KR101052162B1 - 흙이나 돌과 같은 물질을 이동시키는 장치에 사용가능한굴삭조립체 및 그 부품들 - Google Patents

Abstract

본 발명은 굴삭조립체 뿐만 아니라, 흙이나 돌과 같은 물질을 이동시키는 장치에서 굴삭용으로 사용되는 굴삭부재나 치형상부 및 어댑터부재나 치형상바를 포함하는 다른 구성부품에 관한 것이다.

본 발명은 굴삭조립체와, 특히 굴삭부재 및 어댑터와 같이 다른 구성부품들 사이의 고정과 결합을 확보하는 적어도 하나의 보유지지시스템과 독특한 결합시스템에 의해 서로 상이한 구성부품들을 결합시키는 시스템에 관한 것으로, 이는 굴삭기 등과 같이 물질을 이동시키는 장치의 버킷이나 스쿱의 블레이드에 연결되게 된다.

Description

흙이나 돌과 같은 물질을 이동시키는 장치에 사용가능한 굴삭조립체 및 그 부품들{WEAR ASSEMBLY AND COMPONENTS THEREOF APPLICABLE TO MACHINES FOR MOVING MATERIALS SUCH AS EARTH AND STONES}

본 발명은 흙이나 돌과 같은 물질을 이동시키는 장치에서 굴삭용으로 사용되는, 굴삭부재나 치형상부 및 어댑터부재나 치형상바를 구비하는 굴삭조립체 및 여러 부품에 관한 것이다.

본 발명은 굴삭부재 및 어댑터와 같은 여러 부품을 고정하고 결합시킬 수 있는 적어도 하나의 보유지지시스템과 독특한 결합시스템에 의해 굴삭조립체 및 특히 상기 부품들 사이의 결합시스템을 제공하게 되는데, 이들은 굴삭기 등과 같이 물질을 이동시키는 장치의 버킷(bucket) 또는 스쿱(scoop)의 앞쪽 선단 블레이드에 차례로 연결된다.

또한, 본 발명은 결합시스템과 고정시스템의 각 부품을 통합시키고 굴삭조립체의 일부를 형성하는 굴삭조립체의 부분을 형성하는 굴삭부재나 치형상부 및 어댑터부재나 치형상바에 관한 것이다.

흙이나 돌과 같은 물질을 이동시키는 굴삭기 등이 포함되는 장치와, 공공작업이나 광산에서 사용되는 다른 장치들은 흙이나 돌을 파내어 이동시키고 적재하는 데에 사용된다. 다양한 형태로 될 수 있는 이러한 장치들은 통상 기계암에 연결되는 하나 이상의 버킷을 구비한다. 이 버킷은 앞쪽 선단에 흙이나 돌 덩어리를 타격하여 관통하도록 된 경사진 립(lip)이나 블레이드를 구비하고 있다. 일반적으로, 블레이드에 굴삭부재나 치형상부를 조립하고 이로부터 돌출시켜서, 흙에 구멍을 뚫는 것을 돕고 블레이드의 과도한 마모를 방지하게 되어 있다. 하지만, 상기 블레이드도 마모되거나 파손되어서 종종 교체되어야 하는 한편, 장치가 수행하는 일에 따라 치형상부의 유형이나 형상을 바꾸는 것이 바람직하다. 교체를 용이하게 하기 위해서, 굴삭부재와 어댑터부재 조립체, 즉 치형상부와 치형상바 조립체는, 치형상바가 다소 영구적인 방식으로 버킷의 블레이드에 고정되고, 치형상부가 체결부에 의해 치형상바에 분리가능하게 결합되도록 사용된다. 이 결합은 적어도 하나의 핀이나 다른 보유지지부재에 의해 함께 유지된다.

치형상부와 치형상바 사이의 결합시스템에는 여러 유형이 있는데, 이들의 대부분은 치형상부의 팁 앞부분에 아래로 향한 수직힘이 작용할 때 치형상부와 치형상바 사이의 결합방향과 반대인 결합구조에 의해 반작용힘이 생긴다. 즉, 발생된 힘은 두 부재를 "분리"하게 되고, 두 부재 사이의 체결을 확보하는 핀과 치형상바의 표면에 모두 상당히 증가된 응력이 작용하게 된다.

굴삭부재와 어댑터부재 사이 또는 치형상부와 치형상바 사이의 종래의 체결시스템에서, 치형상부의 하우징과 치형상바의 노즈는 쐐기형상을 가진다. 이러한 형상은, 아래로 향한 수직힘이 치형상부의 팁에 가해질 때(기계작동의 통상적인 방식) 응력이 생기게 하고, 이는 치형상부를 치형상바에서 분리하게 하여 양쪽 부재 를 보유지지하는 핀이 큰 응력을 받게 된다(도9a 참조).

미국 특허 제4,761,900호는, 약간 구부러진 핀이 치형상부와 치형상바 사이의 결합을 유지하는 데에 사용되고, 보유지지부재가 이 핀을 체결하는 데에 사용되는 굴삭기용 치형상부 및 치형상바 조립체를 기재하고 있다.

여기에 사용된 핀은 둥근 코너를 가진 사각형의 단면을 가지며, 2개의 반대되는 평탄면과, 서로 다른 반지름을 가진 2개의 반대되는 만곡면을 가지고 있어서, 단면적은 중간에서 끝쪽으로 줄어들게 되어 있다.

평탄면 중 하나의 끝들 사이 중간쯤에 보유지지부재를 수용하는 공동부(空洞部)가 있는데, 이는 압축코일스프링에 의해 둘러싸인 로드가 반대쪽으로 돌출되어 있는 평판에 연결되며, 상기 스프링은 한 끝이 평판에 지지되며 다른쪽 끝이 베이스 디스크에 연결되어 있다. 상기 스프링은 평판과 베이스 디스크 사이에서 실린더를 형성하는 탄성중합체 재료에 끼워져, 신축가능함과 동시에 내(耐)먼지 및 내습성을 가진 일체부를 구성하게 된다. 이 일체부는 공동부 개구부에서 치형상바의 벽에 수용되어 응력의 부재(不在)시 보유지지부재가 벽에서 돌출하게 된다. 치형상부와 치형상바가 함께 결합될 때 상기 핀은 치형상부와 치형상바의 형태에 의해 공동으로 만들어진 통로로 삽입되어서, 핀의 경사진 끝은 보유지지부재의 헤드에서 캠과 같이 작용하여 신축가능한 일체부가 짧아지면서 보유지지부재가 숨어들어, 핀이 통과할 수 있게 된다. 핀의 공동부가 보유지지부재의 앞쪽 위치에 도달하게 될 때, 보유지지부재가 그 안을 관통하고 스프링의 탄발력에 의해 밀어붙여져 핀을 적소에 유지하게 된다.

이 미국 특허 제4,761,900호에 기재된 장치의 한가지 결점은, 스프링의 탄발력에 대해 보유지지부재를 짧게 하고 핀의 보다 넓은 중간 단면을 꽉 조이기 위해서, 상기 핀이 망치질에 의해 삽입되어야 한다는 것이다. 비록 보유지지부재가 핀 하우징의 기울어진 벽과 상호작용하는 콘(cone) 모양의 팁을 가지고 있지만, 보유지지부재를 짧게 하기 위해 치형상부를 제거하기 위한 망치질이 사용되어야만 한다. 통상적으로, 망치질은 힘과 방향이 부정확하여 치형상부나 치형상바, 핀, 또는 보유지지부재를 손상시키거나 약화시킬수 있어서, 망치질이 필요없는 조립장치가 요구되었다.

이러한 보유지지 시스템에서 핀을 치형상부 및 치형상바 결합시스템에 보유지지하기 위해, 핀은 치형상부와 치형상바에 지지되되, 핀이 적소에 유지되도록 치형상부와 치형상바 사이에 어떠한 공차도 없어야 하므로, 보유지지부재가 더욱 필요하게 된다. 비록 치형상부가 치형상바에서 교환될 때 새로운 부품들 사이에 공차가 없더라도, 치형상부가 새 것임에도 이전에 교체된 치형상부의 작용으로 인해 치형상바가 변형되었기 때문에 공차는 더욱 커지게 된다. 이러한 공차가 증가함에 따라, 핀에 가해지는 장력이 감소하여 보유지지부재가 효력을 상실하여서, 핀과 굴삭부재 또는 치형상부가 빠져나오게 될 우려가 있다.

미국 특허 제5,983,534호에는 회전하여 망치질이 필요없는 치형상부와 치형상바 사이의 결합을 위한 고정핀용 체결시스템이 기술되어 있다.

이 시스템에서, 상기 핀은 치형상부와 치형상바를 결합시키는 소켓을 꽉 조이기 위해 치형상부 또는 치형상바의 일부에 대해 힘을 가할 수 있게 탄발력을 가 진 부재와 통합되어 있고, 탄발력을 가진 보유지지부재가 핀의 원통벽으로부터 방사상으로 돌출해 있어서 삽입된 핀이 이 핀의 축방향 끝에 구비된 적당한 형태의 치형상부의 결합에 의해 소정 각도로 회전될 때 치형상부 또는 치형상바의 공동부에 삽입될 수 있게 되어 있다. 치형상부와 치형상바가 결합될 때 이들의 형태에 의해 공동으로 만들어진 통로에 핀이 축방향으로 끼워지면 노치는 보유지지부재가 삽입되게 한다. 핀이 삽입될 때, 경사진 표면은, 핀이 상기 공동부의 각위치에 도달할 때까지 회전되면서 핀의 안쪽으로 보유지지부재를 밀어붙이는 캠으로 작용하는데, 보유지지부재는 탄발력의 영향으로 공동부 내로 보내어진다. 망치로 핀을 축방향으로 타격하는 작용으로 인한 보유지지부재의 파손에 의해, 또는 보유지지부재의 헤드의 경사진 표면과 대응되는 하우징의 경사진 표면이 협력하여 핀에 가해진 축방향 힘이나 이에 가해진 회전토오크에 의해 보유지지부재를 안쪽으로 밀어붙임으로써 분리가 이루어진다.

이러한 구조는, 핀의 공동부에 수용되어 보유지지되고 코일스프링에 의해 탄발력을 갖는 2개의 이동하는 부품과 핀이 통합되어 있기 때문에, 핀이 아주 복작하게 되는데, 이로써 생산비용에 악영향을 끼치게 된다. 다른 한편으로, 이동하는 부품들의 하우징을 위해 핀에 있는 공동부는 핀을 약화시킨다. 게다가, 핀에 수용되는 스프링과 이동하는 부품은 먼지나 흙의 축적에 의해 아주 영향받기 쉬우며, 수분과 결합된 것은 점토형태의 페이스트(paste)를 형성할 수 있어 마르게 되면 이동하는 부품의 이동성능과 스프링을 저지할 수 있는데, 치형상부를 분리할 필요가 있을 때 망치질로 파괴해야만 한다. 다른 결점으로는, 적소에 핀을 유지하기 위해 치 형상바에 대해 탄발력을 가진 부재의 압력을 사용함으로써, 치형상부와 치형상바 사이에 어떤 상대운동을 일으킬 수 있다는 점이다. 그 결과, 보유지지부재는 치형상부의 이동에 노출되어 있고, 따라서 보유지지부재는 변형되게 된다.

본 발명의 목적은 굴삭조립체와, 특히 굴착기 등을 위한 상기 굴삭조립체의 여러 부품(어댑터부재나 치형상바 및 굴삭부재나 치형상부) 사이의 결합시스템을 제공하기 위한 것으로, 상기 부재들의 사용을 최적화하고, 그 교체를 용이하게 하며, 혁신적인 해결방안(체결형태와 핀형 고정부재)을 가지는 기계적인 결합시스템을 제공하는 데에 있다.

이것은, 버킷이 상점에 준비되면, 마모된 모든 부재는 상점에서 멀리 떨어진 채석장과 같은 작업장에서 블로우토치나 용접 또는 숙련공을 이용할 필요없이 다른 새로운 부재로 교체될 수 있다는 것을 나타낸다. 그 때문에, 전술된 모든 부재는 체결부재 및 핀과 고정될 수 있어서, 적은 수의 도구를 이용하여 교체작업이 간단하게 되고 복잡한 장비를 사용하지 않게 되는 장점이 있게 된다.

굴삭기의 치형상부 결합은 다음의 특징을 가져야 한다.

a) 지면에 의해 버킷-치형상바-치형상부 조립체로부터 생기는 힘의 전달에 따른 기계응력을 견뎌야 한다.

b) 그 결합의 유효수명은 다음과 같은 현상 때문에 제한되는바;

- 가해진 힘을 저지하는 반작용에 의한 재질의 소성변형과,

- 통상 치형상부가 50,000번 이상의 작업사이클을 이행하는 것으로 계산된 피로(이 때문에, 상기 결합은 크랙 등과 같은 피로현상으로 일어나는 결함을 방지하도록 설계되어야 한다) 및,

- 물질의 유동에 기인한 부품들의 외부적인 마모와, 치형상부와 치형상바 사이에 들어가는 미세한 물질과 서로 마모시키는 상기 두 부재 사이의 마찰효과로 인한 내부적인 마모로 구별되는 마모 등이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 상기 굴삭조립체에 덧붙여, 그 형태로 인해 치형상바에다 치형상부를 보유지지하는 데에 도움이 되는 응력의 분배뿐만 아니라 보유지지시스템과 특히 핀이 받게 되는 응력을 줄일 수 있는 어댑터부재나 치형상바 및 굴삭부재나 치형상부를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 치형상부와 치형상바 조립체에 대해서, 치형상바에 치형상부를 삽입할 때에 곡선운동을 이행하여 치형상부 및 치형상바의 구조와 결합시스템의 두 대립영역의 특성을 극복하게 하였다. 상기 대립영역은, 치형상바의 노즈(nose)의 상부회전면과 치형상바 노즈의 하부회전면 조합 사이에 있는 겹침영역에 의해 결정되는 두 체결면을 구성하고 있다. 치형상부의 중공부 내에서도 마찬가지이다. 치형상부와 치형상바의 상부면들에 미끄러짐이 있어야 하며, 대립영역이 접할 때 이들 영역의 기울기는 전진삽입이동시 단면의 증가하는 감소량보다 작아야 한다. 그러므로, 체결되면 자연스런 해제 없이 대립되는 영역을 갖고서 완벽한 암수결합을 재현하는 2개의 부재를 얻을 수 있게 된다.

치형상바에 치형상부를 보유지지하는 것은 체결면을 형성하는 평면들의 경사의 조합과 이들 평면의 형상에 의해 이루어진다. 평면들의 모양에 따라, 치형상부와 치형상바 사이의 조임 또는 압축효과는, 아래로 향한 수직힘이 치형상부의 팁에 가해질 때 이루어지며, 이는 평면들의 경사로 인해 성취된 보유지지효과에 덧붙여 장치의 통상적인 작동조건으로 된다.

이러한 체결시스템으로 인해, 치형상부의 팁이 아래로 향한 수직힘을 받게 될 때 치형상부와 치형상바 조립체가 자체적으로 조여지기 때문에, 핀은 종래의 체결시스템보다 작은 응력을 받게 되며, 보유지지시스템과 그 핀이 응력으로부터 자유롭게 되어서, 이들이 작은 응력을 받기 때문에 보유지지시스템의 핀이 작은 크기와 단면을 가질 수 있게 된다.

치형상부가 치형상바에 들어가면, 장치가 후진운동하여 통상적인 힘이 길이방향으로 가해질 때, 치형상부와 치형상바의 두 체결면이 반대로 되어 있기 때문에 치형상부는 치형상바로부터 빠져나오지 못하여서, 종래의 체결에서 치형상부가 받게 되는 분리시키는 힘을 상쇄시킨다. 치형상부를 빼내기 위해서는 상기 두 부재에 힘을 가하면서 전술한 곡선운동을 해야 한다.

과도하게 마모시키는 땅에서 고출력으로 사용할 때(광산 및 채석장)에는, 3부분으로 된 시스템이 제공되는바, 즉 중간 치형상바 및 치형상부 조립체와 교체가능한 예비용 팁이 제공된다. 중간 치형상부와 교체가능한 예비용 팁 사이의 체결은, 치형상부의 팁에 교체가능하게 체결하기 위한 구조(통상 길이방향으로 압축되는)로 된 중간 치형상부와 치형상바 사이의 체결과 같다.

본 발명의 또 다른 목적은, 보유지지시스템과, 상이한 용도는 물론 체결구조 및 구성에 적용되는 이의 변형을 제공하는 것이다. 상기 보유지지시스템은 다른 굴삭조립체에도 사용될 수 있다.

이 보유지지시스템에 사용되는 핀은 그 주요 특징 중 하나로, 삽입이나 추출을 위해 망치질을 하지 않고 해제할 수 있다는 것이다. 마찬가지로, 본 발명에 따른 보유지지시스템에 사용되는 핀은 보유지지를 위해 단지 치형상바만 필요하고, 동일한 치형상바에서 치형상부를 일관되게 교체하기 때문에 치형상부와 치형상바 사이에 생긴 공차에 의해 영향을 받지 않는데, 즉 치형상바가 변형됨에도 불구하고 보유지지시스템이 치형상부와 치형상바 사이의 공차에 좌우되지 않아서 핀은 적소에 유지되게 된다. 조립체의 용도나 특정한 영역으로 설명되지만, 보유지지시스템과 이와 관련된 하우징이나 체결의 해결방안은 임의의 부재들, 즉 블레이드나, 치형상바, 중간 치형상부, 또는 변화가능한 예비용 팁을 결합하는 데에 사용될 수 있다.

본 발명의 필수적인 특징은, 청구범위 제1항에서 굴삭부재나 치형상부가 설명되고, 제13항에서는 어댑터부재나 치형상바, 제24항에서는 굴삭부재와 어댑터부재로 형성되는 굴삭조립체, 그리고 제25항에서는 보유지지시스템이 설명된다.

다른 특징과 특히 조립체의 부품의 여러 형태 및 조립체의 여러 부품을 고정하는 데에 사용된 보유지지시스템의 상이한 변형이 종속항에 기술되어 있다.

본 발명의 장점 및 특징은 첨부도면을 참조로 하여 여러 실시예의 상세한 설명으로부터 더 잘 이해될 것이다.

도1은 본 발명에 따른 어댑터부재나 치형상바의 사시도이다.

도2는 도1에 도시된 치형상바의 정면도 및 측면도와 평면도이다.

도2a는 체결면이 보이는 도1에 도시된 치형상바의 노즈의 저면도이다.

도2b는 치형상바의 노즈의 측면도이다.

도3은 도1에 도시된 치형상바의 노즈의 측면확대도이다.

도3a 내지 도3e는 도3의 선A-A 내지 선E-E에 따른 단면도이다.

도4는 굴삭조립체를 형성하는 굴삭부재와 어댑터부재의 체결을 도시한 측면도 및 평면도이다.

도4a 내지 도4e는 치형상바에서 생긴 체결면의 다른 예를 나타낸 것으로, 선A-A에 따른 단면도이다.

도5는 굴삭부재나 치형상부의 사시도이다.

도6은 도5에 도시된 치형상부의 박스나 공동부 또는 중공부의 형상을 나타낸 도면이다.

도6a는 도5에 도시된 치형상부의 측면도이다.

도7은 치형상부와 치형상바로 형성된 굴삭조립체의 평면도와 측면도이다.

도7a는 작동위치에서 치형상바의 노즈와 치형상부를 도시한 도면이다.

도7b는 수평력(H)에 따라 치형상부를 추출할 때, 분리될 수 없는 치형상부와 치형상바의 노즈를 도시한 도면이다.

도8은 위로 향한 수직력에 대한 치형상부와 치형상바 사이의 접촉면에서의 반작용을 나타낸, 본 발명의 굴삭조립체와 치형상부 및 치형상바의 단면도이다.

도9는 아래로 향한 수직력에 대한 치형상부와 치형상바 사이의 접촉면에서의 반작용을 나타낸, 본 발명의 굴삭조립체와 치형상부 및 치형상바의 단면도이다.

도9a는 아래로 향한 수직력에 대한 치형상부와 치형상바 사이의 접촉면에서의 반작용을 나타낸, 종래의 굴삭조립체와 치형상부 및 치형상바의 단면도이다.

도10은 치형상바에 있는 핀의 보유지지부재를 볼 수 있는, 하우징에 삽입된 핀의 제1실시예를 구비한 치형상바의 사시도이다.

도11은 핀의 제1실시예와 두 부재의 조립체를 뒤에서 본 분해사시도이다.

도12는 핀의 제1실시예와 두 부재의 조립체를 앞에서 본 분해사시도이다.

도13은 도10, 도11, 도12에 도시된 조립체의 보유지지수단의 사시도이다.

도13b는 도13에 도시된 보유지지수단을 구성하는 부재들의 분해도이다.

도14와 도15는 핀의 초기 및 최종 각위치에서 보유지지수단과 핀을 나타낸 단면도이다.

도16은 치형상바에 있는 핀의 보유지지부재를 볼 수 있는, 하우징에 삽입된 핀의 제2실시예를 구비한 치형상바의 사시도이다.

도17은 핀의 제2실시예와 두 부재의 조립체를 앞에서 본 분해사시도이다.

도18은 도17에 도시된 핀과 치형상바를 뒤에서 본 분해사시도이다.

도19는 핀의 제2실시예의 두 측면도와 사시도이다.

도20은 핀의 측면도 및 단면도이다.

도20a는 보유지지부재의 작용결과로서 치형상바에 있는 핀의 보유지지를 볼 수 있는 단면도이다.

도20b는 2개의 안내부를 구비하는 핀의 측면도이다.

도20c는 도20b에 도시된 핀의 제2안내부의 측면도이다.

도20d는 도20b와 도20c에 도시된 핀의 단면도이다.

도21은 보유지지부재의 한 실시예의 사시도이다.

도22는 본 발명에 따른 조립체의 보유지지부재의 다른 실시예의 단면도와 사시도이다.

도23은 굴삭작업용 치형상바의 사시도이다.

도24는 도23에 도시된 치형상바의 정면도와 측면도 및 평면도이다.

도25는 도24 중 하나와 같은 굴삭작업용 치형상바에 결합되는 치형상부의 사시도이다.

도26은 위로 향한 수직력을 가할 때 도25에 도시된 치형상부에서 힘의 분배를 나타낸 도면이다.

도27은 본 발명에 따른 체결시스템에 의해 결합되고 팁과 중간 치형상부 및 치형상바가 사용되는, 치형상부의 팁이 고마모상황에서 사용되는 조립체의 분해도이다.

도28은 결합된 도27의 조립체를 나타낸 도면이다.

도29는 체결면을 볼 수 있는, 치형상바의 하부의 다른 형태를 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 굴삭조립체는, 굴삭부재 또는 치형상부(1)와, 어댑터부재 또는 치형상바(2) 및, 치형상바(2)의 개구부(23)에 수용되고서 치형상부(1)의 적어도 하나의 관통개구부(13)에 일치되는 핀(3,6)으로 이루어진다.

본 발명에 따른 흙과 돌과 같은 물질을 이동시키는 장치에 적용가능한 치형상바(2)는 본체(20)와, 바람직하기로 결합시스템 또는 굴삭조립체의 수직축에 대해 대칭이며 치형상부의 중공부나 개방된 박스 또는 공동부(11)에 수용되는 앞부분으로부터 돌출한 돌출부 또는 노즈(21) 및, 핀을 수용하는 적어도 하나의 통로(23)를 구비한다. 치형상바(2)의 본체(20)는 흙 등을 이동시키는 장치의 버킷의 블레이드에 다소 영구적인 고정을 위해 그 하부에 고정수단(25,26)을 갖추고 있다.

치형상바(2)의 노즈(21)는 연속적인 단면의 원위부(21b)에서 끝나는 감소하는 단면의 근위부(21d)를 갖추며, 상기 감소하는 단면은 2개의 감소하는 겹침영역(27a,27b)에 의해 형성되는데, 이 중 하나(27a)는 다른 하나(27b)보다 큰 표면을 가지고 있고, 노즈(21)의 원위부(21b)에서 크기와 모양이 일치하며 보다 넓은 표면의 겹침영역(27a)의 하부에서 보다 좁은 표면의 겹침영역(27b)의 근위부에 돌출되어 있어서, 입구부(11a)와 뒷부분(11c) 사이에 존재하는 치형상부의 공동부(11)의 길이를 따라, 넓은 겹침영역(27a)의 하부에서 돌출되어 있는 좁은 겹침영역(27b)은, 하나의 연속적인 단면(21b)을 형성할 때까지 넓은 겹침영역(27a)으로 들어간다. 좁은 겹침영역(27b)이 넓은 겹침영역(27a)으로부터 돌출할 때, 하나만 생길 수도 있지만 서로 겹치는 2개의 체결면(22)이 생기게 된다. 그러므로 일련의 단면들은 타원형상을 가진 체결면을 따라 반추모양으로 된 2개의 회전체를 구성하게 되는데, 즉 상부의 큰 회전체(21a)와 하부의 작은 회전체(28)를 구성한다. 상기 회전체의 결합이 체결면(22)을 생기게 한다.

체결영역의 프로파일은, 도4 내지 도4e에 도시된 바와 같이 치형상부 및 치형상바 조립체의 용도나 크기에 따라 변형될 수 있다. 도4a에는 직선의 체결면(22a)이 도시되어 있는바, 이는 굴삭조립체의 대칭축과 0도의 각도를 형성하는 직선에 의해 겹침영역들(27a,27b)의 결합으로 형성된다. 이러한 선들은 체결면(22)을 구성하는 곧은 평면을 결정한다. 도4b에는, 겹침영역(27a)이 겹침영역(27b)과 예각을 형성하는 체결면이 도시되어 있는데, 두 경사진 체결면 사이에 각도(α)가 생긴다. 또한, 도4c에서는 예각보다는 경사각도가 둔각이다. 두 체결면의 경사는 필요한 관통과, 관통이 클수록 작은 테이퍼가 요구되는 점을 고려하여 결정되며, 수직한 대칭축에 대한 평면의 기울기는 0도에서 60도 사이여야 하며, 관통과 강성 사이의 균형을 이루기 위해 경사는 바람직하기로 10도에서 20도 사이로 되어야 한다.

도4d에서, 겹침영역들(27a,27b) 사이의 결합 프로파일은 반지름(R1)으로 결정된 만곡으로 볼록하여서, 이들 단면은 곡선으로 연결되는데, 이는 구부러진 체결면을 형성한다. 도4에서, 프로파일은 반지름(R2)으로 오목하다.

도4b와 도4d에 도시된 실시예에 의해, 반지름(R1)으로 구부러진 체결면(22d)과 두 체결면(22b)의 공동부 또는 노즈의 상부나 하부쪽으로 뻗은 연장부들 사이의 예각(α)의 형성으로 인해, 아래로 향한 수직력을 가할 때 치형상부의 분리힘을 상쇄시킴과 더불어 치형상부와 치형상바가 서로 자체적으로 조여지게 되어, 다른 시스템으로 성취될 수 없는 보유지지효과를 이루게 된다.

치형상부(1)는, 치형상바(2)의 본체(20)의 앞부분으로부터 돌출된 노즈(21) 나 돌출영역을 받아들이도록 뒷부분에서 수직축에 대해 대칭인 공동부(11)나 빈 박스 또는 중공부를 가지는 본체(10)와, 외부면과 치형상부(1)의 공동부(11)를 연통시키고서 치형상바(2)의 노즈(21)를 통해 뻗어 있는 통로(23)와 공동으로 작용할 수 있어 치형상부 및 치형상바(1,2)가 서로 결합할 때 핀(3,6)을 위한 통로를 함께 형성하는 적어도 하나의 관통개구부(13)를 구비한다.

치형상바(2)의 노즈(21)의 본체와 치형상부(1)의 공동부(11)에서 수직축에 대한 대칭, 즉 결합의 대칭은 치형상부-치형상바 체결부가 더욱 간단히 제조되게 함은 물론, 시스템이 작동할 때 응력이 더욱 우수하게 분배되게 한다.

치형상부(1)의 공동부(11)는 치형상바(2)의 노즈(21)와 결합되는 표면을 가져서, 감소하는 단면의 입구부(11d)는 연속되는 단면의 뒷부분(11b)에서 끝나며, 상기 감소하는 단면은 하나가 다른 하나보다 큰 표면을 갖고 겹쳐진 2개의 감소하는 단면에 의해 형성되고, 공동부의 뒷부분(11b) 및 입구부(11d)의 형상과 크기에 일치하면서 보다 작은 단면이 보다 큰 단면의 하부에서 돌출하여서, 입구부(11d)와 뒷부분(11c) 사이에 있는 공동부의 길이를 따라 큰 단면의 하부에서 돌출하는 작은 단면이 하나의 연속적인 단면을 형성할 때까지 큰 단면으로 점차 들어간다. 치형상바(2)의 노즈(21)에서와 같이, 치형상바(2)의 노즈(21)에 대해 상보적인 체결면(12)은 상기 단면들 사이에 생성된다.

전술된 바와 같이, 상기 치형상부(1)와 치형상바(2)의 결합을 수행하고 결합시스템을 만들기 위해, 상기 치형상부(1)의 공동부(11)는, 대체로 타원형인 연속되는 단면의 뒷부분(11b)에서 끝나는 타원형의 감소하는 단면으로 된 입구부(11d)를 구비한다. 치형상부(1)의 공동부(11)의 입구부와 뒷부분(11d,11b)은 치형상바(2)의 노즈(21) 또는 돌출영역의 결합된 형태의 근위부(21d)와 원위부(21c)에 체결되도록 되어 있고, 입구부(11a)의 적어도 일부를 둘러싸는 적어도 하나의 체결면(12)은 치형상부와 치형상바(1,2)가 서로 결합할 때 치형상바(2)의 돌출영역에 있는 결합된 형태의 적어도 하나의 체결면(22)에 접촉하게 되어 있다.

치형상부(2)의 노즈(21)를 치형상부(1)의 공동부(11)로 삽입하기 위해, 치형상바(2)와 치형상부(1)의 구조와 결합시스템을 특징짓는 치형상부(12)와 치형상부(22)의 체결면과 같은 반대쪽 2개의 영역을 극복하도록 직선운동을 하는 것이 필요하다. 이러한 직선운동을 하는 동안, 치형상바와 치형상부의 윗면들(21a,11a)에서 미끄러짐이 있어야 하고, 대립영역들이나 체결면들(12,22)이 접할 때, 이들 영역의 기울기는 전진삽입이동시 단면의 증가하는 감소량보다 작아야 한다. 그러므로, 체결되면 자연스런 해제 없이 대립되는 영역을 갖고서 완벽한 암수결합을 재현하는 2개의 부재(1,2)를 얻을 수 있게 된다.

치형상부와 치형상바가 이들 부재의 크기를 조정하기가 매우 어렵게 되는 광산에서 사용되도록 된 경우에, 안내부(21e)는 치형상바의 노즈(21)의 상부에 설치되어 치형상바가 치형상부의 공동부(11)에 용이하게 들어가게 하는데, 이 공동부(11)는 치형상바의 안내부(21e)에 상보적인 홈(11e)이나 채널을 가진다. 도면에 도시되지는 않았지만, 치형상부의 공동부(11)에 안내부를 설치하고 치형상바의 노즈(21)에 홈을 설치하는 것도 가능하다.

치형상부(1)가 치형상바(2)에 들어가면, 통상적인 힘이 길이방향(H)으로 가 해질 때 치형상부(1)와 치형상바(2)의 두 표면 또는 체결면(12)이 반대로 있기 때문에 치형상부는 치형상바의 밖으로 빠져나오지 못하게 된다. 치형상부를 뽑아 내기 위해서는 두 부재에 힘을 가하면서 전술된 곡선운동을 해야 한다.

각 체결면(12,22)의 결합된 형태는, 수직력에 대한 반작용의 성분들이 치형상부를 치형상바로부터 분리시키는 종래의 결합(도9a 참조)에서 일어나는 것과는 달리, 장치의 통상적인 작동으로서 아래로 향한 교차방향(FVS)으로 치형상부(1)의 팁(111)에 힘이 가해질 때 서로에 대해 두 부재를 자체적으로 조이게 하는 반작용을 체결면(12,22)에서 치형상부(1)와 치형상바(2) 사이에 일으키게 한다. 마찬가지로, 체결면(12,22) 사이의 접촉은 치형상부(1)가 직선의 길이방향으로 치형상바(2)로부터 빠져나오는 것을 방지한다.

치형상바와 치형상부의 접촉면들(21a,11a)의 타원형태는, 힘이 위로 향한 교차방향(FVI)으로 치형상부(1)의 팁(111)에 가해질 때 상기 접촉면(21a,11a)에서 치형상바(2)와 치형상부(1) 사이에 반작용을 일으키게 한다.

체결면(22)은 굴삭조립체의 용도에 따라 다른 크기로 될 수 있는데, 심지어 상부의 큰 단면(27a)의 전체 하부를 차지할 수 있어서, 근위부 또는 입구부의 앞을 제외한 하부의 작은 단면(27b)을 거의 완전히 제거한다. 도29는 제3표면(22c)에 의해 앞부분에서 연결된 두 체결면(22a,22b)을 가지는 치형상바를 도시하는바, 상기 체결면은 곡면을 구성하고 하부의 반추형상부는 하부의 작은 단면(27b)에 의해 형성되고서 노즈의 근위부(21a)보다 짧은 길이를 가진다. 이 실시예에서, 근위부(21a)의 앞과 끝 사이에 위치한 지점에서 작은 단면(27b)이 큰 단면(27a)에 완전 하게 들어가는 방법을 알 수 있다.

전술된 치형상부(1)와 치형상바(2) 사이의 결합을 확보하기 위하여, 치형상바의 통로(23)와 치형상부의 관통개구부(13)에 삽입되는 보유지지시스템을 사용할 필요가 있다.

본 발명에 따른 시스템에 알맞은 보유지지시스템은 그 구조와 작동으로 인하여, 원통형으로도 될 수 있지만 콘 모양의 가늘고 긴 회전체를 갖춘 핀(3,6)과, 그 자신의 축(35,65) 주위로 핀을 회전시키는 수단, 굴삭조립체에 핀을 삽입하기 위한 안내부재 및, 핀의 축에 직각으로 작용하는 보유지지부재를 구비한다. 이러한 형태를 가진 보유지지시스템을 사용함으로써, 광산에서 치형상부-치형상바 체결부를 사용하는 것이 단순하게 되어, 큰 망치를 사용하는 것이 방지되어서 치형상부 교체작업을 더욱 안전하게 수행할 수 있게 한다.

치형상부-치형상바 굴삭조립체가 수직 또는 수평하게 배치된 하나 이상의 보유지지시스템을 구비할 수 있는데, 각 보유지지시스템은 하나 이상의 보유지지부재를 가질 수 있다.

본 발명의 다른 양상에 따른 도10 내지 도15를 참조하여 설명함에 있어서, 전술된 것과 같은 치형상부(1)와 치형상바(2)의 체결에 대한 특징을 가진 보유지지시스템의 적용이 고려된다.

치형상부(1)의 본체(10)는 적어도 하나의 관통개구부(13)와, 서로 마주보고서 공동부(11)의 측면에 위치된 2개의 개구부를 구비하고, 치형상바(2)는 노즈(21)에 위치된 관통구멍(23)을 구비하여 치형상부와 치형상바(1,2)가 서로 결합될 때 상기 2개의 관통개구부(13)가 동축상으로 정렬되고 관통구멍(23)의 끝에 연결되어, 함께 핀(3)을 위한 통로를 형성하게 된다. 가늘고 긴 콘 모양의 형태인 핀(3)이 완전히 통로로 삽입될 때, 핀은 치형상부(1)의 관통개구부(13)에 위치한 끝영역과, 치형상바(2)의 관통구멍(23)에 위치한 중간영역이 있어, 치형상부와 치형상바(1,2)의 분리가능성을 없앤다. 도10 내지 도15에 도시된 실시예에서, 상기 통로는 대체로 길이방향(D)에 직각이고 블레이드에 평행한 교차방향(T)으로 배치된다.

상기 핀(2)은 2개의 베이스 사이에 위치된 전체적으로 콘 모양의 바깥면을 갖추고, 통로에 완전히 삽입될 때 이 핀은 최초 각위치와 최종 각위치 사이에서 회전할 수 있다. 걸쇠(30)는 제1끝부(31)와 제2끝부(32) 및 선단(33)을 가지고 있고, 핀(3)의 콘 모양의 바깥면과 그 중간영역에서 길이방향으로 배치되어 있다. 핀(3)은 베이스 중 하나에서 단일한 그립형태(35), 또는 베이스 중 하나에 하나의 그립형태(35) 및 반대쪽 베이스인 다른 하나에 위치한 다른 그립형태를 구비한다. 이 그립형태(35)는 동일하거나 상이하게 되며, 어떤 경우에는 공구의 작용팁에 결합되기에 알맞게 되어 있다. 그립형태(35)는 결합되는 다각형 각기둥형상으로 된 공구의 작용팁에 의해 결합되기에 알맞은 예컨대 육각형이나 사각형과 같은 다각형 단면의 공동부를 구비한다.

치형상바(2)의 노즈에 있는 관통구멍(23)에 인접하고 연통되게 배치된 하우징(24)은 상기 최종 각위치에서 핀(3)의 회전을 해제가능하게 저지하도록 걸쇠(30)와 상호작용하는 회전 리테이너(40)로 구성된 보유지지수단(4)을 수용하도록 관통구멍(23)의 입구에 인접한 노즈(21)의 한쪽 측벽에서 개방되어 있고, 축이동용 리 테이너(45)는 걸쇠(30)와 상호작용하여 핀(3)이 최종 각위치에 보유지지될 때 핀(3)을 통로에 완전히 삽입된 채로 보유지지하게 된다. 하우징(24)은 바닥부(24a)와 치형상부(1)의 두 관통개구부(13) 중 하나의 관통개구부(13:특히, 하우징(24)의 바닥부에 반대쪽인 관통개구부)를 갖추며, 그 선단에 인접하여 치형상부와 치형상바(1,2)가 서로 결합될 때 치형상바(2)의 관통구멍(23)과 인접하고 연통되는 홈(24b)과 정렬되는 노치(13a)를 구비한다. 상기 홈(24b)은 하우징(24)의 바닥부의 높이에서 끝나고, 하우징(24)의 공동부를 향하고 있다. 치형상부와 치형상바(1,2)가 서로 결합할 때, 이 노치(13a)와 홈(24b)은, 핀(3)이 통로에 삽입될 때 핀(3)이 통로에 완전히 넣어지도록 제1끝부(31)가 홈(13a)의 끝에 접할 때까지 걸쇠(30)가 통과할 수 있게 한다. 이 위치로부터, 하우징(24)의 공동부는 최초 각위치에서부터 최종 각위치까지 걸쇠(30)가 회전할 수 있게 한다.

도13a과 도13b에 더 잘 나타낸 바와 같이, 회전 리테이너(40)는 홈(42)이 그 사이에 형성되어 있고 서로 평행한 2개의 융기부(41)를 가진 본체를 구비한다. 상기 회전 리테이너(40)의 본체는 탄성수단(50)에 연결되고, 리테이너가 작동위치에 있을 때 홈(42)이 통로의 축방향으로 리테이너를 향하여 방위를 갖도록 배치되며 융기부(41)는 걸쇠(30)의 회전경로에 있게 되어서, 핀(3)이 최종 각위치로 회전할 때 탄성수단(50)의 순간적인 변형에 의해 홈(42)에 걸쇠(30)의 선단(33)을 수용할 수 있게 된다. 이에 대해, 축이동용 리테이너(45)는 핀(3)이 적어도 최종 각위치에 있을 때 걸쇠(30)의 제1끝부와 제2끝부(31,32)에 접하도록 융기부와 홈(41,42)의 끝에서 가로질러 위치된 제1측면과 제2측면(46,47)을 가진 본체를 구비한다. 축이 동용 리테이너(45)의 본체는 제1측면과 제2측면(46,47)사이에, 회전 리테이너(40)의 탄성수단(50)을 구성하는 탄성중합체로 된 삽입블럭을 수용하는 컵을 형성한다. 탄성중합체로 된 블럭은 융기부와 홈(41,42)에 대향되는 회전 리테이너(40)의 본체의 한쪽 면에 연결되어 있고, 회전 리테이너(40)의 본체로부터 멀리 떨어진 넓은 베이스를 가진 사다리꼴 단면으로 되는데, 이는 간단한 압력에 의해 컵의 안쪽에 용이하게 고정된다. 축이동용 리테이너(45)의 본체는 제1측면과 제2측면(46,47) 양쪽에 오목면(49)을 형성하는데, 이는 치형상바(2)의 관통구멍(23)과 상호작용하여, 관통구멍(23)이 하우징(24)과 상호작용하는 부분에 통로를 형성하게 된다.

회전 리테이너와 축이동용 리테이너가 도13에 도시된 것과 같이 조립되면, 이들은 치형상바의 노즈(21)에 있는 하우징(24)으로 미끄러져 삽입될 수 있는 단일부품을 형성한다. 축이동용 리테이너(45)의 본체가 사다리꼴의 단면이고 가장 넓은 베이스가 오목면으로부터 멀리 떨어져 있으며, 하우징(24)이 결합되는 사다리꼴의 단면을 가지고서 가장 넓은 베이스가 통로로부터 멀리 떨어져 있어서, 축이동용 리테이너(45)의 본체와 이에 조립되는 회전 리테이너(40)의 본체에 적당한 방사상 위치로 수용하고 보유지지하게 된다. 축이동용 리테이너(45)의 본체의 길이는 하우징(24)의 깊이보다 조금 짧거나 같아서, 그 축방향 위치는 하우징(24)의 바닥부와 축이동용 리테이너(45)의 본체 끝의 접촉에 의해 결정된다. 관통개구부(13) 주위에 있는 치형상부의 공동부의 측면은 치형상부와 치형상바(1,2)가 서로 결합될 때 치형상바(2)의 하우징(24)을 차단하며, 치형상바(2)의 하우징(24)의 개구부는, 올바른 위치에 위치된 보유지지수단(4)의 축이동용 리테이너(45)와 회전 리테이너(40) 를 그 안에 잡고 있게 된다.

도14와 도15는 핀(3)의 걸쇠(30)와 상호작용하는 회전 리테이너(40)의 작동을 보여준다. 도14에서, 핀은 최초 각위치, 즉 통로에 처음 삽입되는 각위치에 있다. 도15에서 핀은 그 최종 각위치로 약 90도 회전하였는바, 여기서 걸쇠의 선단(33)은 상응한 융기부(41)에 있는 선단(33)의 측면에 의해 힘이 가해진 탄성수단(50)의 순간적인 변형에 의해 회전 리테이너(40)의 홈(42)에 잡혀 있게 된다.

도면에 나타나지 않은 보유지지시스템의 다른 용도에서, 이는 치형상부(1)의 공동부의 상부벽과 하부벽에는 2개의 관통개구부를 구비하는 한편, 제2부분의 본체의 돌출영역이나 노즈에는 수직통로를 제공하는 공동부가 위치된다. 즉, 핀의 통로는 치형상부의 상부벽과 하부벽을 통해 형성되어 있는데, 교차방향은 여전히 길이방향에 대체로 직각이나 장치의 버킷의 블레이드와 대체로 직각이다. 보유지지수단의 구조와 형태에 관련해서, 이 실시예는 도10 내지 도15와 함께 설명된 것과 유사하므로, 이에 대한 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 치형상부와 치형상바 조립체에 사용되는 전술된 형태에 따른 보유지지시스템의 제2실시예가 도16 내지 도22를 참조로 하여 아래에 설명된다.

전체적으로 도16과 도17 및 도18에 도시되고 도19와 도20에서 보다 상세히 나타나 있는 핀(6)은 바람직하기로 콘 모양의 가늘고 긴 형태이고 두 베이스 사이에 배치된다. 핀이 통로에 완전히 삽입될 때, 핀(6)은 치형상부(1)의 관통개구부(13)에 의해 형성된 통로의 콘 모양의 끝부분에 있는 끝영역과, 치형상바(2)의 통로(23)에 의해 형성된 통로의 중간부분에 위치된 중간영역을 가지고 있다.

도시된 실시예에서, 핀(6)은 핀(6)의 콘 모양의 표면에 길이방향으로 배치된 안내부(61)로 구성되는 안내수단을 가지고 있고, 제1끝부(63)는 베이스 중 하나로 개구되어 있으며 제2끝부는 핀(6)의 중간영역에 있다. 체결부(62)는 콘 모양의 표면(60)에서 전체적으로 원주 또는 다소 나선방향으로 배치되어 있고, 안내부(61)의 제2끝부에 연결된 제1끝부(63)와, 제1끝부로부터 소정의 각도로 있는 제2끝부(64)를 가진다. 보유지지부재(8)를 수용하는 공동부는 체결부(62)의 제2끝부(64)에 배치되어 있다. 보유지지부재(8)는 안내부(61) 및 체결부(62)를 따라 미끄럼이동하고서 핀의 공동부에 수용되도록 된 신축가능한 러그(lug)를 구비한다. 또한, 핀(6)은 이 핀이 관통핀이냐 아니냐에 따라 핀의 베이스들 중 양쪽 또는 한쪽에 배치되는, 그립형태와 같은 그 자신의 축(65) 주위로 회전케 하는 수단을 갖춘다. 만약 핀이 하나의 안내부(61)와 하나의 그립형태(65)를 가지고 있다면, 그립형태는 안내부(61)의 제1끝부(63)가 개방되어 있는 베이스의 반대쪽 베이스에 위치되게 된다. 어떤 경우에, 그립형태(65)는 결합되는 다각형 각기둥형상으로 된 공구의 작용팁에 의해 결합되기에 알맞은 다각형 단면(사각형이나 다른 단면으로 될 수 있지만 도시된 예에서는 육각형인)의 공동부를 구비한다.

신축가능한 러그(8)는 본체(86)의 한쪽 끝부에 형성되고, 신축가능한 러그가 탄성수단(85)의 힘에 대한 신축가능한 러그에 가해진 힘의 작용으로 인해 신축될 수 있도록 형성되고 배치된 탄성수단(85)를 구비한다.

도22는, 본체(86)가 전체적으로 직사각형 또는 정사각형의 단면으로 되어 있고서 신축가능한 러그(8)가 피라미드형 원위부(82)로 뻗어 있는 직사각형 또는 정 사각형의 각기둥형 근위부(81)를 갖춘 보유지지부재(8)의 변형예를 도시한다. 어떤 경우에, 핀(6)의 안내부(61,62)는 보유지지부재(8)의 각기둥형 또는 원통형 근위부(81)와 접촉하는 반원형의 뒷단면 및 평행한 외부선단을 가지며, 핀(6)의 공동부는 체결부(62)의 경사진 뒷면과 연결되고서 경사진 외부선단을 갖추어, 보유지지부재(8)의 피라미드형 또는 콘 모양의 원위부(82)와 접촉하면서, 핀(6)의 공동부를 해제하고 러그(8)를 수축시키기 위해 보유지지부재(8)와 관련된 탄성수단(85)의 힘에 반대되는 힘으로 핀(6)에 가해진 회전토오크를 전환하여서, 핀(6)이 해제되어 치형상부(1)와 치형상바(2) 사이의 분리작동 동안 회전하게 된다.

도22는 보유지지부재(8)의 단면도를 도시한다. 보유지지부재(8)의 본체(86)는 비어 있고, 커버에 의해 폐쇄될 수 있는 개방된 하부면과, 중앙 개구부를 가진 상부면을 갖추는데, 이는 각기둥형 또는 원통형 근위부(81)의 단면에 결합되는 형상을 갖는다. 러그(8)는 본체(86)의 내벽에 미끄러지도록 된 벌어진 내부(84)를 가지고 있다. 러그(8)의 벌어진 내부(84)와 본체(86)의 개방된 하부벽 사이에는 탄성수단(85)을 수용하는 공간이 있다. 도시된 예에서, 이러한 탄성수단은 고무나 폴리우레탄과 같은 탄성중합체로 되고서 상기 커버와 러그(8)의 벌어진 내부(84) 사이에서 압축될 수 있는 스토퍼(85)를 구비한다. 물론, 보유지지부재는 하나의 코일스프링과, 탄성중합체에 끼워진 코일스프링 및, 심지어 탄성중합체 내부에 스토퍼를 가진 코일스프링을 구비할 수 있으며, 상기 커버는 본체(86)의 내벽의 하부끝에 있는 영구적인 선단이나 제거가능한 링의 형태로 교체될 수 있다. 보유지지부재의 한가지 유형 또는 다른 유형을 사용하는 것은 결합의 용도에 따라 결정되는바, 즉 차 가운 곳에 사용된다면 탄성중합체 또는 탄성중합체를 가진 스프링으로 이루어진 보유지지부재가 사용될 수 있는 한편, 뜨거운 곳에서 작동한다면, 보유지지부재는 단지 스프링을 갖는다.

보유지지부재는 치형상바의 본체에 별도로 만들어진 공동부에 바로 수용될 수 있다.

치형상부(1)와 치형상바(2)의 결합을 보장하기 위해서, 핀(6)이 관통개구부(13)를 통해 삽입해야 하는데, 먼저 안내부(61)가 시작되는 제1끝부(63)에 삽입하고, 보유지지부재(8)의 러그를 안내부(61)에 일치시키며, 러그(82)를 체결부(62)에 도달할 때까지 안내부(61)를 통해 미끄러지게 한다. 이때, 안내부(61)가 끝나고 체결부(62)가 시작되는 최초 회전위치로부터 체결부(62)의 끝에 위치된 최종 회전위치까지 핀(6)을 회전시켜, 보유지지부재(82)의 러그를 수용하는 공동부가 위치하는 체결부의 제2끝부(64)와 일치하게 된다. 러그(82)가 핀(6)의 공동부에 들어가면치형상부(1)와 치형상바(2)의 결합은 핀(6)의 움직임이 방지되면서 보장된다.

전술한 것은, 도20에 도시된 바와 같이 체결부(62)의 깊이가, 안내부(61)를 위한 끝과 일치하는 제1끝부에서 핀의 공동부와 일치하는 제2끝부(62)까지 경사져 감소하기 때문이다. 체결부(62)의 바닥의 경사진 표면은, 핀(6)의 공동부(64)가 보유지지부재(8)를 향해 위치될 때까지 핀(6)이 회전될 때 러그(82)를 점차 수축시킬 수 있는 신축가능한 본체(86)의 탄성수단(85)의 힘에 반대되는 힘으로 핀(6)에 가해진 회전토오크를 변환시킬 수 있는데, 그 후에 본체(86)의 탄성수단(85)은 해제되고 보유지지부재(8)는 공동부(64) 내로 들어가게 된다.

체결부(62)와 제2끝부(64) 뒤에 체결부의 연장부(62a)가 있을 수 있으며, 체결부의 약 90도 회전 후에 제2안내부(66)가 생겨서 두 끝부 중 하나에서 핀(6)이 하우징에 삽입될 수 있다. 도20b와 도20c 및 도20d에 도시된 핀의 이 실시예에 따르면, 핀의 공동부(64)는 체결부(62)의 제1끝부와 제2끝부 사이에 배치되며, 핀(6)은 원통형 표면(이 경우에 핀은 구조적인 이유로 전술된 실시예와 같은 원뿔형상이 아니고 원통형으로 되어야 한다)에서 길이방향으로 배치되고서, 핀(6)의 양쪽 베이스(65a) 중 다른 하나로 개방되어 있는 제1끝부와, 체결부(62)의 연장부(62a)에 연결된 제2끝부를 가진 제2안내부(66)를 구비한다. 이 경우에, 체결부의 깊이는 제2끝부에서 공동부까지 경사져 감소한다. 또한, 안에 들어가기보다는 핀(6)의 바깥쪽에 있는 이전 것과는 다른 그립형태(65)가 설치될 수도 있다.

보유지지부재가 치형상바의 하우징보다 핀의 하우징에 수용되는 것만 제외하고 전술된 것과 유사한 구조의 다른 실시예가 있을 수 있다. 따라서, 보유지지부재는 하우징에 배치되어, 외부힘이 없을 때 신축가능한 러그는 핀으로부터 돌출하는 한편, 안내부와 체결부는 통로를 형성하는 하우징 중 적어도 하나에 통합된다. 안내부는 바람직하게 치형상바의 관통개구부의 내벽에서 길이방향으로 배치된다. 보유지지부재는 그 중간지점에서 관통개구부의 내벽에서 원주방향 또는 다소 나선방향으로 배치되는데, 제1끝부는 안내부의 끝에 연결되어 있고 제2끝부는 보유지지부재를 받아들이는 공동부 근처에 있게 된다.

상기 실시예들에서, 교차방향(T1)은 대체로 길이방향(D)에 직각이고, 장치의 절삭 블레이드 또는 선단에 대체로 평행이다. 그러나, 교차방향(T1)이 대체로 길이 방향(D)에 직각이고, 장치의 절삭 블레이드 또는 선단에 대체로 직각인 구성도 가능한다.

당해분야의 숙련자들은 아래의 청구범위에 기술된 본 발명의 범주로부터 벗어남 없이 상이하게 응용 또는 변형시킬 수 있다. 예를 들면, 치형상부와 치형상바에 형성된 하우징은 각 보유지지부재에 의해 유지되는 2개의 핀을 위한 2개의 통로를 형성하도록 상호작용한다. 이 경우에, 2개의 통로는 치형상바의 본체의 반대쪽 영역을 통하는 두 쌍의 개구부와, 치형상부의 상부벽과 하부벽 중 하나에 배치된 개구부쌍에 의해 형성된다.

치형상부와 치형상바의 체결에서 보유지지시스템은, 전술된 것에 덧붙여 하나보다는 2개의 핀을 사용하거나 수직한 하우징에 위치시키는 다른 위치에서 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 보유지지시스템과 그 다른 실시예들은 설명되지 않은 다른 결합에 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 결합시스템의 구조를 갖지 않는 치형상부와 치형상바에다 상기 보유지지시스템을 사용할 수도 있다.

이 굴삭조립체는 흙을 이동시키는 장치에 사용하는 것으로 국한되지 않고, 도23 내지 도26에서 볼 수 있는 굴삭장치에도 사용할 수 있는데, 핀의 배치는 구조에 따라 수직으로 될 수 있다.

한편, 도27과 도28에 도시된 것과 같이, 중공의 팁(101)과 노즈(10a)를 가진 중간 치형상부(10)와 같이 서로 결합할 수 있는 2개의 부품으로 된 조립체에 전술한 결합시스템을 사용할 수 있는데, 상기 중간 치형상부(10)는 이 중간 치형상부의 공동부와 치형상바(20)의 노즈(21a)를 통해 치형상바(2)에 결합된다. 차례로, 치형상바(20)는 그 뒷부분(25)을 통해 흙 등을 이동시키는 장치의 버킷의 블레이드에 연결된다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 부재들의 사용을 최적화하고, 그 교체를 용이하게 하며, 혁신적인 체결형태 및 핀형 고정부재을 가지는 굴삭조립체와, 특히 굴착기 등을 위한 상기 굴삭조립체의 여러 부품(어댑터부재나 치형상바 및 굴삭부재나 치형상부) 사이의 결합시스템을 제공하게 된다.

Claims (63)

1. 고정부재에 차례로 결합되고서, 어댑터부재의 앞부분으로부터 나온 노즈나 돌출영역을 수용하는 뒷부분에 중공부나 개방된 박스 또는 공동부를 갖춘 본체와, 핀의 연속된 삽입을 위한 외부면을 갖추고서 상기 공동부와 연통되는 적어도 하나의 개구부를 구비하는 어댑터에 연결되는 굴삭부재에 있어서,

   상기 어댑터의 노즈나 돌출영역과 결합되는 중공부나 개방된 박스 또는 공동부는 수직축에 대해 대칭이면서,

   연속적인 단면의 뒷부분에서 끝나는 감소하는 단면으로 된 입구부로서, 상기감소하는 단면은 감소하는 2개의 겹침영역으로 형성되고 이 중 하나는 다른 하나보다 큰 표면을 가지며 공동부의 뒷부분에서 크기와 형상이 일치하고, 작은 단면은 큰 단면의 하부에서 부분적으로 돌출하여 입구부와 뒷부분 사이에 형성된 공동부의 길이를 따라 큰 단면의 하부에서 돌출하여, 이 작은 단면이 큰 단면의 내부에 숨어드는 지점까지 큰 단면 내로 점차 삽입되고, 상기 지점이 입구부내에 있는 입구부와; 상기 중공의 입구부를 따라, 일련의 큰 단면과 일련의 작은 단면의 결합부를 형성하는 적어도 2개의 체결면; 을 구비하는 것을 특징으로 하는 굴삭부재.
2. 제1항에 있어서, 상기 공동부는 2개의 체결면을 갖추되, 어댑터부재의 노즈의 표면과 결합되는 형태로 인해,

   아래로 향한 교차방향으로 굴삭부재에 가해진 힘이 체결면에서 어댑터부재에 대한 굴삭부재의 길이방향 힘성분을 생기게 하며,

   결합되는 체결면 사이의 접촉이 치형상부가 직선의 추출길이에서 어댑터부재로부터 빠져나오는 것을 방지하고,

   굴삭부재가 어댑터에 의해 보유지지되게 하는 것을 특징으로 하는 굴삭부재.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 작은 단면과 큰 단면은 타원형이고, 입구부에서 수평 또는 교차축에 대해 중공의 상부에 반추모양의 회전체와, 상기 축에 대해 중공의 하부에 반추모양의 회전체를 형성하는 것을 특징으로 하는 굴삭부재.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 큰 단면과 작은 단면의 결합은, 어댑터부재나 굴삭부재의 대칭인 수직축에 대해 0도에서 60도 사이의 가변적인 기울기를 가진 직선에 의해 이행되고, 곧은 평면은 일련의 무한영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 굴삭부재.
5. 제4항에 있어서, 상기 큰 단면과 작은 단면의 결합은, 어댑터부재나 굴삭부재의 대칭인 수직축에 대해 10도에서 20도 사이의 가변적인 기울기를 가진 직선에 의해 이행되는 것을 특징으로 하는 굴삭부재.
6. 제4항에 있어서, 상기 큰 단면과 작은 단면의 결합은, 굴삭부재의 대칭축에 대해 0도의 기울기를 가진 직선에 의해 이행되는 것을 특징으로 하는 굴삭부재.
7. 제4항에 있어서, 상기 큰 단면과 작은 단면의 결합은, 중공의 상부와 하부 쪽으로 향한 연장부에서 서로 예각을 형성하는 2개의 직선에 의해 이행되는 것을 특징으로 하는 굴삭부재.
8. 제4항에 있어서, 상기 큰 단면과 작은 단면의 결합은, 중공의 상부와 하부 쪽으로 향한 연장부에서 서로 둔각을 형성하는 2개의 직선에 의해 이행되는 것을 특징으로 하는 굴삭부재.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 큰 단면과 작은 단면의 결합은 직선에 의해 이루어지고, 만곡된 평면은 일련의 무한영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 굴삭부재.
10. 제9항에 있어서, 상기 큰 단면과 작은 단면의 결합은, 주어진 곡률반경을 가진 볼록한 직선에 의해 이행되는 것을 특징으로 하는 굴삭부재.
11. 제9항에 있어서. 상기 큰 단면과 작은 단면의 결합은, 주어진 곡률반경을 가진 오목한 직선에 의해 이행되는 것을 특징으로 하는 굴삭부재.
12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 흙이나 돌과 같은 물질을 이동시키는 장치에 이용되는 치형상부인 것을 특징으로 하는 굴삭부재.
13. 고정부재에 결합되고서, 굴삭부재의 뒷부분에 있는 중공부나 개방된 박스 또는 공동부에 수용되는 앞부분으로부터 나온 노즈나 돌출영역을 갖춘 본체를 구비하고, 핀의 삽입을 위해 상기 돌출영역을 통하는 적어도 하나의 통로와 뒷부분에 있는 고정수단을 갖추는 어댑터부재에 있어서,

    상기 굴삭부재의 공동부와 결합되는 노즈나 돌출영역은 수직축에 대해 대칭이면서,

    연속적인 단면의 원위부에서 끝나는 감소하는 단면으로 되되, 감소하는 단면은 감소하는 2개의 겹침영역으로 형성되고 이 중 하나는 다른 하나보다 큰 표면을 가지며 노즈의 원위부에서 크기와 형상이 일치하고, 작은 단면이 큰 단면의 하부에서 부분적으로 돌출하여 근위부와 원위부 사이에 형성된 노즈의 길이를 따라 근위부의 처음의 큰 단면의 하부에서 돌출하는 작은 단면이, 이 작은 단면이 큰 단면의 내부에 숨어드는 지점까지 큰 단면 내로 점차 삽입되고, 상기 지점이 위치되도록 된 근위부와;

    노즈의 근위부를 따라, 일련의 큰 단면과 일련의 작은 단면의 결합부를 형성하는 적어도 2개의 체결면;을 구비하는 것을 특징으로 하는 어댑터부재.
14. 제13항에 있어서, 상기 돌출영역 또는 노즈는 2개의 체결면을 갖추되, 굴삭부재의 공동부의 표면과 결합되는 형태로 인해,

    아래로 향한 교차방향으로 굴삭부재에 가해진 힘이 체결면에서 어댑터부재에 대한 굴삭부재의 길이방향 힘성분을 생기게 하며,

    결합되는 체결면 사이의 접촉이 치형상부가 직선의 추출길이에서 어댑터부재로부터 빠져나오는 것을 방지하고,

    굴삭부재가 어댑터에 의해 보유지지되게 하는 것을 특징으로 하는 어댑터부재.
15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 작은 단면과 큰 단면은 타원형이고, 입구부에서 수평 또는 교차축에 대해 노즈의 상부에 반추모양의 회전체와, 상기 축에 대해 중공의 하부에 반추모양의 회전체를 형성하는 것을 특징으로 하는 어댑터부재.
16. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 체결면을 형성하는 큰 단면과 작은 단면의 결합은, 어댑터부재나 굴삭부재의 대칭축에 대해 0도에서 60도 사이의 가변적인 기울기를 가진 직선에 의해 이행되고, 곧은 평면은 일련의 무한영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 어댑터부재.
17. 제16항에 있어서, 상기 큰 단면과 작은 단면의 결합은, 어댑터부재나 굴삭부재의 대칭축에 대해 10도에서 20도 사이의 가변적인 기울기를 가진 직선에 의해 이행되는 것을 특징으로 하는 어댑터부재.
18. 제16항에 있어서, 상기 큰 단면과 작은 단면의 결합은, 노즈의 상부와 하부 쪽으로 향한 연장부에서 서로 예각을 형성하는 직선에 의해 이행되는 것을 특징으로 하는 어댑터부재.
19. 제16항에 있어서, 상기 큰 단면과 작은 단면의 결합은, 노즈의 상부와 하부 쪽으로 향한 연장부에서 서로 둔각을 형성하는 직선에 의해 이행되는 것을 특징으로 하는 어댑터부재.
20. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 큰 단면과 작은 단면의 결합은 직선에 의해 이루어지고, 만곡된 평면으로 형성된 2개의 체결면은 일련의 무한영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 어댑터부재.
21. 제20항에 있어서, 상기 큰 단면과 작은 단면의 결합은, 주어진 곡률반경을 가진 볼록한 직선에 의해 이행되는 것을 특징으로 하는 어댑터부재.
22. 제20항에 있어서. 상기 큰 단면과 작은 단면의 결합은, 주어진 곡률반경을 가진 오목한 직선에 의해 이행되는 것을 특징으로 하는 어댑터부재.
23. 제13항 또는 제14항에 있어서, 흙이나 돌과 같은 물질을 이동시키는 장치에 이용되는 치형상바인 것을 특징으로 하는 어댑터부재.
24. 고정부재에 연결되는 굴삭조립체에 있어서,

    제1항에 따른 굴삭부재와,

    제13항에 따른 어댑터부재 및,

    어댑터부재에 굴삭부재를 고정시키는 것을 보장하는 보유지지시스템을 구비하는 것을 특징으로 하는 굴삭조립체.
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