KR101754385B1 - 치즐 홀더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토양 처리 기계, 특히 도로 밀링기용 치즐 홀더에 관한 것으로, 애드-온 측(add-on side)에 간접적으로 또는 직접적으로 애드-온이 연결되는 지지 베이스를 포함하고, 이러한 지지 베이스는 서로에 대해 각도들을 형성하여 존재하는 2개의 제 1 및/또는 제 2의 제 2 베어링 면들과 치즐 시트를 지닌 처리면을 가진다. 안정하고 단단한 치즐 홀더를 디자인하기 위해, 제 1 및/또는 제 2 베어링 면들이 애드-온 측으로부터 처리면 쪽으로 분기한다.

Description

치즐 홀더{CHISEL HOLDER}

본 발명은 토공 기계, 특히 도로 밀링기, 마이닝 머신(mining machine) 등에 관한 비트 홀더에 관한 것으로, 이러한 비트 홀더는 삽입 돌기가 삽입 돌기측에 직접적으로 또는 간접적으로 부착되는 지지 부재를 가지고, 이러한 지지 부재는 서로 각도를 이루고 있는 2개의 제 1 및/또는 2개의 제 2 베어링 면들을 포함하며, 비트 수용부를 포함하는 작용면을 가진다.

US3,992,061호는 일체로 성형된(shaped-on) 삽입 돌기를 가지는 지지 부재를 형성하는 비트 홀더를 개시한다. 이 지지 부재는 비트 수용부로서 구현된 원통형 구멍에 의해 관통된다. 이 경우 라운드-섕크(round-shank) 비트인 작업 도구가 비트 수용부 내에 삽입될 수 있다. 지지 부재는 기본 부품의 대응하는 지지면들을 죄는 역할을 하는, 서로 각을 이루고 있는 2개의 베어링 면을 포함한다. 이 기본 부품은 비트 홀더가 그것의 삽입 돌기로 대체 가능하게 삽입될 수 있는 삽입 수용부를 포함한다. 설치된 상태에서, 비트 홀드의 베어링 면들은 기본 부품의 지지면들과 접한다. 기본 부품의 삽입 수용부에서 삽입 돌기를 클램핑하는 클램핑 나사가 표면들의 고정된 상관 관계를 유지하기 위해, 사용된다.

작업 이용 중에, 작업 도구는 작업이 이루어지는 기판 내로 맞물려서, 그러한 상황에서는 큰 작용하는 힘이 전달된다. 이들은 작업 도구로부터 비트 홀더 내로 전달되어, 기본 부품 내로 작업면들을 통해 지나가게 된다.

힘의 방향 및 크기는, 다른 조건이 동일한 상태에서는 작업 연동 상태 동안 변하는데, 이는 작업 도구가 입구점으로부터 출구점까지 더 두꺼워지는 칩(콤마-모양의 칩)을 형성한다는 사실 때문이다. 또한, 힘의 방향과 힘의 크기는, 예를 들면 밀링 깊이, 진행, 작업 재료 등과 같은 상이한 파라미터들의 함수로서 변한다. US3,992,061호에 도시된 비트 홀더의 구성은 특히 고속으로 충분히 양호한 서비스 수명을 가지고 작용하는 힘들을 방출할 수 없다. 특히, 베어링 면들은 신속하게 편향된다. 또한, 삽입 돌기 역시 큰 휨 응력에 노출되어, 삽입 돌기 파괴가 성분 피로 후 일어날 위험성을 생성한다.

DE 34 11 602 A1호는 또 다른 비트 홀더를 개시한다. 이것은 기본 부품에 대해 돌기들을 통해 죄는 지지 부재를 포함한다. 지지 부재 상에는 키 연결들을 통해 기본 부품에 고착될 수 있는 클램핑 부품이 성형된다.

US 4,828,327호는 단단한 블록으로 구성되고, 비트 수용부에 의해 관통되는 비트 홀더를 제시한다. 이 비트 홀더는 또한 기본 부품의 나사 수용부와 정렬되는 나삿니가 있는 수용부를 포함한다. 고정 나사는 나사 수용부를 지나가 비트 홀더의 나삿니가 있는 수용부 내로의 나사 조임이 일어날 수 있다. 고정 나사를 조일 때, 비트 홀더는 기본 부품의 L자 모양의 오목부 내로 당겨지고, 그 오목부 내에서 죄는 면들에 대해 죄어진다.

전술한 비트 홀더들은 보통 관형 밀링 드럼의 표면상에서 삐져 나오게 배치된다. 작업 이용 중에, 도구 진행 방향에 가로질러 작용하는 횡력이 또한 일어난다. 이들 횡력들은 US 4,828,327호에서 설명된 비트 홀더들로 충분히 안정한 방식으로 항상 흡수될 수는 없다. 특히, 이들 횡력들은 고정 나사 내로 전달된 다음 전단에서 크기 적재된다.

본 발명의 목적은 연장된 서비스 수명에 있어서 주목할 만한 전술한 종류의 비트 홀더를 생성하는 것이다.

이러한 목적은 제 1 및/또는 제 2 베어링 면들이 삽입 돌기측으로부터 작용측 쪽으로 분기한다는 사실로 인해 달성된다. 따라서 이 베어링 면들은 삽입 돌기측의 구역에서 프리즘 모양의 죄기 부재를 형성하고, 비트 홀더로부터 기본 부품으로의 신뢰할 수 있는 힘 전달을 가능하게 한다. 이러한 직접적인 죄기의 결과, 작업 이용 동안의 삽입 돌기의 부하 또한 감소된다. 베어링 면들의 본 발명에 따른 배치는 또한 지면 작업 도구들의 전형적인 힘 프로파일을 변화시키는 것을 고려하여, 더 긴 서비스 수명이 달성될 수 있게 된다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 도구 진행 방향에서 볼 때, 제 1 및/또는 제 2 베어링 면들에 대한 법선들이 각각 그것들의 비트 홀더측을 가리킨다는 전제가 이루어질 수 있다. 그러므로, 베어링 면들은 예를 들면 관형 밀링 드럼 상의 비트 홀더들을 이용하는 상황에서, 관형 밀링 드럼의 회전축에 관해 경사진 채로 대응하게 배치된다. 이러한 배치의 결과, 작업 이용 동안 일어나는 횡력들이 또한 신뢰할 수 있게 차단될 수 있어, 서비스 수명의 추가 최적화를 가져온다.

특히, 바람직하게 제 1 및/또는 제 2 베어링 면들은 둔각, 특히 100°와 140°사이의 범위에 있는 각으로 둘러싼다. 이러한 각도 배치는 비트 홀더가 심지어 시야가 불량한 위치들과 가혹한 건설 장소 서비스에서도 기본 부품 내로 쉽게 맞추어질 수 있게 하여, 기본 부품의 지지 표면들과 베어링 면들의 신뢰할 수 있는 결합이 보장된다. 이는 또한 심지어 연장된 이용 후, 지지 표면들에 관해 더 많이 베어링 면들이 마모될 수 있을 때 재밍(jamming)이 일어나는 것을 방지한다. 그러므로, 비트 홀더는 쉽게 대체될 수 있다. 또한, 이러한 제 1 및/또는 제 2 베어링 면들의 각이 진 입사는 작용하는 힘들의 신뢰할 수 있는 방출을 보장한다. 이러한 상황에서는, 도구가 맞물리는 동안 그리고 다른 파라미터들의 변동의 결과로서 횡력들이 작용할 수 있는 방향들의 다양한 스펙트럼을 개방 각도가 반영한다.

만약, 특히 바람직하게는 제 1 베어링 면들 사이의 이러한 각도 범위가 100°와 120°사이이고/이거나, 제 2 베어링 면들 사이의 각도 범위가 120°와 140°사이라면, 도로 밀링 적용과 그러한 상황에서 일어나는 도로 상황들을 위한 도구 시스템이 특별히 최적화된 방식으로 설계된다.

본 발명에 따른 비트 홀더는 베어링 면들이 전이 세그먼트를 통해 삽입 돌기측의 구역에서 적어도 부분적으로 서로에 연결되는 식으로 구성될 수 있다. 그에 따라 베어링 면들은 각도의 정점에서 서로 만나지 않아, 손상될 수 있는 샤프-에지드(sharp-edged) 각도 전이는 만들어지지 않는다. 또한, 재설정 구역이 전이 세그먼트로 생성될 수 있고, 기본 부품과의 상호작용이 있을 수 있다. 비트 홀더는 그에 따라 베어링 면들 및/또는 기본 부품의 지지면들이 마모될 때, 이러한 재설정 공간으로 계속해서 재설정될 수 있고, 그러한 상황에서는 베어링 면들이 항상 지지면들에 대해 설정된 채로 있다. 특히, 심지어 비트 홀더가 기존의 기본 부품에서 심지어 반복적으로 새로운 것으로 교환될 필요가 있는 경우에도 편평한 접합부가 유지된다.

특히 바람직하게, 삽입 돌기는 베어링 면들의 구역에서 적어도 부분적으로 삽입 돌기측 상에 부착된다. 이로 인해 베어링 면들과 삽입 돌기 사이의 직접적인 연관이 가능하게 되어, 더 작은 성분 크기와 더욱더 최적화된 힘 경로가 초래된다.

본 발명에 따른 비트 홀더는 삽입 돌기의 세로축과, 제 1 또는 제 2 베어링 면들에 의해 형성된 프리즘들의 세로 중심축이 100°와 130°사이의 범위에 있는 각도를 둘러싸는 것을 특징으로 한다. 이 경우 마찬가지로, 이러한 구성 특징을 최적화된 힘 경로를 초래한다.

또한, 제 2 베어링 면들이 진행 방향으로 삽입 돌기의 앞에서 적어도 국부적으로 배치되고, 제 2 베어링 면들이 진행 방향으로 삽입 돌기 뒤에서 적어도 국부적으로 배치되는 것을 생각할 수 있다. 이러한 디자인은 특히 작업 이용 동안 변하는 힘 프로파일을 고려하고, 삽입 돌기가 또한 작용하는 힘들로부터 해방된다.

제 1 베어링 면들이 적어도 국부적으로 전면 스커트(front-side skirt)의 하면을 형성한다는 전제가 바람직하게 이루어진다. 이러한 전면 스커트는 보통 기본 부품의 앞쪽 구역을 덮고, 따라서 그것을 마모로부터 보호한다. 이제 전면 스커트가 또한 베어링 면들을 장착하기 위해 사용된다는 사실은 소형인 디자인을 만들어내고, 비트 홀더가 생산하기 용이하게 된다.

더 나아가 제 2 베어링 면들이 적어도 국부적으로 뒤쪽 지지 돌기의 하면을 형성한다는 전제 또한 이루어질 수 있다. 일정한 이용 상태에서는 큰 비율의 힘들이 뒤쪽 지지 돌기를 통해 전달된다. 예를 들면 작용 도구, 특히 라운드-섕크(round-shank) 비트를 수용하기 위한 구멍과 같이 비트 홀더 상에 비트 수용부를 제공하는 설계에서는, 최적화된 방식으로 비트 수용부의 세로 중심축이 베어링 면들 사이에 적어도 국부적응로 배치된다는 전제가 이루어진다. 그 결과는 한편으로는 베어링 면 모두에서 작용 도구를 통해 도입된 작용하는 힘들의 양호한 분기가 달성될 수 있다는 점이다. 더 나아가, 비트 홀더는 또한 신뢰할 수 있는 힘 전달이 여전히 유지되면서, 관형 밀링 드럼에 관해 상이한 배향으로 위치가 정해질 수 있다.

제 1 베어링 면들의 프리즘의 세로 중심축과 비트 수용부의 세로 중심축 사이의 각도가 40°와 60°사이, 특히 바람직하게는 45°와 55°사이의 범위에 있고/있거나 제 2 베어링 면들의 프리즘의 세로 중심축과 비트 수용부의 세로 중심축 사이의 각도가 70°와 90°사이, 특히 바람직하게는 75°와 85°사이의 범위에 있다는 전제가 이루어지면, 방출될 힘들의 세로 방향 힘 및 가로 방향 힘으로의 최적의 분기가 달성될 수 있다는 점이 발견되었다. 이들 각 위치들은 또한, 베어링 면들의 입사 때문에, 비트 홀더의 전반적인 폭이 너무 크지 않게 되고 따라서 재료 면에서 최적화된 설계를 보장하게 된다는 사실을 확실하게 한다.

본 발명의 또 다른 변형 실시예에 따르면, 비트 수용부가 수세식 도관(flushing conduit)으로 전이하고, 그러한 수세식 도관이 제 2 베어링 면들 사이의 구역에서 적어도 국부적으로 나타난다는 전제가 이루어질 수 있다. 그러므로 이러한 수세식 도관은, 베어링 면들이 예리한 첨단에서 서로 만나지 않도록 배치된다.

특히, 바람직하게, 제 1 및 제 2 베어링 면들은 각각 베어링 면들이 V자 모양으로 입사하는 베어링 면 쌍을 형성한다. 베어링 면들의 V자 모양의 입사 결과, 도구 장치 설계의 상황에서 프리즘들이 형성된다. 이들 2개의 프리즘은 기본 부품에 관한 비트 홀더의 안정한 죔을 보장한다. 제 1 베어링 면과 제 2 베어링 면에 의해 각각 형성된 프리즘들은 세로 중심축을 가진다. 이러한 세로 중심축은 2개의 베어링 면 사이에 형성되는 각 이등분선 평면에 위치한다.

제 1 베어링 면 쌍의 제 1 베어링 면과 제 2 베어링 면 쌍의 제 2 베어링 면이 각각 바람직하게는 120°와 160°사이의 범위에 있는 각도로 서로에 입사하고, 베어링 면 쌍들이 지지 구역을 형성한다는 전제가 추가로 이루어진다면, 비트 홀더는 기본 부품의 마찬가지로 대응하게 구성된 각이 진 비트 홀더 수용부 내로 삽입될 수 있고, 그 내부에 안정한 방식으로 죄어진다. 대응하는 배치가 제 1 베어링 면과 제 2 베어링 면 쌍의 나머지 면들에 적용되는데, 즉 2개의 프리즘이 서로 각도를 이루어 입사하고 재차 프리즘을 형성한다. 이 경우 개방 각은 세로 방향의 힘들이 도구가 맞물리는 도중에 그리고 다른 파라미터들에 있어서의 변동 결과들로서 작용할 수 있는 방향들의 넓은 스펙트럼을 반영한다.

또한, 삽입 돌기의 세로 중심축이 제 1 및/또는 제 2 베어링 면 쌍의 각 이등분선에 관해 -10°로부터 +10°의 범위에 있는 각도로 있는 것을 생각할 수 있다. 그러므로 비트 홀더가 기본 부품에 고착될 때, 균일한 전부하가 인가된다. 삽입 돌기의 세로 중심축이 제 1 및/또는 제 2 베어링 면 쌍의 각 이등분선에 관해 -2°로부터 +2°의 범위에 있는 각도로 있다는 전제가 특히 바람직하게 이루어진다.

본 발명에 따른 비트 홀더는 또한 제 1 및/또는 제 2 베어링 면들에 대한 법선들이 진행 방향에 관해 경사진 방식으로 연장하여, 가로 방향의 힘들이 신뢰할 수 있게 전달될 수 있다는 점을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 특별히 바람직한 일 구성예는, 각 이등분선을 수용하는 평면이 제 1 및/또는 제 2 베어링 면들 사이에 배치되고, 삽입 돌기가 그러한 평면에 관해 대칭적으로 배치되도록 이루어지는 것이다. 이러한 대칭적 구성의 결과로서, 비트 홀더는 또한 관형 밀링 드럼 등의 상이한 설치 위치들에서 설치될 수 있고, 이는 오직 하나의 변형예만이 필요하고, 반드시 좌측 및 우측 비트 홀더를 가지고 작용하는 것이 필요하지는 않다는 장점을 가진다.

삽입 돌기 상의 응력을 감소시키고, 삽입 돌기를 피로 파손으로부터 보호하기 위해서는, 지지 부재 상으로의 삽입 돌기 부착 구역이, 제 1 베어링 면들에 의해 형성된 베어링 면 쌍의 구역에서 적어도 80%의 비율로, 배치된다는 본 발명의 일 변형예에 따른 전제가 이루어진다.

본 발명은 도면들에 도시된 예시적인 실시예를 참조하여 아래에 추가로 설명된다.

도 1은 베이스 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 베이스 부품(10)으로 구성된 도구 조합을 도시한다. 비트 홀더(20)는 베이스 부품(10)에 대체 가능하게 연결된다. 베이스 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 베이스 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(16.20을 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. 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(ε₁,ε₂)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 (19)

1. 토공 기계 비트 홀더로서,
   삽입 돌기(30)가 삽입 돌기측에서 직접적으로 또는 간접적으로 부착되는 지지 부재(21)를 가지고,
   상기 지지 부재(21)는 서로 각도(ε₁)를 형성하고 있는 2개의 제 1 베어링 면들(29.1) 및 서로 각도(ε₂)를 형성하고 있는 2개의 제 2 베어링 면들(29.4)을 포함하며, 삽입 돌기로부터 멀어지게 향하고, 비트 수용부(27)를 포함하는 작용면을 가지고,
   상기 제 1 베어링 면들(29.1) 및 제 2 베어링 면들(29.4) 중 하나 이상은 상기 삽입 돌기측으로부터 상기 작용면 측으로 갈라지고,
   상기 제 1 베어링 면들(29.1)에 대한 법선 및 상기 제 2 베어링 면들(29.4)에 대한 법선 중 하나 이상은, 도구 진행 방향(v)에서 볼 때, 각각 그것들의 비트 홀더측을 가리키는, 비트 홀더.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 베어링 면들(29.1) 및 제 2 베어링 면들(29.4) 중 하나 이상은, 100°와 140°사이의 범위에 있는 둔각(ε₁,ε₂)으로 둘러싸고, 상기 제 1 베어링 면들(29.1)이 100°와 120°사이의 범위에서 서로에 대해 입사하고/입사하거나 상기 제 2 베어링 면들(29.4)은 120°와 140°사이의 범위에서 서로에 대해 입사하는, 비트 홀더.
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 베어링 면들(29.1, 29.4)은 전이 조각(29.2, 29.5)을 통해 상기 삽입 돌기측 구역에서 적어도 국부적으로 서로 연결되는, 비트 홀더.
5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 삽입 돌기(30)는 상기 베어링 면들(29.1, 29.4)의 구역에서 적어도 부분적으로 상기 삽입 돌기측 상에 부착되는, 비트 홀더.
6. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 삽입 돌기(30)의 세로축과, 상기 제 1 또는 제 2 베어링 면들(29.1, 29.4)에 의해 형성된 프리즘들의 세로 중심축(MLL)은 100°와 130°사이의 범위에 있는 각(β,μ)으로 둘러싸는, 비트 홀더.
7. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 2개의 제 1 베어링 면들(29.1)은 상기 진행 방향(v)으로 상기 삽입 돌기의 앞에서 적어도 국부적으로 배치되고, 상기 2개의 제 2 베어링 면들(29.4)은 상기 진행 방향(v)으로 상기 삽입 돌기(30) 뒤에서 적어도 국부적으로 배치되는, 비트 홀더.
8. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 제 1 베어링 면들(29.1)은 전면 스커트(front-side skirt)(22)의 하면을 적어도 국부적으로 형성하는, 비트 홀더.
9. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 제 2 베어링 면들(29.4)은 뒤쪽 지지 돌기의 하면을 적어도 국부적으로 형성하는, 비트 홀더.
10. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 비트 수용부(27)의 세로 중심축(24.1)은 상기 제 1 베어링 면들(29.1) 및 제 2 베어링 면들(29.4) 중 하나 이상 사이에서 적어도 국부적으로 배치되는, 비트 홀더.
11. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 베어링 면들(29.1)의 프리즘의 세로 중심축(MLL)과 상기 비트 수용부(27)의 세로 중심축(24.1) 사이의 각도(α)는, 40°와 60°사이의 범위에 있는, 비트 홀더.
12. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 베어링 면들(29.4)의 프리즘의 세로 중심축과 상기 비트 수용부(27)의 세로 중심축(24.1) 사이의 각도(φ)는, 70°와 90°사이의 범위에 있는, 비트 홀더.
13. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 비트 수용부(27)는 수세식 도관(flushing conduit)(28) 내로 전이하고, 상기 수세식 도관(28)은 상기 제 2 베어링 면들(29.4) 사이의 구역에서 적어도 국부적으로 나타나는, 비트 홀더.
14. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 베어링 면들(29.1, 29.4)은 각각 상기 베어링 면들(29.1 내지 29.1 및 29.4 내지 29.4)이 각각 V자 모양으로 입사하는 베어링 면 쌍을 형성하는, 비트 홀더.
15. 제 14 항에 있어서,
    제 1 베어링 면 쌍의 제 1 베어링 면(29.1)과 제 2 베어링 면 쌍의 제 2 베어링 면(29.4)은 각각 120°와 160°사이의 범위에 있는 각도(ω)로 서로에 대해 입사하고, 지지 구역을 형성하는, 비트 홀더.
16. 제 14 항에 있어서,
    상기 삽입 돌기(30)의 세로 중심축은 제 1 베어링 면 쌍 및 제 2 베어링 면 쌍 중 하나 이상의 각 이등분선에 관해 -10°와 +10°사이의 범위에 있는 각도를 형성하는, 비트 홀더.
17. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 베어링 면들(29.1)에 대한 법선 및 제 2 베어링 면들(29.4)에 대한 법선 중 하나 이상은 상기 진행 방향(v)에 관해 경사진 방식으로 연장하는, 비트 홀더.
18. 제 16 항에 있어서,
    상기 각 이등분선을 수용하는 평면은, 상기 제 1 베어링 면들(29.1) 및 제 2 베어링 면들(29.4) 중 하나 이상 사이에 배치되고, 상기 삽입 돌기(30)의 세로 중심축은 상기 평면에 관해 대칭적으로 배치되는, 비트 홀더.
19. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 삽입 돌기(30)의 상기 지지 부재(21)로의 부착 구역은, 상기 제 1 베어링 면들(29.1)에 의해 형성된 베어링 면 쌍의 구역에서 적어도 80%의 비율로 배치되는, 비트 홀더.

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