KR100590778B1 - 굴삭기 치의 결합용 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 장치는 캐리어의 돌출부가 한 단부는 치 캐리어의 본체와 상기 돌출부의 결합영역에 해당하고 다른 단부는 치 캐리어의 자유단부에 해당하는 두 개의 단부영역으로 이루어진 일반적인 구조를 가지고, 제 1 단부영역의 더브테일이 제 2 단부영역의 더브테일에 비교해 반대위치로 되고, 치 캐리어 돌출부의 단부 돌출부의 횡단면이 일정하며 치 캐리어의 기저와 결합된 상기 돌출부의 상부면이 외부로 볼록한 굴곡진 구조로 되어 있고, 치 캐리어 돌출부의 측면이 평평한 단면의 구조로 되어 있고, 치 캐리어의 본체와의 결합이 거의 유지되는 단면의 일부는 유지용 코터 핀의 결합을 위해 오목한 것을 특징으로 한다.

Description

굴삭기 치의 결합용 장치{Device for the coupling of excavator teeth}

본 발명은 굴삭기 및 일반적으로 비슷한 형태의 토공(土工)기계의 작업 에지에 적용될 수 있는 굴삭기 치(齒)의 결합용 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 토양, 암반 등의 물질을 다루는 토목공사작업용 기계로 굴삭기의 소위 버킷(bucket)은 기계의 지지 및 전송기어에 고정되는 특수한 형태의 개구된 용기이고 전방 에지에 의해 토양 또는 흙덩어리 및 다소 무른 골재를 제거하는 작용을 가지는 작용 에지(active edge)를 가지고, 버킷에 무르게된 물질을 모아 차량으로 또 다른 지역으로의 운반을 위해, 제거된 흙덩어리 및 골재를 적하시키기 위해, 또는 예를 들어, 도랑파기의 경우에 뒤이은 교체를 위해 제거된 흙덩어리 및 골재를 운반되게 한다.

굴삭기 등의 버킷은 크게 마멸시키는 특성이 있는 토양 및 골재의 접촉에 의해 수반되는 과도한 마멸 때문에 작용에지에서의 심각한 문제를 나타낸다. 이런 이유로 해서, 굴삭기 등과 같은 장비의 매우 빠르게 닳게되는 부분에 작용 에지에 흙덩어리 및 골재와 직접 접촉하여 마멸이 큰 부분에 내구성이 있으며 분리장착 가능한 부품으로 분리형 치를 장착할 필요가 있다. 상당히 자주 교체될 수 있는 부분인, 상기 치는 굴삭기 등에서 자주 교체되는 부분이어서 가격이 상대적으로 낮아야 하는 반면, 고강도 철로 주조하거나 캐스팅하여 간단하게 제작되는 기계화를 배제할 필요가 있는 점 때문에 다소 상반된 특성을 가져야 한다. 다른 모순된 특성은 치와 치 캐리어 영역 사이에 상호작용을 가능한 피하기 위하여 충분한 조정효과를 낼 수 있도록 버킷의 작동 에지에 위치한 치 캐리어에 치를 장착할 필요가 있다는 점이다. 이것은 상기 영역에서 상호작용이 발생하면 치 캐리어 및 치 사이의 특별한 점에서 응력을 증가시키고, 또한 부분적으로 마멸이 증가되며, 끝내 부분의 파손이 될 수도 있기 때문이다. 즉, 어떻게 상기 언급된 마멸현상을 제어할 수 있는지에 따라 치를 얼마나 자주 교체해야 하는지가 결정되기 때문이다.

현재, 굴삭기의 치 및 치 캐리어 사이에 많은 결합형태가 공지되어 있지만, 이행될 상기 모순된 상태 및 상기 부품에 강한 작업이 주어지면, 이들 모든 형태는 치의 수명 및 과도한 마모를 방지할 수 있는가를 고려할 때 이상적인 해결책을 제시하지 못하고 있다.
미국 특허 5561925 호에는 치의 소켓(socket)과 결합되는 돌출부(nose)부분이 평편한 단부면에 의해 연결되는 평행한 표면을 가지는 치 결합체 및 유지기구에에 대한 것이다.
미국 특허 4625439 호에는 치는 마멸부분이 지지체에 대해 직접적으로 닿는 쐐기(wedge)에 의해 고정되는 돌출부 부분을 포함하는 굴삭기 치의 유지수단에 대한 것이다.
하지만, 상기 특허의 어느 것도 본 발명을 특징지우는 이중의 더브테일(dovetail)구조에 대해서는 언급하고 있지 않았다.

굴삭기 치용 결합의 특성에서 개선을 얻기 위해서, 치 및 치 캐리어 사이의 조립속도 및 튼튼하고 내구성 있는 결합을 이루기 위해 본 발명의 발명자는 사용에 있어 개선된 성능을 가진 굴삭기 치용 결합구조를 얻기 위해 검사 및 연구를 수행했다.

본 발명의 주제인 굴삭기 치 등을 위한 결합은 치 캐리어의 세로축에 관해서 축방향으로 향하는 치 캐리어의 전방 면에서의 돌출부를 가지고, 치결합 영역의 횡단면은 시작영역에서 자유단부까지 감소하는 횡단면을 가지는 치결합 장치에 있어서, 치 캐리어 및 치 사이 접촉영역의 결합구조, 및 유지용 코터(cotter) 핀의 위치에 특징이 있고, 이로써 부분적인 마모를 감소시키기 위해서 치 및 치 캐리어 사이에서 세밀한 결합을 얻을 수 있게 되고, 그 사이의 여러부분에서 결합이 확고해지며, 그리고 접촉영역의 각도 배열로 치에 발생된 응력이 치를 치 캐리어에 더욱 잘 끼워지고 결합될 수 있게 한다. 이러한 결과를 얻기 위하여, 치와 치 캐리어의 결합영역은 기본적으로 두 개의 역 더브테일 프로파일(reverse dovetail profiles)의 결합에 의해 이루어지는데, 다시 말해, 제 2 단부영역의 더브테일에 비교해서 제 1 단부영역의 더브테일이 역으로 되어 있다. 이것은 약간 볼록한 구조로 보완되는데, 무엇보다 치 캐리어의 기저 또는 돌출부의 출발점과 일정한 단면을 갖는 단부 또는 돌출부 사이의 상부 결합영역의 볼록한 구조로 보완된다. 치 캐리어의 돌출부의 상부 만곡부와 기저부의 결합영역은 좁고 평평한 횡방향 영역을 가진다. 치 캐리어의 돌출부의 측면들은 각진 면들로 이루어져 있는데, 그 중 하나는 일정단면의 전방 돌출부에 해당하고 다른쪽은 외부로 완만하게 굴곡지고 평평한 측면에 상응한다.

이런 형태로 치 캐리어의 돌출부는 매우 높은 기계적 강도를 보이고, 무엇보다도 정상작동에서 일반적으로 공지된 치 캐리어의 되풀이되는 문제점으로, 치를 빠지게 하는 응력을 발생시키지 않는 결과를 얻는다. 특히, 외부로 향한 볼록면과 함께, 치 캐리어 돌출부의 상부면의 완만하게 굴곡진 구조는 치 및 치 캐리어 사이의 매우 효과적인 결합과 더불어, 치 캐리어의 돌출부의 횡단면을 크게 하여 이에 따라 치 캐리어의 기계적 강도가 커진다.

본 발명의 장치는 쉬운 삽입 및 제거할 때 높은 저항으로 차별화되는, 치 캐리어의 치 유지를 위한 코터 핀의 새로운 형태에 특징이 있고, 기본적으로 평평한 평행육면체의 코터핀의 본체를 구비하고, 그 중간 크기의 면에 넓은 은촉이음(rebate)이 구비되며, 여기에 특별한 고무의 경화에 의해, 둥글고 횡방향 에지를 가진 작은 측면 돌출부를 구비하는 삽입물을 포함하는데, 상기 에지는 삽입후에 치 캐리어의 보완적인 형태의 안착부에 도입되도록 한 것이다.

구체적인 이해를 위해 설명의 방법으로 본 발명의 바람직한 실시예의 도면을 첨부한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 의해 제작된 치 캐리어의 각각의 측면도 및 평면도.

도 3 내지 도 11은 도 1에 표시한 절단면을 통해 나타낸 단면도.

도 12 및 도 13은 표시한 절단면을 통해 나타낸 단면도.

도 14는 치 및 치 캐리어 결합체의 평면도.

도 15는 표시한 치 및 치 캐리어 결합체의 수직면에서의 종단면도.

도 16은 치 및 치 캐리어의 결합체의 사시도.

도면에 나타낸 대로, 본 발명의 주제인 굴삭기 치용 결합부는 굴삭기 버킷의 에지와 결합하는 포크와 같은 치 캐리어 본체(1) 및 그 후면(3)에 돌출되고 도 12, 도 14, 도 15 및 도 16에서 4로 나타낸 굴삭기 치를 수용하는 치 캐리어(2)를 가진다.

굴삭기에 버킷을 결합하기 위한 치 캐리어 본체(1)는, 상부 암(5) 및 하부 암(6)을 가진 포크형태이며, 이들 상하부 암은 평평한 영역(7, 8)에 의해 형성되어 굴삭기 버킷의 에지를 수용하는 오목부로 분리되고, 이들 상하부 암은 치 캐리어(2)의 출발영역인 후면(3)에서부터 자유단부(9) 쪽으로 갈수록 감소하는 단면을 가지고 있고, 상부 암(5)은 또한 평평한 측면(10, 11)을 가진다.

치 캐리어(2)는 도 3 내지 도 11에 보인 것처럼, 두 개의 상반된 더브테일(inverted dovetails)로 이루어진 구조에 의해 형성된 연속영역의 조합을 가지는데, 즉 각각 치 캐리어(2)의 출발영역(12)에 해당하는 제 1 단부영역의 더브테일은 치 캐리어 돌출부(14)의 단부(13)에 해당하는 제 2 단부영역의 더브테일과 비교해서 꺼꾸로 되어 있고, 이들 더브테일들은 치(4)의 공동부에 삽입될 때 꼭 맞게 구성되어 있다. 제시된 단면도에 나타낸 바와 같이, 상기 돌출부(14)는 길이쪽을 통해 일정한 단면을 가진다. 이런 이유로, 치 캐리어(2) 돌출부(nose)의 측면은 구분된 2개의 표면으로 형성된 구조를 가지는데, 이들 측면들 중 하나는 치 캐리어의 돌출부의 본체의 면(15) 및 일정한 단면을 가진 돌출부(14)에서 평평한 측면(16)에 해당하는 것이다. 다른 측면(17)은 비슷한 특징을 가지는데, 넓은 오목부(18)를 구비하고, 이것은 도 15에서 더욱 구체적으로 나타낸 코터 핀(19)을 수용하도록 된 것이다.

치 캐리어 돌출부의 상부면(20)은 외부로 볼록한 굴곡진 형태이고, 치 캐리어의 본체(1)에 돌출부(14)의 내부 단부를 결합하도록 되어 있는데, 도 1 및 도 13에서 21로 나타낸 바디부(21)로써 작고 평평한 결합영역에서 결합된다.

측면(15, 17)은 외부로 볼록하게 굴곡지거나 또는 평평할 수도 있다.

제시된 형태의 치 캐리어의 돌출부의 구조는 매우 높은 강도를 얻는 것이 가능하고, 이와 아울러 공지된 굴삭기 치에서 일반적으로 일어나는 치가 탈거(脫去)되는 반작용을 제거할 수 있게 된다.

도 12 및 도 15에서 나타낸 것처럼, 코터 핀(19)은 일반적으로 평평한 일직선의 평행육면체구조를 가지며, 한쪽 측부에 넓은 오목부(22)를 가지며, 이 오목부(22) 내에 가황코팅(23)에 의해, 일직선 삽입물(24)이 결합되어 있는데, 이 삽입물에 둥근 모서리를 가진 횡방향 돌출부(25)가 형성되어 있어서, 이 돌출부(25)는 치 캐리어의 돌출부에 형성된 대응되는 오목부에 결합되도록 되어 있다.

코터 핀의 이런 형태는 축방향으로 밀어넣으면 쉽게 삽입되고, 치 캐리어의 돌출부에서 충분한 유지고정을 가능하게 한다. 핀을 빼낼 때는 가황코팅(23)이 가황고무로 되어 있어서 억지로 밀어내면 삽입물(24)의 돌출부(25)가 밀려나면서 쉽게 빼낼 수 있게 된다.

이상 설명한 형태와 배치에 의해, 본 발명에 따른 굴삭기 치용 결합장치는 부분마모를 줄이기 위해 많은 접촉영역에서 헐거움을 최소화하여 고정할 수 있게 하고, 치 캐리어에서 치의 탈거되는 방향으로의 힘 성분을 줄일 수 있게 된다.
본 발명은 치 캐리어를 수용하는 공동부와 함께, 튜브 지지대와 결합하는 형태를 가진, 같은 영역에 끼워지는 치 뿐만 아니라 치 지지대도 포괄하게 된다.

코터 핀의 특징은 또한 코터 핀의 조립 및 분해의 용이함 및 높은 지지력으로 매우 유용한 것이다.

Claims (5)

1. 굴삭기 등의 버킷 에지에 한 단부를 연결하는 부분을 포함하고 다른 단부에서 굴삭기의 교환용 치를 수용하는 감소단면의 돌출부를 가지는 형태의 굴삭기 치의 결합용 장치에 있어서,

   치 캐리어의 돌출부는, 한쪽은 치 캐리어의 본체와 상기 돌출부의 결합영역을 이루고, 다른쪽은 치 캐리어의 자유단부를 이루는 두 개의 단부영역으로 이루어져 있고, 단면형상에서 더브테일 구조로 되어 있으며, 제1 단부영역의 더브테일이 제2 단부영역의 더브테일에 비해 상반된 위치로 되어 있고, 치 캐리어의 단부 돌출부의 횡단면은 일정하며, 치 캐리어의 돌출부의 상부면이 외부로 볼록한 구조로 되어 있으며, 치 캐리어 돌출부의 측면은 평평한 면으로 되어 있고, 그 중의 한 측면에 코터 핀의 결합을 위한 수직의 오목부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 굴삭기 치의 결합용 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 치 캐리어 돌출부의 상부 굴곡진 면과 치 캐리어의 본체사이 연결영역에 배치된 평평한 바디부가 형성된 것을 특징으로 하는 굴삭기 치의 결합용 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 치 및 치 캐리어 사이에 상기 코터 핀은 그 한 측부에 오목부가 형성된 평행육면체 형태로 되어 있고, 그 오목부 내에 가황고무로 결합되는 삽입물이 구비되어 있되, 삽입물에 둥근 모서리를 가진 횡방향 돌출부가 형성되어 있어서, 이 돌출부는 치 캐리어의 돌출부에 형성된 대응되는 오목부에 결합되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 굴삭기 치의 결합용 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 코터 핀을 유지하기 위한 돌출부에 둥근 모서리를 가지는 것을 특징으로 하는 굴삭기 치의 결합용 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항의 결합장치를 수용하는 공동부를 가지는 것을 특징으로 하는 굴삭기용 치.

Images