CN103608527A - 一种用于两个机械部件的可拆卸的紧固装置 - Google Patents

Abstract

一种用于两个机械部件（2，3）的可拆卸的紧固装置（4），在所述两个机械元件（2，3）之间限定有通道或空间，所述紧固装置（4）包括在相对面上具有至少两个凹槽的销（41），以及容纳在所述凹槽中的带状件（42），所述带状件（42）通过夹在销（41）的下部来固定，并具有上端弯曲的弹性部分，从而将所述销/带状件组件（4）保持在所述通道的横向凹槽中。本发明特别适用于将挖掘机类设备的铲斗的齿（2）紧固于齿座（3）中。

Description

一种用于两个机械部件的可拆卸的紧固装置

技术领域

本发明涉及一种用于两个机械部件（一个凸状部件和一个凹状部件）的可拆卸的紧固装置，优选地用于挖掘机和类似设备中的磨损元件和适配元件之间的紧固。所述紧固装置包括销和连接至销的保持元件，该销将磨损元件（齿）以可拆卸的方法锁在适配元件（齿座）中，该保持元件同样阻止销从闭锁位置脱出，从而使两个机械部件保持紧固。

本发明的客体，装置尤其是应用于公共建筑领域，例如挖掘和采矿业。本发明的装置也可以应用于需要将两个部件紧固在一起（连接在一起的凸状部件和凹状部件）的其他领域。

背景技术

诸如用于公共工程和采矿业的挖掘机和同类设备是用于采掘、移动和装载土壤和岩石。这些机械通常有与机械臂连接的铲斗。该铲斗在其前缘设有设计成用来冲击和穿透大块土壤和岩石的刃部或斜切唇缘。为了阻止刃部的过度磨损并帮助其穿透土壤，通常安装有与刃部连接的多个齿，其从同一前缘伸出。无论如何，所述齿也要经受损耗和破坏，因此需要频繁地更换。此外，齿的类型或形状会根据该机器所要完成的工作而改变。为了便于这种更换，会使用齿座和多个齿，所述齿座以或多或少持久的方式固定于铲斗的刃部，每个齿通过销来自由地安装在齿座中。通常，为了将齿固定在齿座中，所述销穿过齿的多个开口和穿过齿座的通道，从而确保它们之间的连接。

当在困难的条件下操作齿和齿座组，使它们相互连接的销往往会顶着保持装置或保持元件的推力而移动，保持装置或保持元件与销一同作用将齿和齿座保持在一起。因此，销可能脱出齿座，销和齿两者会失效。根据执行任务的领域，齿和/或销失效可能会很严重，并且可能导致其它机器发生故障，例如破碎机，其与用齿的机器（例如在采矿或采石场）在同样的作业领域中工作。如已经指出的，连接至销的保持装置用于阻止销从齿与齿座之间的安装位置中脱出，该保持装置将销固定到所述安装位置。由至少一个销和至少一个保持元件形成的紧固装置，由于其保持件，常具有弹性特征，这使得可以无需破坏销就可以将其固紧及松开，这是一个简单和优选的，没有锤的过程，即不需要使用锤子。

保持装置或元件用弹性材料制成，比如通常使用橡胶或聚氨酯，这是考虑到它们具有弹性特性便于创建可拆卸的系统，无需施加高水平的力。这些保持元件不适合用于所有作业类型，这是由于在实际使用中，当材料温度高的时候使用它们，所用的弹性材料可能会融化和/或失去它的弹性性能，因此未能卡住销，从而导致销和/或齿失效。

美国专利号US5233770记载了一种由具有近端和远端的长形体形成的销系统。近端作为撞击表面，同时远端用于将销引入两个元件形成的连接部或安装部。同样地，该销具有止挡元件，其伸向主体的外侧，这限制了销插入的行程，从而使销不超出它的安装位置。此外，销在某一角度具有嵌入弹簧，当插入销时该弹簧被压缩，该弹簧在安装位置恢复其正常位置。该销系统十分坚硬，将其插入需要施加力，尤其是取出这类销要施加非常大的力，即需要使用棒或锤来取出销才可能使凸状部件和凹状部件脱开，因为破坏止档元件需要施加相当大的力。

在美国专利号US5724756中描述的紧固系统具有弹簧系统，用于将搜寻齿的后空腔固定至适配件的安装法兰。所述紧固系统不是十分可靠和稳定，这是由于在插入和在操作时，它趋向于以不可控的方式移动，这不仅可能妨碍系统的中间取出而且会导致丧失弹性（这种弹性声称会在系统中产生张力），因此引起了该张力功能的丧失。此外，该保持系统需要附加的保持系统，所以销体不能偏离它的安装位置。

发明内容

为了克服上述局限性并简化在适配元件或齿座中安装和拆卸磨损元件和齿，特别是对于在这些元件之间的连接位置中形成的通道或空腔的类型，为了插入或放入紧固装置并且因此在适配元件中紧固磨损元件，本发明的对象是根据权利要求1所述的一种紧固装置。

根据本发明的紧固装置，包含销，由销体形成，其优选为长形的棱柱形状和由带状件形成的保持元件，其共同作用为了使带状件弯曲，从而便于安装、拆卸并且使紧固装置保持凸件和凹件的连接，所述凹、凸件优选为磨损元件和适配元件，并且其更优选为齿和齿座。

销优选为狭长体，在销的两个对侧设有至少两个在对侧面设置的凹槽。第一凹槽优选从销的上端沿着销的整个长度延伸，有深度的变化，在第一部分深度减少直到到达恒定深度的第二部分为止，该第二部分延伸至销的下端。深度减少的第一部分可以位于销体的中部。位于销的第一凹槽的对侧的第二凹槽，也可沿销体的长度方向延伸。第二凹槽的优选形状为具有空腔，其比第二凹槽深。

只要在销体相对的两侧的相对面上具有两个凹槽，外型上销的主体可以是任何形式，或换句话说，所述两个凹槽被同一销体隔离。如已经指出的，销体具有至少两个凹槽，然而可以有四个凹槽，这些凹槽沿着销体边界的长度连接所述第一凹槽和第二凹槽。在第一部分中，第一凹槽以这样的方式减小深度：优选由具有最大深度的上端沿着第一部分的长度逐渐减少深度，直至到达销体下端，在第二部分的深度成为恒定为止。

在第二凹槽中，深度可增加或可为恒定，优选也为深度增加，并且更优选为恒定增加但是在第一凹槽处增加的更为突然，因而限定了空腔，在所述空腔中设有带状件的紧固端，限定凹槽之间的厚度或某个间距“x”。

如果销的下端具有第三部分，第一部分优选地保持恒定深度，该第三部分将第一和第二凹槽连接到一起，所述第三凹槽呈拱形或接近180度。

同样，保持元件由插入销两个相对侧的凹槽的带状件构成，以这样的方式，所述带状件在销的第一部分具有纵向弯曲部分，该纵向弯曲部分在凹槽的恒定深度部分与凹槽接触，并且其在减少深度部分不与凹槽接触。所述带状件具有自由保持端部和紧固部分，该自由保持端部与带状件的纵向弯曲部分成某一角度，该紧固部分位于销的第二槽中，并具有与第一自由端部相对的第二自由端部。

所述带状件的截面优选是圆的，但也可以是其它截面形状，例如矩形。

带状件具有第一部分或保持端部、第二笔直部分或弯曲部分、以及第三部分或紧固端部，所述紧固端部将带状件紧固到销体。

带状件的第一部分或紧固端部是笔直/平形状的，其与第二部分或弯曲部分形成0°-90°的角，优选为90°，该第一部分的方向与销体相反，这意味着，当带状件安装在销体上时该保持端部具有从销体中伸出的特征。该第二部分或弯曲部分的长度优选比保持端长。它的方向基本与销的中心轴线一致。

在弯曲部分的末端，第四部分或弧度部分开始，优选弯曲成180°，使得带状件呈S状。如果有第三凹槽连接第一和第二凹槽，该带状件的第四部分应插入到销的第三凹槽中。

转向后，具有最终的笔直部分或紧固部分，该笔直部分或紧固部分被置入销体的第二凹槽中，或优选地被置入销体的第二凹槽的空腔中。所述空腔在第二凹槽较深处的意思是紧固端部固定在销的更深处，因而形成接触区或接触表面，当销经受在机器运行过程中的力，有从紧固装置中脱出的趋势时，所述接触区或接触表面阻止销的活动。

水平方向测量的销的第一和第二凹槽之间的间距x，特别是第一凹槽的恒定深度部分（第二部分的某一点）以及第二凹槽在其最深点之间的间距，也确定了凹槽之间销体的最小厚度。上述间距大于水平方向测量的最短间距x₁，该最短间距是当带状件尚未插入所述凹槽时，带状件的弯曲部分和带状件的紧固部分之间的间距。后者意味着需要提供用于分开带状件的两部分以及将其插入销的两凹槽中的力，用于形成夹紧效应，该效应阻止销从带状件中脱离，或反之亦然。

因此，当带状件安装在销的凹槽中，带状件的弯曲部分位于第一凹槽恒定深度部分，并且紧固部分优选地位于第二凹槽的空腔中。由于事实上间距x₁小于x，就必然形成夹紧效应，使带状件渐渐地张开并且将其耦连接或插入销体的凹槽中，该夹紧效应的压力可靠地将带状件紧紧保持在销的周围，没有发生脱离的风险。

带状件应该由高弹性的材料制成，从而使其在受到某种力的作用时同样能够具有柔韧性。例如，带状件的材料可以是各种用于制造弹簧的回火钢。

为了使可拆卸的紧固装置安装在磨损元件或齿和适配元件或齿座之间，磨损元件必须首先安装在适配元件中，通过在该位置中，适配元件上用于插入紧固装置的开口与磨损元件上用于插入紧固装置的开口对齐从而创建将放置紧固装置的通道，从而堵住或阻止磨损元件从其中脱出因而阻止磨损元件从其安装位置脱出。

在将部件交付客户前，安装紧固装置的两个元件，销和保持元件，由此确定保持装置唯一的参照的存在。带状件安装在销中。一旦带状件已被装入销体，弯曲部分的一部分会与销的第一凹槽的第一端部（较深且深度减小）脱开。未与带状件接触的销的第一凹槽区域是自由空间，该自由空间需要带状件的弯曲和挠性部分从安装位置到未安装位置能够移动。

紧固装置接着放进磨损/适配元件的组件的通道中。通道有许多销体近似的尺寸，这是为了将紧固装置放入通道中，带状件的保持端部从销体中伸出与适配元件和磨损元件形成的通道相互作用。该相互作用将带状件推向自由空间或者销的第一凹槽的不接触空间，因此允许紧固装置沿着磨损/适配元件的组件的通道滑入。

紧固装置放进通道中，同时带状件被压紧，直至带状件的保持端部到达通道的凹槽内侧，由于该凹槽比通道宽度更深，这使得带状件的保持端释放压紧的力，恢复到其放松位置，从而将紧固装置紧固在它的安装位置。

给出的这些特征，使得磨损元件的安装和拆卸都用简单的方式实现，不需要费力敲击紧固装置而引发危险状况。同时，无论如何，该连接在工作时是稳固且可靠的。这不仅因为该装置的构造方式，还因为该装置在泥泞的环境下工作时，不会影响其操作，假设泥泞不会影响到带状件的活动。

为了拆卸紧固装置，轻轻地敲击销的上部直至定位件的保持端或带状件从适配凹槽中脱出。由于销优选具有楔形截面，其易于从连接通道中脱出，并且该装置能够排除磨损元件和适配元件之间的相互影响，使得能够移除磨损元件并且易于更换另一个。

事实上，由于不需要施加很大的力就可以方便地安装和拆卸磨损元件，这使得能够在机械挖斗上安装多个磨损元件，而无需进车间，即这类任务在现场就可以完成。

本保持装置的一个特征是它能适用于现有的保持系统。

附图说明

为了便于更好理解上述发明，提供一组视图，其提供了本发明的多个实施例的图示性、非限制性示例。

图1是齿和齿座及紧固装置组成的组件的前视立体图，是本发明对象插入组件前的状态。

图2是图1的后视立体图。

图3是本发明对象的紧固装置的前视立体图。

图4是本发明对象可选的紧固装置的前视立体图。

图5是如图3所示的紧固装置的后视立体图。

图6是如图3和4所示的紧固装置的纵向剖面图。

图7是组成紧固装置的一部分的销的立体视图。

图8是组成紧固装置的一部分的销的前视图。

图9是组成紧固装置的一部分的销的后视图。

图10是组成紧固装置的一部分的销的顶视图。

图11是组成紧固装置的一部分的销的纵向剖面图。

图12是组成紧固装置的一部分的带状件的立体图。

图13是组成紧固装置的一部分的带状件的前视图。

图14是组成紧固装置的一部分的带状件的侧视图。

图14a是组成紧固装置的一部分的可选的带状件的侧视图。

图14b是组成紧固装置的一部分的可选的带状件的侧视图。

图15是插入紧固装置后的齿和齿座限定的通道的横向截面图。

具体实施方式

举例来说，本发明实施例的优选形式的描述涉及挖掘机或类似设备中挖斗的齿和齿座之间的连接，尽管如此，很明显地，作为本发明对象的紧固装置还能够用于可拆卸地紧固其他形式的机械部件。

参照附图，齿-齿座连接件（1）包括齿（2）、齿座(3)和紧固装置（4），紧固装置（本发明的对象）是由销（41）和安装在所述销（41）上的保持元件或带状件（42）构成。

在优选的实施例中示出了销的细长棱柱体，销有不同面，前面（47）和后面（43）。同样地，它有两个侧面（44），顶面（45）和底面（46）。顶面和底面（45，46）的面积优选小于前面（42），后面（43）和侧面（44）。

同样地，销体（41）具有变化深度的第一凹槽（400）。在其第一部分（401）处，所述凹槽从销的上端开始深度逐渐减小，所述销的上端对应顶面（45），该处为凹槽的最大深度，该深度逐渐减小直到恒定深度部分（402）到达前面（47）。

销（41）在销的后面（43）上有第二凹槽，优选所述第二凹槽的深度增大，从而界定出空腔（404），在该空腔（404）处，销的第二凹槽终止。所述后面的空腔（404）的底部确定了销前面的凹槽（400）的恒定深度部分（402）的厚度或间距“x”。

该后面的空腔（404）相对于第一恒定深度凹槽的第一部分最好为平面和/或平行曲面，但是其它形状是可能的，它的形状可以是有弧度的或者是有某倾斜度的平面。带状件（42）具有被设计成位于销的后面的空腔（404）中的紧固部分，同样地，所述笔直的紧固部分可以相对于弯曲部分（421）倾斜某一角度a。所述部分也可以呈弧度或包含圆弧。

如图所示，前面的凹槽与销（41）的底面（46）连接，于是在销（41）中界定出一个单一凹槽。同样地，前面（47）的凹槽的恒定深度部分（402）被保持在底面（46）的较低恒定部分（403）内，以这种方式使凹槽弯曲180°，凹槽顺着底面（46）直到其到达销（41）的后面（43）。

同样，紧固装置(4)具有内置的保持元件或带状件（42），其具有第一保持部分或端部（420）、第二笔直部分或弯曲部分（421）、第三端部紧固部分（422）、以及终端或弧度部分（423），在终端或弧度部分该带状件改变方向并且该终端或弧度部分将弯曲部分（421）连接到紧固部分（422）。

带状件（42）的第一保持部分或端部（420）的形状是笔直/平的，与第二部分或弯曲部分（421）形成优选角度90度，虽然其可以在0度-90度之间变化。由于该第一部分的方向背离紧固装置的销（41），当带状件（42）装配或连接至销（41）中，只要带状件（42）被安装至销（41），该保持端部（420）就从紧固装置（4）的销（41）向外凸出。带状件（42）的第二部分或弯曲部分(421）的长度优选比保持端部（420）长。

在第二部分或弯曲部分（421）的端部，开始有第四部分或弧度部分（423），其始端起有紧固部分（422），其几何形状优选与销的第二凹槽的空腔（404）的腔体/形状相匹配，即紧固端部（422）与销的第二凹槽的空腔（404）的深度相匹配，与销的内侧相接触，于是生成相对的区域或表面。当系统工作时并且趋于将销体从其安装位置移开时，销的空腔（404）和带状件（42）的紧固端部（422）共同阻止销向上移动。

弧度部分（423）沿着位于销体（41）的底面（46）的凹槽的弧度部分，因而形成180°的弧度。

如前所述，紧固部分（422）位于弧度部分（423）之后，其与弯曲部分（421）间距为x₁，该间距小于销的间距x。这个紧固部分（422）具有可将带状件紧固或保持在销中的第一功能，并且由于间距x₁小于间距x，必定会将一定的压力施加于带状件（42）上，从而缓和地将其打开并且将其插入销（41）的开口中，就像夹紧效应。该夹紧效应使带状件（42）在销（41）中保持拉紧，保证它的位置不会有脱出的危险。此外，第一凹槽（402）的第一部分可包含凹口或附加凹槽（406），其用于紧固带状件（42）相对于所述第一凹槽（402）的位置，因此是相对于销（41）的位置。所述凹口也可以延伸至第二凹槽（404）和第三凹槽（403）。

为了将可拆卸的紧固系统（4）安装在磨损元件或齿（2）与适配元件或销（3）之间，磨损元件（2）首先与适配元件（3）相连接，在该位置，用于销（41）的适配元件（3）的空间或通道与销（41）的磨损元件（2）的开口对齐，于是构成了容纳紧固元件（4）的空间或通道（31），保证磨损元件（2）和适配元件（3）的连接并且因此阻止紧固装置（4）从安装位置脱出。

当将带状件（42）安装到销体（41）时，带状件（42）与销（41）的凹槽（400）的恒定深度部分（402）相接触，因此导致带状件（42）与凹槽（400）在减少深度区域（401）处不接触。在未与带状件（42）建立接触的区域，存在自由空间（405），其是带状件（42）的弯曲部分（421）需要从安装位置移动到非安装位置的空间。

紧固装置（4）随后插入由磨损元件/适配元件构成的组件（1）的通道或空间（31）内，该组件已预先连接。由于通道（31）有许多类似于销体（41）的装置，当紧固元件（4）插入通道（31）中时，带状件（42）的保持端部（420）从销体（41）伸出与适配元件（3）相抵触。这种对适配元件（3）的抵触将带状件（42）推至凹槽（31）的自由空间（405）。于是使紧固装置（4）沿着磨损元件（2）/适配元件（3）组件的通道（31）滑动。

随着压紧带状件（42），将紧固装置（4）插入通道（31），直到带状件（42）的保持端部（420）到达磨损/适配元件的组件（1）的通道（31）内壁的凹槽（32），该凹槽（32）比通道（31）的宽度更深，使得能够释放带状件（42）的紧固端（420）的压缩压力，从而使带状件（42）恢复其松弛位置，并且因此将紧固装置（4）紧固在装配位置。

因为这些特征，磨损元件（2）的安装和卸除是一个简单的过程，其不需要施加可能造成危险的很大的力。同时，其保证整个紧固过程稳固而可靠。不仅受益于给出的方法，而且在泥泞条件下该部件在作业时能不因污物妨害带状件移动而影响操作。

在拆卸时，在销体（41）的顶面（54）轻轻敲击销体（41）的上部，直到保持端（420）从通道的凹槽（32）中脱开。由于销（41）优选为楔形，很容易从磨损元件（2）和适配元件（3）之间的连接部/结合部位置中的通道（31）中脱开，很容易取出紧固装置。一旦紧固装置（4）从连接位置脱开就可以卸下磨损元件并且用另一个替换。容易的安装和拆卸使得在现场就能执行作业，而不需要将机器运送到车间。

本保持装置的一个附加特征是，它可以适用于现有的保持系统。

本发明已参照各种具体实施例来进行了说明，但是本领域的技术人员能够根据应用的需要将各种实施例组合起来并且变更和替换某些元件、或其它的技术等同元件，这些都将落如入所附权利要求限定的保护范围内。

Claims (17)

1.一种用于连接凸件和凹件的类型的紧固装置，该连接在凸件和凹件之间形成通道或空腔，所述紧固装置容纳于所述通道或空腔中，其特征在于，所述紧固装置包括：

-由实体构成的销，具有上端和下端以及在所述销的相对侧面上的两个面对的凹槽，以这样的方式所述销包括：

i第一凹槽，其深度是变化的，其沿着销体纵向延伸，所述第一凹槽包括第一上部，所述第一上部的深度减少直至到达具有恒定深度的第二下部，所述第二下部延伸直至到达所述销体的下端，以及；

ii位于所述第一凹槽对侧的第二凹槽，以及；

-保持元件，其包括：

i插入所述销的凹槽的带状件，其具有在所述销的第一凹槽中的纵向弯曲部分，并且其沿着销的深度减少的第一部分的长度方向弯曲；

ii相对于带状件的纵向弯曲部分成角度的第一自由保持端部，以及；

iii位于所述销的第二凹槽处的紧固部分，其具有与所述第一自由保持端部相对的第二自由端部，

-在所述第一凹槽的第二部分和所述第二凹槽的最深点之间的沿水平方向测量的间距与两凹槽之间销体的最小厚度相一致，该间距大于带状件未插入凹槽中时的弯曲部分与带状件的紧固部分之间的水平方向测量的最小间距，以这种方式，需要力将所述带状件的两个部分分开并且将其插入销的两个凹槽中，从而形成夹紧效应。

2.根据权利要求1所述的紧固装置，其特征在于，所述第二凹槽包括空腔，所述空腔比容纳带状件的紧固部分的第二凹槽深，所述空腔界定带状件和所述空腔的表面之间的接触表面（500），其使带状件相对于销固定，反之亦然。

3.根据权利要求1所述的紧固装置，其特征在于，所述销在第一部分具有深度减小的自由空间（405），于是允许保持元件的弯曲部分在至少两个位置之间摆动，所述两个位置是第一安装位置和第二拆卸位置。

4.根据权利要求1所述的紧固装置，其特征在于，所述销体在销的下端具有第三凹槽，所述第三凹槽将所述第一凹槽和所述第二凹槽连接在一起。

5.根据权利要求1所述的紧固装置，其特征在于，所述销体具有楔形截面。

6.根据权利要求1所述的紧固装置，其特征在于，所述销的至少一个凹槽具有凹口，所述凹口用于固定所述带状件相对于所述凹槽的位置以及因此所述带状件相对于所述销的位置。

7.根据权利要求1所述的紧固装置，其特征在于，所述带状件（42）的第一自由保持端（420）与纵向弯曲部分（421）形成0度至90度的夹角。

8.根据权利要求1或7所述的紧固装置，其特征在于，所述带状件（42）的第一自由保持端部（420）和弯曲部分（421）之间的夹角接近于90°。

9.根据权利要求1所述的紧固装置，其特征在于，所述带状件具有第三弧度部分，其将所述纵向弯曲部分和所述紧固部分（422）连接在一起。

10.根据权利要求1所述的紧固装置，其特征在于，所述紧固部分（422）由平行于弯曲部分的笔直部分构成。

11.根据权利要求1所述的紧固装置，其特征在于，所述紧固部分（422）由弧度部分和笔直部分构成，所述笔直部分支撑在销的第二凹槽的空腔底部。

12.根据权利要求1所述的紧固装置，其特征在于，所述紧固部分（422）由笔直部分构成，其相对于弯曲部分倾斜。

13.根据权利要求4和9所述的紧固装置，其特征在于，所述带状件（42）的弧度部分（423）被放进所述销的第三凹槽中。

14.根据权利要求1所述的紧固装置，其特征在于，所述带状件是具有高弹性的回火材料制成的元件。

15.根据权利要求1所述的紧固装置，其特征在于，所述带状件具有矩形截面。

16.根据权利要求1所述的紧固装置，其特征在于，所述带状件具有圆形截面。

17.根据权利要求2所述的紧固装置，其特征在于，所述带状件包括：

-所述带状件（42）的第一自由保持端部（420），其相对于纵向弯曲部分（421）形成角度，该纵向弯曲部分（421）在自由保持端部（420）的相反方向沿着所述销的第一凹槽的长度方向延伸到所述销的下端；

-弧度部分（423），在该弧度部分，带状件（42）的方向发生改变直到其被放入所述销的第二凹槽处；

-紧固部分（422）的开始具有朝向带状件的弯曲部分（421）的第一倾角，所述带状件（42）容纳在所述销的空腔中并在销的空腔和带状件之间形成相对表面（500），这阻止了所述销从所述带状件的两端脱出或所述带状件相对于所述销活动。

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