CN101492923A - 工装机具快速连接器及使用该机具连接器的机械 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种设有工装机具快速连接器的机械如轮式装载机，该机械包括工作装置液压系统，所述工作装置液压系统包括动臂液压致动器和铲斗液压致动器。所述机具工装机具快速连接器组件由机械的底盘承载，并包括与工作装置液压系统流体连接的连接器液压致动器和流体相连地定位在所述工作装置液压系统和连接器液压致动器之间的控制阀。所述控制阀可通过与操作室中的开关电连接的电致动器进行动作。在更换机具的过程中，通过在使铲斗液压致动器致动的同时给所述电致动器赋能而使工装机具快速连接器组件的联接销移向断开位置，以在使用开心式阀的工作装置液压系统中产生流体压力。

Description

工装机具快速连接器及使用该机具连接器的机械

技术领域

本发明总体涉及用于机械的工装机具快速连接器，更具体地涉及使用往来于机械工作装置液压系统的流体连接来驱动工装机具快速连接器。

背景技术

轮式装载机是指通常具有四个车轮支承的底盘，该底盘承载液压驱动的动臂和铲斗油缸的一组机械。众所周知轮式装载机具有各种大小和形状，并可通过常规的车轮转向技术或由铰接的底盘液压驱动进行转向。虽然与轮式装载机连接的机具常常是装料铲斗，但是，轮式装载机也可构造成具有用于特定用途的各种不同的工装机具，这些机具包括但不限于路面操作机具、叉状机具、平铲、耙状机具、清扫机具、物料搬运臂、除雪犁及其它机具。在许多情况下，轮式装载机构造成具有某种用于执行指定的工作循环且不必更换的机具。在其它情况下，或许希望在工作循环期间或工作循环之间更换轮式装载机正在使用的机具。例如，轮式装载机可在其工作循环的大多数时间使用通用铲斗，但是也在工作日的其它时间使用叉状机具。为了加快更换轮式装载机上的机具，液压驱动的快速连接器使得操作员通常无需离开操作室便能使机械脱开一种机具并能将机械与第二种机具联接。在一个具体示例中，Caterpillar 950H轮式装载机可以手动或者使用与液压制动系统相连的恒定压力蓄能器的压力油驱动快换连接器油缸来插拔销。遗憾的是，不是所有的轮式装载机都具有随时可得的持续供给的可用于操作快速连接器的压力油源。更换这种机械上的机具是一个费时费力的过程。

本发明的目的是解决一个或多个上述问题。

发明内容

一方面，机械包括具有由车架承载的动臂液压致动器和铲斗液压致动器的工作装置液压系统。工装机具快速连接器组件同样由车架承载，同时包括连接到工作装置液压系统的连接器液压致动器。在所述工作装置液压系统和连接器液压致动器之间有控制阀液压连接。

另一方面，操作机械的方法包括使连接器销移向断开位置。从工作装置液压系统向连接器液压致动器供入液压流体。该供入液压流体步骤包括在操纵工作装置液压致动器的同时为控制阀的电致动器赋能。

又一方面，液压系统包括定位在阀体中的开心式动臂控制阀构件和开心式铲斗控制阀构件。在阀体的泵端口上安装有第一转接器，该第一转接器限定有泵供入端口和连接器供入端口；在阀体的储液箱端口上安装有第二转接器，该第二转接器限定有储液箱回流端口和连接器回流端口。

附图说明

图1是根据本发明的机械的全局视图；

图2是根据本发明另一方面的工装机具快速连接器组件的例示性视图；

图3是用于图1的机械的液压系统回路的示意图。

具体实施方式

参考图1，以轮式装载机为例说明机械10，但是机械10也可以是任何其它合适的机械，例如远距操作机/伸缩式操作机、挖掘机或任何其它使用工作装置液压系统并可使用两个或多个不同机具的机械。轮式装载机10包括由四个车轮以常规方式支承的底盘。该底盘承载可通过动臂液压致动器15升高和降低的动臂，以及可通过铲斗液压致动器14按常规方式伸出和收回的机具18。机具18不直接与动臂12相联，动臂12与机具18通过中间快速连接器30彼此相连，这里机具18示出为铲斗。

铲斗18可包括与机具连接器组件30的横杆31相咬合的卡钩19。本领域的技术人员应认识到，其它方案可使铲斗具有与工装机具快速连接器组件的卡钩相咬合的横杆，而不偏离本发明的范围。可通过使机具连接器组件30的联接销(见下文)接纳在铲斗18的配合销孔20中实现所述连接。连接器组件30的联接和断开过程部分地通过位于操作室13的电气开关50实现。

现在参照图2，工装机具快速连接器组件30包括基部32，该基部通过常规手段如固定螺栓等可靠地附接在动臂12上。这样，伸缩铲斗液压致动器14使得机具连接器组件30以已知的方式相对于动臂12伸出和收回。工装机具快速连接器组件30包括一对联接销33和34，该联接销可移动到合适位置并接纳在机具的配合销孔20中，以便将机具18联接到机械10。横杆31可定位在工装机具快速连接器组件30上的任何合适的位置。联接销33、34在连接器液压致动器35通过中间机械连接件38的作用下水平移动。所述连接器液压致动器35可以是双作用液压致动器或者是两个独立的液压缸。控制阀40可靠近连接器液压致动器35安装，借助于该控制阀，来自连接器供入软管36的液压流体使得连接器液压致动器35伸出或缩回。从连接器液压致动器35出来的低压液压流体经由连接器回流管37回流。

现在参照图3，用于图1的机械的液压系统包括工作装置液压系统60、转向液压系统90和与图2所示的机具连接器组件30有关的液压系统。工作装置液压系统60包括许多在本领域中公知的特征，其中包括安装在操作室13中的控制阀61，以通过阀组组件69控制动臂液压致动器15和铲斗液压致动器14。特别地，控制阀61操作先导阀并将液压流体输送到开心式动臂控制阀构件72和开心式铲斗控制阀构件73的相对端，以使这些控制阀构件在作为阀组组件69一部分的阀体70中定位。这样，当执行控制阀61未动作时，顺序布置的阀构件73和72为开心式阀构件，从而泵63能使液压流体以较低的压力循环--从储液箱62通过阀组组件69并返回储液箱62以重复循环。

所述液压流体从泵63经由泵管64供入，泵管64与附装在阀体70上的转接器75的泵供入端口80相连。术语“管”意在包括用于在系统中将流体从一个位置输送到另一位置的任何类型的导管(柔性的或刚性的)和任何接头。转接器75可安装在阀体70的泵端口74上。转接器75还包括便于连接到同时在图2中示出的连接器供液管36的连接器供入端口79。同样，回流经由与转接器76的储液箱回流端口78相连的储液箱管65返回储液箱62，所述转接器76也附装在阀体70上。转接器76可与转接器75基本相同，并包括便于连接到同时在图2中示出的连接器回流管37的连接器回流端口77。转接器76可安装在阀体70的储液箱端口71上。

机具连接器组件的这种实施方案使得除增设转接器75和76外无须对工作装置液压系统进行任何实质性的改动就能将机具连接器组件结合到该工作装置液压系统60中。换句话说，不具有本发明的工装机具快速连接器组件30的机械可能会使泵管64直接与阀体的泵端口74连接，使储液箱管65直接与阀体70的储液箱端口71连接。因此，只要使阀体70与已有的泵管64和储液箱管65断开连接、在阀体70上附装转接器75和76、然后将泵管64和储液箱管65重新联接到转接器75和76各自的泵供入端口80和储液箱回流端口78便能实现本发明的工装机具快速连接器组件30所需的液压连接。连接器供入管36与连接器供入端口79相连，连接器回流管37与连接器回流端口77相连。但是，本领域的技术人员应意识到，也可使连接器供入管36和连接器回流管37与工作装置液压系统60的其它位置相连而不偏离本发明的范围--例如直接连接到延伸在铲斗液压致动器14和阀组组件69之间的管线上。

为使连接器液压致动器35在断开和联接的过程中不会动作太快，可在连接器供入管36的适当位置如靠近连接器供入端口79设置一节流孔49。工装机具快速连接器组件30包括流体地定位在工作装置液压系统60和连接器液压致动器35之间的控制阀40。控制阀40可包括电致动器56如螺线管，还包括由于弹簧44的偏压力而可在电致动器56赋能的断开位置与电致动器56失能的联接位置之间切换的控制阀构件43。控制阀40还可根据需要包括卸压阀46。工装机具快速连接器组件30也可包括一对球阀45，如图2所示，以便拆卸。电致动器56可经由常规的通信线路54与上文所述的设置在操作室13中的电气开关50相连。电气开关50可包括触发元件51，该触发元件51包括与锁扣(lock)53配合的启动部52。启动部52可移动到一侧以使锁扣53缩回，从而使触发器51移动到使电致动器56赋能的位置。因此，为防止控制阀构件43在机械10正常运行期间意外切换，使电致动器56赋能所需要的可能不止是意外触碰电气开关50。

工业适用性

本发明适用于上述包括工作装置液压系统并构造成联接用于执行各种操作的不同机具的任何机械。尽管本发明特别适用于轮式机械，但是，本发明并不局限于此：可将相同的构想应用于其它机械，这些机械包括但不限于远距操作机/伸缩式操作机、挖掘机及已知的其它机械。本发明特别适用于这样的机械，即该机械包括利用开心式阀而不是其它液压系统如液压制动系统，所述工作装置液压系统可被分接(tab)并用于提供压力流体以操作根据本发明的工装机具快速连接器组件30。

参照图1-3，机械操作员通过使动臂液压致动器15几乎完全缩回和使铲斗液压致动器14略微伸出、从而使得工装机具快速连接器组件30的横杆31位于低于机具18的卡钩19的水平位置以实现将机具18联接到机械10。当机械接触机具时，铲斗液压致动器14缩回，从而使工装机具快速连接器组件30的横杆31与机具18的卡钩19相咬合。在卡钩19与水平横杆31咬合之后，使铲斗液压致动器缩回，或许还使动臂液压致动器伸出，直到工装机具快速连接器组件30的基部32接触机具18的后侧。在该位置，若联接销33和34处于图2所示的断开位置，则联接销33和34应与销接纳孔20对准。通过同时致动至少一个器具液压致动器14或15、并同时通过开关50的适当动作使电致动器56赋能，可使联接销33和34移至其断开位置。使电致动器56赋能使得控制阀构件43切换至图3所示的位置，同时，使铲斗液压致动器14缩回造成经由转接器75与连接器供入管36流体连接的泵管64中的压力升高。如果器具致动器14或15均不致动，则工作装置液压系统60由于常开中心阀构造而保持低压；这样，机具连接器组件30不具有使连接器液压致动器35向任一方向动作的液力能。

当联接销33和34对准机具18的销孔20后，可使电气开关50回复到失能位置，从而弹簧44使控制阀构件43移至右侧。该步骤完成后，连接器供入管36导致流体使连接器液压致动器35伸出，以通过机械连接件38的中间作用使联接销33和34移至其各自的机具18的销孔20中。从而完成机具18与机械10的联接，这样操作员便可使用所需的机具18进行操作。

通常通过缩回动臂液压致动器15以便将机具18置于地面附近来执行断开操作。接着，铲斗液压致动器14可略微伸出，以便机具18在连接器销移至断开位置时将经由卡钩19在横杆31上转动到连接器销33和34不与机具18的销孔20对准、且机具18的底面与地面接触的位置。当铲斗液压致动器14伸出时，操作员将使启动部52动作，以使触发元件51移至使电致动器56赋能的位置，从而使控制阀构件43移至图3所示的位置。这将导致液压流体使连接器液压致动器35缩回，并使联接销33和34从各自的销孔20中脱开。当机具18停靠在地面上时，可使铲斗倾斜致动器14继续伸出，从而使得横杆31与卡钩19脱开。然后，如上所述，机械操作员可使机械后退并远离机具18，并靠近用于与机械10联接的另一机具。

应当理解，上述说明只是例示性的，而不以任何方式限制本发明的范围。因此，本领域的技术人员应理解，可通过研究附图、公开内容和所附权利要求获知本发明的其它方面。

附图标记：

10机械                    51触发部

11底盘                    52启动元件

12动臂                    53锁扣

13操作室                  54通信线路

14铲斗液压致动器          56电致动器

15动臂液压致动器          60工作装置液压系统

18机具                    61工作装置控制阀

19卡钩                    62流储液箱

20销孔                    63泵

30工装机具快速连接器组件  64泵管

31横杆                    65储液箱管

32基部                    69阀组组件

33联接销                  70阀体

34联接销                  71储液箱端口

35连接器液压致动器        72开心式动臂控制阀构件

36连接器供入管            73开心式铲斗控制阀构件

37连接器连接器回流管      74泵端口

38机械连接件              75转接器

40控制阀                  76转接器

43控制阀构件              77连接器回流端口

44偏动弹簧                78储液箱回流端口

45球阀                    79连接器供入口

49节流孔                  80泵供入口

50电气开关                90转向系统

Claims (18)

1.一种机械，包括：

具有动臂液压致动器和铲斗液压致动器的工作装置液压系统；以及

工装机具快速连接器组件，该工装机具快速连接器组件包括与所述工作装置液压系统流体连接的连接器液压致动器以及在所述工作装置液压系统和所述连接器液压致动器之间的流体连接的控制阀。

2.根据权利要求1所述的机械，其特征在于，所述工装机具快速连接器组件包括配合成可操作以将所述控制阀从联接位置移至断开位置的电致动器。

3.根据权利要求2所述的机械，其特征在于，所述电致动器与位于底盘承载的操作室中的电气开关电连接；以及

所述电气开关包括可在电气开关锁止在不致动位置的第一位置和电气开关可移至致动位置的释放位置之间切换的启动元件。

4.根据权利要求3所述的机械，其特征在于，所述工作装置液压系统包括具有泵端口和储液箱回流端口的阀组组件；以及

所述工装机具快速连接器包括与所述泵端口流体连接的液压供入管线以及与所述储液箱回流端口流体连接的液压回流管线。

5.根据权利要求4所述的机械，其特征在于，所述液压供入管线包括与所述阀组组件的第一转接器连接的供入管；以及

所述液压回流管线包括与所述阀组组件的第二转接器连接的回流管。

6.根据权利要求5所述的机械，其特征在于，所述液压供入管线包括用于减小所述连接器液压致动器的致动速度的节流孔；以及

所述控制阀的常态位置是连接位置。

7.根据权利要求6所述的机械，其特征在于，所述工作装置液压系统包括与所述第一转接器连接的泵管以及与所述第二转接器连接的储液箱回流管。

8.根据权利要求7所述的机械，其特征在于，所述机械是轮式装载机。

9.一种操作机械的方法，包括：

将联接销移向断开位置；

从工作装置液压系统向连接器液压致动器供以液压流；

同时向与控制阀的电致动器赋能；并

动作一个工作装置液压致动器。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：

将联接销定位成对准机具的销孔；

将联接销从断开位置朝向联接位置移动进入机具的销孔中；以及

使所述电致动器失能。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述赋能还包括首先使电气开关的启动元件从锁止位置移至释放位置，以及使电气开关从失能位置移向赋能位置。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述定位还包括通过使卡钩与横杆咬合和使铲斗液压致动器缩回而使机械与机具接触。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述供给还包括通过引导液压流通过限流孔来减小联接销的移动速度。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述定位还包括使铲斗液压致动器伸出。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述供给还包括使液压流通过阀组组件的转接器流向连接器液压致动器。

16.一种液压系统，包括：

阀体；

位于所述阀体中的开心式动臂控制阀构件；

位于所述阀体中的开心式铲斗控制阀构件；

安装在所述阀体的泵端口上的第一转接器，该第一转接器限定有泵供入端口和连接器供入端口；以及

安装在所述阀体的储液箱端口上的第二转接器，该第二转接器限定有储液箱回流端口和连接器回流端口。

17.根据权利要求16所述的液压系统，其特征在于，还包括与所述泵供入端口连接的泵管；

与所述储液箱端口连接的储液箱管；

与所述连接器供入端口连接的连接器供入管；

与所述连接器回流端口连接的连接器回流管。

18.根据权利要求17所述的液压系统，其特征在于，还包括流体地定位在所述第一转接器和连接器液压致动器之间的节流孔。

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