CN105408555B - 工具保持系统 - Google Patents

Abstract

本文提供了用于与地面接合工具(14)一起使用的保持系统(22)。所述工具保持系统可具有大体C形夹具(26)，大体C形夹具(26)配置为设置在作业机具(12)的孔口(44)内并接合工具适配器(20)中的孔口(42)。所述保持系统还可具有楔块(28)，楔块(28)配置为设置在工具适配器和作业机具的孔口内，并抵靠该大体C形夹具。所述保持系统可另外具有大体C形滑动件(30)，大体C形滑动件(30)配置为设置在工具适配器的孔口内并接合作业机具的孔口。C形滑动件可具有远离大体C形夹具定向的开口(78)，且所述保持系统可进一步具有紧固件(86)，其配置为将大体C形滑动件连接到楔块。

Description

工具保持系统

技术领域

本发明总体涉及一种保持系统，且更具体地涉及一种用于保持连接到作业机具的地面接合工具的系统。

背景技术

土地作业机器(诸如挖掘机、轮式装载机、电缆铲和前式铲)包括大体用来挖掘、松土或以其它方式移动土地材料的机具。这些机具经受极大磨擦和冲击，导致其出现磨损。为了延长机具的使用寿命，各种地面接合工具可在经受最大磨损的区域被连接到土地作业机具。这些地面接合工具通过使用保持系统被可更换地连接到机具。

于2011年3月31日公开的Knight的美国专利申请2011/0072693(“’693公开文本”)公开了一种示例性保持系统。具体地，’693公开文本公开了一种装配在挖掘机铲斗的铲刃上的叉形工具本体。夹具穿过本体和铲斗，且在夹具旁边插入楔块以将夹具保持就位。楔块具有U形轴向凹部，且螺纹杆被接纳在凹部内且定向在相对于夹具的一定角度处。螺纹块被安装到螺纹杆，且螺纹杆可旋转以沿螺纹杆移动螺纹块。螺纹块包括齿，其当楔块插入本体时所述齿接合夹具，使得当螺纹杆旋转且螺纹块沿螺纹杆移动时，楔块被迫使进一步进入本体。当楔块被迫使进一步进入本体时，夹具被推动更紧地抵靠在本体和铲斗上。在组装之后，弹性盖与螺纹杆的一端形成摩擦配合，从而抑制螺纹杆的无意旋转。利用此配置，叉形工具本体可通过螺纹杆的旋转被可移除地连接到挖掘机铲斗。

尽管对某些应用来说是可以接受的，但‘693公开文本的保持系统可能不是最佳的。尤其是，螺纹块和夹具之间的齿式接合可能为高成本的特征，其具有在制作过程中难以控制的几何形状。此外，磨损一段时间后，夹具可能变得松动，需要进一步调节螺纹杆。在一些情况下，加紧接合部所需要的调节量可能需要将夹具更换成不同尺寸的夹具，这对于机器的所有者来说很昂贵。此外，当保持系统磨损且被调节时，楔块有可能移动进入工具本体内太深，使得更换变得困难。

本文公开的工具保持系统涉及克服上面提到的一个或多个问题。

发明内容

根据一个示例性方面，本发明涉及一种保持系统。保持系统可包括大体C形夹具，其被配置成设置在作业机具的孔口内并接合工具适配器中的孔口。保持系统还可包括楔块，其被配置成设置在工具适配器和作业机具的孔口内，并抵靠大体C形夹具。保持系统可另外包括大体C形滑动件，其被配置成设置在工具适配器的孔口内并接合作业机具的孔口。C形滑动件可具有远离大体C形夹具定向的开口，且保持系统可进一步包括紧固件，其被配置成将大体C形滑动件连接到楔块。

根据另一个示例性方面，本发明涉及一种用于紧固件的保持盖。保持盖可包括限定中空内部的大体圆柱形本体，以及远离大体圆柱形本体径向延伸的突出部。保持盖还可包括多个摩擦增强肋，其被配置成接合紧固件的头部且抑制其旋转。

根据又一个示例性方面，本发明涉及一种用于工具保持系统的滑动件。滑动件可包括大体C形构件，其具有中间部分以及位于中间部分端部处的间隔开的臂。滑动件还可包括连接到中间部分闭合侧的大体圆柱形突出部以及形成在大体圆柱形突出部内的螺纹孔。

附图说明

图1是示例性公开的机器的等距图；

图2是可结合图1的机器使用的示例性公开的工具保持系统的剖面侧视图；

图3是形成图2的工具保持系统的一部分的示例性公开的楔块的等距图；

图4是图3的楔块以及形成图2的工具保持系统的部分的示例性公开的紧固件和锁定盖的等距图；

图5是图4的锁定盖的等距图；以及

图6是可形成图2的工具保持系统的一部分的滑动件的等距图。

具体实施方式

图1示出具有可操作地连接在前端处的作业机具12的移动式机器10。在所公开的实施例中，机器10是轮式装载机。然而，可设想的是，机器10可实施为本领域已知的任何其它类型的移动式或固定式机器，例如电缆铲、挖掘机、机动平路机、导索机器、挖泥船或其它类似机器。机器10可被配置成在完成指派任务的过程中，使用作业机具12来移动材料，诸如土地材料。尽管示出为位于机器10的前端处，可设想的是，如果需要的话，作业机具12可以可替代地或附加地位于机器10的中点或尾端处。

作业机具12可以实施为用以执行特定任务的任何装置，诸如，例如铲斗(如图1中所示)、铲板、铲、破碎机、抓斗、松土机或本领域中已知的任何其它材料移动装置。另外，尽管在图1的实施例中被连接成相对于机器10提升、卷曲和倾倒，但作业机具12可以可替代地或附加地以本领域中已知的其它方式旋转、摆动、枢转、滑动、延伸、打开/关闭或移动。

作业机具12可以配备有定位于切削刃16处的一个或多个地面接合工具(GET)14。例如，所公开的铲斗被示出为设置有沿着切削刃16的长度间隔开的九个类似的齿组件。虽然示出为单点磨尖齿组件，但设想的是，GET 14可采用本领域中已知的任何其它形式，例如叉状(即，多点)配置、凿子(即，铲板)配置或钝端配置。

GET 14可以是可移除地连接到作业机具12的常规单件式部件或多件式部件。在图2中所示的实施例中，GET 14是具有通过保持系统22连接到作业机具12的切削刃16的尖端18和适配器20的两件式部件。尖端18可以本领域中已知的任何方式例如通过焊接、螺纹紧固、一体柱和夹片等结合到适配器20的鼻端24。之后，可以使用保持系统22以将GET 14可移除地连接到作业机具12。

保持系统22可以包括相互作用以按可移除方式将相关联的GET 14夹紧到作业机具12的切削刃16的部件。具体地说，保持系统22可以包括夹具26、楔块28、滑动件30、紧固件32和保持盖34。如下文将更详细地描述，夹具26可以穿过适配器20和作业机具12，且楔块28可用以将夹具26保持就位。滑动件30可以接合作业机具12而且通过紧固件32连接到楔块28。保持盖34可用以防止无意地移除紧固件32和拆卸保持系统22。

适配器20可以包括在远离鼻端24的方向上延伸的支脚38。支脚38可彼此间隔开以在其间形成足够大来接纳作业机具12的切削刃16的凹部40。细长的孔口42可以形成在每个支脚38内，且孔口42通常可以彼此对准并且与作业机具12中对应的孔口44对准。支脚38的尾端可朝向孔口42向内渐缩，使得每个支脚38在孔口42处的厚度小于在支脚38的远端46处的厚度。在一些实施例中，吊眼48可以与适配器20相关联以促进其使用起重机或其它提升装置进行安装和移除。

夹具26可以是大体C形，具有中间部分50和定位在中间部分50的相对端处的间隔开的臂52。夹具26可以插入穿过适配器20的孔口42及作业机具12的孔口44，其中夹具26的开口侧远离切削刃16而定向。臂52的内表面54可以配置为接合两个支脚38的远端46处的外渐缩的表面，使得当夹具26远离切削刃16移动时，渐缩部分将导致臂52产生将作业机具12夹置于支脚38之间的向内力(即，朝向凹部40)。夹具26的中间部分50可以具有大致平坦且与孔口42、44的轴线56对准的(相对于C形的)内表面54及相对于轴线56倾斜的大致平坦的外表面58。当夹具26远离切削刃16移动时，内表面54可以接合孔口42和/或孔口44的内端表面。在一些实施例中，纵向通道60可以形成在外表面58内且用以将楔块28连接到夹具26，如以下更详细描述的。另外，释放特征件(例如，吊眼)62可以包括在一些设计中以视需要促进夹具26的安装和/或移除。

楔块28可以定位成紧邻夹具26的外表面58(例如，在夹具26靠近切削刃16的一侧处)且具有配置成滑动抵靠外表面58的大致平坦的倾斜表面64。采用此布置，当楔块28被进一步推入凹部40中时，可迫使夹具26更朝向支脚38的远端46(即，抵靠孔口42、44的端表面及支脚38的渐缩外表面)。如图2至图4中所示，楔块28可以包括定位在与夹具26相对的一侧处且配置成接纳紧固件32的纵向凹部66，及径向向内延伸到凹部66中的基端处的环形突出部68。在所公开的实施例中，凹部66的横截面可以是大致圆形，且具有远离夹具26定向的开口侧。然而，设想的是，凹部66可以视需要具有另一形状，诸如正方形或矩形横截面。如图3和图4中所示，圆柱形凹陷70可形成在楔块28的基端处(即，凹部66的外端处)，且细长凹口72可以从凹陷70朝向倾斜表面64径向向外延伸。在一些实施例中，纵向突出部74可以形成在配置成接合且滑动于夹具26的通道60内的倾斜表面64处。视需要可以在一些应用中省略突出部74。

如同夹具26，楔块28亦可设置有配置成有助于楔块的安装和/或移除的移除特征件76。在图2至图4中所示的实施例中，移除特征件76是形成在楔块28的基端处且跨楔块28的宽度方向延伸的圆柱形眼。采用此配置，可将销、吊钩或其它紧固件插入至移除特征件76的凹部中且这样将提升或驱动力施加到所述眼，以相对于孔口42、44移除或插入楔块28。

如图6所示，滑动件30，如同夹具26，可以是大体C形的构件，具有中间部分78和位于中间部分78的相对端处的间隔开的臂80。(相对于C形)的滑动件30的开口侧可以定向为朝向切削刃16(见图2)并远离夹具26。在这种配置中，臂80可被配置成在孔口44的前端处直接接合作业机具12的相对表面。具有螺纹孔84的大体圆柱形突出部82可通过中间部分78的闭合侧承载并且配置成延伸入楔块28的凹部66。突出部82可以与凹部66和中间部分78的长度方向大致对准。

紧固件32可被配置成可调节地结合滑动件30与楔块28。具体地，紧固件32可以包括带螺纹的圆柱形杆部86和连接到杆部86的一端的头部88。杆部86可接纳在滑动件30的螺纹孔84中，定向成与轴线56大致对准，并配置成当头部88旋转时相对于杆部86线性地移动。如图4所示，头部88可以包括配置成接纳楔块28的环形突出部68的环形凹槽90，由此锁定紧固件32和楔块28的线性移动。采用这样的布置，当紧固件32在滑动件30内部旋转并相对滑动件30(滑动件30是相对固定的并连接于作业机具12)线性移动时，楔块28可以根据旋转的方向被迫使进入或退出孔口42、44。并且如上文所描述，楔块28的线性运动可对应由适配器20上的夹具26和作业机具12产生的夹持力。

一旦保持系统22完全组装好，保持盖34可具有被设计为防止紧固件32无意旋转的几何结构。具体地，如图3和图4所示，保持盖34可包括中空且大体圆柱形的本体92，和从本体92径向向外延伸的细长突出部94。本体92可以包括开放端96、相对的封闭端98和在封闭端98处的倒角外部边缘100。本体92的中空内部可配置成接纳紧固件32的头部88，例如通过过盈配合。可以在本体92中形成多个摩擦增强特征件(例如垂直肋)102，其提供压配合和/或配置成接合和抵制头部88(例如头部88的六角形拐角)相对保持盖34的旋转。特征件102可以围绕本体92的中空内部周向间隔分布，每个特征件由本体92径向向内地突出。一旦保持盖34在头部88上被按压就位(例如，使得其轴向外表面完全陷入楔块28中)，突出部94可接合凹口72的内壁，从而阻止保持盖34和紧固件32的明显旋转。倒角外部边缘100可以移除几何结构以与移动通过盖34的材料接合，同时还与所述材料相互作用以产生将盖34保持就位的向下的力。外唇部104可设置在保持盖34上，从而有助于限制保持盖34被压入凹部66端部的距离。当保持系统22完全组装起来时，保持盖34可以与夹具26大致隔离，使得夹具26和楔块28之间的相对移动不会使保持盖34移动。

保持盖34可在突出部94的远端上设置有移除特征件106，以在调节和/或拆卸期间帮助从头部88撬开保持盖34。在图5所示实施例中，移除特征件实施为形成于开口端96处的囊形件。采用此配置，工具(例如平头螺丝刀或其它撬杆)可以插入所述囊形件中以与囊形件的上边缘接合，并且工具的手柄向下抵靠楔块28的基端。该动作可通过对突出部94起作用在保持盖34上产生提升力。

工业实用性

所公开的工具保持系统可以应用于各种土地作业机器，例如，轮式装载机、电缆铲、挖掘机、正铲挖掘机、拉铲挖土机和推土机。当用来可移除地将地面接合工具连接至这些机器的作业机具时，所述作业机具在经受损坏性磨损和冲击的区域中可以受到保护而不会磨损。相应地，所公开的工具保持系统可以有助于延长机具和机器的使用寿命。现在将详细描述使用工具保持系统32以将GET 14连接至作业机具12。

为了将特定的GET 14连接至特定的作业机具12的切削刃16，维修技术人员可以首先将适配器20的支脚46放置于切削刃16上，使得适配器20的孔口42与作业机具12的孔口44大致对准。夹具26则可穿过孔口42和44插入，其中夹具26的开口侧背对切削刃16。臂52的内表面53可在孔口42和将其夹在其间的支脚38处与锥形表面接合。

一旦GET 14的适配器20相对于作业机具12就位，维修技术人员可安装保持系统22以在机器10的操作期间将GET 14保持就位。为了安装保持系统22，维修技术人员可以插入保持系统22作为子组件并且以一定角度进入凹部40。即，维修技术人员可将滑动件30插入凹部40中，其中最上端臂80翘起，以比最低端臂80更接近切削刃16。在将最上端臂80设置在孔口44的前端处的作业机具12的上表面上之后，最下端臂88可以以顺时针方向旋转(相对于图2的透视图)直到最下端臂80位于作业机具12的外侧并且中间部分78与孔口44的前端接合为止。此时，楔块28的倾斜表面64应抵靠于夹具26的外表面58安放。

一旦保持系统22被定位在孔口42、孔口44内，维修技术人员可旋转紧固件32以加紧作业机具12和GET 14之间的连接。具体地，当维修技术人员将紧固件32驱动进滑动件30中(例如，通过头部88的顺时针旋转)时，凹槽90可接合突出部68且将楔块28进一步推进入凹部40。由于楔块28的渐缩部，楔块推入凹部40可促使夹具26和滑动件30彼此远离。且当夹具26朝向支脚38的远端46移动时，与夹具26的臂52相互作用的支脚38的渐缩部可导致更大的夹持力被施加到支脚38上。这个力可用来将作业机具12夹在适配器20的支脚38之间，从而在机器10的操作过程中将GET 14保持就位。一旦通过加紧紧固件32而在作业机具12和GET 14之间已产生合适的夹持力，保持盖34应压紧在头部88之上且压入凹口72以抑制紧固件32的无意的反向旋转，而该无意反向旋转可松动保持系统22的接合。

随着时间推移，作业机具22、GET 14和保持系统22的部件可能磨损。如果不加以解决，这种磨损可导致作业机具12和GET 14之间的连接的故障。相应地，一段时间的使用之后，保持系统22应被加紧以去除由磨损产生的松弛。这种加紧可以两种方式实现。第一，保持盖34可被移除且紧固件32进一步被驱动到凹部40中，从而导致楔块28迫使夹具26和滑动件30进一步分开。然而，这种加紧作业机具12和GET 14之间的连接的方法可能只有当相关联的磨损相对较小时才可用。

一旦作业机具12、GET 14和/或保持系统22的部件的磨损超出了阈值量，则保持系统22的一个或多个部分应当予以更换。例如，滑动件30可被更换以解决已出现的大量磨损。在一个示例中，滑动件30可以一定尺寸范围进行生产。在该示例中，当作业机具12、GET 14和/或保持系统22的磨损已超出阈值量之后，原先的滑动件30可用新的滑动件30更换，所述新的滑动件30在各个臂80之间具有减小的高度和/或具有增加厚度的中间部分78。

所公开的保持系统可相对简单且成本低廉。具体地，由于夹具26和楔块28可在平滑滑动表面处彼此接合，这些部件可易于制造，使得零部件价格低廉。此外，由于过度磨损可通过更换相对便宜的部件(例如，更换滑动件30而不是夹具26)而加以解决，机器10的维修成本可保持得较低。

对于本领域技术人员显而易见的是，可对所公开的保持系统做出各种修改和变化。通过研究所公开的保持系统的说明书及实施方式，其它实施例对于本领域技术人员而言是显而易见的。说明书和示例旨在被视为仅仅是示例性的，真实范围由所附权利要求书及其等同方案表明。

Claims (9)

1.一种工具保持系统(22)，其包括：

大体C形夹具(26)，其被配置成设置在作业机具(12)的孔口(44)内且接合工具适配器(20)中的孔口(42)；

楔块(28)，其被配置成设置在所述工具适配器的所述孔口内，所述楔块包括：

抵靠所述大体C形夹具的表面；和

与所述表面相对地设置的纵向凹部(66)；

大体C形滑动件(30)，其被配置成设置在所述工具适配器的所述孔口内且接合所述作业机具的所述孔口，且具有远离所述大体C形夹具定向的开口(78)；以及

紧固件(86)，其被配置成将所述大体C形滑动件连接到所述楔块，所述紧固件设置在所述纵向凹部内。

2.如权利要求1所述的工具保持系统，其中所述大体C形滑动件螺纹连接到所述紧固件。

3.如权利要求1所述的工具保持系统，其中：

所述楔块包括延伸进所述纵向凹部的环形突出部(68)；以及

所述紧固件包括具有环形凹槽(90)的头部(88)，所述环形凹槽(90)被配置成接纳所述楔块的所述环形突出部。

4.如权利要求1所述的工具保持系统，其中：

所述大体C形夹具具有第一表面(58)，所述第一表面(58)大体平坦且相对于所述工具适配器和所述作业机具的所述孔口向内定向；以及

所述楔块的表面被配置成抵靠所述第一表面滑动。

5.如权利要求1所述的工具保持系统，其中：

所述大体C形夹具具有：

大体平坦且相对于所述工具适配器和所述作业机具的所述孔口向内定向的第一表面(58)；以及

形成在所述第一表面中的纵向通道(60)；

所述楔块的表面大体平坦且被配置成抵靠所述第一表面滑动；并且

所述楔块具有从所述表面延伸且被配置成接纳在所述大体C形夹具的所述纵向通道内的纵向突出部(74)。

6.如权利要求1所述的工具保持系统，其中当组装时，所述紧固件定向成与所述工具适配器和所述作业机具的所述孔口的轴线(56)大体对准，且基本垂直于所述作业机具的相对表面。

7.如权利要求1所述的工具保持系统，其中：

所述楔块包括形成在基端处的凹陷(70)；以及

所述紧固件包括被配置成坐置于所述凹陷内的头部(88)。

8.如权利要求7所述的工具保持系统，其中：

所述楔块包括从所述凹陷径向向外延伸的凹口(72)；

所述工具保持系统进一步包括保持盖(34)，所述保持盖(34)被配置成压紧在所述紧固件的所述头部上且具有被配置成接纳在所述凹口内的突出部(94)；

所述凹口的壁被配置成接合所述突出部且抑制所述保持盖的旋转；以及

所述保持盖包括：

中空且大体圆柱形的本体(92)，所述突出部从所述本体(92)径向向外延伸；以及

在所述中空且大体圆柱形的本体的封闭端(98)处的倒角外部边缘(100)。

9.如权利要求8所述的工具保持系统，其中：

在组装之后，所述中空且大体圆柱形的本体的轴向外表面完全陷入所述楔块内；以及

在组装之后，所述保持盖与所述夹具隔离。