KR20210140733A - 토공기계의 마모 요소 고정 시스템 - Google Patents

Abstract

잠금 위치와 해제 위치 사이에서 회전하는 스템(1)을 포함하며, 상기 스템(1)은 내측 단부와 외측 단부를 정의하고, 상기 스템(1)은 잠금 요소(2, 3)를 포함하는, 토공기계의 마모 요소 고정 시스템으로서, 상기 스템(1)은 상기 스템(1)의 내측 단부에 배치된 제1 변형가능 잠금 요소(2) 및 상기 스템(1)의 외측 단부를 향해 이동되어 배치된 제2 잠금 요소(3)를 포함한다.
이를 통해 조작이 용이하고 투스와 투스 홀더 사이의 접촉을 개선/확보하는, 토공기계의 마모 요소 고정 시스템을 제공할 수 있게 된다.

Description

토공기계의 마모 요소 고정 시스템

본 발명은 토공기계의 마모 요소 고정 시스템에 관한 것으로, 특히 투스(tooth)를 토공기계의 투스 홀더에 고정하기 위한 시스템에 관한 것이지만, 립(lip) 가드 및 사이드 가드를 포함하여 임의의 마모 요소를 고정하는 데에도 사용할 수 있다.

예를 들어 건설공사, 채광 등을 위한 굴착기 또는 로더와 같은 토공기계는 특히 립(블레이드라고도 함) 영역에서 높은 응력과 큰 침식을 받는 셔블 또는 버킷으로 구성된다.

이러한 이유로, 일반적으로 립에는 다음과 같은 다수의 보호 또는 마모 요소가 통합되는 경향이 있다.

- 티스(teeth): 지중에 관입하고 버킷 또는 셔블의 블레이드를 보호하는 기능이 있음

- 투스 홀더 또는 어댑터: 블레이드를 보호하고 무엇보다 티스를 지지하는 기능이 있음

- 프론트 가드: 티스 사이 영역의 립을 보호하며 관통 기능도 수행하지만 투스보다는 적은 정도로 수행함

- 사이드 가드: 셔블이나 버킷의 측면을 보호함

일반적으로 마모 또는 보호 요소라고 하는 이러한 모든 요소는 강한 기계적 응력, 소성 변형 및 심한 마모를 받는다. 이러한 이유로 마모로 인해 필요할 때 특정 빈도로 교체해야 하는 것이 일반적이다.

마모 또는 보호 요소는 기계적으로 고정되어 쉽고 빠르게 교체될 수 있거나, 또는 용접되어 저렴하지만 교체가 어렵고 용접으로 인해 블레이드 손상의 위험이 있을 수 있다.

현재, 마모 요소를 고정하기 위한 시스템이 알려져 있는데, 일단 조립되면 투스/투스 홀더 시스템을 단단히 조이지 않는 단점이 있다. 즉, 투스가 투스 홀더의 노즈에 장착될 때, 피팅이 원치 않게 움직여서 작업 중 미분(fines)이 쉽게 유입되게 한다.

이 원치 않는 움직임은 투스가 투스 홀더에 단단히 조여지지 않기 때문에, 또는 달리 말해, 투스와 투스 홀더의 접촉 평면이 단단히 조여지지 않기 때문에, 접촉 평면 사이에 상대적인 움직임이 있다는 사실 때문이며, 이는 두 가지 효과가 있는데, 첫째로는 미분(fines)의 유입을 용이하게 하고, 둘째로는 상기 접촉 평면이 서로 마찰하여 내부 마모를 증가시켜서, 상기 접촉을 악화시키고 문제를 증가시킨다. 피팅이 제대로 작동하지 않으면, 모든 작동력이 핀에 의해 지탱되어 핀에 과부하가 걸리고 결국 핀은 부러진다.

이 문제는 투스를 투스 홀더에 단단히 조여서, 즉 투스와 투스 홀더 사이의 접촉을 유지하여, 원치 않는 움직임을 방지함으로써 해결되며, 이는 투스를 투스 홀더에 단단히 조여서 이들 사이의 움직임을 방지하는 메커니즘이 있는 핀 시스템에 의해 달성된다.

핀 시스템의 또 다른 장점은 힘을 가하지 않고 공구로 쉽게 장착할 수 있다는 것이다.

US8122621 및 US9493930에 설명된 것과 같은 일부 고정 시스템에는 분해 회전을 위한 물리적 멈춤부가 없다.

따라서, 본 발명의 목적은, 조작이 용이하고 투스와 투스 홀더 사이의 접촉을 개선/확보하는, 토공기계의 마모 요소 고정 시스템을 제공하는 것이다.

전술한 결점은 본 발명의 고정 시스템으로 해결되며, 아래에서 설명할 다른 이점을 제공한다.

본 발명에 따른 토공기계의 마모 요소 고정 시스템은 잠금 위치와 해제 위치 사이에서 회전가능한 스템을 포함하며, 상기 스템은 내측 단부와 외측 단부를 정의하고, 상기 스템은 일부 잠금 요소를 포함하며, 상기 스템은 상기 스템의 내측 단부에 위치된 제1 변형가능 잠금 요소 및 상기 스템의 외측 단부를 향해 이동되어 배치된 제2 잠금 요소를 포함한다.

이러한 방식으로 스템의 두 단부에서, 즉 별도의 위치에서 마모 요소를 잠그는 고정 시스템이 달성되며, 이는 고정이 보다 안정적이고 신뢰성 있도록 한다.

바람직한 구현예에 따르면, 상기 제1 잠금 요소는 다각형 단면을 갖고, 상기 제2 잠금 요소는 상기 스템의 길이방향 축에 수직인 돌출부 또는 핀으로서, 바람직하게는 스템과 일체로 되어 있다.

원한다면, 본 발명에 따른 고정 시스템은 제3 잠금 요소를 또한 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 잠금 요소는 제1 및 제2 잠금 요소 사이에 위치된 변형가능 돌출부일 수 있다.

더욱이, 그 배치, 회전 및 제거를 용이하게 하기 위해, 상기 스템은 그 외측 단부에 공동을 포함하여 렌치 등과 같은 공구를 그 내부에 배치한다. 유리하게는, 상기 공동은 다각형 단면, 예를 들어 정사각형 단면을 갖는다.

바람직한 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 고정 시스템은 상기 스템을 위한 관통 구멍이 구비된 외부 몸체를 또한 포함하며, 상기 잠금 요소는 상기 외부 몸체로부터 돌출된다.

이 구현예에 따르면, 상기 제3 잠금 요소는 바람직하게는 상기 외부 몸체의 하우징, 예를 들어 관통 구멍 내부에 수용된다.

또한, 상기 외부 몸체는 유리하게는 예를 들어 상기 외부 몸체의 하부 리세스에 의해 형성된 베어링 표면을 포함한다.

이 베어링 표면은 투스 홀더의 공동에 위치한 피벗 지지부에 의해 지지되며, 핀 시스템의 회전을 잠그고 잠금 해제하기 위한 지지점 역할을 한다.

바람직한 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 토공기계의 마모 요소 고정 시스템의 스템은 일 위치에서 제3 잠금 요소를 미는 캠-형상(cam-shaped) 홈을 포함한다.

또한, 제1 잠금 요소는 유리하게는 전방 부분이 두께가 더 두껍고 경사진 팁을 포함할 수 있고, 제2 잠금 요소는 스템과 합쳐지는 영역에 램프를 포함할 수 있으며, 이는 공차의 보상을 용이하게 한다.

설명된 내용을 더 잘 이해하기 위해 일부 도면이 첨부되어 있으며, 도면에는 구현예의 실제적인 사례가 개략적으로 및 단지 비제한적인 예로서 도시되어 있다.
도 1은 제1 구현예에 따른, 본 발명에 따른 고정 시스템이 사용되는 투스 및 투스 홀더 조립체의 사시도이다.
도 2는 상기 제1 구현예에 따른, 본 발명의 고정 시스템의 사시도이다.
도 3 및 도 4는 각각 잠금 및 해제 위치에서 상기 제1 구현예에 따른 본 발명의 고정 시스템의 단면도이다.
도 5는 제2 구현예에 따른, 본 발명에 따른 고정 시스템이 사용되는 투스 및 투스 홀더 조립체의 사시도이다.
도 6은 스템이 홈을 포함하는 제3 구현예에 따른 본 발명의 고정 시스템의 사시도이다.
도 6 및 도 7은 캠 또는 홈의 작동이 보이는 상이한 두 위치에서 상기 제3 구현예에 따른 본 발명의 고정 시스템의 단면도이다.
도 9는 제4 구현예에 따른 본 발명의 고정 시스템의 정면도로서, 제2 잠금 요소는 공차를 보상하기 위해 스템과 합쳐지는 영역에 램프(ramp)를 포함한다.
도 10은 상기 램프를 더 자세히 관찰하기 위한 도 9의 상세도이다.
도 11은 제4 구현예에 따른 본 발명의 고정 시스템의 단면도이다.

우선, 도 1 및 도 5에는 토공기계의 투스(10) 및 투스 홀더(11)가 도시되어 있지만, 본 발명에 따른 고정 시스템은 토공기계의 어떤 마모 요소를 고정하기 위해서도 사용될 수 있다는 점에 유의해야 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 고정 시스템은 투스(10)를 투스 홀더(11)에 고정하는 데 사용된다. 이를 위해, 투스(10)는 관통 구멍(12)을 포함하고, 투스 홀더(11)는 공동(13)을 포함한다.

도 2에서 더 자세히 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 고정 시스템은 내측 단부와 외측 단부를 정의하는 스템(1)을 포함하고, 내측 단부는 관통 구멍(12) 및 공동(13)에 삽입되는 단부이다.

도시된 구현예에 따르면, 스템(1)은 그 내측 단부에 있는 제1 잠금 요소(2), 외측 단부를 향해 이동된, 즉 내측 단부보다 외측 단부에 더 가깝거나 또는 외측 단부 그 자체에 있는 제2 잠금 요소(3), 및 상기 스템(1)의 일측에서 제1 및 제2 잠금 요소(2, 3) 사이에 위치하는 (핀을 단단히 조이는 잠금 요소인) 제3 잠금 요소(4)를 포함한다. 최신 버전에서, 제1 잠금 요소(2)는 과도한 두께를 가지며, 이 역시 핀을 단단히 조이기는 하지만, 스템의 길이방향으로 조인다.

상기 제1 잠금 요소(2)는 변형 가능한 재료, 예를 들어 고무와 같은 탄성 재료로 만들어지고, 다각형 단면, 예를 들어 둥근 모서리를 갖는 실질적으로 정사각형인 단면을 갖는다.

그 부분에 있어서, 제2 잠금 요소(3)로서는 스템(1)과 일체로 형성되고 스템(1)의 길이방향 축에 수직으로 연장되는 돌출부 또는 핀인 것이 바람직하다. 제2 잠금 요소(3)의 기능은 투스에 맞닿아서 핀이 투스의 관통 구멍에서 미끄러져 나가지 않도록 하는 것이다. 대신, 제1 잠금 요소(2)의 기능은 핀의 위치를 장착 위치 또는 분해 위치에 고정하는 것, 즉 회전을 방지하는 것이다.

제3 잠금 요소(4) 역시 변형 가능한 재료로 만들어지며, 예를 들어 역시 고무와 같은 탄성 재료로 만들어진다. 탄성 재료와 예를 들어 강철과 같은 경질 또는 강성의 재료의 조합이 될 수도 있으며, 이는 이 경우 강도가 더 커지기 때문이라는 점에 유의해야 한다.

이 제3 잠금 요소(4)의 기능은 투스 홀더에 맞닿는 것이며, 탄성 하중을 받고 투스 홀더가 고정됨에 따라, 이 리테이너는 조립체로부터 후퇴하는 동시에 투스를 밀게 된다. 효과는 투스를 투스 홀더에 단단히 조이는 것이다.

탄성 재료와 경질 재료의 혼합물은 리테이너에 더 많은 힘을 제공하여 투스를 투스 홀더를 향해 민다.

본 발명에 따른 고정 시스템은 이 구현예에 따라 스템(1)이 통과하는 관통 구멍(7)과 제3 잠금 요소(4)용 하우징(8)이 구비된 외부 몸체(6)를 또한 포함한다. 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 잠금 요소(2, 3, 4)는 상기 외부 몸체(6)에 대해 돌출되어 있다.

바람직하게는, 하우징(8)은 관통 구멍이고, 이에 의해 제3 잠금 요소(4)는 스템(1)과 접촉한다.

또한, 상기 몸체(6)에는 투스 홀더(11)의 공동(13)에 위치한 회전 지지부(15)에 의해 지지되는 베어링 표면(14)이 구비된다. 이 지지부는 핀 시스템의 잠금 및 잠금 해제 회전을 위한 지지점 역할을 한다.

대표적인 구현예에 따르면, 상기 베어링 표면(14)은 상기 외부 몸체(6)의 하부 리세스에 의해 형성된다.

상기 스템(1)은 잠금 위치와 해제 위치(도 3 및 도 4에서 각각 단면으로 표시됨) 사이에서 회전가능하다. 이를 위해 스템(1)은, 예를 들어 렌치와 같은 보완 공구의 도입을 위해, 바람직하게는 다각형 단면을 갖는 공동(5)을 외측 단부에 포함한다.

배치 및 제거를 위해, 상기 공구가 공동(5)에 배치되고, 핀이 투스 홀더의 공동(13)에 삽입되어 투스의 관통 구멍(12)을 통과하며, 핀의 몸체(6)의 지지 영역(14)은 회전 지지부(15)에 지지되고, 약 35° 회전되며, 그 다음 스템(1)은 상기 공구에 의해 길이방향 축에 대해 90° 회전되어 해제 위치에서 잠금 위치로 통과한다. 일단 잠금 위치에 있게 되면 공구는 제거된다. 공구에는 두 가지 움직임이 있다.

이 잠금 위치에서, 제1 잠금 요소(2)는 투스 홀더(11)의 공동(13)에 닿아서 변형되고, 그 모서리가 압축되며, 마침내 90° 회전 후에 모서리는 공동(13)의 모서리에 도달했을 때의 형상을 회복하고, 제1 잠금 요소는 공동(13)에 잠금되어, 스템(1)의 움직임을 잠금하고 핀의 회전을 방지한다.

제1 잠금 요소(2)가 위치하는 공동(13)의 기하학적 구조는 그것과 동일한 기하학적 구조를 가지므로, 즉 원형이 아니므로, 90° 회전될 때 제1 잠금 요소(2)는 공동(13)을 따라 모서리를 변형시키면서 회전하며, 잠금 요소(2)의 모서리가 공동(13)의 다음 모서리에 도달하면, 잠금 요소(2)의 모서리는 더 이상 압축되지 않고 공동(13)에 갇혀서 잠금된다.

또한, 잠금 위치에서, 제2 잠금 요소(3)는 투스의 상기 관통 구멍(12)에 형성된 홈에 맞닿아 길이방향으로 스템(1)을 잠금한다. 즉, 그것이 관통 구멍(12) 밖으로 나오는 것을 방지한다. 이로 인해 작동 중에 원치 않는 진동과 충격이 핀을 장착 위치에서 밀어내지 않게 된다.

그 부분에 있어서, 제3 잠금 요소(4)로서는 제3 잠금 요소와 투스 홀더(11)의 공동(13)의 내벽 및 투스(10)의 관통 구멍(12)의 내벽 사이의 마찰 또는 기계적 잠금을 수행하며, 이는 핀 시스템이 제자리에 단단히 조여진 상태로 유지되도록 하여 작업 중 원치 않는 움직임을 방지한다.

이 제3 잠금 요소(4)는 스템(1)을 눌러 그 회전을 방해함과 동시에 제2 잠금 요소(3)의 회전을 방해한다.

이를 제거하려면 역시 상기 공구를 사용하여 역동작을 수행해야 한다.

도 5에는 본 발명에 따른 고정 시스템의 제2 구현예가 도시되어 있다.

명료함을 위해, 동일한 도면부호는 이전 구현예와 동일한 구성요소를 나타내는 데 사용된다. 또한, 단순함을 위해 공통적인 부분은 상세하게 설명하지 않는다.

이 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 이 구현예에서 고정 시스템은 제1 잠금 요소(2) 및 제2 잠금 요소(3)가 구비된 스템(1)을 역시 포함하지만, 제3 잠금 요소 또는 외부 몸체는 포함하지 않는다.

그 작동과 그 배치 및 제거는 전술한 제1 구현예와 동일하다.

도 6 내지 도 8에는 본 발명에 따른 고정 시스템의 제3 구현예가 도시되어 있다. 제1 구현예에 대한 이 제3 구현예의 주요 차이점은 스템(1)이 캠-형상(cam-shaped)의 홈(16)을 포함한다는 것이다.

이러한 방식으로, 스템(1)이 회전하면, 홈(16)에 의해 정의된 스템(1)의 가장 넓은 영역이 제3 잠금 요소(4)를 밀어서 도 7에 도시된 바와 같이 투스 홀더의 홈, 즉 장착 위치에 접촉한다. 그러나, 도 8에 도시된 위치에서는, 제3 잠금 요소(4)의 일부가 홈(16)에 수용된 채로 남아 있어서, 제3 잠금 요소(4)가 밀리지 않는다(핀이 자유 상태로 유지되는 위치, 즉 분해 위치에 있음).

이 특징은 제3 잠금 요소(4)의 고정을 향상시킨다. 또한, 바람직하게는 2개의 재료로 만들어지기 때문에, 투스를 투스 홀더에 단단히 조이는/미는 데 더 많은 힘을 가한다.

도 9 내지 도 11에는 제2 구현예와 매우 유사한 본 발명에 따른 고정 시스템의 제4 구현예가 도시되어 있다.

제4 구현예와 제2 구현예 사이의 차이점은 제조 공차의 흡수를 위해 만들어졌다.

첫째, 바람직하게는 변형 가능한 재료로 만들어진 제1 잠금 요소(2)는 더 잘 압축되고 더 많은 힘을 가하기 위해 경사진 팁(18)을 포함하여, 공차의 흡수를 용이하게 한다.

상기 팁(18)은 또한 도 11에서 볼 수 있는 바와 같이 그 전방 부분이 두께가 더 두껍다.

팁(18)의 경사짐으로 인해 탄성 재료가 압축되면 변형된 재료를 위한 공간이 있을 수 있게 되지만, 스템이 장착 위치에 있을 때 탄성 재료가 스템(1)의 길이방향으로 압축되어 스템(1)이 투스 홈으로 밀려 들어가도록 하는 것 또한 중요하다.

제1 잠금 요소의 길이는 제2 잠금 요소(3)와 투스 및 공동(13)의 내부면과의 유지/접촉 사이의 거리보다 더 긴 전체 길이를 스템(1)에 제공한다.

바람직하게는, 제1 잠금 요소(2)의 길이는 공동(13)의 깊이보다 크지만, 이는 필수적인 것은 아니다.

목적은 장착 위치에서 제1 잠금 요소(2)가 제1 유지 요소(2)의 팁(18)의 전방 부분의 더 큰 두께만큼 팽팽해지는 것이다.

또한, 제2 잠금 요소(3)는 도 10에 가장 잘 도시된 바와 같이 스템(1)과 합쳐지는 영역에 램프(17)를 포함한다.

이 램프(17)는 제1 잠금 요소(2)에 의해 가해지는 힘을 이용하여 투스를 추출하고 투스의 구멍을 제2 잠금 요소(3)에 더 가깝게 가져온다.

이 램프에 대한 바람직한 기울기는 3 내지 25도, 보다 구체적으로 5 내지 10도이다.

램프(17)와 점 접촉하므로, 그리고 투스에 가해지는 압력 하에서는, 투스는 평평하게 놓이거나 제2 잠금 요소(3)에 대한 구멍 부분에 접촉할 때까지 비틀리게 되어 제조 공차를 더 잘 흡수한다.

본 발명의 특정 구현예를 참조하긴 했지만, 설명한 고정 시스템은 수많은 변형 및 수정이 가능하며 언급된 모든 세부 사항은 첨부된 청구범위에 의해 정의된 보호범위를 벗어나지 않고서 기술적으로 동등한 다른 사항으로 대체될 수 있음이 통상의 기술자에게 명백하다.

Claims (17)

1. 잠금 위치와 해제 위치 사이에서 회전하는 스템(1)을 포함하며, 상기 스템(1)은 내측 단부와 외측 단부를 정의하고, 상기 스템(1)은 잠금 요소(2, 3)를 포함하는, 토공기계의 마모 요소 고정 시스템에 있어서, 상기 스템(1)은 상기 스템(1)의 내측 단부에 배치된 제1 변형가능 잠금 요소(2) 및 상기 스템(1)의 외측 단부를 향해 이동되어 배치된 제2 잠금 요소(3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 토공기계의 마모 요소 고정 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 잠금 요소(2)는 다각형 단면을 갖는, 토공기계의 마모 요소 고정 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 제2 잠금 요소(3)는 상기 스템(1)의 길이방향 축에 수직인 돌출부인, 토공기계의 마모 요소 고정 시스템.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제3 잠금 요소(4)를 또한 포함하는 토공기계의 마모 요소 고정 시스템.
5. 제4항에 있어서, 상기 제3 잠금 요소(4)는 제1 및 제2 잠금 요소(2, 3) 사이에 위치된 변형가능 돌출부인, 토공기계의 마모 요소 고정 시스템.
6. 제1항에 있어서, 상기 스템(1)은 그 외측 단부에 공동(5)을 포함하는, 토공기계의 마모 요소 고정 시스템.
7. 제6항에 있어서, 상기 공동(5)은 다각형 단면을 갖는, 토공기계의 마모 요소 고정 시스템.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스템(1)을 위한 관통 구멍(7)이 구비된 외부 몸체(6)를 또한 포함하며, 상기 잠금 요소(2, 3, 4)는 상기 외부 몸체(6)로부터 돌출되는, 토공기계의 마모 요소 고정 시스템.
9. 제4항 및 제8항에 있어서, 상기 제3 잠금 요소(4)는 상기 외부 몸체(6)의 하우징(8) 내부에 수용되는, 토공기계의 마모 요소 고정 시스템.
10. 제3항에 있어서, 상기 제2 잠금 요소(3)는 스템(1)과 일체로 되어 있는, 토공기계의 마모 요소 고정 시스템.
11. 제8항에 있어서, 상기 외부 몸체(6)는 베어링 표면(14)을 포함하는, 토공기계의 마모 요소 고정 시스템.
12. 제11항에 있어서, 상기 베어링 표면(14)은 상기 외부 몸체(6)의 하부 돌출부에 의해 형성되는, 토공기계의 마모 요소 고정 시스템.
13. 제9항에 있어서, 상기 하우징(8)은 관통 구멍인, 토공기계의 마모 요소 고정 시스템.
14. 제4항에 있어서, 상기 스템(1)은 일 위치에서 제3 잠금 요소(4)를 미는 캠-형상(cam-shaped) 홈(16)을 포함하는, 토공기계의 마모 요소 고정 시스템.
15. 제1항에 있어서, 제1 잠금 요소(2)는 전방 부분이 두께가 더 두꺼운 팁(18)을 포함하는, 토공기계의 마모 요소 고정 시스템.
16. 제1항에 있어서, 제1 잠금 요소(2)는 경사진 팁(18)을 포함하는, 토공기계의 마모 요소 고정 시스템.
17. 제3항에 있어서, 제2 차단 요소(3)는 스템(1)과 합쳐지는 영역에 램프(17)를 포함하는, 토공기계의 마모 요소 고정 시스템.

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