KR101609729B1 - 치즐 홀더 - Google Patents

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토마스 레너트
카르스텐 부어
키루스 바리마니
귄터 훈
마틴 렌츠
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비르트겐 게엠베하
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Abstract

본 발명은 플러그-인 부착 단부에서 플러그-인 부착이 직접적으로 또는 간접적으로 연결되는 지지 부재를 포함하는 토공 기계, 특히 도로 밀링기용 치즐 홀더에 관한 것이다. 이러한 플러그-인 부착은 적어도 하나의 볼록 접촉면과 압착면을 가진다. 그러한 치즐 홀더에서 부하 상태에 관해 최적화된 방식으로 처리 힘들을 편향시키기 위해, 플러그-인 부착은 서로 이격되어 위치한 2개의 볼록 접촉면을 가진다.

Description

치즐 홀더{CHISEL HOLDER}
본 발명은 토공 기계, 특히 도로 밀링기용 비트 홀더에 관한 것으로, 이러한 비트 홀더는 적어도 하나의 볼록 접합면과 하나의 압착면을 포함하는 삽입 돌기가 삽입 돌기측에 직접적으로 또는 간접적으로 부착되는 지지 부재를 가진다.
이러한 종류의 비트 홀더는 EP0771911A1호로부터 알려져 있고, 이러한 EP0771911A1호에서는 비트 홀더가 절단된 원뿔 모양의 외부 기하학적 배열을 가지는 삽입 돌기를 포함한다. 비트 홀더는 삽입 돌기를 가지고, 관 모양의 밀링 드럼의 표면상에 고정되는 기본 부품 내로 삽입될 수 있다. 삽입 돌기 상에 작용하는 압착 스크류는 비트 홀더를 고정시키기 위해 사용된다. 삽입 돌기는 비트 홀더의 수용 구멍에서 압착 스크류로 고착된다. 동작 이용 중에, 큰 작용하는 힘들이 기본 부품 내로 비트 홀더를 통해 소비된다. 삽입 돌기의 둥근 섕크 단면은 삽입 돌기의 원주 방향으로 힘들이 전달되는 것을 방지한다.
하지만, 큰 부하들이 비트 홀더로 지지된 작업 도구 내에 번갈아 가며 도입되고, 기본 부품 내로 전달된다. 이들 번갈아 나타나는 응력들은 비트 홀더와 기본 부품 사이의 짝이 되는 면들에 부하를 가한다. 특히, 예를 들면, 콘크리트 면들과 같이, 매우 단단한 기판 커버링(covering)을 밀링할 때, 비트 홀더와 기본 부품 사이의 안착면들이 펴지거나 편향되는 일이 벌어질 수 있다. 기본 부품에 비트 홀더를 단단히 보유하는 것이 더 이상 보장되지 않는다. 특히, 부품들과 설치의 관점에서 큰 비용과 연관되는 기본 부품이 대체되어야 한다.
그러므로, 긴 서비스 수명을 달성하기 위해, 심지어 마모의 경우 기본 부품에서 비트 홀더를 일정하게 재설정하는 것을 가능하게 하는 비트 홀더들이 사용된다.
이러한 종류의 비트 홀더는 DE 43 22 401 A1호에 제시되어 있다. 이 경우, 기본 부품의 대응하도록 구성된 삽입 수용부 내로 오각형의 삽입 돌기가 삽입된다.
비트 홀더는 기본 부품의 카운터 표면에 맞대어 지지 부재의 지지면으로 지탱되어, 응력들의 큰 부분이 소비될 수 있다. 삽입 돌기의 오각형 단면으로, 작업하는 동안 일어나는 횡력들이 기본 부품 내로 삽입 돌기를 통해 도입된다. 하지만, 바라는 인장 응력들과 회피할 수 없는 휨 응력들 외에, 삽입 돌기에서는 비틀림 응력들이 또한 일어난다. 그러므로 다축 응력 상황이 존재한다.
본 발명의 목적은 전술한 종류의 비트 홀더를 생성하는 것으로, 이러한 비트 홀더를 통해 작업 이용 동안 작용하는 힘들이 응력 최적화된 방식으로 기본 부품 내로 소비될 수 있다.
이러한 목적은 삽입 돌기가 서로 이격되어 배치되는 2개의 볼록한 접합면을 포함하는 것으로 달성된다. 2개의 볼록한 접합면의 사용은 신뢰할 수 있는 능구(bracing)를 보장하는 2개의 접합 구역을 생성한다. 또한, 2개의 접합면은 정정(statically determined) 응력 시스템을 구현하는 것을 가능하게 한다.
심지어 표면 마모가 일어나는 경우에도, 2개의 접합면이 기본 부품의 대응하는 카운터 면들에 대해 재설정될 수 있어, 비트 홀더가 다시 클램핑될 수 있다. 또한, 기존의 기본 부품에서 마모된 비트 홀더를 대체하는 것 또한 가능하다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 삽입 돌기의 오목부에 의해 접합면들이 서로 이격되어 배치된다는 전제가 이루어질 수 있다. 이러한 오목부는 생산 공학 측면에서 제작하기 용이하여, 비트 홀더는 비용을 거의 들이지 않고 제작될 수 있다.
접합면들은 바람직하게는 동일한 곡률 반경 또는 동일한 곡률 기하학적 배열을 가지게 되어, 삽입 돌기가 삽입되는 기본 부품의 카운터 면들에 관한 간단한 기하학적 배열을 가능하게 한다.
특히 바람직하게는, 2개의 접합면이 삽입 돌기의 세로 중심축에 관해 대칭적으로 배열되어, 대칭적인 힘 소비를 가능하게 한다.
특히 바람직하게는, 접합면들이 동일한 기준 원 상에 위치한다. 접합면들이 동일한 곡률 중심점을 가져, 돌기가 더 단순화된다는 전제가 또한 이루어질 수 있다. 예를 들면, 접합면들은 표면 조정되거나 하나의 클램핑에서 기계 가공될 수 있다.
접합면들의 곡률 반경은 16㎜와 32㎜ 사이의 범위에 있어야 한다는 점이 발견되었다. 더 작은 곡률 반경의 경우에는 큰 부하가 걸리게 되면 과도한 표면 마모의 위험이 존재한다. 선택되는 곡률 반경이 너무 크면, 압착면에 대한 삽입 돌기의 신뢰할 수 있는 고착이 불확실하게 된다. 특히 반경이 접합면들의 길이에 걸쳐 일정한 반경인 경우, 부분적으로 원통형이 접합면들의 기하학적 배열을 초래하여 특히 유리하다. 이러한 특징은 삽입 돌기가 삽입되는 기본 부품의 삽입 수용부의 단순한 구성을 가능하게 한다.
토공 기계에서의 요구된 적용예들의 경우, 삽입 돌기의 방향으로 접합면들의 치수는 20㎜와 50㎜ 사이에 있어야 하는 것으로 발견되었다. 그러면 클램핑 힘들은 비트 홀더로부터 기본 부품으로 면 압착 측면에서 최적화된 방식으로 전달된다. 원주 방향으로의 접합면들의 치수는 각각 30°와 80°사이의 범위에 있어야 한다.
본 발명에 따른 비트 홀더는 볼록 전이 구역을 통해 적어도 국부적으로 오목하게 구현된 오목부 내로의 접합면들의 전이가 일어나도록 행해질 수 있다. 이로 인해, 응력 최적화된 삽입 돌기 단면이 구성된다.
본 발명에 따른 비트 홀더는, 접합면들이 도구가 진행하는 방향으로 향하는 삽입 돌기 전면의 구역에서 적어도 국부적으로 배치되고, 압착면은 삽입 돌기 후면의 구역에 배치된다.
대칭적인 힘 분포를 얻기 위해, 삽입 돌기의 세로 중심축 방향으로 연장하는 삽입 돌기의 중심 가로 평면에 관해 대칭적으로 접합면들이 배치되고/배치되거나 압착면이 상기 중심 가로 평면에 관해 대칭적으로 배치된다는 전제가 이루어질 수 있다. 한 쌍의 이격된 부 면들(sub-surfaces)로의 접합면의 분할과 함께, 접합면들과 압착면의 대칭적 배치로 인해, 압착면을 통해 도입되는 접촉 압력에 대한 반응력이 한 쌍의 힘으로 분할되고, 그러한 반응력 쌍의 벡터들은 접촉 압력의 벡터를 가지고, 벡터들이 별 모양으로 서로 쪽으로 진행하고 삽입 돌기의 중심에서 만나는 시스템을 형성한다.
압착면을 통해 삽입 돌기에 충분한 끌어들이는 힘이 발휘되는 것을 허용하기 위해, 지지 부재 상으로의 삽입 돌기의 부착 구역으로부터 적어도 20㎜(거리 치수 A)의 거리에 압착면이 배치된다는 전제가 이루어질 수 있다. 또한 이러한 목적을 위해 접합면들이 지지 부재 상의 삽입 돌기의 부착 구역으로부터 적어도 15㎜(거리 치수 B)의 거리에 배치되는 것을 생각해볼 수 있다.
또한, 본 발명의 상황에서는 압착면의 표면 질량 중심으로부터 삽입 돌기의 세로 중심축의 방향으로 20㎜(거리 치수 C) 이하의 거리만큼 접합면들 중 적어도 하나의 표면 질량 중심이 떨어져 있다는 전제가 이루어질 수 있다. 그러면 충분히 큰 클램핑 힘들이 발생될 수 있다. 이는 또한 삽입 돌기와 기본 부품 사이의 매끄러운 "슬라이딩(sliding)"을 가능하게 하는 힘 관계를 생성하고, 이러한 상황에서는 클램핑 힘의 방사상 성분들이 또한 접합면들을 통해 흡수된다.
만약 실제 삽입 돌기에 비해 올려지는 세그먼트(segment)들을 운반함으로써, 접합면들이 형성된다는 전제가 이루어지면, 한편으로는 규정된 접합 기하학적 배열이 기본 부품으로의 전이 구역에서 생성된다. 다른 한편으로는, 접합면들이 운반 세그먼트들 상에서 닳아 없어질 수 있지만 규정된 접합 기하학적 배열은 유지된다. 이로 인해 또한 생산은 더욱 단순화된다.
삽입 돌기의 세로 중심축의 방향으로 충분히 큰 끌어당기는 힘을 발생시키기 위해, 그리고 동시에 세로 중심축에 수직으로 작용하는 클램핑 힘을 발생시키기 위해, 압착면에 에 대한 법선이 삽입 돌기의 세로 중심축에 대해 약 30°와 70°사이의 각도로 각을 형성하고 있다는 본 발명에 따른 전제가 이루어진다.
본 발명은 도면들에 도시된 예시적인 실시예를 참조하여 아래에 추가로 설명된다.
도 1은 기본 부품과 비트 홀더의 조합의 측면 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 것의 분해도.
도 3은 도 1과 도 2에 따른 비트 홀더의 정면도.
도 4는 도 1 내지 도 3에 따른 비트 홀더의 배면도.
도 5는 도 1 내지 도 4에 따른 비트 홀더의 좌측으로부터 본 측면도.
도 6은 도 5에 도시된 것의 비트 홀더의 중심 가로 평면을 통해 본 종단면도.
도 7은 도 1 내지 도 6에 따른 비트 홀더의 우측으로부터 본 부분 측단면도.
도 8은 도 5에서 VIII-VIII로 표시된 섹션을 도시하는 도면.
도 9는 도 7에서 IX-IX로 표시된 섹션을 도시하는 도면.
도 10은 도 7에서 X-X로 표시된 섹션을 도시하는 도면.
도 11은 도 1에 따른 도구 조합의 평면도.
도 12는 도 11에서 XII-XII로 표시된 섹션을 도시하는 도면.
도 13은 도 5에 따른 비트 홀더의 앞에서 본 도면.
도 14는 비트 홀더의 뒤에서 본 도면.
도 15는 비트 홀더의 회전된 측면도.
도 1은 비트 홀더(20)와 기본 부품(10)으로 구성된 도구 조합을 도시한다. 비트 홀더(20)는 기본 부품(10)에 대체 가능하게 연결된다. 기본 부품(10)은 하부 부착면(11)을 포함하는 단단한 기본 부재(13)를 포함한다. 이 부착면(11)은 오목하게 만곡되어 있고, 그 곡률은 관형 밀링 드럼의 외부 직경에 따라 선택된다. 따라서 기본 부품(10)은 그것의 부착면(11)이 관형 밀링 드럼의 외면상에서, 적소에 용접되도록 배치될 수 있다. 기본 부재(13)는 앞면 상에, 비스듬한 면(14)들에 의해 옆으로 경계가 정해지고 앞면에서는 경사진 면(15)들에 의해 경계가 정해지는 돌기를 포함한다. 경사진 면(15)들은 서로 각도를 이루어 입사하고, 비스듬한 면(14)들이 일정한 각도로 경사진 면(15)들과 접한다. 이는 앞에서 기본 부품(10)의 화살표 모양의 기하학적 배열을 가져오고, 기본 부품(10)에 의한 더 양호한 제거 작용을 초래한다.
도 2에 예시된 바와 같이, 삽입 수용부(16.7)를 가지는 비트 홀더 수용부(16)는 기본 부품(10) 내로 오목하게 들어가 있다. 삽입 수용부(16.7)는 전적으로 기본 부재(13)를 관통하고, 따라서 부착면(11) 내로 열려 있다. 삽입 수용부(16.7)(도 12 참조) 내로 열려 있는 나삿니가 있는 수용부(18)는 기본 부품(10) 내로 오목하게 들어가 있다. 비트 홀더 수용부(16)는 제 1 지지면(16.1)과 제 2 지지면(16.2)을 포함한다. 제 1 지지면(16.1)은 제 1 지지면 쌍을 형성하고, 제 2 지지면(16.2)은 제 2 지지면 쌍을 형성한다. 각각의 지지면 쌍에서, 각각의 지지면(16.1, 16.2)들은 서로에 대해 일정한 각도를 이루어 배치된다. 지지면(16.1)들은 또한 면(16.2)들을 지지하기 위해 일정한 각도로 각각 입사하여 절단된 원뿔 모양의 비트 홀더 수용부(16)를 만들어낸다. 오목부들의 형태로 된 재설정 공간들(16.3, 16.4, 16.5)이 개별 지지면(16.1, 16.2)들 사이의 전이 구역에 각각 제공된다. 비트 홀더 수용부(16)로부터 나삿니가 있는 수용부(18)로의 전이를 생성하는 컷아웃(cutout)(16.6)이 또한 재설정 공간(16.5)의 구역에 제공된다.
도 2로부터 더 분명한 바와 같이, 비스듬한 면들에 의해 옆으로 경계가 표시되는 면(17)이 나삿니가 있는 수용부(18) 내로의 입구 둘레에 형성되는데, 즉 비스듬한 면들이 기본 부품(10)의 배면 쪽으로 갈라지도록 열려 있다. 이는 면(17)의 용이한 청소를 위한 능력을 생성하고, 따라서 압축 나사(40)의 도구 수용부(43)의 용이한 청소를 위한 능력을 생성한다. 압축 나사(40)는 나삿니가 있는 세그먼트(41)를 포함하여, 나삿니가 있는 요기(18) 내로 나사 조임이 일어날 수 있다. 압축 나사(40)는 또한 나삿니가 있는 세그먼트(41) 상으로 일체로 성형되는 절단된 원뿔 줄기(stem)의 형태로 된 압착 연장부(extension)(42)로 구현된다.
도 2는 또한 기본 부품(10)에 연결될 수 있는 비트 홀더(20)를 보여준다. 비트 홀더(20)는 스커트(22)를 앞측에 구비하는 지지 부재(21)를 갖는다. 스커트(22)일체로 성형된 온 웹(on web)(22.1)을 운반하고, 그러한 온 웹은 스커트(22)로부터 위로 올라가는 것을 야기한다. 원통형 세그먼트(24)에서 끝나는 연장부(23)는 또한 지지 부재(21) 상에 일체로 결합된다. 원통형 세그먼트(24)는 이러한 경우 원주 방향의 홈(26)들로 구현되는 마모 표지(wear marking)들을 구비한다. 원통형 세그먼트(24)는 비트 수용부(27)의 구멍 입구를 집중적으로 둘러싸는 지지면(25)에서 끝난다. 비트 수용부(27)는 지지면(25) 내로 사각(bevel) 모양의 도입 세그먼트(27.1)를 통해 전이한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 거쳐 지나가는 구멍으로서 구현된다. 지지 부재(21)는 수세식 도관(flushing conduit)(28)으로서의 역할을 하는 배면(back-side) 컷아웃을 구비한다. 그 결과, 수세식 도관(28)은 그것의 구멍 출구의 구역에서 외부로, 비트 수용부(27)를 방사상으로 개방한다. 따라서 도구를 이용하는 동안 비트 수용부(27)로 들어간 제거된 입자들이 수세식 도관(28)을 통해 외부로 방사상으로 운반될 수 있다.
도 3으로부터 지지 부재(21)는 스커트(22)의 구역에서 제 1 베어링 면(29.1)들을 포함하는 것이 분명하다. 이들 베어링 면(29.1)은 서로에 대해 비스듬한 각도(ε1)로 존재하고, 전이 세그먼트(29.2)를 통해 서로 연결된다. 제 1 베어링 면(29.1) 사이의 각도(ε1)는 기본 부품(10)의 제 1 지지면(16.1)들 사이의 각도에 대응한다.
도 4로부터 지지 부재(21)가 그것의 배면에서 아래를 가리키는 제 2 베어링 면(29.4)들을 가지고 있음이 분명하다. 제 2 베어링 면(29.4)들은 서로에 대해 각도(ε2)를 두고 존재하고(도 14 참조); 마찬가지로 제 2 베어링 면(29.4)들 사이의 각도(ε2)는 기본 부품(10)의 제 2 지지면(16.2)들 사이의 각도에 대응한다. 제 1 베어링 면(29.1)이 전이 세그먼트(29.2)에 의해 서로 쪽으로 전이할 때, 2개의 베어링 면(29.4) 사이의 전이 구역이 수세식 도관(28)과 전이 세그먼트(29.5)에 의해 형성된다.
베어링 면(29.1, 29.4)들은 각각 프리즘의 모양을 된 베어링 면 쌍들을 형성한다. 이들 프리즘은 제 1 베어링 면(29.1)과 제 2 베어링 면(29.4) 사이의 이등분선 평면에서 형성되는 세로 중심축(MLL)을 각각 가진다. 이들 이등분선 평면은 도 13과 도 14에서 "WE"로 표시되어 있다. 세로 중심축은 도면에서 MLL로 표시되어 있다. 원칙적으로는, 세로 중심축(MLL)이 이등분선 평면 내에서 임의의 위치에 있을 수 있다.
도 3과 도 4는 도 13 및 도 14와 관련하여, 제 1 베어링 면(29.1)들과 또한 제 2 베어링 면(29.4)들이 작용면 쪽으로 삽입 돌기측으로부터 분기하도록 진행하는 것을 보여준다. 본 예에서는, 베어링 면(29.1, 29.4)들에 대한 법선들은 그에 따라 삽입 돌기측으로부터 작용측으로 수렴한다. 그에 따라, 면 법선들은 도구 시스템 내로 작용 힘들이 도입되는 도구 맞물림 점의 구역에서 수렴한다.
각각 제 1 및 제 2 베어링 면(29.1, 29.4)을 가지는 2개의 베어링 면 쌍들의 사용은 도구의 맞물림 동안 작용하는 힘들의 변화를 최적으로 고려한다. 콤마(comma) 모양의 칩이 도구 맞물림 동안 제조된다. 힘의 크기뿐만 아니라 힘의 방향이 이 칩이 형성될 때 변한다. 이에 맞게, 도구 맞물림이 시작될 때, 작용하는 힘이 제 1 베어링 면(29.1)들에 의해 형성된 베어링 면 쌍을 통해 더 많이 소비되는 식으로 작용한다. 도구 맞물림이 진행됨에 따라, 작용 힘의 방향이 회전하고, 제 2 베어링 면(29.4)들에 의해 형성된 베어링 면 쌍을 통해 더욱더 소비된다. 그러므로, 베어링 면 쌍들 사이의 각도(γ')(도 5 참조)는 작용하는 힘에 있어서의 변동이 고려되고, 이러한 작용하는 힘이 베어링 면 쌍들에 의해 형성된 프리즘들 내로 항상 작용하도록 구현되어야 한다.
비트 홀더(20)의 중앙 가로 평면(MQ)은 도 3과 도 9에서 표시되어 있다. 비트 홀더는 이러한 중앙 가로 평면(MQ)에 관해 거울-대칭적으로 구성되어, 우측 부분 또는 좌측 부분으로서 밀링 드럼 상에 설치될 수 있다.
진행 방향은 보통의 화살표 표시로 도 3과 도 4에서 그 특성이 기술되어 있다. 비트 홀더 측면들은 진행 방향에 대해 가로로 배치된다. 그러므로 베어링 면(29.1, 29.4)들에 대한 법선들은 각각 아래를 가리키고, 도 3과 도 4로부터 명백한 것처럼, 비트 홀더의 옆(도구 진행 방향에서 볼 때)을 가리킨다. 이러한 상황은 재차 도 5에서 측면 도시로 보여지고 있다.
하지만, 작용하는 힘은 도 5에 따른 이미지 평면의 방향으로뿐만 아니라, 가로 방향으로 작용한다. 이들 가로 방향 힘 성분들은 베어링 면(29.1, 29.4)들의 입사각(ε12)에 의해 이상적으로 차단된다. 작용 힘들이 도구 맞물림의 시작시 가로 방향에 있어서의 적은 변동을 보여주기 때문에, 각도(ε1) 또한 ε2보다 작은 것으로 선택될 수 있다.
도 5는 삽입 돌기(30)가 지지 부재(21) 상으로 일체로 성형되고, 제 1 베어링 면(29.1)과 제 2 베어링 면(29.4) 내로의 가는 띠(fillet) 전이(29.3)를 통해 전이하는 것을 또한 보여준다. 삽입 돌기(30)는 그것이 실질적으로(이 경우에서는 대략 90%의 비율로) 제 1 베어링 면(29.1)의 구역에서 지지 부재(21)와 접하도록 배치된다. 삽입 돌기(30)는 앞측에서 2개의 접합면(31.1)을 운반한다. 도 3으로부터 분명한 바와 같이, 이들은 볼록하게 만곡된 원통형 면들로서 구현된다. 접합면(31.1)들은 삽입 돌기(30)의 세로 중심축(M)(도 5 참조)을 따라 나란하게 연장한다. 그러므로, 접합면(31.1)들은 또한 서로 나란하다. 접합면(31.1)들은 삽입 돌기(30)의 원주 방향으로 서로로부터 이격되게 배치된다. 이들은 동일한 곡률 반경을 가지고, 공통의 기준 원 상에 배치된다. 곡률 반경은 기준 원 직경의 절반에 해당한다. 접합면(31.1)들 사이의 구역에 오목부(31.2)가 제공되고, 접합면(31.1)들이 오목부(31.2)에 나란하게 연장한다. 이러한 오목부는 다양한 모양을 가질 수 있는데, 예를 들면 그것은 간단히 편평한 밀링된(flat-milled) 면일 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시예에서, 오목부(31.2)는 접합면(31.1)들 사이에서 오목한 방식으로 속이 비는 공동(hollow)을 형성한다. 그러한 함몰부는 부분적으로 원통형 모양인 기하학적 배열이 생기도록 설계된다. 오목부(31.2)는 삽입 돌기(30)의 전체 길이에 걸쳐 연장하는 것이 아니라, 대신 도 13으로부터 분명한 것처럼, 부-구역(sub-regiion)에 걸쳐서만 연장한다. 오목부(31.2)는 삽입 돌기(30)의 자유 단부 쪽으로, 즉 삽입 방향으로 개방된다. 오목부(31.2)는 또한 언더컷(undercut) 없이 외부로 방사상으로 개방된다. 삽입 돌기(30)는 접합면(31.1)들과 반대측에 위치한 그것의 배면 상에, 압착면(32.1)을 구비하는 압착 나사 수용부(32)를 포함한다. 도 6과 도 9는 오목부(31.2)가 2개의 접합면(31.1) 사이에 오목하게 안으로 만곡된 기하학적 배열을 가지고, 특히 부분적으로 원통형 모양인 단면을 형성할 수 있음을 예시한다.
도 7 내지 도 10은 삽입 돌기(30)의 구성을 더 상세히 도시한다. 도 9는 볼록한 접합면(31.1)들과 접하는 오목부(31.2)의 오목한 내부 만곡을 보여준다. 도 10으로부터, 삽입 돌기(30)가 접합면(31.1)과 접하는 그것의 구역에서, 실질적으로 원형 또는 타원형인 단면 형태를 가지는 것이 분명하다. 도 8은 압착 나사 수용부(32)의 구역을 예시하고, 이 경우 압착면(32.1)은 삽입 돌기(30)의 세로 중심축(M)에 대해 각도(δ)를 형성하여 입사한다. 비트 홀더(20)에 관한 최적의 끌어당김(draw-in) 효과를 달성하기 위해, 이러한 입사각(δ)은 바람직하게는 20°와 60°사이의 범위에 있다.
도 7은 또한 압착면(32.1)이 삽입 돌기(30)의 부착 구역으로부터 지지 부재(21)까지의 치수 거리(A)와 같은 거리에 배치되는 것을 보여준다.
접합면(31.1)은 삽입 돌기(30)의 부착 구역으로부터 지지 부재(21)까지의 치수 거리(B)와 같은 거리에 배치된다. 접합면(31.1)의 표면 질량 중심은 압착면(32.1)의 표면 질량 중심으로부터의 치수 거리(C)와 같은 거리에 배치된다.
기본 부품(10)으로의 비트 홀더(20)의 설치를 위해, 삽입 돌기(30)가 삽입 수용부(16.7) 내로 삽입된다. 삽입 운동은 제 1 지지면(16.1)과 제 2 지지면(16.2)에 대한 정지부까지 오는 제 1 베어링 면(29.1)과 제 2 베어링 면(29.4)에 의해 제한된다.
도 1과 도 12로부터 추측될 수 있는 것처럼, 그 상관 관계는 전이 세그먼트(29.2)가 재설정 공간(16.4)을 지나서 연장하고, 재설정 공간(16.5)이 전이 세그먼트(29.5)에 의해 확대되며, 측면 재설정 공간(16.3)들이 제 1 베어링 면(29.1)과 제 2 베어링 면(29.4) 사이에 형성되는 각이 진 구역에 의해 확대되도록 되어 있다. 이들 재설정 공간(16.3, 16.4, 16.5)의 구역에서 비트 홀더(20)가 떨어져 있다는 사실의 결과는, 작용 이용 동안, 베어링 면(29.1, 29.4)들 및/또는 지지면(16.1, 16.2)들이 닳아 없어질 때 비트 홀더(20)가 재설정 공간(16.3, 16.4, 16.5) 내로 재설정될 수 있다는 것이다. 이는 특히 마모된 비트 홀더(20)들이 기존의 기본 부품(10) 상에서 새로운 것들로 대체되어야 하는 경우이다. 전술한 바와 같이 적절한 상태로 적소에 고정하기 위해, 압착 나사(40)는 나삿니가 있는 수용부(18) 내부로의 나사 조임이 이루어진다. 이로 인해 압착 연장부(42)가 압착면(32.1) 상으로 그것의 편평한 단부 면을 가지고 누르고, 따라서 삽입 돌기(30)의 세로 중심축(M)의 방향으로 작용하는 끌어당김(draw-in) 힘을 만들어낸다. 하지만 동시에, 전면 쪽으로 작용하는 클램핑 힘이 또한 삽입 돌기(30) 내로 도입되도록, 삽입 돌기(30)의 세로 중심축(M)에 일정한 각도를 형성하여 입사한다. 이러한 클램핑 힘은 삽입 수용부(16.7)의 원통형 세그먼트의 대응하는 오목한 카운터-면 내로 접합면(31.1)들을 통해 전달된다. 접합면(31.1)들이 오목부(31.2)를 통해 떨어져 있다는 사실은, 삽입 돌기(30)가 접합면(31.1)들에 의해 옆으로 형성된 2개의 죄는 구역들에 의해 신뢰할 수 있게 고정되는 것을 보장한다. 그 결과는, 특히 발생하는 표면 압력들이 또한 2개의 접합면(31.1)의 결과로서 낮게 유지되어, 삽입 돌기(30)의 신뢰할 수 있는 고정을 초래한다는 점이다.
효과적인 마모 보상은, 비트 홀더(20)가 마모가 있는 경우 재설정 공간(16.3, 16.4, 16.5)으로 재설정될 수 있고, 즉 베어링 면(29.1, 29.4)들이 모든 점에서 지지면(16.1, 16.2)들을 넘어 연장하여, 부식이 일어나는 경우, 지지면(16.1, 16.2)들이 어느 경우든 "미늘(beard)" 또는 깔쭉깔쭉함(burr)을 만들어내기 않고 균일하게 부식된다는 사실에 의해 구현될 수 있다. 이러한 구성은 특히, 보통 요구되는 바와 같이, 기본 부품(10)이 비트 홀더(20)들의 여러 수명 사이클들에 걸쳐 연장하는 서비스 수명을 가질 때 유리하다. 그러면, 마모되지 않은 비트 홀더(20)들은 항상 안정하게 고정될 수 있고, 부분적으로 마모되는 기본 부품(10)에 대해서도 유지될 수 있다. 그러므로, 기본 부품(10)과 비트 홀더(20)로 구성된 도구 시스템이 사용되는 기계를 수리하는 것이 또한 간단하다. 복수의 도구 시스템이, 예를 들면 도로 밀링기나 서피스 마이너(surface miner)와 같은 기계에 설치되고, 기본 부품이 보통 관형 밀링 드럼의 표면상에 용접되는 것이 흔히 있는 일이다. 그 다음 비트 홀더(20)들 전부 또는 일부가 마모되면, 새로운 마모되지 않은 또는 부분적응로 마모된 비트 홀더(20)들(예를 들면 거친 세정 동작들을 위해 사용될 수 있는)로 쉽게 대체될 수 있다.
대체를 위해, 먼저 압착 나사(40)가 헐거워진다. 그 다음 마모된 비트 홀더(20)가 기본 부품(10)의 삽입 수용부(16.7)로부터 그것의 삽입 돌기(30)를 가지고 당겨질 수 있고, 제거될 수 있다. 그 다음, 새로운(또는 부분적으로 마모된) 비트 홀더(20)가 그것의 삽입 돌기(30)를 가지고 기본 부품(10)의 삽입 수용부(16.7) 내로 삽입된다. 압착 나사(40)는 필요하다면 새로운 것으로 대체될 수 있다. 그 다음, 기본 부품(10) 내로 나사 조임이 일어나 전술한 방식대로 비트 홀더(20)에 고착된다.
도 12로부터 기본 부품(10)이 삽입 수용부(16.7) 내로 돌출하는 돌기(50)를 운반하는 것이 분명하다. 이러한 돌기(50)는 이 경우 부착측(11)으로부터 부분적으로 원통형인 오목부(19) 내로 구동되는 원통형 핀으로 구성된다. 부분적으로 원통형인 오목부(19)는 그것의 원주에서 180°보다 큰 범위에 걸쳐 원통형 핀을 둘러싸고, 따라서 손실을 견디는 방식으로 보유된다. 비트 수용부(27) 내로 돌출하는 원통형 핀의 구역은 접합면(31.1)들 사이의 오목부(31.2)와 맞물린다. 삽입 수용부(16.7) 내로 삽입 돌기(30)의 삽입이 이루어지면, 삽입 돌기(30)의 자유 단부 쪽으로 열려 있는 오목부(31.2) 내로 신뢰할 수 있게 돌기(50)가 장착된다. 이로 인해 기본 부품(10)에 관한 비트 홀더(20)의 정렬이 달성된다. 이러한 정렬은 이제 제 1 및 제 2 베어링 면(29.1, 29.4)이 지지면(16.1, 16.2)에 대해 정확하게 맞춤 접함이 일어나게 하여, 올바르지 않은 설치가 불가능하게 된다. 또한, 돌기부(50)와, 그것에 기하학적으로 적응된 오목부(31.2)의 락-앤-키(lock-and-key) 원리는 올바르지 않은 비트 홀더(20)가 기본 부품(10) 상에 부주의하게 설치되는 것을 방지한다.
본 발명에 따른 비트 홀더(20)의 각도 상관 관계는 아래에 더 상세히 논의된다.
도 5로부터 비트 수용부(27)의 세로 중심축(24.1)이 전이 세그먼트들(29.2, 29.5)의 세로 배향들에 대해, 따라서 각각 제 1 베어링 면(29.1)과 제 2 베어링 면(29.4)에 의해 형성된 프리즘들의 세로 중심축(MLL)에 대해 각도(α,φ)를 형성하고 있음이 분명하다. 각도(α)는 40°와 60°사이에 있을 수 있고, 각도(φ)는 70°와 90°사이에 있을 수 있다.
도 5는 또한 진행 방향에 수직인 평면 내로의 베어링 면(29.1, 29.4)들의 돌출(상기 돌출은 도 5에 대응함)시, 베어링 면(29.1, 29.4)들이 40°와 60°사이에 있는 각도(γ)로 서로에 관해 각이 져 있고, 도 5에 따른 세로 배향에서의 전이 세그먼트(29.2, 29.5)들 사이의 개방각이 120°와 140°사이에 있음을 보여준다. 그에 따라, 베어링 면(29.1, 29.4)들에 의해 형성된 2개의 프리즘들의 세로 중심축들(MLL) 사이의 각도(γ')는 120°와 140°사이에 있다. 게다가, 이러한 종류의 베어링 면(29.1, 29.4)들의 돌출시, 삽입 돌기(30)의 세로 중심축(M)에 대해 제 1 베어링 면(29.1)은 각도(β)를 형성하고, 제 2 베어링 면은 각도(μ)를 형성하고 있다. 이 경우에도 프리즘들의 세로 중심축들(MLL)에 동일하게 적용된다. 각도들(β,μ)은 100°와 130°사이, 바람직하게는 110°와 120°사이의 범위에 있을 수 있다.
도 13은 제 1 베어링 면(29.1)들이 각도(ε1)를 둘러싸고 있음을 보여준다. 이 각도(ε1)는 바람직하게는 100°와 120°사이의 범위에 있어야 한다. 이 각도(ε1)의 각 이등분선은 하나의 평면에 위치하고, 도 13은 삽입 돌기(30)가 그 평면에 관해 대칭적으로 배치되어 있음을 예시한다.
동일한 방식으로, 후면 제 2 베어링 면(29.4)이 대응하게 또한 도 14에 도시된 것처럼, 각도(ε2)를 가지고 서로에 대해 입사한다. 하지만, 각도(ε2)는 각도(ε1)와 상이할 수 있고, 본 실시예의 경우에서는 120°와 140°사이에 있을 수 있으며, 삽입 돌기(30) 또한 상기 각도(ε2)의 각 이등분선 평면에 관해 대칭적으로 배치되고 구비된다.
도 15는 제 1 베어링 면 쌍의 제 1 베어링 면(29.1)과 제 2 베어링 면 쌍의 제 2 베어링 면(29.4)이 각각 각도(ω)를 형성하여 서로에 대해 입사하고, 지지 구역을 형성함을 보여준다.

Claims (17)

  1. 토공 기계용 비트 홀더로서,
    적어도 하나의 볼록 접합면(31.1)과 하나의 압착면(32.1)을 포함하는 삽입 돌기(30)가 삽입 돌기측에서 직접적으로 또는 간접적으로 부착되는 지지 부재(21)를 가지고,
    상기 삽입 돌기(30)는 서로 이격되어 배치되는 2개의 볼록 접합면(31.1)을 포함하고,
    상기 접합면(31.1)은 상기 삽입 돌기(30)의 오목부(31.2)에 의해 서로 이격되어 배치되고
    상기 접합면(31.1)들은 도구가 진행하는 방향(v)으로 향하는 삽입 돌기 전면의 구역에서 적어도 국부적으로 배치되고, 상기 압착면(32.1)은 상기 삽입 돌기 후면의 구역에 배치되고,
    상기 접합면(31.1)들은 상기 삽입 돌기(30)의 세로 중심축 방향으로 연장하는 삽입 돌기(30)의 중심 가로 평면(MQ)에 관해 대칭적으로 배치되고/배치되거나, 상기 압착면(32.1)이 상기 중심 가로 평면(MQ)에 관해 대칭적으로 배치되는, 비트 홀더.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 접합면(31.1)들은 동일한 곡률 반경 또는 동일한 곡률 기하학적 배열(geometry)을 가지는, 비트 홀더.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 접합면(31.1)들의 곡률 반경은 16㎜와 32㎜ 사이의 범위에 있는, 비트 홀더.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 곡률 반경은 상기 접합면(31.1)들의 길이에 걸쳐 일정한 반경인, 비트 홀더.
  6. 제 1 항, 제 3항, 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접합면(31.1)들은 동일한 기준 원 상에 배치되고/배치되거나 상기 접합면(31.1)들은 동일한 곡률 중심점을 가지는, 비트 홀더.
  7. 제 1 항, 제 3항, 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 삽입 돌기(30)의 방향으로의 상기 접합면(31.1)들의 치수는 20㎜와 50㎜ 사이의 범위에 있는, 비트 홀더.
  8. 제 1 항, 제 3항, 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    원주 방향으로의 상기 접합면(31.1)들의 치수는 적어도 30°내지 80°와 같은, 비트 홀더.
  9. 제 1 항, 제 3항, 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접합면(31.1)들은 볼록한 전이 구역을 통해 적어도 국부적으로 오목하게 구현된 오목부(31.2)로 전이하는, 비트 홀더.
  10. 제 1 항, 제 3항, 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압착면(32.1)은 상기 지지 부재(21) 상으로의 상기 삽입 돌기(30)의 부착 구역으로부터 적어도 20㎜(거리 치수 A)의 거리만큼 이격되어 배치되는, 비트 홀더.
  11. 제 1 항, 제 3항, 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접합면(31.1)들은 상기 지지 부재(21) 상의 상기 삽입 돌기(30)의 부착 구역으로부터 적어도 15㎜(거리 치수 B)의 거리만큼 이격되어 배치되는, 비트 홀더.
  12. 제 1 항, 제 3항, 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접합면(31.1)들 중 적어도 하나의 표면 질량 중심은, 상기 압착면(32.1)의 표면 질량 중심으로부터, 상기 삽입 돌기(30)의 세로 중심축의 방향으로, 20㎜(거리 치수 C) 이하의 거리만큼 이격되어 있는, 비트 홀더.
  13. 제 1 항, 제 3항, 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압착면(32.1)의 표면 질량 중심을 통과하는 법선은 상기 접합면(31.1)들 사이의 상기 삽입 돌기(30)를 통과하는, 비트 홀더.
  14. 제 1 항, 제 3항, 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접합면(31.1)들은 상기 삽입 돌기(30)에 관해 올려지는 세그먼트(segment)들을 운반함으로써 형성되는, 비트 홀더.
  15. 제 1 항, 제 3항, 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압착면(32.1)에 대한 법선은 상기 삽입 돌기(30)의 세로 중심축에 대해 30°와 70°사이의 각도를 형성하고 있는, 비트 홀더.
  16. 삭제
  17. 삭제
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