KR20180110016A - 토공 장비를 위한 마모 조립체 - Google Patents

Abstract

토공 장비를 위한 마모 조립체가 기부, 마모 부재 및 로크를 포함한다. 로크는 리테이너 및 로크 몸체를 포함한다. 리테이너는 기부 내의 리세스 내에 안착된다. 공동이 기부를 수용함에 따라 리테이너의 키이가 마모 부재의 키이홈 내에 수용된다. 로크 몸체는 리테이너와 결합되고 마모 부재를 기부에 고정시키도록 기부, 리테이너 및 마모 부재의 정렬된 개구를 통과한다.

Description

토공 장비를 위한 마모 조립체

본 발명은 토공 장비(earth working equipment)를 위한 마모 조립체(wear assembly)에 관한 것이다.

광업(mining) 및 건설(construction)에서, 마모 부품(예컨대, 치형부(tooth))이 흔히 과도한 마모로부터 기본 장비를 보호하고 예컨대 굴착 버킷(excavating bucket), 리퍼 암(ripper arm) 등에 의한 채굴 작업 시에 지면을 파쇄하도록 제공된다. 치형부는 전형적으로 사용 중에 중 부하(heavy loading) 및 고 마멸 조건을 겪고, 주기적으로 교체되어야 한다. 첨단부(point)의 교체가 토목 장비(earthmoving equipment)에 대한 정지 시간을 필요로 하여 생산의 상당한 손실을 유발할 수 있기 때문에 신속하게 해제되고 설치될 수 있는 로크(lock)가 요구된다.

치형부 시스템은 전형적으로 굴착 장비에 부착되는 기부(base) 또는 어댑터(adapter), 및 지면과 접촉하도록 기부에 고정되는 첨단부 또는 팁(tip)을 포함한다. 로크는 첨단부를 기부에 고정시키기 위해 사용된다. 신뢰성 있는 로크가 요구된다. 로크의 고장은 첨단부의 상실, 기부의 손상, 및/또는 파쇄기(crusher)와 같은 하류 처리 장비의 손상 또는 재밍(jamming)을 초래할 수 있다.

본 발명은 로크에 의해 기부에 고정되는 마모 부재(wear member)를 포함하는, 토공 장비를 위한 마모 조립체에 관한 것이다.

일 실시예에서, 토공 장비를 위한 지면-결합(ground-engaging) 마모 부재가 전방 작업 부분 및 후방 장착 부분을 포함한다. 후방 장착 부분은 후방 단부, 및 토공 장비 상의 기부를 수용하기 위해 후방 단부에서 후방으로 개방되는 공동(cavity)을 포함한다. 기부는 기부를 통해 횡방향으로 연장되는 개구, 및 마모 부재를 기부에 고정시키도록 로크의 리테이너(retainer)를 수용하기 위한 기부의 하나의 벽 상의 개구 주위의 리세스(recess)를 갖는다. 공동은 공동 벽들을 갖고, 여기서 공동 벽들 중 적어도 제1 공동 벽은 (i) 리테이너와 결합되도록 로크 몸체를 수용하기 위해 슬롯(slot)을 통해 연장되는 구멍, 및 (ii) 로크 리테이너의 키이(key)를 수용하도록 후방 단부에서 그리고 구멍에서 개방되는 슬롯을 포함한다. 슬롯은 리세스 내에서의 리테이너의 회전을 방지하도록 키이 상의 상보형 표면들에 대해 지지되는 한 쌍의 이격된 지지 표면들을 포함한다.

일 실시예에서, 토공 장비를 위한 마모 조립체가 지면-결합 마모 부재, 및 마모 부재를 장비에 고정시키는 로크를 포함한다. 마모 부재는 (i) 토공 장비 상의 기부를 수용하기 위한, 상부 벽, 저부 벽 및 측벽들을 갖는 공동, (ii) 각각의 상기 측벽 내의 구멍, 및 (iii) 공동의 측벽들 중 적어도 하나 내의 슬롯을 포함한다. 로크는 기부 내의 리세스 내에 수용되는 리테이너, 및 로크 몸체를 포함한다. 리테이너는 기부 내의 개구와 대체로 정렬되는 중심 개구, 및 슬롯 내에 수용되는 키이를 갖는다. 로크 몸체는 마모 부재를 장비 상의 기부에 유지시키도록 리테이너 내의 중심 개구를 통해 그리고 마모 부재 내의 각각의 구멍 내로 연장된다. 로크 몸체 및 중심 개구는 로크 몸체를 리테이너에 연결하도록 서로 결합되는 체결 요소들을 갖는다. 일 실시예에서, 마모 조립체는 지면과 결합되어 한 방향으로 이동한다.

일 실시예에서, 마모 부재를 토공 장비 상의 기부에 고정시키기 위한 로크가 리테이너 및 로크 몸체를 포함한다. 리테이너는 제1 면 및 제2 면과 제1 면 및 제2 면으로 개방되는 나사형성된 구멍을 가진 몸체, 및 제2 면 상의 외향 돌출 리지(outwardly projecting ridge)를 갖는다. 로크 몸체는 리테이너 내의 나사형성된 구멍과 결합되는 나사, 및 로크 몸체의 회전을 용이하게 하는 공구 수용 형성부(tool receiving formation)를 갖는다.

일 실시예에서, 지면-결합 마모 부재를 토공 장비 상에 설치하는 방법이 리테이너를 토공 장비 상의 기부 상의 리세스 내에 배치하는 단계 - 여기서 리테이너는 키이 및 중심 구멍을 가짐 -, 기부가 마모 부재 내의 공동 내에 수용되도록 마모 부재를 기부 위에 끼워맞추는 단계 - 여기서 키이는 공동 내의 슬롯 내에 수용되고, 마모 부재 내의 적어도 하나의 구멍이 기부를 통해 연장되는 개구와 대체로 정렬됨 -, 로크 몸체를 마모 부재 내의 적어도 하나의 구멍 및 기부 내의 개구를 통해 삽입하는 단계, 및 로크 몸체를 리테이너 내의 중심 구멍 내에 고정시키는 단계를 포함한다.

일 실시예에서, 로크가 긴 로크 몸체, 및 로크 몸체를 수용하는 개구를 가진 리테이너를 포함할 수 있다. 리테이너는 기부의 리세스 내에 장착되고, 마모 부재의 키이홈(keyway) 내에 수용되는 연장 키이(extending key)를 포함한다. 로크 몸체 및 리테이너는 러그(lug) 또는 나사와 같은 결합 요소를 가진 대응하는 체결구들을 포함할 수 있다. 어댑터가 마모 부재의 공동 내에 안착됨에 따라, 어댑터 내의 개구가 마모 부재의 벽 내의 하나 이상의 개구들과 정렬된다. 로크 몸체는 리테이너와 결합되도록 정렬된 개구들을 통해 수용된다.

일부 실시예에서, 로크가 제한된 수의 부품들을 갖고, 제조하기에 저렴하며, 신뢰성을 위해 이중 전단 유지(double shear retention)를 제공할 수 있고, 마모 부재들을 토공 장비에 고정시키기 위한 신뢰할 수 있는 시스템을 제공하며, 미분(fines)으로부터의 구속(binding) 및 작동 중의 마모 부재의 우발적인 상실에 저항하고, 그리고/또는 마모 부재의 사용 수명의 종료 시에 신속한 마모 부재의 교체 및 교체 부품의 설치를 제공하여 운전 비용을 감소시킨다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 마모 부재 로크를 위한 리테이너가 마모 부재 및 기부의 인접한 리세스들 내에 유지된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 로크 몸체가 기부 및 마모 부재 내의 리세스들에 의해 형성되는 공동 내에서 리테이너와 결합된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 마모 부재가 지면(earth)을 통해 한 방향으로 이동한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 마모 부재 로크를 설치하기 위한 방법이 리테이너를 기부의 리세스 내에 삽입하는 단계, 및 어댑터의 노우즈(nose)를 마모 부재의 공동 내에 수용하고 리테이너의 일부분을 공동의 벽 슬롯 내에 수용하여 리세스 내에서의 리테이너의 회전을 제한함으로써 마모 부재를 장착하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 리테이너를 수용하는 시트(seat)가 기부 및 마모 부재 각각 내의 리세스에 의해 한정된다. 어댑터를 마모 부재 내에 안착시키는 것이 리테이너 시트를 한정한다.

본 발명의 이점 및 특징의 개선된 이해를 얻기 위해, 본 발명과 관련된 다양한 구성 및 개념을 기술하고 예시하는 하기의 설명 내용 및 첨부 도면을 참조할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 마모 조립체의 일 실시예의 사시도.
도 2는 마모 조립체의 기부 및 로크의 전방 사시도.
도 3은 마모 조립체의 마모 부재 및 로크의 후방 사시도.
도 3a는 마모 부재의 후방 사시도.
도 4는 로크의 사시도.
도 4a는 로크의 부분, 축방향 단면도.
도 5는 마모 조립체를 위한 대안적인 로크의 분해 사시도.
도 5a는 도 5의 대안적인 로크의 부분, 축방향 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 마모 조립체의 제2 실시예의 분해 사시도.
도 7은 제2 실시예의 마모 부재 및 로크의 후방 사시도.
도 8은 제2 실시예를 위한 로크의 분해 사시도.

토공 장비에 고정되는 마모 부재는 흔히 장비 상의 기부에 부착되어 작동 중에 토재(earthen material)와 결합된다. 예로서, 토공 장비는 버킷, 리퍼 암, 커터 헤드(cutter head) 또는 지면을 채굴, 이동 또는 달리 작업하기 위한 다른 종류의 장비일 수 있다. 기부는 예를 들어 용접 또는 기계적 부착에 의해 장비에 고정될 수 있거나, 버킷의 립(lip)과 같은 장비의 구성요소 내의 주조 형성부(cast formation)일 수 있다. 마모 부재는 또한 별개의 기부 없이 토공 장비에 직접(예컨대, 리퍼 암에 직접) 고정될 수 있다. 그러한 경우에, 마모 부재를 장착하는 장비 자체가 기부로 고려된다. 어느 경우에서도, 마모 부재는 그것이 마모된 때 마모 부재의 교체를 허용하기 위해 해제되거나 제거될 수 있는 로크 시스템(9)에 의해 기부에 고정된다. 마모 부재는 예를 들어 첨단부 또는 팁, 슈라우드(shroud), 러너(runner) 등일 수 있다. 본 발명이 매우 다양한 마모 부품 및 작업에 사용될 수 있지만, 본 발명의 일 실시예가 도 1 내지 도 8에 리퍼 치형부로서 도시된다. 이러한 실시예에서, 마모 조립체(10)는 로크(16)에 의해 기부(12)에 고정되는 마모 부재(14)를 포함한다.

기부(12)는 다른 배열이 가능하지만, 리퍼 암에 용접되는 후방 단부, 및 수렴하는 상부 및 저부 벽(12D, 12E)을 갖고서 대체로 전방 단부(11)를 향해 테이퍼 형성되는(taper) 전방 돌출 노우즈(forwardly projecting nose)(12C)를 포함한다. 전방 단부(11)는 횡방향 스러스트 표면(transverse thrust surface)일 수 있다. 기부(12)는 개구(12A) 및 관련 리세스(12B)를 포함한다. 개구(12A)는 이러한 실시예에서, 노우즈(12C)를 통해 횡방향으로 연장되고 서로 반대편에 있는 측벽들(12F, 12G)에서 개방되는 원통형 구멍이다. 리세스(12B)는 대체로 개구(12A)에 인접하고/하거나 그것과 동축이어서 노우즈의 하나의 측벽(12F) 내에 카운터싱크 형성부(countersink formation)를 형성한다. 이는 현재 리퍼 및 다른 굴착 치형부에 흔히 사용되는 종래의 기부 설계이다. 종래의 치형부는 첨단부를 포함하고, 첨단부는 노우즈(12C)를 수용하고 첨단부를 장비 상에 지지하기 위한 공동을 갖는다. 첨단부의 각각의 측벽 내의 구멍이 노우즈(12C) 내의 개구(12A)와 정렬된다. 분할 링(split ring)이 리세스(12B) 내에 놓이고, 첨단부 측벽과 노우즈 측벽 사이에 포획된다. 환형 홈(annular groove)을 가진 원통형 핀(cylindrical pin)이, 분할 링이 핀 내의 홈 내에 수용될 때까지 정렬된 측벽 구멍과 노우즈 개구 내로 해머로 압입된다(hammered).

본 발명의 마모 조립체(10)가 최초 설치 응용(first fit application)에 사용될 수 있지만, 그것은 첨단부의 개선된 부착을 제공하고/하거나 다른 첨단부 설계물의 부착을 허용하기 위해 이러한 종래의 기부와 관련하여 사용하기에 매우 적합하다. 예를 들어, 본 발명에 따른 로킹 시스템(16)은 첨단부 상실의 위험을 감소시키는 데 신뢰성 있고 강력하며, 마모된 마모 부재의 효율적인 교체에 용이하고 신속하며, 개선된 안전을 위해 해머가 없고, 제조하기에 저렴하며, 소수의 간단한 부품을 수반할 수 있고, 그리고/또는 애프터마켓(aftermarket) 첨단부를 종래의 사용 중인 기부에 고정시키는 데 사용가능하다.

마모 부재(14)는 전방 작업 부분(13A), 및 후방 단부(13C) 및 후방 단부(13C)에서 후방으로 개방되는 공동(14A)을 가진 후방 장착 부분(13B)을 포함한다. 이러한 실시예에서, 전방 작업 부분(13A)은 굴착 치형부를 위한 첨단부의 비트(bit)이다. 개구 또는 구멍(14B)이 서로 마주하는 공동 벽들(15, 17) 중 하나 또는 둘 모두를 통해 연장된다. 마모 부재는 바람직하게는 도면에 도시된 바와 같이 서로 마주하는 측벽들 각각 내에 구멍(14B)을 포함한다. 그럼에도 불구하고, 단지 단일 구멍(14B)을 하나의 측벽 내에 제공하는 것과 같은 다른 배열, 및/또는 구멍이 상부 및 저부 공동 벽들 중 하나 또는 둘 모두 내에 있는 로크의 수직 배향. 노우즈(12C)는 마모 부재 축(LA)을 따라 공동(14A) 내에 수용되지만, 마모 부재를 토공 장비 상에 장착하고 지지하기 위해 다른 구성이 가능하다. 공동(14A)은 바람직하게는 노우즈(12C)를 보완하는 구성을 갖는다. 기부(12)와 공동(14A)의 상보적인 형상은 리퍼 치형부에 대해 또는 리퍼 또는 다른 토공 작업을 위한 다른 마모 부재에 대해 상당히 상이할 수 있다.

리세스(12B)는 요구되는 경우 가역성(reversibility)을 위해 각각의 측벽(12F, 12G)(또는 벽(12D, 12E)) 내에 제공될 수 있다. 기부(12)가 마모 부재(14)의 공동(14A) 내에 안착되면, 개구(12A)가 마모 부재의 구멍(14B)과 정렬된다. 기부(12)는 암을 위한 슈라우드와 같은 추가의 마모 부재를 부착하기 위해 추가의 개구(40)를 포함할 수 있다. 이는 종래의 리퍼 기부의 배열이다. 동일한, 유사한 또는 상이한 로킹 배열이 그러한 다른 마모 부재를 고정시키기 위해 사용될 수 있다.

기부가 사용으로 인해 마모됨에 따라, 노우즈가 사실상 짧아지고/지거나 좁아질 수 있다. 마모된 노우즈를 공동 내에 수용하는 마모 부재는 기부 상에서 마모가 없는 기부의 경우에 발생하는 것보다 더 뒤에 위치할 수 있다. 공동 벽 내의 하나 이상의 구멍(14B)은 슬롯을 형성하도록 연장되거나 길 수 있다. 긴 구멍은 전방/후방 마모 부재 위치의 범위에 걸쳐 개구(12A)와 정렬되어 로크를 수용하고 마모 부재를 고정시킬 수 있다.

로크(16)는 마모 부재와 기부의 정렬된 구멍(12A, 14B) 내에 수용되어 그들을 함께 고정시킨다. 로크(16)는 나선형 요소 또는 다른 나사 구조체일 수 있는 체결 요소(18D)를 가진 핀 또는 로크 몸체(18), 및 나선형 요소와 같은 대응하는 체결 요소(20C)를 가진 개구(20B)를 갖는 리테이너(20)를 포함한다. 체결 요소는 여기서 일례로서 나사로 기술되지만, 그들은 동일하거나 유사한 기능을 수행하는 다른 배열을 포함할 수 있다. 하나의 다른 예는 의도하지 않은 해제를 억제하기 위한 디텐트(detent) 또는 클립(clip)과 함께 베이오넷(bayonet) 장착을 위한 러그 및 홈을 포함할 수 있다. 예시된 실시예에서, 나사는 로크 몸체 둘레로 적어도 1회 완전 회전하여 연장되지만, 다른 체결 또는 나선형 요소가 로크 몸체의 원주 둘레로 단지 부분적으로 연장될 수 있다. 리테이너(20)는 너트 또는 유지 링(retention ring)일 수 있다. 리테이너 및 몸체는 일부 실시예에서 나사형성되지 않고, 리테이너는 푸시-온 체결구(push-on fastener)로서의 역할을 하거나 다른 유지 기능에 의해 고정된다.

로크 몸체(18) 및 리테이너(20) 각각은 종축(LA1, LA2)을 포함하며, 이들 종축은 로크 몸체가 리테이너에 조립될 때 일치하지만, 그들은 리세스가 노우즈를 통한 개구에 대해 편심되면 그러할 필요가 없다. 기단부(proximal end)(18A)는 이러한 실시예에서 로크 몸체(18)를 리테이너(20) 내외로 나사체결 및 나사체결 해제시키기 위한 로크 몸체의 회전을 용이하게 하도록 대응하는 토크 공구(torque tool)를 수용하는, 육각 소켓(hex socket) 또는 육각 헤드(hex head)와 같은 공구 결합 특징부(18C)를 포함할 수 있다. 공구 수용 형성부(18C)가 로크 몸체의 말단부(distal end)(18B) 또는 양 단부 상에 제공될 수 있다.

로크 몸체는 선택적으로 기단부(18A)로부터 말단부(18B)를 향해 수렴하도록 테이퍼 형성될 수 있다. 유사하게, 나선형 나사는 축방향으로 연장되는 보다 작은 직경으로 테이퍼 형성될 수 있다. 테이퍼 형성된 로크 몸체(18)는 압밀된 미분(compacted fines)이 마모 조립체(10) 내에 존재할 때 정렬된 개구(12A, 14B)로부터의 로크 몸체의 보다 용이한 해제에 도움이 될 수 있다. 미분은 틈(crevice) 내에 수집되고 작동 중에 압밀되어 지면-결합 마모 부품 내에 시멘트-유사 압밀물(cement-like compaction)을 형성할 수 있는 작은 입자이다. 로크 몸체가 축방향으로 테이퍼 형성되는 경우에, 마모 부재 및 기부에 대한 (예컨대, 나사형성된 연결부를 가진) 로크 몸체의 제1 회전 및 축방향 이동이 로크 몸체와 임의의 압밀된 미분 사이에 갭(gap)을 생성한다. 로크 요소 및/또는 나선형 요소의 테이퍼 형성은 미분으로부터 유발되는 조립된 부품의 구속을 극복하는 것을 보다 용이하게 할 수 있다. 로크를 제거할 때, 로크 몸체가 회전하고 리테이너로부터 축방향으로 변위됨에 따라, 로크 몸체와 미분 사이에 갭이 형성되며, 이러한 갭은 추가의 로크 몸체 회전에 따라 증가한다. 갭은 로크 몸체가 회전하여 개구(12A, 14B)로부터 더욱 용이하게 인출될 수 있게 한다. 그러한 테이퍼가 없으면, 미분은 계속 로크 몸체를 구속하고 개구(12A, 14B)로부터의 로크 몸체의 인출에 마찰식으로 저항하는 경향이 있을 것이다. 테이퍼 형성된 로크의 그러한 이득은 개구(12A 및/또는 14B)가 테이퍼 형성되지 않는 경우에도 얻어질 수 있다. 개구(12A)는 종래의 리퍼 기부에서 테이퍼 형성되지 않는다. 그럼에도 불구하고, 개구(12A) 및/또는 개구(14B)는 로크 몸체(18)의 테이퍼를 보완하도록 테이퍼 형성될 수 있다.

리테이너(20)는 이러한 실시예에서 키이홈(14C)과 결합되도록 리테이너로부터 외향으로 연장되는 리지인 키이(20A)를 포함하며, 키이홈은 이러한 실시예에서 마모 부재(14)의 공동 벽(15) 내의 슬롯이다. 도 3 및 도 3a에서 볼 수 있는 바와 같이, 슬롯(14C)은 공동 벽(15)의 내부 표면(15A)을 따라 마모 부재의 축(LA)에 대체로 평행하게 연장된다. 키이홈(14C)은 기부 상에의 마모 부재의 설치 방향과 일관되게 그리고 축(LA)에 평행하지 않게 배향될 수 있다. 슬롯(14C)은 마모 부재의 설치 중에 키이(20A)를 수용하도록 후방 에지(15C)에서 개방되고 후방 에지(15C)로부터 개구(14B)까지 연장된다. 예시된 구성에서, 키이(20A)는 리테이너의 내측 표면(20D)을 가로질러 연장된다. 따라서, 슬롯(14C)은 마모 부재가 완전히 설치될 때 키이(20A)를 수용하도록 개구(14B)의 전방으로 계속된다. 이러한 위치에서, 키이(20A)는 축방향으로 개구(14B)의 전방 및 후방에 놓인다. 그럼에도 불구하고, 키이는 리테이너를 가로질러 단지 부분적으로 연장될 수 있으며, 이러한 경우에, 개구(14B)의 전방으로의 슬롯(14C)의 연장부는 보다 작거나 존재하지 않을 수 있다. 키이(20A)는 리테이너의 회전을 방지하기 위해 개구(14B)에 근접하게 마모 부재의 공동(14A)의 벽 내에 형성되는 슬롯(14C) 내에 수용되도록 구성된다.

기부(12)는 선택적으로 리테이너(20)를 리세스(12B) 내에 유지시키기 위한 편향 요소(24)를 포함할 수 있다. 편향 요소는 리테이너를 마찰식으로 유지시키도록 억지 끼워맞춤(interference fit)을 제공하는 탄성중합체일 수 있다. 이러한 실시예에서, 편향 요소(24)는 어댑터의 벽 내의 리세스 내에 끼워맞춰진다. 편향 요소는 또한 리테이너 내에 형성되는 리세스 내에, 리세스(12B)의 벽 내에, 리세스(12B)의 내측 라이너(liner)에 대해 끼워맞춰질 수 있거나, 다른 배열을 가질 수 있다. 편향 요소는 다른 구성을 가질 수 있으며, 예컨대 리테이너를 수용하거나 리테이너에 고정되도록 환형일 수 있다. 대안적으로, 자석, 접착제 또는 다른 수단이 리테이너(20)를 유지시키기 위한 편향 요소로서 사용될 수 있다.

로크(16)는 선택적으로 작동 중에 리테이너(20)로부터의 로크 몸체(18)의 분리에 저항하기 위한 키퍼 시스템(keeper system)을 포함할 수 있다. 래치(latch) 또는 키퍼(22)가 리테이너 또는 로크 몸체 중 하나 내에 수용되어 다른 몸체의 대응하는 표면 내의 키퍼 함입부(keeper indentation)(22A)와 결합될 수 있다(도 5 및 도 5a). 키퍼는 탄성중합체, 강철 또는 탄성중합체 내에 고정되는 다른 경질 재료일 수 있는 연장 결합 요소(extending engaging element)를 포함할 수 있다. 이러한 결합 요소는 압력 하에서 편향되거나 변위되고 그의 원래 위치로 복귀할 수 있다. 연장 결합 요소는 로크 몸체가 리테이너와 완전히 결합된 상태에서 대응하는 함입부(22A) 또는 래치 리세스와 결합된다. 이러한 실시예에서, 키퍼(22)는 함께 고정되어 리테이너(20) 내의 리세스(27) 내로 삽입되는, 탄성 블록(25)에 의해 배킹(backing)되는 대체로 L-형상의 금속 탭(metal tab)(23)을 포함한다. 로크 몸체가 리테이너 내에 설치됨에 따라, 탭의 내측 단부(23A)가 함입부(22A) 내에 스냅체결될 때까지 로크 몸체의 말단부가 탭(23)을 탄성 부재의 편향에 대항하여 외향으로 밀어낸다. 도 5a에서 볼 수 있는 바와 같이, 로크 몸체의 말단부는 바람직하게는 초기 설치 중에 탭(23)을 외향으로 밀어내는 것을 용이하게 하기 위해 경사형 에지(18B)를 갖는다.

대안적으로, 키퍼 시스템은 다른 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 키퍼 시스템은 리테이너(20)에 의해 유지되는 분할 링(30)을 포함할 수 있다(도 4 및 도 4a). 분할 링은 개구(20B) 내의 제1 환형 홈(32) 내에 유지되어 링의 제한된 이동을 허용할 수 있다. 로크 몸체가 리테이너 개구(20B)를 통과함에 따라, 그것은 또한 링을 통과할 것이다. 링은 리테이너 내로 통과하는 로크 몸체를 수용하도록 확장된다. 리테이너가 몸체의 나사와 결합됨에 따라, 그것은 링이 로크 몸체 내의 제2 환형 홈(34)과 결합될 때까지 링과 함께 로크 몸체 상에서 전진한다. 분할 링은 로크 몸체 상의 제2 환형 홈 내에 스냅체결된다. 리테이너로부터 로크 몸체를 추출하기 위해, 추가의 토크가 인가되어 링을 리세스에 인접한 로크 몸체의 외경(full diameter)으로 다시 확장시킨다. 키퍼 시스템은 예를 들어 진동 및/또는 다른 힘으로 인한 헐거워짐(loosening)에 저항하고 로크 부재의 완전한 결합을 유지시키기 위해 로크 몸체 상에서의 리테이너의 축방향 이동을 제한한다. 로크 몸체로부터의 리테이너의 분리를 억제하는 유사한 기능을 수행하는 키퍼 시스템의 다른 구성이 가능하다.

로크 시스템을 조립하는 것은 편향 요소(24)와 결합되도록 리테이너(20)를 어댑터의 리세스(12B) 내로 삽입하는 것을 포함한다. 키이(20A)는 리테이너(20)가 리세스(12B) 내에 있는 상태에서, 이러한 실시예에서 측벽(12F)인 기부 표면을 지나 외향으로 연장된다. 일 실시예에서, 조작자는 마모 부재가 어댑터(12) 상에 장착될 때 키이(20A)를 마모 부재 공동 내의 슬롯(14C) 내에의 수용을 위해 정렬시킨다. 다른 실시예에서, 리세스 및 리테이너는 키이(20A)가 슬롯을 수용하도록 적절히 위치되는 것을 보장하기 위해 리테이너를 특정 배향으로 수용하도록 (예컨대, 비-대칭 형상으로) 협동하여 형성될 수 있다. 마모 부재가 노우즈(12C) 상에서 전진함에 따라, 기부(12)가 공동(14A) 내에 수용되고, 키이(20A)가 슬롯(14C) 내에 수용된다. 개구가 테이퍼 형성되지 않으면, 슬롯은 양쪽 배향으로의 마모 부재의 조립을 허용하기 위해 또는 부분적으로 마모된 때 마모 부재의 전도(reversing)를 허용하기 위해 둘 모두의 측벽 내에 형성될 수 있다. 예시된 실시예에서, 슬롯은 단지 하나의 측벽 내에 형성된다. 기부가 공동 내에 완전히 안착될 때, 개구(12A)가 마모 부재(14)의 개구(14B)와 정렬된다. 리세스(12B) 및 슬롯(14C)은 리테이너(20)를 위한 리테이너 시트(26)를 함께 형성한다. 리테이너(20)는 종래의 기부와 함께 사용될 때 노우즈(12C)의 측벽(12F)과 마모 부재(14)의 공동 벽(15) 사이에서 리세스(12B) 내에, 즉 종래의 치형부 시스템 내의 종래의 분할 링과 동일한 위치에 놓인다.

이어서, 리테이너 나사(20C)가 로크 몸체 나사(18D)와 결합될 때까지, 로크 몸체 말단부(18B)가 개구(14B), 개구(12A) 및 리테이너 내로 삽입된다. 이어서, 로크 몸체(18)가 회전되어 말단부(18B)에 인접한 대응하는 나사와 결합되고, 기단부(18A)가 마모 부재(12) 내에 오목하게 놓이고(recessed) 키퍼(22)가 대응하는 키퍼 함입부(22A)와 결합될 때까지 개구 내로 전진한다. 대안적으로, 로크 몸체는 나사가 기단부(18A)에 형성된 상태로 반대 방향으로 설치되어 리테이너(20)와 결합될 수 있다. 리테이너(20)는 키이홈(14C)과 결합되는 키이(20A)에 의해 로크 몸체(18)와 함께 회전하는 것이 방지된다. 리테이너(20)로부터의 로크 몸체(18)의 분리가 키퍼 시스템(22)에 의해 작동 중에 억제된다.

예시된 실시예에서, 키이(20A)는, 리테이너를 따라 축방향으로 연장되고 외향으로 테이퍼 형성되어 키이홈(14C) 내의 대응하는 지지 표면(35, 37)에 대해 지지되는 지지 표면(31, 33)을 한정하는 리지로서 도시된다. 지지 표면(31, 33, 35, 37)은 로크 몸체(18)의 설치 중에 리테이너(20)의 회전을 방지한다. 다른 키이 및 키이홈 구성이 가능하다. 예를 들어, 키이(예컨대, 리지)는 공동 벽 내에 그리고 키이홈(예컨대, 슬롯)은 리테이너 내에 형성될 수 있다. 또한, 예로서, 키이는 비-대칭이고 슬롯보다 좁을 수 있으며, 리테이너의 회전에 저항하도록 슬롯 상의 상보형 지지 벽을 따라 연장되는 단일 지지 벽을 가질 수 있다. 일반적인 용어로, 키이 및 키이홈은 각각 회전-저항 요소(rotation-resistant element)로 지칭될 수 있다.

로크 몸체(18)는 하나의 개구(14B)와 결합될 수 있거나, 공동(14A)의 서로 마주하는 벽들 상의 2개의 개구(14B)와 결합될 수 있다. 개구(14B, 12A)를 통해 연장되는 로크 몸체(18)는 기부로부터 떨어지는 마모 부재의 이동에 저항한다. 예시된 실시예에서, 로크 몸체는 사용 중의 마모 부재 상실에 저항하기 위해 기부와 마모 부재 사이의 계면에서 일 측부 또는 양 측부에서 전단 하중을 받는다. 기부로부터의 마모 부재의 끼워맞춤 및 제거 절차에 따라 다른 종류의 하중이 가능하다. 로크 몸체의 축방향 이동은 리테이너 및 로크 몸체의 나사의 결합, 및 제공되는 경우 키퍼 시스템에 의해 제한된다.

로크를 제거하기 위해, 로크 몸체(18)가 공구에 의해 회전되어 로크 몸체의 나사를 리테이너(20)의 나사로부터 분리시키고, 사용되는 경우 키퍼를 극복한다. 로크 몸체가 개구로부터 제거된다. 마모 부재가 어댑터로부터 제거되어 리세스(12B) 내의 리테이너(20)를 노출시킨다. 이어서, 새로운 마모 부재가, 로크(또는 새로운 로크)가 정렬된 개구(14B, 12A) 내로 삽입되는 상태로 기부 상에 설치될 수 있다.

마모 조립체(110)는 마모 부재 및 로크의 대안적인 실시예이고, 전술된 바와 유사한 방식으로 작동한다. 마모 부재(14)가 기부(12)의 노우즈를 후방 개방 공동(14A) 내에 수용한다. 공동은 슬롯(14C) 및 개구(14B)를 포함한다. 기부가 마모 부재 공동 내에 안착되면, 개구(14B)가 개구(12A)와 정렬된다.

로크(116)는 리테이너(120), 및 바람직하게는 말단부(118B)까지 테이퍼 형성되는 기단부(118A)를 가진 로크 몸체(118)를 포함하지만, 로크 몸체는 테이퍼 형성되지 않을 수 있다. 로크 몸체(118)는 앨런 헤드 렌치(Allen head wrench) 또는 다른 토크 공구를 위한 개구와 같은 공구 결합 특징부(118C)를 포함한다. 리테이너(120)는 나사형성된 개구(120B) 및 키이(120A)를 포함한다. 키이(120A)는 이러한 실시예에서 단면이 직사각형이고, 형상이 키이홈 또는 슬롯(14C)에 대응한다. 키이(120A)는 키이홈(14C) 내의 대응하는 지지 표면(135, 137)에 대해 지지되는 지지 표면(131, 133)을 포함한다. 지지 표면은 리세스(12B) 내에서의 리테이너(20)의 회전에 저항한다. 나사(118D)는 이러한 실시예에서 로크 몸체의 기단부(118A)에 인접하지만, 말단부 상에 있을 수 있다. 마모 조립체(110)는 리테이너로부터의 로크 몸체의 분리를 제한하기 위해 전술된 바와 같은 키퍼 시스템을 포함할 수 있다.

마모 조립체(110)를 조립하는 것은 이전의 실시예와 유사하고, 리테이너(120)를 리세스(12B) 내로 삽입하여 편향 요소(24)와 결합되게 하는 것을 포함한다. 키이(120A)는 기부 표면을 지나 연장된다. 마모 부재(14)가 기부 상으로 전진함에 따라 기부(12)가 공동(14A) 내에 수용되며, 이때 키이(120A)가 키이홈(14C) 내에 수용된다. 마모 부재가 기부 상에 안착되고 리테이너가 키이홈 및 리세스에 의해 유지되는 상태에서 키이홈이 리세스(12B)에 인접함에 따라 개구(12A)가 개구(14B)와 정렬된다. 로크 몸체 말단부(118B)가 리테이너(120)에 인접한 개구(14B) 내로, 리테이너(120) 및 개구(12A)를 통해, 그리고 리테이너(120) 반대편의 개구(14B) 내로 삽입된다. 로크 몸체(118)의 설치 중에 리테이너 나사(120B)가 나사(118D)와 결합된다. 로크 몸체(118)가 회전하여 리테이너의 나사와 결합되고, 기단부(118A)가 마모 부재(14) 내에 오목하게 놓이고 키퍼(122)가 대응하는 함입부(122A)와 결합될 때까지 개구 내로 전진한다. 역시, 리테이너는 키이홈과의 키이의 결합에 의해 전진하는 로크 몸체와 함께 회전하는 것이 방지된다. 앞선 실시예와 마찬가지로, 키이(예컨대, 리지)는 마모 부재의 공동 벽 내에 그리고 키이홈(예컨대, 슬롯)은 리테이너 내에 형성될 수 있다.

본 명세서에 기술된 로크는 마모 부재를 토공 장비에 고정시키기 위한 시스템을 제공한다. 이들 로크는 미분으로부터의 구속, 작동 중의 마모 부재의 우발적인 상실에 저항할 수 있고, 그리고/또는 마모 부재의 사용 수명의 종료 시에 신속한 마모 부재의 교체 및 교체 부품의 설치를 제공하여 운전 비용을 감소시킬 수 있다.

위의 개시 내용은 본 발명의 상이한 태양 또는 특징을 포함하는, 마모 부재를 굴착 장비에 고정시키기 위한 로크의 특정 예를 기술한다. 다양한 본 발명의 특징은 바람직하게는 실시예에 기술된 바와 같은 방식으로 함께 사용된다. 그럼에도 불구하고, 다양한 특징이 단독으로 또는 다른 조합으로 사용되고 여전히 본 발명의 소정 이득을 얻을 수 있다. 이는 개시된 본 발명의 특징들 각각에 대해 그러할 수 있다. 또한, 일 실시예의 특징은 다른 실시예의 특징과 함께 사용될 수 있다. 주어진 예 및 개시된 특징의 조합은 그들이 함께 사용되어야 한다는 의미에서 제한하는 것으로 의도되지 않는다.

Claims (30)

1. 전방 작업 부분 및 후방 장착 부분을 포함하는, 토공 장비(earth working equipment)를 위한 지면-결합 마모 부재(ground-engaging wear member)로서,
   후방 장착 부분은 후방 단부, 및 토공 장비 상의 기부를 수용하기 위해 후방 단부에서 후방으로 개방되는 공동(cavity)을 포함하고, 기부는 기부를 통해 횡방향으로 연장되는 개구, 및 마모 부재를 기부에 고정시키도록 로크(lock)의 리테이너(retainer)를 수용하기 위한 기부의 하나의 벽 상의 개구 주위의 리세스(recess)를 갖고, 공동은 공동 벽들에 의해 한정되고, 공동 벽들 중 적어도 제1 공동 벽은 (i) 리테이너와 결합되도록 로크 몸체를 수용하기 위해 슬롯(slot)을 통해 연장되는 구멍, 및 (ii) 로크 리테이너의 키이(key)를 수용하도록 후방 단부에서 그리고 구멍에서 개방되는 슬롯을 포함하고, 슬롯은 리세스 내에서의 리테이너의 회전을 방지하도록 키이 상의 상보형 표면들에 대해 지지되는 한 쌍의 이격된 지지 표면들을 포함하는, 지면-결합 마모 부재.
2. 제1항에 있어서, 슬롯은 공동 내로 구멍의 전방으로 연장되는, 마모 부재.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 공동 벽들 중 제2 공동 벽이 제1 공동 벽과 마주하고, 제1 공동 벽 내의 구멍과 정렬되는 구멍을 포함하는, 마모 부재.
4. 제3항에 있어서, 제2 공동 벽은 후방 단부에서 그리고 제2 공동 벽 내의 구멍에서 개방되는 종방향 슬롯을 포함하는, 마모 부재.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 리퍼 첨단부(ripper point)인, 마모 부재.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 굴착 치형부(excavating tooth)를 위한 첨단부인, 마모 부재.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 슬롯의 지지 표면들은 실질적으로 평행한, 마모 부재.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 슬롯의 지지 표면들은 서로를 향해 내향으로 수렴하면서 공동으로부터 연장되는, 마모 부재.
9. 토공 장비를 위한 마모 조립체로서,
   (i) 토공 장비 상의 기부를 수용하기 위한, 상부 벽, 저부 벽 및 측벽들을 갖는 공동 - 기부는 기부를 통해 횡방향으로 연장되는 개구, 및 기부의 하나의 벽 상의 개구 주위의 리세스를 가짐 -, (ii) 각각의 상기 측벽 내의 구멍, 및 (iii) 공동의 측벽들 중 적어도 하나 내의 슬롯을 포함하는 지면-결합 마모 부재; 및
   기부 내의 리세스 내에 수용되는 리테이너 및 로크 몸체를 포함하는 로크 - 리테이너는 기부 내의 개구와 대체로 정렬되는 중심 개구, 및 슬롯 내에 수용되는 키이를 갖고, 로크 몸체는 마모 부재를 기부에 유지시키도록 리테이너 내의 중심 개구를 통해 그리고 마모 부재 내의 각각의 구멍 내로 연장되고, 로크 몸체 및 중심 개구는 로크 몸체를 리테이너에 연결하도록 서로 결합되는 체결 요소들을 가짐 -
   를 포함하는, 마모 조립체.
10. 제9항에 있어서, 체결 요소들은 결합되는 나사들인, 마모 조립체.
11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 슬롯은 리세스 내에서의 리테이너의 회전을 방지하도록 키이 상의 상보형 표면들에 대해 지지되는 한 쌍의 이격된 지지 표면들을 포함하는, 마모 조립체.
12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 슬롯은 키이 상의 상보형 표면들에 대해 지지되는 한 쌍의 이격된 지지 표면들을 포함하고, 지지 표면들은 평행한, 마모 조립체.
13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 슬롯은 공동 내로 구멍의 전방으로 연장되는, 마모 조립체.
14. 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 로크 몸체는 로크 몸체의 길이를 따라 테이퍼 형성되는(tapered), 마모 조립체.
15. 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 키퍼 시스템(keeper system)이 사용 중에 리테이너에 대한 로크 몸체의 의도하지 않은 이동을 억제하는, 마모 조립체.
16. 마모 부재를 토공 장비 상의 기부에 고정시키는 로크로서,
    제1 면 및 제2 면과 제1 면 및 제2 면으로 개방되어 축을 한정하는 나사형성된 구멍을 가진 몸체, 및 제2 면 상의 외향 돌출 리지(outwardly projecting ridge)를 갖는 리테이너 - 몸체는 기부 내의 리세스 내에 수용되고, 리지는 마모 부재 내의 슬롯 내에 수용됨 -; 및
    로크 몸체 - 로크 몸체는 리테이너 내의 나사형성된 구멍과 결합되는 나사, 및 로크 몸체의 회전을 용이하게 하는 공구 수용 형성부(tool receiving formation)를 가짐 -
    를 포함하는, 로크.
17. 제16항에 있어서, 리지는 실질적으로 평행한 서로 반대편에 있는 면들을 갖는, 로크.
18. 제16항에 있어서, 리지는 수렴하면서 제2 면으로부터 연장되는 서로 반대편에 있는 면들을 갖는, 로크.
19. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 로크 몸체는 로크 몸체의 길이를 따라 테이퍼 형성되는, 로크.
20. 지면-결합 마모 부재를 토공 장비 상에 설치하는 방법으로서,
    리테이너를 토공 장비 상의 기부 상의 리세스 내에 배치하는 단계 - 리테이너는 키이 및 중심 구멍을 가짐 -, 기부가 마모 부재 내의 공동 내에 수용되도록 마모 부재를 기부 위에 끼워맞추는 단계 - 키이는 공동 내의 슬롯 내에 수용되고, 마모 부재 내의 적어도 하나의 구멍이 기부를 통해 연장되는 개구와 대체로 정렬됨 -, 로크 몸체를 마모 부재 내의 적어도 하나의 구멍 및 기부 내의 개구를 통해 삽입하는 단계, 및 로크 몸체를 리테이너 내의 중심 구멍 내에 고정시키는 단계를 포함하는, 방법.
21. 제20항에 있어서, 로크 몸체는 기부의 서로 반대편에 있는 측부들 상에 있는 마모 부재 내의 2개의 구멍들 내로 삽입되는, 방법.
22. 제20항 또는 제21항에 있어서, 로크 몸체는 리테이너의 중심 구멍 내에 나사체결되는, 방법.
23. 제20항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 로크 몸체는 키퍼 시스템이 결합될 때까지 중심 구멍 내에 나사체결되는, 방법.
24. 지면과 결합되는 전방 작업 단부 및 후방 개구로부터 전방으로 연장되는 공동을 가진 후방 장착 부분을 갖는, 토공 장비를 위한 마모 부재로서,
    공동은 상부 벽 및 저부 벽, 측벽들 및 종축을 갖고, 제1 측벽이 개구 및 로크 리테이너를 수용하는 키이홈(keyway)을 갖고, 키이홈은 측벽 개구와 교차하고 측벽 개구의 전방으로 연장되도록 후방 개구로부터 축방향으로 연장되는 서로 마주하는 면들을 포함하는, 마모 부재.
25. 제24항에 있어서, 서로 마주하는 키이홈 면들은 각각 측벽에 실질적으로 수직하게 측벽으로부터 연장되는, 마모 부재.
26. 제24항 또는 제25항에 있어서, 후방 개구의 전방에 있는 서로 마주하는 키이홈 면들은 실질적으로 평행하게 연장되는, 마모 부재.
27. 제24항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 공동은 종축을 횡단하는 전방 스러스트 면(front thrust face)을 포함하는, 마모 부재.
28. 제24항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 상부 벽 및 저부 벽은 발산하면서 스러스트 면으로부터 후방으로 연장되는, 마모 부재.
29. 제24항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 측벽들은 스러스트 면으로부터 후방으로 실질적으로 평행하게 연장되는, 마모 부재.
30. 제24항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 마모 부재는 리퍼 치형부이고, 공동은 토공 장비의 기부를 수용하는, 마모 부재.

Images