WO2021215861A1 - 원뿔형 드럼 커터 및 이를 구비한 굴삭기 - Google Patents

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WO2021215861A1
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cutter
drum
conical
hydraulic motor
excavator
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권대륙
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Kwon Dae Ryuk
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    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/10—Making by using boring or cutting machines
    • E21D9/1006—Making by using boring or cutting machines with rotary cutting tools
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/96—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements for alternate or simultaneous use of different digging elements
    • E02F3/965—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements for alternate or simultaneous use of different digging elements of metal-cutting or concrete-crushing implements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
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    • E21B10/46—Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/40—Special vehicles
    • B60Y2200/41—Construction vehicles, e.g. graders, excavators
    • B60Y2200/412—Excavators

Definitions

  • the present invention relates to a drum cutter and an excavator having the same, and more particularly, by configuring the drum cutter of the excavator in a conical shape, as well as enabling an efficient arrangement structure of the cutter and efficient use of power of a hydraulic motor, a strong crushing force In addition to improving work efficiency by generating It relates to a conical drum cutter and an excavator having the same, which can reduce the time and cost required.
  • an excavator refers to a construction machine that performs crushing work such as excavation work to dig or fill the ground, breaker work such as light soil and rock crushing, compactor work such as soil compaction, and cutting during construction and civil engineering works. .
  • excavators are usually equipped with an engine such as a diesel engine to obtain driving power, drive a hydraulic pump using the power of this engine, and supply hydraulic oil discharged from the hydraulic pump to a hydraulic actuator such as a hydraulic motor or a hydraulic cylinder. By doing so, rotation of the crawler or tire for traveling, and each working part such as a boom, an arm, and a bucket are operated.
  • an engine such as a diesel engine to obtain driving power
  • a hydraulic pump using the power of this engine
  • hydraulic oil discharged from the hydraulic pump to a hydraulic actuator such as a hydraulic motor or a hydraulic cylinder.
  • Such an excavator is provided with a cutter at the end of the arm for excavation work.
  • the "excavator for tunnel construction" of Korean Utility Model No. 20-0288999 has been disclosed. It includes: a base portion having an arm engaging portion so as to be selectively mounted to an arm tip of an excavator or the like; a motor fixedly installed on the base part; A drum in the shape of a cylindrical container that is installed on the base part through a bearing so as to be rotatable by the motor, a plurality of crushing bits protrude like chestnuts over the entire outer surface, and the tip is closed in a bulging streamline shape.
  • the present invention not only configures the drum cutter of the excavator in a conical shape, but also enables an efficient arrangement structure of the cutter and efficient use of power of the hydraulic motor, thereby generating a strong crushing force.
  • This improves work efficiency and makes it possible to use it for various purposes such as profiling, trenching, soft rock crushing, quarry work, and demolition. It is excellent and aims to reduce the time and cost required for maintenance and repair by providing a prefabricated assembly structure that is easy to replace the hydraulic motor.
  • connection frame connected to the arm of the excavator; a hydraulic motor detachably mounted in the connection frame and driven by hydraulic pressure; a rotating drum installed at the front end of the connection frame to rotate by the hydraulic motor and formed in a conical shape; and a cutter provided to be arranged in a plurality of spirals from the center of rotation on the rotating drum; including, a conical drum cutter is provided.
  • It may further include a blade provided to vertically protrude in a spiral form along the arrangement direction of the cutter on the outer surface of the rotating drum.
  • the blades may be discontinuously arranged in a spiral form on the outer surface of the rotating drum.
  • the connecting frame may include a connecting member for connecting to the arm; a casing detachably coupled to the connection member and having an accommodation space open to the front end; and a cover that is detachably coupled to the open side of the casing, the hydraulic motor accommodated in the accommodation space is removably fixed, and a shaft receiving portion is provided to expose the rotation shaft of the hydraulic motor.
  • the rotary drum may include: a drum shaft rotatably accommodated in the shaft receiving portion through a bearing and fixed to the rotary shaft of the hydraulic motor; a drum coupling part provided at the end of the drum shaft and protruding from the shaft receiving part to the front end; and a drum body fixed to the drum coupling part, formed in a conical shape, and provided with a plurality of the cutters on the outer surface.
  • the cutter may be installed to form an inclination angle with respect to a tangent to the outer circumferential surface of the rotating drum so that the end faces obliquely with respect to the crushing target.
  • the cutter may be fixed so that one end protrudes from the cutter fixing part fixed by welding to form the inclination angle on the outer surface of the rotating drum.
  • a vehicle body capable of driving by operation; a boom rotatably installed on the vehicle body by driving a boom cylinder; an arm rotatably installed on the boom by driving an arm cylinder; and a drum cutter rotatably installed at the end of the arm by driving of a cutter cylinder and rotated for crushing by hydraulic pressure provided from the vehicle body, wherein the drum cutter according to an aspect of the present invention
  • a cutting machine with a conical drum cutter is provided, comprising a conical drum cutter.
  • the drum cutter of the excavator is configured in a conical shape, as well as an efficient arrangement structure of the cutter and efficient use of power of the hydraulic motor, thereby generating a strong crushing force.
  • work efficiency can be improved, and it can be used for various purposes such as profiling, trenching, soft rock crushing, quarry work, demolition, etc.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a conical drum cutter according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a front perspective view showing a conical drum cutter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a rear perspective view showing a conical drum cutter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view for explaining the operation of the conical drum cutter according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 shows the strength range of the crushing object of the conical drum cutter according to an embodiment of the present invention compared to the prior art, (a) shows a bucket, (b) shows the present invention, (c) is Indicates a hydraulic breaker.
  • FIG. 6 is a side view illustrating a cutting machine having a conical drum cutter according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 1 is an exploded perspective view showing a conical drum cutter according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a front perspective view showing a conical drum cutter according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is an embodiment of the present invention It is a rear perspective view showing a conical drum cutter according to an example.
  • the conical drum cutter 100 may include a connection frame 110 , a hydraulic motor 120 , a rotating drum 130 and a cutter 140 . have.
  • connection frame 110 is connected to the arm of the excavator, and while removably accommodating the hydraulic motor 120 to be described later, the rotary drum 130 may be rotatably installed.
  • the connecting frame 110 includes a connecting member 111 for connecting to the arm of the excavator, and a casing 112 that can be detachably coupled to the connecting member 111 and has an accommodating space 112a that is opened at the front end, and , may be detachably coupled to the open side of the casing 112 , the hydraulic motor 120 accommodated in the accommodation space 112a may be detachably fixed, and the rotation shaft 121 of the hydraulic motor 120 is exposed. It may include a cover 113 provided with a shaft receiving portion (113a) to make it.
  • the connecting member 111 may be provided with a plurality of shaft coupling portions for being fixed to each of the plurality of shafts in the arm of the excavator.
  • the casing 112 may be provided with a connecting plate 112b on the opposite side of the entrance of the receiving space 112a, and the connecting plate 112b may be coupled to the connecting member 111 by a coupling bolt 112c, and the receiving space
  • a coupling flange (112d) may be provided on the inlet side of the (112a).
  • the cover 113 may be provided with a single-stage coupling flange 113b for being coupled to the coupling flange 112d of the casing 112 with a coupling bolt 113d, and two steps inside the single-stage coupling flange 113b.
  • a coupling flange 113c may be provided.
  • the hydraulic motor 120 is detachably mounted in the connection frame 110 and driven by hydraulic pressure.
  • the hydraulic pressure required for driving is supplied from a hydraulic pressure supply unit provided in the excavator, and control of this operation is provided in the operator's seat of the excavator. It may be performed by manipulating the control panel, which is not necessarily limited thereto, and may also be performed by manipulating a separate control panel that is drawn out if necessary.
  • the hydraulic motor 120 is fixed to the cover 113 by coupling the coupling flange 122 provided along the periphery on one side with the coupling bolt 123 to the two-stage coupling flange 113c. For this reason, when the cover 113 is coupled to the casing 112 , the hydraulic motor 120 may maintain a state fixed by the cover 113 in a state accommodated in the accommodation space 112a.
  • the rotating drum 130 is installed at the front end of the connection frame 110 to rotate by the hydraulic motor 120 and has a conical shape.
  • the rotating drum 130 is rotatably accommodated in the shaft receiving portion 113a via the bearing 131a as a medium and fixed to the rotating shaft 121 of the hydraulic motor 120 as in this embodiment, for example, the drum shaft 131 and , provided at the end of the drum shaft 131, and the drum coupling portion 132 protruding from the shaft receiving portion 113a to the front end, and fixed to the drum coupling portion 132, made in a conical shape, and a cutter on the outer surface (140) may include a drum body 133 provided in plurality.
  • an oil seal 131b may be interposed between the shaft receiving portion 113a, and a locknut 131c and A plurality of fixing pieces 131d may be installed.
  • the drum coupling part 132 may have an edge of the end fixed to the drum body 133 by a plurality of coupling bolts 132a.
  • the cutter 140 is provided to be arranged in a plurality of spirals from the center of rotation on the rotating drum 130 .
  • the cutter 140 may be made of a high-hardness metal alloy having sufficient strength for crushing.
  • the cutter 140 may be installed to form an inclination angle ⁇ with respect to a tangent T with respect to the outer circumferential surface of the rotary drum 130 so that the end faces obliquely with respect to the crushing target 1 .
  • the inclination angle ⁇ may be 20 to 50 degrees, which may be appropriately selected in consideration of the strength of the crushing target 1 , the torque of the hydraulic motor 120 , the hardness and number of the cutter 140 , and the like.
  • the cutter 140 may be fixed with one end protruding from the cutter fixing unit 141 fixed by welding to form an inclination angle ⁇ on the outer surface of the rotating drum 130 . Therefore, a large number of cutters 140 can be easily installed on the rotary drum 130 by the cutter fixing part 141 .
  • the outer surface of the rotary drum 130 may be provided so that the blade 150 vertically protrudes in a spiral shape along the arrangement direction of the cutter 140 .
  • the blade 150 is provided vertically in a spiral form along the arrangement direction of the cutter 140, so that it not only easily digs into the inside of the crushing target, but also guides the crushing part to be crushed and separated from the crushing target to be easily discharged to the outside. By doing so, it can be made to improve the crushing efficiency.
  • the blade 150 may be fixed to the outer surface of the rotating drum 130 by welding, but is not limited thereto, and may be fixed by bolting or various coupling structures.
  • the blade 150 may be discontinuously arranged in a spiral form on the outer surface of the rotating drum 130 as in this embodiment, and may consist of two, for example, and due to this discontinuous structure, it is easy to manufacture, By distributing the load through the discontinuous area, it is possible to reduce the damage caused by the excessive load.
  • the conical drum cutter 100 in the case of the present invention (b), compared to the conventional bucket (a) or hydraulic breaker (c), the strength of the crushing target applied Since the range is wide, it can be seen that it can be utilized for various purposes.
  • FIG. 6 is a side view illustrating a cutting machine having a conical drum cutter according to an embodiment of the present invention.
  • the cutting machine 200 having a conical drum cutter may include a vehicle body 210 , a boom 220 , an arm 230 , and a drum cutter.
  • the drum cutter is the same as the conical drum cutter 100 according to the embodiment of the present invention, and thus the overlapping description will be omitted.
  • the vehicle body 210 uses power generated from the engine to enable driving by the driver's manipulation.
  • the vehicle body 210 may be formed of not only a caterpillar type but also a wheel type, as well as driving operation from the driver's seat, which will be described later. It is possible to manipulate the operation of the boom 220, arm 230, etc., as well as the conical drum cutter 100 to be made.
  • the vehicle body 210 may be provided with a hydraulic pressure supply unit for supplying hydraulic pressure required for the operation of various hydraulic cylinders required for various operations as well as the operation of the conical drum cutter 100 .
  • the hydraulic supply unit for example, drives a hydraulic pump by using the engine power of the vehicle body 210, and supplies hydraulic oil discharged from the hydraulic pump to the hydraulic motor 120 or various hydraulic cylinders 221,231,232.
  • the boom 220 is hinged to the vehicle body 210 and is rotatably installed by driving the boom cylinder 221 operating hydraulically. Both ends of the boom cylinder 221 are hinge-coupled to the vehicle body 210 and the boom 220 , thereby enabling the natural behavior of the boom 220 when driven.
  • the arm 230 is hinged to the boom 220 and is rotatably installed by driving the arm cylinder 231 . Both ends of the arm cylinder 231 are hinged to the boom 220 and the arm 230 , so that the arm 230 can naturally move when driven.
  • the conical drum cutter 100 may be rotatably installed at the end of the arm 230 by driving the cutter cylinder 232 , and rotated for crushing by hydraulic pressure provided from the vehicle body 210 , the arm
  • the end of the 230 may be hinged to the connecting member 111, and the cutter cylinder 232, the end of which is hinged to the arm 230, is connected by a plurality of link members 233 and 234, so that the cutter cylinder 232 ) to enable the natural behavior of the conical drum cutter 100 when driving.
  • the conical drum cutter according to the present invention and an excavator having the same according to the present invention enable the burial of the pipeline by excavation of the ground, and can perform tunnel and underground construction work, and concrete structures due to crushing of concrete, etc. can perform demolition and remodeling work, and can perform face-cutting or excavation work for mines or quarries as well as leveling work on the ground, and can also enable work in water.
  • the drum cutter of the excavator is configured in a conical shape, but also by enabling an efficient arrangement structure of the cutter and efficient use of power of the hydraulic motor, it is possible to generate a strong crushing force, thereby improving work efficiency.
  • the present invention not only enables use for various purposes such as profiling, trenching, soft rock crushing, quarry work, demolition, etc., but also has a wide range of strength of the work object compared to a bucket or a hydraulic breaker and has excellent utilization. can make it
  • the present invention can be applied to a drum cutter and an excavator having the same.

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Abstract

본 발명은 굴삭기의 아암에 연결되는 연결프레임; 상기 연결프레임 내에 분리 가능하게 장착되고, 유압에 의해 구동하는 유압모터; 상기 유압모터에 의해 회전하도록 상기 연결프레임의 전단에 설치되고, 원뿔형으로 이루어지는 회전드럼; 및 상기 회전드럼에 회전중심으로부터 나선형으로 다수로 배열되도록 마련되는 커터;를 포함하는 원뿔형 드럼 커터 및 이를 구비한 굴삭기에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 굴삭기의 드럼 커터를 원뿔형으로 구성할 뿐만 아니라, 커터의 효율적인 배치 구조와 유압모터의 효율적인 동력 사용을 가능하게 함으로써, 강력한 파쇄력을 발생하도록 하여 작업 효율을 향상시킬 수 있고, 프로파일링, 트렌칭, 연암파쇄, 석산작업, 철거 등과 같은 다양한 용도로의 사용이 가능하도록 할 뿐만 아니라, 버켓이나 유압브레이커 등에 비하여, 작업 대상의 강도 범위가 넓어 활용도가 뛰어나도록 할 수 있으며, 유압모터의 교체가 용이한 조립식 어셈블리 구조를 제공함으로써, 유지 및 보수에 소요되는 시간과 비용을 줄일 수 있다.

Description

원뿔형 드럼 커터 및 이를 구비한 굴삭기
본 발명은 드럼 커터 및 이를 구비한 굴삭기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 굴삭기의 드럼 커터를 원뿔형으로 구성할 뿐만 아니라, 커터의 효율적인 배치 구조와 유압모터의 효율적인 동력 사용을 가능하게 함으로써, 강력한 파쇄력을 발생하도록 하여 작업 효율을 향상시키고, 다양한 용도로의 사용이 가능하도록 할 뿐만 아니라, 작업 대상의 강도 범위가 넓어 활용도가 뛰어나며, 유압모터의 교체가 용이한 조립식 어셈블리 구조를 제공함으로써, 유지 및 보수에 소요되는 시간과 비용을 줄일 수 있는 원뿔형 드럼 커터 및 이를 구비한 굴삭기에 관한 것이다.
일반적으로, 굴삭기는 건축 및 토목 공사시, 땅을 파거나 메우는 굴삭작업, 경토ㆍ암반 파쇄 등의 브레이커 작업, 흙다짐과 같은 컴팩터 작업, 절단 등의 크라샤 작업을 수행하도록 하는 건설기계를 말한다.
이러한 굴삭기는 보통 주행 동력을 얻기 위해 디젤 엔진 등의 엔진을 탑재하고 있고, 이 엔진의 힘을 이용하여 유압 펌프를 구동하며, 유압 펌프에서 토출되는 작동유를 유압 모터나 유압 실린더 등의 유압 액추에이터로 공급함으로써 주행용 크롤러 또는 타이어의 회전이나, 붐, 아암, 버켓 등의 각 작업 부위를 동작시키고 있다.
이러한 굴삭기는 굴삭작업을 위하여, 아암의 단부에 커터가 마련되는데, 종래 굴삭기의 커터와 관련되는 기술로는, 한국등록실용신안 제20-0288999호의 "터널공사용 굴진장치"가 개시된 바 있다. 이는 굴삭기 등의 아암 선단에 선택적으로 장착될 수 있도록 아암 결합부를 가지는 베이스부; 상기 베이스부에 고정 설치되는 모터; 상기 모터에 의해 회전 가능하도록 베어링을 매개로 상기 베이스부에 설치되는 것으로서, 외면 전체에 걸쳐 다수의 파쇄용 비트가 밤송이처럼 돌출 형성되며, 선단이 불룩한 유선 형태로 폐쇄되어 있는 원통형 용기 형상의 드럼을 포함한다.
그러나, 이와 같은 종래 기술은 굴삭과 관련되는 다양한 작업에 확대 적용하는데 한계를 가짐으로써, 활용도를 높이기 어렵고, 굴삭 효율 면에서 유리한 구조를 제공하지 못함으로써, 이에 대한 개선이 필요하게 되었다.
또한, 종래의 굴삭기에는 아치형 드럼 커터를 구비하는 경우가 있는데, 이는 커터가 아치형으로 이루어짐으로써, 역시 효율이 저하되고, 유압모터가 프레임에 용접되어 있기 때문에, 유압모터의 수리 또는 교체를 위한 분리가 불가능하여, 유압모터에 연결된 유압베이스에 문제가 있으면, 굴삭기 전체를 사용하지 못하게 되는 문제점을 가지고 있었다.
상기한 종래 기술에 대한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 굴삭기의 드럼 커터를 원뿔형으로 구성할 뿐만 아니라, 커터의 효율적인 배치 구조와 유압모터의 효율적인 동력 사용을 가능하게 함으로써, 강력한 파쇄력을 발생하도록 하여 작업 효율을 향상시키고, 프로파일링, 트렌칭, 연암파쇄, 석산작업, 철거 등과 같은 다양한 용도로의 사용이 가능하도록 할 뿐만 아니라, 버켓이나 유압브레이커 등에 비하여, 작업 대상의 강도 범위가 넓어 활용도가 뛰어나며, 유압모터의 교체가 용이한 조립식 어셈블리 구조를 제공함으로써, 유지 및 보수에 소요되는 시간과 비용을 줄이는데 목적이 있다.
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 굴삭기의 아암에 연결되는 연결프레임; 상기 연결프레임 내에 분리 가능하게 장착되고, 유압에 의해 구동하는 유압모터; 상기 유압모터에 의해 회전하도록 상기 연결프레임의 전단에 설치되고, 원뿔형으로 이루어지는 회전드럼; 및 상기 회전드럼에 회전중심으로부터 나선형으로 다수로 배열되도록 마련되는 커터;를 포함하는, 원뿔형 드럼 커터가 제공된다.
상기 회전드럼의 외측면에 상기 커터의 배열방향을 따라 나선형태로 수직되게 돌출되도록 마련되는 블레이드를 더 포함할 수 있다.
상기 블레이드는, 상기 회전드럼의 외측면에 나선형태로 불연속적으로 배치될 수 있다.
상기 연결프레임은, 상기 아암에 연결되기 위한 연결부재; 상기 연결부재에 착탈 가능하게 결합되고, 전단으로 개방되는 수용공간을 가지는 케이싱; 및 상기 케이싱의 개방측에 착탈 가능하게 결합되고, 상기 수용공간에 수용된 상기 유압모터가 착탈 가능하게 고정되며, 상기 유압모터의 회전축을 노출시키도록 축수용부가 마련되는 덮개;를 포함할 수 있다.
상기 회전드럼은, 상기 축수용부에 베어링을 매개로 회전 가능하게 수용되어 상기 유압모터의 회전축에 고정되는 드럼축; 상기 드럼축의 끝단에 마련되고, 상기 축수용부로부터 전단으로 돌출되는 드럼결합부; 및 상기 드럼결합부에 고정되고, 원뿔형으로 이루어지며, 외측면에 상기 커터가 다수로 마련되는 드럼본체;를 포함할 수 있다.
상기 커터는, 끝단이 파쇄 대상에 대하여 비스듬하게 향하도록 상기 회전드럼의 외주면에 대한 접선에 대하여 경사각을 이루도록 설치될 수 있다.
상기 커터는, 상기 회전드럼의 외측면에 상기 경사각도를 이루도록 용접으로 고정되는 커터고정부에 일단이 돌출되도록 고정될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 조작에 의해 주행이 가능한 차체; 상기 차체에 붐실린더의 구동에 의해 회동 가능하게 설치되는 붐; 상기 붐에 아암실린더의 구동에 의해 회동 가능하게 설치되는 아암; 및 상기 아암의 끝단에 커터실린더의 구동에 의해 회동 가능하게 설치되고, 상기 차체로부터 제공되는 유압에 의해 파쇄를 위한 회전 동작하는 드럼 커터를 포함하고, 상기 드럼 커터는, 본 발명의 일 측면에 따른 원뿔형 드럼 커터로 이루어지는, 원뿔형 드럼 커터를 구비한 절삭기가 제공된다.
본 발명에 따른 원뿔형 드럼 커터 및 이를 구비한 굴삭기에 의하면, 굴삭기의 드럼 커터를 원뿔형으로 구성할 뿐만 아니라, 커터의 효율적인 배치 구조와 유압모터의 효율적인 동력 사용을 가능하게 함으로써, 강력한 파쇄력을 발생하도록 하여 작업 효율을 향상시킬 수 있고, 프로파일링, 트렌칭, 연암파쇄, 석산작업, 철거 등과 같은 다양한 용도로의 사용이 가능하도록 할 뿐만 아니라, 버켓이나 유압브레이커 등에 비하여, 작업 대상의 강도 범위가 넓어 활용도가 뛰어나도록 할 수 있으며, 유압모터의 교체가 용이한 조립식 어셈블리 구조를 제공함으로써, 유지 및 보수에 소요되는 시간과 비용을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 원뿔형 드럼 커터를 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 원뿔형 드럼 커터를 도시한 정면 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 원뿔형 드럼 커터를 도시한 후측 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시례에 따른 원뿔형 드럼 커터의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시례에 따른 원뿔형 드럼 커터의 파쇄대상물의 강도범위를 종래 기술과 비교하여 나타낸 것으로서, (a)는 버켓을 나타내고, (b)는 본 발명을 나타내고, (c)는 유압브레이커를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시례에 따른 원뿔형 드럼 커터를 구비한 절삭기를 도시한 측면도이다.
본 발명은 다양한 변경에 의하여 여러 가지의 실시례를 가질 수 있으므로, 특정 실시례를 예로서 도면에 나타내어 설명하고자 한다. 또한 본 발명은 이러한 특정 실시례로 한정하는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시례에 대해서 상세히 설명하기로 하며, 도면 부호에 관계없이 동일 내지 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대하여 중복되는 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 원뿔형 드럼 커터를 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 원뿔형 드럼 커터를 도시한 정면 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 원뿔형 드럼 커터를 도시한 후측 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시례에 따른 원뿔형 드럼 커터(100)는 연결프레임(110), 유압모터(120), 회전드럼(130) 및 커터(140)를 포함할 수 있다.
연결프레임(110)은 굴삭기의 아암에 연결되고, 후술하게 될 유압모터(120)를 착탈 가능하게 수용함과 아울러, 회전드럼(130)이 회전 가능하게 설치될 수 있다.
연결프레임(110)은 굴삭기의 아암에 연결되기 위한 연결부재(111)와, 연결부재(111)에 착탈 가능하게 결합될 수 있고, 전단으로 개방되는 수용공간(112a)을 가지는 케이싱(112)과, 케이싱(112)의 개방측에 착탈 가능하게 결합될 수 있고, 수용공간(112a)에 수용된 유압모터(120)가 착탈 가능하게 고정될 수 있으며, 유압모터(120)의 회전축(121)을 노출시키도록 축수용부(113a)가 마련되는 덮개(113)를 포함할 수 있다.
연결부재(111)는 굴삭기의 아암에 다수의 축 각각에 고정되기 위한 축결합부가 다수로 마련될 수 있다. 케이싱(112)은 수용공간(112a)의 입구 반대측에 연결판(112b)이 마련될 수 있고, 연결판(112b)이 연결부재(111)에 결합볼트(112c)로 결합될 수 있으며, 수용공간(112a)의 입구측에 결합플랜지(112d)가 마련될 수 있다. 덮개(113)는 케이싱(112)의 결합플랜지(112d)에 결합볼트(113d)로 결합되기 위한 1 단결합플랜지(113b)가 마련될 수 있고, 1단결합플랜지(113b)의 내측으로 2단결합플랜지(113c)가 마련될 수 있다.
유압모터(120)는 연결프레임(110) 내에 분리 가능하게 장착되고, 유압에 의해 구동하는데, 구동에 필요한 유압은 굴삭기에 마련되는 유압공급부로부터 공급받게 되고, 이러한 동작의 제어는 굴삭기의 운전석에 마련되는 조작패널의 조작에 의해 수행될 수 있는데, 반드시 이에 한하는 것은 아니며, 필요에 따라 외부로 인출되는 별도의 조작패널의 조작에 의해서도 수행될 수도 있음은 물론이다.
유압모터(120)는 일측에 둘레를 따라 마련되는 결합플랜지(122)가 2단결합플랜지(113c)에 결합볼트(123)로 결합됨으로써 덮개(113)에 고정된다. 이로 인해, 덮개(113)가 케이싱(112)과의 결합시, 유압모터(120)는 수용공간(112a)에 수용된 상태에서 덮개(113)에 의해 고정된 상태를 유지할 수 있다.
회전드럼(130)은 유압모터(120)에 의해 회전하도록 연결프레임(110)의 전단에 설치되고, 원뿔형으로 이루어진다.
회전드럼(130)은 예컨대 본 실시례에서처럼, 축수용부(113a)에 베어링(131a)을 매개로 회전 가능하게 수용되어 유압모터(120)의 회전축(121)에 고정되는 드럼축(131)과, 드럼축(131)의 끝단에 마련되고, 축수용부(113a)로부터 전단으로 돌출되는 드럼결합부(132)와, 드럼결합부(132)에 고정되고, 원뿔형으로 이루어지며, 외측면에 커터(140)가 다수로 마련되는 드럼본체(133)를 포함할 수 있다.
드럼축(131)은 축수용부(113a)와의 사이에 오일씰(131b)이 개재될 수 있고, 축수용부(113a) 내측의 베어링(131a)으로부터 이탈됨을 억제하도록 끝단에 록너트(131c)와 다수의 고정편(131d)이 설치될 수 있다. 드럼결합부(132)는 끝단의 가장자리가 다수의 결합볼트(132a)에 의해 드럼본체(133)에 고정될 수 있다.
커터(140)는 회전드럼(130)에 회전중심으로부터 나선형으로 다수로 배열되도록 마련된다. 커터(140)는 파쇄를 위해 충분한 강도를 가지는 고경도 금속합금으로 이루어질 수 있다.
도 4를 참조하면, 커터(140)는 끝단이 파쇄 대상(1)에 대하여 비스듬하게 향하도록 회전드럼(130)의 외주면에 대한 접선(T)에 대하여 경사각(θ)을 이루도록 설치될 수 있다. 여기서 경사각(θ)은 20~50도를 이룰 수 있는데, 이는 파쇄 대상(1)의 강도, 유압모터(120)의 토오크, 커터(140)의 경도 및 개수 등을 고려하여 적절히 선택될 수 있다. 커터(140)는 회전드럼(130)의 외측면에 경사각(θ)을 이루도록 용접으로 고정되는 커터고정부(141)에 일단이 돌출되도록 고정될 수 있다. 따라서 많은 수의 커터(140)가 커터고정부(141)에 의해 회전드럼(130)에 쉽게 설치될 수 있다.
회전드럼(130)의 외측면에는 커터(140)의 배열방향을 따라 나선형태로 블레이드(150)가 수직되게 돌출되도록 마련될 수 있다. 블레이드(150)는 커터(140)의 배열방향을 따라 나선형태로 수직되게 마련됨으로써, 파쇄 대상의 내측으로 쉽게 파고들도록 할 뿐만 아니라, 파쇄 대상으로부터 파쇄되어 분리되는 파쇄부분이 외부로 쉽게 배출되도록 가이드함으로써, 파쇄 효율을 높이도록 할 수 있다.
블레이드(150)는 회전드럼(130)의 외측면에 용접으로 고정될 수 있으나, 이에 한하지 않고, 볼팅이나 다양한 결합구조 등에 의해 고정될 수도 있다. 또한 블레이드(150)는 본 실시례에서처럼 회전드럼(130)의 외측면에 나선형태로 불연속적으로 배치될 수 있는데, 일례로 2개로 이루어질 수 있으며, 이러한 불연속적인 구조로 인해, 제작이 용이하면서도, 불연속 부위를 통한 하중의 분산을 통해서 과도한 하중으로 인한 파손을 줄이도록 할 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시례에 따른 원뿔형 드럼 커터(100)는 본 발명의 경우(b), 종래의 버켓(a)이나 유압브레이커(c)에 비하여, 적용되는 파쇄 대상의 강도 범위가 넓어지므로, 다양한 용도로 활용될 수 있음을 알 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시례에 따른 원뿔형 드럼 커터를 구비한 절삭기를 도시한 측면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시례에 따른 원뿔형 드럼 커터를 구비한 절삭기(200)은 차체(210), 붐(220), 아암(230) 및 드럼 커터를 포함할 수 있다. 여기서, 드럼 커터는 상기한 본 발명의 일 실시례에 따른 원뿔형 드럼 커터(100)와 동일하므로, 중복되는 설명을 생략하기로 한다.
차체(210)는 엔진으로부터 발생되는 동력을 사용하여, 운전자의 조작에 의해 주행이 가능하도록 하는데, 본 실시례에서처럼 무한궤도 타입 뿐만 아니라, 휠 타입으로 이루어질 수도 있고, 운전석에서 운전 조작뿐만 아니라, 후술하게 될 붐(220), 아암(230) 등은 물론, 원뿔형 드럼 커터(100)의 동작을 조작할 수 있다. 차체(210)에는 원뿔형 드럼 커터(100)의 동작 뿐만 아니라, 각종 동작에 필요한 여러 유압실린더의 동작에 필요한 유압을 공급하기 위한 유압공급부가 마련될 수 있다. 유압공급부는 일례로, 차체(210)의 엔진 힘을 이용하여 유압 펌프를 구동하고, 유압 펌프에서 토출되는 작동유를 유압모터(120)나 각종 유압실린더(221,231,232) 등에 공급함하도록 구성될 수 있다.
붐(220)은 차체(210)에 힌지 결합되고, 유압으로 동작하는 붐실린더(221)의 구동에 의해 회동 가능하게 설치된다. 붐실린더(221)는 양단이 차체(210)와 붐(220)에 힌지 결합됨으로써, 구동시 붐(220)의 자연스러운 거동을 가능하도록 한다.
아암(230)은 붐(220)에 힌지 결합되고, 아암실린더(231)의 구동에 의해 회동 가능하게 설치된다. 아암실린더(231)는 양단이 붐(220)과 아암(230)에 힌지 결합됨으로써, 구동시 아암(230)의 자연스러운 거동을 가능하도록 한다.
원뿔형 드럼 커터(100)는 아암(230)의 끝단에 커터실린더(232)의 구동에 의해 회동 가능하게 설치될 수 있고, 차체(210)로부터 제공되는 유압에 의해 파쇄를 위해 회전 동작하도록 하는데, 아암(230)의 끝단이 연결부재(111)에 힌지 결합될 수 있고, 아암(230)에 끝단이 힌지 결합되는 커터실린더(232)가 다수의 링크부재(233,234)에 의해 연결됨으로써, 커터실린더(232)의 구동시 원뿔형 드럼 커터(100)의 자연스러운 거동을 가능하도록 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 원뿔형 드럼 커터 및 이를 구비한 굴삭기는 지반의 굴착에 의해 파이라인의 매설작업을 가능하도록 하고, 터널 및 지하 건설 작업을 수행할 수 있으며, 콘크리트 등의 파쇄 등으로 인해 콘크리트 구조물의 철거 및 리모델링 작업을 수행할 수 있고, 지면에 대한 평탄화 작업뿐만 아니라, 광산이나 석산에 대한 면삭이나 굴착 작업을 수행할 수 있으며, 수중에서의 작업 역시 가능하도록 할 수 있다.
이러한 본 발명에 따르면, 굴삭기의 드럼 커터를 원뿔형으로 구성할 뿐만 아니라, 커터의 효율적인 배치 구조와 유압모터의 효율적인 동력 사용을 가능하게 함으로써, 강력한 파쇄력을 발생하도록 하여 작업 효율을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 프로파일링, 트렌칭, 연암파쇄, 석산작업, 철거 등과 같은 다양한 용도로의 사용이 가능하도록 할 뿐만 아니라, 버켓이나 유압브레이커 등에 비하여, 작업 대상의 강도 범위가 넓어 활용도가 뛰어나도록 할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 유압모터의 교체가 용이한 조립식 어셈블리 구조를 제공함으로써, 유지 및 보수에 소요되는 시간과 비용을 줄일 수 있다.
이와 같이 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명의 기술 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 상기한 실시례에 국한되어 정해져서는 아니되며, 특허청구범위, 그리고 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
본 발명은 드럼 커터 및 이를 구비한 굴삭기에 이용할 수 있다.

Claims (8)

  1. 굴삭기의 아암에 연결되는 연결프레임;
    상기 연결프레임 내에 분리 가능하게 장착되고, 유압에 의해 구동하는 유압모터;
    상기 유압모터에 의해 회전하도록 상기 연결프레임의 전단에 설치되고, 원뿔형으로 이루어지는 회전드럼; 및
    상기 회전드럼에 회전중심으로부터 나선형으로 다수로 배열되도록 마련되는 커터;
    를 포함하는, 원뿔형 드럼 커터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전드럼의 외측면에 상기 커터의 배열방향을 따라 나선형태로 수직되게 돌출되도록 마련되는 블레이드를 더 포함하는, 원뿔형 드럼 커터.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 블레이드는,
    상기 회전드럼의 외측면에 나선형태로 불연속적으로 배치되는, 원뿔형 드럼 커터.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결프레임은,
    상기 아암에 연결되기 위한 연결부재;
    상기 연결부재에 착탈 가능하게 결합되고, 전단으로 개방되는 수용공간을 가지는 케이싱; 및
    상기 케이싱의 개방측에 착탈 가능하게 결합되고, 상기 수용공간에 수용된 상기 유압모터가 착탈 가능하게 고정되며, 상기 유압모터의 회전축을 노출시키도록 축수용부가 마련되는 덮개;
    를 포함하는, 원뿔형 드럼 커터.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 회전드럼은,
    상기 축수용부에 베어링을 매개로 회전 가능하게 수용되어 상기 유압모터의 회전축에 고정되는 드럼축;
    상기 드럼축의 끝단에 마련되고, 상기 축수용부로부터 전단으로 돌출되는 드럼결합부; 및
    상기 드럼결합부에 고정되고, 원뿔형으로 이루어지며, 외측면에 상기 커터가 다수로 마련되는 드럼본체;
    를 포함하는, 원뿔형 드럼 커터.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 커터는,
    끝단이 파쇄 대상에 대하여 비스듬하게 향하도록 상기 회전드럼의 외주면에 대한 접선에 대하여 경사각을 이루도록 설치되는, 원뿔형 드럼 커터.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 커터는,
    상기 회전드럼의 외측면에 상기 경사각도를 이루도록 용접으로 고정되는 커터고정부에 일단이 돌출되도록 고정되는, 원뿔형 드럼 커터.
  8. 조작에 의해 주행이 가능한 차체;
    상기 차체에 붐실린더의 구동에 의해 회동 가능하게 설치되는 붐;
    상기 붐에 아암실린더의 구동에 의해 회동 가능하게 설치되는 아암; 및
    상기 아암의 끝단에 커터실린더의 구동에 의해 회동 가능하게 설치되고, 상기 차체로부터 제공되는 유압에 의해 파쇄를 위한 회전 동작하는 드럼 커터를 포함하고,
    상기 드럼 커터는,
    청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 원뿔형 드럼 커터로 이루어지는, 원뿔형 드럼 커터를 구비한 절삭기.
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