CN102587266B - 具有用于取出断裂的刀头的开口的刀头保持系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有用于取出断裂的刀头的开口的刀头保持系统。具体地，切削刀具组件包括刀头保持器，所述刀头保持器具有向前部分、向后部分以及在向前部分和向后部分之间的大体平坦的安装表面。向前部分限定具有相对于安装表面倾斜的轴线的前孔，且向后部分限定通向前孔的后孔。切削刀头安装在前孔中，且包括能够穿过刀头保持器的向后部分的后孔出入的后端。

Description

具有用于取出断裂的刀头的开口的刀头保持系统
技术领域
本发明涉及采矿和建筑切削刀头保持器。更具体地，本发明的实施方式涉及用于将切削刀头以可移除的方式安装在切削刀具上的刀头保持器组件。
背景技术
在采矿领域中，以及在大量硬材料必须被切削的其他领域中，典型地利用包括具有安装在切削滚筒上的刀头保持器的竖直可移动的水平轴线切削滚筒和附接到刀头保持器的切削刀头的设备。随着切削滚筒旋转，切削刀头被移动成与待切削的表面接合，从表面移除材料，用于进一步处理。通常，使用切削刀头切削、断裂和/或破碎地面、岩石、路面等。
这些切削刀具经受大的转矩和负载。由于在切削操作期间产生的相当大的力，所以切削刀头必须牢固地安装在刀头保持器上且必须也能容易移除以便在其断裂或磨损时进行更换。根据待被切削的材料，可能需要每天都更换切削刀头。
发明内容
因而，需要这样一种切削刀具组件，该切削刀具组件允许容易从刀头保持器取出切削刀头以及从刀头保持器更换切削刀头，这当切削刀头被弯曲或断裂时尤其是成问题的。尽管存在用于将切削刀头安装在刀头保持器上的已有组件，但是其通常不包括包含后孔的切削组件，所述后孔定位在刀头保持器主体的后部且与刀头保持器主体的前孔同轴对准，使得切削刀头的至少一部分能够在任何方向穿过这些孔。
因而，本发明提供一种切削刀具组件。所述切削刀具组件包括刀头保持器，所述刀头保持器包括向前部分、向后部分以及在向前部分和向后部分之间的大体平坦的安装表面。刀头保持器的向前部分限定具有相对于安装表面倾斜的轴线的前孔，且向后部分限定通向前孔的后孔。切削刀具组件还包括切削刀头，所述切削刀头安装在前孔中，且包括能够穿过刀头保持器的向后部分的后孔出入的后端。
在另一实施方式中，本发明提供一种切削刀具组件。所述组件包括刀头保持器，所述刀头保持器包括向前部分、向后部分以及在向前部分和向后部分之间的大体平坦的安装表面。刀头保持器的向前部分限定具有相对于安装表面倾斜的轴线的前孔。刀头保持器的向后部分具有邻近安装部分的倾斜表面并从倾斜表面限定后孔开口，后孔具有内尺寸且通向前孔。切削刀具组件还包括切削刀头，所述切削刀头安装在前孔中，且包括具有外径的杆部和能够穿过刀头保持器的向后部分的后孔出入的后端，其中后孔的内尺寸比切削刀头的外径大以允许断裂的切削刀头的杆部穿过后孔来取出。
总之，本发明提供了一种切削刀具组件，其包括：
刀头保持器，所述刀头保持器包括：向前部分；向后部分；位于所述向前部分和所述向后部分之间的中央开口；以及在所述向前部分和向后部分之间的大体平坦的安装表面，所述向前部分限定前端和具有相对于所述安装表面倾斜的轴线的前孔，且所述向后部分限定通向所述前孔的后孔；以及
切削刀头，所述切削刀头安装在所述前孔中，且所述切削刀头包括后端，所述后端能够穿过所述刀头保持器的向后部分的后孔出入，并且，能通过所述中央开口接近所述切削刀头的所述后端，所述切削刀头延伸到所述前端之外。
优选地，所述切削刀具组件包括安装在所述刀头保持器的所述前孔中的刀头套筒，所述刀头套筒限定接收所述切削刀头的刀头孔。
优选地，所述刀头孔具有与所述前孔的轴线同轴的轴线。
优选地，所述切削刀头包括具有外径的杆部，并且其中所述后孔具有比所述外径大的内部尺寸，以允许断裂的切削刀头的杆部穿过所述后孔。
优选地，所述后孔具有圆形横截面。
优选地，所述后孔具有椭圆形横截面。
优选地，所述后孔具有与所述前孔的轴线同轴的轴线。
优选地，所述向后部分还包括邻近所述安装表面的倾斜表面，并且其中所述后孔从所述倾斜表面延伸到所述刀头保持器中。
优选地，所述切削刀具组件还包括切削滚筒、在所述切削滚筒上的安装块，并且其中所述刀头保持器连接到所述安装块。
优选地，所述刀头保持器包括流体通路和在所述向后部分中用于接纳流体喷射喷嘴的喷嘴插口，所述喷嘴插口与所述流体通路连通。
优选地，所述流体通路不与所述后孔连通。
优选地，所述切削刀头的后端暴露于所述刀头保持器的侧部。
本发明还提供了一种切削刀具组件，其包括：
刀头保持器，所述刀头保持器包括：向前部分；向后部分；位于所述向前部分和所述向后部分之间的中央开口；以及大体平坦的安装表面，所述安装表面在所述向前部分和向后部分之间并且被构造为联接到切削滚筒，所述向前部分限定前端和具有相对于所述安装表面倾斜的轴线的前孔，且所述向后部分具有邻近所述安装表面的倾斜表面并且限定从所述倾斜表面延伸的后孔，所述后孔具有内部尺寸且通向所述前孔；以及
切削刀头，所述切削刀头安装在所述前孔中，且所述切削刀头包括：具有外径的杆部；和后端，所述后端能够穿过所述刀头保持器的向后部分的后孔出入并且能通过所述中央开口接近，所述切削刀头延伸到所述前端之外，并且其中，所述后孔的内部尺寸比所述切削刀头的外径大，以允许断裂的切削刀头的杆部穿过所述后孔以便取出。
优选地，所述切削刀头包括安装在所述刀头保持器的所述前孔中的刀头套筒，所述刀头套筒限定接收所述切削刀头的刀头孔。
优选地，所述刀头孔具有与所述前孔的轴线同轴的轴线。
优选地，所述后孔具有圆形横截面。
优选地，所述后孔具有椭圆形横截面。
优选地，所述后孔具有与所述前孔的轴线同轴的轴线。
优选地，所述刀头保持器还包括顶部，该顶部包括与喷射喷嘴和喷嘴插口连接的通道。
优选地，所述中央开口形成了桥部，所述桥部在所述向前部分和所述向后部分之间延伸并且位于所述中央开口上方，所述桥部包括上表面，所述桥部的该上表面与所述向前部分及所述向后部分的上表面共同延伸。
优选地，所述向后部分包括上表面和下表面，所述上表面和下表面沿着一个边缘连接到一起，其中所述后孔延伸穿过所述边缘的一部分。
通过考虑详细说明和附图将使本发明的其他方面变得明显。
附图说明
图1是现有技术的附接到切削滚筒的传统刀头保持器的侧视图。
图2是图1的刀头保持器的透视图。
图3是图1的刀头保持器的局部剖视图。
图4是根据本发明的实施方式的刀头保持器的透视图。
图5是根据本发明的另一实施方式的刀头保持器的透视图。
图6是图4所示的刀头保持器的后视图。
图7是图4所示的刀头保持器的横截面图。
图8是图4所示的刀头保持器的顶视图。
具体实施方式
在详细解释本发明的一个实施方式之前，应理解，本发明的应用不限于以下说明书阐述或附图中所示的部件的布置和结构的细节。本发明能够有其他实施方式且能够以各种方式实践或实施。而且，应理解，此处使用的短语和术语是用于说明的目的且不应认为是限制性的。如此处使用的，“包括”、“包含”或“具有”及其变化形式的使用意指包含此后所列的项和其等价形式以及额外的项。如此处使用的，“由……组成”及其变化形式的使用意指仅包含此后所列的项及其等价形式。而且，应理解，诸如“向前”、“向后”、“左”、“右”、“向上”和“向下”等术语是方便的词汇且不应解释为限制的术语。除非另外指定或限制，否则术语“安装”、“连接”、“支撑”和“联接”及其变化形式被宽泛地使用且包含直接安装、连接、支撑和联接以及间接安装、连接、支撑和联接两者。此外，“连接”和“联接”不限于物理或机械连接或联接。
图1-3示出传统的刀头保持系统的示例。这些刀头保持系统一般包括通常焊接到切削滚筒的刀头保持器主体和保持在刀头保持器主体中的切削刀头。在使用中，这些系统的切削刀头有时断裂且切削刀头的圆柱杆部被卡在刀头保持器中或如果使用了刀头套筒的话被卡在刀头套筒中。卡住和/或断裂的刀头必须被向前驱动以取出，但是由于刀头保持器主体的目前结构以及刀头保持器的下后部的轴线和切削刀头之间的角度(比如，在现有刀头保持系统中50°的角度)，接近刀头的后部非常受限。
图4示出根据本发明的实施方式的切削刀具组件110。所示的切削刀具组件110适合于与旋转切削滚筒114接合并且还自动地被旋转切削滚筒114驱动。为了说明，在图4中，切削刀具组件110的向前部分144被认为是接收切削刀头112的部分，而切削刀具组件110的向后部分148与向前部分144相反，且包括两个开口(在下面更详细地描述)。因此，此处对“向前方向”的参考指的是切削刀头112的刀头顶端的切削方向。
图4和5示出切削刀具组件110的一般部件。组件110包括刀头保持器主体111，刀头保持器主体111包括向前部分144、向后部分148以及在向前部分和向后部分之间的大体平坦的安装表面136。在所示的实施方式中，刀头保持器主体111经由安装块或基座132而与旋转切削滚筒114(例如，图4)连接。具体地，刀头保持器主体111通过将刀头保持器的安装表面136焊接到基座而安装到基座132。此外，基座132也通过焊接而安装到旋转切削滚筒114上。刀头保持器主体111附接到基座132和旋转切削滚筒114的其他类型也是可能的。在其他实施方式中，刀头保持器主体111直接附接到旋转切削滚筒114。
刀头保持器的向前部分144限定包括前端129和后端130的向上敞开的前孔128。在一个实施方式中，切削刀头112安装在定位于前孔128中的刀头套筒125内。在可选的实施方式中，切削刀头112直接安装在刀头保持器主体的前孔128中。前孔128具有相对于安装表面倾斜的轴线。而且，前孔128与切削刀头112同轴。因而，前孔128适合于接纳刀头套筒125使得刀头顶端124在向前方向延伸。在某些实施方式中，刀头套筒125通过压配合而保持在刀头保持器主体111中。压配合可以是单一直径的或多直径的。在其他实施方式中，刀头套筒125通过保持环、销或任何其他合适的附接机构而保持在刀头保持器主体111中。
组件110的切削刀头112包括刀头顶端124。在某些实施方式中，组件110还包括刀头套筒125。刀头套筒125包括适合于接纳切削刀头112的环形肩部126和延伸穿过刀头套筒125的孔穴或刀头孔127(在图7中最佳显示)。在其他实施方式中，可以采用无套筒的刀头组件(未显示)。例如，在切削刀头包括具有较大直径的杆的情况下采用了无套筒刀头组件。在这些实施方式中，切削刀头112直接安装在刀头保持器主体的前孔128中。在其他实施方式中，具有较大直径的切削刀头112也可以附接到具有套筒的刀头保持器，其中刀头套筒125的孔穴127通常较陡以便牢固地接收切削刀头112。存在用于将切削刀头112附接和支撑到刀头套筒125和刀头保持器主体111的各种系统和方法。这些系统和方法中的一些在公开于1992年2月18日的美国专利5,088,797(其在此通过引用并入)中进行了描述。
刀头套筒125的环形肩部126调整到附接到向前部分144的顶表面使得套筒的孔穴127与前孔128和刀头轴线135同轴对准。孔穴127以可释放的方式接纳和接合切削刀头112的至少可旋转的部分(比如，刀头杆)。切削刀头112的杆部略小于孔穴127。杆部插入孔穴127中且通过保持环或其他合适的连接来保持。杆可围绕刀头轴线135旋转以便避免切削刀头112的刀头顶端124的不均匀磨损。在切削刀头组件不包括套筒的实施方式中，前孔128与切削刀头112同轴。因而，在这些实施方式中，向前部分144的前孔128被构造成附接并直接地接收切削刀头112。
刀头保持器主体在前孔128和后孔150之间限定中央开口156使得切削刀头的后端露出于刀头保持器的侧部。刀头套筒125从向前部分的顶表面(即，套筒的肩部)延伸到前孔128的后端130并进入中央开口156。中央开口156有助于刀头套筒125和切削刀头112的取出。更具体地，刀头保持器主体111包括整体结构，其中中央开口156左右地穿过刀头保持器主体111的中央部分形成，如图4和5所示。因而，中央开口156形成刀头保持器主体111的从向后部分148的顶部延伸到向前部分144的顶部的顶部桥部。在某些实施方式中，切削刀头112的后部延伸到中央开口156。在其他实施方式，切削刀头112的后部不延伸到中央开口156内。在这些实施方式中，切削刀头112的后部通过各种保持机构而保持在孔穴127或前孔128中。
刀头保持器主体111的向后部分148包括从向后部分148的表面延伸到中央开口156的后孔150。在一个实施方式中，后孔150通向前孔128。而且，后孔150具有与前孔的轴线同轴的轴线。另外，当切削刀具组件110包括套筒时，后孔150与套筒的孔穴127对准且同轴。后孔150可具有不同的尺寸和形状。在一个实施方式中(图4)，后孔包括以相对于彼此成角度地定位的两个“U”形半部，该角度由向后部分148的边缘151限定。第一“U”形半部152由向后部分148的上部限定。第二“U”形半部153由向后部分148的下部限定。通常，刀头保持器非常靠近彼此地定位在旋转切削滚筒114上，因此难以取出断裂的刀头。因而，所提出的后孔150的设计增加刀头保持器的接近和取出区域且允许从刀头保持器主体非常容易地取出断裂的切削刀头。
向后部分148的下部是倾斜的且邻近安装表面136。在某些实施方式中，后孔150从向后部分的倾斜表面延伸到刀头保持器内。刀头保持器主体111的该设计提供用于产生大于切削刀头112的杆部的后孔150的空间。另外，后孔150在竖直方向成长形是有利的。例如，在某些实施方式中，后孔150可具有圆形横截面或椭圆形横截面(图5)。这将允许切削刀头112被向上或横向地“摇动”以有助于取出刀头或清洁障碍物，比如定位在后面的另一刀头保持器主体。在可选择的实施方式中，刀头保持器主体设计成不具有中央开口156。在这些实施方式中，后孔150从向后部分148的后表面延伸到向前部分144的前孔128或孔穴127。
在一个实施方式中，后孔150具有比切削刀头112的杆部的外径大的内尺寸。这允许断裂的切削刀头112或刀头的一部分通过后孔150而被从刀头保持器主体111的向前部分144驱动。可选择地，切削刀头112或刀头的一部分可通过后孔150从向后部分148朝向前部分144中的开口驱动。因而，切削刀头112的至少一部分可在任何方向穿过后孔150。在这方面，后孔150被构造成辅助使用者从刀头保持器主体111取出断裂的刀头。然后通过将新的切削刀头112安装到刀头保持器主体111来更换断裂的刀头。
如图4和5所示，向后部分148的长形下部是倾斜的或向下成角度的且与前孔128和刀头孔127同轴。在传统的刀头保持器组件(图1-3)中，向后部分148的下部以相对于切削刀头轴线135成50°的角度与基座接界。向后部分148的这些传统设计防止在刀头保持器的向后部分中提供与后孔150相似的任何类型的开口。这样的后孔150不能设置在传统的刀头保持器组件中，这是因为后孔将与连接刀头保持器主体和基座的焊缝相交并使其弱化。相反，刀头保持器主体111的向后部分148的下部以相对于刀头轴线135较小的角度(例如，35°的角度)与基座接界。刀头保持器主体111的该改进的结构允许以上述方式利用后孔150。
在其他实施方式中，后孔150具有不会允许切削刀头112穿过后孔150的较小的尺寸。在这些实施方式中，冲孔设备(比如，凿子)可被插入并穿过后孔150以在从后向前的方向驱动切削刀头112。在后孔150的尺寸大到足够允许断裂的切削刀头112被从向前部分144驱动通过后孔150的实施方式中，冲孔设备也可穿过后孔150插入且用于取出切削刀头112。在一个实施方式中，向后部分148或向后部分的部分被加厚以在取出断裂的刀头时提供支撑和杠杆作用。
刀头保持器通常包括用于在操作期间控制刀头保持器组件的灰尘和点火的流体(比如，水)喷射喷嘴。如图4-7所示，刀头保持器主体111的向后部分148还包括用于接纳喷射喷嘴162的喷嘴插口160。一般而言，水喷射喷嘴162被装配到喷嘴插口160内且从刀头保持器主体中的流体通路供应水。如图7-8所示，刀头保持器的顶部包括与喷射喷嘴162且因此与喷嘴插口160连接的通道163。喷射喷嘴162在刀头顶端124的方向喷射水(图7)。喷嘴插口160允许容易接近喷射喷嘴162和通道163。在可选择的实施方式中，喷射喷嘴162可在不同的方向喷射水。
如图6进一步显示的，喷射喷嘴160连接到允许进入的水进入和/或离开刀头保持器主体111的流体通路。这些通路能够在刀头保持器主体的模制期间(例如，通过使用熔模铸造工艺)来产生或能够在后来的时间钻出(例如，当刀头保持器主体通过锻造产生时)。在一个实施方式中，喷嘴插口160与第一内水通路165连通。第一内水通路165在相对于向后部分148的竖直轴线略成角度的方向钻出，水通路165向内且向上倾斜以与喷嘴插口160相交。当刀头保持器主体111附接到安装块132时，第一内水通路165的底端或开口166被闭合(例如，焊接)且不能穿过水。
刀头保持器主体还包括第二内水通路170。该第二内水通路以开始于刀头保持器的安装表面136且向外成角度的角度钻出。第二内水通路170与第一内水通路165相交并连通。在某些实施方式中，供应到喷射喷嘴162的水穿过第二内水通路170的开口171进入刀头保持器主体。在这些实施方式中，开口171与安装块132中的开口(未显示)对准。因而，当刀头保持器主体111附接到安装块132或旋转切削滚筒时，第二内水通路170自由地使水通过水通路165。
在图6所示的实施方式中，第一内水通路165和第二内水通路170不与后孔150或中央开口156相交。在可选择的实施方式中，切削刀具组件可包括不同地定位的内水通路。例如，切削刀具组件可只包括组合第一内水通路165的上部和第二内水通路170的一个通路(即，取消第一内水通路165的下部)。在其他实施方式中，内水通路可与后孔150相交且连通。切削刀具组件110不包括任何内水通路也是可能的。

Claims (21)

1.一种切削刀具组件，包括：
刀头保持器，所述刀头保持器包括：向前部分；向后部分；位于所述向前部分和所述向后部分之间的中央开口；以及在所述向前部分和向后部分之间的大体平坦的安装表面，所述向前部分限定前端和具有相对于所述安装表面倾斜的轴线的前孔，且所述向后部分限定通向所述前孔的后孔；以及
切削刀头(112)，所述切削刀头(112)安装在所述前孔(128)中，且所述切削刀头(112)包括后端，所述后端能够穿过所述刀头保持器的向后部分(148)的后孔(150)出入，并且，能通过所述中央开口(156)接近所述切削刀头(112)的所述后端，所述切削刀头(112)延伸到所述前端之外。
2.根据权利要求1所述的切削刀具组件，其中所述切削刀具组件包括安装在所述刀头保持器的所述前孔中的刀头套筒，所述刀头套筒限定接收所述切削刀头的刀头孔。
3.根据权利要求2所述的切削刀具组件，其中所述刀头孔具有与所述前孔的轴线同轴的轴线。
4.根据权利要求1所述的切削刀具组件，其中所述切削刀头包括具有外径的杆部，并且其中所述后孔具有比所述外径大的内部尺寸，以允许断裂的切削刀头的杆部穿过所述后孔。
5.根据权利要求1所述的切削刀具组件，其中所述后孔具有圆形横截面。
6.根据权利要求1所述的切削刀具组件，其中所述后孔具有椭圆形横截面。
7.根据权利要求1所述的切削刀具组件，其中所述后孔具有与所述前孔的轴线同轴的轴线。
8.根据权利要求1所述的切削刀具组件，其中所述向后部分还包括邻近所述安装表面的倾斜表面，并且其中所述后孔从所述倾斜表面延伸到所述刀头保持器中。
9.根据权利要求1所述的切削刀具组件，还包括切削滚筒、在所述切削滚筒上的安装块，并且其中所述刀头保持器连接到所述安装块。
10.根据权利要求1所述的切削刀具组件，其中所述刀头保持器包括流体通路和在所述向后部分中用于接纳流体喷射喷嘴的喷嘴插口，所述喷嘴插口与所述流体通路连通。
11.根据权利要求10所述的切削刀具组件，其中所述流体通路不与所述后孔连通。
12.根据权利要求1所述的切削刀具组件，其中所述切削刀头的后端暴露于所述刀头保持器的侧部。
13.一种切削刀具组件，包括：
刀头保持器，所述刀头保持器包括：向前部分；向后部分；位于所述向前部分和所述向后部分之间的中央开口；以及大体平坦的安装表面，所述安装表面在所述向前部分和向后部分之间并且被构造为联接到切削滚筒，所述向前部分限定前端和具有相对于所述安装表面倾斜的轴线的前孔，且所述向后部分具有邻近所述安装表面的倾斜表面并且限定从所述倾斜表面延伸的后孔，所述后孔具有内部尺寸且通向所述前孔；以及
切削刀头，所述切削刀头安装在所述前孔中，且所述切削刀头包括：具有外径的杆部；和后端，所述后端能够穿过所述刀头保持器的向后部分的后孔出入并且能通过所述中央开口接近，所述切削刀头延伸到所述前端之外，并且其中，所述后孔的内部尺寸比所述切削刀头的外径大，以允许断裂的切削刀头的杆部穿过所述后孔以便取出。
14.根据权利要求13所述的切削刀具组件，其中所述切削刀头包括安装在所述刀头保持器的所述前孔中的刀头套筒，所述刀头套筒限定接收所述切削刀头的刀头孔。
15.根据权利要求14所述的切削刀具组件，其中所述刀头孔具有与所述前孔的轴线同轴的轴线。
16.根据权利要求13所述的切削刀具组件，其中所述后孔具有圆形横截面。
17.根据权利要求13所述的切削刀具组件，其中所述后孔具有椭圆形横截面。
18.根据权利要求13所述的切削刀具组件，其中所述后孔具有与所述前孔的轴线同轴的轴线。
19.根据权利要求13所述的切削刀具组件，其中所述刀头保持器还包括顶部，该顶部包括与喷射喷嘴和喷嘴插口连接的通道。
20.根据权利要求1所述的切削刀具组件，其中所述中央开口形成了桥部，所述桥部在所述向前部分和所述向后部分之间延伸并且位于所述中央开口上方，所述桥部包括上表面，所述桥部的该上表面与所述向前部分及所述向后部分的上表面共同延伸。
21.根据权利要求1所述的切削刀具组件，其中所述向后部分包括上表面和下表面，所述上表面和下表面沿着一个边缘连接到一起，其中所述后孔延伸穿过所述边缘的一部分。
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