KR100334845B1 - 굴착기의톱니용커플링조인트 - Google Patents

Abstract

굴착기의 톱니용 커플링 조인트를 설치한다:

커플링 조인트는 톱니 및 톱니 홀더사이에 정합 접촉 면상에서,

안정화 면을 형성하는 상부 및 하부 면이 거의 편평한 중앙면 및 다른 2개의 편평한 면을 구비하여, 상기 중앙면의 각 측부에서, 톱니 홀더의 중앙 평면과 대응 평면사이의 틈새가 톱니의 수용 공동의 측평면 및 대응하는 평면사이의 각각의 틈새보다 작게되고;

톱니 러그의 상부 및 하부 배면 에지가 오목한 횡단 구조를 가지며;

톱니의 배면 러그의 내부 수직 배면 에지가 톱니 홀더의 대응 면에 대해 정합하는 형상의 표면을 가지므로, 톱니상의 횡단 베어링의 경우 베어링 표면의 크기를 크게하는 것을 포함한다.

Description

굴착기의 톱니용 커플링 조인트

본 발명은 신규하고 진보적인 활동성의 주목할 만한 특성을 갖는 굴착기의 톱니용 커플링 조인트에 관한 것이다.

새로운 굴착기의 톱니용 커플링 조인트는 본 출원인에 의하여 현재 상기 소자와 함께 일어나는 몇몇 기술적 문제를 해결하기 위하여 실행되는 조사의 결과이다.

주지하는 바와 같이, 굴착기용 톱니는 일반 분류에 해당하는 상이한 형태의 기계에서 사용되고, 예를 들면 파이프의 매설 및 도수로 공사 등을 위해 도랑을 파는, 공공도로 작업 등과 같은 시민 토목공사 작업에 관련하는 작업 중에 지면을 굴착하는 것을 뜻한다.

굴착기의 톱니가 노출되어야 하는 어려운 작업은, 굴착될 지면상에 톱니의 작업 축에 대응하는 여러 가지 방향, 혹은 축에서 실제 톱니상의 작용하는 힘, 그리고 부품간 내부의 유극(游隙)이 필연적으로 존재하게 되는 경우, 토양내 톱니의마찰과 사용이 증가하는 톱니 및 톱니 홀더의 마찰에 의해 생성된 다양한 마찰력이 부가됨으로 인하여 나중에 스트레스가 많이 발생한다.

특히, 톱니에 작용되는 수직 스트레스는 편평한 전면 혹은 안정화 면과 측부 고정 러그의 표면에 의하여 어댑터 혹은 톱니 홀더에 전달되므로, 이들 표면이 완전히 수평이 아닌 웨지 형상인 경우, 나중에 인출될 톱니 표면에 수평성분으로 힘이 생기게 되어, 그 결과 장착부에 톱니를 유지시키는 역할을 하는 핀에 상당한 스트레스가 된다.

이 문제는 압축에 의한 영구적 변형과 접촉시 부품간 부식에 의한 마모로 인하여, 굴착될 토양에 의하여 제공된 연마재의 자연적 영향에 있어, 접촉시 톱니 및 톱니 홀더의 계속적 변형에 의해서 요약된다.

동일한 방법으로, 톱니에서 측면에 일어나는 스트레스는 후자의 횡방향 회전시 약간의 변위가 있게 되고, 러그의 배면 에지의 접촉 구역과 베어링 표면을 통하는 스트레스에 저항할 필요가 있게 된다.

현재 주지된 톱니에서는, 마모를 상당히 증가시키는 높은 고압을 일으킨다.

본 출원인에 의하여 실행되는 조사는 상술한 문제를 해결하기 위해 의도되었고, 현저한 기술적 진보가 현재 주지된 것에 대하여 이루어지는 굴착기용 톱니가 구해지고 있다.

도 1 및 도 2는 나중에 사용될 때 일어나는 문제를 설명하기 위해, 현재 알려진 커플링 조인트 형태를 나타낸 종단면도;

도 3은 도 1 및 도 2의 실제적 커플링 조인트의 평면도;

도 4는 상기 커플링을 조인트 핀을 통하여 나타낸 횡단면도;

도 5는 본 발명에 따라 제조된 커플링의 2개의 주요 부품을 나타낸 투시도;

도 6은 톱니 및 톱니 홀더가 장착된 위치를 나타낸 도 5와 동일한 투시도;

도 7은 도 6에 대응하는 측면도;

도 8 및 도 9는 각각 본 발명의 커플링의 톱니에 대한 측면도 및 평면도;

도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 커플링의 톱니 홀더에 대한 측면도 및 평면도;

도 12 및 도 13은 모두 본 발명에 따른 톱니 커플링을 통해 나타낸 횡단면도;

도 14는 톱니 및 톱니 홀더 사이의 커플링을 나타낸 중간평면의 단면도;

도 15는 도 14의 상세도;

도 16은 택일적 실시예의 상세도;

〈 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 〉

7 : 고정핀, 8 : 수직력

17 : 톱니 홀더, 18 : 톱니

20 : 중앙면, 21, 22 : 측면

28, 29 : 러그, 30, 31 : 하부 에지

이 목적을 얻기 위하여, 본 발명은 다음 특성과 일치하는 톱니 및 톱니 홀더간 커플링의 정합 구역을 위해 굴착기의 톱니용 커플링을 설치한다:

커플링 구역의 상부 및 하부 구역이 중앙 구역 및 상기 중앙 구역의 각 측이 되는 2개의 측면 구역에 의거하여 구성되고, 톱니 및 톱니 홀더간 커플링의 유격이 상기 측면 구역보다 상기 중앙구역에서 더 작고,

톱니의 측면 플랭크 및 톱니 홀더의 수용구역 사이의 동일면상의 상부 및 하부 구역 혹은 에지가, 예컨대 아크형 프로파일, 바람직하게는 반 튜브 형상과, 톱니 홀더의 전면 벽 구조와 등가구조와 함께 고정하는 볼록한 횡단 구조를 가지며;

톱니 플랭크의 수직 배면 에지에 대응하는 구역이 상기 플랭크를 수용하는 톱니 홀더의 대응 오목부 구역과 정합하는 챔퍼 구조를 가지므로, 측면 스트레스의 경우 상기 에지 구역은 챔퍼 표면상에서 상당한 크기의 단위압력과 그에 따른 마모를 감소시키는 것을 포함한다.

보다 잘 이해하기 위해, 종래 기술을 도시하고 본 발명의 실시예를 도시하는 비제한적인 예의 설명에 대응하는 도면이 제공된다.

종래 형태의 톱니 커플링은, 도1 내지 도4 에 예시된 바와 같이, 톱니(1) 및 톱니 홀더(2)를 구비하여, 톱니 홀더(2)의 돌출부(3)가 거의 맞물림되는 형상으로 고정되도록 톱니(1)에 공동이 있게 된다.

그 배면부에서 톱니(1)는 측면 러그(4)를 가지며, 그 러그(4)는 일측부가 톱니 홀더(2)의 측면 시이팅(5)에 대응하여 도입된다.

톱니(1)의 플랭크(빗면)의 스무드 홀(6)은 고정핀(7)을 도입하게 한다.

톱니가 수직력을 받게 될 때, 나중에는 톱니(1)의 편평한 전면 혹은 안정화 면(9)과 러그(4)의 정합면(10)에 의하여 톱니홀더 혹은 어댑터(2)에 그 힘이 전달된다.

구조상으로, 상기 면은 수평성분의 힘이 발생되므로, 수평에 대해 어떤 각도를 형성하여 톱니 홀더(2)로부터 톱니(1)에 가압되는 스트레스가 된다.

이 작용은 도 2의 톱니 홀더(2)에서 보다 명확히 드러나는데, 이는 돌출부(3)의 전면부상의 어떠한 마모 후에, 수직력(8)이 톱니점에 가해 질 때, 도 1에 보인 대응 벡터 보다 더 큰 벡터가 되는 부호 11로 나타낸 바와 같이 수직력(8)이 증가하여, 안정화 면과 러그(4)가 상호 영향을 미침을 알 수 있다.

이 스트레스는 핀을 굽힐 수 있으며, 이는 톱니가 마모로 인하여 교체되어야 하는 때 불완전하게 한다.

또한, 톱니 혹은 핀에서도 역시 균열이 생길 수 있다.

평면도로 도시된 도 3에서, 상기한 도 1 및 도 2에 대응하는 상황에서 고정핀(7)상의 러그(4,4')의 작용을 또한 나타내고 있다.

상술한 단점과는 별개로, 외부로 향하는 러그(4)의 변위도, 도 4에서의 상세도로 보인 바와 같이 생길 수 있으며, 이 도면에서는 톱니 홀더(2) 및 측면 러그(4,4')의 코어(3)를 볼 수 있다.

외부로 향하는 어떤 기움이 러그의 시이팅의 하부에 대응하는 상부면(12,13) 혹은 (14,15)에 의해 나타날 때, 톱니에 인가된 수직 스트레스는 러그(4,4')를 개방시키려는 외부를 향하는 수평성분을 갖는 스트레스로 해석됨을 이해 할 수 있다.

이 작용은 습윤성 점토 토양에서 더욱 현저해진다.

도 5 내지 도 11은 상기한 문제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 굴착기용이음 톱니를 연결하기 위한 조인트의 상이한 도면이다.

도 8에 부호 19로 나타내는 바와 같이, 톱니 홀더(17)의 돌출부에 일체화되는 톱니 홀더와 톱니 사이의 정합부의 상부면 및 하부면은, 중앙면(20)과 양 측면(21, 22)으로 구성되며, 톱니(18)의 대응하는 입구에 삽입되어 유지될 것이고, 또한, 도 12의 단면 상세도로 나타낸 바와 같이, 상부 중앙면(20)과 대응하는 측면(21, 22) 뿐만 아니라, 하부의 대응하는 중앙면(23)과 측면(24, 25)으로 구성되어 있다.

본 발명의 하나의 특성은, 톱니의 각 면구역을 갖는 중앙부(20 및 23) 사이의 유극이 측면 구역(21, 22, 혹은 24, 25) 사이에 존재하는 유극 보다 작고, 작용 톱니의 대향 면인 각각 부호 26 및 27을 갖는 하부면으로 구성된다.

도시된 구성에서, 중앙면이 마모되거나 변형된 경우, 그 결과는 측면, 즉 표면(21, 22)은 톱니의 대응하는 면에 접하고, 또한 표면(24 및 25)은 부호 26 및 27로 표시된 톱니에 대응한다.

이 상태에서, 톱니의 교환시, 과도한 마모의 결과 핀의 균열로 일어나는 서비스에 있어서의 손상을 피하기 위해, 커플링의 마모 정도가 매우 크고, 주의 깊은 평가가 행해지는 것을 나타낸, 즉, 톱니 홀더의 교환을 속행 할 수 있는, 접촉이 유지된다.

또 다른 커플링 특성은 도 5 및 도 13의 상세에서 드러나는 바, 가령 만곡된 볼록한 횡단면을 갖는, 바람직하게는 원형 섹터의 형태인 러그에 대해, 러그(28, 29)가 상부 및 하부 에지(30, 31)를 가지며, 또한 그 상부 및 하부에지(30, 31)와정합하는 형상면, 즉 톱니 홀더의 상부에 대응하는 동일한 곡률의 만곡면(32, 33)을 갖는다.

도 13에서, 러그(28)의 상부에지의 부호 34, 35로 도시된 바와 같이, 톱니 홀더의 정합 형상의 플랜지 및 곡면구역의 양쪽은, 실질적으로 편평하거나 외부 구역이 약간 곡면져 약간 리벳된다.

이 구성에 의하여, 얻어진 결과는 러그가 외부나 내부로의 측면이동이 행해지진 않으므로, 안정화로 인하여 스트레스를 올바로 지탱할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특성은 종래 기술의 단면으로 도시된 도 3과 비교된 도 14 에 도시 될 것이다.

도 3에 도시된 바, 측면 러그(4,4')의 수직 배면 에지(38,39)는 평이한 반경을 가지므로, 상기 에지 및 톱니 홀더의 수용면 사이에 생긴 압력은 매우 커, 마모도가 크게 되는 근거가 된다.

본 발명에서 해결된 해법은 도 14에 나타내었는 바, 도 14의 하부면에서 부호 42로 표시된 동일한 경사 각도를 갖는 편평한 면의 배면 에지 챔퍼(40, 41)상에 측면 러그(36, 37)를 양쪽에 갖는다.

이 방법으로, 벡터(43)로 나타낸 측면력이 생길 경우, 톱니(44)는 접촉점(45)상에서 회전하며, 그 스트레스를 챔퍼(41)에 작용시키고 톱니 홀더의 평면에 대응시켜, 보다 감소된 표면 압력과 축소된 마모도를 나타낸다.

도 15의 상세에서, 플랭크(37)의 챔퍼(41) 및 상기 챔퍼가 작용하는 경사 평면(46)를 나타내고 있는 바, 상당한 증폭면과 감압을 나타낸다.

도 16은 부호 47, 48로 보이는 측면 러그의 택일적 변경을 도시하고 있으며, 톱니 홀더(49)를 갖는 주 베어링면의 원활한 곡면 구조가 보여진다.

이는 부호 50,51로 나타낸 아크형 커플링 구역을 상승시킨다.

이 경우, 상기 플랭크의 상부 및 하부 에지 형상과 톱니 홀더의 대응 홈은 바람직한 형태로, 앞에서 나타낸 곡면과 다른 구조를 채택할 수 있는 바, 직선 및 곡면 구역의 연결부를 통해 혹은 다른 곡률이나 불규칙 곡률의 곡면구역의 결합부와의 혼합구조를 채택할 수 있고, 이 모든 경우는 측면 스트레스를 흡수하는 기능을 수행한다.

본 발명에 따른 굴착기의 톱니 커플링을 설치하여, 보다 신뢰성 있는 작업조건이 상기 커플링의 장수명에 의해 얻어질 수 있고 더구나 적시에 톱니 홀더의 변경이 가능하게 하는 마모상태의 효과적 표시를 구하여 파손을 회피한다는 것을 이해할 수 있다.

Claims (5)

1. 톱니의 공동 혹은 입구 구역에 고정되도록 톱니 홀더가 돌출부를 가지며, 톱니가 그 배면 에지의 연장부에서 톱니 홀더의 대응하는 측면 시이팅에 고정되고 조인트 핀으로 가로지른 측면 플랭크를 가진 형태의, 굴착기의 톱니용 커플링 굴착기에 있어서,

   톱니 및 톱니 홀더 사이의 정합 접촉 면에는,

   톱니 홀더 돌출부의 안정화면을 형성하는 상부 및 하부면이, 실질적으로 편평한 중앙 면과 상기 중앙면의 각 측부에 하나씩 있는 다른 2개의 편평한 면을 구비하되, 톱니 홀더의 중앙 평면과 대응하는 평면 사이의 틈새가, 톱니의 수용 공동의 두 개의 측평면과 대응하는 평면 사이의 각각의 틈새 보다 작고 ;

   톱니 러그의 상부 및 하부 배면 에지가, 톱니 홀더 전면 벽의 등가 구조와 정합하는 볼록한 횡단 구조를 가지며 ;

   고정핀으로 가로지른 톱니의 배면 러그의 내부 수직 배면 에지가, 톱니 홀더의 대응 면에 대해 정합하는 형상의 표면을 가지므로, 톱니 상의 횡단 베어링의 경우 베어링 표면의 크기를 크게 하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착기의 톱니용 커플링 조인트.
2. 제 1 항에 있어서,

   톱니 홀더 상에서 톱니를 커플링하는 플랭크의 상부 및 하부 길이방향 리브의 볼록한 횡단면이 아크된 횡단 형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착기의 톱니용 커플링 조인트.
3. 제 1 항에 있어서,

   톱니 홀더 상에서 톱니를 커플링하는 러그의 상부 및 하부 길이방향 리브의 볼록한 횡단면이 직선 구역 및 아크된 횡단 구역에 의거한 혼합된 단면을 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착기의 톱니용 커플링 조인트.
4. 제 1 항에 있어서,

   러그 내부의 배면 수직 에지의 정합면과 톱니 홀더의 대응하는 대향 면이 편평한 형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착기의 톱니용 커플링 조인트.
5. 제 4 항에 있어서,

   편평한 면이 상기 에지의 균일한 챔퍼인 편평한 형상을 채택하는 것을 특징으로 하는 굴착기의 톱니용 커플링 조인트.

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