인터페이스(170)는 표준화된 인터페이스일 수 있다. 제1 및 제2 하우스를 서로 부착될 수 있게 하면 기관으로부터 구동 휠들까지의 파워 트랜스미션에서 어느 것도 교체할 필요 없이 PTO 출력 유닛이 교환될 수 있는 장점이 있다. 따라서 PTO 출력 유닛(130)을 교체하는 것만으로 필요에 따라 각기 다른 PTO를 제공하는 것이 가능하다. 공통 주 PTO 트랜스미션 유닛(140)은 모든 목적을 위해 사용될 수 있다. 따라서 종래 기술에서와 같이 다수의 PTO 유닛 대신 단지 하나의 주 PTO 트랜스미션 유닛(140)이 차량의 제조를 위해 제공될 필요가 있다.
따라서 PTO를 주 PTO 트랜스미션 유닛(140)과 PTO 출력 유닛(130)으로 분할하고, 주 PTO 트랜스미션 유닛(140)이 바람직하게는 여러 가지 목적들에 대해 동일한 해결책은 차량의 구성을 보다 덜 복잡하게 하면서도 각기 다른 차량용 추가 장비를 제공하기 위한 유연성을 증가시킬 수 있게 한다. 또한, PTO의 일부, 즉 PTO 출력 유닛(130) 만이 교체될 필요가 있기 때문에, PTO 내에서 상이한 설정(setup)을 요구하는 추가 장비의 추후 교환이 용이해질 것이다. 이는 PTO의 기관 및 기어박스에 대한 각각의 분리 및 재연결이 수행될 필요가 없기 때문에 PTO의 설정을 교체하는 비용을 낮춘다.
예를 들어, 제1 하우스(150)는 제2 하우스(160)의 개구와 정합하도록 배열되는 개구를 포함할 수 있다. 이 개구들은 제1 및 제2 기어링(120, 110)이 서로 맞물리는 것(계합되는 것)을 가능하게 할 수 있다.
제1 기어링(110)과 제2 기어링(120)은 바람직하게는 서로 회전 연결된다. 제1 및 제2 하우스(150, 160) 간의 인터페이스는 바람직하게는 교환이 용이하도록 구성된다. 일 예에서, 제1 및 제2 하우스(150, 160 ) 간의 부착은 스크루와 같은 체결 수단에 의해 구현될 수 있다.
도 3 내지 도 6에, 본 개시의 특정 실시예가 기재되어 있다. 본 개시의 다수의 예들 및 추가 개발예들이 이 실시예들과 관련되어 기재되어 있다. 이 예들 및 개발예들이 여기에 기재된 특정 실시예와 독립적으로 수행될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 도 3 내지 도 6은 본 개시의 동일한 실시예를 도시한다. 도 3은 PTO의 측단면도를 도시하고, 도 4는 도 3과 반대쪽에서 본 측면도를 도시하고, 도 5는 배면도를 도시하고 그리고 도 6은 PTO의 정면도를 도시한다. 배면도라는 용어는 PTO의 이 측면이 기어박스에 연결되는 것과 관련된다. 정면도라는 용어는 PTO의 이 측면이 기관에 연결되는 것과 관련된다.
PTO는 PTO 출력 유닛(130) 및 주 PTO 트랜스미션 유닛(140)을 포함한다. 인터페이스(170)가 PTO 출력 유닛(130)과 주 PTO 트랜스미션 유닛(140) 사이에 구비된다. 주 PTO 트랜스미션 유닛(140)은 입력 샤프트(101)를 포함한다. 입력 샤프트(101)는 기관의 출력 샤프트에 연결되기에 적합하다. 주 PTO 트랜스미션 유닛(140)은 제1 출력 샤프트(102)(도 5에 도시됨)를 더 포함한다. 제1 출력 샤프트(102)는 기어박스의 입력 샤프트에 연결되기에 적합하다. PTO 출력 유닛(130)은 제2 출력 샤프트(103)를 포함한다. 제2 출력 샤프트(103)는 PTO에 의해 구동될 차량의 추가 장비에 연결되도록 배열된다.
PTO 출력 유닛(130)은 제2 하우스(160)를 포함한다. 제2 하우스(160)는 제2 출력 샤프트(103)를 위한 개구를 제공하기에 적합하다. 도시된 예에서, 제1 커버(161)가 PTO 출력 유닛(130)에 구비된다. 제1 커버(161)는 제2 하우스(160)의 하나의 측면을 커버하도록 배열된다. 도시된 예에서, 제2 커버(162)가 PTO 출력 유닛(130)에 구비된다. 이 제2 커버(162)는 제2 하우스(160)의 다른 측면을 커버하도록 배열된다.
도시된 예에서, PTO 출력 유닛(130)은 제2 기어링을 포함하며, 이 예에서 제2 기어링은 제2 기어(110)로 이루어진다. 제2 기어(110)는 제2 출력 샤프트(103)를 원주 방향으로 둘러싼다. 제2 기어(110)는 제2 하우스(160) 내에 배열된다. 하나의 예에서, 제2 기어(110) 및/또는 제2 출력 샤프트(103)는 제2 하우스(160) 내의 제2 베어링들(111a, 111b) 위에 장착된다. 제2 베어링들(111a, 111b)은 원통형 롤러 베어링들일 수 있다. 도시된 예에서, 제2 베어링들은 제2 기어(110)의 하나의 측면에 있는 제1 베어링 배열체(111a) 및 제2 기어(110)의 다른 측면에 있는 제2 베어링 배열체(111b)를 포함한다.
주 PTO 트랜스미션 유닛(140)은 제1 기어링을 포함하며, 이 예에서 제1 기어링은 제1 기어(120)를 포함한다. 제1 기어(120)는 개구를 구비한다. 입력 샤프트(101)가 제1 기어(120)의 개구를 통해 배열된다. 따라서 제1 기어(120)는 제1 입력 샤프트를 원주 방향으로 둘러싼다. 주 PTO 트랜스미션 유닛(140)의 제1 기어링은 추가 기어들을 포함할 수 있다. 일 예로, 주 PTO 트랜스미션 유닛(140)은 제3 기어(125)를 포함할 수 있다. 하나의 예에서, 주 PTO 트랜스미션은 제1 기어(120) 및 제3 기어(125)를 포함한다. 제3 기어(125)의 중심축선은 제1 기어의 중심축선으로부터 제1 거리(124)에 배열될 수 있다. 제1 기어(120)와 제3 기어(125)는 서로 회전 연결된다. 하나의 예에서, 제1 기어(120)와 제3 기어(125)는 서로 맞물린다.
조립될 때, PTO 출력 유닛(130)의 제2 기어(110)와 주 PTO 트랜스미션 유닛(140)의 제3 기어(125)가 서로 회전 연결된다. 하나의 예에서, 제2 기어(110)와 제3 기어(125)는 서로 맞물린다. 그 결과, 제1 기어(120)와 제2 기어(110)가 서로 회전 연결된다. 제3 기어를 제공하면 입력 샤프트(101)와 제2 출력 샤프트(103) 간의 오프셋이 너무 큰 기어들을 필요로 하지 않으면서 증가될 수 있는 장점이 있다. 하나의 예에서, 추가 기어들은 제1 및 제2 기어 사이에 배열될 수 있다.
주 PTO 트랜스미션 유닛(140)은 제1 하우스(150)를 포함한다. 제1 하우스(150)는 입력 샤프트를 위한 개구(101)를 구비한다. 도시된 예에서, 제3 커버(151)가 주 PTO 트랜스미션 유닛(140)에 구비된다. 이 제3 커버(151)는 제1 하우스(150)의 하나의 측면을 커버하도록 배열된다. 도시된 예에서, 제3 커버(151)는 적어도 하나의 스크루(152)에 의해 제1 하우스(150)에 부착된다. 도면을 너무 복잡하지 않게 하기 위해 도 5에서 스크루들 전부를 도면 번호로 지시하지는 않았다.
주 PTO 트랜스미션 유닛(140)은 제1 결합 배열체를 포함한다. 제1 결합 배열체는 제1 기어(120)를 입력 샤프트(101)에 결합시키고 분리시키도록 배열된다. 제1 결합 배열체는 도그 클러치(dog clutch)를 포함할 수 있다. 제1 결합 배열체는 다판 클러치를 포함할 수 있다. 제1 결합 배열체는 공기 작동식일 수 있다. 도시된 예에서, 제1 결합 배열체는 클러치 디스크(174)들을 포함한다. 제1 결합 배열체는 강철 디스크(171)들, 이격 스프링(172)들, 및/또는 압력판(173)을 더 포함한다. 바람직하게는, 제1 결합 배열체는, 추가 장비가 기관에 동력 및/또는 토크를 요구하지 않는 경우에 제1 기어(120)가 입력 샤프트(101)로부터 분리되도록 작동된다. 바람직하게는, 제1 결합 배열체는, 추가 장비가 기관에 동력 및/또는 토크를 요구하는 경우에 제1 기어(120)가 입력 샤프트(101)에 결합되도록 작동된다.
주 PTO 트랜스미션 유닛(140)은 제2 결합 배열체를 포함한다. 제2 결합 배열체는 제1 출력 샤프트(102)를 입력 샤프트(101)에 결합시키고 분리시키도록 배열된다. 제1 출력 샤프트(102)는 도 3에는 도시되어 있지 않고 도 5에 도시되어 있다. 그러나 제1 출력 샤프트는 입력 샤프트(101)의 수평 연장선상에 배치되는 것으로 의도된다. 그러면 제1 출력 샤프트(102)는 바람직하게는 기어 배열체(104)와 맞물린다. 제2 결합 배열체는 바람직하게는 클러치(190)를 포함하고, 이 클러치는 기관과 기어박스 간의 토크 전달을 제어하도록 배열되는 파워트레인의 주 클러치일 수 있다. 도시된 예에서, 클러치는 클러치 디스크(191) 및 클러치 커버(192)를 포함한다. 제2 결합 배열체는 적어도 하나의 토션 댐퍼(193)를 더 포함할 수 있다.
이는 PTO가 다음의 모드들 중 하나의 모드로 작동할 수 있게 한다. 제1 모드에서, 기관으로부터의 동력은 PTO를 거쳐 기어박스에 전달된다. 제1 결합 배열체는 PTO 출력 유닛(130)의 제2 출력 샤프트(103)가 분리된 상태이고, 제2 결합 배열체는 제1 출력 샤프트(102)가 주 PTO 트랜스미션 유닛(140)의 입력 샤프트(101)에 연결된 상태이다. 따라서 출력되는 모든 동력과 토크가 기어박스에서 이용 가능하고 제2 출력 샤프트(103)에는 토크가 전달되지 않는다. 제1 모드는 예컨대 차량이 주행하고 있으며 추가 장비가 사용되지 않을 때 사용될 수 있다.
제2 모드에서, 기관으로부터의 동력은 PTO를 거쳐 기어박스에 그리고 제2 출력 샤프트(103)에 전달된다. 제1 결합 배열체는 제2 출력 샤프트(103)가 입력 샤프트(101)에 결합된 상태이고, 제2 결합 배열체는 제1 출력 샤프트(102)가 입력 샤프트(101)에 결합된 상태이다. 따라서 출력되는 동력 및/또는 토크는 기어박스 및 PTO 출력 유닛(130)의 제2 출력 샤프트(103) 둘 다에서 이용 가능하다. 제2 모드는 예컨대 추가 장비를 사용하면서 차량이 주행 중일 때 사용될 수 있다.
제3 모드에서, 기관으로부터의 동력은 PTO를 거쳐 PTO 출력 유닛(130)의 제2 출력 샤프트(103)에 전달된다. 제1 결합 배열체는 제2 출력 샤프트(103)가 입력 샤프트(101)에 결합된 상태이고, 제2 결합 배열체는 제1 출력 샤프트(102)가 입력 샤프트(101)로부터 분리된 상태이다. 따라서 출력되는 모든 동력 및/또는 토크가 PTO 출력 유닛(130)의 제2 출력 샤프트(103)에서 이용 가능하고 기어박스에는 토크가 전달되지 않는다. 제3 모드는 예컨대 차량이 정지해 있고 추가 장비가 사용될 때 사용될 수 있다.
제4 모드에서, 기관으로부터의 동력이 어떠한 출력 샤프트에도 전달되지 않는다. 제1 결합 배열체는 PTO 출력 유닛(130)의 제2 출력 샤프트(103)가 주 PTO 트랜스미션 유닛(140)의 입력 샤프트(101)로부터 분리된 상태이고, 제2 결합 배열체는 제1 출력 샤프트(102)가 입력 샤프트(101)로부터 분리된 상태이다. 제4 모드는 예컨대 차량이 정지해 있고 사용되고 있는 추가 장비가 없을 때 사용될 수 있다.
바람직한 예에서, 적어도 하나의 토션 댐퍼(193)가 제1 기어(120)의 클러치(190)와 다른 (반대쪽) 측면에 배열된다. 도시된 예에서, 토션 댐퍼(193)는 제1 기어(120)의 기관을 향하는 측면에 배열된다. 도시된 예에서, 클러치(190)는 제1 기어(120)의 기어박스를 향하는 측면에 배열된다.
하나의 예에서, 제3 기어(125)는 제1 하우스(150) 내의 제3 베어링(126)들 위에 장착된다. 제3 베어링(126)들은 원통형 롤러 베어링들일 수 있다. 도시된 예에서, 제3 베어링(126)들은 제3 기어(125)의 하나의 측면 위에 제1 베어링 배열체를 그리고 제3 기어(125)의 다른 측면 위에 제2 베어링 배열체를 포함한다.
하나의 예에서, 제1 기어(120)는 제1 하우스(150) 내의 제1 베어링(121)들 위에 장착된다. 제1 베어링(121)들은 볼 베어링들일 수 있다. 도시된 예에서, 제1 베어링(121)들은 제1 기어(120)의 하나의 측면 위에 제1 베어링 배열체를 그리고 제1 기어(120)의 다른 측면 위에 제2 베어링 배열체를 포함한다.
하나의 예에서, 입력 샤프트(101)가 제1 하우스(150) 내의 제1 샤프트 베어링(105)들 위에 장착된다. 제1 샤프트 베어링(105)들은 드로운 컵 니들 베어링(drawn cup needle nearing)들과 같은 롤러 베어링들일 수 있다.
하나의 예에서, 제1 출력 샤프트(102)가 제1 하우스(150) 내의 제2 샤프트 베어링(106)들 위에 장착된다. 제2 샤프트 베어링(106)들은 볼 베어링들일 수 있다.
하나의 예에서, 제1 결합 배열체는 제1 결합 베어링 배열체(107)를 통해 제1 하우스(150)에 장착된다. 제1 결합 베어링 배열체(107)는 액시얼 니들 롤러 베어링(axial needle roller bearing)들과 같은 롤러 베어링들을 포함할 수 있다.
주 PTO 트랜스미션 유닛(140)은 플라이휠(195)을 포함할 수 있다. 플라이휠(195)은 입력 샤프트(101)에 연결될 수 있다. 이 연결은 스플라인, 스크루(들), 너트(들) 및/또는 용접을 통해 수행될 수 있다. 플라이휠은 기관으로부터의 회전 에너지를 저장하도록 배열될 수 있다. 플라이휠(195)은 플라이휠 베어링(196)들 위에서 제1 하우스(150)에 장착될 수 있다. 플라이휠 베어링(196)들은 롤러 베어링들, 바람직하게는 원통형 롤러 베어링들일 수 있다.
제1 실링(197)이 플라이휠(195)과 제1 하우스(150) 간의 틈새를 밀봉하기 위해 제공될 수 있다. 오(O)-링(198)이 플라이휠(195)과 입력 샤프트(101) 간의 틈새를 밀봉하기 위해 제공될 수 있다. 제2 실링(198)이 입력 샤프트(101)와 제1 하우스(150) 간의 틈새를 밀봉하기 위해 제공될 수 있다.
주 PTO 트랜스미션 유닛(140)은 피스톤(199)을 포함할 수 있다. 피스톤(199)은 제1 결합 배열체 내의 클러치를 작동시키기 위해 배열될 수 있다.
주 PTO 트랜스미션 유닛(140)은 오일 펌프(200)를 더 포함할 수 있다. 오일 펌프(200)는 주 PTO 트랜스미션 유닛(140)의 컴포넌트들 중 적어도 일부를 윤활하도록 배열될 수 있다. 오일 펌프(200)는 주 PTO 트랜스미션 유닛(140)의 컴포넌트들 중 적어도 일부를 냉각시키도록 배열될 수 있다.
하나의 예에서, PTO(140)는 오일 펌프 기어(201)를 포함한다. 오일 펌프 기어는 바람직하게는 제1 기어(120)와 회전 연결된다. PTO는 오일 펌프 샤프트(202)를 더 포함할 수 있다.
오일 펌프 기어(201)는 오일 펌프 샤프트(202)를 원주 방향으로 둘러싼다. 오일 펌프 기어(201)와 오일 펌프 샤프트(202)는 바람직하게는 제1 하우스(150) 내에 배열된다. 오일 펌프 기어(201)와 오일 펌프 샤프트(202)는 바람직하게는 오일 펌프(202)에 동력 및/또는 토크를 제공하도록 배열된다.
하나의 예에서, 오일 펌프 샤프트(202)는 제1 하우징(150) 내의 오일 펌프 샤프트 베어링(204)들 위에 장착된다. 오일 펌프 샤프트 베어링(204)들은 볼 베어링들일 수 있다. 도시된 예에서, 오일 펌프 샤프트 베어링(204)들은 오일 펌프 기어(201)의 하나의 측면 위에 제1 베어링 배열체를 그리고 오일 펌프 기어(201)의 다른 측면 위에 제2 베어링 배열체를 포함한다.
PTO는 오일 펌프 커버(205)를 더 포함할 수 있다. 오일 펌프 커버는 오일 펌프를 오일 펌프 기어(201)에 대해 보호하도록 배열될 수 있다. PTO는 오일 필터(206)를 더 구비할 수 있다. 오일 필터(206)는 PTO 내에서 사용되는 오일을 세정하기 위해 배열될 수 있다. 하나의 예에서, PTO는 오일 펌프(200)에 의해 공급되는 오일을 냉각시키기 위한 오일 쿨러(207)를 포함한다. 오일 쿨러(200)는 오일을 냉각시키도록 배열되는 냉각 채널들을 포함할 수 있다. 냉각 채널들은 물의 운반을 허용하도록 배열될 수 있다. 오일 쿨러는 물의 공급을 위한 접속부(208)들을 포함할 수 있다. 오일 쿨러는 차량의 냉각 시스템에 연결되도록 배열될 수 있다. PTO는 오일 딥스틱(oil dipstick)을 위한 딥스틱 홀더(209)를 더 포함할 수 있다. PTO는 PTO 내부의 기어들 중 임의의 기어의 회전 속도를 검사하기 위한 회전 센서(210)를 또한 포함할 수 있다.
주 PTO 트랜스미션 유닛(140)은 브레이크 배열체를 더 포함할 수 있다. 브레이크 배열체는 제1 기어(120)가 입력 샤프트(101)로부터 분리된 상태에 제1 결합 배열체가 있는 경우 주 PTO 트랜스미션 유닛(140)의 적어도 하나의 기어를 제동하도록 배열된다. 이는 제1 기어(120)가 입력 샤프트로부터 분리된 때에 회전 운동하는 것을 방지한다. 브레이크 배열체는 제1 기어(120)가 입력 샤프트(101)에 결합된 상태에 제1 결합 배열체가 있는 경우에는 제1 기어(120)를 제동하지 않도록 배열된다. 이는 제1 기어가 회전해야 할 때에는 제1 기어를 제동하지 않는 것을 보장한다.
브레이크 배열체는 원추 브레이크(220)를 포함할 수 있다. 도시된 예에서, 원추 브레이크(220)는 오일 펌프 기어(201) 상에 작용한다. 오일 펌프 기어(201)가 제1 기어(120)와 회전 연결되거나 혹은 도시된 예에서와 같이 제1 기어(120)와 맞물릴 수도 있기 때문에, 오일 펌프 기어(201)를 제동하면 제1 기어(120)도 또한 제동될 것이다. 원추 브레이크(220)는 웨이브 스프링(wave spring)과 같은 스프링(221)에 의해 작동된다. PTO가 사용 중일 때 브레이크 배열체 내에서의 브레이크의 적절한 계합 분리를 보장하기 위해 브레이크 피스톤을 밀봉하도록 브레이크 배열체가 엑스(X)-링(222)들을 더 포함할 수 있다.
실시예들의 항목별 리스트
1. 샌드위치형의 주 동력 인출 장치(PTO) 트랜스미션 유닛(140)으로, 제1 기어(120) 및 제1 하우스(150)를 포함하되, 상기 제1 기어(120)가 상기 제1 하우스(150) 내에 배열되는 PTO 트랜스미션 유닛에 있어서, 상기 제1 하우스(150)가 PTO 출력 유닛(130)의 제2 하우스(160)에 부착될 수 있도록 배열되는 것을 특징으로 하는 PTO 트랜스미션 유닛.
2. 항목 1에 있어서, 입력 샤프트(101) 및 제1 결합 배열체를 더 포함하고, 상기 제1 결합 배열체가 상기 제1 기어(120)를 입력 샤프트(101)에 결합시키고 분리시키도록 배열되는 것을 특징으로 하는 주 PTO 트랜스미션 유닛.
3. 항목 2에 있어서, 상기 제1 기어(120)가 개구를 구비하고, 상기 입력 샤프트(101)가 상기 제1 기어(120)의 개구를 통해 배열되는 것을 특징으로 하는 주 PTO 트랜스미션 유닛.
4. 항목 2 또는 항목 3에 있어서, 상기 제1 기어(120)가 입력 샤프트(101)로부터 분리된 상태에 상기 제1 결합 배열체가 있는 경우 주 PTO 트랜스미션 유닛(140)의 적어도 하나의 기어(120, 201, 125)를 제동하도록 배열되는 브레이크 배열체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주 PTO 트랜스미션 유닛.
5. 항목 4에 있어서, 상기 브레이크 배열체가, 상기 제1 기어(120)가 입력 샤프트(101)에 결합된 상태에 상기 제1 결합 배열체가 있는 경우 상기 적어도 하나의 기어(120, 201, 125)를 제동하지 않도록 배열되는 것을 특징으로 하는 주 PTO 트랜스미션 유닛.
6. 선행하는 항목들 중 어느 한 항목에 있어서, 입력 샤프트(101), 제1 출력 샤프트(102) 및 제2 결합 배열체를 더 포함하고, 상기 제2 결합 배열체가 상기 제1 출력 샤프트(102)를 입력 샤프트(101)에 결합시키고 분리시키도록 배열되는 것을 특징으로 하는 주 PTO 트랜스미션 유닛.
7. 항목 7에 있어서, 상기 제2 결합 배열체가 토션 댐퍼(193)를 포함하고, 상기 토션 댐퍼(193)는 상기 제1 하우스 내의 개구를 향하는 상기 제1 기어(120)의 측면 위에 배열되되, 상기 개구가 상기 입력 샤프트(101)를 위해 의도되는 것을 특징으로 하는 주 PTO 트랜스미션 유닛.
8. 항목 2 내지 항목 7 중 어느 한 항목에 있어서, 상기 입력 샤프트(101)가 기관(4)의 출력 샤프트에 연결되기에 적합한 것을 특징으로 하는 주 PTO 트랜스미션 유닛.
9. 항목 2 내지 항목 8 중 어느 한 항목에 있어서, 상기 제1 출력 샤프트(102)가 기어박스(6)의 입력 샤프트에 연결되기에 적합한 것을 특징으로 하는 주 PTO 트랜스미션 유닛.
10. 선행하는 항목들 중 어느 한 항목에 있어서, 주 PTO 트랜스미션 유닛(140)의 컴포넌트들 중 적어도 일부를 윤활시키고 냉각시키도록 배열되는 오일 펌프(200)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주 PTO 트랜스미션 유닛.
11. 선행하는 항목들 중 어느 한 항목에 있어서, 상기 입력 샤프트(101)에 결합되는 플라이휠(195)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주 PTO 트랜스미션 유닛.
12. PTO 출력 유닛(130)으로, 제2 기어(110)와 제2 하우스(160)를 포함하되, 상기 제2 기어(110)가 상기 제2 하우스(160) 내에 배열되는 PTO 출력 유닛에 있어서, 상기 제2 하우스(160)가 주 PTO 트랜스미션 유닛(140)의 제1 하우스(150)에 부착될 수 있도록 배열되는 것을 특징으로 하는 PTO 출력 유닛.
13. 항목 12에 있어서, 제2 출력 샤프트(103)를 더 포함하고, 상기 제2 하우스(160)가 상기 제2 출력 샤프트(103)를 위한 개구를 제공하기에 적합한 것을 특징으로 하는 PTO 출력 유닛.
14. PTO(5)로, 항목 1 내지 항목 11 중 어느 한 항목에 따른 상기 주 PTO 트랜스미션 유닛(140) 및 항목 12 또는 항목 13에 따른 상기 PTO 출력 유닛(130)을 포함하는 것을 특징으로 하는 PTO.
15. 항목 14에 있어서, 상기 제1 및 제2 하우스(150, 160)가 체결 수단에 의해 서로 부착되는 것을 특징으로 하는 PTO.
16. 차량(1)으로, 항목 14 또는 항목 15에 따른 PTO를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량.

Claims (15)

  1. 샌드위치형의 차량(1)용 주 동력 인출 장치(PTO) 트랜스미션 유닛(140)으로,
    - 제1 하우스(150) 및
    - 제1 하우스(150) 내에 배열되는 제1 기어링(120)을 포함하는 PTO 트랜스미션 유닛에 있어서,
    제1 하우스(150)가 PTO 출력 유닛(130)의 제2 하우스(160)에 부착될 수 있도록 배열되고,
    제1 기어링(120)이, 제1 하우스(150)가 제2 하우스(160)에 부착될 때, PTO 출력 유닛(130)의 제2 기어링(110)에 토크를 전달하도록 배열되되, 제2 기어링(110)은 제2 하우스(160) 내에 배열되는 것을 특징으로 하는 주 PTO 트랜스미션 유닛.
  2. 청구항 1에 있어서,
    차량(1)의 동력원(4)의 출력 샤프트에 연결되도록 배열되는 입력 샤프트(101)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주 PTO 트랜스미션 유닛.
  3. 청구항 2에 있어서,
    제1 기어링이, 제1 하우스가 제2 하우스에 부착될 때, 입력 샤프트(101)로부터 제2 기어링(110)에 토크를 전달하도록 배열되는 하나 이상의 기어(120, 125)를 포함하는 것을 특징으로 하는 주 PTO 트랜스미션 유닛.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    제1 결합 배열체를 더 포함하되, 제1 결합 배열체가 제1 기어링(120)을 입력 샤프트(101)에 결합시키고 분리시키도록 배열되는 것을 특징으로 하는 주 PTO 트랜스미션 유닛.
  5. 청구항 4에 있어서,
    제1 기어링(120)이 입력 샤프트(101)로부터 분리된 상태에 제1 결합 배열체가 있는 경우 주 PTO 트랜스미션 유닛(140)의 제1 기어링의 적어도 하나의 기어(120, 201, 125)를 제동하도록 배열되는 브레이크 배열체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주 PTO 트랜스미션 유닛.
  6. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
    브레이크 배열체가, 제1 기어링(120)이 입력 샤프트(101)에 결합된 상태에 제1 결합 배열체가 있는 경우 적어도 하나의 기어(120, 201, 125)를 제동하지 않도록 배열되는 것을 특징으로 하는 주 PTO 트랜스미션 유닛.
  7. 청구항 2 내지 청구항 6 중 어느 한 청구항에 있어서,
    제1 출력 샤프트(102) 및 제2 결합 배열체를 더 포함하되, 제2 결합 배열체는 제1 출력 샤프트(102)를 입력 샤프트(101)에 결합시키고 분리시키도록 배열되는 것을 특징으로 하는 주 PTO 트랜스미션 유닛.
  8. 청구항 7에 있어서,
    제1 출력 샤프트(102)가 차량(1)의 기어박스(6)의 입력 샤프트에 연결되기에 적합한 것을 특징으로 하는 주 PTO 트랜스미션 유닛.
  9. 선행하는 청구항들 중 어느 한 청구항에 있어서,
    주 PTO 트랜스미션 유닛(140)의 컴포넌트들 중 적어도 일부를 윤활하고 냉각시키도록 배열되는 오일 펌프(200)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주 PTO 트랜스미션 유닛.
  10. 선행하는 청구항들 중 어느 한 청구항에 있어서,
    입력 샤프트(101)에 결합되는 플라이휠(195)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주 PTO 트랜스미션 유닛.
  11. 차량(1)용 PTO 출력 유닛(130)으로,
    - 제2 하우스(160) 및
    - 제2 하우스(160) 내에 배열되는 제2 기어링(110)을 포함하는 PTO 출력 유닛에 있어서,
    제2 하우스(160)가 선행하는 청구항들 중 어느 한 청구항에 따른 주 PTO 트랜스미션 유닛(140)의 제1 하우스(150)에 부착될 수 있도록 배열되고,
    제2 기어링(110)은, 제1 하우스가 제2 하우스에 부착될 때 주 PTO 트랜스미션 유닛(140)의 제1 기어링(120)과 계합되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 PTO 출력 유닛.
  12. 청구항 11에 있어서,
    차량(1)의 추가 장치에 연결되도록 배열되는 제2 출력 샤프트(103)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 PTO 출력 유닛.
  13. PTO(5)로, 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 청구항에 따른 주 PTO 트랜스미션 유닛(140) 및 청구항 11 또는 청구항 12에 따른 PTO 출력 유닛(130)을 포함하는 것을 특징으로 하는 PTO.
  14. 차량(1)용 파워트레인으로, 청구항 13에 따른 PTO를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워트레인.
  15. 차량(1)으로, 청구항 14에 따른 파워트레인(2)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량.
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