KR20200078688A

KR20200078688A - 센터링 연장부를 갖는 지지 부재를 포함하는 치즐

Info

Publication number: KR20200078688A
Application number: KR1020207018057A
Authority: KR
Inventors: 우리치 크래머; 하이코 프라이드리치스
Original assignee: 베텍 게엠베하 운드 코. 카게
Priority date: 2016-05-12
Filing date: 2017-04-28
Publication date: 2020-07-01
Also published as: US20200378254A1; EP3608504B1; KR20180006960A; US10738610B2; BR112017021807B1; EP3608504A1; JP2018518616A; EP3259447B1; FI3608504T3; DK3608504T3; CA2982108A1; DE202017006713U1; BR122022014393B1; AU2017245306B2; RS64064B1; CN107614831A; ES2940057T3; ES2784966T3; CN107614831B; RU2683440C1

Abstract

본 발명은, 치즐, 특히 둥근-생크 치즐로서, 치즐 헤드 및 치즐 생크; 및 밑면에 안착 표면을 갖고 상기 안착 표면을 넘어 돌출하는 센터링 연장부를 갖는 지지 부재를 포함하고, 상기 센터링 연장부는 센터링 표면을 구비하고, 상기 센터링 표면은 상기 치즐의 길이방향 중심 축에 대해 경사진 형태로 연장되고 상기 안착 표면으로 간접 또는 직접 전이하고, 상기 지지 부재는 상기 치즐 생크를 수용하기 위해 내부 직경(D_i)을 갖는 장착 구멍에 의해 상기 길이방향 중심 축을 따라 관통된, 상기 치즐에 관한 것이다. 이 경우, 상기 안착 표면과는 반대쪽을 향하는, 상기 센터링 연장부의 단부와 상기 안착 표면 사이에, 또는 상기 센터링 연장부의 상기 단부와, 상기 안착 표면에 대해 만입된 형태로 상기 지지 부재에 일체로 형성된 리세스의 내부 종단부 사이에 상기 길이방향 중심 축의 방향으로 측정된 칼라 높이는, 상기 지지 부재의 상기 장착 구멍의 내부 직경(D_i)과 상기 칼라 높이 사이의 비율이 8 미만이고, 및/또는 상기 칼라 높이가 치즐 홀더에 장착된 상기 치즐의 축방향 간극을 초과하도록 구성되도록 제공된다.
상기 치즐은 감소된 마모를 특징으로 한다.

Description

센터링 연장부를 갖는 지지 부재를 포함하는 치즐{PICK COMPRISING A SUPPORT ELEMENT WITH A CENTERING INSERT}

본 발명은, 치즐(pick), 특히 둥근-생크(round-shank) 치즐로서, 치즐 헤드 및 치즐 생크; 및 밑면(underside)에 안착 표면(seat surface)을 갖고 상기 안착 표면을 넘어 돌출하는 센터링 연장부(centering extension)를 갖는 지지 부재(supporting element)를 포함하고, 상기 센터링 연장부는 센터링 표면을 구비하고, 상기 센터링 표면은 상기 치즐의 길이방향 중심 축에 대해 경사진 형태로 연장되고 상기 안착 표면으로 간접 또는 직접 전이하고, 상기 지지 부재는 상기 치즐 생크를 수용하기 위해 내부 직경(D_i)을 갖는 장착 구멍(mounting hole)에 의해 상기 길이방향 중심 축을 따라 관통된, 상기 치즐에 관한 것이다.

또한 본 발명은, 공구 시스템으로서, 치즐 헤드 및 치즐 생크를 구비하는 치즐, 특히 둥근-생크 치즐; 및 밑면에 안착 표면을 갖고 상기 안착 표면을 넘어 돌출하는 센터링 연장부를 갖는 지지 부재; 및 상기 치즐 생크를 수용하기 위한 치즐 홀더(pick holder)를 포함하고, 상기 센터링 연장부는 센터링 표면을 구비하고, 상기 센터링 표면은 상기 치즐의 길이방향 중심 축에 대해 경사진 형태로 연장되고, 상기 안착 표면으로 간접 또는 직접 전이하고, 상기 지지 부재는 상기 치즐 생크를 수용하기 위해 내부 직경(D_i)을 갖는 장착 구멍에 의해 상기 길이방향 중심 축을 따라 관통되고, 상기 치즐 홀더는, 상기 지지 부재를 향해, 상기 안착 표면을 베어링(bear)하기 위한 마모 표면(wear surface), 및 상기 지지 부재의 상기 센터링 연장부를 수용하기 위한 센터링 수용부(centering receptacle)를 구비하는, 상기 공구 시스템에 관한 것이다.

이러한 치즐 및 이러한 공구 시스템은 DE102014104040A1에 알려져 있다. 치즐 헤드의 직경은 절단 부재(cutting element)로부터 진행하여 치즐 생크에 인접한 플랜지까지 증가한다. 원통 형태로 구현된 치즐 생크는 치즐 홀더의 유지 연장부(holding extension) 내 치즐 수용부의 클램핑 슬리브(clamping sleeve)에 의해 유지된다. 클램핑 슬리브에 의해 고정하는 것은 치즐이 축방향으로 이동하는 것을 차단하면서 치즐이 길이방향 중심 축을 중심으로 회전할 수 있게 한다. 치즐 헤드와 유지 연장부 사이에는 지지 부재가 배열되고 이 지지 부재의 중심 장착 구멍을 통해 치즐 생크가 안내된다. 치즐 헤드를 향해 지지 부재는 림(rim)으로 둘러싸인 리세스(recess)를 가지며, 상기 리세스의 바닥은 치즐 헤드의 베어링 표면이 놓이는 지지 표면을 나타낸다. 치즐 홀더를 향해 지지 부재는 안착 표면을 형성하고 이 안착 표면은 지지 부재의 중심 쪽으로 치즐의 길이방향 중심 축에 대해 경사진 방향으로 센터링 연장부의 센터링 표면으로 전이한다. 센터링 표면과 안착 표면 사이의 전이 구역에는, 안착 표면에 대해 적어도 0.3 mm의 깊이를 갖는 그루브(groove)가 배열된다. 치즐 홀더의 유지 연장부의 상부 측은 치즐 헤드를 향해 지지 부재의 밑면에 대응하도록 형성된다. 유지 연장부의 상부 측은 지지 부재의 안착 표면이 놓이는 마모 표면을 갖는다. 지지 부재의 센터링 연장부는 유지 연장부의 센터링 수용부에서 반경 방향으로 안내된다. 치즐과 공구의 배열 동작 동안 마모 표면이 마모됨으로써, 지지 부재의 그루브 구역 내 치즐 홀더의 마모 표면 상에 비드(bead)가 발생되고, 상기 비드는 그루브에 결합된다. 이렇게 결합됨으로써, 지지 부재의 추가적인 측방향 안내가 달성된다. 동시에, 적어도 그루브 및 이 그루브에 결합되는 비드에 의해, 굴삭된(excavated) 재료가 치즐 수용부의 구역으로 침투(penetration)하는 것이 감소되어 치즐의 회전 가능성이 유지되고 마모가 감소된다.

치즐이 길이방향 중심 축을 중심으로 회전하는 가능성을 보장하기 위해, 치즐 홀더 내에 치즐이 축방향 간극(clearance)을 갖는 것이 요구된다. 이 경우에 더 작은 치즐에 대해서보다 더 큰 치즐에 대해서 더 큰 간극이 제공된다. 축방향 간극이 센터링 연장부의 높이를 초과하면, 센터링 연장부가 지지 부재를 측방향으로 안내하는 것이 상실된다. 이것은 지지 부재와 치즐 홀더 모두의 마모를 증가시킨다.

DE 60209235 T2는 회전 가능한 절단 치즐용 와셔를 개시한다. 와셔는 치즐 헤드를 향하는 전방 면에 복수의 리브(rib)를 갖는다. 상기 리브들은 만곡된(curved) 형상을 가질 수 있고, 와셔의 원주(circumference) 둘레에 규칙적으로 분포되는 방식으로 배열될 수 있다. 반대쪽 후방 면에는, 균일하게 분포된 리세스들이 와셔에 일체로 형성될 수 있다. 와셔의 중심 장착 구멍을 향하여, 후방 측은 와셔의 길이방향 중심 축에 대해 경사진 형태로 연장되는 경사진 에지를 갖는 센터링 연장부를 갖는다. 와셔가 장착된 상태에서, 상기 센터링 연장부는 치즐 홀더의 치즐 수용부에 대해 원주 방향으로 배열된 대응하는 챔퍼(chamfer)로 돌출하여, 와셔를 측방향으로 안내한다. 리브들 및 리세스들로 인해, 와셔의 베어링 영역(bearing area)이 감소되어 와셔의 회전 가능성이 개선된다.

이러한 배열에서도, 장착된 치즐에 축방향 간극을 허용하는 것으로 인해 센터링 연장부가 와셔를 측방향으로 안내하는 것이 치즐이 최대로 올라간 상태에서 상실될 수 있어서 이에 의해 와셔 자체 및 치즐 홀더에 대한 마모가 상당히 증가할 수 있다. 특히, 이에 의해 발생하는 흔들림(wobbling) 와셔 움직임은 치즐 홀더의 단부 측에 불규칙한 마모를 초래함으로써, 치즐 홀더가 경사져서 더 빨리 마모될 수 있다. 또한, 단부 측이 경사져 마모되는 경우, 치즐의 회전 가능성이 제한되거나 차단되어 치즐이 일방향으로 신속하게 마모될 수 있다. 이 경우에, 반경 방향으로 배향된 리브들 및 리세스들도 와셔를 더 이상 측방향으로 안내하지 못한다.

따라서, 본 발명의 목적은 개선된 마모 거동을 갖는 치즐을 제공하는 것이다. 본 발명의 추가적인 목적은 이러한 치즐을 갖는 공구 시스템을 제공하는 것이다.

상기 치즐과 관련된 본 발명의 목적은, 안착 표면과는 반대쪽을 향하는, 센터링 연장부의 단부와 상기 안착 표면 사이에, 또는 상기 센터링 연장부의 상기 단부와, 상기 안착 표면에 대해 만입된 형태로 지지 부재에 일체로 형성된 리세스의 내부 종단부 사이에 길이방향 중심 축의 방향으로 측정된 칼라 높이(collar height)는, 상기 지지 부재의 장착 구멍의 내부 직경(D_i)과 상기 칼라 높이 사이의 비율이 8 미만이고, 및/또는 상기 칼라 높이가 치즐 홀더에 장착된 상기 치즐의 축방향 간극을 초과하도록 구성된 것에 의해 달성된다. 치즐 홀더에 장착된 상태에서 상기 지지 부재의 상기 안착 표면은 상기 치즐 홀더의 마모 표면 상에 놓인다. 이 경우, 상기 센터링 연장부는 상기 마모 표면에 일체로 형성된 센터링 수용부에 결합되어, 상기 지지 부재의 반경방향 위치가 안정화된다. 리세스가 상기 안착 표면에 일체로 형성되는 경우, 상기 치즐 홀더의 연장부는 상기 리세스에 결합된다. 상기 지지 부재의 상기 장착 구멍의 내부 직경(D_i)과 상기 칼라 높이 사이의 비율이 8 미만이면, 상기 지지 부재가 임의로 측방향으로 이동하는 것을 충분히 차단할 수 있다. 바람직하게는, 이 경우, 상기 칼라 높이는 상기 치즐의 사용 수명에 걸쳐 예상되는 최대 축방향 간극보다 더 크도록 선택된다. 따라서, 치즐이 상기 치즐 수용부로부터 상기 축방향 간극 내에서 최대 크기로 인출되는 경우에도, 상기 센터링 연장부는 상기 지지 부재에 측방향 안정성을 제공한다. 그 결과, 상기 지지 부재 및 상기 치즐 홀더의 상기 마모 표면에 대한 마모가 상당히 감소될 수 있다. 이것은 특히 상기 지지 부재에 불규칙한 축방향 부하(load)가 작용하는 경우에 적용된다. 이러한 불규칙한 축방향 부하는, 상기 지지 부재의 측방향 안정성이 불충분한 경우에, 비대칭이어서, 상기 홀더의 상기 마모 표면에 대해 증가된 마모를 초래한다. 본 발명에 따른 상기 지지 부재의 측방향 안내가 개선된 결과, 상기 지지 부재의 상기 장착 구멍 내로 안내되는 상기 치즐이 보다 정확히 센터링되어, 이에 의해 상기 마모 표면에 대한 비대칭 마모가 방지되거나 적어도 감소된다. 상기 지지 부재 및 상기 마모 표면에 대한 마모가 작고 상기 치즐의 센터링이 개선된 결과로서, 상기 치즐의 회전 운동은 안정화된다. 이것은 보다 균일한 마모를 야기하고 이에 따라 상기 치즐의 수명을 증가시킨다. 상기 센터링 연장부는 상기 센터링 수용부와 협력하여 미로형 밀봉(labyrinthine sealing)을 야기한다. 그 결과, 굴삭된 재료 및 먼지가 상기 치즐 수용부 및 상기 치즐 생크의 구역 내로 침투하는 것이 적어도 감소된다. 상기 지지 부재의 상기 장착 구멍의 내부 직경(D_i)과 상기 칼라 높이 사이의 선택된 비율이 8 미만이기 때문에, 충분한 밀봉이 보장되고, 상기 치즐 수용부와 상기 치즐 생크의 구역으로 이물질이 들어가지 못하거나 거의 들어가지 못하여 상기 치즐의 회전 운동을 차단하지 않는다. 그 결과 상기 치즐에 대한 마모가 감소된다.

바람직하게는, 상기 장착 구멍의 내부 직경(D_i)과 상기 칼라 높이 사이의 비율은 7.5 미만, 바람직하게는 7.0 미만, 특히 바람직하게는 6.5 미만이도록 제공될 수 있다. 7.5 미만의 비율에서는, 예를 들어, 굴삭된 재료가 부딪혀서 횡방향 힘이 상기 지지 부재에 직접 작용하는 경우에도 양호한 측방향 안내가 달성된다. 7.0 미만의 비율은 측방향 안내를 더욱 더 개선시켜서, 상기 지지 부재에 걸쳐 불규칙하게 분포된 축방향으로 배향된 힘 및 반경 방향으로 작용하는 횡방향 힘이 동시에 작용하여도 높은 마모를 갖는 상기 지지 부재의 흔들림 운동이 이에 의해 발생하지 않도록 한다. 6.5 미만의 비율에서는 이미 발생된 마모 때문에 상기 치즐의 축방향 간극이 증가하였을 때 상기 지지 부재 및 상기 치즐의 서비스 수명이 끝날 때까지 충분한 측방향 안내가 달성된다.

상기 지지 부재 및 상기 치즐이 동시에 양호한 회전 가능성을 가지면서 상기 지지 부재 및/또는 그리하여 상기 치즐을 반경 방향으로 작용하는 안내는, 상기 센터링 연장부 및/또는 상기 리세스가 상기 장착 구멍을 둘러싸는 방식으로 배열되는 것에 의해 달성될 수 있다.

상기 지지 부재의 측방향 안내는, 상기 센터링 연장부를 중심으로 나선 형상으로 연장되는 적어도 하나의 리세스 또는 동일하거나 상이한 깊이의 복수의 리세스가 상기 안착 표면에 일체로 형성되고, 상기 지지 부재의 상기 장착 구멍의 내부 직경(D_i)과, 상기 리세스들 또는 상기 나선 형상의 리세스의 채널들 중 하나에 대한 상기 칼라 높이 사이의 비율, 바람직하게는 상기 장착 구멍의 내부 직경(D_i)과, 리세스 또는 채널에 대해 결정된 최대 칼라 높이 사이의 비율이 8 미만이라는 것에 의해 더 개선될 수 있다. 복수의 리세스가 서로 반경 방향으로 나란히 배열되고 상기 치즐 홀더의 대응하는 연장부가 상기 리세스에 결합되는 것에 의해, 축방향으로 투영된 면적(projected area)은 유지되지만, 상기 치즐 홀더와 상기 지지 부재 사이에 반경 방향으로의 접촉 영역은 확대된다. 그 결과 더 큰 횡방향 힘을 흡수할 수 있다. 동시에, 상기 치즐 홀더와 상기 지지 부재 사이의 접촉 영역이 확대되는 것에 의해, 상기 표면 압력 및 그 결과 또한 마모가 감소된다. 상기 리세스들이 서로 나란히 위치되고 상기 연장부들이 상기 리세스들에 결합됨으로써, 굴삭된 재료가 침투하는 것에 대해 밀봉 작용이 더욱 상당히 개선된다. 상기 지지 부재의 상기 장착 구멍의 내부 직경(D_i)과 상기 칼라 높이 사이의 비율이 8 미만인 것에 의해, 상기 지지 부재가 상기 마모 표면으로부터 상기 축방향 간극의 범위 내에서 최대 범위까지 들어 올려지더라도, 상기 지지 부재 및 그리하여 상기 치즐을 충분히 반경 방향으로 안내하는 것이 달성된다.

상기 센터링 연장부로부터 거리를 두고 인접한 안착 표면을 넘어 안내 리브(guide rib)가 돌출하는 것에 의해, 상기 치즐의 상기 측방향 안내 및 밀봉 작용, 및 그리하여 상기 치즐의 회전 가능성 및 마모가 더욱 개선될 수 있다. 이 경우, 상기 안내 리브는 유리하게는 상기 안내 리브에 대응하는 리브 수용부에 결합하여 상기 치즐 홀더의 마모 표면으로 들어간다.

상기 센터링 연장부는 유리하게는 상기 치즐 홀더에 일체로 형성된 센터링 수용부 내에 수용되어, 상기 센터링 수용부에 회전 가능한 방식으로 장착된다. 상기 지지 부재의 상기 안착 표면에 일체로 형성된 상기 안내 리브는 상기 치즐의 동작 동안 상기 치즐 홀더의 평면 형태로 구현된 상기 마모 표면으로 연삭된다(grind). 상기 안내 리브가 상기 치즐 홀더 내 리브 수용부를 연삭하기 전에, 상기 지지 부재를 충분히 측방향으로 안내하기 위해, 상기 리세스는 상기 센터링 연장부와 상기 안내 리브 사이에 형성되고, 상기 센터링 연장부는 상기 인접한 안착 표면에 대해 상기 안내 리브보다 더 큰 높이를 갖는 것으로 제공될 수 있다.

상기 치즐, 상기 지지 부재 및 상기 치즐 홀더에 대해 낮은 마모를 구현하기 위한 필수적인 전제 조건은 상기 치즐의 길이방향 중심 축을 중심으로 상기 치즐 및 상기 지지 부재가 용이하고 자유롭게 회전하는 것이다. 상기 센터링 표면, 상기 안착 표면, 상기 리세스 및/또는 상기 안내 리브 사이의 전이 부분들은 직선 형태 또는 둥근 형태로 연장되는 것에 의해 회전 가능성이 개선될 수 있다. 이런 방식으로 회전을 차단하는 날카로운 에지들을 회피할 수 있다.

상기 지지 부재를 양호하게 측방향으로 안내하는 것은 상기 안착 표면에 대해 상기 리세스의 깊이가 0.3 mm 이상, 바람직하게는 0.3 mm 내지 2 mm, 특히 바람직하게는 0.5 mm 내지 1.5 mm인 것에 의해 생성될 수 있다. 상기 리세스가 0.3 mm 미만이도록 선택되는 경우, 상기 지지 부재를 충분히 측방향으로 안정화하기 위해 충분히 현저한 연장이 생성되지 않는다. 최대 2 mm 깊이의 그루브들은 상기 연장부와 상기 리세스 사이에 양호한 밀봉 작용(미로형 밀봉)을 생성한다. 상기 리세스의 깊이가 0.5 mm 내지 1.5 mm이도록 선택되는 경우, 밀봉 작용과 측방향 안내 사이에 양호한 결합된 작용이 생성된다.

상기 지지 부재가 20 mm의 내부 직경(D_i)을 갖는 장착 구멍을 갖고 상기 칼라 높이가 2.5 mm를 초과하고, 및/또는 상기 지지 부재가 22 mm의 내부 직경(D_i)을 갖는 장착 구멍을 갖고 상기 칼라 높이가 2.75 mm를 초과하고, 및/또는 상기 지지 부재가 25 mm의 내부 직경(D_i)을 갖는 장착 구멍을 갖고 상기 칼라 높이가 3.125 mm를 초과하고, 및/또는 상기 지지 부재가 42 mm의 내부 직경(D_i)을 갖는 장착 구멍을 갖고 상기 칼라 높이가 5.25 mm를 초과하는 것에 의해, 공통 치즐 사이즈들 및 관련된 치즐 홀더들에 적합한 지지 부재들이 획득될 수 있다. 예를 들어, 정밀 밀링(milling)을 위한 더 작은 치즐에 대해서는, 20 mm 또는 22 mm의 장착 구멍의 내부 직경(D_i) 및 적어도 2.5 mm 또는 2.75 mm의 칼라 높이를 각각 갖는 지지 부재들이 적합하다. 중간 크기의 치즐에 대해서는 25 mm의 장착 구멍의 내부 직경(D_i) 및 3.125 mm의 칼라 높이를 갖는 지지 부재들이 적합하다. 큰 치즐 및 관련된 치즐 홀더에 대해서는, 42 mm의 장착 구멍의 내부 직경(D_i) 및 적어도 5.25 mm의 칼라 높이를 갖는 지지 부재들이 사용될 수 있다. 지지 부재들의 장착 구멍들의 내부 직경(D_i)들과 각 칼라 높이 사이의 비율이 8 미만이면, 더 큰 지지 부재에 대해서 대응하여 더 높은 센터링 연장부가 제공된다. 이것은, 더 큰 치즐들이 상기 치즐에 대응하여 더 큰 발생 힘들을 갖고 더 큰 축방향 간극을 갖는 경우에, 상기 지지 부재들이 충분히 측방향으로 안내되는 것을 보장한다.

상기 공구 시스템과 관련된 본 발명의 목적은, 상기 마모 표면과는 반대쪽을 향하는, 상기 센터링 수용부의 단부와 상기 마모 표면 사이에, 또는 상기 센터링 수용부의 상기 단부와, 상기 마모 표면을 넘어 돌출하는 연장부의 최대 지점(maximum point) 사이에 상기 길이방향 중심 축의 방향으로 측정된 센터링 높이가, 상기 지지 부재의 장착 구멍의 내부 직경(D_i)과 상기 센터링 높이 사이의 비율이 8 미만이고 및/또는 상기 칼라 높이가 치즐 홀더에 장착된 상기 치즐의 축방향 간극을 초과하도록 구성된 것에 의해 달성된다.

상기 지지 부재의 상기 장착 구멍의 내부 직경(D_i)과 상기 센터링 높이 사이의 비율이 8 미만이기 때문에, 상기 센터링 수용부에 결합되는 상기 센터링 연장부에 양호한 측방향 안내가 달성된다. 상기 칼라 높이가 상기 치즐 홀더에 장착된 상기 치즐의 축방향 간극보다 더 큰 경우, 상기 치즐이 상기 치즐 홀더로부터 최대 허용 가능한 축방향 간극 내에서 당겨질 때에도 양호한 측방향 안내가 달성되고, 상기 지지 부재는 상기 치즐 헤드와 상기 치즐 홀더 사이에 이러한 방식으로 형성된 갭의 범위 내에서 축방향으로 조정될 수 있다. 필요한 센터링 높이는 더 큰 지지 부재들 및 그리하여 더 큰 공구 시스템들에 대해 대응하여 더 큰 방식으로 제공된다. 그 결과, 상기 치즐의 대응하여 더 큰 허용 가능한 축방향 간극을 갖는 큰 공구 시스템의 경우에도 상기 지지 부재의 양호한 측방향 안내가 달성된다. 동시에, 상기 센터링 수용부, 및 상기 센터링 수용부에 결합되는, 상기 지지 부재의 상기 센터링 연장부로 인해, 현저한 미로형 밀봉 부분이 생성되어 적어도 이물질이 치즐 장착부의 구역 내로 침투하기 더 어렵게 한다.

상기 측방향 안내 및 상기 밀봉 작용은, 상기 지지 부재는 상기 안착 표면이 상기 치즐 홀더의 상기 마모 표면 상에 놓이고, 상기 마모 표면을 넘어 돌출하는, 상기 치즐 홀더의 적어도 하나의 연장부가 상기 지지 부재의 상기 안착 표면에 일체로 형성된 리세스에 대응하는 형태로 형성되어, 상기 리세스 내로 돌출하는 것에 의해 개선될 수 있다. 상기 연장부 및 이에 대응하여 상기 리세스는 이 경우 필릿(fillet) 형태로 또는 사다리꼴 형태로 또는 상이한 윤곽 부분들을 갖는 다중 레벨(multilevel) 형태로 형성될 수 있다.

상기 측방향 안내 및 상기 밀봉 작용은, 상기 지지 부재가 인접한 안착 표면을 넘어서 돌출하는 안내 리브를 구비하고, 상기 치즐 홀더는, 상기 마모 표면에 일체로 형성되고 상기 안내 리브에 대응하는 리브 수용부를 구비하고, 상기 리브 수용부 내로 상기 안내 리브가 돌출하는 것에 의해 더 개선될 수 있다. 또한, 상기 지지 부재의 상기 안착 표면은 적어도 하나의 안내 리브와 적어도 하나의 리세스를 모두 갖는 조합도 고려될 수 있고, 이에 대응하는 방식으로, 상기 마모 표면은 적어도 하나의 리브 수용부 및 적어도 하나의 연장부를 갖는다.

본 발명의 특히 바람직한 설계 변형에 따라, 상기 연장부 및/또는 상기 리브 수용부가 상기 치즐 홀더의 제조 동안 성형 공정에 의해 상기 마모 표면에 적용되고, 대응하는 리세스 및/또는 대응하는 안내 리브가 상기 공구 시스템의 동작 동안 상기 안착 표면을 식각(abrasion)하는 것에 의해 형성되고, 상기 리세스 및/또는 상기 안내 리브가 상기 지지 부재의 제조 동안 성형 공정에 의해 상기 안착 표면에 적용되고, 및 대응하는 연장부 및/또는 대응하는 리브 수용부가 상기 공구 시스템의 동작 동안 상기 마모 표면을 식각하는 것에 의해 형성되는 것으로 제공될 수 있다. 제조 동안, 단 하나의 구성 요소(component), 즉 상기 치즐 홀더 또는 상기 지지 부재는 대응하는 방식으로 프로파일링(profiled)되어야 한다. 이 프로파일링은 동작 동안 반대쪽 구성 요소로 연삭된다. 연삭 공정은 일부 치즐 변경을 통해 발생할 수 있다. 유리하게는, 보다 경질인 구성 요소가 프로파일링된다. 특히 바람직하게는, 상기 프로파일링은 상기 지지 부재의 상기 안착 표면에서 발생한다. 대응하는 연장부들 및 리브 수용부들은 동작 동안 상기 치즐 홀더의 상기 마모 표면으로 연삭된다. 상기 연삭은 유리하게는 상기 지지 부재의 회전 운동 동안 발생한다. 이 경우, 상기 지지 부재는 상기 센터링 연장부에 의해 상기 치즐 홀더의 상기 센터링 수용부 내로 반경 방향으로 안내된다.

본 발명은 도면에 도시된 예시적인 실시예에 의해 이하 본문에서 보다 상세히 설명된다.

도 1은 치즐 홀더 상의 장착 위치에 치즐을 갖는 공구 시스템의 측면도를 도시하고,
도 2는 도 1에서 II로 표시된 부분의 상세를 도시하며,
도 3은 알려진 지지 부재의 경우에 치즐 홀더의 마모 표면에 대한 마모의 개략도를 도시하고,
도 4는 제1 실시예에서 지지 부재의 상세의 횡단면도를 도시하며,
도 5 내지 도 14는 추가적인 실시예에서 지지 부재의 개략적인 횡단면도를 각각 도시한다.

도 1은 치즐 홀더(40) 상의 장착 위치에 치즐(10)을 갖는 종래 기술에 따른 공구 시스템의 측면도를 도시한다. 둥근-생크 치즐 형태인 치즐(10)은 예를 들어 카바이드(carbide)와 같은 경질 재료로 제조된 치즐 팁(tip)(14)을 갖는 치즐 헤드(13)를 갖는다. 치즐 팁(14)의 반대 측에서 원통형 센터링 부분(12)은 치즐 헤드(13)에 일체로 형성되고, 이 원통형 센터링 부분은 좁은 부분(12.1)을 통해 원통형 치즐 생크(11)로 전이한다.

치즐 홀더(40)는 베이스 부분(41)을 갖고 이 베이스 부분에는 밑면으로부터 돌출하는 플러그-인 연장부(42)가 일체로 형성된다. 또한, 베이스 부분(41)은 일체로 형성된 유지 연장부(43)를 베어링하고, 이 유지 연장부 내로 치즐 수용부(46)가 원통형 구멍으로서 도입된다. 이 경우, 치즐 수용부(46)는 두 길이방향 단부들에서 개방된 관통 구멍으로서 구현된다. 플러그-인 연장부(42)와는 반대쪽을 향하는 치즐 수용부(46)의 단부는 유지 연장부(43)의 원통형 부분(44)으로 이어진다. 유지 연장부(43)의 외부 원주에는 원주방향의 링 형태의 마모 마킹(45)이 제공된다.

치즐(10)은 치즐 생크(11)가 치즐 홀더(40)의 치즐 수용부(46) 내 체결 슬리브(20)에 의해 유지된다. 이를 위해, 체결 슬리브(20)는 치즐 생크(11)의 원주방향 그루브(15)에 결합되는 유지 부재(21)들을 갖는다. 또한, 체결 슬리브(20)는 클램핑 슬롯(23)을 갖는다. 이것은 스프링 탄성 재료로 제조된 체결 슬리브(20)가 그 잔류 응력으로 인해 치즐 수용부(46)의 벽으로 가압되어 이 벽에 고정될 수 있게 한다. 이에 따라 치즐(10)은 길이방향 축을 중심으로 회전 가능하지만, 축방향으로 유지되고 치즐 수용부(46) 내에 고정된다. 이 경우, 축방향 장착은 치즐(10)의 평활한 회전을 가능하게 하기 위해 치즐(10)의 이중 화살표로 표시된 한정된 축방향 간극(50)을 허용한다.

도 2에 보다 상세히 도시된 바와 같이, 치즐 헤드(13)와 치즐 홀더(40) 사이에는 와셔 형태의 지지 부재(30)가 배열되고, 여기서 와셔 형태의 지지 부재(30)의 외측 윤곽은 기하학적 형상 및/또는 임의의 형상을 따른다.

동작을 위해, 치즐 홀더(40)는 플러그-인 연장부(42)가 밀링 머신(milling machine)의 밀링 드럼(도시되지 않음) 상의 대응하는 홀더에 장착된다. 치즐(10)은 지지 부재(30)와 함께 체결 슬리브(20)에 의해 치즐 홀더(40)의 유지 연장부(43)에 체결된다. 동작 동안, 치즐(10)은 밀링 드럼의 회전 운동에 의해 굴삭된 재료를 통해 안내된다. 이 경우, 치즐(10)은 작용력으로 인해 자동적으로 회전하며 치즐(10)이 반경 방향으로 균일하게 마모된다.

도 2는 종래 기술에 따른 치즐(10) 및 지지 부재(30)를 갖는 공구 시스템의, 도 1에서 II로 표시된 부분의 상세를 도시한다. 치즐 헤드(13)는 치즐 생크(11)의 방향으로 플랜지(13.2)에 의해 종결되고, 상기 플랜지(13.2)는 베어링 표면(13.1)을 형성한다. 베어링 표면은 지지 부재(30)의 지지 표면(32) 상에 놓인다. 지지 표면(32)은 지지 부재(30)의 상부 측 상의 수용부(31) 내에 형성된다. 이 수용부(31)는 림(31.1)에 의해 대응하는 방식으로 외측이 한정된다. 지지 표면(32)의 반대 측에서 지지 부재(30)는 안착 표면(33)을 갖고 이 안착 표면은 유지 연장부(43)의 원통형 부분(44)의 마모 표면(47) 상에 놓인다. 지지 부재(30)는 치즐(10)의 길이방향 중심 축(M)에 대해 실질적으로 회전 대칭 방식으로 구성된다. 안착 표면(33)은 원주방향 리세스(35)를 통해, 길이방향 중심 축(M)에 대해 경사진 형태로 연장되는, 센터링 연장부(34)의 센터링 표면(34.1)으로 전이한다. 도 2에 명확히 도시된 바와 같이, 지지 부재(30)의 센터링 연장부(34)는 치즐 홀더(40)의 대응하게 형성된 센터링 수용부(48) 내로 삽입된다.

길이방향 중심 축(M)을 따라, 지지 부재(30)는 치즐(10)을 안내하기 위한 안내 구역(36)을 형성하는 장착 구멍(39)을 갖는다. 장착된 위치에서, 치즐 생크(11)의 센터링 부분(12)은 안내 구역(36)에 할당된다. 이러한 방식으로, 안내 구역(36)과 센터링 부분(12) 사이에 회전 가능 장착이 발생한다. 이 경우, 지지 부재(30)와 센터링 부분(12) 사이에 자유로운 회전이 유지되기 위하여, 원통형 중심 부분(12)의 외부 직경이 안내 구역(36)의 장착 구멍(39)의 내부 직경(D_i)에 매칭(matched)하여야 하는 것이 보장된다는 것에 유의하여야 한다. 이들 2개의 구성 요소 사이의 간극은 가능한 한 측방향 오정렬(치즐(10)의 길이방향 중심 축에 횡방향으로의 오정렬)이 거의 발생하지 않도록 선택되어야 한다. 도 1에 이미 도시된 바와 같이, 센터링 부분(12)은 좁은 구역(12.1) 후에 원통형 치즐 생크(11)로 전이한다.

치즐 생크(11)는 체결 슬리브(20)에 의해 치즐 홀더(40)의 유지 연장부(43) 내에 유지된다. 체결 슬리브(20)는 그 상부 단부에 챔퍼(22)를 갖는다.

동작 동안, 치즐(10)은 길이방향 중심 축을 중심으로 회전할 수 있다. 자유 회전 가능성은 치즐(10)이 전체 범위에 걸쳐 균일하게 마모되는 것을 보장한다. 이 경우, 치즐 생크(12)의 센터링 부분(12)에 의해 유지되는 느슨하게 적용된 지지 부재(30)도 또한 회전하는 것에 의해, 치즐(10)의 회전 가능성이 전체적으로 더 개선된다. 치즐(10)이 회전하고 기계적 부하가 높아서, 치즐 홀더(40)에 대한 마모는 또한 유지 연장부(43)의 상부 부분(44)에서 주로 발생한다. 부하에 의해, 마모 표면(47)이 식각된다. 이 경우, 유지 연장부(43) 상에 존재하는 마모는 도 1에 도시된 마모 마킹(45)을 통해 평가될 수 있다.

지지 부재(30)와 유지 연장부(43) 사이의 상대적 운동에 의해, 새로운 상태에서 평면인, 유지 연장부(43)의 마모 표면(47)이, 도 2에 도시된 바와 같이, 지지 부재(30)의 리세스(35) 내로 연삭된다. 연장부(47.1)가 대응하는 형태로 리세스(35)의 윤곽을 형성하는 것에 의해, 지지 부재(30)는 추가적인 측방향 안내를 수용하는데, 이것은 지지 부재(30) 및 그리하여 치즐(10)의 회전 가능성에 긍정적인 효과를 갖는다. 센터링 표면(34.1)은 회전 가능성을 방해하는 어떠한 에지도 형성되지 않도록 접선 방향으로 리세스(35)의 표면으로 전이된다. 대응하는 방식으로, 리세스(35)의 표면은 날카로운 에지들이 없이 둥근 부분을 통해 안착 표면(33)으로 전이한다. 그 반경방향 외부 표면 부분에 의해 리세스(35)는 반경방향 내부에서 지지 부재(30)에 작용하는 힘을 상쇄(counteract)한다. 반경방향 외부를 향하는 힘은 반경방향 내부 표면 부분에 의해 상쇄된다. 그 결과, 센터링 표면(34.1)에 의해 흡수되어야 하는 힘이 감소되고, 이로 인해 표면 압력이 감소되고 그에 따라 이 구역에서의 마모가 감소된다. 또한, 이러한 지지는 또한 지지 부재(30)의 와셔 평면에서의 흔들림 운동을 상쇄하여, 치즐 홀더(40)의 마모를 감소시킨다. 또한, 리세스는, 리세스에 대응하는 부분(counterpart)이 마모 표면(47)으로부터 연삭되는 것에 의해, 미로형 밀봉으로서 작용한다. 안착 표면(33)과 마모 표면(47) 사이로 들어가는 굴삭된 재료가 이러한 밀봉에 의해 더 침투되는 것이 방지되고, 그리하여 치즐 생크(11)의 구역으로 감소된 정도로만 들어간다.

도 3은 알려진 지지 부재(30)의 경우 및 지지 부재(30)에 부하가 비대칭인 경우에 치즐 홀더(40)의 마모 표면(47)에 대한 마모의 개략도를 도시한다. 와셔 형태의 지지 부재(30)는, 도시된 실시예에서, 평면인 지지 표면(32), 및 또한 평면 형태로 구현되는 반대쪽 안착 면(33)에 의해 한정된다. 센터링 연장부(34)는 안착 표면(33)에 일체로 형성되고, 중심 장착 구멍(39)을 둘러싸는 센터링 표면(34.1)을 갖는다. 장착 구멍(39)은 내부 직경(D_i)(58)을 갖는다. 지지 표면(32) 측에서 장착 구멍(39)은 삽입 챔퍼(36.1)를 갖는다.

제1 힘(55.1) 및 더 큰 제2 힘(55.2)을 나타내는 상이한 길이의 2개의 화살표로 비대칭 부하가 도시된다. 비대칭 힘을 도입하는 것은 예를 들어 밀링 드럼의 회전 방향에 대한 치즐 홀더(40)의 위치에 의해 일어날 수 있다. 이러한 불규칙한 축방향 부하는 지지 부재(30)의 측방향 운동(반경방향 운동(54))이 비교적 큰 경우에 치즐 홀더(40)의 마모 표면(47)에 비대칭 마모를 초래한다. 이것은 마모 표면(47)의 프로파일이 길이방향 중심 평면(M)에 수직으로 연장되는 평면에 대해 마모 각도(56)로 경사진 것으로 도시된다. 반경방향 운동(54)은 지지 부재(30)의 측방향 안내가 불충분한 경우에 허용된다. 마모 표면(47)의 마모가 이렇게 비대칭인 결과, 치즐(10)을 안내하는 지지 부재(30)는 길이방향 중심 축(M)에 대해 각지게 마모 표면(47) 상에 놓이게 된다. 따라서, 장착 구멍(39)은 치즐 수용부(46)의 길이방향 중심 축(M)과 정확히 정렬되지 않는다. 이러한 오정렬에 의해, 치즐(10)의 원활한 회전 가능성이 방해되거나 방지될 수 있다.

도 4는 제1 실시예에서 본 발명에 따른 지지 부재(30)의 상세의 횡단면도를 도시한다.

지지 표면(32)은 치즐 헤드(13)를 장착하기 위해 수용부(31) 내에 배열된다. 반대쪽 안착 표면(33)에는 센터링 연장부(34)의 센터링 표면(34.1)으로 전이하는 부분에 그루브형 리세스(35)가 지지 표면(32)에 일체로 형성된다. 리세스(35)는 0.5 mm 내지 6 mm의 범위, 본 경우에 1.5 mm의 제1 반경(35.1)을 갖는다. 안착 표면(33)에 대한 리세스(35)의 깊이는 바람직하게는 0.3 mm 내지 2 mm의 범위, 바람직하게는 0.5 mm 내지 1.5 mm, 본 경우에 1.0 mm이다. 리세스(35)는 제2 반경(35.2)을 갖는 둥근 구역을 통해 안착 표면(33)으로 전이한다. 리세스(35)로부터 센터링 표면(34.1)으로 전이하는 부분은 직선 형태로 연장된다. 따라서, 센터링 표면(34.1), 리세스(35) 및 안착 표면(33) 사이에 에지들이 회피되어, 이에 의해 장착된 지지 부재(30)가 길이방향 중심 축(M)을 중심으로 자유로이 회전하는 가능성이 개선된다.

정점(vertex)(35.5)은 리세스(35)의 내부 종단부(53)를 형성한다. 안착 표면(33)으로부터 먼 쪽에서 센터링 연장부(34)는 리브형 단부(34.2)에 의해 종결된다. 칼라 높이(52)는 이중 화살표로 도시된다. 본 예시적인 실시예에서, 칼라 높이(52)는, 센터링 연장부(34)의 단부(34.2)와 리세스(35)의 종단부(53) 사이에 길이방향 중심 축(M)의 방향으로 측정된 거리를 나타낸다.

도시된 예시적인 실시예에서, 리세스(35)는 지지 부재(30)의 안착 표면(33)에 일체로 형성된다. 장착된 상태에서, 지지 부재(30)의 안착 표면(33)은 도 2에 도시된, 치즐 홀더(40)의 마모 표면(47) 상에 놓인다. 마모 표면(47)이 센터링 수용부(48)로 전이하는 부분까지 평면 형태로 구현되면, 연장부(47.1)는 공정시 길이방향 중심 축(M)을 중심으로 회전하는 지지 부재(30) 및 공구 시스템을 사용하는 동안 리세스(35)로 연삭된다. 대안적으로, 리세스(35)에 대응하는 연장부(47.1)는 치즐 홀더(40)의 제조 동안 마모 표면(47)에 이미 일체로 형성된 것으로 제공될 수도 있다. 이 경우, 연장부(47.1)는 이미 리세스(35)에 매칭된 최종 윤곽을 가질 수 있다. 또한, 연장부(47.1)는 치즐 홀더(40)의 제조 동안 리세스(35)의 윤곽에 단지 대략 대칭될 수 있다. 연장부(47.1)의 최종 윤곽은 공구 시스템의 사용 동안 생성되고 이 공구 시스템에서 연장부(47.1)는 리세스(35)로 연삭된다. 추가적인 가능한 실시예에 따르면, 안착 표면(33)은 일체로 형성된 리세스(35) 없이 구현될 수 있다. 대신에, 연장부(47.1)는 치즐 홀더(40)의 마모 표면(47)에 일체로 형성된다. 동작 동안, 연장부(47.1)는 이제 지지 부재(30)의 마모 표면(33)으로 연삭되어 리세스(35)를 형성한다.

지지 부재(30)의 외부 직경(51) 및 지지 부재(30)의 장착 구멍(39)의 내부 직경(58)은 각각 화살표로 표시된다. 외부 직경(51)은 도시된 예시적인 실시예에서 안착 표면(33)의 외부 직경(57)에 대응한다.

본 발명에 따르면, 칼라 높이(52)는 지지 부재(30)의 장착 구멍(39)의 내부 직경(58)과 칼라 높이(52) 사이의 비율이 8 미만의 값을 채택하도록 설계된다. 칼라 높이(52)는 이 경우에 센터링 연장부(34) 및 리세스(35)의 축방향 치수에 의해 미리 한정된다.

지지 부재(30)의 장착 구멍(39)의 내부 직경(58)과 칼라 높이(52) 사이의 비율이 8 미만이면, 지지 부재(30) 및 그리하여 치즐(10)의 양호한 측방향 안내가 보장된다. 특히, 칼라 높이(52)는 이 경우에 치즐(10) 및 그리하여 지지 부재(30)의 축방향 간극(50)보다 더 크도록 설계된다. 지지 부재(30)의 장착 구멍(39)의 내부 직경(58)에 따라 칼라 높이(52)의 치수는 더 큰 공구 시스템에서 더 큰 허용 가능한 축방향 간극(52)을 고려한다. 따라서, 공구 크기에 관계 없이, 지지 부재(30) 및 그리하여 치즐(10)의 충분한 측방향 안내가 항상 보장된다.

센터링 표면(34.1)이 센터링 수용부(48)를 베어링하는 것으로 인해, 지지 부재(30)의 양호한 반경방향 안내는 치즐 수용부(46)로부터 허용 가능한 축방향 간극(50) 내에서 치즐(10)이 최대로 편향된 경우에도 달성된다. 리세스(35), 및 이 리세스에 결합되는, 치즐 홀더(40)의 연장부(47.1)에 의해, 지지 부재(30)의 추가적인 측방향 안내가 달성된다. 따라서, 지지 부재(30)의 측방향 운동 또는 흔들림 운동이 신뢰성 있게 회피될 수 있다. 그 결과, 지지 부재(30) 및 치즐 홀더(40)에 대한 마모가 상당히 감소될 수 있다. 도 2와 관련하여 설명된 바와 같이, 지지 부재(30)의 불규칙한 부하가 주어진 경우 마모 표면(47)에 대한 비대칭 마모를 회피할 수 있거나 적어도 크게 최소화할 수 있다. 길이방향 중심 축(M)에 대해, 지지 부재(30) 및 그리하여 치즐(10)의 베어링 표면으로서 마모 표면(47)의 각도 오프셋이 유지되는 것으로 인해, 치즐(10) 및 지지 부재(30)의 일관되게 양호한 회전이 달성된다. 또한, 치즐(10)의 정확한 측방향 안내는 치즐 생크(11)의 중심 부분(12)이 지지 부재(30)의 안내 구역(36)을 베어링하는 것에 의해 발생한다. 지지 부재(30) 및 그리하여 치즐(10)의 정확한 측방향 안내 및 그 결과 지지 부재(30) 및 치즐 홀더(40)에 대한 마모가 감소되는 것에 의해, 지지 부재(30)와 치즐(10) 모두의 회전 운동의 안정성이 달성된다. 그 결과, 특히 치즐(10) 및 치즐 헤드(13)에 대한 마모가 감소될 수 있다.

또한, 지지 부재(30)의 장착 구멍(39)의 내부 직경(58)과 칼라 높이(52) 사이의 비율이 8 미만이면, 치즐 홀더(40)의 유지 연장부(43)의 상부 측과 지지 부재(30)의 윤곽들이 상호 결합되는 것에 의해, 8 이상의 비율을 갖는 공구 시스템에서보다 이물질이 침투하는 것이 개선된 밀봉 작용이 달성된다. 따라서, 예를 들어, 더 적게 굴삭된 재료가 치즐 수용부(46)의 구역 내로 침투하고, 그 결과 이 구역에서 마모가 감소되고 치즐(10)의 회전 가능성이 보장된다.

센터링 표면(34.1), 수용부(35) 및 안착 표면(33) 사이의 전이 부분들이 둥근 또는 직선으로 연장되어 에지가 없는 것에 의해 지지 부재(30) 및 치즐(10)의 용이한 회전 가능성이 더 유지된다. 날카로운 전이 부분은 지지 부재(30)가 치즐 홀더(40)에 대해 틸팅(tilt)되고 회전이 방지되도록 한다. 이것은 전이 부분이 둥근 또는 직선으로 연장되는 것에 의해 회피될 수 있다.

도 5 내지 도 14는 추가적인 실시예에서 지지 부재(30)의 상세의 개략적인 횡단면도를 각각 도시한다.

도 5 내지 도 11 및 도 13 및 도 14에 도시된 예시적인 실시예에서, 지지 부재(30)는 평면 지지 표면(32)을 갖는다. 그러나, 대안적으로, 각 경우에, 도 4의 예시적인 실시예에 대응하는 방식으로, 지지 부재(30)의 상부 측에, 림(31.1)으로 한정된, 수용부(31)를 제공할 수 있다. 수용부(31)는, 치즐 헤드(13)의 베어링 표면(13.1)이 놓이는 지지 표면(32)을 형성한다. 지지 표면(32)으로부터 안내 구역(36)으로 전이하는 부분에 삽입 챔퍼(36.1)가 배열된다. 대안적으로, 전이하는 부분은 또한 둥근 형태로도 구현될 수 있다.

도 5 내지 도 12에 대응하는 예시적인 실시예에서, 지지 부재(30)의 외부 직경(51)은 각 안착 표면(33)의 외부 직경(57)에 대응한다. 도 13 및 도 14에 대응하는 예시적인 실시예에서, 절곡된 에지(38)는 안착 표면(33)을 둘러싸도록 배열된다. 따라서, 지지 부재(30)의 외부 직경(51)은 이 예시적인 실시예에서 관련된 안착 표면(33)의 외부 직경(57)보다 더 크다.

도 5에 도시된 지지 부재(30)의 예시적인 실시예에서, 안내 리브(37)가 안착 표면(33) 상에 배열된다. 안내 리브(37)는 센터링 연장부(34)로부터 거리를 두고 연장된다. 안내 리브는, 안착 표면(33)과 각지게 연장되는 측방향 표면들을 갖는 사다리꼴 윤곽을 갖는다. 치즐 홀더(40)를 향해 안내 리브(37)는 안착-표면 부분(33.1)에 의해 종결된다. 센터링 연장부(34)와 안내 리브(37) 사이에는 리세스(35)가 형성된다. 이 리세스(35)도 또한 사다리꼴 윤곽을 갖는다. 리세스(35)의 종단부(53)는 베어링 표면(35.3)에 의해 형성된다. 도시된 예시적인 실시예에서, 베어링 표면(35.3)은 안내 리브(37)의 측면까지 안착 표면(33)과 동일한 평면에 위치된다. 길이방향 중심 축(M)을 향해 베어링 표면(35.3)은, 경사진 방향으로 연장되는, 센터링 연장부(34)의 센터링 표면(34.1)으로 전이한다. 센터링 연장부(34)는 치즐 홀더(40)를 향해 리브형 단부(34.2)에 의해 종결된다.

칼라 높이(52)는, 이중 화살표로 도시된 바와 같이, 센터링 연장부(34)의 단부(34.2)와 리세스(35)의 종단부(53) 사이에 길이방향 중심 축의 방향으로 측정된다. 지지 부재(30)의 장착 구멍(39)의 내부 직경(58)과 칼라 높이(52) 사이의 비율은 8 미만이도록 선택되고, 본 경우에 6.5 미만이다. 그 결과, 지지 부재(30)의 양호한 측방향 안내 및 이물질이 침투하는 것에 대한 양호한 밀봉 작용이 전술된 장점들에 따라 달성된다. 비율이 6.5 미만인 경우에, 치즐(10)의 축방향 간극(50)이 이미 발생된 마모로 인해 증가하였을 수 있을 때에도, 지지 부재(30) 및 치즐(10)의 서비스 수명이 끝날 때까지 충분한 측방향 안내가 또한 달성된다.

지지 부재(30)의 장착 구멍(39)의 내부 직경(58)과 칼라 높이(52) 사이의 비율이 8을 초과하는 길이방향 범위를 갖게 센터링 연장부(34)에 칼라 높이(52)를 구성하는 것이 고려될 수 있다. 그 결과, 치즐 수용부(46)의 내부 표면에서 센터링 표면(34.1)을 지지하는 것이 개선되고 및/또는 치즐 생크의 자유 구역의 외부 표면으로 칼라 높이(52)의 외부 표면을 지지하는 것이 개선될 수 있다.

장착된 상태에서, 안내 리브(37)는 치즐 홀더(40)의 마모 표면(47) 상에 놓인다. 지지 부재(30)가 회전한 결과, 지지 부재(30)는 마모 표면(47)으로 연삭되어, 치즐 홀더(40)의 단부 면에 대응하는 리브 수용부를 형성한다. 그 결과, 지지 부재(30)의 측방향 안내 및 밀봉 작용이 모두 상당히 개선된다.

도시된 실시예와 달리, 센터링 표면(34.1)으로부터 베어링 표면(35.3)으로 전이하는 부분 및/또는 베어링 표면(35.3)으로부터 안내 리브(37)의 인접한 측방향 표면으로 전이하는 부분 및/또는 안내 리브(37)의 반대쪽 측방향 표면으로부터 인접한 안착 표면(33)으로 전이하는 부분은 둥글게 형성될 수 있다. 또한, 측방향 표면들로부터 안착 표면 부분(33.1)으로 전이하는 부분들은 둥근 형태로 구현될 수 있다. 이러한 방식으로, 날카로운 에지들을 회피할 수 있다. 이것은 지지 부재(30)의 회전 가능성을 개선한다.

도 6에 도시된 지지 부재(30)의 경우에, 치즐 홀더(40)를 향하는, 지지 부재(30) 측에는 또한 사다리꼴 안내 리브(37)가 배열된다. 안내 리브(37)와 센터링 연장부(34) 사이에 형성된 리세스(35)는 필릿 형태의 윤곽을 갖는다. 이 경우 리세스(35)의 반경은 리세스의 표면이 센터링 표면(34.1)으로 접선 방향으로 전이하고 또 안내 리브(37)의 인접한 측방향 표면으로 접선 방향으로 전이하도록 선택된다. 칼라 높이(52)는, 센터링 연장부(34)의 단부(34.2)와 필릿 형태의 리세스(35)의 정점(35.5) 사이의, 길이방향 중심 축(M)의 방향으로 연장되는, 거리에 대응한다. 센터링 연장부(34), 리세스(35) 및 안내 리브(37)가 바로 연속적으로 결합된 결과, 재료가 침투하는 것에 대해 양호한 밀봉 작용이 치즐 홀더(40)의 대응하게 형성된 마모 표면(47)과 협력하여 달성된다.

도 7에 도시된 지지 부재(30)의 안착 표면(33)은 센터링 연장부(34)의 센터링 표면(34.1)으로 직접 전이한다. 안착 표면(33)의 외부 구역에서 안착 표면(33) 내로 그루브형 리세스(35)가 형성된다. 칼라 높이(52)는 센터링 연장부(34)의 단부(34.2)와 그루브형 리세스(35)의 정점(35.5) 사이에 길이방향 중심 축(M)을 따라 측정된다. 지지 부재(30)에서 외측으로 비교적 멀리 배열된 리세스(35)는 지지 부재(30)의 회전 운동에 특히 양호한 안정성을 제공한다.

도 8은 다중 레벨 형태로 구현된 리세스(35) 및 안내 리브(37)를 갖는 지지 부재(30)를 도시한다. 센터링 표면(34.1)은 리세스(35)로 연장되고, 거기서 길이방향 중심 축(M)에 횡방향으로, 특히 길이방향 중심 축(M)에 수직으로 배열된 베어링 표면(35.3)으로 전이한다. 베어링 표면(35.3)은, 리세스(35)의 추가적인 함몰부(depression)로서, 그루브형 구역(35.4)과 인접한다. 그루브형 구역(35.4)의 표면은 안내 리브(37)의 인접한 측방향 표면으로 접선 방향으로 전이한다. 사다리꼴 형상의 안내 리브(37)는 안착-표면 부분(33.1)을 형성하고, 이 안착-표면 부분(33.1)은 안내 리브(37)의 외측 측방향 표면을 통해 추가적인 안착 표면(33)에 연결된다. 베어링 표면(35.3), 안착-표면 부분(33.1) 및 외측 안착 표면(33)은 길이방향 중심 축(M)에 횡방향으로, 특히 수직으로 연장된다. 이 경우, 베어링 표면(35.3)은 안착 표면(33)보다 지지 부재(30) 내로 더 깊이 일체로 형성된다. 칼라 높이(52)는 센터링 연장부(34)의 단부(34.2)와, 리세스(35)의 그루브형 구역(35.4)의 종단부(53)로서의 정점(35.5) 사이에 측정된다.

지지 표면(33), 지지-표면 부분(33.1) 및 베어링 표면(35.3)이 배열되는 상이한 평면들은 지지 부재(30)의 양호한 측방향 안내와 양호한 밀봉 작용을 모두 제공한다.

도 9에 도시된 지지 부재(30)의 예시적인 실시예에서, 동심으로 배열된 리세스(35)들이 센터링 연장부(34) 주위에서 지지 부재(30) 내에 일체로 형성된다. 따라서, 파형 윤곽이 형성되고, 이 파형 윤곽의 표면은 안착 표면(33)을 나타낸다. 이와 달리, 리세스(35)들이 나선 형상으로 센터링 연장부(34)를 둘러싸는 채널로 형성되는 것으로 제공될 수도 있다. 칼라 높이(52)는 센터링 연장부(34)의 단부(34.2)와 최내측 리세스(35)의 정점(35.5) 사이에 측정된다. 인접한 리세스(35)들이 상이한 깊이를 갖는 경우에, 칼라 높이(52)는 바람직하게는 가장 깊은 리세스(35)의 종단부(53)까지 결정된다. 센터링 연장부(34)를 둘러싸도록 배열된 리세스(35)들은 지지 부재(30)에 양호한 회전 가능성을 보장한다. 또한, 치즐 홀더(40)의 대응하는 연장부(47.1)들을 결합하면 양호한 밀봉 작용을 제공한다. 파형 윤곽의 결과, 축방향으로 투영된 면적은 평면 면적(planar area)과 동일하게 유지되어, 축방향 지지 작용이 유지된다. 반경 방향으로 활성인 영역은 리세스(35)들의 측방향 측면(flank)들에 의해 상당히 확대된다. 그 결과 횡방향 힘이 더 잘 흡수될 수 있다. 파형 형상으로 인해, 도 1에 도시된 지지 부재(30)와 치즐 홀더(40) 사이의 접촉 영역이 확대된다. 그 결과, 지지 부재(30)와 치즐 홀더(40) 사이의 표면 압력이 감소되어, 마모가 감소되고 회전 가능성이 개선된다.

도 10은 2개의 동심으로 연장되는 그루브형 리세스(35)들이 포함된 평면 안착 표면(33)을 갖는 지지 부재를 도시한다. 이러한 배열에서도, 양호한 회전성, 양호한 측방향 안정성, 및 굴삭된 재료가 침투하는 것에 대해 양호한 밀봉 작용이 달성된다.

도 11에 도시된 지지 부재(30)는, 직선 형태로 연장되지만 길이방향 중심 축(M)에 각지게 배향된 안착 표면(33)을 갖는다. 이 경우, 지지 부재(30) 내로의 최대 깊이는, 센터링 표면(34.1)으로부터 마모 표면(33)으로 전이하는 구역에 형성되고 둥근 형태로 구현된다. 센터링 표면(34.1) 및 마모 표면(33)은 모두 길이방향 중심 축(M)에 각지게 배향된 것으로 인해 지지 부재(30)의 위치에 대해 반경방향 안정성 효과를 갖는다. 칼라 높이(52)는 센터링 연장부(34)의 단부(34.2)로부터, 센터링 표면(34.1)으로부터 마모 표면(33)으로 전이하는 구역의 종단부(53)까지 측정된다.

도 12에 도시된 지지 부재(30)의 경우에, 지지 표면(32)과 안착 표면(33)은 모두 길이방향 중심 축(M)에 각지게 연장된다. 지지 표면(32)과 안착 표면(33)은 이 경우에 바람직하게는 서로 평면에-평행한 방식으로 배열된다. 센터링 부분(34)의 단부(34.2)와 안착 표면(33) 사이의, 길이방향 중심 축(M)의 방향으로 측정된, 최대 거리는 지지 부재(30)의 외부 림 쪽으로 발생하고, 이에 따라 이 거리는 칼라 높이(52)를 형성한다. 이 예시적인 실시예에서도, 길이방향 중심 축(M)에 각지게 배향된 센터링 표면(34.1) 및 안착 표면(33)은 모두 지지 부재(30)에 반경방향 안정성을 제공하게 작용한다.

도 13은 외부 절곡된 에지(38)를 갖는 지지 부재(30)를 도시한다. 센터링 연장부(34)의 센터링 표면(34.1)은 평면 형태로 연장되는 지지 표면(33)으로 전이한다. 지지 표면(33)은 길이방향 중심 축(M)에 수직으로 배향되는 것이 바람직하다. 안착 표면(33)의 외부 직경(57)은 치즐 홀더(40)의 마모 표면(47)의 직경보다 약간 더 크도록 선택된다. 도시된 예시적인 실시예에서 직사각형 형태로 구현된 절곡된 에지(38)는 치즐 홀더(40)의 방향으로 연장된다. 장착된 상태에서, 절곡된 에지는 유지 연장부(43)의 상부 부분(44) 주위에 결합되어, 지지 부재(30)에 추가적인 측방향 안정성을 제공한다. 또한, 절곡된 에지(38)는 치즐 홀더(40)와 지지 부재(30) 사이의 구역에 재료가 침투하는 것으로부터 보호한다. 지지 부재(30)가 틸팅되는 것을 회피하기 위해, 센터링 표면(34.1)으로부터 안착 표면(33)으로 전이하는 부분 및 안착 표면(33)으로부터 절곡된 에지(38)로 전이하는 부분은 둥근 형태로 구현될 수 있다. 칼라 높이(52)는, 중심 부분(34)의 단부(34.2)와 안착 표면(33) 사이의 거리로서, 이중 화살표로 표시된다.

도 14는 또한 치즐 홀더(40)의 유지 연장부(43) 주위에 결합되는 절곡된 에지(38)를 갖는 지지 부재(30)를 도시한다. 이 경우, 안착 표면(33)은 내부로 만곡된 형태로 구현된다. 그 결과, 도 13에 도시된 예시적인 실시예에 비해, 지지 부재(30)의 길이방향 중심 축(M)을 중심으로 개선된 회전 가능성 및 또한 개선된 측방향 안내가 달성된다. 센터링 연장부(34)의 단부(34.2)와 안착 표면(33)의 내부 종단부(53) 사이의 거리는 칼라 높이(52)에 대응한다.

도시된 본 발명에 따른 모든 예시적인 실시예에서, 각 칼라 높이(52)는 치즐(10) 및 그리하여 지지 부재(30)의 허용 가능한 축방향 간극(50)보다 더 크도록 설계된다. 그 결과, 치즐 수용부(46)로부터 치즐(10)이 최대로 편향된 경우에도, 지지 부재(30)의 충분한 측방향 안내가 달성된다. 치즐 홀더(40)를 향하는 지지 부재(30)의 측 및 치즐 홀더(40)의 대응하는 형태로 설계된 상부 측의 윤곽들이 상이한 것에 의해, 이물질이 침투하는 것에 대해 측방향 안내 및 밀봉이 적용가능한 요구조건에 맞게 조정될 수 있다. 여기서 필수적인 것은 지지 부재(30)의 장착 구멍(39)의 내부 직경(58)과 각 칼라 높이(52) 사이의 비율이 8 미만인 것인데, 이는 이 비율로부터 시작하여 지지 부재(30)의 반경방향 운동이 차단되어 지지 부재(30)의 반경방향 운동에 의해 야기되는 마모의 증가가 배제되기 때문이다.

본 출원인이 시험한 바에 따르면, 예를 들어, 센터링 연장부(34), 안내 리브(37) 및/또는 예를 들어, 리브형 윤곽 프로파일로서 중단된 윤곽 프로파일(interrupted contour profile)을 갖는 리세스(35), 또는 윤곽 프로파일에 걸쳐 분포된 복수의 개별 리세스(35)의 구성은 홀더 생크의 단부 면의 회전 치즐에 회전 치즐의 연삭 거동에 긍정적인 효과를 갖는다는 것이 밝혀졌다. 그 결과, 내부로-연삭된 센터링 연장부(34)는 홀더 생크의 단부 면에 미로형 밀봉으로 알려진 밀봉을 형성함으로써, 이러한 방식으로, 바람직하지 않은 오염으로부터 내부 구멍(39)을 보호하고, 또는 치즐이 축방향으로 변위하는 것으로 인해 홀더 생크의 단부 면으로부터 및 센터링 연장부(34), 안내 리브(37) 및/또는 리세스(35) 사이에 형성된 공동으로부터 타깃화된 방식으로 오염물을 제거할 수 있는 것으로 관측되었다. 이 경우, 오염물의 제거를 더 개선시키기 위해, 이러한 중단된 부분은 상이한 길이를 갖는 반경방향 길이방향 범위로 추가적으로 형성될 수 있다.

또한, 홀더 내에서 치즐이 회전 운동하는 것으로 인해 발생하는 압력이 경감이 개선될 수 있다.

Claims

공구 시스템(tool system)에 있어서,
치즐 헤드(13) 및 치즐 생크(pick shaft)(11)를 가지는 치즐(10), 밑면에 안착 표면(seat surface)(33)을 갖고 상기 안착 표면(33)을 넘어 돌출하는 센터링 연장부(centering projection)(34)를 갖는 지지 부재(30) 및 치즐 홀더(40)를 포함하고,
상기 센터링 연장부(34)는 센터링 표면(34.1)을 가지고, 상기 센터링 표면(34.1)은 상기 치즐(10)의 길이방향 중심축(M)에 대해 경사진 채로 연장되고, 상기 안착 표면(33)으로 직접적으로 또는 간접적으로 전이하고, 상기 지지 부재(30)는 상기 치즐 생크(11)를 수용하기 위해 내부 직경(D_i)(58)을 갖는 장착 구멍(receiving bore)(39)에 의해 상기 길이방향 중심축(M)을 따라 중단되고(interrupted), 상기 치즐 홀더(40)는 상기 치즐 생크(11)를 수용하고, 상기 지지 부재(30)를 향하는 상기 치즐 홀더(40)는 상기 안착 표면(33)을 지지하기 위한 마모 표면(wear surface)(47)과 상기 지지 부재(30)의 상기 센터링 연장부(34)를 수용하기 위한 센터링 수용부(centering receptacle)(48)를 가지고,
상기 마모 표면(47)과는 반대쪽을 향하는, 상기 센터링 수용부(48)의 일 단부와 상기 마모 표면(47) 사이에서 상기 길이방향 중심축(M)의 방향에서 측정되거나 상기 센터링 수용부(48)의 상기 단부와 상기 마모 표면(47)을 넘어 돌출하는 연장부(projection)(47.1)의 최대 지점 사이에서 측정된 센터링 높이(centering height)는, 상기 지지 부재(30)의 상기 장착 구멍(39)의 내부 직경(D_i)(58)과 상기 센터링 높이 사이의 비율이 8 미만이도록, 상기 지지 부재(30)의 상기 안착 표면(33)이 상기 치즐 홀더(40)의 상기 마모 표면(47) 상에 놓여 있도록, 및 상기 마모 표면(47)을 넘어 돌출하는 상기 치즐 홀더(40)의 상기 연장부(47.1)가 상기 안착 표면(33)에 주조되는(moulded) 상기 지지 부재(30)의 리세스(recess)(35)에 대응하게 설계되어 이것 내로 돌출하도록 설계되는 것을 특징으로 하는, 공구 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 지지 부재(30)는 상기 인접한 안착 표면(33)을 넘어서 돌출하는 안내 리브(guide web)(37)를 가지고, 상기 치즐 홀더(40)는, 상기 마모 표면(47) 내로 주조되고 상기 안내 리브(37)에 대응하는 리브 수용부(web receptacle)를 가지고, 상기 리브 수용부 내로 상기 안내 리브(37)가 돌출하는 것을 특징으로 하는, 공구 시스템.
제2 항에 있어서,
상기 연장부(47.1) 및 상기 리브 수용부는 상기 치즐 홀더(40)의 제조 동안 성형 공정에 의해 상기 마모 표면(47)에 부착되고, 상기 대응하는 리세스(35) 및/또는 상기 대응하는 안내 리브(37)는 상기 공구 시스템의 동작 동안 상기 안착 표면(33)을 식각(abrasion)하는 것에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는, 공구 시스템.
제2 항에 있어서,
상기 리세스(35) 및/또는 상기 안내 리브(37)는 상기 지지 부재(30)의 제조 동안 성형 공정에 의해 상기 안착 표면(33)에 부착되고, 상기 대응하는 연장부(47.1) 및/또는 상기 대응하는 리브 수용부는 상기 공구 시스템의 동작 동안 상기 마모 표면(47)을 식각하는 것에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는, 공구 시스템.
제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센터링 연장부(34) 및/또는 상기 리세스(35)는 중단된 윤곽 프로파일(interrupted contour profile)을 갖는 것을 특징으로 하는, 공구 시스템.
제2 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 안내 리브(37)는 중단된 윤곽 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는, 공구 시스템.
제5 항 또는 제6 항에 있어서,
상기 윤곽 프로파일에서 중단된 부분들은 상이한 길이를 갖는 하나 이상의 반경방향 길이방향 범위를 갖는 것을 것을 특징으로 하는, 공구 시스템.
제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 안착 표면(33)과는 반대쪽을 향하는 상기 센터링 연장부(34)의 단부(34.2)와 상기 안착 표면(33) 사이에, 또는 상기 센터링 연장부(34)의 상기 단부(34.2)와, 상기 안착 표면(33)에 대향하게 오목하게 들어간(recessed) 상기 지지 부재(30) 내로 주조되는 리세스(35)의 내부 종단부(inner closure)(53) 사이에 상기 길이방향 중심축(M)의 방향으로 측정되는 칼라 높이(collar height)(52)는, 상기 지지 부재(30)의 상기 장착 구멍(39)의 내부 직경(D_i)(58)과 상기 칼라 높이(52) 사이의 비율이 8 미만이고/미만이거나, 상기 칼라 높이(52)가 상기 치즐 홀더(40)에 장착되는 상기 치즐(10)의 축방향 간극(axial clearance)(50) 보다 크도록 설계되는 것을 특징으로 하는, 공구 시스템.
제8 항에 있어서,
상기 장착 구멍(39)의 내부 직경(D_i)(58)과 상기 칼라 높이(52) 사이의 비율은 7.5 미만이고, 바람직하게는 7.0 미만이며, 특히 바람직하게는 6.5 미만인 것을 특징으로 하는, 공구 시스템.
제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센터링 연장부(34) 및/또는 상기 리세스(35)는 상기 장착 구멍(39)을 둘러싸는 방식으로(circumferentially) 배열되는 것을 특징으로 하는, 공구 시스템.
제8 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센터링 연장부(34)를 중심으로 나선 형상으로 연장되는 적어도 하나의 리세스(35) 또는 동일하거나 상이한 깊이의 복수의 리세스(35)는 상기 안착 표면(33)에서 주조되고, 상기 장착 구멍(39)의 내부 직경(D_i)(58)과 리세스(35)들 중 하나 또는 상기 나선형 리세스(35)들의 홈(groove)들까지의 상기 칼라 높이(52) 사이의 비율은 8 미만이고, 바람직하게는 상기 장착 구멍(39)의 상기 내부 직경(D_i)(58)과 리세스(35) 또는 홈에 대해 결정된 가장 큰 칼라 높이(52) 사이의 비율은 8 미만인 것을 특징으로 하는, 공구 시스템.
제8 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센터링 연장부(34)로부터 이격되는 안내 리브(37)는 상기 인접한 안착 표면(33)을 넘어 돌출하는 것을 특징으로 하는, 공구 시스템.
제12 항에 있어서,
상기 리세스(35)는 상기 센터링 연장부(34)와 상기 안내 리브(37) 사이에 형성되고, 상기 센터링 연장부(34)는 상기 인접한 안착 표면(33)에 대해 상기 안내 리브(37)보다 더 큰 높이를 갖는 것을 특징으로 하는, 공구 시스템.
제8 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센터링 표면(34.1), 상기 안착 표면(33), 상기 리세스(35) 및/또는 상기 안내 리브(37) 사이의 전이 부분들은 직선 형태 또는 둥근 형태로 연장하는 것을 특징으로 하는, 공구 시스템.
제8 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 안착 표면(33)에 대한 상기 리세스(35)의 깊이는 0.3 mm 이상이고, 바람직하게는 0.3 mm와 2 mm 사이에 있고, 특히 바람직하게는 0.5 mm와 1.5 mm 사이에 있는 것을 특징으로 하는, 공구 시스템.
제8 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지 부재(30)는 20 mm의 내부 직경(D_i)(58)을 갖는 장착 구멍(39)을 갖고 상기 칼라 높이(52)는 2.5 mm 보다 크거나, 상기 지지 부재(30)는 22 mm의 내부 직경(D_i)(58)을 갖는 장착 구멍(39)을 갖고 상기 칼라 높이(52)는 2.75 mm 보다 크거나, 상기 지지 부재(30)는 25 mm의 내부 직경(D_i)(58)을 갖는 장착 구멍(39)을 갖고 상기 칼라 높이(52)는 3.125 mm 보다 크거나, 상기 지지 부재(30)는 42 mm의 내부 직경(D_i)(58)을 갖는 장착 구멍(39)을 갖고 상기 칼라 높이(52)는 5.25 mm 보다 큰 것을 특징으로 하는, 공구 시스템.