CN102667004A - 用于将附件联接到机器的联接器 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于将附件(5)联接到机器的臂的联接器(1)。联接器包括：结构件(6)，其具有第一爪和第二爪(25、26)；第一保持装置(21)，用于将附件的第一销(35)锁定在所述第一爪中；第二保持装置(28)，用于将附件的第二销(36)锁定在所述第二爪中；和致动装置(12、13、14)，用于使所述第一保持装置在第一位置和第二位置之间运动，在第一位置，第一保持装置将所述第一销锁定在所述第一爪中，在第二位置，第一保持装置未将所述第一销锁定在所述第一爪中。该布置使得：如果所述第一保持装置在所述第一位置，所述第二保持装置将所述第二销锁定在所述第二爪中，并且，如果所述第一保持装置在所述第二位置，所述第二保持装置未将所述第二销锁定在所述第二爪中。联接器还包括限制装置(22)，用于在所述致动装置出现故障时限制所述第一保持装置从所述第一位置至所述第二位置的运动。

Description

用于将附件联接到机器的联接器

本发明涉及用于将附件(例如铲斗)联接到机器(例如液压挖掘机)的联接器。

液压挖掘机是安装有一系列铲斗的机器，以在地面上挖洞和沟渠。它们还可安装有液压锤、抓斗或其他附件，以在拆建行业中进行宽范围的工作。这些铲斗例如初始地设计成通过两个销连接到挖掘机。前销安装到挖掘机的主挖掘臂，并且后销安装穿过铲斗的后面并且安装到称为倾斜连接件(tipping link)的臂上。倾斜连接件通过液压缸致动，当液压缸延伸和收回时，液压缸使得铲斗围绕挖掘臂旋转。该作用允许铲斗挖掘、填充、保持以及卸载其载荷。

铲斗和其他附件需要定期地更换。这通常是长的过程，但近些年，已发明了快速联接器并且现在已普遍使用。存在许多不同类型和形式的快速联接器，并且作为现有技术可提及EP-A-1318242和WO 2008/051095。

由于一些死亡事故，英国健康和安全执行部门、英国标准学会和国际标准化组织已关注快速联接器的安全方面。现在以下需求处于强制状态：

第一接合系统，以附接和保持铲斗或其他附件；

第二锁定元件，以在发生第一接合力丧失下阻止铲斗或其他附件脱离联接器；以及

第二锁定元件必须具有足够的强度，以经得起在满功率下通过致动系统会施加给其的力或在如果第一接合力不起作用时通过正常的工作力会施加给其的力。

根据本发明，提供了一种用于将附件联接到机器的臂的联接器，该联接器包括：

结构件(structure)，其具有第一爪和第二爪；

第一保持装置，其用于将附件的第一销锁定在所述第一爪中；

第二保持装置，其用于将附件的第二销锁定在所述第二爪中；

致动装置，其用于使所述第一保持装置在第一位置和第二位置之间运动，在第一位置，所述第一保持装置将所述第一销锁定在所述第一爪中，在第二位置，所述第一保持装置未将所述第一销锁定在所述第一爪中，该布置使得：如果所述第一保持装置在所述第一位置，所述第二保持装置将所述第二销锁定在所述第二爪中，并且，如果所述第一保持装置在所述第二位置，所述第二保持装置未将所述第二销锁定在所述第二爪中；以及

限制装置，其用于在所述致动装置出现故障时限制所述第一保持装置从所述第一位置至所述第二位置的运动。

所述致动装置可包括液压缸和活塞的布置。

所述限制装置可包括弹簧装置，致动装置逆着所述弹簧装置的动作起作用，从而使所述第一保持装置从所述第一位置运动到所述第二位置。

优选地，所述第一保持装置被滑动件支撑，该滑动件通过所述致动装置是可运动的。在这种情况下，如果所述限制装置包括弹簧装置，则所述弹簧装置可具有附接到所述滑动件的一端和通过所述结构件固定的相对端。

在优选实施例中，如果所述第一保持装置在所述第一位置，所述滑动件将所述第二保持装置维持在用于将所述第二销锁定在所述第二爪中的位置。在这种情况下，如果所述第一保持装置在所述第二位置，联接器可使得所述滑动件未将所述第二保持装置维持在用于将所述第二销锁定在所述第二爪中的位置。例如，所述滑动件可具有槽，如果所述第一保持装置在所述第二位置，所述第二保持装置可运动到所述槽中。

所述第二保持装置可包括枢转构件，所述枢转构件设置有弹簧推动装置(spring urging mean)，如果所述第一保持构件在所述第二位置时，弹簧推动装置驱动所述构件离开所述第二销。在这种情况下，所述弹簧推动装置可包括围绕所述枢转构件的枢轴的螺旋弹簧装置(coil spring means)。

在优选实施例中，所述第一保持装置包括钩构件。

优选地，所述第二销在第一方向进入所述第二爪，第一方向大体平行于所述第一保持装置从所述第一位置运动到所述第二位置的方向，所述第一销在第二方向进入所述第一爪，第二方向大体垂直于所述第一方向。

优选地，联接器包括锁定布置，如果所述联接器的纵轴未布置在允许发生所述致动装置将所述第一保持装置运动到所述第二位置的方向上，则所述锁定布置阻止所述致动装置将所述第一保持装置运动到所述第二位置。

在联接器的使用中所述方向可以是垂直方向或多至在垂线任一侧的给定角度。在这种情况下，所述爪中的一个可面向平行于所述纵轴的方向，如果所述爪中的所述一个爪在使用所述联接器时未面朝上或未以在垂线任一侧的所述给定角度面朝上，则所述锁定布置阻止所述致动装置将所述第一保持装置运动到所述第二位置。

所述锁定布置可包括支撑第一可运动的锁定元件和第二可运动的锁定元件的构件，如果所述纵轴未布置在允许发生所述致动装置将所述第一保持装置运动到所述第二位置的方向上，则所述第一可运动的锁定元件和第二可运动的锁定元件中的至少一个处于阻止所述致动装置将所述第一保持装置运动到所述第二位置的位置。在这种情况下，所述锁定元件可作用于所述第一保持装置。例如，所述第一保持装置可设置有第一腔室和第二腔室，如果所述纵轴未布置在允许发生所述致动装置将所述第一保持装置运动到所述第二位置的方向上，所述锁定元件中的至少一个经由所述腔室中的相应一个与所述第一保持装置接合，以阻止所述致动装置将所述第一保持装置运动到所述第二位置。

所述锁定元件可以是在重力下可运动的。

所述锁定元件中的至少一个可在所述锁定布置的所述构件的孔中是可运动的。

所述锁定元件可以是滚珠支承件(ball bearing)。

本发明的优选实施例在于滑动件的作用和位置，滑动件致动保持构件并将保持构件维持在适当位置中。该保持构件始终将附件(尤其是挖掘机铲斗)的前销锁定在适当位置中，并且仅在滑动件液压地向前运动时才允许前销离开联接器。在保持构件始终锁定前销时，附接到滑动件的保持钩还被维持在适当位置以锁定附件的后销。后销和前销的这种锁定通常通过由液压缸施加的压力实现(第一接合)。然而，如果第一接合动力丧失，第二锁定开始作用。第二锁定是维持滑动件的弹簧力的组合作用，这继而将保持构件维持在锁定位置。滑动件的作用、保持构件和保持钩的位置的独特特征确保在第一接合故障发生时铲斗将不通过任一销脱离。

本发明的优选实施例的另一个特征是在第一接合出现故障后允许铲斗发出响声。这将警告操作者存在需要解决的问题。虽然第二锁定将使得铲斗发出响声，还将不能够脱离接合。

应领会，本发明可应用于除铲斗外的其他形式的附件，例如液压锤或抓斗。

现将参考附图来描述本发明，其中：

图1示出附接到根据本发明的优选实施例的联接器的挖掘机铲斗；

图2是联接器的透视图；

图3是联接器的部件的剖开透视图；

图4是示出联接器的第一保持装置和滑动件的分解图；

图5示出联接器的液压缸；

图6a-6c是在联接器中使用的推动弹簧装置的视图；

图7是联接器的部件的详细截面图；

图8-10是联接器在不同操作阶段的垂直剖开视图；

图11a和11b是贯穿用于根据本发明的联接器的安全锁定布置的截面；以及

图12a至15a和12b至15b是贯穿具有图11和11b的布置的在多个角位置处的联接器的截面。

联接器1包括第一和第二钢制侧部部分2，每个侧部部分具有设置有轴衬的第一开口3和第二开口4。在使用时，穿过开口3和4的销分别联接到液压挖掘机的倾斜连接件和主臂，并且铲斗5附接到联接器1(见图1)。侧部部分2被钢制主支撑结构件6支撑并且在侧部部分2之间是钢制滑动件7，滑动件具有槽8。滑动件7被安装成在一对内部棒9(在结构件6的每侧上具有一个内部棒)上滑动并且用螺栓连接到随滑动件运动的保持件10。

结构件6还经由凸缘11支撑具有活塞13和活塞杆14的液压驱动缸12。在缸12的相对的侧上是油输入/输出孔15和16，油输入/输出孔15和16中的一个与图中活塞13的右侧连通且另一个(经由导管17)与图中活塞13的左侧连通。杆14的端部以环形部分18的形式被接纳在滑动件7上的一对U形夹(clevis)19之间并且通过延伸穿过U形夹的销20紧固到这对U形夹19。每个U形夹19与滑动件7下面的保持钩21为一体。U形夹19和21钩构件被焊接到滑动件7，但是它们可与滑动件7铸造成整体铸件。

杆14可抵抗第一和第二弹簧22(在缸12的每侧上有一个)的动作作用于滑动件7。每个弹簧22的一端附接到由结构件6支撑的相应的夹具(fixture)23，每个弹簧22的另一端附接到滑动件7上的直立构件24。保持钩21充当第一接合系统的部分。

结构件6的底面在每侧上界定后爪25和前爪26。每个前爪26利用焊接到爪26并且在爪26的底部之间延伸以提供衬里布置27的钢制衬里做内衬。在前爪26之间是保持夹构件28。构件28附接到枢轴29，围绕枢轴29存在螺旋弹簧装置30(见图6a-6c)，螺旋弹簧装置30作用以在图中的向上方向上推动构件28。更具体地，弹簧装置30包括一对螺旋弹簧段31，螺旋弹簧段31通过接纳在构件28底面中的凹槽33中的支段32连接，每个段31终止于末端叉状物(end prong)34，每个末端叉状物支撑在衬里布置27的内侧上(见图7)。

在图8-10中，示出挖掘机铲斗的后销和前销35和36，销35接纳在后爪25中，并且销36接纳在前爪26中。

现将描述联接器的操作。

图8示出处于完全锁定位置的联接器1。如果第一接合系统出现故障，联接器通过将后销和前销35和36锁定在联接器内来保持铲斗。这通过滑动件7的以下独特动作来实现：定位保持夹构件28以锁定前销36，并且定位保持钩21以将后销35锁定在适当位置中。

如可从图8看见，保持钩21夹持后销35，这继而将前销36拉到前爪26中。现在在该位置，滑动件7逆着弹簧装置30的动作将保持夹构件28维持在锁定位置中，并且两个销35和36分别被锁定在爪25和26中。

图9示出联接器1处于其中缸12的液压已不起作用的位置。弹簧22将拉动滑动件7，将其维持在锁定位置。后销35被保持钩21捕捉并且前销31被保持夹构件28捕捉。因此，两个销35和36被安全地保持在联接器1的主体内。

保持钩21可借助于其与销35的接合仅向后运动到主结构件6将允许的程度。联接器1的优点是，在这种模式中，钩21的位置将允许铲斗发出响声，以在第一接合故障的情况下警告操作者存在问题。

图10示出联接器1处于完全释放位置。该位置仅可在来自缸12的液压动力下实现。滑动件7通过缸12向后运动，使保持钩21随其运动。后销35现已释放。滑动件7的动作还能够使保持夹构件28通过弹簧装置30向上推动并且固定到滑动件7的槽8中。保持夹构件28现已运动成远离前爪26，从而释放前销36。

将看见，在图中，前爪26在与钩21的运动方向大体平行的第一方向上面朝外，然而后爪25在图中在与第一方向大体垂直的第二方向上面朝下。因此，后销35在大体垂直于前销36进入和离开前爪26的方向的方向上进入和离开后爪25。

现将描述上面的联接器的优选形式，如果联接器处于对于联接器发生解除锁定来说不安全的位置时，即，如果面向平行于联接器纵轴的方向的前爪26直接面朝下或以多至在垂线任一侧的给定角度面朝下时，则联接器不可能被意外地或非故意地解除锁定(即，被置于完全释放的位置)。

对于解除锁定联接器的安全位置为使前爪26直接面朝上或以在垂线任一侧的给定角度面朝上(在这种情况下，如果联接器处于其完全释放的位置，则铲斗或具有在爪26中的销的其他附件的重量将不使得铲斗或其他附件与机器脱离)。即，联接器不能被置于完全释放的位置，除非爪26在使用联接器时面朝上且联接器的纵轴在垂直方向或以在垂线任一侧的给定角度延伸。

用于上述目的，设置了另外的锁定布置38，包括经由凸缘40螺栓连接到支撑结构件6的每侧的钢制构件39。从联接器的纵轴偏移并且在构件39的一侧上，钢制构件39包括倾斜成角度的机械加工孔41，以接纳第一钢制滚珠支承件42-见图11a。孔41与第一腔室43连通，第一腔室43在钩21的顶部并且与孔41对准。从联接器的纵轴偏移并且在构件39的从孔41的相对侧上，构件39的底面形成有腔室44，腔室44与钩21的顶部中的第二腔室45对准-见图11b。具有第二钢制滚珠支承件46，其可被接纳在腔室45中。

现将参考图12a至15a(其示出在不同位置处的贯穿联接器、贯穿孔41的截面)和图12b至15b(其示出在相应位置处的贯穿联接器、贯穿腔室45的截面)描述另外的锁定布置的操作。联接器包括图1至10的联接器(除了缸12在远离U形夹19的端部处可枢转地安装到凸缘11外)，为了清楚，一些零件已从图12a至15a和图12b至15b中删除。

在图12a和12b中，联接器的纵轴是垂直的，爪26直接面朝上。在图中，滚珠支承件46已在重力作用下运动到腔室45中，并且滚珠支承件42已在重力作用下运动到孔41的顶部，使得联接器可被置于如示出的其完全释放的位置。

在图13a和13b中，联接器从垂线旋转通过60°，即对于地面成40°，在该位置，滚珠支承件46仍处于腔室45中，但滚珠支承件42已在重力作用下运动而进入腔室43，从而将联接器置于锁定状态并且通过经由滚珠支承件42使钩21与构件39接合而阻止联接器被置于完全释放的位置。

在图14a和14b中，联接器以与图13a和13b相反的方向从垂线旋转通过60°，在该位置，滚珠支承件42已在重力作用下运动到孔41的顶部，而滚珠支承件46已在重力作用下运动进入腔室44，从而将联接器置于锁定状态并且通过经由滚珠支承件46使钩21与构件39接合而阻止联接器被置于完全释放的位置。

在图15a和15b中，联接器已旋转成使得爪26直接面朝下，滚珠支承件46现在位于腔室45中，而滚珠支承件42已在重力作用下运动进入腔室43，从而将联接器置于锁定状态并且通过经由滚珠支承件42使钩21与构件39接合而阻止联接器被置于完全释放的位置。

因此，联接器仅在如果爪26直接面朝上或以实施例中的多至在垂线任一侧60度的给定角度的方向面朝上时，会被置于完全释放的位置。另外地，借助于经由滚珠支承件42和46中的一个使钩21与构件39接合，使联接器处于锁定状态。

Claims (21)

1.一种用于将附件联接到机器的臂的联接器，所述联接器包括：

结构件，其具有第一爪和第二爪；

第一保持装置，其用于将附件的第一销锁定在所述第一爪中；

第二保持装置，其用于将所述附件的第二销锁定在所述第二爪中；

致动装置，其用于使所述第一保持装置在第一位置和第二位置之间运动，在所述第一位置，所述第一保持装置将所述第一销锁定在所述第一爪中，在所述第二位置，所述第一保持装置未将所述第一销锁定在所述第一爪中，该布置使得：如果所述第一保持装置在所述第一位置，所述第二保持装置将所述第二销锁定在所述第二爪中，并且，如果所述第一保持装置在所述第二位置，所述第二保持装置未将所述第二销锁定在所述第二爪中；以及

限制装置，其用于在所述致动装置出现故障时限制所述第一保持装置从所述第一位置运动至所述第二位置。

2.根据权利要求1所述的联接器，其中所述致动装置包括液压缸和活塞的布置。

3.根据权利要求1或2所述的联接器，其中所述限制装置包括弹簧装置，所述致动装置逆着所述弹簧装置的动作起作用，从而使所述第一保持装置从所述第一位置运动到所述第二位置。

4.根据任一前述权利要求所述的联接器，其中所述第一保持装置被滑动件支撑，所述滑动件通过所述致动装置是可运动的。

5.根据从属于权利要求3的权利要求4所述的联接器，其中所述弹簧装置具有附接到所述滑动件的一端和通过所述结构件固定的相对端。

6.根据权利要求4或5所述的联接器，其中如果所述第一保持装置在所述第一位置，所述滑动件将所述第二保持装置维持在用于将所述第二销锁定在所述第二爪中的位置。

7.根据权利要求6所述的联接器，其中，如果所述第一保持装置在所述第二位置，所述滑动件不会将所述第二保持装置维持在用于将所述第二销锁定在所述第二爪中的位置。

8.根据权利要求7所述的联接器，其中所述滑动件具有槽，如果所述第一保持装置在所述第二位置，所述第二保持装置能够运动到所述槽中。

9.根据任一前述权利要求所述的联接器，其中所述第二保持装置包括枢转构件，所述枢转构件设置有弹簧推动装置，如果所述第一保持构件在所述第二位置，则所述弹簧推动装置驱动所述构件离开所述第二销。

10.根据权利要求9所述的联接器，其中所述弹簧推动装置包括围绕所述枢转构件的枢轴的螺旋弹簧装置。

11.根据任一前述权利要求所述的联接器，其中所述第一保持装置包括钩构件。

12.根据任一前述权利要求所述的联接器，其中所述第二销在第一方向进入所述第二爪，所述第一方向大体平行于所述第一保持装置从所述第一位置运动到所述第二位置的方向，所述第一销在第二方向进入所述第一爪，所述第二方向大体垂直于所述第一方向。

13.根据任一前述权利要求所述的联接器，包括锁定布置，如果所述联接器的纵轴未布置在允许发生所述致动装置将所述第一保持装置运动到所述第二位置的方向上，则所述锁定布置阻止所述致动装置将所述第一保持装置运动到所述第二位置。

14.根据权利要求13所述的联接器，其中在所述联接器的使用中所述方向是垂直方向或多至在垂线任一侧的给定角度。

15.根据权利要求14所述的联接器，其中所述爪中的一个爪面向平行于所述纵轴的方向，如果所述爪中的所述一个爪在使用所述联接器时未面朝上或未以在垂线任一侧的所述给定角度面朝上，则所述锁定布置阻止所述致动装置将所述第一保持装置运动到所述第二位置。

16.根据权利要求13至15中任一项所述的联接器，其中所述锁定布置包括支撑第一可运动的锁定元件和第二可运动的锁定元件的构件，如果所述纵轴未布置在允许发生所述致动装置将所述第一保持装置运动到所述第二位置的方向上，则所述第一可运动的锁定元件和第二可运动的锁定元件中的至少一个处于阻止所述致动装置将所述第一保持装置运动到所述第二位置的位置。

17.根据权利要求16所述的联接器，其中所述锁定元件作用于所述第一保持装置。

18.根据权利要求17所述的联接器，其中所述第一保持装置设置有第一腔室和第二腔室，如果所述纵轴未布置在允许发生所述致动装置将所述第一保持装置运动到所述第二位置的方向上，所述锁定元件中的至少一个经由所述腔室中的相应一个与所述第一保持装置接合，以阻止所述致动装置将所述第一保持装置运动到所述第二位置。

19.根据权利要求16至18中任一项所述的联接器，其中所述锁定元件是在重力下可运动的。

20.根据权利要求16至19中任一项所述的联接器，其中所述锁定元件中的至少一个在所述锁定布置的所述构件的孔中是可运动的。

21.根据权利要求16至20中任一项所述的联接器，其中所述锁定元件是滚珠支承件。

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