KR102604455B1 - 포켓 부착 웨지를 갖는 공구 보유 시스템 - Google Patents

포켓 부착 웨지를 갖는 공구 보유 시스템 Download PDF

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Abstract

공구(14)를 기구(12)에 연결하기 위한 웨지(28)가 제공된다. 웨지는 팁 단부(87) 및 팁 단부보다 넓은 대향하는 기단부(85)를 갖는 본체(83)를 가질 수 있다. 웨지는 또한 본체 내에 형성되고 기단부로부터 팁 단부로 연장되는 채널(72), 및 채널로 개방되는 팁 단부에서 본체 내에 형성된 세장형 포켓(84)을 가질 수 있다. 웨지는, 본체 내에 위치되며 세장형 포켓의 단부와 채널 사이에서 연장되는 램프(90)를 추가로 가질 수 있다. 램프는 채널의 축(86)에 대해 경사질 수 있다.

Description

포켓 부착 웨지를 갖는 공구 보유 시스템
본 개시는 일반적으로 보유(retention) 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 포켓 부착 웨지(pocketed wedge)를 갖는 공구 보유 시스템에 관한 것이다.
케이블 셔블(shovel), 굴착기, 휠 로더 및 프론트 셔블과 같은 토공 기계는 흙 재료를 굴삭(digging)하거나, 리핑(ripping)하거나, 그렇지 않으면 이동시키기 위해 일반적으로 사용되는 기구를 포함한다. 이들 기구는 심한 마멸과 충격을 받아서 이들이 마모되게 한다. 기구의 유효 수명을 연장하기 위해, 가장 많이 마모를 받는 영역에서 다양한 지면 맞물림 공구(ground engaging tool)가 토공 기구에 연결될 수 있다. 이들 지면 맞물림 공구는 보유 시스템을 사용하여 기구에 교체 가능하게 연결된다.
예시적인 보유 시스템은 2013년 6월 11일에 특허발행된 Knight의 미국특허 제8,458,931호("'931 특허")에 개시되어 있다. 구체적으로, '931 특허는 굴착기 버킷의 프론트 에지에 걸쳐 끼워지는 포크 형상의 공구 본체를 개시하고 있다. 클램프는 본체와 버킷을 관통하고, 웨지가 클램프와 함께 삽입되어 클램프를 제 위치에 유지시킨다. 웨지는 U자 형상의 축방향 리세스(recess)를 가지며, 나사형 로드(threaded rod)가 리세스 내에 수용되어 클램프에 대한 각도로 배향된다. 나사형 블록은 로드에 장착되고, 로드는 로드를 따라 블록을 이동시키도록 회전 가능하다. 블록은 웨지가 본체에 삽입될 때 클램프와 맞물리는 톱니부를 포함하여, 로드가 회전되고 블록이 로드를 따라 이동함에 따라, 웨지가 본체 내로 추가로 가압된다. 웨지가 본체 내로 추가로 가압됨에 따라, 클램프는 본체 및 버킷에 대하여 더 조이게 가압된다. 이러한 구성에 의하면, 포크 형상의 공구 본체가 로드의 회전에 의해 굴착기 버킷에 제거 가능하게 연결될 수 있다.
일부 적용예에서는 허용 가능하지만, '931 특허의 보유 시스템은 최적 미만일 수 있다. 특히, 보유 시스템은 조립 목적으로 시스템 내부에 요구되는 클리어런스 및 로드의 길이에 의해 이동이 제한될 수 있다. 구체적으로, 블록의 톱니부를 클램프의 톱니부와 맞물리게 하기 위해, 웨지 삽입 동안에 블록 톱니부의 피크가 먼저 웨지 톱니부의 피크에 걸쳐서 통과해야 한다. 이런 경우에, 웨지가 클램프로부터 떨어지게 가압된다. 이 때 웨지에 의해 소비되는 여분의 클리어런스는 로드 회전이 시스템을 조이도록 기능하기 전에, 로드의 회전에 의해 먼저 차지되어야 한다. 일부 실시형태에서, 이는 시스템을 조일 때 사용하기 위한 로드 회전이 거의 남아있지 않게 할 수 있다. 또한, 웨지를 제거하는 동안에, 블록 톱니부는 로드가 이완 방향으로 회전된 후에도 클램프 톱니부와 맞물린 상태로 남아있을 수 있어서, 웨지의 후속적인 제거를 어렵게 할 수 있다.
다른 예시적인 보유 시스템은 2015년 7월 16일에 공개된 Campomanes의 미국 특허출원 제2015/0197921호("'921 공보")에 개시되어 있다. 이러한 보유 시스템에서, 포켓은 웨지 채널의 단부에 형성된다. 포켓은 슬라이더 블록이 웨지 내로 더 깊이 이동됨에 따라, 대응하는 슬라이더 블록을 수용하도록 구성되는 증가된 깊이의 경사 영역이다. 이는 슬라이더 블록의 톱니부가 치합된 맞물림에서 이탈되게 할 수 있으며, 이는 조립 중에 유용할 수 있다. 또한, 이는 클램프와의 맞물림이 발생하기 전에 웨지가 더 긴 거리로 삽입될 수 있게 하여, 이에 의해 향상된 연결을 제공할 수 있다.
'921 공보의 포켓은 보다 용이한 조립과 개선된 연결을 야기할 수 있지만, 이는 여전히 최적이 아닐 수 있다. 특히, 슬라이더 블록이 여전히 중력에 의해 당겨져서 조립 중에 클램프와 너무 일찍 연결될 수 있다. 부가적으로, 포켓 내에서 클리어런스가 이용 가능할 수 있을지라도, 중력은 분해 중에 슬라이더 블록이 클램프로부터 맞물림 해제되지 못하게 할 수 있다.
개시되는 공구 보유 시스템 및 웨지는 전술한 하나 이상의 문제점을 극복하는 것에 관련된다.
하나의 예시적인 양태에 따르면, 본 개시는 공구 보유 시스템을 위한 웨지에 관한 것이다. 웨지는 팁 단부, 및 팁 단부보다 넓은 대향하는 기단부를 갖는 본체, 및 본체 내에 형성되고 기단부로부터 팁 단부로 연장되는 채널을 포함할 수 있다. 또한, 웨지는 채널로 개방되는 팁 단부에서 본체 내에 형성된 세장형 포켓, 및 본체 내에 위치되고 세장형 포켓의 단부와 채널 사이에서 연장되는 램프(ramp)를 포함할 수 있다. 램프는 채널의 축에 대해 경사질 수 있다.
다른 예시적인 양태에 따르면, 본 개시는 기구에 연결된 공구를 보유하는 데 사용하기 위한 시스템에 관한 것이다. 시스템은 기구 및 공구의 개구를 관통하도록 구성된 클램프를 포함할 수 있다. 클램프는 기구 및 공구와 맞물리도록 구성된 제1 측부와, 기구 및 공구로부터 떨어지게 배향된 톱니부를 갖는 제2 측부를 가질 수 있다. 시스템은 또한 기구 및 공구의 개구를 관통하도록 구성된 웨지를 포함할 수 있다. 웨지는, 클램프의 제2 측부와 맞물리도록 구성되고 팁 단부와 팁 단부보다 넓은 대향하는 기단부 사이에서 연장되는 평탄한 외부 표면, 및 평탄한 외부 표면에 대향하게 위치되고 기구 및 공구와 맞물리도록 구성된 곡선형 외부 표면을 갖는 본체를 가질 수 있다. 웨지는 또한 본체 내에 형성되고 기단부로부터 팁 단부로 연장되는 채널, 및 채널을 헤드 섹션과 생크(shank) 섹션으로 분할하는 칼라(collar)를 가질 수 있다. 웨지는 채널의 생크 섹션으로 개방되는 팁 단부에서 본체 내에 형성된 세장형 포켓, 본체 내에 위치되고 세장형 포켓의 단부와 채널 사이에서 연장되는 제1 램프, 및 본체의 기단부와 제1 램프 사이의 지점에 위치된 제2 램프를 부가적으로 가질 수 있다. 제1 및 제2 램프는 채널의 축에 대해 경사질 수 있다. 시스템은, 채널과 세장형 포켓 사이에서 이동하도록 구성되고, 슬라이더가 채널 내에 있을 때, 클램프의 톱니부와 맞물리도록 구성된 톱니형 표면을 갖는 슬라이더, 및 채널의 헤드 섹션에 위치된 헤드와 채널의 생크 섹션에 위치된 생크를 갖는 패스너를 더 포함할 수 있다. 패스너는 슬라이더와 나사형으로 맞물릴 수 있다.
도 1은 예시적인 개시된 기계의 등측도이다;
도 2는 도 1의 기계와 관련하여 사용될 수 있는 예시적인 개시된 공구 보유 시스템의 등측도이다;
도 3은 도 2의 공구 보유 시스템의 예시적인 부분의 단면도이며; 그리고
도 4 및 도 5는 각각 도 3에 도시된 공구 보유 시스템의 일부분의 등측도 및 단면도이다.
도 1은 선단부에 작동 가능하게 연결된 작업 기구(12)를 갖는 이동식 기계(10)를 나타낸다. 개시된 실시형태에서, 기계(10)는 셔블(예를 들어, 로프 또는 케이블 셔블)이다. 그러나, 기계(10)는, 예를 들어 유압식 마이닝 셔블, 굴착기, 모터 그레이더, 드래그라인, 준설기 또는 다른 유사한 기계와 같이, 당업계에 공지된 다른 유형의 이동식 또는 고정식 기계를 구현할 수 있다는 것이 고려된다. 기계(10)는 작업 기구(12)를 사용하여 할당된 작업이 완료되는 동안에 흙 재료와 같은 재료를 이동시키도록 구성될 수 있다. 기계(10)의 선단부에 위치되는 것으로 도시되어 있지만, 원하는 경우 작업 기구(12)가 대안적으로 또는 부가적으로 기계(10)의 중간지점 또는 후단부에 위치될 수 있다는 것이 고려된다.
작업 기구(12)는 기계(10)에 할당된 과제를 수행하는 데 사용되는 임의의 장치를 구현할 수 있다. 예를 들어, 작업 기구(12)는 셔블(도 1에 도시됨), 블레이드, 버킷, 분쇄기, 그래플(grapple), 리퍼(ripper), 또는 당업계에 공지된 임의의 다른 재료 이동 장치일 수 있다. 또한, 도 1의 실시형태에서 기계(10)에 대해 리프트, 컬(curl) 및 덤프(dump)하도록 연결되지만, 작업 기구(12)는 대안적으로 또는 부가적으로 회전, 스윙, 피봇, 슬라이딩, 연장, 개방/폐쇄, 또는 당업계에 공지된 다른 방식으로 이동할 수 있다.
작업 기구(12)는 그 개구 둘레에 위치된 하나 이상의 지면 맞물림 공구(GET)(14)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 개시된 셔블은 커팅 에지(16)의 길이를 따라 이격된 복수의 톱니 조립체(14a), 및 셔블의 수직 측벽(18)에 위치되는 복수의 스윙 슈라우드(swing shroud)(14b)을 구비하는 것으로 나타낸다. GET(14)는 포크 구성, 치즐 구성, 후크 구성, 또는 둔단부(blunt-end) 구성과 같이, 당업계에 공지된 임의의 다른 형태를 취할 수 있다는 것이 고려된다. 또한, 다른 구성도 가능할 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 GET(14)는 외부 단부(24)로부터 떨어진 방향으로 연장되는 레그(38)를 포함할 수 있다. 레그(38)는 작업 기구(12)의 커팅 에지(16) 및/또는 수직 측벽(18)을 수용하기에 충분히 큰 개구(40)를 형성하도록 서로 이격될 수 있다. 개구부(42)는 각 레그(38) 내에 형성될 수 있고, 개구부(42)는 작업 기구(12)에서 서로 간에 그리고 대응하는 개구부(44)(도 3에만 도시됨)와 일반적으로 정렬될 수 있다. 개시된 실시형태에서, 개구부(42, 44)는 선단부에서 일반적으로 원통형 또는 타원형이고 대향하는 후단부에서 평탄하지만, 다른 윤곽이 또한 이용될 수 있다.
각각의 GET(14)는 보유 시스템(20)을 통해 작업 기구(12)에 제거 가능하게 연결될 수 있다. 이러한 방식으로, 각각의 GET(14)는 부착 위치에서 마모편으로서 기능할 수 있고, 원하는 또는 유효한 양을 초과하여 기형이 되거나 마모되는 경우 주기적으로 교체될 수 있다. 보유 시스템(20)은 애퍼처(42 및 44)의 내부 표면을 관통하여 맞물리도록 구성될 수 있어서, 이에 의해 GET(14)를 작업 기구(12)에 로킹할 수 있다. 원하는 대로, 동일한 보유 시스템(20)이 모든 GET(14)에 대해 사용될 수 있거나 또는 상이한 보유 시스템(20)이 상이한 유형의 GET(14)에 대해 사용될 수 있다는 것이 고려된다.
도 3에 도시된 예시적인 보유 시스템(20)은 관련하는 GET(14)(예를 들어, 각각의 톱니 조립체(14a))를 작업 기구(12)의 커팅 에지(16)에 제거 가능한 방식으로 클램프시키도록 상호 작용하는 복수의 구성 요소를 포함한다. 구체적으로, 보유 시스템(20)은 클램프(26), 웨지(28), 슬라이더(30), 및 패스너(32)를 포함한다. 이하에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 클램프(26)는 GET(14)를 통해(예를 들어, 톱니 조립체(14a)의 애퍼처(42)를 통해) 및 작업 기구(12)를 통해(예를 들어, 애퍼처(44)를 통해) 관통할 수 있고, 웨지(28)는 클램프(26)를 제자리에 유지시키는 데 사용될 수 있다. 슬라이더(30)는 패스너(32)에 의해 웨지(28)에 연결될 수 있고, 클램프(26)와 선택적으로 맞물리도록 구성될 수 있다. 다음에, 패스너(32)는 슬라이더(30)에 대해 회전되어 웨지(28)가 애퍼처(42 및 44) 내로 당겨지게 할 수 있다. 웨지(28)가 애퍼처(42 및 44) 내로 추가로 당겨짐에 따라, 웨지(28)는 더 큰 힘으로 클램프(26)를 전방으로(예를 들어, 도 3의 사시도에서 우측으로) 가압하여, 작업 기구(12)의 커팅 에지(16)와 톱니 조립체(14a)의 원하는 연결을 유지시킬 수 있다.
또한, 도 3에 나타낸 바와 같이, 클램프(26)는 중간 섹션(50) 및 중간 섹션(50)의 대향 단부에 위치되는 이격된 암(52)을 가질 수 있다. 클램프(26)는, 암(52)이 톱니 조립체(14a)로부터 떨어져서 및 레그(38)를 향하여 후방으로 배향되는 상태로, GET(14)의 애퍼처(42) 및 작업 기구(12)의 애퍼처(44)를 통해 삽입될 수 있다. 일부 실시형태에서, 암(52)의 내부 표면(53, 54)은 외측으로 테이퍼되고 톱니 조립체(14a)의 외부 표면과 맞물리도록 구성될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 클램프(26)가 애퍼처(42 및 44)를 통해 웨지(28)의 삽입에 의해 커팅 에지(16)로부터 떨어지도록 후방으로 가압됨에 따라, 암(52)은 톱니 조립체(14a)의 레그(38)를 그 사이의 기구(12) 쪽으로 함께 가압하는 더 큰 내측 힘(즉, 기구(12)로 향하여)을 생성할 수 있다.
클램프(26)의 중간 섹션(50)은, 조립 시에 애퍼처(42 및/또는 44)의 프로파일과 매칭되도록 구성된 암(52) 사이의 일반적으로 평탄한 내부 표면(58), 및 애퍼처(42, 44)의 축에 대해 기구(12) 쪽으로 후방으로 경사지는 내부 표면(58)에 대향하는 일반적으로 평탄한 외부 표면(62)을 가질 수 있다. 클램프(26)가 웨지(28)에 의해 커팅 에지(16)로부터 떨어지게(즉, 레그(38) 쪽으로) 가압됨에 따라, 중간 섹션(50)의 내부 표면(58)은 애퍼처(42 및/또는 44)의 평탄한 내부 단부 표면과 맞물릴 수 있다.
클램프(26)에는 외부 표면(62) 내에 형성된 길이 방향 채널(72)이 제공될 수 있다. 채널(72)은 제1 부분과 제2 부분으로 분할될 수 있다. 채널(72)의 제1 부분은 패스너(32)의 헤드 및/또는 패스너(32)를 회전시키는 데 사용되는 해당 공구를 위한 클리어런스를 간단히 제공할 수 있는 동시에, 채널(72)의 제2 부분에는 톱니부(74)가 제공될 수 있다. 이하에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 톱니부(74)는 슬라이더(30)의 해당 톱니부와 치합되도록 구성될 수 있으며, 웨지(28)를 당겨서 애퍼처(42, 44)와 추가적으로 맞물리게 하는 데 사용될 수 있다.
웨지(28)는 클램프(26)의 외부 표면(62)에 바로 인접하게 위치될 수 있고(예를 들어, 암(52)에 대향하고 커팅 에지(16)에 더 근접하는 클램프(26)의 측면에), 클램프(26)의 외부 표면에 대하여 슬라이딩하도록 구성된 일반적으로 평탄한 경사진 내부 표면(64)을 가질 수 있다. 웨지(28)는 또한 애퍼처(42, 44)의 원통형 프로파일과 매칭되도록 형상화되는 외부 표면(70)을 가질 수 있다(도 4 참조). 이러한 배열에 의하여, 웨지(28)가 애퍼처(42, 44) 내로 추가로 당겨짐에 따라, 클램프(26)는 커팅 에지(16)로부터 더 떨어지게(즉, 애퍼처(42, 44)의 대향하는 평탄한 단부면에 대해) 가압될 수 있다.
세장형 채널(60)은 웨지(28)의 내부 표면(64) 내에 형성될 수 있으며, 칼라(68)는 채널(60)을 제1 섹션과 제2 섹션으로 세로 방향으로 분할하도록 위치될 수 있다. 채널(60)의 제1 섹션은 일반적으로 클램프(26) 내의 채널(72)의 제1 섹션을 향하는 반면에, 채널(60)의 제2 섹션은 일반적으로 채널(72)의 제2 섹션을 향할 수 있다. 채널(60)의 제1 섹션은 패스너(32)의 헤드를 수용하도록 구성될 수 있는 반면에, 제2 섹션은 패스너(32)의 나사형 생크 및 슬라이더(30)도 수용하도록 구성될 수 있다. 칼라(68)는 패스너(32)의 헤드에 대한 반작용 및 축방향 지지 지점을 제공하도록 구성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 칼라(68)는 웨지(28)로부터 패스너(32)의 신속한 조립 또는 분해를 용이하게 하기 위해 노치형(notched)일 수 있다(도 4에 도시됨).
개시된 실시형태에서, 채널(72) 및 칼라(68)는 둘 모두가 단면이 일반적으로 원형일 수 있고, 클램프(26)를 향해 배향된 개방 측부를 가질 수 있다. 그러나, 채널(72) 및/또는 칼라(68)는, 원하는 대로 정사각형 또는 직사각형 단면과 같은 다른 형상을 가질 수 있다는 것이 고려된다. 일부 실시형태에서, 원통형 함몰부(56)는 패스너(32)의 헤드를 안착시키도록 구성된 칼라(68)의 축방향 단부(즉, 채널(60)의 제1 부분을 향하는 단부) 내에 형성될 수 있고 이에 의해 패스너(32)의 의도하지 않은 제거를 저지할 수 있다.
슬라이더(30)는, 웨지(28)의 채널(60) 내에서 슬라이딩하도록 구성된 평활한 외부 표면(76), 및 클램프(26)의 톱니부(74)와 치합하도록 구성된 대향하는 톱니형 표면(78)을 갖는, 반원통형일 수 있다. 슬라이더(30)는 또한 축방향으로 배향되고, 패스너(32)의 나사형 생크를 수용하도록 구성된 나사형 보어(80)를 포함할 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 패스너(32)가 칼라(68) 내에서 회전됨에 따라, 슬라이더(30)가 채널(60)의 길이를 따라 슬라이딩되도록 할 수 있다.
패스너(32)는 슬라이더(30)를 웨지(28)와 조정 가능하게 결합하도록 구성될 수 있다. 특히, 패스너(32)의 헤드가 서비스 기술자에 의해 회전됨에 따라, 패스너(32)의 나사형 생크는 슬라이더(30)의 보어(80)와 상호 작용하여 채널(60) 내에서 슬라이더(30)의 선형 병진을 유발할 수 있다. 그러나, 클램프(26)의 톱니부(74)와 상호 치합하는 톱니형 표면(78)을 갖는 슬라이더(30)는 시스템(20)에 대해 고정될 수 있다. 따라서, 슬라이더(30)의 병진 운동은 웨지(28)로 전달될 수 있다. 즉, 패스너(32)가 슬라이더(30) 내에서 회전됨에 따라, 웨지(28)는 패스너 회전 방향에 따라서, 애퍼처(42, 44) 내로 당겨지거나 또는 애퍼처(42, 44) 밖으로 가압될 수 있다. 그리고 전술한 바와 같이, 웨지(28)의 선형 운동은 작업 기구(12) 및 GET(14) 상의 클램프(26)(예를 들어, 톱니 조립체(14a))에 의해 발생된 클램핑 힘에 대응할 수 있다.
웨지(28)의 예시적인 실시형태를 도 4 및 도 5에 나타낸다. 이들 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 표면(64 및 70)은 팁 단부(87)보다 넓은 기단부(85)를 갖는 웨지-형상의 본체(83)를 그 사이에 함께 형성한다. 전술한 바와 같이, 기단부(85)는 패스너(32)의 헤드를 수용할 수 있는 반면에, 팁 단부(87)는 패스너(32)의 생크 및 이에 연결된 슬라이더(30)를 수용할 수 있다. 채널(60)은 본체(83)의 팁 단부(87)를 통해 기단부(85)의 칼라(68)로부터 연장될 수 있다. 팁 단부(87)는 시스템(20)의 조립 동안에 애퍼처(42 및 44)를 통해 먼저 수용될 수 있다.
세장형 포켓(84)은 채널(60)의 하단부(즉, 칼라(68)에 대향하는 단부)와 연통하는 본체(83)의 팁 단부(87) 내에 형성될 수 있다. 개시된 실시형태에서, 포켓(84)은 채널(60)의 축(88)과 일반적으로 평행하고 채널(60)의 축(88)으로부터 오프셋되는 길이 방향 축(86)을 갖는 곡선형 내부 표면(82)을 갖는다. 이러한 동일한 실시형태에서, 포켓(84)은 채널(60)의 반경과 대략 동일한(예를 들어, 제조 허용오차 내) 반경을 갖는 원형 단면을 가질 수 있다. 축(86 및 88) 사이의 오프셋 거리는 채널(60) 및 포켓(84)의 반경의 1/3 내지 1/2과 대략 동일할 수 있다.
아래에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 포켓(84)은 채널(60)의 부피 및 깊이를 증가시키도록 기능할 수 있다. 슬라이더(30)가 칼라(68)로부터 떨어져서 채널(60)의 원위 단부를 향해 및 포켓(84) 내로 이동되는 경우, 슬라이더(30)의 톱니형 표면(78)은 클램프(26)의 톱니부(74)와의 치합된 맞물림에서 이탈하도록 허용될 수 있다. 이는 웨지(28)의 조립 동안에 유용할 수 있어서, 웨지(28)가 톱니형 표면(78)과 톱니부(74)의 맞물림 이전에 애퍼처(42, 44)를 통해 더 긴 거리로 삽입될 수 있게 한다. 클램프(26)의 톱니부(74)가 슬라이더(30)의 톱니형 표면(78)에 로킹되기 전에 웨지(28)를 개구(40) 내로 추가로 삽입함으로써, 더 큰 맞물림 강도를 위해 더 많은 수의 톱니부가 서로 맞물릴 수 있다. 또한, 기술자는 원하는 수준의 맞물림을 달성하기 위한 만큼 많이 패스너(32)를 회전시킬 필요가 없을 수 있다.
일부 상황에서, 슬라이더(30)의 맞물림 해제를 허용하는 부피 및 깊이가 포켓(84) 내에 존재하더라도, 중력은 슬라이더(30)가 클램프(26)와 맞물리도록 가압하는 경향이 있을 수 있다. 이러한 이유 때문에, 팁 단부(87) 근처의 포켓(84)의 원위 단부에 램프(90)가 형성될 수 있다. 램프(90)는 축(86)에 대해 경사지는 내부 표면을 가질 수 있어서, 램프(90)의 하부 또는 외부 부분이 상부 또는 내부 부분보다 축(86)에 더 근접하게 위치된다. 일 실시예에서, 램프(90)의 내부 표면은 축(86)에 대해 약 15 내지 30°(예를 들어, 공학 허용오차 내에서 약 22°)의 각도(α)로 배향되고, 포켓(84) 쪽으로 채널(84)을 통하여 내측으로 표면(62)으로부터 돌출된다. 이러한 구성에 의하여, 패스너(32)의 이완 회전은 슬라이더(30)의 하단부가 램프(90)와 맞물릴 때까지 슬라이더(30)를 칼라(68)로부터 떨어지게 아래쪽으로 가압할 수 있다. 이 때 추가적인 이완 회전은 슬라이더(30)를 경사진 내부 표면 내로 밀어 넣어서, 슬라이더(30)를 포켓(84) 내로 가압하고 클램프(26)와 완전히 맞물림 해제된다. 이런 경우에, 웨지(28)는 슬라이더(30)가 여전히 패스너(32)에 연결된 상태로 애퍼처(42 및 44)로부터 제거될 수 있다. 이는 분해 중에 발생해야 하는 이완 회전량을 감소시킬 수 있으며, 또한 슬라이더(30)가 해제되어 손실될 가능성을 감소시키는 데 도움을 줄 수 있다.
일부 실시형태에서, 램프(90)에 대향하는 포켓(84)의 상부 또는 내부 단부에 유사한 램프(92)가 형성될 수 있다. 램프(92)는 램프(90)의 경사 표면과 일반적으로 평행할 수 있고, 포켓(84)을 향해 채널(60)의 곡선형 표면으로부터 외측으로 돌출될 수 있다. 램프(92)는 패스너(32)의 체결 회전 동안에 슬라이더(30)를 다시 채널(60) 내로(그리고 다시 클램프(26)와 맞물리도록) 재위치시키도록 기능할 수 있다.
포켓(84)은 램프(90 및 92) 사이에서 슬라이더(30)를 완전히 수용하는 크기로 조정되어야 한다. 즉, 포켓(84)의 직선형-벽 섹션의 축(86)을 따르는 거리(d 1 )는 슬라이더(30)의 길이보다 길어야 한다. 일 실시형태에서, 이러한 거리(d 1 )는 칼라(68)의 하부 표면과 본체(83)의 팁 단부(87) 사이의 거리(D)의 약 1/4 내지 1/2(예를 들어, 약 1/3)이다. 또한, 포켓(84)의 깊이(d 2 )(즉, 포켓(84)의 곡률 상의 가장 먼 지점과 표면(64) 사이의 거리)는 슬라이더(30)의 높이보다 길어야한다(즉, 톱니형 표면(78)의 피크로부터 슬라이더(30)의 대향 표면까지의 거리보다 더 커야한다). 이러한 방식으로, 슬라이더(30)가 완전히 포켓(84) 내에 있는 경우, 웨지(28)의 표면(64)은 대향하는 톱니 피크 사이의 클리어런스로 클램프(26)의 표면(62) 상에 직접 놓일 수 있다.
개시된 공구 보유 시스템은 로프 셔블, 유압식 마이닝 셔블, 굴착기, 휠 로더, 드래그라인, 준설기 및 불도저와 같은 다양한 토공 기계에 이용 가능할 수 있다. 구체적으로, 공구 보유 시스템은 지면 맞물림 공구를 이들 기계의 작업 기구에 제거 가능하게 연결하는 데 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 개시된 보유 시스템은 손상되는 마멸 및 충격을 받는 영역에서 마모에 대하여 작업 기구를 보호하는 것을 도울 수 있다. GET(14)를 작업 기구(12)에 연결하기 위한 공구 보유 시스템(20)의 사용이 이제 상세히 설명될 것이다.
특정 GET(14)를 작업 기구(12)에 연결하기 위해, 예를 들어 톱니 조립체(14a)를 커팅 에지(16)에 연결하기 위해, 서비스 기술자는 먼저 커팅 에지(16)의 대향 표면에 걸쳐서 톱니 조립체(14a)의 레그(38)를 위치시켜서 애퍼처(42)가 작업 기구(12)의 애퍼처(44)와 일반적으로 정렬되도록 할 수 있다. 다음에, 클램프(26), 및 웨지(28), 슬라이더(30) 및 패스너(32)로 구성된 서브조립체는, 클램프(26)의 암(52)이 톱니 조립체(14a)의 단부(24)로부터 떨어지게 후방으로 향하도록, 애퍼처(42 및 44)를 통해 삽입될 수 있다. 암(52)의 내부 표면은 애퍼처(42)에서 기구(12)의 대향 표면과 맞물릴 수 있다. 서브조립체는 클램프(26)의 전방에 위치될 수 있고, 표면(64)은 애퍼처(42 및 44) 내부의 표면(62)에 인접하게 위치될 수 있다. 이 시점에서, 슬라이더(30)는 포켓(84) 내에 위치될 수 있다.
전술한 클램프 및 서브조립체가 제자리에 있게 되면, 서비스 기술자는 애퍼처(42 및 44)를 통해 가능한 한 멀리 서브조립체를 가압한 다음에, 작업 기구(12)와 톱니 조립체(14a) 사이의 연결을 조이기 위해 패스너(32)를 회전시키기 시작할 수 있다. 구체적으로, 서비스 기술자가 패스너(32)를 슬라이더(30) 내로 밀어 넣음에 따라(예를 들어, 패스너(32)의 헤드의 시계방향 회전에 의해), 슬라이더(30)가 칼라(68)를 향해 상향으로 끌어 당겨질 수 있다. 이러한 상향 이동 동안의 어느 시점에서, 슬라이더(30)의 상부 에지가 램프(92)와 맞물려서, 슬라이더(30)를 포켓(84) 밖으로 그리고 채널(60) 내로 가압할 수 있다. 슬라이더(30)가 포켓(84)으로부터 채널(60) 내로 이동함에 따라, 톱니형 표면(78)은 웨지(28)로부터 나와서 클램프(26) 쪽으로 이동할 수 있다. 그 후에 바로, 슬라이더(30)의 톱니형 표면(78)이 클램프(26)의 톱니부(74)와 상호 로킹되어, 웨지(28)가 애퍼처(42 및 44) 내로 추가로 진행되도록 할 수 있다. 웨지(28)의 테이퍼링된 형상 때문에, 웨지(28)의 진행은 클램프(26)를 웨지(28)로부터 떨어지게 가압할 수 있다. 그리고 클램프(26)가 톱니 조립체(14a)의 단부(24)로부터 떨어지게 이동함에 따라, 톱니 조립체(14a)의 레그(38) 상에 더 큰 클램핑 힘이 가해질 수 있다. 이러한 힘은 기계(10)의 작동 동안에 레그(38) 사이에 기구(12)를 클램프하고 GET(14)를 제자리에 고정시키도록 기능할 수 있다. 웨지(28), 슬라이더(30) 및 패스너(32)의 서브조립체는 현장에서 작업 기구(12)와 GET(14)의 간단하고 신속한 연결을 용이하게 할 수 있다.
보유 시스템(20)을 분해하기 위해, 패스너(32)가 반시계 방향으로 회전될 수 있다. 패스너(32)가 반시계 방향으로 회전됨에 따라, 슬라이더(30)가 채널(60) 내에서 하향으로 가압될 수 있다. 결국, 슬라이더(30)는 슬라이더(30)의 하부 에지가 램프(90)와 맞물리도록 충분히 멀리 하향으로 이동할 수 있다. 이 때 추가적인 반시계 방향 회전은 슬라이더(30)를 채널(60) 밖으로 및 포켓(84) 내로 가압시킬 수 있다. 슬라이더(30)가 채널(60)로부터 포켓(84) 내로 이동함에 따라, 톱니형 표면(78)은 클램프(26)로부터 맞물림 해제되어 웨지(28) 내로 후퇴(retreat)할 수 있다. 톱니형 표면(78)이 클램프(26)의 톱니부(74)로부터 맞물림 해제됨에 따라, 웨지(28)는 자유롭게 이동될 수 있다. 그 후에, 웨지(28)는 애퍼처(42, 44) 밖으로 당겨지거나 태핑될 수 있다.
개시된 보유 시스템은 설치 및 제거가 간단할 수 있다. 특히, 개시된 포켓(84)은 원할 때, 클램프(26)로부터 슬라이더(30)의 맞물림 및 맞물림 해제를 강제할 수 있다. 이러한 기능성은 패스너(32)의 사용이 요구되기 전에 더 큰 웨지 삽입을 가능하게 하여, 보다 확실한 맞물림을 제공할 수 있다. 또한, 동일한 기능성은 웨지(28)의 무제한으로 제거를 가능하게 할 수 있다.
개시된 보유 시스템에 대한 다양한 변경 및 변형이 이루어질 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 개시된 보유 시스템의 실행 및 사양의 고려로부터 다른 실시형태는 당업자에게 명백할 것이다. 명세서 및 실시예는 단지 예시적인 것으로 간주되어야 하며, 진정한 범위는 이하의 특허청구의 범위 및 그 균등물에 의해 나타내는 것으로 의도된다.

Claims (10)

  1. 공구 보유 시스템(20)을 위한 웨지(28)로서:
    팁 단부(87), 및 상기 팁 단부보다 넓은 대향하는 기단부(85)를 갖는 본체(83);
    상기 본체 내에 형성되고, 상기 기단부로부터 상기 팁 단부로 연장되는 채널(60);
    상기 채널로 개방되는 상기 팁 단부에서 상기 본체 내에 형성된 세장형 포켓(84);
    상기 본체의 상기 팁 단부에 위치되며, 상기 세장형 포켓의 단부를 향한 개방 측면에서 상기 채널로부터 내측으로 돌출되는 제1 램프(90)로서, 상기 제1 램프는 상기 채널의 축(86)에 대해 경사지는, 제1 램프(90); 및
    상기 본체의 상기 기단부와 상기 제1 램프 사이의 지점에 위치된 제2 램프(92)로서, 상기 제2 램프는 상기 채널의 곡선형 표면으로부터 상기 세장형 포켓을 향해 외측으로 돌출되는, 제2 램프(92)를 포함하는,
    공구 보유 시스템(20)을 위한 웨지(28).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 본체는 상기 기단부로부터 상기 팁 단부로 연장되는 곡선형 외부 표면(70), 및 상기 곡선형 외부 표면에 대향하여 위치되는 평탄한 외부 표면(64)을 갖고;
    상기 채널은 이의 길이를 따라 상기 평탄한 외부 표면으로 개방되며; 그리고
    상기 세장형 포켓은 상기 채널과 상기 곡선형 외부 표면 사이에 위치되는, 웨지.
  3. 제1항에 있어서, 상기 채널을 패스너 헤드 섹션과 패스너 생크 섹션으로 분할하는 칼라(68)를 더 포함하는, 웨지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 세장형 포켓의 직선형-벽 길이는 상기 칼라에서부터 상기 본체의 상기 팁 단부까지의 상기 채널의 길이의 1/4 내지 1/2이며; 그리고
    상기 세장형 포켓의 상기 직선형-벽 길이는 상기 칼라에서부터 상기 본체의 상기 팁 단부까지의 상기 채널의 길이의 1/3인, 웨지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 채널 및 상기 세장형 포켓은 동일한 반경을 갖는 내부 곡선형 표면을 가지며; 그리고
    상기 세장형 포켓의 축(86)은 상기 채널의 축과 평행한, 웨지.
  6. 제5항에 있어서, 상기 세장형 포켓의 축과 상기 채널의 축 사이의 오프셋 거리는 상기 세장형 포켓 및 채널의 반경의 1/3 내지 1/2과 동일한, 웨지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 채널의 축에 대한 상기 제1 램프의 각도는 상기 채널의 축에 대한 상기 제2 램프의 각도와 동일한, 웨지.
  8. 기구(12)에 연결된 공구(14)를 보유하기 위한 시스템으로서,
    상기 기구 및 공구의 개구(42, 44)를 관통하도록 구성된 클램프(26)를 포함하고, 상기 클램프(26)는:
    상기 기구 및 상기 공구와 맞물리도록 구성된 제1 측부(58); 및
    상기 기구 및 상기 공구로부터 떨어지게 배향된 톱니부를 갖는 제2 측부(62)를 가지며; 그리고
    제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 상기 웨지(28)는 상기 기구 및 상기 공구의 상기 개구를 관통하고, 상기 클램프의 상기 제2 측부와 맞물리도록 구성되는, 시스템.
  9. 삭제
  10. 삭제
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