KR101256848B1 - 무거운 구조의 기계류를 위한 지지용 공구들에 마모 부품을결합하는 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 키이 연결로써, 어댑터와 치를 구비하는 유형의 무거운 구조의 기계류를 위한 지지용 공구에 마모 부품을 결합하기 위한 조립체에 관한 것이다. 본 발명의 조립체는 기구와 어댑터가 보완하는 지지부 윤곽(FA)을 가지는 것을 특징으로 하는데, 상기 윤곽은 상이한 평면들에 위치되고 개별의 접촉 단부와 연결 단부 사이에 배치된다. 본 발명은 상기 언급된 윤곽들이 기구와 어댑터의 코 부분의 상부면(FS)과 하부면(FI)상에 대칭적인 반대의 방식으로 배치되는 것을 특징으로 한다.

Description

무거운 구조의 기계류를 위한 지지용 공구들에 마모 부품을 결합하는 조립체{Assembly for coupling wear parts to support tools for heavy-construction machinery}

본 발명은 토목 공학용 기계(civil engineering machine)를 이용하여 주어진 장소로부터 다른 작업 위치로 이동시키기 위하여 재료 또는 다른 소재들을 스크레이프(scrape)하고, 제거하고, 이동시킬 수 있는 대형 용기, 버킷(bucket) 또는 다른 용기를 가지는 토목 공학용 기계의 분야에 관한 것이다.

선행 기술에서는 상기 언급된 대형 용기, 버킷, 용기 및 유사한 제품들상에, 정합 윤곽(matching profile)을 가진 제거 가능한 치(removable tooth)를 수용할 수 있는 적절한 어댑터 코 부분(adaptor nose)을 어떻게 배치하는가를 개시한다. 이러한 치는 스크레이핑(scraping)을 위해서, 제거되어야 하는 품목인 재료들과 직접적으로 접촉되고, 결과적으로 그것을 가혹하게 이용함으로써 급소한 마모를 겪게 된다. 대형 용기, 버킷 및 다른 용기들에 형성된 어댑터 코 부분은 미리 형성된 대형 용기, 버킷 또는 용기의 립(lip)과 일체로 되어 있는 수컷 부분들이고, 버킷, 대형 용기 또는 용기나, 또는 다른 특정한 공구들을 정합시키는 동안에 부가되도록 제작되거나 또는 일체로 만들어진다. 부가된 치는, 안에 맞물리도록 어댑터 코 부 분(들)의 윤곽과 정합되는 형상으로 설정된 암컷 부분들을 구성한다. 마모에 대처하도록 치를 교체하여야 하는 필요성은 마모 부품들과 대응하는 어댑터 코 부분 사이의 연결을 필요로 한다. 종래 기술에서, 이러한 연결은 키이 작용의 형태로써 여러 제작자들에 의해서 제안되었는데, 키이 작용은 탄성적인 재료에 의해 보조되거나, 또는 직접적으로 금속 재료에 의한 것일 수 있다.

경험에 따르면, 채용된 안착 및 연결 시스템들에 무관하게, 접촉 영역들의 사용시에 발생되는 마모와 타격에 의해 형성되는 간극들에 더해지는, 어댑터 코 부분에 치를 조립할 수 있도록 간극을 부여하는 제조 공차 때문에, 어댑터 지지부상에서 치가 움직일 수 있는 가능성을 방지하는 것은 불가능하다.

따라서, 치는 키이 작용에 의하여 어댑터 노즈들에 연결되어, 치가 마모된 후에 제거될 수 있다. 적용예들과 이용예들에서 고유한 수평 하중, 측방향 하중, 경사 하중 또는 복합 하중들은 치-코 부분-어댑터의 연결에 손상을 야기하지만, 키이 작용에도 손상을 야기한다. 치는 어댑터 코 부분에 대하여 피봇되는 것으로 관찰되며, 마찰에 기인한 마모로 손상을 야기한다.

이러한 2 가지의 주된 문제점들은 치와 어댑터들의 배치에 따라서 조합되거나 또는 그렇지 않은 것으로 관찰된다.

첫 번째 문제점에 대하여 종래 기술에서는, 치-어댑터 안착 구조가 피라미드형 또는 절두 원추형 안착부의 형태로 도 1 에 도시된 바와 같이 제안되었다.

도 2 에 도시된 바와 같이 군집하는 힘(FC)의 적용시에는 대형 용기와 버켓에 하중을 가하는 동안 최고의 응력이 수용되는데, R 로 표시된 방향으로 경사 운 동이 존재한다. 치는 어댑터 지지부상에서 경사지는 경향이 있으며, 공동(cavity, Ci)의 하부 벽은 매우 강하게 어댑터 지지부의 하부 동체상에 지탱된다.

치와 어댑터 사이의 간극들이 작다면, 치의 허용 가능한 경사는 작으며, 접촉 영역(Ci)에 대한 힘은 치 케이스(tooth case)의 강도(strength)에 수용될 수 있는 것이다.

치와 그것의 어댑터 지지부 사이의 간극(J)이 치 케이스(tooth case)에 쐐기 작용을 가할 수 있는 순간에 도달하게 되는데, 이것은 금이 가게 하고, 파열 또는 찢김을 야기하여, 치를 작동 불능으로 만든다.

가장 강력한 구성은 도 3 에 도시된 바와 같은 것으로서 공지되어 있다. 어댑터 지지부의 코 부분은 그것의 앞 부분에 안정화 평탄면을 가지고, 어댑터 지지부의 뒤는 치의 2 개 돌기들을 수용하는 하우징을 포함한다. 부분들의 제조에서 설정된 간극은, 소켓의 상부 측부와 하부 측부 사이의 간극(J2)이 안정화 평탄면과 돌기들에 만들어진 간극(J1)보다 크도록 (J2>J1) 된다.

도 4 에 도시된 이러한 구성에 군집의 힘(FC)을 적용하는 동안에, 치는 힘(FPS)이 가해지는 안정화 평탄면에 지탱되어, R을 따라서 회전을 개시하는데, 이것은 어댑터 지지부의 하우징들에 힘(FO)을 전하는 치 돌기(tooth lug)의 접촉에 의해 차단된다. 따라서, 공동(Ci) 에서의 베어링 힘(bearing force)은 감소되고, 치 케이스를 파열시킬 위험성은 이전의 경우(도 1 및 도 2)보다 낮다.

그러나, 경험에 따르면, 안정화 평탄면들과 치 돌기 하우징들은 사용중에 타격과 마찰에 의해 마모되며, 새로운 교체 치의 대응면들과 함께 존재하게 될 간극 들은 상당히 증가된다. 어댑터 지지부의 하우징들 안에서 치 돌기들의 지지부에 의해 하중이 흡수되는 장점은 더 이상 존재하지 않게 되어, 도 1 및 도 2 에 도시된 이전의 경우를 발생시킨다.

이제 키이 작용의 문제점인 제 2 의 문제점을 살펴보면 다음과 같은 것이 관찰될 수 있다.

공지된 예에 따르면, 어댑터 지지부상에서 텐션(tension)을 보장하는 치의 키이 작용 시스템은 수직으로나 또는 수평으로 배치된다. 그러한 키이들은 탄성 요소에 의하여 보조될 수 있거나 또는 보조되지 않을 수 있다. 수평으로 배치되면, 이웃하는 어댑터들에 너무 가깝게 존재하기 때문에 접근이 곤란한 단점을 가진다. 수직으로 배치되면, 특히 저부를 통해서 키이를 손상시킬 수 있다.

상기 언급된 유형의 탄성 요소들은 때때로 튜브형 슬리이브들의 형태로 제작되며 2 개의 시스템들이 다음과 같이 알려졌다.

첫 번째는 서로 나사 결합된 2 개의 실린더들에 의해 형성된 수직의 키이에 관한 것인데, 하나는 볼트를 형성하고, 다른 것은 너트를 형성한다(도 5, 도 6 및 도 7 참조). 고무 튜브가 2 개 사이에 배치된다. 키이를 형성하는 2 개의 요소들을 서로 근접하게 나사 결합함으로써, 고무 튜브는 눌려져서 확장되는 경향이 있다. 고무 튜브는 어댑터 동체에 의해 제공된 요부 안에 위치되는데, 요부 안에서 고무 튜브는 확장될 수 있고, 나사 결합의 압력하에 뻣뻣(stiffen)해질 수 있다. 이것은 키이가 유용한 상태로 유지되는 것을 보장한다. 다른 한편으로, 어댑터 안의 요부에 의해 위치가 부여되는 고무는 키이를 형성하는 금속 요소들을 치의 오리피스들 에 대하여 무작위적인 위치에 배치하는데, 이러한 경우에 이들은 치의 보유를 보장하도록 후방 접촉 위치에서 대칭적으로 형성될 수 없다. 더욱이, 실제에 있어서, 키이의 바람직한 무작위적인 위치의 경우에, 치를 보유하기 위한 후방의 베어링 힘은 거의 없거나 존재하지 않는다.

제 2 의 시스템은 수평으로 배치된다 (도 8 및 도 9). 고무 튜브는 어댑터 안의 하우징 안으로 도입된다. 치를 설치한 이후에, 키이를 형성하는 실린더 로드는 치의 오리피스들중 하나 또는 다른 것을 통하여 도입된다. 로드(rod)의 직경은 고무 튜브의 내측 직경 보다 약간 커서 이용하는 동안에 키이의 유지를 보장하기 위하여 조임을 발생시킨다.

이러한 장치는, 치의 오리피스들에 대한 키이의 무작위적인 위치 및 보유하는 힘의 결여에 관련된, 이전의 예에 존재하는 단점을 가지는 것으로서, 치를 추출시키는 힘이 없는 특수한 경우에만 채용된다. 이것은 소위 RIPPER 의 적용예에만 채용되는데, 여기에서 치는 단지 전방의 방향으로만 하중을 받는다. 반대로, 진입 작동 방향은 치를 그것의 어댑터 지지부에 대하여 강하게 가압하는 경향이 있다.

샌드위치 키이(sandwich key)의 원리도 공지되어 있는데, 이것은 본 출원인이 설명하고 있는 바와 같이, 2 개의 상호 변위 가능한 구성 요소들의 특정한 구조와 함께 배치되며 상기 구성 요소들 사이에 탄성적으로 변형 가능한 재료가 배치된다. 그러한 키이는 본원 출원인의 PCT 국제 출원 WO 2004/035945 에 설명되어 있다. 그러나 이러한 유형의 키이는 어댑터를 둘러싸고 보호하는 스커트를 가진 치의 구성에 특정한 것이다.

본원 출원인은 또한 유럽 특허 EP No. 618,334 호의 주제인, 소위 "STICKEY 방법"과 같은 특정의 방법을 이용하는데, 이것은 수직의 평면에 키이의 삽입을 제공하는 것으로서, 키이는 상부로부터 하방향으로 테이퍼져 있으며, 적절한 챔버 안에 조립 재료를 수용한다. 조립 재료는 수지(resin)의 형태로서, 치와 어댑터 사이에 보유 슬리이브를 형성하도록 응고된다.

상기에 설명된 바와 같은 출원인이 제안한 모든 공지의 경우들에서, 키이는 치와 어댑터 사이의 연결 공간내에 완전하게 함입된다. 따라서 키이를 제거하고 그리고/또는 키이를 추출하거나, 또는 키이의 제어를 가능하게 하도록 탄성 재료를 가열하여 액체로 만들려면 특정의 공구들이 필요하다.

따라서 이러한 모든 문제점들과 직면하여, 출원인의 접근 방식은 다양한 요건들을 충족시키고 실행이 용이한 치-어댑터 결합의 신규한 디자인을 숙고하는 것이었다.

이러한 고려는 처음에, 하중을 보다 잘 흡수하는 것으로써 마모 과정을 감소시키는, 모든 하중을 흡수하는 치와 어댑터 코 부분의 배치에 초점을 맞추었다.

이러한 고려는 또한 제시된 문제점들과 최종적인 목적들에 응하여, 특정한 키이 장치의 설계로써 치-어댑터 연결에 초점을 맞추었다.

따라서 출원인의 접근법은, 적용예와 경우에 따라서 한편으로는 치와 어댑터 코 부분 사이의 접촉 영역들에서, 다른 한편으로는 키이 장치의 도입에서, 특정한 배치를 독립적으로 또는 조합하여 이행할 수 있는 치-어댑터 결합 조립체를 제안하는 것이었다. 따라서 치와 어댑터 사이의 연결은 모든 유형의 하중들 및 여러 방향의 하중들을 흡수하기 위하여 보완의 접촉 영역들을 부가함으로써 실질적으로 향상된다.

키이 장치의 새로운 디자인은, 코 부분-어댑터 연결에서 상방향 또는 하방향의 이탈의 위험성을 그것이 관련되는한 제거하면서, 또한 치와 어댑터 사이의 움직임을 제한하는 것에 참여하는 것으로서, 이것은 완벽하게 안전한 것이며 현장에서의 사용중에 우발적인 후크 작용(hooking)의 가능성을 남기지 않는 것이다.

본 발명의 제 1 특징에 따르면, 키이 연결로써 치와 어댑터를 구비한 유형의 토목 공학용 기계를 위한 공구 홀더(tool holder)상에 마모 부품을 결합시키는 조립체는, 치와 어댑터가 개별의 접촉 단부와 연결 단부들 사이에 위치된 상이한 평면들에서 베어링 윤곽의 정합 형태를 가지고 배치되며, 상기 형상들은 치와 어댑터 코 부분의 상부면 및 하부면상에서 반대편에 대칭적으로 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 이것은 치를 어댑터와 조립하기 위한 키이를 구비하는 유형의 토목 공학용 기계를 위한 공구 홀더상에 마모 부품을 결합시키기 위한 조립체로서, 키이는 수직으로 위치되고, 상기 키이는 플라스틱 수용 슬리이브 안으로 맞춰지고, 치와 어댑터에는 키이-슬리이브 조립체의 삽입과 유지를 허용하는 정지 영역들, 지지부 및 개구들이 배치되며, 키이에는, 슬리이브와 맞물려서 협동하는 하나의 중간 영역, 슬리이브로부터 돌출하고 해체용 공구를 파지하고 위치시키기 위한 수단이 배치된 다른 상부 영역 및, 치의 시트(seat)를 형성하는 하부 부분내에 맞물리는 다른 하부 영역들인, 3 가지의 특정 영역들이 배치되고, 키이는 중간 부분에서 그것의 측부에 중공 영역과 돌출 영역들의 교번에 의해 연장된, 공구 파지(tool gripping)를 위한 복수개의 수평 영역을 가지고, 상기 중공 영역과 돌출 영역은 조절 및 고정을 위하여 슬리이브에 설정된 복수개의 정합되는 돌출부 및 중공부들과 협동하기에 적절하고, 치에는 상부의 벌어진 개구(flared opening)가 배치되는데 상기 개구는 키이를 도입하기 위한 것이며, 키이의 맞물림 해제를 위한 공구를 위치시키고 작동시키기 위한 것이다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 토목 공학용 공구 홀더상에 마모 부품을 결합하기 위한 조립체는, 치와 어댑터에 개별의 접촉 단부와 연결 단부 사이에 위치된 베어링 윤곽 정합 형상들이 배치되고, 상기 형상들은 치와 어댑터 코 부분의 상부면 및 하부면상에서 반대편에 대칭적으로 배치되며, 키이에는, 슬리이브와 맞물려서 협동하기 위한 하나의 중간 영역, 슬리이브로부터 돌출하고 해체용 공구를 파지 및 위치시키는 수단이 배치된 다른 상부 영역 및, 치의 시이트를 형성하는 하부 부분과 맞물리는 다른 하부 영역인, 3 개의 특정 영역들이 배치되고, 키이는 중간 부분에서 그것의 측부에 중공 영역과 돌출 영역들의 교번에 의해 연장된, 공구 파지를 위한 복수개의 수평 영역을 가지고, 상기 중공 영역과 돌출 영역은 조절 및 고정을 위하여 슬리이브에 설정된 복수개의 정합되는 돌출부 및 중공부들과 협동하기에 적절하고, 치에는 상부의 벌어진 개구가 배치되는데 상기 개구는 키이를 도입시키기 위한 것이고, 키이의 맞물림 해제를 위한 공구를 위치시키고 작동시키기 위한 것이다.

상기 특징들 및 다른 특징들은 발명의 상세한 설명으로부터 명확하게 이해될 것이다.

본 발명의 목적을 달성하는 것은 도면에 비제한적인 방식으로 도시되어 있다.

도 1 및 도 2 는 종래 기술의 원추형 안착 구성으로 치-어댑터 결합을 도시하는 개략적인 도면이다.

도 3 및 도 4 는 코 부분-어댑터가 정면의 안정화 평탄면을 가지며, 어댑터에 대한 치의 연결이 돌기에 의해 이루어지고 보완되는 대안의 개략적인 예이다.

도 5 는 종래 기술의 나사화된 키이를 반 단면으로 도시한 것이다.

도 6 은 도 5 에 따른 키이를 도시한 것이다.

도 7 은 종래 기술의 치-어댑터 조립체에서 키이의 장착을 도시한 것이다.

도 8 은 슬리이브를 일체화시킨 키이가 이용되는, 종래 기술의 소위 RIPPER 치를 나타낸 것이다.

도 9 는 도 8 의 선 A-A를 따른 단면도이다.

도 10 은 세워지기 전에 치-어댑터 슬리이브-키이 결합 조립체의 사시도로서, 어댑터와 치에 설정된 정합 접촉 및 연결 형상들의 일 구현예를 도시한다.

도 11 은 도 10 에 도시된 바와 같은 어댑터의 저면도이다.

도 12 는 치에 대한 제 1 대안의 내부 배치로써 세워진 이후에 치-어댑터 결합 조립체를 XIII-XIII를 따라서 절단한 길이 방향 단면도이다.

도 13 은 XII-XII를 따른 평면상의 단면도이다.

도 14 는 치의 다른 내부 구성에 대한 개략적인 도면이다.

도 15 는 어댑터 코 부분의 단부에 대한 부분적인 측면도이다.

도 16 은 도 15 에 따른 평면도이다.

도 17 은 도 15 에 따른 대안의 도면이다.

도 18 은 도 17 에 따른 평면도이다.

도 19 는 본 발명의 키이에 대한 측면도이다.

도 19a, 도 19a 및 도 19a 은 도 19 의 선 I-I, II-II, III-III을 따라서 키이의 여러개의 연속적인 단면을 도시한 단면도이다.

도 20 은 도 19를 따른 키이의 평면도이다.

도 21 은 도 19를 따른 키이의 정면도이다.

도 22 는 본 발명의 키이 수용 슬리이브에 대한 측면 단면도이다.

도 23 은 도 22 의 선 IV-IV를 따른 정면 단면도이다.

도 24 는 도 22 에 따른 평면도이다.

도 25 는 도 22 에 따른 저면도이다.

도 26 은 상기 슬리이브를 수용하는 어댑터의 부분적인 단면도이다.

도 27 은 본 발명의 키이를 수용하고 어댑터상에 맞춰진 치의 부분적인 단면도이다.

도 28 은 도 27 의 선 V-V를 따른 부분적인 단면도이다.

도 29 는 치의 하부 외측면을 나타내는 도면이다.

도 30 은 치의 상부 외측면을 나타내는 도면이다.

도 31 은 치와 어댑터 사이에서 키이 작용을 하는 키이-슬리이브 조립체를 도시하는 부분적인 단면도이다.

도 32 는 도 31 에 따른 평면도이다.

도 33 은 키이의 제거를 도시하는, 도 31 에 따른 단면도이다.

본 발명의 목적을 보다 구체적으로 하기 위하여, 본 발명은 이제 도면에서 비제한적인 방식으로 설명될 것이다.

본 발명의 목적을 충족시키는, 토목 공학용 기계를 위한 공구 홀더에 마모 부품을 결합하기 위한 조립체는, 키이(key, C)에 의하여 결합되고 접합될 수 있는 어댑터(A) 및 치(D)를 이용한다.

적용예에 고유한 하중을 흡수하려는 제 1 목적을 충족시키도록, 어댑터 코 부분(adaptor nose)은 치의 단부들에서 측부 돌기를 수용하기 위한 선택적인 개구 및 안정화 평탄면(flat)을 가지고 앞 쪽에 공지의 방식으로 배치된다. 본 발명에 따르면, 치와 어댑터에는, 한편으로는 반대편의 연결 단부와 중심 단부들 사이에, 다른 한편으로는 어댑터와 치 저부에 대한 안정환 평탄면과 개별의 단부들 사이에 위치된 상이판 평면들에 베어링 윤곽 정합 형상(FA)들이 배치된다. 이러한 정합 형상(FA)들은 치와 어댑터의 코 부분의 상부면(FS) 및 하부면(FI)에 대칭적으로 반대편에 배치된다. 따라서 이러한 정합 형상들은 부가적인 베어링 영역들인데, 상기 부가적인 베어링 영역들은 어댑터 코 부분의 앞에서, 그리고 적용될 수 있다면 치 의 돌기 하우징 안의 뒤에서, 안정화 평탄면상에 설치된 베어링 영역들을 보완하는 것으로서, 이것은 안정화 평탄면상에 응력을 가하는 동안에 모든 하중을 흡수하도록 더 이상 반드시 필요한 것은 아니다. 이러한 정합 베어링 윤곽 형상(FA)은 안정화 평탄면들의 면적을 증가시키는 역할을 하여, 어댑터 코 부분에 의해 수용되는 하중들의 보다 우수한 분포를 보장하고, 전달된 하중을 수용하는 전체 면적을 증가시킨다. 이것은 어댑터와 관련된 치의 운동 가능성을 감소시키고 마모를 감소시키는 역할을 한다.

도 10 내지 도 18을 참조하면, 어댑터 코 부분의 상부면(FS)과 하부면(FI)은, 안정화 평탄면의 앞 부분과 뒤쪽 부분 사이에서, 코 부분 폭의 전체 또는 일부에 설정된 단계화된 형상을 가진 어댑터 코 부분을 구성하는 영역을 넘어서 배치된다. 따라서, 어댑터 코 부분의 상부면과 하부면상에 존재하는 상기 단계화된 형상들은, 어댑터 코 부분의 영역을 어댑터 동체에 연결하는 상부 부분과의 연결부까지 경사 평면(a2)에 의해 연장되는 평면(a)을 따라서 설정된, 안정화 평탄면의 연장부에 설정된다. 단계화된 형상은 정합 상부 베어링 평면(a3)을 형성하는데, 이것은 안정화 평탄면의 평면(a)에 대하여, 또한 경사 연결 평면(a2)에 대하여 각도를 가지고 배향된다. 단계화된 형상은, 그것의 앞 부분에서, 요부화된 경사 평면(a4)에 의하여, 평면(a)으로부터 오프셋되어 안정화 평탄면(a1)에 연결됨으로써, 상기 형상은 앞 부분에서, 노취(notch)를 형성하는 기울어진 구성을 가진다. 평면(a2)은 각도(G2)를 따라서 평면(a)에 대하여 경사진다. 평면(a2)과 같은 정점(0)에서 시작되는 평면(a3)은, 평면(a2)과 함께 각도(G2) 보다 작은 각도(G3)를 형성하며, 그에 의해서 접촉 평면(a4 - a5)의 설정이 허용되어 평면(a1)에 대하여 90°보다 작은 경사(G4)를 따라서, 그리고 조립체의 길이 방향 축에 대하여 90°보다 작은 경사(G5)를 따라서 배향된 정지부를 형성함으로써 평면(a4,a5)의 각도 잠금 성능을 증가시킨다. 따라서 설명된 형상(FA)은 어댑터의 길이 방향 중간 축상에서 반대편에 대칭적으로 어댑터 코 부분의 하부면상에 존재한다. 어댑터 코 부분에 있는 형상(FA)의 폭은 어댑터 코 부분의 전체 폭의 절반과 같은 것이 바람직스러우며, 그에 의해서 경사 평면(a2)을 부분적으로 비어있게 남긴다. 주목되어야 하는 바로서, 경사 평면(a2)에 대한 상부 경사 평면(a3)의 연결 영역은 어댑터 동체와 관련하여 그 어떤 레벨에라도 존재할 수 있다. 평면(a) 및 평면(a1)의 단계화된 간극(도 10)은 평면(a4 및 a5)들의 면적을 증가시키며, 포착부(catch)를 형성하는데, 상기 포착부는 어댑터 지지부의 가장 앞선 영역에 위치되기 때문에 치의 측방향 잠금을 효과적으로 허용한다.

평면(a6) 및 평면(a7)들은 상부 평면(a3) 및 연결 평면(a2)의 접합에 의해 형성되며, 수직인 것이 유리하다. 이들은 부가적으로 어댑터 지지부상에서 치(tooth)의 수평 정렬 자체 센터링(centering)과 함께 포착부의 역할을 수행한다.

어댑터 코 부분의 특정한 구성은, 부가적인 베어링 형상들에 의하여, 어댑터 코 부분상에서 치의 우수한 상호 잠금을 허용한다.

따라서 치는 어댑터 코 부분의 부가적인 형상들을 수용하도록 정합되게(matchingly) 배치된다. 도 10 은 상부 하우징(LS) 및 하부 하우징(LI)을 도시하는데, 이들은 치의 상부면과 하부면으로부터 위치되며 상기 언급된 유형의 형 상(FA)을 수용한다. 따라서 이러한 하우징들은 형상(FA)들과의 베어링 접촉 벽들을 가진다. 더욱이, 도 12 및 도 14에서 도시된 바와 같이, 형상(FA)의 노취를 형성하는 전방 단부와의 접합 영역은 반대의 정합 부분들의 확고한 안착(nesting)을 형성하도록 정합될 수 있거나(도 12), 또는 대안으로서, 치가 내부 간극을 가질 수 있어서(도 14), 노취 부분은, 치 위에 설정되고 정합 형상(FA)을 수용하는 하우징의 저부와 연결되지 않고 접촉하지 않는다.

이것은 치와 어댑터의 코 부분의 특정 형상이 매우 실질적으로 접촉 및 베어링 면적을 증가시킨다는 점을 명확하게 한다. 본 발명의 범위를 이탈하지 않으면서, 중간 베어링 영역들이 어댑터 코 부분의 수평 및/또는 수직 면들에 놓일 수 있으며, 치는 정합되게 배치된다.

이러한 이행에 의해서 제 1 의 목적이 충족되는데, 상기 목적은 치에 의하여 전달된 여러 방향의 하중을 처리하고 흡수할 수 있도록 유리하게 위치되기 위하여, 각도 배향 및 베어링 면적들의 증가와 함께 어댑터상에서의 치의 개별적인 운동을 제한하는 것이다.

결합 조립체들의 이용 및 적용에 따라서, 이러한 실시로써 충분할 수 있으며, 채용된 키이 작용 시스템(keying system)과 무관할 수 있다.

그러나, 치를 어댑터상에 고정시키는 것을 최적화시키는 것과 관련하여, 그리고 적용된 하중에 의하여 야기되는 부품들의 마모를 더욱 제한하기 위하여, 키이 연결 장치의 실시는 결합 조립체의 수명을 더욱 보장할 수 있다.

처음에 설명된 제 2 의 문제를 해결하는 키이 연결 장치에 관해서 설명하기 로 한다.

본 발명의 키이 장치는, 상기에 설명된 목적을 충족시키고 기능을 수행하기 위하여, 키이(C)를 구비하는데, 이것은 탄성 변형 성능을 가진 슬리이브(F)와 맞물려서 협동할 수 있는, 특정의 윤곽 및 형태를 가진다. 키이 및 슬리이브는 토목 공학용 기계의 대형 용기(skip) 및 버킷(bucket)에 위치된 어댑터(A)에 대한 치(D)의 조립체내에서 맞물려서 보호될 수 있다. 어댑터와 치는 자체의 윤곽을 가지는데, 하나는 상기 슬리이브를 내부에 수용하고, 다른 하나는, 한편으로, 슬리이브의 상부로부터 부분적으로 돌출된 키이를 보호하고 마모된 치를 제거해야하는 상황에서 키이 해체 공구들의 도입을 허용한다. 따라서 4 개의 주요 요소들인, 치, 어댑터, 키이 및 슬리이브가 조립, 고정 및 해체를 보장하는 상호 작용의 윤곽을 가진다. 따라서 어댑터(A)는 탄성 슬리이브(F)를 수용하는 하우징(AL)을 가지고(도 25), 치(D)(도 26,27,28,29)는 키이 해체 공구의 접근을 위한 통로(D1,2) 및 통로(D1,3)와 함께 키이(C)의 도입을 위한 상부 오리피스(D1) 및, 정지부(D2,1)와 돌출 부분(D2,2)를 구비하는 하부 오리피스(D2)를 가진다.

이제 이들 요소들 각각의 상세를 설명하고, 키이 조립 및 분해 과정을 설명하기로 한다.

다음은 본 발명의 키이에 대한 설명으로서, 이것은 3 개의 특정한 영역(Z1,Z2,Z3)들을 가지는 것으로서, 하나의 하부 영역(Z1)은 치의 하부 부분 안으로 설치되고, 제 2 중간 영역(Z2)은 슬리이브와 맞물려서 협동하기 위한 것이며, 다른 상부 영역(Z3)은 슬리이브로부터 돌출하여 치의 상부 부분에 위치되어 제거용 공구의 접근을 허용하고 그것을 파지한다.

키이는 피라미드형 동체(C1)로 이루어져서 쐐기 작용이 얻어질 수 있게 하며, 그것의 단면은 사각형이나 또는 부등변사각형이다. 치(D)의 오리피스와 접촉하고 있는 배면은 둥글게 되어 있는 것이 보다 유리하다.

그것의 상부 영역(Z3)에서, 2 개의 측면들 각각에 돌기(C2-C3)가 있는데, 상기 돌기는 공구의 파지 및 역-지지(counter-support) 기능을 수행하며, 상기 상부 부분을 따라서 이격된 하나 또는 그 이상의 연속적인 수평 노취(C4)들이 있다. 이러한 노취들은 제거용 공구의 끝 부분이 위치되는 것을 허용하도록 설계된다. 적어도 도 19 에 나타난 상부 슬롯은 치 안에 형성된 도입 개구 또는 공간내에서 슬리이브(F)로부터 맞물림 해제된다. 다음의 노취(들)는 키이가 정위치에 있을 때 슬리이브의 내부 체적 안에 부분적으로 위치될 수 있다. 키이의 맞물림 해제는 다른 노취들에 대한 접근의 진행을 허용하여 공구의 위치 선정을 다시 가능하게 하며 마지막으로 키이를 제거할 때까지 부가적인 맞물림 해제를 수행한다.

따라서 키이의 중간 영역(Z2)은, 그 면적이 일부러 넓게 치수가 정해져서 아래에 놓이는 2 개의 측면들상에, 번갈아서 부조 영역(relief zone, C15)에 의해 분리된 하나 이상의 중공 영역(hollow zone)(C5)들을 가진다. 상기 영역(C5-C15)들은 상기 측면들상에서 수평의 평면에 설정된다. 따라서 상기 영역(C5-C15)들은, 중공 영역 및 부조 영역(F15-F16)의 정합 연속부를 가진 슬리이브(F)의 내부 부분에 있는 정합 윤곽들과 유사한 구성을 가지는 정합 윤곽을 가져서, 슬리이브 안의 키이 위치에서 조립 및 잠금을 허용한다. 탄성 변형 성능을 가진 슬리이브 재료의 조성 과 관련하여, 슬리이브 안에서 키이의 단단한 연결이 얻어진다.

키이의 전방 면(C6)은 직선이며, 하부 영역에서 반경 또는 경사(C7)로써 끝남으로써, 탄성 슬리이브가 도입되는 동안에 탄성 슬리이브의 영역(F1-2)이 손상될 수 있는 모서리를 회피한다.

키이의 배면은 키이의 상부 및 하부 부분에 배치되어 있는, 2 개의 활성면(C9, C10)으로부터 뒤에 설정된 영역(C8)을 구비하는데, 이것은 노취(D)의 2 개의 오리피스(D1,D2)들에 유지된다. 활성 면(C9)에는 키이의 상방향 배출을 차단하는 정지부를 형성하는 포착부(C11) 및, 치의 오리피스(D2) 안에 키이의 저단부의 위치 선정을 용이하게 하는 베벨(bevel, C12)이 배열된다.

슬리이브로부터 돌출된 키이의 하부 영역(Z1)은 정지 면(C13) 및 작은 부분 단부(C14)를 가진다.

그렇게 형성된 키이는 매우 길고, 슬리이브로부터 돌출될 수 있으며, 슬리이브 안에서 키이는 도 31 및 도 33 에 도시된 바와 같이 한편으로는 상부 부분에 의하여 맞물리고, 다른 한편으로는 하부 부분에 의해 맞물린다.

본 발명의 범위를 이탈함이 없이, 상기 노취(C4)들은 공구의 파지를 용이하게 하기 위하여 두께에서 횡방향 하부 절제부(undercut)를 가질 수 있다.

이제 슬리이브(F)의 구성을 설명할 필요가 있다. 이것은 탄성 변형 성능을 가진 재료로 제작된다. 예를 들면, 이것은 고무 또는 폴리우레탄 수지로 제작된다. 이러한 슬리이브는 어댑터 지지부 안에 형성된 하우징(AL)에서 위치 선정 및 교체를 용이하게 하기 위하여 피라미드형의 외부 형상을 가진다. 이러한 슬리이브는 키 이(C)를 수용하는 관통 중앙 개구(F1)를 구비한다. 정면 하부면(F1-1)상에, 재료 강화부(F1-2)가 배치되어, 키이가 도입되는 동안에 키이에 의하여 압축되는 탄성의 체적을 나타낸다. 전방 면의 상부 형상(F2) 및 하부 형상(F3)이 어댑터 지지부의 하우징(AL) 안에 공간(void)을 남겨서 키이에 의한 압축 동안에 재료 강화부(F1-2)의 팽창을 허용하도록 전방 면의 상부 형상 및 하부 형상이 설정된다.

통로(F1)의 측부 내측면상에는 키이의 측면들상에 설정된 것들에 대응하는 가변적인 수의 부조(F1-3)가 배치되며, 그것의 형상은 키이의 대응하는 중공부(C5)의 형상과 결합된다.

배면 내측면은 F1-4 으로 표시되어 있으며 직선이다. 이것은 키이의 도입중에 키이를 안내하는 기능을 가진다. 슬리이브의 높이는 연속적인 중공부와 부조 부분(C5-C15)들을 가지는 키이의 중간 영역(Z2)에 대응하도록 결정된다.

재료 강화부(F1-2)에서 키이의 미끄럼을 용이하게 하도록, 금속 플레이트가 그 표면상에 포함될 수 있다.

따라서 본 발명에 따르면, 오리피스 안에서 접촉부에 의하여 치에 접합된 키이는, 그것의 측면(C15, C16)상에, 슬리이브(F)의 측면(F1.5) 및 측면(F1.6)에 있는 단단한 탄성 베어링을 가진다.

본 발명에 따라서 설명된 바와 같은 키이 및 슬리이브는 치와 어댑터의 특정한 배치를 필요로 한다. 따라서 도 26 내지 도 30을 참조할 수 있다.

어댑터와 관련하여, 이것은 슬리이브를 수용하기 위한 피라미드형의 구성을 가진 수직의 개구를 가진다. 치는 벌어진 부분(flare part)(D12-D13)을 가진 키이 의 도입을 위한 상부 오리피스(D1)를 가져서 해체용 공구의 작용 부분의 통과 및 상이한 노취(C4)들에 대한 접근을 허용한다. 더욱이, 상기 벌어진 부분들은 직선의 경사 윤곽(D12.1-D13.1)을 가져서 해체용 공구의 피봇 동안에 역-지지부 베이스(counter-support base)를 구성한다. 치(D)의 하부 부분은 시이트(seat)를 형성하는 키이 영역(C13)의 베어링 영역에 대응하는 상부 후크 해제 영역(D2.1)을 가진 키이의 하단부를 위한 통로 개구(D2)를 가지며, 하부의 돌출 부분은 D2.2 로 표시되어 있고 키이의 최종 단부를 수용한다.

이제 본 발명의 수행과 작동을 설명하기로 한다.

키이는 다음과 같이 슬리이브와 조립된다. 슬리이브(F)는 처음에 어댑터 지지부(A)의 하우징(AL) 안으로 도입되고 (도 26 참조) 대응하는 피라미드형 형상에 의해 유지된다. 치(D)는 어댑터상에 도입되어 위치되며, 키이는 타격용 공구(striking tool)를 이용하여 강제적으로 도입된다. 이러한 특정의 배치에 의하여, 키이는 거꾸로 배치될 수 없다. 키이의 쐐기 형상은 슬리이브(F)의 영역(F1-2)을 점진적으로 압축함으로써 도입을 용이하게 하는 역할을 한다. 도입에 필요한 힘은 따라서 점진적이며, 최종의 위치에서만 최대값에 도달한다. 이것은 정지 면(C13)이 치의 면(D2-1)과 만날 때 얻어진다. 이러한 정지 면(D2-1)은 치의 외측 면이 극단적으로 마모되었을 경우에서조차도 항상 존재하도록 하기 위하여 멀리 뒤에 설정된다. 어댑터 지지부와 관련하여 치의 위치가 전방으로 변화한다고 할지라도, 베벨(C12)은 치의 오리피스(D2) 안으로 키이가 진입하는 것을 허용하였다. 따라서 키이는, 돌출 영역 및 중공 영역들의 연속에 의하여, 슬리이브의 정합되는 중 공 영역 및 돌출 영역에 중심이 맞춰지고 유지된다. 슬리이브를 위하여 선택된 재료는 그것의 탄성 변형 성능에 기인하여 슬리이브의 부조 영역들에 대한 키이의 부조 영역들의 강제적인 통과시에 수축될 수 있거나 눌려질 수 있다. 통과 이후에, 슬리이브의 측부 부조 영역들은 그것의 최초 위치로 복귀되고 키이의 중공 영역들 안에 고정된다. 위치 선정 이후에, 도 31 및 도 32 에 도시된 조립 상황을 얻을 수 있다.

실시 동안의 사용 상황에서, 다음의 사실들이 관찰될 수 있다. 키이로써 슬리이브의 재료 강화부(F1-2)를 압축하는 것은 키이를 뒤로 미는 반작용의 힘을 발생시키며, 키이의 반작용의 면(C9) 및 면(C10)은 치의 오리피스(D1, D2)의 뒤에 유지됨으로써 키이가 상기 지지부상에 단단하게 유지된다. 상기 강화부(F1-2)의 압축은 탄성 슬리이브의 변형을 야기하는데, 눌려지고 있는 탄성 슬리이브는 신장될 수 있고, 영역(F2, F3)에 근접한 어댑터 지지부의 하우징(AL) 안에 남겨진 공간(void)을 점유한다. 또한 이러한 압축은 키이(C)가 뒤로 미는 것에 기인하여, 슬리이브의 뒤쪽 내측면(F1-4)상에 베어링 힘을 발생시킨다. 키이를 전방으로 밀어내는 경향을 가질 수 있고 같은 정도로 치의 지탱하는 힘을 감소시킬 수 있는, 면(F1-4)으로부터의 대항하는 반작용을 회피하도록, 키이는 간극(C8)을 가지는데, 상기 간극은 면(F1-4)과의 접촉을 제거하여, 상기 면이 더 이상 대항하는 반작용을 전달할 수 없다.

키이에 대한 토공사(earthwork)의 수직 하방향 압력과 다른 재료들에 무관하게, 키이 작용이 이루어지는 동안의 유지 관리는 치의 정지면(D2-1)에 대한 키이의 잠금 작용에 기인하여 아래로 배출될 가능성이 없다는 점에 의해서 보장된다. 재료의 상방향 압력의 위험성에 대처하도록, 상방향 배출 가능성에 대한 키이의 고정은 몇가지 방식으로 보장된다.

a) 치의 하부 돌출 오리피스(D2-2)는 일부러 작은 면적을 가져서(도 29 참조), 키이의 끝에 유지될 수 있는 재료에 대한 접근성을 거의 남기지 않으며, 또한 매우 작은 단면을 가져서, 작은 추력만을 수용할 수 있다.

b) 슬리이브의 부조(F1-3)로 키이의 중공 영역(C5)과 잠김으로써 형성된 2 개 측의 파지가 매우 넓은 면적에 걸쳐 설정된다. 더욱이, 재료 강화부(F1-2)의 압축은 그것에 근접한 영역들에 위치된 모든 재료에 영향을 미친다. 이것은 부조(F1-3)가 상당히 뻣뻣해져서 키이의 중공 영역(C5)에서 매우 단단한 잠금을 발생시키는 경우이다.

유리하게도, 슬리이브의 부조(F1-3), 중공 영역(C5) 및 키이의 상기와 같은 구성은, 어댑터 지지부상에 치가 관통하는 레벨에 따라서 치가 그것의 위치로부터 전진하거나 또는 후퇴하는 완전한 자유를 허용하기 위하여, 조립체의 수평한 접근(horizontal access)에 평행하게 설정되는 특정의 특징을 가진다. 단계화된 부조(F1-3)는 계단형의 보유부(retention)를 형성하여 그 어떤 전체적인 직접적인 우발의 배출을 방지한다. 이것은 각각의 레벨(F1-3)에서 대응하는 단계들에 의해서만 발생될 수 있다.

만약 이러한 배치들에도 불구하고, 기계 작업자의 전체적인 관점에서 키이가 상승하는 경향이 생긴다면, 작업자는 치를 잃게되는 위험성 없이도 치를 원위치로 용이하게 밀 수 있다.

c) 극단적인 경우에, 키이의 상승에 대처하도록 하나 이상의 정지부를 형성하는 포착부(C11)의 상부 영역을 키이의 뒤쪽에 가지는 선택이 남겨진다.

키이의 해체 과정이 이제 설명될 것이다.

이것은 스크류드라이버와 같은 레버를 형성하는 종래의 공구를 이용하여 용이하게 접근 가능한 위치에서 상부로부터 이루어지는데, 상기 공구는 통로(D1-2) 및 (D1-3)의 면(D1-2-1) 및 (D1-3-1)상에 가압되어, 2 개의 돌기(C2) 및 (C3) 아래에 있는 노취(C4) 및 다음의 노취(C4)에 삽입됨으로써 키이를 들어올릴 수 있는데, 이것은 공구의 경사 작용으로써 직선 부분들상에 역-지지 작용을 이용하는 것으로서, 그러한 작용은 키이를 상승시킨다. 공구에 가해진 힘은 슬리이브와 키이상에 형성되어 있는, 속이 채워진 기계 부품과 중공형의 기계 부품을 해체시키기에 충분하다.

돌기(C2,C3)의 높이는, 치 상부면의 극단적인 마모의 경우에 충분한 재료가 상기 설명된 레버 작용을 위하여 키이상에 남겨지도록 일부러 크게 된다.

단단한 탄성 연결과 함께, 슬리이브의 측부면(F15-F16)들과 측부면(C15-C16) 사이에 있는 돌출 중공형 형상들의 정합에 기인하는, 슬리이브와 키이 사이의 단단한 연결에 의해 본 발명이 제공하는 해법은, 어댑터 코 부분에 관하여 치의 피봇 작용을 제어하는 문제를 해결하는 것을 돕는다. 키이-슬리이브 조립체는 일체형 조립체를 형성하는데, 이것은 치-어댑터 연결을 뻣뻣하게 하고 피봇 작용의 가능성을 제한한다. 이것은 본 발명의 중요한 장점이다.

만약 불가항력의 예외적인 경우에 해체 과정이 완료될 수 없다면, 치의 돌출 하부 오리피스(D2-2)를 통한 상방향 작용에 의해 키이를 추출할 수 있는 가능성이 남아 있다. 키이가 정지부(C11)를 형성하는 포착부를 가지는 경우에, 해체 공구는 더 이상 단순한 수직 운동을 하지 않게 되며, 초기에 정지부(C11)를 해제시키도록 전방의 레버 작용을 수행하여야 한다.

이러한 키이 연결 장치의 장점들은 명백히 본 발명으로부터 나오는 것이며 전체적인 장치를 사용하는 동안에 강도(strength) 및 안전 요건을 충족시키면서 키이의 용이한 조립 및 해체를 관찰하는 것이 특히 중요하다. 키이 및 그것의 슬리이브는 치-어댑터 결합에서 완전하게 보호된다.

전체적으로, 키이 장치 및 어댑터 코 부분에 있는 정합 베어링 영역들의 통합인, 2 개의 기본적인 특징부들의 이행을 조합시킨 결합 조립체는, 다양한 여러 방향의 하중에도 불구하고 치와 어댑터의 마모를 제한하면서, 종래 기술 보다 실질적으로 우수한 사용 보증을 부여한다.

본 발명은 토목 공사용 기계를 위하여 치와 어댑터의 조립에 이용될 수 있다.

Claims (8)

1. 키이로 연결된 치와 어댑터를 구비하는 토목 공학용 기계를 위한 공구 홀더상에 마모 부품을 결합시키는 결합용 조립체로서, 상기의 연결은 치 및 어댑터가 그것의 개별 접촉 연결 단부들 사이에 위치하는 상이한 평면들에서 베어링 윤곽의 정합 형상(FA)들로써 배치되는 유형이며,

   상기의 정합 형상들은 어댑터의 코 부분과 치의 상부면(FS) 및 하부면(FI)상에서 반대편에 대칭적이고 배치되고,

   베어링 윤곽 정합 형상(FA)들은, 치의 뿌리 부분 및 어댑터에 대한 안정화 평탄면과 개별 단부들 사이 및, 중심 단부들과 반대편 연결부 사이에 위치된 상이하게 단계화된 평면들이고,

   어댑터 코 부분의 상부 면과 하부 면상에 존재하는 코 부분의 폭의 일부 또는 전부에 설정된 상기 단계화된 형상들은, 어댑터 코 부분 영역을 어댑터 동체에 연결하기 위한 상부 부분과의 연결부까지 경사 평면(a2)에 의해 연장되는 평면(a)을 따라서 설정된, 안정화 평탄면의 연장부내에서 설정되고,

   단계화된 형상은, 안정화 평탄면의 평면 및 경사 연결 평면에 대하여 각도를 가지고 배향되는 정합 상부 베어링 평면(a3)을 형성하는 것을 특징으로 하는, 결합용 조립체.
2. 제 1 항에 있어서,

   앞 부분에서 정합 상부 베어링 평면(a3)을 형성하는 단계화된 형상은 평면(a)으로부터 오프셋(offset)되어 있는 안정화 평탄면(a1) 자체에 연결되는 것을 특징으로 하는 결합용 조립체.
3. 제 2 항에 있어서,

   단계화된 형상은 그것의 앞 부분에서 요부화된 경사 평면(a4)에 의하여 안정화 평탄면에 연결됨으로써, 상기 형상은 그 것의 앞 부분에서 노취(notch)를 형성하는 경사 구성을 가지는 것을 특징으로 하는, 결합용 조립체.
4. 제 1 항 내지 제 3 항의 어느 한 항에 있어서,

   평면(a)을 따라서 설정된 안정화 평면의 연장부에 있는 평면(a2)은, 평면(a)에 대한 각도(G2)로 경사지고, 평면(a2)과 같은 정점(O)에서 시작되는 평면(a3)은, 각도(G2) 보다 작은 각도(G3)를 평면(a2)과 함께 형성하여, 접촉 평면(a4-a5)의 설정을 허용함으로써 90°보다 작은 경사(G4)에서 정지부를 형성하는 것을 특징으로 하는, 결합용 조립체.
5. 제 1 항 내지 제 3 항의 어느 한 항에 있어서,

   상부 평면(a3)과 연결 평면(a2)의 접합에 의해 형성되고, 부가적으로 어댑터 지지부상에서의 치(tooth)의 수평 정렬 자체 센터링과 함께, 포착부들의 역할을 수행하는 접합 평면(a6,a7)을 구비하는, 결합용 조립체.
6. 제 1 항 내지 제 3 항의 어느 한 항에 있어서,

   치는, 치의 상부면과 하부면으로부터 위치된 상부 하우징(LS)과 하부 하우징(LI)으로써 어댑터 코 부분의 부가적인 형상들을 수용하고 상기 언급된 유형의 형상(FA)을 수용하도록 정합되게 배치되고, 상기 하우징들은 형상(FA)들과 베어링 접촉 벽들을 구성하는 것을 특징으로 하는, 결합용 조립체.
7. 제 6 항에 있어서,

   하우징들의 접합 영역은, 형상(FA)의 슬롯을 형성하는 전방 단부와 함께, 반대편의 정합 부분들에 대한 단단한 안착(firm nesting)을 형성하도록 정합되는 것을 특징으로 하는, 결합용 조립체.
8. 제 6 항에 있어서,

   하우징들의 접합 영역은 형상(FA)의 슬롯을 형성하는 전방 단부와 함께 내부 간극을 가짐으로써, 노취 부분은 치 위에 설정되고 정합 형상(FA)을 수용하는 하우징의 단부와 연결 접촉되지 않는 것을 특징으로 하는, 결합용 조립체.

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