CN103299002A

CN103299002A - 液压悬挂总成

Info

Publication number: CN103299002A
Application number: CN2011800648555A
Authority: CN
Inventors: 斯图尔特·亚历山大·埃塞克斯
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-11-12
Filing date: 2011-11-11
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2031-11-11
Also published as: AU2011292909B2; JP5805778B2; AU2011292909A1; CA2817625A1; KR20130140781A; CN103299002B; EP2649243A1; US20130234415A1; JP2014503757A; WO2012061895A1; NZ611044A; AU2011292909A8

Abstract

一种包括反向钳口的液压悬挂总成，可操作该钳口可拆卸地夹紧包括两个横向铰链销的配件，其中反向钳口中的一个相对于悬挂总成固定，另一个钳口可在一缩回位置和一延伸位置之间移动，在缩回位置时，反向钳口可安装在配件的两个横向铰链销之间，在延伸位置时，两个横向铰链销由反向钳口夹紧，液压悬挂总成进一步包括一安全机构，所述安全机构包括一可在接合位置和分离位置之间移动的臂，其中当臂处于接合位置时，阻止横向铰链销从固定钳口上脱离。

Description

液压悬挂总成

技术领域

本发明涉及一种液压悬挂总成，包括一用于阻止配件非预期松开的安全机构。

背景技术

大型移动机械，如挖掘机等通常适配有各种类型的配件，以增加机器的多功能性。此类配件包括铲斗或凿岩锤。通常情况下，这些配件通过快速转换设备例如，悬挂总成或快速连接器安装在挖掘机关节臂上，这类快速转换设备通常用液压激活(以下称为液压悬挂总成)。

澳大利亚专利586124描述了一种类型的液压悬挂总成，包括一远程操作的反向钳口对，该钳口对适合在接合位置和分离位置之间移动。在分离位置时，钳口可安装在一配件的内部横向铰链销之间。然后通过使用液压活塞或液压油缸使钳口彼此移开并移入接合位置，在接合位置处它们夹紧配件的横向铰链销并将其固定在适当的位置上以供使用。

本发明寻求提供一种包括一安全机构的液压悬挂总成，所述安全机构即使在发生灾难性的机械和/或液压故障时也可防止配件完全与液压悬挂总成分离。

发明内容

根据本发明的一个方面提供了一种包括反向钳口的液压悬挂总成，可操作该钳口可拆卸地夹紧包括两个横向铰链销的一配件，其中反向钳口中的一个相对于悬挂总成固定，另一个钳口可在一缩回位置和一延伸位置之间移动，在缩回位置时反向钳口可安装在配件的两个横向铰链销之间，在延伸位置时，两个横向铰链销通过反向钳口夹紧，液压悬挂总成进一步包括一安全机构，所述安全机构包括一可在接合位置和分离位置之间移动的臂，其中当臂处于接合位置时，其阻止横向铰链销从固定钳口上脱离。

在一种形式中，固定钳口具有一尖锐表面，用于接纳配件的铰链销，安全机构的臂包括一接触面，当臂处于接合位置时，接触面位于固定钳口尖锐表面的对面侧。

在一种形式中，通过围绕枢轴点移动，臂在接合位置和分离位置之间移动。在一种形式中，枢轴点相对于液压悬挂总成固定。在一种形式中，枢轴点位于臂上相对于接触面的一远端。

在一种形式中，安全机构的臂通过一位于臂上并可在延伸位置和缩回位置之间移动的执行器在接合位置和分离位置之间移动。在一种形式中，当执行器处于延伸位置时，臂处于分离位置。在一种形式中，执行器通过从缩回位置延伸并推动与液压悬挂总成相关的一固定点来移动臂。在一种形式中，执行器为一液压缸，所述液压缸可通过包含在一液压回路中的液压流体操作。

在一种形式中，液压悬挂总成包括一液压油缸，用于使另外一个钳口从缩回位置和延伸位置移动，且液压流体从液压油缸输送到液压缸。在一种形式中，液压油缸包括一主缸侧和一连杆侧，且输送到安全机构的液压缸的液压流体来自液压油缸的连杆侧。

在一种形式中，安全机构包括一机械偏置使臂偏向接合位置。在一种形式中，机械偏置为一压缩弹簧。在一种形式中，压缩弹簧的第一末端相对于液压悬挂总成固定，且压缩弹簧的第二末端固定到臂上。

在一种形式中，液压悬挂总成进一步包括一第二安全机构，该第二安全机构包括一在接合位置和分离位置之间移动的主体部分，在接合位置时，主体部分对齐以防止另一钳口从延伸位置移动至缩回位置，在分离位置时，主体部分允许另一钳口从延伸位置移动至缩回位置。

在一种形式中，第二安全机构包括一将主体部分偏向接合位置的机械偏置，和在操作时抵抗机械偏置，将主体部分移动到分离位置的液压缸。在一种形式中，第二安全机构的液压活塞可通过输送包含在液压回路中的液压流体操作。在一种形式中，液压流体从液压悬挂总成的液压油缸的连杆侧输送。

在一种形式中，操作第二安全机构的液压缸来克服机械偏置力并移动主体部分支分离位置所需的液压流体的压力小于操作安全机构的液压缸来将臂移动到分离位置所需的液压流体的压力。

根据本发明的另一个方面提供了一种从液压悬挂总成松开配件的方法，此处所述的方法包括以下步骤：

a.移动液压悬挂总成的另一个钳口到缩回位置；

b.将安全机构的臂从接合位置移动到分离位置；和

c.从液压悬挂总成的固定钳口松开配件的铰链销。

附图说明

结合附图，从以下各种非限制性的实施例的具体描述中可以更好地理解本发明，其中：

图1是包括一安全机构的液压悬挂总成的示意图；

图2是在接合位置的安全机构的示意图；

图3是在接合位置的安全机构的示意图；

图4是在分离位置的安全机构的示意图；和

图5是安全机构的俯视示意图；

图6是包括处于接合位置的安全机构和一处于分离位置的第二安全机构的液压悬挂总成的示意图；

图7是包括处于接合位置的安全机构和一处于接合位置的第二安全机构的液压悬挂总成的示意图；

图8是包括处于分离位置的安全机构和一处于分离位置的第二安全机构的液压悬挂总成的示意图；

图9是当活动钳口处于延伸位置时，液压悬挂总成的液压油缸的腔室的剖视图；

图10是当活动钳口处于回缩位置时，液压悬挂总成的液压油缸的腔室的剖视图；

图11a是包括一液压悬挂总成的关节臂准备接合铲斗形式配件的示意图；

图11b是包括一液压悬挂总成的关节臂正接合铲斗形式配件的示意图；

图11c是包括一液压悬挂总成的关节臂已接合铲斗形式配件的示意图；和

图11d是包括一液压悬挂总成的关节臂松开铲斗形式配件的示意图。

具体实施方式

前面描述的仅仅是本发明的一些具体实施例，在不背离本发明精神和范围的情况下可作出许多修改和变化，这些实施例仅用于说明而非限制本发明。

在此说明书的上下文中，“包含”是指“主要但不一定仅仅包括”或“具有”或“包括”，而不是“仅仅由...组成”。单词“包括”的变型，如“包括”和“包含”具有相应变化的含义。

关于附图，依照某些实施例，图1描述了安装有一安全机构15的一液压悬挂总成10。液压悬挂总成包括两个反向钳口21、22，操作它们能够可拆卸地夹紧配件的横向铰链销25、26。配件可以是通常利用液压悬挂总成连接到重型机械的任何类型的配件，例如一铲斗或凿岩锤。

反向钳口21、22包括一固定钳口21和一活动钳口22，固定钳口21相对于液压悬挂总成10的主体固定，活动钳口22能够在一缩回位置和一延伸位置（如图1所述）之间移动，在缩回位置时，两个反向钳口21、22可安装在一配件的铰链销25、26之间，在延伸位置时，它们夹紧配件的铰链销25、26。活动钳口22以可滑动的安装方式相对于固定钳口以线性方式移动。

活动钳口22通过液压油缸23在缩回位置和延伸位置之间移动，液压油缸23通过包含在一液压回路中的液压流体控制，该流体通过管路101输送到液压油缸23的底部腔室，通过管路102输送到液压油缸23的连杆侧腔室。正常操作期间，当活动钳口处于缩回位置，通过将反向钳口21、22安装在配件的铰链销25、26之间，液压悬挂总成10可以连接到一配件上，然后通过操作液压油缸23直到反向钳口21、22夹紧配件的横向铰链插销25、26，将活动钳口22移动到延伸位置。

安全机构15对液压悬挂总成10的固定钳口21和配件的前端横向铰链25销进行操作。安全机构15包括一可在接合位置和分离位置之间移动的臂20。图1至3都显示了处于接合位置的安全机构15的臂20，在所述接合位置，即使当活动钳口22处于缩回位置且配件的另一横向铰链销26从液压悬挂总成10脱离时，臂20的接触面31和固定钳口21的弓形面30一起阻止配件的横向铰链销25从液压悬挂总成10脱离。

安全机构15的臂20可在接合位置（如图1-3所示）和分离位置（如图4所示）之间移动，在安全机构处于分离位置时，臂20的接触面31不再处于铰链销25上与固定钳口21的弓形面30相对的一侧，以便使得铰链销25能够自由地从液压悬挂总成分离。

通过围绕一相对于液压悬挂总成10固定的枢轴点24移动或者绕该枢轴点旋转，安全机构15的臂20能够在接合位置和分离位置之间移动。枢轴点24位于臂20的远离接触表面31的一远端，由穿过臂20主体的一开口的插销提供，臂20固定在液压悬挂总成10的主体上。

转到图2，其显示了一压缩弹簧42形式的机械偏置，其为安全机构15的一部分。压缩弹簧42用于使臂20向接合位置偏移，如图1-3所示。在一个末端43处将压缩弹簧固定于液压悬挂总成44的一法兰部分，且在另一个末端46处将压缩弹簧固定于安全组件15的臂20上的一法兰45上。为了将臂20从接合位置移动到分离位置，必须克服将臂推入接合位置的压缩弹簧42的偏置力，以便使得臂20关于枢轴点24向上移动，从而使压缩弹簧42的主体朝法兰44压缩。

为了将一横向铰链销25接合到液压悬挂总成10的固定钳口21上，使铰链销25与安全机构15的臂20的面61接触，借此与面61邻接的铰链销25的接触力足够克服压缩弹簧42的偏置力，从而移动臂20，臂围绕枢轴点24旋转，压缩压缩弹簧42并从接合位置移动到分离位置。然后铰链销25能够自由地移动到合适的位置并邻接钳口21的尖锐表面30，在该点处，不再有力作用于安全机构15的臂20的面61上，从而压缩弹簧42的偏置力将臂20推回到接合位置，铰链销25安全地锁在固定钳口21的接触面31和尖锐表面30之间。

接触面31呈凹面状，包括接触面31任一末端处的翘点52、51。当臂20处于接合位置时，这种凹面形状和翘点52、51有助于在安全机构15的臂20和固定钳口21之间接触和包含铰链销25。

安全机构15的设计的进一步的结构特征在于臂20的形状。臂20本身被塑造成一肘状结构，可提供两个触点60、65，如图2和图3所示，其中臂20处于接合位置时与液压悬挂总成10的主体接触。第一触点65使臂20在液压悬挂总成10的主体上与水平对齐的法兰66接触，该法兰位于枢轴点24的下方。一从臂延伸出来、结束于接触点65的突出物将臂从法兰66上的接触点分开。这使得臂20在压缩弹簧42的偏置力作用下围绕枢轴点24旋转时不会进一步超过接合位置。

第二触点60位于臂20的外部肘状表面和一垂直对齐的法兰67之间，该法兰位于液压悬挂总成的主体上。第二接触点60为臂20提供了额外的结构集成度，以便如果铰链销25被推到臂20的接触面31上，全部力不会转移到枢轴点24上，而是转移到液压悬挂总成10的主体上。

图3和4显示了安全组件15的一执行器53，其能够从缩回位置（如图3所示）移动到延伸位置（如图4所示）。执行器53作为液压缸28的一部分移动，该液压缸由包含在其内的液压流体控制，所述液压流体通过液压回路的管路57输送。液压流体作用于液压缸28的执行器53上的动作使得执行器57进入延伸位置（如图4所示），在延伸位置处执行器作用于液压悬挂总成10的主体的固定部分上的推力足够克服压缩弹簧42的偏置力来使得执行器能够将臂20从接合位置移动到分离位置。

如果需要将配件的铰链销25从液压悬挂总成的固定钳口21移除，那么通过液压回路57输送的液压流体对液压缸28作用的压力使得执行器53延伸到液压悬挂总成10的主体上的固定点，推动臂20围绕点24以旋转关系移动并克服压缩弹簧42的偏置力从而从固定钳口21的尖锐表面30的相对侧移动接触面31。然后就可自由地将配件的铰链销25从液压悬挂总成移除。

图5是安全组件15的一替代图，显示了与液压缸28和压缩弹簧42和枢轴点24有关的臂20。

安全机构15能够将配件的横向铰链销25保持在液压悬挂总成10的固定钳口21末端，阻止配件由于破坏性的机械和/或液压故障而从液压悬挂总成10分离。在这种事件中，安全机构15将保持配件的横向铰链销25在液压悬挂总成10的前端固定钳口25处。如果液压悬挂总成的活动钳口22处于回缩位置，配件可围绕保持的铰链销25旋转，但是，其不会完全脱离液压悬挂总成10。

安全机构15还具有额外的优势，当接合配件时易于使用，其中当与配件的铰链销25接触的臂表面61克服压缩弹簧42的偏置力被推入分离位置时，处于接合位置的臂20将被移动到分离位置。一旦将铰链销25置于与固定钳口21或者固定钳口21的尖锐表面30相邻，安全组件15的臂20将在压缩弹簧42的机械偏置作用下弹回接合位置。

可通过利用单个作用的液压缸28将臂15移动到分离位置而使安全机构15分离，该液压缸28可从主液压油缸23的连杆侧获得液压流体，该主液压油缸用于将活动钳口22从缩回位置推到延伸位置。

在该实施例的一种形式中，液压油缸23的连杆侧能够存在液压压力的三种状态。第一种是当将压力施加到液压油缸23的主缸时，以便使液压油缸23的连杆侧压力理论上为零。从这种状态且一旦压力施加到液压油缸23的连杆侧，其将开始就具有一单向控制阀128的释放压力，该压力与主缸侧的受控压力（captive pressure）的比率为1：3。一旦达到该单向阀128的释放压力，便会激活单向控制阀128，然后就会释放液压油缸23的主缸内的受控压力。释放单向阀128所需的压力与激活第二安全机构的主液压活塞（如PCT申请PCT/AU2006/001884的申请中所述）在活动钳口22缩回之前移动到分离位置所需的液压压力相同。一旦液压油缸23的主缸侧完全缩回并到达最低点，连杆侧压力增加或达到最大系统压力。增大的或最大的系统压力是激活液压缸28来抵抗压缩弹簧42并将安全组件15的臂20移动到分离位置所需压力的优选压力。在一种优选形式中，导向液压缸28的导向压力不足以克服压缩弹簧的偏置，且臂20在这种条件下将不会移动，且保持接合状态，阻止铰链销25脱离悬挂总成。

这意味着当一附件从悬挂总成10脱离时，液压流体的流动会从主缸反向，并在一起始导向压力作用下输送到液压油缸23的连杆侧，该导向压力控制单向阀128释放作用于液压油缸23的缸侧的压力。导向压力提升第二安全机构的主体部分，然后活动钳口22缩回，释放活动钳口的铰链销26。

一旦液压油缸23完全缩回，那么液压缸的连杆侧会达到最大系统压力。该最大系统压力用于提升安全机构15的臂20，所述最大压力向安全机构15的液压缸提供足够量的液压压力来克服压缩弹簧的偏置力。一旦停止施加最大系统压力，即使当液压油缸23处于缩回位置时，安全组件的臂20也会在压缩弹簧的作用力下移动到接合位置。

参考图6-10，以便更好地说明如PCT/AU2006/1884中所述的当悬挂总成包括除了第二安全机构外的安全机构的实施例，。

在这些实施例中使用相似的数字说明安全机构15的各种特征和悬挂总成10。此外，描述了包括一主体部分115的第二安全机构110，所述主体部分可在接合位置(如图7所示)和分离位置(如图6和图8所示)之间移动。在图7中所示的接合位置，主体部分115通过与凹口155对齐阻止活动钳口22缩回到缩回位置，所述凹口位于活动钳口22的主体上面向固定钳口的一侧。第二安全机构110的主体部分115能够围绕枢轴点121旋转，将主体部分115移动到分离状态（如图6和图8所示），其中活动钳口22可移动到22b的位置，所述位置22b为允许配件销26从悬挂总成10分离的缩回位置。第二个安全机构110还包括一压缩弹簧116形式的机械偏置，用于使主体部分115偏向接合位置，与位于活动钳口22上的凹口155对齐。一液压缸117可通过由管路118从液压回路输送的液压流体控制，该液压缸用于抵抗压缩弹簧116的偏置力，相对于液压总成10反推一固定点120，且因而使主体部分115偏向分离位置（如图6和图8所示）。

现参考图6、7、8、9、10和图11a至11d，对与接合和分离包括销25和26的一配件相关的各种步骤进行描述。

参考图6、图10和图11a，连接到一关节臂200的悬挂总成10下降，此时悬挂总成10的活动钳口22处于缩回位置，其中具有主缸151和连杆侧缸150的液压油缸23的液压压力理论上为零。液压油缸23处于这种状态时，安全机构15的臂20在压缩弹簧42的力的作用下偏向接合位置。液压悬挂总成的固定钳口21下降到接触配件，以便使得臂20的接触表面61与配件销25接触，因此配件销反推接触表面61因而压缩压缩弹簧42，将臂20移动到分离位置，允许插销25安装在固定钳口21的弓形面30内。在该位置时，一旦接触表面61不再被配件销25向上推动时，压缩弹簧将臂20移回接合位置，这使得此时可通过安全机构15的臂20阻止配件销25从固定钳口21脱离。

在该点上，参考图11b，活动钳口22处于22b的位置，其中第二安全机构115的主体部分115处于分离位置。然后移动关节臂200以便使得悬挂总成10向上旋转，因此配件的第二销26被移动到与活动钳口22相邻的对齐位置。将关节臂200旋转到此位置的液压缸210包括一非连杆侧，在加压到底时其压力会超过3000psi。通过一定向控制阀，该高压可转到悬挂总成10的液压油缸23的端口101。该高液压压力移动液压油缸23，从而将活动钳口22移动到延伸位置，从而允许第二安全机构110的主体部分115移动到接合位置，并在此处与位于活动钳口上的一凹口155对齐。此时配件的铰链销完全连接到悬挂总成10，且位于液压油缸23的主侧的压力通过单向阀128关闭来保持将配件的铰链销锁在液压悬挂总成10的合适位置以供使用。该状态通过参考图7、9和11c进行描述。

参考图9和10，单向阀128在该实施例中具有3:1的释放压力比，这意味着如果主缸151中的受控压力是3000psi，则单向阀128的释放压力将为1000psi。在此提及的1000psi是一较低的压力。

在液压故障事件中，第二安全机构115将保持在接合位置内，从而阻止活动钳口22缩回，从而将配件铰链销保持在活动钳口内。

此外，如果发生进一步的机械故障，由于安全机构的臂20阻止铰链销松开，固定钳口可保持绕铰链销25夹紧。

为了将配件的铰链销从悬挂总成10松开，通过使关节臂200的主液压缸触底使液压压力的一起始逆转转移至端口102。导向端口102进入液压油缸23的连杆侧内的液压压力然后也导向通过端口118和57，所述端口118和57通向第二安全装置的液压缸117和安全机构15的液压缸28。

在该实施例中，第一起始低压单向控制阀128释放的高达1000psi的压力足够操作液压缸117来克服压缩弹簧116的偏置力，从而将第二安全机构110的主体115移动到分离位置。但是，单向控制阀128的释放压力，或者高达1000psi的低压不足以操作液压缸28来克服弹簧42的偏置力以便从而将安全机构15的臂20移动到分离位置以允许铰链销25从悬挂总成10的固定钳口21松开。该状态如图11d所示。

一旦单向阀128的压力达到1000psi且第二安全机构110的主体部分115已被移动到分离位置，活动钳口22便会缩回，由于腔室150中的压力到达3000psi的高压，所述高压通过端口57输送到液压缸28从而提供足够的力以克服压缩弹簧42的偏置力，这提升了安全机构15的臂20，允许铰链销31从悬挂总成10的固定钳口21松开。然后可将配件整个从液压悬挂总成移除。

对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的保护范围的情况下，许多变型是显而易见的。

Claims

1.一种液压悬挂总成，包括反向钳口，可操作该钳口可拆卸地夹紧包括两个横向铰链销的配件，其中反向钳口中的一个相对于悬挂总成固定，另一个钳口可在一缩回位置和一延伸位置之间移动，在缩回位置时，反向钳口可安装在配件的两个横向铰链销之间，在延伸位置时，两个横向铰链销通过反向钳口夹紧，液压悬挂总成进一步包括一安全机构，所述安全机构包括一可在接合位置和分离位置之间移动的臂，其中当臂处于接合位置时，臂阻止横向铰链销从固定钳口上脱离。

2.根据权利要求1所述的一种液压悬挂总成，其中固定钳口具有一尖锐表面，用于接纳配件的铰链销，安全机构的臂包括一接触面，当臂处于接合位置时，接触面位于固定钳口尖锐表面的对面。

3.根据权利要求1或2所述的一种液压悬挂总成，其中，通过关于枢轴点移动，臂在接合位置和分离位置之间移动。

4.根据权利要求3所述的一种液压悬挂总成，其中枢轴点相对于液压悬挂总成固定。

5.根据权利要求3或4所述的一种液压悬挂总成，其中枢轴点位于臂上相对于接触面的一远端。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种液压悬挂总成，其中安全机构的臂通过一执行器在接合位置和分离位置之间移动，所述执行器位于臂上，并且可在延伸位置和缩回位置之间移动。

7.根据权利要求6所述的一种液压悬挂总成，其中，当执行器处于延伸位置时，臂处于分离位置。

8.根据权利要求6或7所述的一种液压悬挂总成，其中执行器通过从缩回位置延伸并推动与液压悬挂总成相关的固定点来移动臂。

9.根据权利要求6-8中任意一项所述的一种液压悬挂总成，其中，执行器是一液压缸，可通过包含在液压回路中的液压流体操作。

10.根据权利要求9所述的一种液压悬挂总成，其中，液压悬挂总成包括一液压油缸，用于使另外一个钳口从缩回位置和延伸位置移动，液压流体从液压油缸输送到液压缸。

11.根据权利要求10所述的一种液压悬挂总成，其中液压油缸包括一主缸侧和一连杆侧，输送到安全机构的液压缸的液压流体来自液压油缸的连杆侧。

12.根据权利要求1-9中任意一项所述的一种液压悬挂总成，其中，安全机构包括一机械偏置使臂偏向接合位置。

13.根据权利要求10所述的一种液压悬挂总成，其中机械偏置为一压缩弹簧。

14.根据权利要求11所述的一种液压悬挂总成，其中，压缩弹簧的第一末端相对于液压悬挂总成固定，压缩弹簧的第二末端固定到臂上。

15.根据权利要求1-14中任意一项所述的一种液压悬挂总成，其中液压悬挂总成进一步包括一第二安全机构，所述第二安全机构包括一在接合位置和分离位置之间移动的主体部分，在接合位置时，主体部分对齐以防止另一钳口从延伸位置移动至缩回位置，在分离位置时，主体部分允许另一钳口从延伸位置移动至缩回位置。

16.根据权利要求15所述的一种液压悬挂总成，其中，第二安全机构包括一将主体部分偏向接合位置的机械偏置，和在操作时抵抗机械偏置将主体部分移动到分离位置的一液压缸。

17.根据权利要求16所述的一种液压悬挂总成，其中第二安全机构的液压活塞可通过输送包含在液压回路中的液压流体操作，且其中液压流体来自液压悬挂总成的液压油缸的连杆侧。

18.根据权利要求17所述的一种液压悬挂总成，其中操作第二安全机构的液压缸来克服机械偏置力和移动主体部分至分离位置所需的液压流体的压力小于操作安全机构的液压缸来将臂移动到分离位置所需的液压流体的压力。

19.根据权利要求1-18中任意一项所述一种从液压悬挂总成松开一配件的方法，所述方法包括以下步骤：

a.移动液压悬挂总成的另一个钳口到缩回位置；

b.将安全机构的臂从接合位置移动到分离位置；和

c.从液压悬挂总成的固定钳口松开配件的铰链销。