CN102482864A - 用于挖掘机的液压击打裂具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于挖掘机的液压裂具，所述挖掘机用于击碎并移除来自地面的诸如石头、混凝土、沥青或类似的坚硬物，液压裂具包括通过多个附接件(6)连接到挖掘机的联结架(5)的齿(1)，液压裂具包括至少一个齿和紧固到储能器(4)的驱动装置(2，3)，其中由齿(1)、驱动装置(2，3)和储能器(4)构成的组件紧固到所述齿(1)并且定位在齿(1)的纵向轴线(7)上，并且地面破裂是在所述轴线(7)上在齿(1)的缩回位置(A)和展开位置(B)之间实现的。

Description

用于挖掘机的液压击打裂具
技术领域
本发明的目的是一种作为用于挖掘机的辅助设备的一种液压击打裂具，其中该挖掘机击碎并撬起石头、混凝土、沥青等，该液压击打裂具主要包括液压马达，该液压马达接收来自挖掘机的压力和油流，并且该液压马达驱动用于操作齿的一系列装置，从而使齿具有必要的运动以打击地面。
背景技术
目前，用于挖掘机的裂具主要包括一排齿，该一排齿稳固地连接在一起并通过液压装置由挖掘机直接驱动，如在KOMATSU的美国专利US2005189125所陈述的，其中，操作中的变化以及所述操作的最佳表现取决于实际的齿的设计以及不同的缸的力的结合，以改进对地面的打击。
然而，所述系统缺乏如下装置：该装置通过具有独立机构的每个齿的冲击、直接在每个齿中对地面进行最佳打击，其中该独立机构通过实际的齿提供对地面的击打作用。
文献WO2009/022762描述用于齿的振动系统，在该振动系统中，振动频率被传输到所述齿，但是在该振动系统中，没有利用齿的惯性对地面进行打击。考虑到施加振动意味着齿没有击中地面，浪费了所产生的能量，故而这意味着所述振动系统不能确保高性能。此外，联结架(headstock)与齿振动器组件之间的连接包括无声铰链式(silent-blocktype)被动减震器，尽管该被动减震器吸收了挖掘机上的震动，但其不允许重复利用来自振动的能量以打击地面。
发明内容
为了解决通过裂具在地面上实现最佳打击的技术问题，本发明的目的是提出用于挖掘机的液压击打裂具，其中所述裂具属于用于击碎并撬起地面中的诸如石头、混凝土、沥青或之类的坚硬物(hard feature)的类型。该液压击打裂具包括通过一排附接件附接到挖掘机上的联结架的齿，并且该液压击打裂具主要包括齿，其中驱动装置稳固地附接到储能器，其中由齿、驱动装置和储能器形成的组件稳固地附接到所述齿并安装在齿的纵向轴线上，该齿通过齿的缩回位置和展开位置打击地面。
本发明关于现有技术的主要优势在于：关于目前所使用的裂具，当裂具简单地嵌入并拉动时，该裂具的力由安装有该裂具的挖掘机通过挖掘机的拉动来提供，然而，在本发明中，裂具的力量由包含储能器的实际裂具上的冲击力的总和提供，也就是由在打击地面并且自身嵌入地面的齿的纵向轴线上的力加上机器拖拽地面的拉动力的总和提供。
附图说明
以下是一系列图的非常简要的描述，这些图有助于提供对本发明更好的理解，并且与作为本发明的非限制性示例提出的本发明的实施方式明确地相关联。
图1是根据本发明的用于挖掘机的液压击打裂具的示意图，其中详细地示出内部操作装置。
图2是根据本发明的用于挖掘机的液压击打裂具的示意图，其中详细地示出齿上的操作轴线。
图3是根据本发明的用于挖掘机的液压击打裂具的驱动装置上的力的示图。
图4是根据本发明的用于挖掘机的液压击打裂具的示意图，其中示出驱动装置之间的角度变化。
图5是根据本发明的用于挖掘机的液压击打裂具的示意图，其中示出驱动装置的重心的变化。
图6是根据本发明的用于挖掘机的液压击打裂具的示意图，其中示出包括连接杆的引导系统，该引导系统使用两个相同的杆(图6A)或两个不同的杆(图6B)。
图7是根据本发明的用于挖掘机的液压击打裂具的实际实施方式的立体图。
图8是图7中提供的视图的分解图。
图9是图8中提供的分解图的仰视立体图，其中示出根据本发明的用于挖掘机的液压击打裂具中的各个部件。
具体实施方式
附图中可见用于挖掘机的液压击打裂具，该挖掘机是用于击碎并撬起地面中的诸如石头、混凝土、沥青之类的坚硬物的类型，该液压击打裂具至少包括齿(1)，并且使包括有两个凸轮的一系列驱动装置(2，3)稳固地附接到储能器(4)，所述储能器(4)优选地为气垫减震器或气压缸，而一般地为允许存储能量的任何装置，借助于该装置，当齿(1)提升时，所述储能器(4)蓄能(在气压缸和气垫减震器的情况下，被压缩)，而当在齿(1)落下时，所述储能器(4)释放能量(在气压缸和气垫减震器的情况下，卸压)，其中，由齿(1)和驱动装置(2，3)以及蓄能器(4)形成的组件通过优选地为锚固杆的一系列连接件(6)附接到挖掘机上的联结架(5)。
驱动装置(2，3)连接到液压马达，该液压马达接收来自实际挖掘机的压力和油流，液压马达确保了构成上述驱动装置的第一凸轮(2)和第二凸轮(3)沿彼此相反的方向转动。
矢量轴(7)是指由驱动装置(2，3)旋转时产生的力矢量。这些驱动装置关于所述矢量轴(7)的位置存在不同的选择。第一选择是第一凸轮(2)的位置和第二凸轮(3)的位置关于齿(1)的矢量轴(7)对称，该矢量轴(7)由从齿(1)上的末端的顶点延伸通过所述齿(1)上的旋转点的直线限定。此对称的产生是由于每个凸轮(2，3)上的轴与另一个凸轮上的轴接合。此接合意味着第一凸轮(2)和第二凸轮(3)沿相反的方向转动并且不失去它们各自的角位置。换句话说，矢量轴(7)垂直于由驱动装置(2，3)上的旋转轴占据的平面。因此，齿(1)的端部根据实际轴线描绘了打击线，如在图2和图3中所观察到的。
因此，参照凸轮(2，3)的角位置，当这些凸轮(2，3)处于0°角位置(在基准设置(reference arrangement)中限定，该基准设置通过使齿(1)的轴线(7)作为坐标系的y轴并且使由凸轮(2，3)限定的轴线作为x轴而形成，如在图3中所观察到的)时，假设两个凸轮(2，3)均具有相同的质量和重心(位于齿(1)的轴线(7)上)，则由第一凸轮(2)产生的离心力抵消了第二凸轮的离心力。当凸轮(2，3)之间的角度为180°时，达到相同的效果。
然而，在角位置为-90°的情况下，离心力的合力沿向下的方向(A)，假设凸轮(2，3)与齿(1)附接，则凸轮(2，3)拉动齿(1)，在齿(1)的轴线(7)上产生更大的向下力矢量，碰撞地面。在凸轮(2，3)之间的角位置为90°的情况下，假设力的合力沿向上的方向(B)，则产生相反的效果，拉动稳固地附接到储能器(4)的齿(1)，对储能器(4)进行压缩并增大储能器(4)中的内部压力。这就是齿(1)从地面缩回时的情况。
当凸轮(2，3)从+90°的角位置移动到-90°的角位置时，即，当齿(1)向下移动到地面上时，存储在储能器(4)中的能量将被释放，从而改善由齿(1)产生的碰撞。
然而，也可能矢量轴(7)的端部不描绘如在之前的情况中所指出的直打击线，而是在另一实施方式中，代替之前提到的直线，齿(1)的端部描绘出椭圆形(8)，该椭圆形(8)的长轴恰好为引导轴线(7′)。这产生了更易于击碎地面的枢转运动。这由于在矢量轴(7)和引导轴线(7′)之间产生的一定角度(α，β)而成为可能。这些角度是通过考虑以下选择来实现的：
(a)如图4所示，驱动装置(2，3)彼此之间的角度的变化；或
(b)如图5所示，驱动装置(2，3)中至少一个的重心的变化。
这些选择中的第一个中，角度的变化可以是恒定的，即，一旦角度已经被调节，由齿(1)的端部描绘的椭圆形(8)始终是相同的；或者角度的变化可以是不定的，这意味着角度的变化是挖掘机工作时根据操作者的决定进行的，或者根据转数(revolution)、打击角度、地面阻力或借助于增大所描绘的椭圆来获得附加优势的任意其他变量自动地改变。此角度变化意味着在矢量轴(7)和引导轴线(7′)之间存在一定角度(α)，该角度(α)使得齿(1)的端部能够进行椭圆运动。
在这些选择中的第二个中，由齿(1)的端部描绘的椭圆(8)可以通过改变驱动装置(2，3)之间的重心来实现，即，所述驱动装置(2，3)不是对称的，从而产生引导轴线(7′)，在此引导轴线(7′)与矢量轴(7)之间具有一定角度(β)。通过增加驱动装置(2，3)中的一个的质量或直径，可以实现此改变。
如上文指出的，如果挖掘机配装有联结架(5)，则齿(1)与挖掘机之间的连接通过借助于螺栓或自动联接装置附接到挖掘机的联结架(5)来实现。除了在枢转以打击地面或为储能器(4)蓄能的齿(1)的轴线(7)本身上之外，该连接应具有尽可能高的刚性。此刚性是重要的，因为挖掘机会产生钉式拉力。联结架(5)与齿(1)之间的附接通过使用锚固杆(6)实现，所述锚固杆(6)使联结架(5)与齿(1)之间能够枢转。如图6中可见，锚固杆(6)可以以就长度、角度和/或初始位置而言不同的设置安装，由此，由齿(1)的端部描绘的轨迹(9)不同于矢量轴(7)的轨迹，其中如图6B中可见，通过改变其中一个杆(6′)的长度和锚固点，齿(1)的轨迹(9)不像在图6A中的选择(相同的杆)那样依循与矢量轴(7)相同的方向，相反，因为锚杆(6)中的差异导致更大的枢转运动，所以此轨迹使得有助于击碎地面。当齿(1)如图6B所示落下时，齿(1)始终向挖掘机自身“偏斜”，从而有助于击碎地面，这与图6A中的情形相反，在图6A中的情形中，在行程的上半部分附近，齿(1)远离挖掘机移动。
这些锚固杆(6)可以由诸如线性引导装置之类的其他连接装置代替，所述其他连接装置如所描述的连接装置那样提供联结架(5)和齿(1)之间的附接。
最后，应当指出的是，在本发明另一具体实施方式中，根据由不同类型地面所提供的阻力，能够通过作用于储能器(4)，即，改变储能器(4)的刚性和/或位置来改变齿(1)的碰撞能量是便利的。
(A)刚性的变化：例如通过根据操作者的决定减小气垫减震器内部容积的系统或通过减小气压缸的内部容积，有可能手动地或自动地增大或减小储能器(4)的内腔中的气压和/或改变储能器(4)内部容积。应当牢记，储能器的刚性越高，则运动的自由度越小，尽管运动将更快。
(B)位置的变化：可以改变储能器(4)的位置，由此使齿(1)和储能器(4)之间的能量传输不是直接的、对准成直线的以及线性的，改变了碰撞能量。同样，可以改变储能器(4)与齿之间的角度，或者可以使它们通过杠杆系统相互作用。
使用本发明的实际示例
图7是组装有液压击打工具并准备好附接到挖掘机的裂具的立体图。该图示出了齿(1)和锚固杆(6)两者以及与挖掘机上的联结架(5)的连接。
作为图7的分解图的图8示出如何用锚固杆(6)即前锚固杆和后锚固杆将联结架(5)连接到挖掘机上，然而在联结架自身上，联结架(5)与罩(51)区分开，其中罩(51)为与联结架的连接提供支承。可以看到齿(1)上与齿(1)成一体的驱动装置(2，3)，所述驱动装置(2，3)主要包括相互接合的两个凸轮(如在图9中更清楚看到的)，并由同样安装在齿(1)的轴线上的马达(21)驱动。储能器(4)连接到联结架(5)，并且在本实际示例中，具有稳固地附接到联结架(5)和用于齿(1)的安装件(41)的气垫减震器。

Claims (14)

1.用于挖掘机的液压击打裂具，所述挖掘机为用于击碎并撬起地面中的例如石头、混凝土、沥青之类的坚硬物的类型，所述液压击打裂具包括齿(1)，所述齿(1)通过一排附接件(6)附接到所述挖掘机上的联结架(5)，所述液压击打裂具的特征在于，所述液压击打裂具至少包括齿(1)、驱动装置(2，3)和储能器(4)，其中由所述齿(1)、所述驱动装置(2，3)和所述储能器(4)构成的组件稳固地附接到所述齿(1)。
2.根据权利要求1所述的液压击打裂具，其特征在于，包括第一凸轮(2)和第二凸轮(3)的所述驱动装置(2，3)关于所述齿(1)的矢量轴(7)对称地定位，并且其中所述第一凸轮(2)的轴与所述第二凸轮(3)的轴接合，并且在所述齿(1)的缩回位置(A)和展开位置(B)之间在地面上进行的打击沿着所述矢量轴(7)。
3.根据权利要求2所述的液压击打裂具，其特征在于，所述驱动装置(2，3)连接到液压马达，所述液压马达接收来自实际挖掘机的压力和油流，所述液压马达确保所述第一凸轮(2)和所述第二凸轮(3)沿彼此相反的方向转动。
4.根据权利要求2和3所述的液压击打裂具，其特征在于，在所述齿(1)的所述展开位置(B)中，所述凸轮(2，3)位于-90°的角位置，向下拉动所述齿(1)。
5.根据权利要求2至4所述的液压击打裂具，其特征在于，在所述齿(1)的所述缩回位置(A)中，所述凸轮(2，3)位于90°的角位置，向上拉动所述齿(1)并压缩所述储能器(4)。
6.根据权利要求2至5所述的液压击打裂具，其特征在于，在所述齿(1)朝向地面下落时，存储在所述储能器(4)中的能量释放。
7.根据权利要求1所述的液压击打裂具，其特征在于，包括第一凸轮(2)和第二凸轮(3)的所述驱动装置(2，3)设置成描绘矢量轴(7)与引导轴线(7′)之间的在所述齿(1)的端部产生椭圆形运动(8)的角度(α，β)。
8.根据权利要求7所述的液压击打裂具，其特征在于，在所述齿的端部处的所述椭圆形运动(8)是通过所述第一凸轮(2)和所述第二凸轮(3)之间的角度的变化而实现的，其中所述运动能够被调节，因此由所述齿(1)的端部描绘的椭圆形(8)是始终相同的或是可改变的；换句话说，角度的变化被自动地或手动地实现。
9.根据权利要求7所述的液压击打裂具，其特征在于，在所述驱动装置(2，3)彼此不对称地设置的情况下，可以通过改变所述驱动装置(2，3)之间的重心来实现由所述齿(1)的端部描绘的所述椭圆形(8)。
10.根据权利要求1所述的液压击打裂具，其特征在于，所述连接件(6)彼此不对称地设置，并且所述连接件(6)在长度以及在组件中的位置方面是可改变的，所述连接件(6)被进一步设计成在所述齿(1)的端部处产生指向所述挖掘机的内部的轨迹(9)。
11.根据权利要求1所述的液压击打裂具，其特征在于，手动地或自动地改变所述储能器(4)的内部容积和/或升高和/或降低气压而改变所述储能器(4)的刚性。
12.根据权利要求1所述的液压击打裂具，其特征在于，所述储能器(4)的位置改变，因此所述齿(1)和所述储能器(4)之间的能量传输不是直接的、对准成直线的和线性的，在碰撞能量中产生变化。
13.根据权利要求12所述的液压击打裂具，其特征在于，所述齿(1)和所述储能器(4)之间的角度之间的位置是未对准的。
14.根据权利要求12所述的液压击打裂具，其特征在于，所述储能器(4)和所述齿(1)通过杠杆系统相互作用。
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