KR20160033699A - 굴착용 기계의 버킷의 마모 조립체를 위한 수컷 부분 및 암컷 부분 - Google Patents
굴착용 기계의 버킷의 마모 조립체를 위한 수컷 부분 및 암컷 부분 Download PDFInfo
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Abstract
굴착 기계 버킷의 마모 조립체는 수컷 부분(1) 및 암컷 부분(2)을 포함하고, 이들 모두는 상부 접촉 표면 및 하부 접촉 표면이 제공된 코부분(10)(수컷 부분) 또는 공동(20)(암컷 부분)을 포함한다. 상부 접촉 표면은 코부분의 팁 또는 공동의 저부로부터 후방으로 연장된 상부 전방 접촉 부분(14,24)을 포함하고, 하부 접촉 표면은 마찬가지로 연장된 하부 전방 접촉 부분(13,23)을 포함하며, 상기 상부 및 하부 전방 접촉 부분들중 하나는 오목하고 다른 하나는 볼록하다. 마찬가지로, 상부 접촉 표면은 코부분의 베이스 또는 공동의 입구로부터 전방으로 연장된 상부 후방 접촉 부분(16,26)들을 포함하고, 하부 접촉 표면은 마찬가지로 연장된 하부 후방 접촉 부분(15,25)을 포함하며, 상기 상부 및 하부 후방 접촉 부분들중 하나는 오목하고 다른 하나는 볼록하다.
Description
본 발명은 굴착용(earth-moving) 기계의 버킷(bucket)의 마모 조립체의 암컷 부분에 관한 것으로서, 상기 버킷 및 상기 암컷 부분은 직교하는 방향(X, Y, Z)들에 의해 식별된 길이, 폭 및 높이를 각각 가지며, 상기 암컷 부분은 상부 접촉 표면 및 하부 접촉 표면이 제공된 공동을 포함한다.
또한 본 발명은 그러한 마모 조립체를 위한 수컷 부분에 관한 것이며, 상기 수컷 부분은 상부 접촉 표면 및 하부 접촉 표면이 제공된 코부분(nose)을 포함한다.
본 발명은 상기 수컷 부분 및 암컷 부분을 포함하는 마모 조립체에 관한 것이다.
토양 및 바위와 같은 물질을 파헤치고 움직이는 기계는 굴착기, 로더(loader)등을 포함하며, 이들에는 통상적으로 기계적인 아암에 부착된 하나 이상의 삽(shovel) 또는 버킷이 제공된다. 버킷에는 토양 및 바위의 덩어리에 침투하고 맞물리도록 의도된 블레이드 또는 경사진 립(lip)이 전방 가장자리에 제공된다. 립의 과도한 마모를 방지하고 토양에 침투하는 것을 돕도록, 립과 관련되고 전방으로부터 돌출된 마모 요소들을 조립하는 것이 통상적이다. 그러한 마모 조립체는 물질을 파헤치도록 치 또는 첨단 부재를 포함하며, 치를 립에 접합시키는, 립 또는 버킷에 부착된 치-홀더(tooth-holder) 또는 어댑터를 포함한다.
상기 마모 요소들은 마모 요소들, 특히 치(teeth)를 열화(劣化)시킬 수 있는 큰 응력 및 마모를 회피할 수 없어서, 이들은 자주 교체되어야 한다. 또한, 기계가 의도하는 작업에 따라서, 품질을 향상시키기 위하여 치의 형상 또는 유형을 변화시키는 것이 소망스러울 수 있다.
한편, 굴착 분야에서의 작업의 유형은 소형 건설, 통상적인 건설, 대형 건설 및 채굴로 변화될 수 있으며, 특정의 작업은 보통 기계의 크기 및 마모 조립체의 유형을 결정하는데, 왜냐하면 기계적인 요건이 다르기 때문이다.
예를 들어, 건설 작업에서 기계는 채굴 작업에서보다 작고 하중 및 응력은 공공 작업에서보다 채굴 작업에서 더 크다. 가벼운 하중에서는 2 개 부분 마모 조립체가 보통 사용되며, 즉, 예를 들어 (다른 부착 방식이 물론 배제되지 않을지라도) 용접에 의해 립에 부착된 어댑터, 상기 어댑터에 결합된 치가 사용된다. 항상, 어댑터는 수컷 부분으로서 구성되고 치는 암컷 부분으로서 구성되지만, 일부 경우에 반대로도 이루어지며, 조립체는 "역(inverse)의 시스템"으로서 호칭된다.
채굴 작업에서, 저항하는 하중이 클 경우에, 3 부분 마모 조립체를 사용하는게 보통인데, 이것은 첨단 부재(치), 중간 부재 및 주조 또는 용접된 부재(어댑터)를 포함한다. 조립체의 하중이 매우 무거울 때 상기 3 부분 조립체들이 사용되며, 따라서 요소들의 개수 증가는 그들의 취급을 용이하게 한다. 사용 가능한 마모 재료의 비율이 증가되기 때문에 3 부분 마모 조립체는 유용하다. 중간 부재에는 수컷 부분이 그것의 전방 영역에서 제공되고, 암컷 부분이 그것의 후방 영역에 제공되며, 첨단 부재는 암컷 부분으로서 구성되고 어댑터는 수컷 부분으로서 구성된다. 그러나, 다른 배치도 가능하며, 예를 들어, 역의 시스템도 가능하다.
상이한 부분들 사이의 결합은 보유 요소에 의해 유지되는데, 보유 요소는 통상적으로 핀으로서, 수직이거나 또는 측방향으로 놓일 수 있다.
결합의 수명은 다음과 같은 원인에 의하여 제한된다.
가해진 힘에 반응하는 작용에 기인하여 재료에 소성 변형이 발생된다.
피로: 보통의 지속 기간을 가진 치는 50,000 번을 초과하는 작업 사이클을 수행하며; 결과적으로, 크랙과 같은 피로 현상 때문에 발생되는 결함 또는 다른 결함을 방지하도록 결합이 설계되어야 한다.
마모는 다음의 2 가지 유형을 구분할 필요가 있다.
1. 재료의 흐름에 기인하는 부분들의 외부 마모
2. 2 개의 요소(치-치 바아(tooth-bar))들 사이에 도입된 미세 재료에 기인한 내측 마모로서, 그에 의하여 2 개 요소들 사이의 움직임과 함께 마모 효과가 발생되어 상기 요소들을 점진적으로 마모시킨다.
마모 조립체의 맞춤 또는 부착은 수컷 부분 및 암컷 부분의 접촉 표면들에 의해 형성되는데, 여기에서 부하(load)는 마모 요소의 첨단부(point)로부터 어댑터 요소를 통해 버킷의 립(lip)으로 전달된다.
기계가 작동할 때, 치의 첨단부는 상이한 방향들에서 영역(terrain)과 맞물리는데, 이것은 치의 첨단부로부터 수컷 부분에 접촉하는 접촉 표면들로 전달되는 응력을 치에서 일으키고, 즉, 첨단부로부터 어댑터로(또는 3 부분 조립체의 경우에 중간 요소로) 이동하고 그리고 어댑터로부터 버킷으로 이동함으로써, 응력은 조립체로부터 그리고 핀으로부터도 덜어지게 된다.
통상적인 마모 조립체에서, 암컷 부분내의 하우징 또는 공동 및 수컷 부분의 상보적인 코부분(nose)은 쐐기 형상이다. 힘을 치에 적용할 때, 이러한 형상은 이들 2 개 요소들을 분리시키거나, 또는 치를 파괴하고 핀에 응력을 가하는 경향을 가진 작용력을 어댑터상에 발생시키는데, 이것은 떨어져 나간 핀이 치도 떨어져 나가게 하기 때문에 매우 위험스러운 상황으로 이끌 수 있으며, 토양과 함께 모인 치는 차후에 기계류(예를 들어, 파쇄기(crusher))를 파손시킬 수 있기 때문에 매우 해로울 수 있다. 더욱이, 부하는 모든 방향들로 전달되어 마모 조립체를 열화시키는 경향이 있으며, 특히 마모 조립체 요소들 사이의 베어링 표면들 또는 접촉 및, 핀도 열화(劣化)시키는 경향이 있다.
국제 출원 공개 WO2007/097984 는 마모 부재를 굴착 장비에 고정하는 마모 조립체를 개시하며, 이것은 코부분을 가진 베이스 및 소켓을 가진 마모 부재를 구비한다. 코부분 및 소켓에는 그것의 중심 부분들에 하나 이상의 상보적인 안정화 표면들이 각각 제공된다. 그러나, 커다란 부하가 상이한 방향들에서 동시에 작용할 때 상기 표면들이 마모 조립체를 안정화시킬 정도로 충분하게 지탱하지 않는다는 점이 밝혀졌다.
본 발명의 목적은 마모 조립체의 응력을 경감시키도록 응력을 감소시키거나 또는 응력을 재지향(redirect)시키는 것이다.
다음에서, "전방"은 길이 방향으로 치의 첨단부를 향하는 것을 의미하고 "후방"은 반대 방향을 의미한다.
제 1 양상에 따르면, 직교하는 방향(X, Y, Z)들로 각각 식별된 길이, 폭 및 높이를 가지는, 굴착 기계의 버킷의 마모 조립체를 위한 암컷 부분은 상부 접촉 표면 및 하부 접촉 표면이 제공된 공동을 포함하고, 상기 상부 접촉 표면은 공동의 저부로부터 후방으로 연장된 상부 전방 접촉 부분을 포함하고 상기 하부 접촉 표면은 공동의 저부로부터 후방으로 연장된 하부 전방 접촉 부분을 포함하며, 상기 상부 및 하부 전방 접촉 부분들중 하나는 오목하고 다른 하나는 볼록하다. 예를 들어, 공동의 상부 및 하부 전방 접촉 부분들 양쪽은 V 형상(이러한 경우에, 상부 전방 접촉 부분은 볼록하고 하부 전방 접촉 부분은 오목할 것이다) 또는 ∧ 형상(이러한 경우에 상부 전방 접촉 부분은 오목하고 하부 전방 접촉 부분은 볼록할 것이다)을 나타낼 수 있다. 상부 전방 접촉 부분 및 하부 전방 접촉 부분 양쪽은 중심의 XZ 평면에 대하여 대칭적이며, 상기 평면은 공동의 입구의 중심을 통과하는 XZ 평면이다.
일부 실시예들에서, 상부 전방 접촉 부분 및 하부 전방 접촉 부분은 우측 전방면 및 좌측 전방면을 포함할 수 있고 상기 면들은 실질적으로 평탄할 수 있다. 우측 전방면들은 중심 XZ 평면의 일 측으로 놓일 수 있고 좌측 전방 면들은 그것의 다른 측으로 놓일 수 있으며, 이들은 상기 중앙의 XZ 평면에 대하여 대칭적일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상부 전방 접촉 부분은 YZ 평면에 평행한 그 어떤 단면상에서도 하부 전방 접촉 부분에 평행할 수 있다; 이들은 전체 접촉 부분들을 고려할 때 실질적으로 평행할 수도 있거나 또는 대신에 테이퍼질 수 있으며, 예를 들어 공동의 저부를 향하여 테이퍼질 수 있다. 다른 실시예들에서, 상부 전방 접촉 부분 및 하부 전방 접촉 부분은 전혀 평행하지 않을 수도 있다.
이제 공동의 후방 접촉 부분들을 참조하면, 상부 접촉 표면은 공동의 입구로부터 전방으로 연장되는 상부 후방 접촉 부분을 포함하고, 하부 접촉 표면은 공동의 입구로부터 전방으로 연장되는 하부 후방 접촉 부분을 포함하고, 상기 상부 및 하부 후방 접촉 부분들중 하나는 오목하고 다른 하나는 볼록하다. 전방 접촉 부분들과 관련하여 이전에 이루어진 고려가 후방 접촉 부분들에도 마찬가지로 적용된다.
일부 실시예들에서, 공동은 상부 전방 접촉 부분과 상부 후방 접촉 부분 사이 및 하부 전방 접촉 부분과 하부 후방 접촉 부분 사이의 중간 부분에서 공동의 저부를 향하여 테이퍼진다.
일부 실시예들에서, 상부 후방 접촉 부분은 오목할 수 있고 상부 전방 접촉 부분은 볼록할 수 있거나 (이러한 경우에 하부 후방 접촉 부분은 볼록할 것이고, 하부 전방 접촉 부분은 오목할 것이다), 또는 역의 관계일 수 있다. 즉, 전방 접촉 부분들에서의 V 형상은 후방 접촉 부분들에서 ∧ 형상으로 반전될 수 있거나, 또는 역의 관계일 수 있다.
일부 실시예들에서, 공동에는 중심의 XZ 평면에 대하여 대칭적인 2 개의 (공동으로부터 보았을 때) 오목한 측부 표면들이 제공될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 측부 표면들 각각은 평탄한 상부 측부면 및 하부 측부면을 포함할 수 있다; 상기 면들은 XY 평면에 대하여 기울어지고 (오목함을 제공하고), 일부 경우들에서, 특정의 XY 평면에 대하여 대칭적일 수 있다.
제 2 양상에 따르면, 마모 조립체를 위한 수컷 부분은 상부 접촉 표면 및 하부 접촉 표면이 제공된 코부분을 포함하고, 상기 상부 접촉 표면은 코부분의 팁으로부터 후방으로 연장된 상부 전방 접촉 부분을 포함하고, 상기 하부 접촉 표면은 코부분의 팁으로부터 후방으로 연장된 하부 전방 접촉 부분을 포함하고, 상기 상부 및 하부 전방 접촉 부분들중 하나는 오목하고 다른 하나는 볼록하다. 예를 들어, 코부분의 상부 및 하부 전방 접촉 부분들은 V 형상을 나타낼 수 있거나 (이러한 경우에 상부 전방 접촉 부분은 오목하고 하부 전방 접촉 부분은 볼록할 것이다), 또는 ∧ 형상을 나타낼 수 있다 (이러한 경우에 상부 전방 접촉 부분은 볼록할 것이고 하부 전방 접촉 부분은 오목할 것이다).
이해될 바로서, 수컷 부분은 암컷 부분에 대하여 근사한 방식으로 정의되며, 오목함 대신에 볼록함으로 대체하고 (그리고 그 역으로 대체하고), 오목함 대신에 코부분으로 대체하고 코부분의 저부 대신에 코부분의 팁으로 대체한다. 암컷 부분에 대하여 이전에 이루어진 고려는 마찬가지로 수컷 부분에 대해서 적용된다 (더욱이 공동의 입구 대신에 코부분의 베이스로 대체한다).
암컷 부분의 구성과 근사한 방식으로, 수컷 부분의 코부분은 상부 전방 접촉 부분과 상부 후방 접촉 부분 사이와 하부 전방 접촉 부분과 하부 후방 접촉 부분 사이의 중간 부분에서 전방 단부를 향하여 테이퍼질 수 있다.
암컷 부분의 구성과 근사한 방식으로, 수컷 부분의 코부분에는 중심의 XZ 평면에 대하여 대칭적인 2 개의 볼록한 측부 표면들이 제공될 수 있다. 상기 볼록한 측부 표면들은, 암컷 부분의 대응하는 오목한 측부 표면들과 상호 작용할 때, 측부 힘들에 반대로 작용하는데 기여하고 따라서 수컷 부분과 암컷 부분 사이의 맞춤을 안정화시키는데 도움이 된다.
마모 조립체는 암컷 요소 및 수컷 요소와 같은 마모 요소를 포함할 수 있어서, 수컷 부분의 코부분은 암컷 부분의 공동 안에 맞춰짐으로써 길이 방향 축과의 맞춤을 한정하며, 여기에서 암컷 부분의 상부 접촉 표면은 수컷 부분의 상부 접촉 표면에 상보적이고 암컷 부분의 하부 접촉 표면은 수컷 부분의 하부 접촉 표면에 상보적이다. 언급된 바와 같이, 첨단부에 작용하는 하중은 상이한 방향들 및 강도를 가질 수 있으며 따라서 치를 회전시키는 경향을 가지는 베어링 표면들상의 반작용을 발생시킬 수 있고 그것을 어댑터로부터 추출시킬 수 있지만, 수컷 부분 및 암컷 부분 양쪽의 전방 및 후방 접촉 부분들의 V 또는 ∧ 형상 덕분에, V 및 ∧ 형상들이 수컷 부분상에 암컷 부분을 조이는 경향이 있으므로 상기 반작용들이 보상되며, 이는 그들의 맞춤이 마모 조립체의 사용중 또는 작동중에 발생되는 반작용들을 분배하기 때문이며, 따라서 수컷 부분상에 암컷 부분을 보유하는 것이 선호되고 맞춤 시스템 및 보유 시스템, 그리고 특히 그것의 핀이 겪는 응력이 감소된다.
이것은 마모 조립체가 작동 응력을 겪을 때 수컷 부분 및 암컷 부분의 완전한 안정화를 달성하기 위하여 (V 또는 ∧ 형상에 기초하여), 특정의 방식으로 서로 상보적인 접촉 표면들 (O 베어링 영역들)이 제공된 맞춤 영역을 상이한 부분들이 가지기 때문에 달성된다. 이러한 안정화의 목적은 마모 요소를 어댑터에 자연스럽게 조임으로써 마모 요소가 전방에서 이탈되는 것을 방지하거나 적어도 억제하는 것이고, 또한 마모 요소, 어댑터 및 핀이 겪는 응력을 감소시키는 것이며, 그에 의하여 마모 조립체의 요소들의 사용 수명이 연장되게 하는 것이다.
상세하게는, 수컷 부분과 암컷 부분 사이의 결합 및 베어링(즉, 접촉) 표면들 사이의 접촉은 첨단부에서 가해지는 힘들에 대한 응답으로서 상기 접촉 표면들상의 반작용의 힘을 발생시킬 수 있게 하며, 상기 반작용의 힘은 수컷 부분을 암컷 부분내에 조이는 경향을 가짐으로써, 마모 조립체의 응력을 감소시키고 그것의 사용 수명을 연장시킨다. 마모 조립체는 또한 부품들에 대한 우수한 접근성도 가짐으로써, 바람직스럽게는 상대적으로 높은 표면들일 수 있는 접촉 표면들이 수리될 수 있게 한다.
수컷 및 암컷 부분들의 상부 및 하부 접촉 부분들은 수컷 부분과 암컷 부분 사이의 접촉 영역들이다. 일반적으로, 수컷/암컷 부분의 접촉 표면은 개별적인 암컷/수컷 부분의 대응하는 접촉 표면과 접촉 상태에 있도록 설계되었던 표면인 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 수컷 또는 암컷 부분이 격리된 부분으로서 간주된다면, 그들의 접촉 표면들은 명확하게 한정된다.
일부 실시예들에서, (어느 것이 마모 요소인가에 따라서) 수컷 부분 또는 암컷 부분은 하부 외측 길이 방향 요부를 포함할 수 있고, 이것이 바람직스럽게는 마모 요소의 전방으로부터 후방으로 연장될 수 있으며, 예를 들어 요부는 마모 요소의 전체 또는 거의 전체(즉, 3/4 보다 큰) 길이를 덮을 수 있다. 상기 요부는 실질적으로 공동의 하부 접촉 표면의 적어도 일부에 평행할 수 있으며, 예를 들어 하나의 하부 후방 접촉 부분에 평행할 수 있다; 즉, 요부는 (그곳에 결합될) 다른 요소를 가진 마모 요소의 하부 접촉 영역들과 평행할 수 있으며, 따라서 균일한 두께를 그곳에서 형성한다. 상기 요부는 마모 요소들의 섹션(section)을 감소시켜서 침투를 향상시키고, 이는 응력을 감소시키도록 협동하기도 한다. 치를 토양 안으로 침투시키는 것을 용이하게 하는 것이 중요한데, 왜냐하면 첨단부에서 치의 섹션이 마모될 때, 침투에 대한 저항이 더 많아지고 기계에 필요한 작용이 상승되기 때문이며, 그에 의하여 연료 소비 및 제조 비용은 증가된다. 하부 요부는 연속적인 우수한 침투 및 우수한 저항성의 섹션 사이에서 균형을 찾을 수 있다.
일부 실시예들에서, 마모 요소의 무게 중심은 상기 맞춤(fitting)의 길이 방향 축(중심의 X 방향) 아래에 있으며, 즉, 하부 마모 영역에 더 많은 재료가 있다. 마모 요소는 상기 영역에서 정확하게 더 많이 마모되기 때문에 이는 유리하다.
3 개 부분 조립체에는 2 개의 마모 조립체들이 있는데, 제 1 부분은 첨단부와 중간 부재 사이이고 제 2 부분은 중간 부재와 어댑터 사이이다. 일부 실시예들에서 상기 제 1 및 제 2 마모 조립체들은 동일할 수 있지만, 다른 실시예들에서 이들은 상이할 수 있다. 예를 들어, V 또는 ∧ 의 구성은 상이할 수 있거나 또는 제 1 마모 조립체로부터 제 2 마모 조립체로 반대일 수 있다.
이미 언급된 바와 같이, 수컷 부분은 소성 변형을 겪거나 또는 접촉 영역(대칭 표면)을 손상시킬 수 있는 내측 마모를 겪는다. 3 부분 마모 조립체를 사용할 때, 수명을 연장시키도록 통상적으로 접촉 영역들을 수리한다. 따라서 수컷 부분의 코부분의 재구성을 용이하게 하도록 접촉 영역을 크고, 평탄하고, 접근 가능하게 하는 것이 유리하다.
본 발명의 일부 특정한 실시예들은 첨부된 도면을 참조하여 오직 비제한적인 예로서 다음에 설명될 것이다.
도 1 은 2 부분 마모 조립체의 사시도이다.
도 2 는 3 부분 마모 조립체의 사시도이다.
도 3 은 암컷 부분의 후방 사시도이다.
도 4 는 도 3 의 암컷 부분의 측면도이다.
도 5 는 도 3 의 암컷 부분의 배면도이다.
도 6 은 도 5 와 유사하지만 확대된 것이다.
도 7 은 팁 요소에 맞춰진 도 3 의 암컷 부분의 길이 방향 단면도이다.
도 8 은 도 3 의 암컷 부분의 저부 사시도이다.
도 9 는 수컷 부분의 사시도이다.
도 10 은 도 9 의 수컷 부분의 평면도이다.
도 11 은 도 9 의 수컷 부분의 측면도이다.
도 12 는 도 9 의 수컷 부분의 측면도이다.
도 13 은 수컷 부분의 다른 실시예의 사시도이다.
도 14 는 도 13 의 수컷 부분의 저부 사시도이다.
도 1 은 2 부분 마모 조립체의 사시도이다.
도 2 는 3 부분 마모 조립체의 사시도이다.
도 3 은 암컷 부분의 후방 사시도이다.
도 4 는 도 3 의 암컷 부분의 측면도이다.
도 5 는 도 3 의 암컷 부분의 배면도이다.
도 6 은 도 5 와 유사하지만 확대된 것이다.
도 7 은 팁 요소에 맞춰진 도 3 의 암컷 부분의 길이 방향 단면도이다.
도 8 은 도 3 의 암컷 부분의 저부 사시도이다.
도 9 는 수컷 부분의 사시도이다.
도 10 은 도 9 의 수컷 부분의 평면도이다.
도 11 은 도 9 의 수컷 부분의 측면도이다.
도 12 는 도 9 의 수컷 부분의 측면도이다.
도 13 은 수컷 부분의 다른 실시예의 사시도이다.
도 14 는 도 13 의 수컷 부분의 저부 사시도이다.
일부 실시예들은 마모 조립체를 보다 잘 이해할 수 있도록 상기 언급된 도면을 참조하여 설명된다.
버킷용 마모 조립체에 포함되는 요소들 또는 부품들은 의도된 용도에 따라서 상이할 수 있다. 도 1 은 수컷 부분(1) 및 암컷 부분(2)이 제공된 2 부분의 마모 조립체를 도시한다. 이러한 경우에, 암컷 부분은 치(tooth, 3)이고 수컷 부분은 어댑터(4)이다. 도 2 는 첨단부(5), 중간 요소(6) 및 용접된 (또는 주조 또는 부착된) 코부분(7)이 제공된 3 부분 조립체를 도시한다. 도 1 은 또한 3 개의 직교하는 축(X,Y,Z)들을 도시하고; X 는 길이 방향 축이고, Y 는 수평 축이고, Z 는 수직 축이다 (상기 축들은 버킷을 기준으로 보여질 수도 있다; X, Y 및 Z 는 버킷의 길이, 폭 및 높이의 방향으로 각각 연장된다).
3 부분 조립체에서 중간 요소로서의 암컷 부분은 도 3 내지 도 8 에 보다 상세하게 도시되어 있다. 상기 암컷 부분(2)은 통공(21)(공동의 입구)으로부터 전방 내측 표면(22)(공동의 저부)으로 연장된 공동(20), 상부 전방 접촉 부분(24), 하부 전방 접촉 부분(23), 상부 후방 접촉 부분(26) 및 하부 후방 접촉 부분(25)을 포함한다. 전방 접촉 부분들도 그리고 후방 접촉 부분들도 XY 평면("수평" 평면)에 평행한 임의 평면에 대하여 대칭적이지 않지만, 이들은 중앙의 XZ 평면(수직 길이 방향 평면)에 대하여 대칭적이다.
상기 4 개의 접촉 부분(23,24,25,26)들 각각은 XZ 평면에 대하여 경사진 한쌍의 표면들을 포함하며, 이것은 이들이 Y 축에 평행하지 않음을 의미한다; 시사되는 바와 같이, 상기 경사 표면들은 XZ 평면에 대하여 대칭적이다. 경사는 하향이거나 상향일 수 있으며, 즉, 상기 부분들에 의해 형성된 접촉 영역들은 볼록하거나 또는 오목할 수 있거나, 즉, 상기 접촉 영역들이 V 형상 또는 ∧일 수 있다.
도 3 및 도 7 에서 알 수 있는 바와 같이, 상부 전방 접촉 부분(24)과 상부 후방 접촉 부분(26) 사이에서, 그리고 하부 전방 접촉 부분과 하부 후방 접촉 부분(25) 사이에 중간 부분(29)이 있으며, 그 안에서 암컷 부분(2)의 공동이 저부를 향하여 테이퍼진다.
도 6 에서 알 수 있는 바와 같이, 하부 전방 접촉 부분(23)에는 우측 하부 전방 표면(231) 및 좌측 하부 전방 표면(232)이 제공되며, 이들은 XZ 평면에 대하여 대칭적이다; 상부 전방 접촉 부분(24)에는 우측 상부 전방 표면(241) 및 좌측 상부 전방 표면(242)이 제공되며, 이들은 XZ 평면에 대하여 대칭적이다. 하부 후방 접촉 부분(25)에는 우측 하부 후방 표면(251) 및 좌측 하부 후방 표면(252)이 제공되며, 이들은 XZ 평면에 대하여 대칭적이다; 상부 후방 접촉 부분(26)에는 우측 상부 후방 표면(261) 및 좌측 상부 후방 표면(262)이 제공되며, 이들은 XZ 평면에 대하여 대칭적이다.
도면들에서, 전방 접촉 표면(23,25) 및 후방 접촉 표면(25,26)들은 역전되어 있으며, 즉, 전방 접촉 표면들은 V 형상을 나타내고 후방 접촉 표면들은 ∧ 형상을 나타내며, 그 사이에 평탄한 천이 표면이 있지만, 다른 실시예들이 가능하다 (예를 들어, 전방 및 후방 형상들이 다소 유사할 수 있다).
도 5 에서 알 수 있는 바와 같이, 암컷 부분은 XZ 평면 및 XY 평면 양쪽에 대하여 대칭이고 경사진 2 개의 측부 외측 표면(37,38)들을 포함한다. 상기 측부 표면들은 볼록함으로써 첨단 영역에서의 침투를 향상시키는데, 왜냐하면 그곳에서의 마모 요소의 단면은 코너들을 제거함으로써 감소되기 때문이다.
공동은 XZ 평면 및 XY 평면 양쪽에 대하여 대칭적이고 경사진 2 개의 측부 내측 오목 표면(27,28)을 포함하기도 한다.
3 부분 조립체에서 중간 요소로서의 수컷 부분은 도 9 내지 도 12 에 보다 상세하게 도시되어 있다. 상기 수컷 부분(1)은 어깨부(11)로부터 전방 외측 표면(12)으로 연장된 코부분 또는 돌출부(10), 상부 전방 접촉 부분(14), 하부 전방 접촉 부분(13), 상부 후방 접촉 부분(16) 및 하부 후방 접촉 부분(15)을 포함한다. 전방 접촉 부분(13,14)들은, YZ 평면(횡단 평면)에 평행한 평면에 의해 교차될 때 상부 및 하부 교차 곡선들이 평행하다는 의미에서, 서로 거의 평행하다; 이들은 X 방향으로 평행할 수도 있으며, 그러한 경우에 실질적으로 평행하다. 마찬가지로, 후방 접촉 부분(15,16)들은, YZ 평면에 평행한 평면에 의해 교차되었을 때 상부 및 하부 교차 곡선들이 평행하다는 의미에서 서로 거의 평행하다; 이들은 X 방향으로 평행할 수도 있으며, 그러한 경우에 실질적으로 평행하다. 전방 부분도 후방 부분도 XY 평면("수평" 평면)에 평행한 그 어떤 평면에 대하여 대칭적이지 않지만, 이들은 중심의 XZ 평면(길이 방향 평면)에 대하여 대칭적이다.
상기 4 개의 부분(13,14,15,16)들 각각은 XZ 평면에 대하여 경사진 한쌍의 표면들을 포함하는데, 이는 이들이 Y 축과 평행하지 않음을 의미한다; 시사된 바와 같이, 상기 경사진 표면들은 XZ 평면에 대하여 대칭적이다. 경사는 하방향이거나 상방향일 수 있으며, 즉, 상기 부분들에 의해 형성된 접촉 영역들은 오목하거나 또는 볼록할 수 있으며, 즉, 상기 접촉 영역들은 V 형상 또는 ∧ 형상을 나타낼 수 있다.
도 4 및 도 7 에서 알 수 있는 바와 같이, 상부 전방 접촉 부분(14)과 상부 후방 접촉 부분(16) 사이에서, 그리고 하부 전방 접촉 부분(13)과 하부 후방 접촉 부분(15) 사이에, 중간 부분(39)이 있으며, 여기에서 수컷 부분(1)의 코부분은 그것의 전방 단부를 향하여 테이퍼진다.
하부 전방 접촉 부분(13)에는 우측 하부 전방 표면(131) 및 좌측 하부 전방 표면(132)이 제공되며, 이들은 XZ 평면에 대하여 대칭적이다 ("우측" 및 "좌측"은 대응하는 요소들에 대한 암컷 부분의 도면 번호와 유사하게 도면 번호를 유지하도록 첨단부를 바라보면서 정의되었다); 상부 전방 접촉 부분(14)에는 우측 상부 전방 표면(141) 및 좌측 상부 전방 표면(142)이 제공되며, 이들은 XZ 평면에 대하여 대칭적이다; 하부 후방 접촉 부분(15)에는 우측 하부 후방 표면(151) 및 좌측 하부 후방 표면(152)에 제공되며, 이들은 XZ 평면에 대하여 대칭적이다; 상부 후방 접촉 부분(16)에는 우측 상부 후방 표면(161) 및 좌측 상부 후방 표면(162)이 제공되고, 이들은 XZ 평면에 대하여 대칭적이다.
도면에서, 전방 접촉 표면(13,14) 및 후방 접촉 표면(15,16)들의 형상은 역전되며, 즉, 전방 표면들은 V 형상을 나타내고 후방 표면들은 ∧ 형상을 나타내며, 이들 사이에 평탄한 천이 표면이 있어서 수컷 부분 표면들에서의 수리를 용이하게 하도록 쉽게 접근 가능하다 (평탄 접촉 표면들의 상대적으로 큰 크기는 코부분에서의 수리도 용이하게 한다). 그러나, 마찬가지로, 전방 및 후방 형상들 양쪽이 오목할 수 있거나 또는 볼록할 수 있다.
코부분도 XZ 평면 및 XY 평면 양쪽에 대하여 대칭적이고 경사진 2 개의 측부 표면(17,18)들을 포함한다. 상기 측부 표면들은 볼록하고 암컷 부분 공동의 대응하는 측부 오목 표면(27,28)에 맞는다.
전방 및 후방 접촉 표면들은 만곡될 수 있으며, 예를 들어, Z 축상에 중심이 잡힌 구(sphere)의 섹터(sector)일 수 있다 (그리고 이것은 암컷 부분의 표면들에 근사할 수 있다). 이러한 경우에, 마모 조립체의 거동은 이전의 경우와 유사하다.
다른 실시예(도 13 및 도 14)에서, 전방 및 후방 접촉 표면들은 평탄하지만 이들은 X 축에 평행하고 수평한 신장부(stetch, 31 또는 32)에 의해 분리된다. 이러한 실시예에서, 수컷 부분의 대칭적인 표면들이 돌출할 수 있어서, 코부분상에 일련의 단계(32 또는 33)를 형성하며, 이들은 변형 및 마모의 시각적 표시로서의 역할을 한다.
상기 실시예들에서, 3 부분 마모 조립체는 중간 요소(6)와 코부분(7) 사이 보다는 첨단부(5)와 중간 요소(6) 사이에서 동일한 결합을 가지지만, 이들 2 개의 결합들은 상이할 수도 있다. 예를 들어, V 및 ∧ 구성은 하나의 결합으로부터 다른 결합으로 역전될 수 있거나, 또는 표면의 경사가 상이할 수 있다.
마지막이지만 중요하게도, 마모 조립체의 첨단부(5) 및 중간 요소(6)에는 암컷 부분(2)의 하부 전후방 접촉 표면(23,25)들에 실질적으로 평행한 하부 외측 요부(8)가 제공되어(도 5 내지 도 8), 침투를 위한 섹션을 향상시킨다.
비록 본 발명의 특정한 실시예들이 상세한 설명에 설명되었을지라도, 첨부된 청구 범위에 기재된 보호 범위로부터 벗어나지 않으면서, 각각의 경우의 특정 요건에 따라서, 당업자는 기술적으로 등가인 그 어떤 기술적 특징들이라도 서로 교체할 수 있고 개량을 이룰 수 있을 것이다.
1. 수컷 부분 2. 암컷 부분
23. 하부 전방 접촉 부분 24. 상부 전방 접촉 부분
25. 하부 후방 접촉 부분 26. 상부 후방 접촉 부분
23. 하부 전방 접촉 부분 24. 상부 전방 접촉 부분
25. 하부 후방 접촉 부분 26. 상부 후방 접촉 부분
Claims (32)
- 굴착 기계 버킷(bucket)의 마모 조립체용 암컷 부분(2)으로서, 상기 버킷 및 상기 암컷 부분은 직교 방향(X,Y,Z)으로 각각 식별된 길이, 폭 및 높이를 가지고, 암컷 부분은 상부 접촉 표면 및 하부 접촉 표면이 제공된 공동을 포함하고,
상기 상부 접촉 표면은 공동의 저부로부터 후방으로 연장된 상부 전방 접촉 부분(24)을 포함하고, 상기 하부 접촉 표면은 공동의 저부로부터 후방으로 연장된 하부 전방 접촉 부분(23)을 포함하고, 상기 상부 전방 접촉 부분(24) 및 하부 전방 접촉 부분(23)중 하나는 오목하고 다른 하나는 볼록하고, 상부 전방 접촉 부분(24) 및 하부 전방 접촉 부분(23) 모두는 중심의 XZ 평면에 대하여 대칭인 것을 특징으로 하는, 굴착 기계 버킷(bucket)의 마모 조립체용 암컷 부분(2). - 제 1 항에 있어서,
상부 전방 접촉 부분(24) 및 하부 전방 접촉 부분(23) 모두는 실질적으로 평탄한 우측 전방면 및 좌측 전방면을 포함하는, 굴착 기계 버킷의 마모 조립체용 암컷 부분(2). - 전기한 항들중 한 항에 있어서,
상부 접촉 표면은 공동의 입구로부터 전방으로 연장된 상부 후방 접촉 부분(26)을 포함하고, 하부 접촉 표면은 공동의 입구로부터 전방으로 연장된 하부 후방 접촉 부분(25)을 포함하고, 상기 상부 후방 접촉 부분(25) 및 상기 하부 후방 접촉 부분(26)중 하나는 오목하고 다른 하나는 볼록한, 굴착 기계 버킷의 마모 조립체용 암컷 부분(2). - 제 3 항에 있어서,
상기 공동은 상기 상부 전방 접촉 부분(24)과 상기 상부 후방 접촉 부분(26) 사이 및 상기 하부 전방 접촉 부분(23)과 상기 하부 후방 접촉 부분(25) 사이의 중간 부분(29)에 있는 저부를 향하여 테이퍼지는, 굴착 기계 버킷의 마모 조립체용 암컷 부분(2). - 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상부 후방 접촉 부분(26) 및 하부 후방 접촉 부분(25) 모두는 중심의 XZ 평면에 대하여 대칭인, 굴착 기계 버킷의 마모 조립체용 암컷 부분(2). - 제 3 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,
상부 후방 접촉 부분(26) 및 하부 후방 접촉 부분(25) 모두는 실질적으로 평탄한 우측 후방면 및 좌측 후방면을 포함하는, 굴착 기계 버킷의 마모 조립체용 암컷 부분(2). - 제 3 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,
상부 후방 접촉 부분(26)은 오목하고 상부 전방 접촉 부분(24)은 볼록하거나, 또는 역의 구성을 가지는, 굴착 기계 버킷의 마모 조립체용 암컷 부분(2). - 전기한 항들중 어느 한 항에 있어서,
공동에는 중심의 XZ 평면에 대하여 대칭적인 2 개의 측부 오목 표면(27,28)들이 제공되고, 상기 측부 표면(27,28)들 각각은 평탄한 상부 측부면 및 하부 측부면을 포함하는, 굴착 기계 버킷의 마모 조립체용 암컷 부분(2). - 전기한 항들중 어느 한 항에 있어서,
하부 외측 길이 방향 요부(8)를 포함하는, 굴착 기계 버킷의 마모 조립체용 암컷 부분(2). - 제 9 항에 있어서,
상기 요부(8)는 공동의 하부 접촉 표면의 적어도 일부에 실질적으로 평행한, 굴착 기계 버킷의 마모 조립체용 암컷 부분(2). - 전기한 항들중 어느 한 항에 있어서,
상부 전방 접촉 부분(24)은 YZ 평면에 평행한 어느 단면상에서도 하부 전방 접촉 부분(23)에 평행한, 굴착 기계 버킷의 마모 조립체용 암컷 부분(2). - 전기한 항들중 어느 한 항에 있어서,
상부 전방 접촉 부분(24)은 전체 부분들을 고려할 때 하부 전방 접촉 부분(23)에 평행한, 굴착 기계 버킷의 마모 조립체용 암컷 부분(2). - 제 3 항 또는 제 3 항과 조합된 전기한 항들중 어느 한 항에 있어서,
상부 후방 접촉 부분(26)은 YZ 평면에 평행한 어느 단면상에서도 하부 후방 접촉 부분(25)에 평행한, 굴착 기계 버킷의 마모 조립체용 암컷 부분(2). - 제 3 항 또는 제 3 항과 조합된 전기한 항들중 어느 한 항에 있어서,
상부 후방 접촉 부분(26)은 전체 부분들을 고려할 때 하부 후방 접촉 부분(25)에 평행한, 굴착 기계 버킷의 마모 조립체용 암컷 부분(2). - 전기한 항들중 어느 한 항에 있어서,
상기 상부 전방 접촉 부분(24) 및 상기 하부 전방 접촉 부분(23)은 XZ 평면에 대하여 경사진 한쌍의 표면들 각각을 포함하는, 굴착 기계 버킷의 마모 조립체용 암컷 부분(2). - 제 3 항 또는 제 3 항과 조합된 전기한 항들중 어느 한 항에 있어서,
상기 상부 후방 접촉 부분(26) 및 상기 하부 후방 접촉 부분(25)은 XZ 평면에 대하여 경사진 한쌍의 표면들을 각각 포함하는, 굴착 기계 버킷의 마모 조립체용 암컷 부분(2). - 굴착 기계 버킷의 마모 조립체용 수컷 부분(1)으로서, 상기 버킷 및 상기 수컷 부분은 직교 방향(X, Y, Z)들로 식별된 길이, 폭 및 높이를 각각 가지고, 수컷 부분은 상부 접촉 표면 및 하부 접촉 표면이 제공된 코부분(nose)을 포함하고,
상기 상부 접촉 표면은 코부분의 팁(tip)으로부터 후방으로 연장된 상부 전방 접촉 부분(14)을 포함하고, 상기 하부 접촉 표면은 코부분의 팁으로부터 후방으로 연장된 하부 전방 접촉 부분(13)을 포함하고,
상기 상부 전방 접촉 부분(14) 및 상기 하부 전방 접촉 부분(13)중 하나는 오목하고 다른 하나는 볼록하며, 상기 상부 전방 접촉 부분(14) 및 상기 하부 전방 접촉 부분(13) 모두는 중심의 XZ 평면에 대하여 대칭인 것을 특징으로 하는, 굴착 기계 버킷의 마모 조립체용 수컷 부분(1). - 제 17 항에 있어서,
상부 전방 접촉 부분(14) 및 하부 전방 접촉 부분(13) 모두는 실질적으로 평탄한 우측 전방면 및 좌측 전방면을 포함하는, 굴착 기계 버킷의 마모 조립체용 수컷 부분(1). - 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
상부 접촉 표면은 코부분(nose)의 베이스로부터 전방으로 연장된 상부 후방 접촉 부분(16)을 포함하고, 하부 접촉 표면은 코부분의 베이스로부터 전방으로 연장된 하부 후방 접촉 부분(15)을 포함하고, 상기 상부 후방 접촉 부분(16) 및 상기 하부 후방 접촉 부분(15)중 하나는 오목하고 다른 하나는 볼록한, 굴착 기계 버킷의 마모 조립체용 수컷 부분(1). - 제 19 항에 있어서,
상기 코부분은 상기 상부 전방 접촉 부분(14)과 상기 상부 후방 접촉 부분(16) 사이 및 상기 하부 전방 접촉 부분(13)과 상기 하부 후방 접촉 부분(15) 사이의 중간 부분(39)에서 전방 단부를 향하여 테이퍼지는, 굴착 기계 버킷의 마모 조립체용 수컷 부분(1). - 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
상부 후방 접촉 부분(16) 및 하부 후방 접촉 부분(15)은 중심의 XZ 평면에 대하여 대칭인, 굴착 기계 버킷의 마모 조립체용 수컷 부분(1). - 제 19 항 내지 제 21 항중 어느 한 항에 있어서,
상부 후방 접촉 부분(16) 및 하부 후방 접촉 부분(15)은 실질적으로 평탄한 우측 후방면 및 좌측 후방면을 포함하는, 굴착 기계 버킷의 마모 조립체용 수컷 부분(1). - 제 19 항 내지 제 22 항중 어느 한 항에 있어서,
상부 후방 접촉 부분(16)은 오목하고, 상부 전방 접촉 부분(15)은 볼록하고, 또는 상기에 대하여 역의 구성을 가지는, 굴착 기계 버킷의 마모 조립체용 수컷 부분(1). - 제 17 항 내지 제 23 항중 어느 한 항에 있어서,
코부분에는 중심의 XZ 평면에 대하여 대칭인 2 개의 측부 볼록 표면(17,18)들이 제공되고, 상기 측부 표면(17,18)들 각각은 평탄한 상부 측부면 및 하부 측부면을 포함하는, 굴착 기계 버킷의 마모 조립체용 수컷 부분(1). - 제 17 항 내지 제 24 항중 어느 한 항에 있어서,
상부 전방 접촉 부분(14)은 YZ 평면에 평행한 어느 단면상에서도 하부 전방 접촉 부분(13)에 평행한, 굴착 기계 버킷의 마모 조립체용 수컷 부분(1). - 제 17 항 내지 제 25 항중 어느 한 항에 있어서,
상부 전방 접촉 부분(14)은 전체 부분들을 고려할 때 하부 전방 접촉 부분(13)에 평행한, 굴착 기계 버킷의 마모 조립체용 수컷 부분(1). - 제 19 항 또는 제 19 항과 조합된 제 17 항 내지 제 26 항중 어느 한 항에 있어서,
상부 후방 접촉 부분(16)은 YZ 평면에 평행한 어느 단면상에서도 하부 후방 접촉 부분(15)에 평행한, 굴착 기계 버킷의 마모 조립체용 수컷 부분(1). - 제 19 항 또는 제 19 항과 조합된 제 17 항 내지 제 27 항중 어느 한 항에 있어서,
상부 후방 접촉 부분(16)은 전체 부분들을 고려할 때 하부 후방 접촉 부분(15)에 평행한, 굴착 기계 버킷의 마모 조립체용 수컷 부분(1). - 제 17 항 내지 제 28 항중 어느 한 항에 있어서,
상기 상부 전방 접촉 부분(14) 및 상기 하부 전방 접촉 부분(13)은 XZ 평면에 대하여 경사진 한쌍의 표면들을 각각 포함하는, 굴착 기계 버킷의 마모 조립체용 수컷 부분(1). - 제 19 항 또는 제 19 항에 조합된 제 17 항 내지 제 29 항중 어느 한 항에 있어서,
상기 상부 후방 접촉 부분(16) 및 상기 하부 후방 접촉 부분(15)은 XZ 평면에 대하여 경사진 한쌍의 표면들을 각각 포함하는, 굴착 기계 버킷의 마모 조립체용 수컷 부분(1). - 제 1 항 내지 제 16 항중 어느 한 항에 따른 암컷 부분(2)이고 제 17 항 내지 제 30 항중 어느 한 항에 따른 수컷 부분(1)인 마모 요소를 포함하는 마모 조립체로서,
수컷 부분의 코부분(nose)은 암컷 부분의 공동 안에 맞춰져서, 길이 방향 축과의 맞춤(fitting)을 형성하고, 암컷 부분의 상부 접촉 표면은 수컷 부분의 상부 접촉 표면에 상보적이고, 암컷 부분의 하부 접촉 표면은 수컷 부분의 하부 접촉 표면에 상보적인, 마모 조립체. - 제 31 항에 있어서,
마모 요소의 질량 중심은 상기 맞춤의 길이 방향 축 아래에 놓이는, 마모 조립체.
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