KR20140103917A

KR20140103917A - 희토류 재료를 갖춘 굴착 장치용 치형 조립체

Info

Publication number: KR20140103917A
Application number: KR1020147013526A
Authority: KR
Inventors: 셜록 케이. 피핀스
Original assignee: 트리티니인더스트리이즈인코포레이티드
Priority date: 2011-10-20
Filing date: 2012-10-19
Publication date: 2014-08-27
Also published as: MX2014004767A; AU2012325934A1; RU2017108517A; EP2769027B1; US20130097894A1; CA2852940C; WO2013059612A2; MX345679B; WO2013059612A3; US20150082594A1; AP2014007629A0; EP2769027B8; AU2012325934B2; AU2016202830A1; CL2014000994A1; CN103890283A; CN103890283B; EP2769027A2; CN105756120A; AU2016202830B2

Abstract

장비 구성요소들을 커플링하기 위한 시스템은 자기 커플링 조립체를 포함한다. 자기 커플링 조립체는 치형 뾰족부를 어댑터에 커플링한다. 자기 커플링 조립체는 어댑터 내에 형성되는 오목부 내부에 적어도 부분적으로 수납된다. 자기 커플링 조립체는 삽입물 및 자기 커플러를 포함한다. 삽입물은 어댑터의 오목부 내부에 놓이며, 삽입물은 내측 오목부를 포함한다. 자기 커플러는 삽입물의 내측 오목부 내부에 수납된다.

Description

희토류 재료를 갖춘 굴착 장치용 치형 조립체 {TOOTH ASSEMBLY FOR EXCAVATING APPARATUS WITH RARE EARTH MATERIAL}

본 출원은 2011년 10월 20일자로 출원된 미국 가출원 번호 61/549,509호의 이득을 주장하며, 그 공개는 인용에 의해 본 출원에 포함된다.

본 발명은 일반적으로 고 마모에 노출되는 교체형 기계 부품들에 관한 것이며, 더 구체적으로는 희토류 재료에 대한 굴착 장치용 치형 조립체에 관한 것이다.

드래그라인(dragline)들, 백호(backhoe)들, 전방-단부 로더(front-end loader)들, 등과 같은 채굴 및 베벨링 장치들은 채굴 작업에 의해 일어나는 반복된 충격 하중 및 고 마모에 노출되는 희생 부품들을 제공하기 위해서 치형의 호른(horn)들, 굴착기 립(lip)들 등에 장착되는 교체형 치형 조립체들을 종종 사용한다. 그러한 시스템에서, 각각의 치형 조립체는 통상적으로, 상기 장비의 버킷(bucket), 셔블(shovel), 또는 대안의 채굴 또는 스크래핑 기구(scraping mechanism)의 치형 호른에 직접 장착되는 웨지형 어댑터를 포함한다. 굴착될 재료와 결합하는 웨지형 치형 뾰족부가 전방에 설치되고 어댑터에 확실하게 핀 고정된다.

치형 뾰족부의 부착은 통상적으로, 어댑터 내의 삽입 공동들 내측에 삽입되는 하나 또는 그보다 많은 삽입물들에 의해서 달성된다. 삽입물들은 치형 뾰족부를 어댑터에 고정하는 볼트를 수용하도록 내측에서 나사연결된다. 그와 같은 시스템을 사용하여 고정된 치형 뾰족부들의 설치 및 제거는 치형이 교체될 때 치형 뾰족부들을 고정하는 볼트들이 조여지거나 풀어져야 하기 때문에 상당한 시간과 노력을 필요로 한다. 그와 같은 조이고 풀고 하는 작업들은 통상적으로 동력식 임팩트 렌치의 사용을 필요로 한다. 게다가, 그와 같은 공구의 사용은 오버-토킹(over torquing)의 위험을 제공하여, 나사들에 대한 손상 및 작업자에 대한 신체적 상해 가능성을 초래한다.

본 공개의 특정 구성들에 따라서, 굴착 장치용 치형 조립체들과 관련된 단점들 및 문제점들이 실질적으로 감소 또는 제거될 수 있다.

본 공개의 특정 구성들에 따라서, 장비 구성요소들을 커플링하기 위한 시스템은 자기 커플링 조립체를 포함할 수 있다. 자기 커플링 조립체는 치형 뾰족부를 어댑터에 커플링할 수 있다. 자기 커플링 조립체는 어댑터 내에 형성된 오목부 내에 적어도 부분적으로 수납될 수 있다. 자기 커플링 조립체는 삽입물 및 자기 커플러를 포함할 수 있다. 삽입물은 어댑터의 오목부 내에 놓일 수 있으며, 삽입물은 내측 오목부를 포함할 수 있다. 자기 커플러는 삽입물의 내측 리세스 내에 수납될 수 있다.

본 공개의 특정 구성들에 의해 제공되는 기술적 장점들은 굴착 장비 또는 다른 교체형 기계 부품들의 작업자들이 교체형 부품들을 신속하고 효율적으로 설치 및 제거하는 것을 허용하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 치형 뾰족부는 자기 커플러를 사용하여 어댑터에 커플링되거나 어댑터로부터 제거될 수 있다. 자기 커플러는 치형 뾰족부가 사용 중에 열화되거나 마모될 때 기계식 교체 공구 및 가열 요소 중 하나 또는 그보다 많은 것을 사용하여 신속하고 효율적으로 제거될 수 있다. 자기 커플러와 같은 교체형 부품들의 교체 시간을 실질적으로 감소시킴으로써, 그와 같은 자기 커플러는 작업자들이 굴착 장비 및 다른 기계 부품들을 더 작은 유휴 시간으로 더 오래 사용하는 것을 허용할 수 있다.

도 1은 본 공개의 특정 구성들에 따른 부착 시스템의 사시도를 도시하며,
도 2a는 본 공개의 특정 구성들에 따른 부착 시스템의 치형 조립체의 분해 평면도를 도시하며,
도 2b는 본 공개의 특정 구성들에 따른 삽입물의 절반 사시 단면도를 도시하며,
도 2c는 본 공개의 특정 구성에 따른 리테이너 핀의 절반 사시 단면도를 도시하며,
도 3a은 본 공개의 특정 구성들에 따른 부착 시스템의 다른 치형 조립체의 분해 평면도를 도시하며,
도 3b는 본 공개의 특정 구성들에 따른 삽입물의 절반 사시 단면도를 도시하며,
도 3c는 본 공개의 특정 구성들에 따른 자기 커플러의 절반 사시 단면도를 도시하며,
도 4a는 본 공개의 특정 구성들에 따른 자기 커플러를 제거하는데 사용될 수 있는 기계식 제거 공구의 사시도를 도시하며,
도 4b는 도 4a의 기계식 제거 공구의 측면도를 도시하며,
도 5는 본 공개의 특정 구성들에 따른 자기 커플러를 제거하는데 사용될 수 있는 가열 요소의 평면도이며,
도 6a는 본 공개의 특정 구성들에 따른 자기 커플러의 평면도를 도시하며,
도 6b는 도 6a의 자기 커플러의 절반 측단면도를 도시하며,
도 6c는 도 6a의 자기 커플러의 저면도를 도시한다.

본 공개의 특정 구성들에 따른 부착 시스템은 드래그라인 버킷들과 같은 굴착 장비에 그리고 굴착 장비로부터 교체형 치형의 부착 및 제거, 그리고 더 구체적으로는 그 공개들이 인용에 의해 본 출원에 포함되는 미국 특허 제 5,337,495호, 제 6,502,336호 및 제 7,032,334호에 공개된 조립체들에 그리고 조립체들로부터 교체형 치형의 부착 및 제거를 특별히 참조하여 여기서 설명된다. 그러나, 당업자들은 본 공개의 구성들이 교체형 부품들을 사용하는 다른 기계들에 적용가능할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 그와 같은 기계들의 예들은 다운홀(downhole) 드릴들 및 관련 공구들, 컨베이어 벨트 부품들, 드래그라인 버킷들의 중앙 마모 슈라우드(center wear shroud)들 및 윙 슈라우드들, 궤도 차량용 트랙 슈들, 기계식 건(gun) 및 대공포 후미 부품들, 절단 에지들, 핀들, 보호기들, 리퍼(ripper) 구성요소들 등을 포함할 수 있다.

도면들 그리고 특히 도 1을 참조하면, 본 발명의 치형 조립체는 총체적으로 도면 부호 1로 예시되며 종래의 굴착기의 버킷 또는 셔블의 종래의 치형 호른(2)에 장착될 수 있다. 치형 조립체(1)는 제거가능한 치형 뾰족부(15)와 끼워 맞춰지는 웨지형 어댑터(3)를 포함할 수 있으며, 치형 뾰족부는 접촉 에지(18)를 가질 수 있고 하나 또는 그보다 많은(예를 들어, 쌍의) 치형 뾰족부 리테이너 핀(33)들에 의해서 어댑터(3)에 장착될 수 있다. 각각의 치형 뾰족부 리테이너 핀(33)들은 제거가능한 치형 뾰족부(15)의 치형 뾰족부 측벽 내의 치형 뾰족부 리테이너 핀 개구를 통해 연장할 수 있으며 어댑터(3)의 양측들(예를 들어, 대향 측들)에 설치될 수 있는 하나 또는 그보다 많은(예를 들어, 쌍의)삽입물(49) 내측에 나사연결될 수 있다. 임의의 구성들에서, 치형 조립체(1)는 횡방향으로 장착되는 상부 마모 캡 및 바닥 마모 캡을 포함할 수 있으며, 이들 각각은 측면 판 볼트들에 의해서 어댑터(3)에 볼트 고정될 수 있다. 몇몇 구성들에서, 어댑터(3)는 기저부 판으로부터 어댑터(3)의 노우즈 릿지(nose ridge)로 테이퍼질 수 있고 어댑터(3)의 노우즈에서 종결될 수 있는 웨지형 어댑터 기저부를 포함할 수 있다. 스풀 및 동반 웨지를 수납하고 치형 호른(2)에 어댑터(3)를 장착하기 위한 기저부 판 잠금 개구가 어댑터 기저부의 기저부 판에 제공될 수 있다. 한 쌍의 횡방향, 수직-지향된 이격된 안정화 슬롯들이 어댑터 기저부의 측들에 제공될 수 있다. 이격된, 평행한 상부 리브 슬롯들이 어댑터 기저부의 기저부 판의 상부 테이퍼 면 내에 횡방향으로 제공될 수 있으며, 임의의 구성들에서 상부 리브 슬롯들은 T-형상일 수 있다. 유사하게, 한 쌍의 이격된 T-형상 바닥 리브 슬롯들이 상부 리브 슬롯들과 동일한 상대 위치를 따라서 어댑터 기저부의 기저부 판의 면과 바닥 테이퍼 표면 중의 하나 또는 그보다 많은 곳에 제공될 수 있다. 대안으로, 상부 리브 슬롯들 및 바닥 리브 슬롯들은 당업자들의 지식에 따라서 "도브-테일 구성" 및 대안의 잠금 구성 중의 하나 또는 그보다 많은 구성으로 형상화될 수 있다.

어댑터(3)는 핀 조립체(34)를 사용하여 치형 호른(2)에 커플링될 수 있다. 굴착 및/또는 채광 작업들 중에, 어댑터(3)는 상당한 마모와 인열(tear)을 받을 수 있다. 제거가능한 어댑터(3)가 인접 지표, 바위들 및 다른 마손성 재료와 충돌할 때 극한 충격 하중이 가해질 수 있다. 그러므로, 어댑터 본체(3)를 유사한 또는 동일한 구성의 새로운 또는 수리된 구성요소로 용이하게 교체될 수 있게 하는 것이 바람직할 수 있다. 이와는 달리, 치형 호른(2), 버킷들, 셔블들, 및 다른 굴착 장비 중의 하나 또는 그보다 많은 것이 더 빈번히 교체될 필요가 있을 것이며, 이는 이와 관련된 장비 및 노동 비용들을 증가시킬 것이다. 그렇지 않다면 상당한 마모를 경험할 수 있는, 치형 호른(2)의 위치에 제거가능한 어댑터(3)를 제공하여, 굴착 장비와 관련된 선택된 부품들을 교체함으로써 그와 같은 장비의 사용 수명이 연장될 수 있다.

치형 호른(2)의 과도한 마모를 방지하기 위해서, 예를 들어 어댑터(3)가 치형 호른(2)에 커플링될 수 있다. 결과적으로, 어댑터(3)는 굴착 중에 마손성 재료들로부터 적어도 일부만을 드러내고/내거나 치형 호른(2)을 보호할 수 있다. 치형 호른(2)은 어댑터(3)의 개구 내에 수납되도록 구성될 수 있다. 어댑터(3) 및 치형 호른(2)이 커플링될 때, 호른(2)의 제 1 및 제 2 측들은 어댑터(3)의 제 1 및 제 2 측들에 인접하게 배치될 수 있다.

어댑터(3) 및 치형 호른(2)의 구성은 본 발명의 교시들 내에서 상당히 변할 수 있다. 예를 들어, 어댑터(3)가 제 1 및 제 2 테이퍼 표면들을 갖는 것으로서 위에서 설명되었지만, 다른 구성들에서 어댑터(3)는 단지 하나의 테이퍼 측을 포함할 수 있다. 대안으로, 어댑터(3)는 어떠한 테이퍼 측들들도 갖지 않을 수 있다. 게다가, 어댑터(3)가 일반적으로 서로 평행한 제 1 및 제 2 측들을 갖는 것으로서 위에서 설명되었지만, 다른 구성들에서 제 1 및 제 2 측들 중의 하나 또는 모두가 테이퍼질 수 있어서, 제 1 및 제 2 측들이 서로에 평행하지 않을 수 있다. 유사한 개조들이 본 공개의 교시들 내에서 치형 호른(2)에 대해 이루어질 수 있다. 일반적으로, 굴착 구성요소들의 구성들은 굴착 작업들 중에 야기된 과도한 마모를 수용하고 그로부터 보호를 제공하도록 선택될 수 있다.

치형 호른(2)은 치형 호른(2)의 제 1 측에서 유래하여 치형 호른(2)을 통해 적어도 부분적으로 연장할 수 있는 핀 보어(58)를 포함할 수 있다. 도 1에서, 핀 보어(58)는 제 1 측으로부터 제 2 측으로 치형 호른(2)을 통해 연장한다. 핀 보어(58)는 내부에 핀 조립체(34)를 적어도 부분적으로 수납하도록 구성될 수 있다. 핀 보어(58) 및 핀 조립체(34)는 치형 호른(2)으로부터 어댑터(3)의 간단한 설치와 제거 중 하나 또는 그보다 많은 것을 제공하도록 협동할 수 있다. 따라서, 어댑터(3)는 현장에서 작업자에 의해 신속하고 용이하게 설치, 제거 또는 교체될 수 있다. 추가로, 핀 보어(58) 및 핀 조립체(34)의 구성은 그의 사용 중에 치형 호른(2)에 대한 공구 본체의 시프팅을 방지할 수 있다.

임의의 구성들에서, 핀 조립체(34)는 긴 삽입물(60) 및 플러그(69)를 포함할 수 있다. 삽입물(60)은 핀 보어(58) 내에 적어도 부분적으로 수납되도록 구성될 수 있다. 따라서, 핀 보어(58)의 형상 및 크기는 삽입물(60)의 형상 및 크기에 대응할 수 있다. 핀 보어(58) 및 삽입물(60)의 구성들은 본 발명의 교시들 내에서 상당히 변할 수 있다. 특정 구성들에서, 삽입물(60)은 동등한 폭의 다수의 측들을 포함할 수 있는 기하학적 형상일 수 있다. 핀 보어(58)의 형상이 삽입물(60)의 형상에 대응할 수 있기 때문에, 핀 보어(58)는 동일한 폭의 다수의 측들을 포함할 수 있는 기하학적 형상일 수 있다. 특정 구성들에서, 삽입물(60) 및 핀 보어(58)는 각각, 3 개 내지 8 개의 측들을 갖는 형상일 수 있다. 그럼에도 불구하고, 삽입물(60) 및 핀 보어(58)는 어떤 적합한 기하학적 형상일 수 있다. 핀 조립체(34)는 삽입물(60) 내의 플러그 보어와 협동하도록 구성될 수 있는 하나 또는 그보다 많은 플러그(69)들을 포함할 수 있다. 플러그 보어는 삽입물(60)을 통해 적어도 부분적으로 연장할 수 있고 내부에 하나 또는 그보다 많은 플러그(69)들을 적어도 부분적으로 수납하도록 구성될 수 있다. 도 1에서, 플러그 보어는 제 1 단부로부터 제 2 단부로 삽입물(60)을 통해 전체적으로 연장한다. 따라서, 플러그 보어는 제 1 단부에 제 1 플러그를 그리고 제 2 단부에 제 2 플러그를 수납하도록 구성될 수 있다. 그러나, 플러그 보어가 삽입물(60)을 통해 전체적으로 연장하지 않을 수 있다는 것이 인정된다. 플러그 보어가 삽입물(60)을 통해 전체적으로 연장하지 않을 때, 단일 플러그(69)가 사용될 수 있다.

작업시, 플러그(69)들 및 삽입물(60)들은 설치된 구성에서 어댑터(3)를 치형 호른(2)에 커플링하도록 협력할 수 있다. 치형 호른(2)의 측들은 적어도 부분적으로 관통하게 하나 또는 그보다 많은 플러그(69)들의 일부를 수납하도록 구성될 수 있는 각각의 개구들을 포함할 수 있다. 어댑터(3)의 측들의 각각의 개구들의 위치들은 각각, 핀 보어(58)의 제 1 단부 및 제 2 단부와 정렬되도록 선택될 수 있다. 어댑터(3)가 치형 호른(2)에 적절히 위치될 때, 핀 보어(58) 및 개구들은 가상 중심 축선, 대략 중심 축선, 및 하나 또는 그보다 많은 다른 길이방향 축들 중의 하나 또는 그보다 많은 것이 어댑터(3)와 삽입물(60)들의 개구들을 통해서 연장할 수 있도록 정렬될 수 있다. 설치된 위치에서, 플러그(69)는 어댑터(3)를 치형 호른(2)에 커플링하기 위해서 어댑터(3)의 각각의 개구를 통해서 핀 보어(58)의 적어도 일부분의 내측으로 삽입될 수 있다. 정확한 설치 위치에서, 플러그(69)들은 대략 0.125 내지 1.000 인치만큼 어댑터(3)의 측들로부터 오목하게 될 수 있다. 특정 구성들에서, 플러그(69)들은 0.25 내지 0.5 인치만큼 어댑터의 측들로부터 오목하게 될 수 있다.

도 2a 내지 도 2c는 도 1에 도시된 어댑터(3)와 제거가능한 치형 뾰족부(15) 사이의 커플링에 대한 다양한 도면들을 도시한다. 위에서 설명된 바와 같이, 삽입물(49)은 어댑터(3)의 오목부 내에 위치될 수 있다. 치형 뾰족부(15)는 계속해서 어댑터(3) 상에 위치될 수 있다. 그 후에, 리테이너 핀(33)은 나사연결 또는 다른 적절한 커플링 기구에 의해서 각각의 삽입물(49)에 커플링될 수 있다. 삽입물(49)은 설치될 때 어댑터(3) 내의 회전을 방지하도록 적절한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 2b에 도시된 바와 같이, 삽입물(49)은 육각형 형상일 수 있고 리테이너 핀(33)을 수용하도록 구성될 수 있는 나사형성된 내측 부분을 포함할 수 있다. 도 2c에 도시된 바와 같이, 리테이너 핀(33)은 나사형성될 수 있고 리테이너 핀(33)을 삽입물(49) 내측에 나사연결하기 위한 공구를 수납하도록 구성된 오목 부분을 포함할 수 있다.

어댑터(3)는 도 2a에 도시된 어댑터(3)와 제거가능한 치형 뾰족부(15) 사이의 커플링과 유사한 방식으로 핀 조립체(34)를 사용하여 치형 호른(2)에 커플링될 수 있다. 특히, 삽입물(60)은 핀 보어(58) 내에 위치될 수 있으며, 어댑터(3)는 계속해서 치형 호른(2) 상에 위치될 수 있다. 그 후에, 플러그(69)는 각각의 핀 보어(58) 내에 놓일 수 있고 나사 연결 또는 다른 적절한 커플링 기구에 의해서 삽입물(60) 내의 각각의 플러그 보어에 커플링된다. 그러나, 도 1에 도시된 바와 같이, 삽입물(60)은 원통형일 수 있으며, 임의의 구성들에서 삽입물(60)은 설치될 때 치형 호른(2) 내의 회전을 방지하기 위한 적절한 형상(예를 들어, 삽입물(49)과 유사한 육각형 형상)일 수 있다. 게다가, 임의의 구성들에서 도 1에 그려진 것과 같이 삽입물(60)은 그의 제 1 측으로부터 그의 제 2 측으로 치형 호른(2)을 가로질러 연장할 수 있다. 삽입물(60)은 도 2b에 도시된 삽입물(49)의 나사형성 부분과 유사한 플러그(69)를 수납하도록 구성될 수 있는 나사형성된 내측 부분을 포함할 수 있다. 플러그(69)는 나사형성될 수 있고 플러그(69)를 삽입물(60)의 내측에 나사연결하기 위한 공구를 수납하도록 구성된 오목 부분을 포함할 수 있으며, 그 각각은 도 2c에 도시된 리테이너 핀(33)의 대응 부분들과 유사할 수 있다.

도 3a 내지 도 3c는 임의의 구성들에 따라서 자기 커플러(61)와 삽입물(41)을 실시하는 어댑터(3)와 제거가능한 치형 뾰족부(15) 사이의 커플링에 대한 다양한 도면들을 도시한다. 임의의 구성들에서, 삽입물(41)과 자기 커플러(61)의 페어링(pairing)은 어댑터(3)와 제거가능한 치형 뾰족부(15)를 함께 커플링하기 위해 삽입물(49)과 리테이너 핀(33)과 서로 교환되게 사용될 수 있다. 따라서, 자기 커플러(61)는 나사형성된 리테이너 핀(33)과 나사형성된 삽입물(49) 대신에 치형 뾰족부(15)를 어댑터(3)에 고정하기 위해 삽입물(41)과 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 3a에 그려진 바와 같이 치형 뾰족부(15)는 삽입물(41)을 어댑터(3)의 오목부 내에 놓고, 치형 뾰족부(15)를 어댑터(3) 상에 위치시키고, 그리고 자기 커플러(61)를 삽입물(41) 상에 위치시킴으로써 어댑터(3)에 커플링될 수 있다. 자기 커플러(61)는 어댑터(3)를 치형 뾰족부(15)에 단단히 커플링할 수 있는 고 강도 자기 접합을 제공할 수 있다. 자기 커플러(61)는 도 3b에 도시된 바와 같이 삽입물(41) 내에 형성되는 오목부(43) 내측에 놓일 수 있다. 자기 커플러(61)를 오목부(43)의 내측에 놓는 것은 굴착 장비의 작업 중에 삽입물(41)에 대한 자기 커플러(61)의 운동 또는 표류를 실질적으로 감소 또는 제거할 수 있다. 몇몇 구성들에서, 오목부(43)는 자기 커플러(61)의 직경 주위에 0.010 인치의 틈새를 제공하도록 형성될 수 있다. 대안으로, 다른 구성들에서 자기 커플러는 어떤 적절한 크기일 수 있고 어떤 적절한 틈새를 두고 삽입물을 끼워 맞추도록 형성될 수 있다. 임의의 구성들에서 삽입물(41)에는 오목부(43)와 나사형성된 부분이 형성될 수 있어서, 삽입물(41)은 자기 커플러(61) 또는 리테이너 핀(33)을 수납하도록 구성될 수 있다.

어댑터(3)는 도 3a에 도시된 어댑터(3)와 제거가능한 치형 뾰족부(15) 사이의 커플링과 유사한 방식으로 삽입물(41)과 자기 커플러(61)의 페어링 또는 삽입물(60)과 그의 특징들의 조합을 사용하여 치형 호른(2)에 커플링될 수 있다. 임의의 구성들에서, 삽입물(60)에는 나사형성된 내측 부분보다는 오히려, 도 3b에 도시한 바와 같은 삽입물(41)의 오목부(43)와 유사한 오목부가 형성될 수 있다. 따라서, 자기 커플러(61)가 나사형성된 플러그(69)와 삽입물(60)의 나사형성된 버젼 대신에 어댑터(3)를 치형 호른(2)에 고정하기 위해서 삽입물(60)과 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 3a에 도시된 어댑터(3)와 제거가능한 치형 뾰족부(15) 사이의 커플링과 유사하게, 어댑터(3)는 삽입물(60)을 핀 보어(58)의 내측에 위치시키고, 어댑터(3)를 치형 호른(2) 위에 위치시키고, 그리고 자기 커플러(61)를 삽입물(60)의 오목부 상에 위치시킴으로써 치형 호른(2)에 커플링될 수 있다. 몇몇 구성들에서 삽입물(60)에는 삽입물(41)의 오목부(43)와 유사한 오목부와 나사형성된 부분이 형성될 수 있어서, 삽입물(60)은 전술한 바와 같이 자기 커플러(61) 또는 나사형성된 플러그(69)를 수납하도록 구성될 수 있다.

특정 구성들에서 자기 커플러(61)는 네오디뮴 및 사마륨-코발트 자기 재료들을 포함하지만 이에 한정되지 않는 어떤 고강도 자기 재료로 부분적으로 제작될 수 있다. 도 3c에 도시된 바와 같이, 자기 커플러(61)는 중심을 통해 놓여지는 보어(63)와 같은 원통형 보어를 갖는 일반적으로 원통형 형상 또는 디스크 형상일 수 있다. 그러나, 대안의 구성들에서 자기 커플러(61)는 직사각형, 난자형(ovular), 육각형, 또는 어떤 다른 적합한 형상일 수 있으며, 오목부(43) 및 삽입물(60) 내에 형성된 오목부는 유사한 형상일 수 있다. 자기 커플러(61)는 차폐물(65)에 의해 적어도 부분적으로 에워싸일 수 있는 희토류 재료 코어(64)를 포함할 수 있다. 차폐물(65)은 보호 컵(66)에 의해 적어도 부분적으로 에워싸일 수 있다. 몇몇 구성들에서, 차폐물(65)은 황동 재료로 형성될 수 있으며, 보호 컵(66)은 스틸 재료로 형성될 수 있다. 차폐물(65)과 보호 컵(66)에 의해 적어도 부분적으로 에워싸인 희토류 재료 코어(64)는 도 3a 및 도 3c의 자기 면(62)으로부터 외측으로 돌출하는 방향일 수 있는 단일 방향으로 자기 커플러(61)가 희토류 재료 코어(64)의 자력을 지향시킬 수 있게 할 수 있다. 부가로, 보호 컵(66)은 굴착 장비의 작업 중에 희토류 재료 코어(64)에 놓이는 힘들로 인한 치핑(chipping) 또는 파괴로부터 희토류 재료 코어(64)를 보호할 수 있다. 그에 의해서 보호 컵(66)은 자기 커플러(61)의 희토류 재료 코어(64)의 무결성을 보호한다. 몇몇 구성들에서, 자기 커플러(61)는 자기 면(62)으로부터 외측으로 돌출하는 방향 이외에 또는 그와는 다른 방향들로 희토류 자기 코어(64)에 의해 제공되는 자력을 이용하기 위해서 차폐물과 보호 컵 중 하나 또는 그보다 많은 것들 없이 형성된다.

도 3b에 도시된 바와 같이, 삽입물(41)은 내부에 커플러 가이드(70)를 수납하도록 형성될 수 있는 오목부(42)를 포함할 수 있다. 자기 커플러(61)와 커플링되도록 변형된 바와 같은 삽입물(60)은 또한, 내부에 커플러 가이드(70)를 수납하도록 또한 형성될 수 있는 오목부(42)에 대응하는 부가의 오목부를 포함할 수 있다. 특정 구성들에서, 커플러 가이드(70)는 실질적으로 긴 길이방향 부분 및 그의 기저부에 부착되는 크로스-피스 또는 디스크 형상 부분을 갖는 일반적으로 T-형상일 수 있다. 커플러 가이드(70)는 삽입물(41) 상에의 자기 커플러(61)의 신속하고 안전한 설치를 촉진시킬 수 있다. 예를 들어, 삽입물(41) 상에 또는 그 내부에 자기 커플러(61)를 설치하기 위해서 삽입물(41)은 어댑터(3) 내에 위치될 수 있으며, 치형 뾰족부(15)는 어댑터(3) 상에 위치될 수 있다. 자기 커플러(61)는 커플러 가이드(70)의 기저부에 어댑터(3)를 향해서 부착되는 크로스-피스 또는 디스크 형상 부분으로부터 멀어지게 위치되는 자기 면(62)을 갖춘 자기 커플러(61)의 보어(63)를 통해 커플러 가이드(70)의 긴 부분 상에 놓일 수 있다. 자기 커플러(61)가 커플러 가이드(70)에 부착되지 않을 수 있고 커플러 가이드와 접합하지 않을 수 있게 보장하기 위해서 커플러 가이드(70)는 비자성 재료로 형성될 수 있다. (상부에 놓인 자기 커플러(61)를 갖춘)커플러 가이드(70)는 삽입물(41) 내에 형성되는 오목부(42) 및 삽입물(60) 내에 형성되는 대응 오목부 중의 하나 또는 그보다 많은 것에 위치될 수 있다. 자기 커플러(61)에 의해 제공되는 자력이 자기 커플러(61)를 삽입물(41)에 고정할 때까지 자기 커플러(61)를 커플러 가이드 (70)의 전방으로 미끄럼시키도록 힘이 계속해서 가해질 수 있다. 예를 들어, 자기 커플러(61)가 계획된 설치 중에 어댑터(3)의 에지에 부착되거나 그 에지에 의해 방해받게 되면, 자기 커플러(61)가 어댑터(3)의 방해 에지를 해결하고 어댑터(3)의 개구 내측으로 미끄러져 그에 의해 삽입물(41)에 커플링될 때까지 자기 커플러(61)를 전환 및 이동시키기 위해 커플러 가이드(70)가 사용될 수 있다.

임의의 구성들에서, 자기 커플러(61)는 자기 커플러(61)가 그를 통해서 놓이는 어댑터(3)의 개구의 측들과 접촉함으로써 어댑터(3)를 치형 호른(2)에 고정하는데 충분한 길이일 수 있다. 그에 의해서 자기 커플러(61)는 어댑터(3)가 굴착 장비 또는 다른 교체형 기계 부품들의 작업 중에 치형 호른(2)으로부터 분리되는 것을 방지할 수 있다. 임의의 구성들에서, 자기 커플러(61)는 자기 커플러(61)가 그를 통해서 놓이는 어댑터(3)의 개구의 측들과 접촉함으로써 치형 뾰족부(15)를 어댑터(3)에 고정하는데 충분한 길이일 수 있다. 그에 의해서 자기 커플러(61)는 치형 뾰족부(15)가 굴착 장비 또는 다른 교체형 기계 부품들의 작업 중에 어댑터(3)로부터 분리되는 것을 방지할 수 있다. 일단 삽입물(41)과 삽입물(60) 중의 하나 또는 그보다 많은 것에 커플링되면, 보어(63)는 보어(63)와 동일한 크기 및 폭을 갖도록 형성될 수 있는 보어 충전 재료로 충전될 수 있다. 보어 충전 재료는 먼지, 바위 파편들, 또는 다른 마손성 재료가 작업 중에 자기 커플러(61)로 진입하는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 보어(63)는 보어(63)의 구역에 끼워 맞춰지고 그 구역을 충전하도록 형성될 수 있는 네오프렌 실린더로 충전될 수 있다. 대안 구성들에서, 그를 위해서 삽입물(41,60)들 및 각각의 보어들 중 하나 또는 그보다 많은 것이 생략될 수 있으며 자기 커플러(61)가 치형 호른(2) 및 어댑터(3) 중의 하나 또는 그보다 많은 것에 직접 커플링될 수 있다.

자기 커플러(61)는 기계 공구 부품들의 신속하고 효율적인 교체를 허용할 수 있다. 예를 들어, 치형 뾰족부(15)는 자기 커플러(61)를 사용하여 어댑터(3)에 커플링될 수 있으며, 계속해서 치형 뾰족부(15)는 아래에서 더 상세히 설명되는 기계식 교체 공구(40) 및 가열 요소(80) 중의 하나 또는 그보다 많은 것을 사용하여 신속하고 효율적으로 제거될 수 있는데, 이는 치형 뾰족부(15)가 사용 중에 열화되거나 마모되기 때문이다. 교체형 부품들의 교체 시간을 실질적으로 감소시킴으로써, 자기 커플러(61)는 더 작은 유휴 시간으로 굴착 장비 및 다른 기계 부품들의 더 오래 사용을 허용할 수 있다.

도 4a, 도 4b 및 도 5는 삽입물(41,60)들 중 하나 또는 그보다 많은 것으로부터 자기 커플러(61)를 제거하기 위한 다양한 시스템 및 방법들을 도시한다. 몇몇 구성들에서, 자기 커플러(61)는 그의 외측 표면으로부터 테이퍼지거나 나사형성될 수 있어서 기계식 제거 공구(40)가 자기 커플러(61)와 커플링될 수 있다. 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 기계식 제거 공구(40)는 그의 단부에 나사형성될 수 있다. 결과적으로, 기계식 제거 공구(40)는 자기 커플러(61)의 나사형성되거나 테이퍼진 부분에 나사연결될 수 있다. 기계식 제거 공구(40)의 지지 후방 부분에 대한 신속하고 높은 힘의 운동으로 기계식 제거 공구(40)의 일부분을 미끄럼시키기 위해 힘이 계속해서 가해질 수 있어서, 기계식 제거 공구(40)는 삽입물(41,60)들 중의 하나 또는 그보다 많은 것에 대한 자기 커플러(61)의 자기 커플링을 파괴할 수 있다. 몇몇 구성들에서, 신속하고 강한 힘은 자기 커플러(61)에 의해 생성된 자기 접합을 파괴하기에 충분할 수 있다. 계속해서, 치형 뾰족부(15)와 어댑터(3) 중의 하나 또는 그보다 많은 것이 제거 및 교체될 수 있으며, 자기 커플러(61)가 재사용되거나 폐기될 수 있다.

도 5는 자기 커플러(61)의 자기 접합을 파괴하기 위해서 몇몇 구성들에서 사용될 수 있는 가열 요소(80)를 도시한다. 가열 요소(80)는 500 ℉ 초과의 열을 생성하기 위해서 표준 110 볼트 교류 전류를 사용할 수 있다. 그러나, 일반적으로 가열 요소(80)는 어떤 적합한 방식으로 그리고 어떤 적합한 온도로 열을 제공할 수 있다. 가열 요소(80)는 보어(63)의 내측에 삽입될 수 있다. 가열 요소(80)에 의해 제공된 열은 자기 커플러(61)의 자기 특성들을 제거하는 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 특정 구성들에서 사용될 수 있는 네오디뮴은 대략 375 ℉의 온도로 가열될 때 그의 자기 특성들을 손실할 수 있다. 따라서, 가열 요소(80)는 교체된 자화 자기 커플러(61)가 설치될 수 있도록 자기 커플러(61)를 신속하고 안전하게 제거하는데 사용될 수 있다.

도 6a 내지 도 6c는 도 3a 및 도 3c를 참조하여 전술한 바와 같은 자기 커플러(61)를 도시한다. 도 6a는 보는 사람을 향해 마주하는 자기 면(62)을 갖춘 자기 커플러(61)의 평면도를 도시한다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 자기 커플러(61)는 보어(63)를 형성하는 원통형 절취부를 갖춘 희토류 재료 코어(64)를 포함할 수 있다. 희토류 재료 코어(64)는 차폐물(65)에 의해 적어도 부분적으로 에워싸일 수 있다. 차폐물(65)은 코어(64)의 무결성을 보호하기 위해서 보호 컵(66)에 의해 적어도 부분적으로 에워싸일 수 있다. 삽입물(41,60)들 중 하나 또는 그보다 많은 것과 함께, 희토류 재료 코어(64), 차폐물(65), 및 보호 컵(66)은 자기 커플링 조립체로서 지칭될 수 있다. 도 6b는 보어(63), 희토류 재료 코어(64), 차폐물(65), 및 보호 컵(66)을 도시하는 자기 커플러(61)의 절반 측단면도를 도시한다. 몇몇 구성예들에서, 자기 커플러(61)는 탭(tap)(67)에 나사형성될 수 있으며, 이는 자기 커플러(61)가 제거를 위해 기계식 제거 공구(40)에 커플링되는 것을 허용할 수 있다. 도 6c도는 보는 사람의 반대쪽으로 향하는 자기 면(62)을 갖춘 자기 커플러(61)의 저면도를 도시한다. 도 6c는 보호 컵(66) 및 보어(63)를 도시한다. 몇몇 구성들에서 자기 커플러(61)는 2.0 인치의 직경 및 1.25 인치의 길이를 가질 수 있다. 대안 구성들에서 자기 커플러(61)는 특정 적용에 기초하여 그리고 자기 커플러(61) 장비가 커플링되는 것에 기초하여 어떤 적합한 치수를 갖도록 구성될 수 있다.

임의의 구성들에서 자기 커플러(61) 및 삽입물(41,60) 중의 하나 또는 그보다 많은 것의 위치는 교환될 수 있다.

다른 구성들에서 자기 커플러(61)는 치형 호른(2), 어댑터(3) 및 치형 뾰족부(15)의 하나 또는 그보다 많은 것과 일체로 형성될 수 있다. 그러한 대안의 구성들에서 자기 커플러(61)는 치형 호른(2), 어댑터(3) 및 치형 뾰족부(15) 중 하나 또는 그보다 많은 것의 하나 또는 그보다 많은 보어들 및 오목부들 대신에 치형 호른(2), 어댑터(3) 및 치형 뾰족부(15) 중 하나 또는 그보다 많은 것에 배치될 수 있다.

게다가, 몇몇 구성들에서 삽입물(41,60)들 중의 하나 또는 그보다 많은 것이 치형 호른(2), 어댑터(3) 및 치형 뾰족부(15) 중 하나 또는 그보다 많은 것과 일체로 형성될 수 있다. 그러한 구성들에서 자기 커플러(61)는 치형 호른(2), 어댑터(3) 및 치형 뾰족부(15) 중 하나 또는 그보다 많은 것의 하나 또는 그보다 많은 보어들 및 오목부들 대신에 치형 호른(2), 어댑터(3) 및 치형 뾰족부(15) 중 하나 또는 그보다 많은 것에 배치될 수 있다.

본 발명이 다양한 예의 구조들과 예시적인 실시예들과 연관하여 설명되었지만, 전술된 구조들, 구성들 및 실시예들의 다른 변경들 및 변형들이 본 발명의 범주로부터 이탈함이 없이 이루어질 수 있다는 것이 당업자들에게 이해될 것이다. 예를 들어, 본 출원은 여기서 설명된 다양한 요소들과 특징들의 가능한 조합들을 포함하며, 특허청구범위에 제시되고 전술된 특정 요소들 및 특징들이 본 출원의 범주 내에서 다양한 방식들로 서로 조합될 수 있어서, 본 출원이 다른 가능한 조합들을 포함하는 다른 실시예들에 관한 것으로 또한 인정되어야 한다. 청구된 발명의 범주와 일치하는 다른 구조들, 구성들 및 실시예들은 여기서 설명된 발명의 명세서 또는 실시의 고려로부터 당업자들에게 자명해질 것이다. 이는 명세서 및 설명된 예들이 다음의 특허청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 진정한 범주에 대한 예시임을 의도한다.

Claims

장비 구성요소들을 커플링하기 위한 시스템으로서,
치형 뾰족부를 어댑터에 커플링하도록 구성되고 상기 어댑터 내에 형성되는 오목부 내부에 적어도 부분적으로 수납되도록 구성되는 자기 커플링 조립체를 포함하며,
상기 자기 커플링 조립체는,
상기 어댑터의 오목부 내부에 놓이도록 구성되고 제 1 내측 오목부를 포함하는 삽입물, 및
상기 삽입물의 제 1 내측 오목부 내부에 수납되도록 구성되는 자기 커플러를 포함하는,
장비 구성요소들을 커플링하기 위한 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 자기 커플러는,
희토류 자기 재료를 포함하는 자기 코어와,
상기 자기 코어를 적어도 부분적으로 에워싸는 차폐물, 및
상기 차폐물과 자기 코어를 적어도 부분적으로 에워싸는 보호 컵을 포함하는,
장비 구성요소들을 커플링하기 위한 시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 자기 커플러는,
그의 중심을 통해서 형성되는 보어, 및
상기 보호 컵 내에 형성되고 상기 보어와 실질적으로 정렬되는 나사형성 부분을 포함하는,
장비 구성요소들을 커플링하기 위한 시스템.
제 3 항에 있어서,
상기 자기 커플러를 삽입물로부터 분리하기 위한 장치를 포함하며,
상기 장치는,
상기 자기 커플러의 나사형성 부분과 커플링되도록 구성되는 나사형성 단부 부분을 포함하는 긴 부분과,
상기 긴 부분을 따라 미끄럼하도록 구성되는 미끄럼 부분, 및
상기 나사형성 단부 부분과 대향하는 긴 부분의 단부에 배치되며 상기 미끄럼 부분이 자기 커플러의 반대 방향으로 상기 긴 부분으로부터 분리되는 것을 방지하도록 구성되는 지지 부분을 포함하며,
상기 장치는 상기 긴 부분의 나사형성 단부 부분이 자기 커플러의 나사형성 부분과 커플링되는 동안에 자기 커플러의 반대 방향으로 상기 미끄럼 부분과 지지 부분에 가해지는 힘에 반응하여 삽입물로부터 자기 커플러가 분리되도록 구성되는,
장비 구성요소들을 커플링하기 위한 시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 보호 컵은 자기 코어의 자력을 실질적으로 단일 방향으로 지향시키는,
장비 구성요소들을 커플링하기 위한 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 자기 커플러는 그의 중심을 통해서 형성되는 보어를 포함하며,
상기 삽입물은 제 2 내측 오목부를 포함하며, 상기 제 2 내측 오목부는 자기 커플러가 삽입물의 제 1 내측 오목부 내부에 배치되는 동안에 보어와 실질적으로 정렬되도록 구성되는,
장비 구성요소들을 커플링하기 위한 시스템.
제 6 항에 있어서,
상기 보어는 자기 커플러를 삽입물에 설치하기 위한 장치의 긴 부분을 그를 통하여 수납하도록 구성되며,
상기 제 2 내측 오목부는 긴 부분의 단부를 내부에 수납하도록 구성되며,
상기 자기 커플러는 보어가 그를 통해서 긴 부분의 단부를 수납하고 제 2 내측 오목부가 내부에 긴 부분의 단부를 수납할 때 삽입물의 제 1 내측 오목부와 실질적으로 정렬되도록 구성되는,
장비 구성요소들을 커플링하기 위한 시스템.
제 6 항에 있어서,
자기 커플러를 삽입물에 설치하기 위한 장치를 포함하며, 상기 장치는,
상기 긴 부분에 실질적으로 수직한 크로스 피스 부분에 커플링되는 긴 부분을 포함하며,
상기 장치는 자기 커플러의 보어를 통해서 긴 부분에 자기 커플러를 수납하도록 구성되며,
상기 장치는 삽입물의 제 2 내측 오목부 내에 끼워 맞춰지도록 구성되는,
장비 구성요소들을 커플링하기 위한 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 어댑터의 오목부는 특정 형상을 형성하는 복수의 오목한 벽들을 포함하며,
상기 삽입물은 특정 형상을 또한 형성하는 복수의 측벽들을 포함하여, 복수의 오목한 벽들은 삽입물이 어댑터의 오목부 내에 배치되는 동안에 삽입물이 회전하는 것을 방지하는,
장비 구성요소들을 커플링하기 위한 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 어댑터를 치형 호른에 커플링하도록 구성되는 다른 자기 커플링 조립체를 포함하며, 상기 다른 자기 커플링 조립체는 치형 호른 내에 형성되는 보어 내부에 적어도 부분적으로 수납되도록 구성되며, 상기 다른 자기 커플링 조립체는,
제 2 내측 오목부를 포함하며 상기 치형 호른의 보어 내부에 놓이도록 구성되는 다른 삽입물, 및
다른 삽입물의 제 2 내측 오목부 내부에 수납되도록 구성되는 다른 자기 커플러를 포함하는,
장비 구성요소들을 커플링하기 위한 시스템.
제 10 항에 있어서,
상기 치형 호른의 보어는 상기 치형 호른의 제 1 측으로부터 상기 치형 호른의 제 2 측으로 연장하도록 형성되며,
상기 다른 삽입물은 제 3 내측 오목부를 포함하며,
상기 다른 자기 커플링 조립체는 상기 다른 삽입물의 제 3 내측 오목부 내부에 수납되도록 구성되는 또 다른 자기 커플러를 포함하는,
장비 구성요소들을 커플링하기 위한 시스템.
제 10 항에 있어서,
상기 치형 호른의 보어는 특정 형상을 형성하는 복수의 보어 벽들을 포함하며,
상기 다른 삽입물은 특정 형상을 또한 형성하는 복수의 측벽들을 포함하여, 복수의 보어 벽들은 다른 삽입물이 치형 호른의 보어 내에 배치되는 동안에 다른 삽입물이 회전하는 것을 방지하는,
장비 구성요소들을 커플링하기 위한 시스템.
제 10 항에 있어서,
상기 다른 자기 커플러의 최외측 표면은 0.125 인치 내지 1.000 인치의 거리만큼 어댑터의 외측으로부터 오목한,
장비 구성요소들을 커플링하기 위한 시스템.
제 10 항에 있어서,
상기 다른 자기 커플러의 최외측 표면은 0.25 인치 내지 0.5 인치의 거리만큼 어댑터의 외측으로부터 오목한,
장비 구성요소들을 커플링하기 위한 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 어댑터 내에 형성되는 오목부는 측벽을 포함하며,
상기 삽입물의 제 1 내측 오목부는 측벽과 자기 커플러 사이에 약 0.010 인치의 틈새를 제공하도록 형성되는,
장비 구성요소들을 커플링하기 위한 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 자기 커플러는 그의 중심을 통해서 형성되는 보어를 포함하며,
상기 보어는 자기 커플러가 삽입물의 제 1 내측 오목부 내부에 수납된 후에 보어 충전물로 충전되도록 구성되며,
상기 보어 충전물은 마손성 재료가 자기 커플러로 진입하는 것을 방지하도록 구성되는,
장비 구성요소들을 커플링하기 위한 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 자기 커플러는 약 2.0 인치의 직경 및 약 1.25 인치의 길이를 포함하는,
장비 구성요소들을 커플링하기 위한 시스템.
장비 구성요소들로부터 자기 커플러를 분리하기 위한 장치로서,
상기 자기 커플러의 나사형성 부분과 커플링되도록 구성되는 나사형성 단부 부분을 포함하는 긴 부분과,
상기 긴 부분을 따라 미끄럼하도록 구성되는 미끄럼 부분, 및
상기 나사형성 단부 부분과 대향하는 긴 부분의 단부에 배치되며 상기 미끄럼 부분이 나사형성 단부 부분과 반대 방향으로 상기 긴 부분으로부터 분리되는 것을 방지하도록 구성되는 지지 부분을 포함하며,
상기 장치는 상기 긴 부분의 나사형성 단부 부분이 자기 커플러의 나사형성 부분과 커플링되는 동안에 나사형성 단부 부분과 반대의 방향으로 상기 미끄럼 부분과 지지 부분에 가해지는 힘에 반응하여 장비 구성요소들로부터 자기 커플러를 분리하도록 구성되는,
장비 구성요소들로부터 자기 커플러를 분리하기 위한 장치.
장비 구성요소에 자기 커플러를 설치하기 위한 장치로서,
긴 부분에 실질적으로 수직한 크로스 피스 부분에 커플링되는 긴 부분을 포함하며,
상기 장치는 긴 부분에 자기 커플러를 수납하고 구성요소인 어댑터에 설치된 삽입물의 오목한 부분 내에 끼워 맞춰지도록 구성되는,
장비 구성요소에 자기 커플러를 설치하기 위한 장치.
장비 구성요들로부터 자기 커플러를 분리하기 위한 장치로서,
자기 커플러의 보어 내부에 놓여지도록 구성되는 전기 가열 요소를 포함하며,
상기 전기 가열 요소는 자기 커플러의 자기 특성들이 제거되도록 자기 커플러를 가열하도록 작동할 수 있는,
장비 구성요들로부터 자기 커플러를 분리하기 위한 장치.