CN105531426A - 地面接合工具组件 - Google Patents
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Abstract
一种地面接合工具系统,其包括地面接合尖端。地面接合尖端包括具有联接器凹穴的内表面,该联接器凹穴具有开口。内表面具有基底壁及第一和第二侧壁。尖端限定具有平面部分和弯曲部分的第一和第二联接器面壁。平面部分与基底壁相邻,且弯曲部分与开口相邻。地面接合工具系统包括在标称位置和最大旋转间距位置之间能够移动地连接于地面接合尖端的联接器。联接器包括具有第一和第二外表面的安装鼻部并且在联接器凹穴内。在标称位置与最大旋转间距位置之间,弯曲部分联接器面壁与联接器成非接触的间隔关系。
Description
技术领域
本发明总体上涉及地面接合工具,更具体地说,涉及采矿和建筑机械使用的铲斗、刮铲和其他作业工具上的地面接合工具。
背景技术
不同类型的采矿和建筑机械,例如挖土机、轮式装载机、液压矿铲、电缆铲、斗轮、和拉铲挖掘机通常使用铲斗挖出并移走正处理的泥土或正挖掘或装载的材料。铲斗常因在操作期间遇到的承载力及高磨蚀性材料出现极度磨损。更换在采矿和建筑机械中使用的大型铲斗和其他器具是非常昂贵的且费力。
铲斗可装配有地面接合工具(GET)或一组GET以有助于保护铲斗和其他泥土作业工具免遭磨损。一般来讲,GET可呈齿、护边器、尖端、或可附接到铲斗或会出现最大损伤性和反复磨耗和冲击的其他工具的多个区域的其他可拆卸部件形式。例如,呈护边器形式的GET可包绕铲斗的切削刃以有助于保护其免遭过度磨损。
在这些应用中,在有助于保护铲斗或可安装到其上的其他器具的同时,可拆卸的GET可因磨耗及反复冲击而遭受磨损。当GET经使用变得磨损时,可拆卸并以合理的成本利用新的GET更换以允许继续使用相同的铲斗。通过利用GET保护器具并在适当的时间间隔更换磨损的GET,可显著地节约成本及时间。
GET可具有多种形式。例如,2010年7月27日授予Smith等人的美国专利号7,762,015“地面接合工具系统”涉及一种具有地面接合工具(例如尖端,安装于工作工具或作为工作工具一部分的适配器,及旋转锁定构件)的地面接合工具系统。地面接合工具可附接到适配器,并且适配器的柱部滑入设置在锁定构件上的狭槽中。锁定构件可旋转,使得狭槽入口可被封住且支柱不能从狭槽滑出。在此位置的锁定构件可处于锁定位置,支柱保持在锁定构件的狭槽中使地面接合工具与适配器保持。
利用GET保护大型机器器具可节约的成本和时间可通过增加GET的寿命而进一步增加。因此,更耐用的GET系统可使因部件更换而产生的工作停止更少,从而使工作效率更高。本领域一直需要增加GET工具的使用寿命而减少更换并增加生产率的改进的GET系统。
应认识到,此背景技术的描述由发明人创建以帮助读者,并不被视为表示所示的任意问题本身如该领域中理解。虽然在一些方面和实施例中,所述原理可缓解其他系统所固有的问题,但是应认识到,所保护的创新的范围由随附的权利要求限定,而不是由任意所公开的特征解决文中所示的任意特定问题的能力来限定。
发明内容
在一个实施例中,本发明描述了一种地面接合工具系统,包括地面接合尖端。该地面接合尖端具有联接部分和地面接合部分,地面接合部分和联接部分沿纵向轴线延伸。联接部分包括限定具有开口的联接器凹穴的内表面。内表面具有基底壁,彼此成间隔关系并从基底壁纵向延伸的第一侧壁和第二侧壁。联接部分也限定彼此成间隔关系的第一联接器面壁和第二联接器面壁并从基底壁纵向延伸并在第一侧壁与第二侧壁之间延伸。第一联接器面壁和第二联接器面壁各自具有平面部分和弯曲部分。平面部分邻近基底壁设置,弯曲部分邻近联接器凹穴的开口。地面接合工具系统也包括枢转地连接到地面接合尖端的联接器,使得地面接合尖端相对于联接器在标称位置与最大旋转间距位置之间的行程范围内围绕保持轴线能够移动。联接器包括安装鼻部,该安装鼻部包括第一外面表面和与第一外面表面成相对关系的第二外面表面。安装鼻部设置在联接器凹穴内,使得第一外面表面和第二外面表面分别邻近地面接合尖端的第一联接器面壁和第二联接器面壁。在标称位置与最大旋转间距位置之间的行程范围内,第一联接器面壁和第二联接器面壁的弯曲部分与联接器成非接触的间隔关系。
在另一个实施例中,本发明描述了一种地面接合工具系统,可包括联接器和能够移动地连接到联接器的地面接合尖端。该地面接合尖端限定适于接纳联接器的联接器凹穴。联接器凹穴由包括远端部分和弯曲部分的至少一联接器面壁限定。地面接合尖端可相对于联接器在标称位置与最大旋转间距位置之间的行程范围内移动。在标称位置与最大旋转间距位置之间的行程范围内,至少一个联接器面壁的弯曲部分与联接器成非接触的间隔关系。
在又另一个实施例中,本发明描述了一种地面接合工具系统,包括地面接合尖端。该地面接合尖端具有联接部分和地面接合部分。地面接合部分和联接部分沿纵向轴线延伸。联接部分包括内表面和互锁舌片。内表面限定具有与内腔连通的开口的联接器凹穴。内表面具有基底壁,彼此成间隔关系并从基底壁纵向延伸的第一侧壁和第二侧壁。内表面也具有彼此成间隔关系的第一联接器面壁和第二联接器面壁并从基底壁纵向延伸并在第一侧壁与第二侧壁之间延伸。第一联接器面壁和第二联接器面壁各自具有平面部分和弯曲部分。平面部分邻近基底壁设置,弯曲部分邻近联接器凹穴的开口。互锁舌片具有基底端和近端。基底端与第一侧壁和第二侧壁中的一者邻接。互锁舌片在基本上远离地面接合部分的方向上从基底端延伸到近端,与互锁舌片邻接的第一侧壁和第二侧壁中的一者可限定保持孔。地面接合工具系统也包括枢转地连接到地面接合尖端的联接器,使得地面接合尖端相对于联接器在标称位置与最大旋转间距位置之间的行程范围内围绕保持轴线可移动。联接器包括安装鼻部,该安装鼻部包括第一外面表面和与第一外面表面成相对关系的第二外面表面。安装鼻部设置在联接器凹穴内,使得第一外面表面和第二外面表面分别邻近地面接合尖端的第一联接器面壁和第二联接器面壁。地面接合工具系统也包括设置在保持孔内的保持机构并适于枢转地将地面接合尖端固定到联接器。保持机构限定保持轴线。在标称位置与最大旋转间距位置之间的行程范围内,第一联接器面壁和第二联接器面壁的弯曲部分与联接器成非接触的间隔关系。在基本上垂直于保持轴线的负荷下,地面接合尖端适于在第一联接器面壁和第二联接器面壁中一者的至少平面部分上的接触点处接触联接器并围绕接触点旋转直到互锁舌片在最大旋转间距位置处接触联接器。
所公开原理的进一步及替代性方面将从以下详细说明及附图中理解到。应理解,这些原理涉及文中公开的GET总成能够在其他及不同实施例中实施,并能够在多个方面修改。因此,应理解,上述一般描述和以下详细描述仅是示例性及说明性并不限制随附权利要求的范围。
附图说明
图1是机器的一个实施例的示意性侧视图,该机器包括具有根据本发明原理构造的GET总成的一个实施例的器具的一个实施例。
图2是图1中器具的放大侧视图。
图3是图1中器具的正铲斗部件的透视图。
图4是图3中正铲斗部件的另一个透视图。
图5是根据本发明原理构造的GET总成的一个实施例的透视图。
图6是图5中GET总成的地面接合尖端的前透视图。
图7是图6中地面接合尖端的后透视图。
图8是图6中地面接合尖端的侧视图。
图9是图6中地面接合尖端的俯视图。
图10是图6中地面接合尖端的沿图9中X-X线的剖面图。
图11是图6中地面接合尖端的沿图8中XI-XI线的剖面图。
图12是如矩形XII所示的从图11截取的放大详图。
图13是图5中GET总成的联接器的前透视图。
图14是图13中联接器的后透视图。
图15是图13中联接器的俯视图。
图16是图13中联接器的侧视图。
图17是图13中联接器的放大局部侧视图,示出了其尖端安装部分。
图18是图13中联接器沿图16中的线XVIII-XVIII截取的剖面图。
图19是如矩形XIX所示的从图18截取的放大详图。
图20是图13中联接器沿图15中的线XX-XX截取的剖面图。
图21是图5中GET组件的器具安装鼻部的前透视图。
图22是图21中器具安装鼻部的侧视图。
图23是图21中器具安装鼻部的俯视图。
图24是图5中GET组件沿图31中的线XXIV-XXIV截取的剖面图。
图25是图5中GET组件的截面侧视图。
图26是如矩形XXVI所示的从图24截取的放大详图,示出了图5中GET组件处于标称位置。
图27是如图26的视图,但示出了图5中GET组件处于最大侧旋转位置。
图28是如矩形XXVIII所示的从图25截取的放大详图。
图29是如矩形XXIX所示的从图24截取的放大详图,示出了图5中GET组件处于标称位置。
图30是如图29的视图,但示出了图5中GET组件处于最大侧旋转位置。
图31是图5中GET组件的侧视图。
图32是图5中GET组件的局部放大侧视图,示出了地面接合尖端处于最大旋转间距位置。
图33是如图32的视图,但经部分剖开以示出设置在由地面接合尖端限定的联接器凹穴中的联接器的尖端安装部分处于标称位置。
图34是根据本发明构造的锁的前透视图。
具体实施方式
本发明涉及用于各种类型的采矿和施工机械的GET组件和系统。图1示出了呈液压铲形式的机器50的实施例,其可包含根据本发明的原理构造的GET组件70的实施例。在其他使用中,液压铲可用于在各种表面采矿应用的采矿过程中将表土和矿石装载到拖运卡车上。
如图1所示,机器50可包括主体52,其具有容纳机器操作员的驾驶室54。该机器还可包括臂架系统56,其在一端处枢转地连接到主体52,并且在相对远端处支撑器具60。在多个实施例中,器具60可为任何合适的器具,例如铲斗、翻盖挖斗、刮铲或可与GET一起使用的任何其他类型的合适装置。控制系统可容纳在驾驶室54中,其可适于允许机器操作者操纵并铰接器具60以用于挖掘、开凿或任何其他合适的应用。
图2至图4示出了器具60的实施例。参照图2,器具60可包括切削刃62,其适于接合地面或其他挖掘表面。切削刃62可具有多个GET组件70。GET组件70可布置在切削刃62上,使得GET组件70接触工作材料,且切削刃62与GET组件70的尖端成偏离关系。如图3至图4所示,护罩64可与GET组件70相互交替地布置,以进一步保护未被GET组件70所覆盖的切削刃62的部分。在重复使用的过程中,GET组件70可能经受磨损且最终可被更换以允许器具60的进一步使用。
尽管图1至图4示出了根据本发明的原理构造的具有液压铲铲斗的GET组件的使用,很多其他类型器具以及采矿和施工机械可得益于使用如本文所述的GET组件。应当理解的是,在其他实施例中,根据本发明的原理构造的GET组件可用于各种其他器具和/或机器中。
参照图5,所示的GET组件70可包括地面接合尖端100、联接器200和器具安装鼻部300。器具安装鼻部300可焊接或以其他方式连接到铲斗或其他GET组件70可附接到其上的机器器具。联接器200可通过使用第一对保持机构208或其他合适的附接装置枢转地连接或以其他方式安装到器具安装鼻部300。第一对保持机构208可分别设置在GET组件70的相对侧上。地面接合尖端100可通过使用类似的保持机构(例如,第二对保持机构108)或另一种合适的附接装置枢转地连接或以其他方式安装到联接器200。第二对保持机构108可分别设置在GET组件70的相对侧上。
在一些实施例中,第一和第二对保持机构208、108可类似于图34所示的锁400的实施例。锁400可包括狭槽410。狭槽410可形成于锁400的C形部分420中。C形部分420可包括后支腿421、顶支腿422和底支腿423。狭槽410可插入顶支腿422和底支腿423之间。C形部分420的顶部上可为头部430。头部430可包括两个形成于其中的棘爪431、432,以及位于棘爪431、432之间的环形表面433。止动舌片434也可形成于头部430中。头部还可包括工具接口435。
第一和第二对保持机构208、108可将GET组件70的部件彼此固定在一起,并基本上限制部件相对于彼此之间的相对运动,使得在不使用GET组件70时,GET组件70可处于标称位置。当GET组件70的部件受到无论是沿横向轴线75或可垂直于横向轴线75的法向轴线80方向的力时,第一和第二对保持机构208、108可继续将部件彼此固定,但可允许零件绕横向轴线75和/或法向轴线80相对于彼此旋转,以响应于其可能受到的力。GET组件70的各个零部件可相对于彼此旋转到最大旋转位置,在该位置上零部件可在不同点上彼此接触,从而进一步限制相对旋转运动。最大旋转位置处的接触点在下文有进一步详细讨论。
图6至图12示出了地面接合尖端100的一个实施例。参照图6,所示的地面接合尖端100可包括地面接合部分110和联接部分112。联接部分112可沿其纵向轴线85与地面接合部分110成相对关系。纵向轴线85可垂直于法向轴线80和横向轴线75,沿地面接合尖端100的长度穿行。尖端侧壁113、115可沿纵向轴线80从地面接合部分110延伸到联接部分112。所示的地面接合尖端100可为大致楔形,而地面接合部分110可为最窄处并可沿法向轴线80在两个方向上张开,沿纵向轴线85朝向联接部分112移动。
通常,地面接合部分110可为GET组件70的一部分,其首先接触地面或其他工作材料,并可经受最大的磨损。随着时间的推移和在重复使用的过程中,地面接合部分110会磨损。当地面接合部分110已被磨掉到一定程度时,地面接合尖端100可被更换。
参照图7,地面接合尖端100的联接部分112可包括一对互锁舌片116、117和一个内表面118。内表面118可限定一个凹入联接部分112内部的联接器凹穴114。联接器凹穴114可具有连通内腔121的开口119。内表面118限定了联接器凹穴114,使得联接器凹穴面对基本上远离地面接合部分110的方向。联接器凹穴114的内表面118可包括基底壁120、第一联接器面壁122、第二联接器面壁124、和一对侧壁126、128。基底壁120可通常是平面的并通常平行于联接器凹穴114的开口119。基底壁120可通常面对远离地面接合部分110的方向。该第一和第二联接器面壁122、124和该对侧壁126、128可都邻近并邻接基底壁120。第一和第二联接器面壁122、124可各自具有设置成沿纵向轴线85与基底壁120成相对关系的互锁端178、179,。第一联接器面壁122可与第二联接器面壁124成间隔关系,并基本上对称于第二联接器面壁。内表面118可利用外接于基底壁120周边的平滑的后部圆角130从基底壁120过渡到第一和第二联接器面壁122、124,并过渡到两个侧壁126、128。
参照图10,第一联接器面壁122和第二联接器面壁124从基底壁120延伸到联接器凹穴114的开口119。第一和第二联接器面壁122、124可彼此成间隔关系,并且基本相对于由纵向轴线85和横向轴线75限定的平面。第一和第二联接器面壁122、124可在侧壁126、128之间从远离地面接合部分110的基底壁120沿纵向轴线85朝向开口119延伸。第一和第二联接器面壁122、124可彼此远离沿法向轴线80以相反方向张开,从联接器凹穴114的基底壁120沿纵向轴线85移动到开口119。第一和第二联接器面壁122、124可各自具有邻近基底壁120的远端平面部分132、133和邻近远端平面部分的弯曲部分134、135,使得远端平面部分可设置在基底壁和弯曲部分之间。在一些实施例中,远端平面部分132、133可包括配合垫片129。配合垫片129可为地面接合尖端100提供额外的结构支撑,并可帮助在地面接合尖端和联接器200之间提供牢固的配合。如图7和图10所示,配合垫片129也可覆盖基底壁120的一部分。
参照图10,第一和第二联接器面壁126、128的弯曲部分134、135中的每一个可基本上呈S形,并通过邻近远端平面部分132、133的第一凸形部分136、137、邻近第一凸形部分的凹形部分138、139以及邻近联接器凹穴114开口119的第二凸形部分140、141限定了一个S形曲线,使得凹形部分138、139可设置在第一凸形部分136、137和第二凸形部分140、141之间。沿横向轴线75的截面观察,如图10所示,第一联接器面壁122的远端平面部分132和弯曲部分134限定了第一联接器面壁轮廓线,而第二联接器面壁124的远端平面部分133和弯曲部分135限定了第二联接器面壁轮廓线。
第一凸形部分136、137可具有第一凸曲率半径,第二凸形部分140、141可具有第二凸曲率半径,且凹形部分138、139可具有凹曲率半径。远端平面部分132、133的长度A可沿纵向轴线85作为邻近基底壁120的后部圆角130与第一凸形部分136、137之间的纵向距离进行测量。在一些实施例中,第一凸曲率半径可大于第二凸曲率半径。在一些实施例中,第一凸曲率半径与第二凸曲率半径的比值可为至少约2:1,并且在具体实施例中,可为至少约3:1或至少约5:1。在一些实施例中,第一凸曲率半径可基本上等于各自的凹形部分138、139的凹曲率半径。
在一些实施例中,各自的凹形部分138、139的凹曲率半径与各自的第二凸形部分140、141的第二凸曲率半径的比值可为约4:1或更小。在一些实施例中,凹曲率半径与第二凸曲率半径的比值可在约3:1和约4:1之间的范围内。在一个具体实施例中,凹形部分138、139的凹曲率半径与第二凸形部分140、141的第二凸曲率半径的比值可为约19:4。在一些实施例中,远端平面部分132、133的长度A大于第一凸形部分136、137的第一凸曲率半径。在一些实施例中,第一曲率半径与远端平面部分132、133的长度A的比值可为至少约3:1。在一些实施例中,第一凸形部分136、137的第一凸曲率半径与远端平面部分132、133的长度A的比值可在约3:1和约6:1之间的范围内,并且在一个具体实施例中,可为约5:1。应当理解的是,本文列出的具体尺寸和比值仅仅是可能的实施例中的实例,且可以预期的是,可使用任何其他合适的尺寸或比值。
参照图7和图11,该对侧壁126、128限定了联接器凹穴114的内表面118的两侧。两个侧壁126、128可每个都邻近基底壁120、第一联接器面壁122、和第二联接器面壁124,且在联接器凹穴114的相对侧处,两个侧壁可成间隔关系且彼此基本上平行。侧壁126、128可沿纵向轴线85从基底壁120延伸到联接器凹穴114的开口119,且可具有沿横向轴线75进行测量的侧壁厚度。内表面118可利用平滑的壁圆角131从第一和第二联接器面壁122、124过渡到每个侧壁126、128。壁圆角131可具有适于通过减少应力集中来有助于使地面接合尖端100的壁上的应力变得分散和平滑的形状和构造。
在多个实施例中,壁圆角131的半径可在整个联接器凹穴114上变化。在一些实施例中,壁圆角131在邻近第一和第二联接器面壁122、124的远端平面部分132、133处的半径可为最小,而在邻近第一和第二联接器面壁122、124的凹形部分138、139处的半径为最大。
在多个实施例中,壁圆角131在邻近第一和第二联接器面壁122、124的凹形部分138、139处的半径的尺寸可取决于凹形部分138、139的半径。换句话说,随着第一和第二联接器面壁122、124的凹形部分138、139的半径增加,壁圆角131在邻近该凹形部分处的半径也可增加,因而导致在那些区域中应力集中较低且保持所期望的侧壁126、128在靠近保持孔142、143处的的厚度。同样地,第一联接器面壁122和第二联接器面壁124的轮廓线可适于保持所期望的侧壁126、128位于围绕着保持孔142、143的区域内。在多个实施例中,为了帮助减少地面接合尖端100中的应力集中,凹形部分138、139的半径可每个都被调整,以在具有足够大的直径来有助于减少应力集中和无需减小那个区域的整体厚度之间达成平衡,从而达到这样一种程度,即自身会在凹形部分138、139处产生进一步的应力集中。
在围绕着保持孔142、143的区域内,壁圆角131在保持孔与凹形部分136、137之间的纵向位置处可具有圆角曲率半径。在一些实施例中,壁圆角131的圆角曲率半径与凹形部分138、139的凹曲率半径的比值可为至少约1:8,在其他实施例中,可为至少约1:6,并且在又一些实施例中,可为至少约1:4。在一些实施例中,壁圆角131的圆角曲率半径与凹形部分138、139的凹曲率半径的比值可在约1:8和约1:3之间的范围内。在一些实施例中,壁圆角131的圆角曲率半径与凹形部分138、139的凹曲率半径的比值可在约1:3和约1:5之间的范围内。在一些实施例中,壁圆角131的圆角曲率半径与凹形部分138、139的凹曲率半径的比值可为约1:4。
参照图8至图9,位于地面接合尖端100的联接部分112上的互锁舌片116、117可每个都具有基底端146、147和近端148、149。互锁舌片116、117的基底端146、147可与侧壁126、128相邻。互锁舌片116、117可在基本上远离地面接合部分110的方向沿纵向轴线85从基本上彼此平行的基底端146、147延伸,并且可在近端148、149处终止。基底端146、147可沿纵向轴线85与近端148、149成相对关系。
在一些实施例中,互锁舌片116、117的近端148、149可包括具有弯曲末端边缘150、151的周边。使用位于互锁舌片116、117的端部的弯曲末端边缘150、151(其相对于可具有尖角的扁平边缘)可有助于分散地面接合尖端100遇到的应力且可减少应力集中点。在所示的实施例中,弯曲末端边缘150、151可在第一过渡表面152、153和第二过渡表面154、155之间具有固定的曲率半径。在一些实施例中,第一过渡表面152、153和第二过渡表面154、155可为凸面,其曲率半径大于弯曲末端边缘150、151的曲率半径。在仍然提供上述应力分布的优势的同时,弯曲末端边缘150、151的曲率半径可发生变化。在一些实施例中,联接部分112可包括单个互锁舌片116、117,其在基本上远离地面接合部分110的方向朝向近端148、149延伸,其中该近端包括具有弯曲末端边缘150、151的周边。
互锁舌片116、117可每个都具有彼此成间隔关系的第一舌片接触表面168、169和第二舌片接触表面170、171。在一些实施例中,第一舌片接触表面168、169和第二舌片接触表面170、171可邻近弯曲末端边缘150、151。在其他实施例中,第一舌片接触表面168、169和第二舌片接触表面170、171可分别邻近第一过渡表面152、153和第二过渡表面154、155。互锁舌片116、117还可每个都具有分别邻近第一舌片接触表面168、169和第二舌片接触表面170、171的第一凹面172、173和第二凹面174、175。
在多个实施例中,每个侧壁126、128可进一步限定能够分别容纳第二对保持机构108的保持孔142、143。保持孔142、143可通常为圆柱形并且限定孔中心144、145,如图8和图10所示。保持轴线90可沿横向轴线75限定,该保持轴线限定在保持孔142、143的中心144、145之间的轴线上。在一些实施例中,保持孔142、143可在地面接合尖端100的每个侧壁126、128中限定,地面接合尖端基本上纵向地位于每个互锁舌片116、117的近端148、149和联接器凹穴114的内表面118的基底壁120之间的中部。
在一些实施例中,基底壁120和至少一个侧壁126、128可至少部分地限定联接器凹穴114。至少一个互锁舌片116、117可在基本上远离基底壁120的方向从侧壁126、128朝向近端148、149延伸。在此种实施例中,侧壁126、128可限定基本上纵向地设置在互锁舌片116、117的近端148、149和基底壁120之间的中部的保持孔142、143。
如图8所示,纵向距离B可沿纵向轴线85在每个孔中心144、145和每个各自的互锁舌片116、117的近端148、149之间测量。互锁舌片116、117的每个近端148、149的弯曲末端边缘150、151可具有末端边缘曲率半径。在一些实施例中,沿纵向轴线85在每个孔中心144、145和每个各自的互锁舌片116、117的近端148、149之间测量的纵向距离B与每个各自的互锁舌片的弯曲末端边缘150、151的末端曲率半径的比值可为约2:1或更大。在一些实施例中,纵向距离B与每个各自的互锁舌片的弯曲末端边缘150、151的末端曲率半径的比值可在约2:1至约4:1的范围内。在一些实施例中,每个孔中心144、145和每个各自的互锁舌片116、117的近端148、149之间的纵向距离B与每个各自的互锁舌片的弯曲末端边缘150、151的末端曲率半径的比值可在约3:1至约4:1的范围内。在特定实施例中,每个孔中心144、145和每个各自的互锁舌片116、117的近端148、149之间的纵向距离B与每个各自的互锁舌片的弯曲末端边缘150、151的末端曲率半径的比值可为约17:5。
法向距离C可沿法向轴线80在每个第一舌片接触表面168、169与每个第二舌片接触表面170、171之间进行测量。在一些实施例中,每个弯曲末端边缘150、151的末端曲率半径与法向距离C的比值可在约1:2至约1:1的范围内,并且在另一些实施例中在约1:2至约3:4的范围内,该法向距离C沿法向轴线80在每个第一舌片接触表面168、169与每个第二舌片接触表面170、171之间进行测量。在特定实施例中,每个弯曲末端边缘150、151的末端曲率半径与每个第一舌片接触表面168、169和每个第二舌片接触表面170、171之间的法向距离C的比值可为约5:8。在一些实施例中,每个互锁舌片116、117的第一凹面172、173和第二凹面174、175的曲率半径与每个弯曲末端边缘150、151的末端曲率半径的比值可为约7:5。
参照图8,纵向距离D可沿纵向轴线85在每个互锁舌片116、117的近端148、149和每个第一舌片接触表面168、169与每个各自的第一和第二过渡表面152、153、154、155相接触点之间进行测量。参照图11和图12,每个互锁舌片116、117可具有外侧向表面156、157和内侧向表面158、159。每个互锁舌片116、117的内侧向表面158、159可具有近端平面部分160、161,凹形部分162、163和平面基底部分164、165。近端平面部分160、161和外侧向表面156、157均可邻近每个互锁舌片116、117的近端148、149。每个近端148、149的宽度G可沿横向轴线75在每个各自的近端平面部分160、161与每个各自的外侧向表面156、157之间进行测量。每个平面基底部分164、165可由每个互锁舌片146、147的基底端146、147来限定。每个互锁舌片116、117的基底端146、147的宽度H可沿横向轴线75在每个各自的内侧向表面158、159的平面基底部分164、165与每个互锁舌片的每个各自的外侧向表面156、157之间进行测量。每个内侧向表面158、159的凹形部分162、163可插入相邻的每个各自的平面基底部分164、165和近端平面部分160、161之间以提供平面基底部分164、165和近端平面部分160、161之间的平滑的起伏过渡。舌片过渡点166、167可由与每个内侧向表面158、159相切的切点确定,在该点凹形部分162、163与近端平面部分160、161相接触。如图12所示,近端平面部分160、161的长度J可在每个互锁舌片116、117的近端148、149和近端平面部分与凹形部分162、163相接触的舌片过渡点166、167之间进行测量。
在一些实施例中,内侧向表面158、159的凹形部分162、163的曲率半径可大于近端148、149的宽度G。在其他实施例中,凹形部分162、163的曲率半径与近端148、149的宽度G的比值可为至少约3:2。在其他实施例中,凹形部分162、163的曲率半径与基底端146、147的宽度H的比值可为至少约1:1。在其他实施例中,凹形部分162、163的曲率半径与基底端146、147的宽度H的比值可在约1:1和约3:1之间的范围内。在具体实施例中,凹形部分162、163的曲率半径与基底端146、147的宽度G的比值可为约6:5。
在多个实施例中,凹形部分的曲率半径与在近端148、149和舌片过渡点166、167之间测量的近端平面部分160、161的长度J的比值可为至少约1:2。在另一个实施例中,凹形部分162、163的曲率半径和近端平面部分160、161的长度J的比值可为约3:4。
在一些实施例中,基底端146、147的宽度H可大于互锁舌片116、117的近端148、149的宽度G,并且凹形部分162、163的曲率半径可大于基底端的宽度H。在一些实施例中,基底端146、147的宽度H与近端148、149的宽度G的比值可在约1:1和约2:1之间的范围内,并且在具体实施例中,至少约4:3。然而,可以预期的是,其他合适的尺寸和比例可用在其他实施例中。
参照图10,纵向距离K可沿纵向轴线85从保持孔142、143的中心144、145到内表面118的基底壁120进行测量。纵向距离B可沿纵向轴线85从保持孔142、143的中心144、145到互锁舌片116、117的近端148、149进行测量。在一些实施例中,从每个保持孔142、143的中心到基底壁120的纵向距离K与从每个保持孔的中心到每个各自的互锁舌片的近端的纵向距离B的比值可为约3:2或更小。在一些实施例中,纵向距离K与纵向距离B的比值可在约1:2和约3:2之间的范围内。在其他实施例中,纵向距离K与纵向距离B的比值可在约1:1至约1:3的范围内,并且在其他实施例中,可在约1:1和约1:2之间的范围内。
在其他实施例中,从每个保持孔142、143的孔中心144、145到第一和第二联接器面壁122、124的纵向距离与从每个保持孔的孔中心到基底壁120的纵向距离的比值可为约1:2。在一些实施例中,从每个保持孔142、143的中心到基底壁120的纵向距离与从每个保持孔的中心到互锁舌片116、117的近端148、149的纵向距离的比值可为最大约3:4。
在一些实施例中,纵向距离B可大于近端148、149的弯曲末端边缘150、151的末端边缘曲率半径。在一些实施例中,纵向距离B与近端148、149的弯曲末端边缘150、151的末端边缘曲率半径的比值可为至少约5:2。在一些实施例中,纵向距离B与近端148、149的弯曲末端边缘150、151的末端边缘曲率半径的比值可在约2:1和约4:1之间的范围内。在具体实施例中,纵向距离B与近端148、149的弯曲末端边缘150、151的末端边缘曲率半径的比值可为约14:5。
纵向距离L可以沿纵向轴线85在每个保持孔142、143的中心144、145和第一联接器面壁与第二联接器面壁的互锁端178、179之间进行测量。在多个实施例中,纵向距离B与纵向距离L的比值可在约3:1至约5:1范围内,该纵向距离B沿纵向轴线85在每个保持孔142、143的中心144、145和每个互锁舌片116、117的各自的近端148、149之间进行测量,该纵向距离L沿纵向轴线85在每个保持孔142、143的中心和第一和第二联接器面壁122、124的各自的互锁端178、179之间进行测量。在其他实施例中,纵向距离B与纵向距离L的比值可在约4:1至约5:1范围内,该纵向距离B沿纵向轴线85在每个保持孔142、143的中心和每个互锁舌片116、117的各自的近端148、149之间进行测量,该纵向距离L沿纵向轴线85在每个保持孔142、143的中心144、145和第一和第二联接器面壁122、124的各自的互锁端178、179之间进行测量。在一个具体实施例中,纵向距离B与纵向距离L的比值可为约14:3
如本文所述,对保持孔142、143进行定位可为GET组件70的整体设计提供优点。如图11所示,第二对保持机构108可在联接器凹穴114的尖端侧壁113、115和内表面118之间占据大量空间。相反,如果保持孔142、143定位在更靠近互锁舌片116、117的近端148、149,则地面接合尖端100总宽度将可能需要增加以容纳保持机构。增加地面接合尖端的宽度可能是不希望的,因为更宽的地面接合尖端可增加地面接合尖端和GET组件两者作为整体的重量。此外,随着地面接合尖端变宽,对于挖入泥土、砾石、或其他工作材料,效果可以更差,对此可使用GET组件。相反地,将保持孔142、143定位在更靠近地面接合尖端100的地面接合部分110可能潜在地暴露第二对保持机构108而损坏。由于地面接合尖端100可用于给定的应用,它可能最终磨损,从而发生少量零件材料(如果存在)保持在地面接合部分和联接器凹穴114之间的情况。如果在操作者或其他用户及时注意更换地面接合尖端之前发生这种情况,那么第二对保持机构108可暴露于工作材料并承受不必要的损坏。因此,如本文所公开的,对保持孔142、143进行定位基本上能帮助提供多个优点。
图13至图20示出了联接器200的一个实施例。参照图13,联接器200可包括尖端安装部分202和器具安装部分204。器具安装部分204可与尖端安装部分202沿纵向轴线85成相对关系。尖端安装部分202可适于接合地面接合尖端100,并且器具安装部分204可适于接合器具安装鼻部300。所示的联接器200可通常为楔形,从器具安装部分204向下至尖端安装部分202逐渐变尖细。尖端安装部分202可具有安装鼻部206。安装鼻部206也可通常为楔形,从钝端209沿纵向轴线85朝向基底端207移动沿法向轴线80向外张开。安装鼻部206可包括第一外面表面210、第二外面表面211、远端外表面212、以及两个侧表面214、215。侧表面214、215可各自包括保持凸台226、227。在一些实施例中,第二对保持机构108可以装配到地面接合尖端100的保持孔142、143中,并与保持凸台226、227接合以枢转地将地面接合尖端固定到联接器200。
如图16所示,第二外面表面211可与第一外面表面210成相对关系。第一和第二外面表面210、211可关于由纵向轴线85和横向轴线75限定的平面彼此基本上对称。第一第二外面表面210、211可各自限定沿横向轴线75观察到的轮廓线,如在图16中的。第一外面表面210可限定第一面轮廓线,且第二外面表面211可限定第二面轮廓线。参照图17,第一和第二外面表面210、211的轮廓线可各自包括第一平面鼻部部分216、217、分别邻近第一平面鼻部部分的第一凹形鼻部部分218、219,分别邻近第一凹形鼻部部分的第二平面鼻部部分220、221、以及分别邻近第二平面鼻部部分的第二凹形鼻部部分222、223。远端外表面212可在第一外面表面210和第二外面表面211之间延伸。远端外表面212可提供基本上垂直于每个第一和第二外面表面210、211的第一平面鼻部部分216、217和安装鼻部206的侧表面214、215两者的壁。在一些实施例中,弯曲边缘224可围绕远端外表面212,并且可在远端外表面、第一和第二外面表面210、211和侧表面214、215之间形成平滑的过渡。
第一和第二外面表面210、211的第一和第二面轮廓线可具有具体尺寸,尽管可以预期的是,可使用任何其他合适的尺寸。第一凹形鼻部部分218、219可具有第一凹形鼻部曲率半径,且第二凹形鼻部部分222、223可具有第二凹形鼻部曲率半径。在一些实施例中,第一凹形鼻部部分218、219的第一凹形鼻部曲率半径可大于第二凹形鼻部部分222、223的第二凹形鼻部曲率半径。在一些实施例中,第一凹形鼻部曲率半径与第二凹形鼻部曲率半径的比值可为至少约2:1,并且在其他实施例中,为至少约3:1。在一个具体实施例中,第一凹形鼻部曲率半径与第二凹形鼻部曲率半径的比值可为约30:7。
如图17所示,第一平面鼻部部分216、217可具有长度M,其可沿纵向轴线85从安装鼻部206的弯曲边缘224至第一凹形鼻部部分218、219进行测量。在一些实施例中,第一平面鼻部部分216、217的长度M与第一凹形鼻部部分218、219的第一凹形鼻部曲率半径的比值可在约1:8和约1:4之间的范围内,并且在其他实施例中,可在约1:7和约1:5之间的范围内。在一个具体实施例中,第一平面鼻部部分216、217的长度M与第一凹形鼻部部分218、219的第一凹形鼻部曲率半径的比值可为约2:15。
参照图17,联接器200可包括一对弯曲互锁套环230、231,其分别设置在联接器200的每侧上。互锁套环230、231限定了一对邻近安装鼻部206的互锁凹槽232、233。联接器200还可包括邻近每个互锁套环230、231的任一端部的接触表面。第一互锁接触表面244、245可邻近每个互锁套环230、231的顶部,且第二互锁接触表面246、247可邻近每个互锁套环的底部。第一互锁接触表面244、245与第二互锁接触表面246、247可沿法向轴线80成间隔关系,且基本上在纵向相对于彼此对齐。
参照图18,通过邻近安装鼻部206的侧表面214、215的互锁外凹槽表面234、235以及互锁套环230、231,互锁凹槽232、233可各自部分地限定。每个互锁凹槽232、233的互锁外凹槽表面234、235可包括凹槽平面部分236、237和凹槽凸形部分238、239。凹槽平面部分236、237可邻近互锁套环230、231,且凹槽凸形部分238、239可插入凹槽平面部分与安装鼻部206的侧壁表面214、215之间。凹槽过渡点240、241可限定为每个互锁外凹槽表面234、235在凹槽平面部分236、237与凹槽凸形部分238、239之间的切点。
现参照图14,联接器200的器具安装部分204可限定器具凹穴250。器具凹穴可具有与内腔255连通的开口253。联接器200的器具安装部分204还可具有面向联接器凹穴250且通常远离尖端安装部分202的内部联接器表面251。器具凹穴250可由中央壁252、一对基本上平行的联接器侧壁256、257、第一联接器壁260和第二联接器壁258来限定。中央壁252可具有面向器具凹穴250且通常远离尖端安装部分202的邻接表面254。每个侧壁256、257可具有基本上垂直于邻接表面254且面向器具凹穴250的侧内表面262、263。参照图20,第一联接器壁260可具有第一联接器内表面261,且第二联接器壁258可具有第二联接器内表面259。第一和第二内部联接器壁表面259、261可都邻近邻接表面254,且关于沿横向轴线观察到的由纵向轴线85和横向轴线75限定的平面彼此基本上对称。
参照图19,每个联接器侧壁256、257可具有彼此沿纵向轴线85成相对的关系的远端266、267和近端268、269。联接器侧壁256、257的远端266、267可邻近中央壁252,且包括联接器侧壁的互锁部分270、271。每个互锁部分270、271可具有宽度N,其可沿横向轴线75在位于联接器侧壁256、257的凹入部分264、265处的侧内表面262、263与互锁外凹槽表面234、235之间进行测量。
每个联接器侧壁256、257的近端268、269可包括基底部分272、273。每个基底部分272、273可具有宽度P,其可沿横向轴线75在联接器侧壁256、257的侧内表面262、263与基底外表面274、275之间进行测量。器具保持孔278、279还可限定在每个联接器侧壁256、257的基底部分272、273中。器具保持孔278、279可通常为圆柱形且可具有器具保持孔中心280、281。第一对保持机构208可分别装配到器具保持孔278、279中,且可枢转地将联接器200固定至器具安装鼻部300,如在下文进一步详细地讨论。在一些实施例中,每个联接器侧壁256、257在基底部分272、273处的宽度P可大于联接器侧壁在互锁部分270、271处的宽度N。每个联接器侧壁256、257可具有交界部段228、229,其插入互锁部分270、271与基底部分272、273之间。交界部段228、229可设置在互锁套环230、231上,且沿横向轴线75从互锁外凹槽表面234、235横向地向外延伸到基底外表面274、275。
每个侧内表面262、263可在邻接表面254附近横向地向外张开以限定凹入部分264、265。凹入部分264、265可沿横向轴线75相对于侧内表面262、263横向地向外偏移。凹入部分264、265可沿纵向轴线85基本上在沿互锁部分270、271的邻接表面254朝向每个联接器侧壁256、257的近端268、269之间延伸到过渡表面276、277。过渡表面276、277可沿每个联接器侧壁256、257的基底部分272、273设置。因此,凹入部分264、265可基本上跨越联接器侧壁256、257的互锁部分270、271。过渡表面276、277可为在凹入部分264、265处起始的凸曲线并且限定使凹入部分过渡至侧内表面262、263的剩余部分的平滑曲线。
构成联接器200的器具安装部分204的零件可在其各个可能实施例中具有各种不同的形状和尺寸。虽然本文列出了一些可能实施例的尺寸,但可以预期的是,可使用其他合适的尺寸。例如,在一些实施例中,每个联接器侧壁256、257在基底部分272、273处的宽度P与每个联接器侧壁在互锁部分270、271处的宽度N的比值可在约2:1和约3:1之间的范围内,并且在其他实施例中,在约5:2至约3:1的范围内。在其他实施例中,宽度P与宽度N的比值可为至少约5:2。在具体实施例中,每个联接器侧壁256、257在基底部分272、273处的宽度与每个联接器侧壁在互锁部分270、271处的宽度的比值可为至少约13:5。
凹入部分264、265可具有沿横向轴线75从侧内表面262、263向外测得的深度。在一些实施例中,每个联接器侧壁256、257在基底部分272、273处的宽度P与凹入部分264、265的深度的比值可为至少约30:1。在具体实施例中,每个联接器侧壁256、257在基底部分272、273处的宽度P与凹入部分264、265的深度的比值可为至少约32:1。在一些实施例中,每个联接器侧壁256、257在互锁部分270、271处的宽度N与凹入部分264、265的深度的比值可为至少约10:1,并且在其他实施例中,可为至少约12:1。在具体实施例中,每个联接器侧壁256、257在互锁部分270、271处的宽度N与凹入部分264、265的深度的比值可为至少约25:2。
在一些实施例中,器具保持孔中心280、281和邻接表面254之间距离与器具保持孔中心和过渡表面276、277之间的距离的比值可为约2:1。在某些实施例中,器具保持孔中心280、281和邻接表面254之间距离与器具保持孔中心和过渡表面276、277之间的距离的比值可为约105:55。
纵向距离Q可沿纵向轴线85在器具保持孔中心280、281和过渡表面276、277之间进行测量,并且纵向距离R可沿纵向轴线85在过渡表面276、277和邻接表面254之间进行测量。纵向距离S可沿纵向轴线85在器具保持孔中心280、281和邻接表面254之间进行测量。在一些实施例中,器具保持孔中心280、281和过渡表面276、277之间的纵向距离Q与侧内表面262、263的凹入部分264、265的深度的比值可在约40:1和约70:1之间的范围内,并且在具体实施例中,可为约55:1。在一些实施例中,邻接表面254和过渡表面276、277之间的距离R与凹入部分264、265的深度的比值可在约30:1和约60:1之间的范围内。在其他实施例中,邻接表面254和过渡表面276、277之间的距离R与凹入部分264、265的深度的比值可在约40:1和约50:1之间的范围内,并且在具体实施例中,可为约43:1。在一些实施例中,沿纵向轴线85在器具保持孔中心280和邻接表面254之间测得的距离S与沿纵向轴线在器具保持孔中心和过渡表面276、277之间测得的距离Q的比值可为约2:1或更小。
纵向距离T可沿纵向轴线85在器具保持孔中心280、281和交界部段228、229之间进行测量。在一些实施例中,在器具保持孔中心280、281和每个联接器侧壁256、257的交界部段228、229之间测得的纵向距离T与在器具保持孔中心和过渡表面276、277之间测得的纵向距离Q的比值可在约1:1至约3:2的范围内。在一些实施例中,纵向距离T与纵向距离Q的比值可大于约1:1。在某些实施例中,纵向距离T与纵向距离Q的比值可为约27:22。
图21至图23示出了器具安装鼻部300的实施例。参照图21,器具安装鼻部300可具有联接器安装端302和器具端303。联接器安装端302可与器具端303沿纵向轴线85成相对关系。器具端303可焊接或者以其他方式连接到机器50的器具60上(参见图1)。联接器安装端302可具有通常面向远离器具端303的外鼻部表面304。外鼻部表面304可由第一器具鼻部表面306、第二器具鼻部表面308、钝鼻部表面310以及一对侧鼻部表面312、314组成。钝鼻部表面310可为基本上平面的并邻近第一和第二器具鼻部表面306、308,以及两个侧鼻部表面312、314。钝鼻部表面310可通过弯曲器具鼻部边缘320连接到邻近表面。参照图22,第一和第二器具鼻部表面306、308可各自具有沿横向轴线观察到的关于由纵向轴线85和横向轴线75限定的平面彼此对称的轮廓线。第一和第二器具鼻部表面306、308可各自邻近侧鼻部表面312、314,并且可通过弯曲鼻部边缘320连接到侧鼻部表面312、314。器具安装鼻部300也可形成保持孔316,其限定了两个侧鼻部表面312、314之间的开口,并适于接纳止动销318。
图24至图25示出了地面接合工具组件70的剖面图。当彼此安装在一起时,地面接合尖端100和联接器200可沿纵向轴线85延伸。参照图24,器具安装鼻部300的联接器安装端302可装配到器具凹穴250中,使得器具安装鼻部的外鼻部表面304可沿内部联接器表面251定位。参照图24,在一些实施例中,联接器200可使用止动销318和第一对保持机构208固定到器具安装鼻部300上。在这些实施例中,当器具安装鼻部的联接器安装端302可定位在器具凹穴250内时,联接器200的侧壁256、257上的器具保持孔278、279可与器具安装鼻部300的保持孔316对齐。当止动销318可定位在保持孔316内时,止动销各端上的锥形保持凸台322、323从侧鼻部表面312、314伸出并部分伸入保持孔278、279中。当定位在保持内孔278、279内时,第一对保持机构208可附接到保持凸台322、323上。当固定到保持凸台322、323时,第一对保持机构208可将止动销318保持在保持孔316内,将器具安装鼻部300联接到联接器200上。还可以预期的是,在其他实施例中,保持凸台322和323可与安装鼻部300一体成形,从而减少对保持孔316和止动销318的需要,并允许联接器200直接固定到器具安装鼻部300上。
参照图24,当组装器具安装鼻部300和联接器200时,器具安装鼻部的联接器安装端302可设置在联接器的器具安装凹穴250内。器具安装鼻部300的外鼻部表面304可设置在联接器200的侧内表面262、263附近。器具安装鼻部300的钝鼻部表面310可沿联接器200的邻接表面254定位,并且侧鼻部表面312、314可沿侧内表面262、263定位。另外,如图25所示,第一器具鼻部表面306可沿第一联接器内表面261定位,并且第二器具鼻部表面308可沿第二联接器内表面259定位。
参照图26,当器具安装鼻部300可定位于器具凹穴250内时,在外鼻部表面304的侧鼻部表面312、314和内部联接器表面251的侧内表面262、263之间可限定间隙350。参考沿纵向轴线85,间隙350可沿联接器侧壁256、267的互锁部分270、271和基底部分272、273从邻接表面254跨越侧鼻部表面312、314和侧内表面262、263之间的接合面。间隙350在侧鼻部表面312、314和侧内表面262、263的凹入部分264、265之间可以是最宽的。间隙350在过渡表面276、277处和沿侧壁256、257的基底部分272、273的剩余部分可变得相对较窄。在图26中所示的实施例中,当GET组件70处于标称位置时,可以存在侧鼻部表面312和侧内表面262之间的示出的间隙350。标称位置可以为部件的位置范围,在该位置没有明显的外力作用于作为整体的地面接合尖端100、联接器200或GET组件70上。在标称位置,间隙350可以基本上沿侧鼻部表面312、314和侧内表面262、263之间的整个接合面存在。
当GET组件70沿横向轴线74受到力的作用时,比如对尖端侧壁113、115或联接器200的侧壁256、257施加的力,联接器可相对于器具安装鼻部300围绕法向轴线75在标称位置和最大侧旋转位置之间的行程范围内旋转。图27示出了在最大侧旋转位置处的侧鼻部表面312和侧内表面262之间的间隙350的详细视图。在所示的最大侧旋转位置,外鼻部表面304的侧内表面262、263中的一个可与在过渡表面276、277和侧壁的近端268、269之间的位置处的联接器侧壁256、257的基底部分272、273成接触关系。随着联接器200相对于器安装鼻部300旋转,侧鼻部表面312中的一个和相应的侧内表面262之间的间隙350可变得更窄同时相对的侧鼻部表面314和相对的侧内表面263之间的间隙可变得更宽。在多个实施例中,当联接器200到达最大侧旋转位置且侧鼻部表面312接触到过渡表面276和近端268之间的侧内表面262时,间隙350仍然存在于侧鼻部表面312和侧内表面262的凹入部分264之间。换句话说,外鼻部表面304和侧内表面263的凹入部分265可在标称位置和最大侧旋转位置之间的行程范围内成间隔的非接触关系。
在多个实施例中,比如如图26和图27中所示,器具凹穴250可邻近邻接表面254横向向外张开,使得可沿侧壁256、257的基底部分258、259引发器具安装鼻部300和联接器200之间的接触。接触可发生在位于联接器侧壁256、257的每个基底部分272、273处或过渡表面和近端268之间的过渡表面276、277处。在此受限位置,器具安装鼻部300不接触在侧壁256、257的互锁部分270、271处的联接器200。因为在每个基底部分272、273处的侧壁256、257的宽度P可大于在每个互锁部分270、271处的宽度N,所以由联接器200和器具安装鼻部300之间的接触造成的应力可在侧壁的相对宽的部分上分布到联接器侧壁256、257。反之,如果这些应力像在一些设计中被分布到较窄的互锁部分270、271,那么这可增加侧壁损坏的可能性。
在一些实施例中,器具凹穴250可最靠近尖端安装部分204横向向外张开,这样使得器具凹穴在内腔处具有大于在开口253处的横向开口宽度的横向腔宽度。
联接器200的安装鼻部206可适于装配到地面接合尖端100的联接器凹穴114内。在一些实施例中,比如图24中所示的实施例,第二对保持机构108可将地面接合尖端100固定到联接器200上。在这样的实施例中,当安装鼻部206定位在联接器凹穴114内时,保持凸台226、227可与在地面接合尖端100的侧壁126、128上的保持孔142、143基本对齐。第二对保持机构108可适于装配到保持孔142、143内且连接到保持凸台226、227。第二对保持机构108随后可固定联接器凹穴114内的安装鼻部206且基本上限制地面接合尖端100和联接器200之间的相对运动。
如图24中所示,当安装鼻部206定位在联接器凹穴114内时,安装鼻部的侧表面214、215可基本上定位成邻近侧壁126、128的内表面118。如图25和图28中所示,当安装鼻部206定位在联接器凹穴114内时,安装鼻部的远端外表面212可基本上设置成邻近联接器凹穴的基底壁120。此外,安装鼻部206的第一外面表面210可基本上设置成邻近联接器凹穴114的第一联接器面壁122,而安装鼻部的第二外面表面211可基本上设置成邻近联接器凹穴的第二联接器面壁124。虽然沿彼此定位,但是安装鼻部206的第一外面表面210的第一面轮廓线可基本上与联接器凹穴114的第一联接器面壁122的第一壁轮廓线不互补。同样地,安装鼻部206的第二外面表面211的第二面轮廓线可基本上与联接器凹穴114的第二联接器面壁124的第二壁轮廓线不互补(见图28)。
在一些实施例中,联接器凹穴114可具有至少一个限定壁轮廓线的联接器面壁122、124。联接器200可包括至少一个限定面轮廓线的外面表面210、211。联接器200可设置在联接器凹穴114内,这样使得至少一个外面表面210、211与至少一个联接器面壁122、124相邻。在这样的实施例中,至少一个联接器面壁122、124的壁轮廓线可与至少一个外面表面210、211的面轮廓线不互补。
在安装鼻部206和联接器凹穴114之间不同的轮廓线可提高地面接合尖端100和联接器200两者的强度。参照图28,对应的轮廓线之间的一个不同之处可在地面接合尖端100的第一和第二联接器面壁122、124的凹形部分138、139与安装鼻部206的第一和第二外面表面210、211的第二平面鼻部部分220、211之间显而易见。如上所述,增加凹形部分138、139的半径可使得有更大的壁圆角131半径,这样可降低地面接合尖端100的应力集中。因不是在凹形部分138、139上复制第一和第二联接器面壁122、124的轮廓线,所以第一和第二外面表面210、211沿第二平面鼻部部分220、211可以是平面形的。这样的面轮廓线可使得在第一凹形鼻部部分218、219,第二平面鼻部部分220、221以及第二凹形鼻部部分222、223之间有平滑过渡,从而导致安装鼻部206的降低的应力集中。虽然增加第一和第二联接器面壁122、124的凹形部分138、139的半径可导致在凹形部分处稍高的应力集中,但是在壁圆角131处的较低应力集中可抵消这样的增加。反之,如果安装鼻部206的第一和第二外面表面210、211紧随凹形部分138和139的轮廓,那么安装鼻部的应力集中可以增加而不会引起安装鼻部其他地方的应力的降低。因此,利用在安装鼻部206的第一和第二外面表面210和211的第一和第二联接器面壁122和124之间的基本上不同的轮廓线能导致地面接合尖端100和联接器200中更低的应力。
在多个实施例中,安装鼻部206的第一和第二外面表面210、211的第一凹形鼻部部分218、219可具有第一鼻部凹曲率半径,且第一和第二联接器面壁122、124的第一凸形部分136和137能具有第一凹穴凸曲率半径。在一些实施例中,第一鼻部凹曲率半径与第一凹槽凸曲率半径的比值可在约3:2至约2:1之间的范围内;而在特定实施例中,可约为15:9。
参照图24和图29,当安装鼻部206定位于联接器凹穴114内时,联接器200的互锁外凹槽表面234和235能分别与互锁舌片116、117的内侧向表面158、159成间隔关系。参照图29,可在内侧向表面158、159与互锁外凹槽表面243、235之间限定互锁间隙242、243。当安装鼻部206定位在联接器凹穴114内时,舌片过渡点166、167可沿纵向轴线85偏离凹槽过渡点240和241。在一些实施例中,每一内侧向表面158、159的舌片过渡点166、167可设置成与地面接合尖端100的地面接合部分110相距第一距离,而凹槽过渡点240和241可设置成与地面接合尖端100的地面接合部分110相距第二距离。在一些实施例中,第一距离可小于第二距离。换句话说,在一些实施例中,舌片过渡点166、167可比凹槽过渡点240和241更接近地面接合尖端100的地面接合部分110。
图29示出了GET组件70在标称位置时,互锁舌片117的其中一个的内侧向表面159和联接器200的一侧的互锁外凹槽表面235之间的接合面。如上所述,标称位置可定义为一个位置,在这个位置,无明显的外力能作用在作为整体的地面接合尖端100、联接器200或GET组件70上。内侧向表面159可具有内互锁舌片轮廓线,而互锁外凹槽表面235可具有凹槽轮廓线。在多个实施例中,内互锁舌片轮廓线可与凹槽轮廓线成非互补关系。在这样的实施例中,当地面接合尖端100处于标称位置时,互锁舌片117的内侧向表面159和联接器200的互锁外凹槽表面235能彼此分别呈大体非平行的关系。因此,在一些实施例中,沿互锁外凹槽表面235与互锁舌片117的内侧向表面159之间的界面的长度,互锁间隙243可具有可变非均匀宽度。在一些实施例中,在标称位置,互锁外凹槽表面235的偏移角可相对于内侧向表面159敞开。在具体实施例中,互锁外凹槽表面235的偏移角可相对于内侧向表面159敞开约为3度。
联接器200可枢转地安装至地面接合尖端100,这样使得地面接合尖端可相对于联接器围绕横向轴线75旋转。当地面接合尖端100沿横向轴线75受到力的作用时,比如对尖端侧壁113、115施加的力,地面接合尖端100可相对于联接器200围绕法向轴线80在标称位置和最大侧旋转位置之间的行程范围内旋转。当地面接合尖端旋转到内表面118沿地面接合尖端的侧壁126、128接触安装鼻部206的侧面中的一个(未示出)的位置,地面接合尖端100可到达最大侧旋转位置。当地面接合尖端100沿横向轴线75遭遇负荷时,内侧向表面159和互锁外凹槽表面235之间的偏移角和非平行关系可以使得互锁间隙243得以保持。图30示出了当地面接合尖端100处于沿横向轴线75的最大侧旋转位置的负荷下时,互锁舌片117的其中一个的内侧向表面159和联接器200一侧的互锁外凹槽表面235之间的接合面。如图29(标称位置)和图30(最大侧旋转位置)所示,互锁舌片117和互锁外凹槽表面235可以在标称位置和最大侧旋转位置之间的整个行程范围内成间隔的非接触关系。
如图30所示,在一些实施例中,当地面接合尖端100处于最大侧旋转位置时,内侧向表面159的近端平面部分161和互锁外凹槽表面235的凹槽平面部分237可相对于彼此成基本上平行的关系。互锁间隙243可在标称位置具有标称宽度,并且在最大侧旋转位置具有横向旋转宽度。在一些实施例中,互锁间隙243的标称宽度可以大于互锁间隙的横向旋转宽度。在具体实施例中,当地面接合尖端100处于最大侧横向旋转位置时,互锁间隙242、243的宽度可以大于零。
在一些实施例中,每个所述互锁舌片116、117的凹形部分162、163的半径可基本上等于每个所述互锁外凹槽表面234、235的凹槽凸形部分238、239的半径。在一些实施例中,每个所述互锁舌片116、117的凹形部分162、163的半径可不同于每个互锁外凹槽表面234、235的凹槽凸形部分238、239的半径。如图所示,在一些实施例中,即使当地面接合尖端100可不再相对于联接器200旋转,互锁间隙243可跨越内侧向表面159和互锁外凹槽表面235之间的接合面的整个长度。在这样的实施例中,互锁舌片117的内侧向表面159在横向负荷下不接触联接器200,并且因此,互锁舌片116、117在侧负荷下不受到横向应力。相反,地面接合尖端100在横向负荷下所感受到的横向应力可分配至联接器凹穴114的侧壁126、128。
在一些实施例中,如图24所示,如沿横向轴线75测量时侧壁126、128或地面接合尖端100可基本上比互锁舌片116、117更宽。此外,互锁舌片116、117可悬臂式地远离地面接合尖端100,与此同时侧壁126、128可将应力分配至联接器凹穴114的第一和第二联接器面壁122、124。因此,由于横向负荷导致的零件失效的可能性是可以降低的,将应力从横向负荷分配至侧壁126、128,而不是互锁舌片116、117,可为可取的。
在一些实施例中,地面接合尖端100可枢转地安装至联接器200,这样使得地面接合尖端可相对于联接器在标称位置和最大侧旋转位置之间的行程范围内旋转。地面接合尖端100可具有可与联接器200成重叠关系的互锁舌片116、117。在这样的实施例中,互锁舌片116、117和联接器200可在标称位置和最大侧旋转位置之间的行程范围内成间隔的非接触关系。
参照图33,联接器200可安装至地面接合尖端100,这样使得地面接合尖端的互锁舌片116、117可设置在互锁凹槽232、233内。联接器的互锁套环230、231可以沿互锁舌片116、117的近端148、149的弯曲末端边缘150、151设置,这样使得互锁凹槽232、233接纳互锁舌片。在标称位置,套环间隙248可限定在互锁舌片116、117和互锁套环230、231之间。在一些实施例中,弯曲互锁套环230、231的曲率半径可基本上与互锁舌片116、117的弯曲末端边缘150、151的曲率半径相等。可沿纵向轴线85在第一和第二互锁接触表面245、247与联接器凹穴114的平面部分132、133之间测量另一个纵向距离V。在一些实施例中,沿纵向轴线85在保持孔142、143的中心144、145与互锁舌片116、117的近端148、149之间测得的纵向距离B可以比纵向距离U大。在一些实施例中,纵向距离B与纵向距离U的比值可以介于大约1:1与2:1之间,或在其他实施例中,可以介于大约1:1与3:2之间。在一些实施例中,纵向距离B可以小于沿纵向轴线85测得的纵向距离V。在一些实施例中,纵向距离B与纵向距离V的比值可在约1:4至3:4之间的范围内,其中某一具体实施例中的比值为55:117。在具体实施例中,纵向距离B与纵向距离U的比值可约为17:11。
地面接合尖端100可枢转地安装至联接器200,这样使得地面接合尖端可相对于联接器围绕横向轴线75在标称位置和最大旋转间距位置之间的行程范围内旋转。在标称位置,如图31或图33所示,联接器凹穴114的内表面118的远端平面部分132、133和弯曲部分134、135都可与安装鼻部206的第一或第二外表面210、211成非接触关系。当来自载荷的力(例如图32所示的力F)以基本上垂直于横向轴线75的方向作用在地面接合尖端100的时候,地面接合尖端可围绕保持轴线90相对于联接器200从标称位置旋转到最大旋转间距位置。在最大旋转间距位置,地面接合尖端100的远端平面部分132、133可与联接器200的第一平面部分216、217中的一个在沿远端平面部分的接触点处成接触关系。然而,在整个行程范围内,第一联接器面壁122和第二联接器面壁124两者的弯曲部分134、135与联接器200始终保持非接触的间隔关系。在这样的实施例中,当地面接合尖端100可旋转到最大旋转间距位置时,安装鼻部206可受到沿法向轴线80作用在地面接合尖端的力的作用。
在一些实施例中,地面接合尖端100可以能够移动地连接到联接器200。地面接合尖端100可限定可适于接纳联接器200的联接器凹穴114。联接器凹穴114可由包括远端平面部132、133和弯曲部分134、135的至少一个联接器面壁124、126来限定。在这样的实施例中,地面接合尖端100可相对于联接器200在标称位置与最大旋转间距位置之间的行程范围内移动。在标称位置与最大旋转间距位置之间的行程范围内,至少一个联接器面壁124、126的弯曲部分134、135可与联接器200成非接触的间隔关系。
在一些实施例中,在基本上垂直于保持轴线90的载荷下,地面接合尖端100可在沿远端平面部分132的接触点处接触安装鼻部206,并且地面接合尖端可围绕横向轴线75绕接触点旋转,直到每个互锁舌片116、117的第一舌片接触表面168、169接触联接器200上对应的第一互锁接触表面244、245。当第一舌片接触表面168、169接触到第一互锁接触表面244、245时,地面接合尖端100可停止旋转并且可相对于联接器200处于最大旋转间距位置。在最大旋转间距位置,联接器凹穴114的内表面118的远端平面部分132、133中的一个可与第一平面鼻部部分216、217中的一个成接触关系。尽管未示出,如果力沿法向轴线80在力F的反方向上作用在地面接合尖端100上,地面接合尖端100可类似但相反的方式重新作用。在这样的情况下,地面接合尖端可相对于联接器200稍微旋转,直到联接器凹穴114的内表面118的远端平面部分133接触到安装鼻部206的第一平面鼻部部分217。尽管未在接触中示出,在远端平面部分133和第一平面鼻部部分217之间的接合面在图28和图33中示出。一旦地面接合尖端100在远端平面部分133接触到安装鼻部206,地面接合尖端可围绕第一平面鼻部部分217上的接触点旋转(如图32-33中可见顺时针方向),直到每个互锁舌片116、117的第二舌片接触表面170、171接触到联接器200上对应的第二互锁接触表面246、247。当第二舌片接触表面170、171接触到第二互锁接触表面246、247时,地面接合尖端100可在相对于联接器200在最大旋转间距位置停止旋转。在沿法向轴线80的任一作用力下,当联接器凹穴114的内表面118的远端平面部分132、133在接触点接触到安装鼻部206的对应的第一平面鼻部部分216、217时,安装鼻部206可受到力的作用。
在一些实施例中,地面接合尖端100可相对于联接器200在行程范围内围绕保持轴线90旋转,并且互锁凹槽232、233可具有互补于互锁舌片116、117的弯曲末端边缘150、151的形状,这样使得在标称位置和最大旋转间距位置之间的行程范围内弯曲末端边缘可以与互锁套环成互不干扰的关系。
在一些实施例中,地面接合尖端100可相对于联接器200在行程范围内围绕保持轴线旋转。由于可将互锁舌片116、117设置在相应的互锁套环230、231的互锁凹槽232、233内,并且互锁凹槽可具有互补于互锁舌片的弯曲末端边缘150、151的形状,在行程范围内互锁舌片的弯曲末端边缘可与弯曲互锁套环成互不干扰的关系。
在多个实施例中,当受到沿法向轴线80的载荷时,地面接合尖端100可具有不超过三个与联接器200接触的并存接触点。在沿法向轴线80的载荷中,如图32所示,地面接合尖端100可只在联接器凹穴114的内表面118的远端平面部分132以及互锁舌片116、117的第一舌片接触表面168、169中的一个或者两者接触到联接器200。在某些应用和某些实施例中,可以预见的是在载荷下两个第一舌片接触表面168、169中只有一个接触到联接器200。在多个实施例中,在沿法向轴线80的载荷下,地面接合尖端100可只在联接器凹穴114的内表面118的远端平面部分133以及互锁舌片116、117的第二舌片接触表面170、171中的至少一个接触到联接器200。
本文中公开了多种组装地面接合工具组件的方法。一种方法可包括:提供地面接合尖端100,其可包括沿纵向轴线85延伸的地面接合部分110和联接部分112。联接部分112可具有限定联接器凹穴114的内表面118。联接器凹穴114可具有与内腔121连通的开口119。联接部分112还可具有沿纵向轴线沿远离地面接合部分110方向延伸的互锁舌片116、117。互锁舌片116、117还可具有内侧向表面158、159。该方法还可包括:插入联接器200,该联接器可枢转地安装至地面接合尖端100,这样使得地面接合尖端可相对于联接器围绕横向轴线75旋转。联接器200可具有适于装配在联接器凹穴114内的安装鼻部206、互锁套环230、231、和设置在互锁套环和安装鼻部之间的互锁外凹槽表面234、235。互锁套环230、231和互锁外凹槽表面234、235可限定互锁凹槽232、233。互锁凹槽232、233可以适于接纳互锁舌片116、117,这样使得互锁舌片的内侧向表面158、159和互锁外凹槽表面234、235可成彼此间隔的关系,以限定它们之间的互锁间隙242、243。地面接合尖端100可相对于联接器围绕法向轴线80在标称位置和最大侧旋转位置之间的行程范围内旋转,这样使得互锁舌片116、117和互锁外凹槽表面234、235在标称位置和最大侧旋转位置之间的行程范围内可成间隔的非接触关系。
组装地面接合工具组件70的另一种方法可包括:提供具有内表面118的地面接合尖端100,该内表面可具有基底壁120、第一联接器面壁122和与第一联接器面壁成间隔关系的第二联接器面壁124。第一和第二联接器面壁122、124可相对于由纵向轴线85和横向轴线75限定的平面彼此基本上对称。第一和第二联接器面壁122、124可沿纵向轴线85从基底壁120向联接器凹穴114的开口119延伸。第一和第二联接器面壁122、124中的每个可包括邻近基底壁120的远端平面部分132、133、邻近远端平面部分的第一凸形部分136、137、邻近第一凸形部分的凹形部分138、139和邻近凹形部分的第二凸形部分140、143。凹形部分138、139可设置在第一凸形部分136、137和第二凸形部分140、141之间。第一和第二面壁122、124可分别限定第一壁轮廓线和第二壁轮廓线。该方法还包括:将联接器200安装至地面接合尖端100。联接器200的安装鼻部206可包括限定第一面轮廓线的第一外表面210、和限定第二面轮廓线的第二外表面211。安装鼻部206可设置在联接器凹穴114内,这样使得第一外面表面210可邻近联接器凹穴的第一联接器面壁122,并且第二外面表面211可邻近联接器凹穴的第二联接器面壁124。联接器凹穴114的第一壁轮廓线可与安装鼻部206的第一面轮廓线不互补,并且联接器凹穴的第二壁轮廓线可与安装鼻部的第二面轮廓线不互补。
组装地面接合工具组件70的另一种方法可包括:提供具有和联接部分112成相对关系的地面接合部分110的地面接合尖端100。联接部分112可包括侧壁126、128和互锁舌片116、117。侧壁126、128可至少部分地限定联接器凹穴114。互锁舌片116、117可具有基底端146、147和近端148、149。基底端146、147可与侧壁126、128相邻的,并且互锁舌片116、117可沿基本上远离地面接合部分110的方向从基底端向近端148、149延伸。近端148、149可包括具有弯曲末端边缘150、151的周边。此方法可包括:将联接器200安装至地面接合尖端100,这样使得联接器的安装鼻部206可设置在联接器凹穴114内,并且地面接合尖端的互锁舌片116、117可设置在互锁凹槽232、233内。互锁凹槽232、233可由联接器200一侧的互锁套环230、231限定。地面接合尖端100可相对于联接器200在行程范围内围绕保持轴线90旋转,并且互锁凹槽232、233可具有互补于互锁舌片116、117的弯曲末端边缘150、151的形状,这样使得互锁舌片的弯曲末端边缘可与互锁套环230、231在行程范围内成互不干扰的关系。
组装地面接合工具组件70的另一种方法可包括:提供可具有和地面接合部分110成相对关系的联接部分112的地面接合尖端100。联接部分112可包括侧壁126、128、内表面118和互锁舌片116、117。内表面118可以限定联接器凹穴114,该联接器凹穴具有与内腔121连通的开口119。内表面118可包括与侧壁126、128一起可至少部分地限定联接器凹穴114的基底壁120。互锁舌片116、117可具有基底端146、147和近端148、149。基底端146、147可以与侧壁126、128相邻,并且互锁舌片116、117可沿基本上远离地面接合部分110的方向从基底端向近端延伸。侧壁126、128可限定具有中心144、145的保持孔142、143。沿纵向轴线85测得的从保持孔142、143的中心144、145到内表面118的基底端146、147的第一纵向距离与沿纵向轴线测得的从保持孔的中心到互锁舌片116的近端148、149的第二纵向距离的比值可以为约3:2或更小。此方法还可包括:将联接器200安装至地面接合尖端100,这样使得联接器的安装鼻部206可设置在联接器凹穴114内,并且地面接合尖端的互锁舌片116、117可在由联接器200的互锁套环230、231限定的互锁凹槽232、233内。该方法还可以包括:用保持机构108将地面接合尖端100固定至联接器200,该保持机构设置在地面接合尖端的联接部分112的保持孔142、143内。
组装地面接合工具组件70的另一种方法可包括:提供具有联接部分112的地面接合尖端100和沿纵向轴线85延伸的地面接合部分110。联接部分112可包括限定联接器凹穴114的内表面118,该联接器凹穴具有与内腔121连通的开口119。内表面118可具有基底壁120、和彼此成间隔关系并从基底壁120纵向延伸的第一侧壁126和第二侧壁128。联接部112还可包括彼此成间隔关系并从基底壁120纵向延伸并且在第一侧壁126和第二侧壁128之间延伸的第一联接器面壁122和第二联接器面壁124。第一和第二联接器面壁124、126都具有平面部分132、133和弯曲部分134、135。平面部分132、133可邻近基底壁120设置,并且弯曲部134、135可邻近联接器凹穴114的开口119设置。方法还可包括:将联接器200枢转地连接到地面接合尖端100,这样使得地面接合尖端可相对于联接器围绕保持轴线90在标称位置和最大旋转间距位置之间的行程范围内移动。联接器200的安装鼻部206可具有第一外面表面210和与第一外面表面成相对关系的第二外面表面211。安装鼻部206可以设置在联接器凹穴114之中,这样使得第一外面表面210和第二外面表面可分别邻近地面接合尖端100的第一联接器面壁122和第二联接器面壁1242。在本方法中,在标称位置与最大旋转间距位置之间的行程范围内,第一联接器面壁122和第二联接器面壁124两者的弯曲部分134、135与联接器200成非接触的间隔关系。
在组装地面接合工具组件70的另一种方法中,联接器200可具有尖端安装部分202和沿纵向轴线85与尖端安装部分成相对关系的器具安装部分204。器具安装部分204可限定器具凹穴250,该器具凹穴具有与内腔255连通的开口253。器具凹穴250可至少部分地由具有邻接表面254的中心壁252、以及具有邻近中心壁设置的远端266、267和沿纵向轴线85与远端成相对关系的近端268、269的联接器侧壁256、257限定。侧壁256、257可具有面向器具凹穴250并邻近邻接表面254的侧内表面262、263。侧内表面262、263可限定邻近邻接表面254的凹入部分264、265。凹入部分264、265可沿横向轴线75向侧内表面262、263横向向外偏移。联接器侧壁256、257也可具有设置在联接器侧壁的近端268、269的基底部分272、273,该联接器侧壁具有基底外表面274、275。基底部分272、273可具有沿侧横向轴线75在内表面262、263和基底外表面274、275之间测得的宽度。联接器侧壁256、267还可具有设置在联接器侧壁的远端266、267的互锁部分270、271,并可具有互锁外凹槽表面234、235。互锁部分270、271可具有沿横向轴线75在凹入部分264、265处的侧内表面262、263和互锁外凹槽表面234、235之间测得的宽度。基底部分272的宽度可大于互锁部分270、271的宽度。侧内表面262、263的凹入部分264、265可基本上沿纵向轴线85在邻接表面254和基底部分272、273的过渡表面276、277之间延伸,从而基本上跨越联接器侧壁256、257的互锁部分270、271。该方法还可包括:将器具安装鼻部300安装至联接器200,这样使得器具安装鼻部装配在联接器的器具凹穴250中。器具安装鼻部300的外鼻部表面304可邻近联接器200的侧内表面262、263设置,用以限定外鼻部表面和侧内表面之间的间隙350。联接器200可相对于器具安装鼻部300围绕法向轴线80在标称位置和最大侧向旋转位置之间行程范围内旋转。当联接器200在最大侧向旋转位置处时,外鼻部表面304可于过渡表面276、277和近端268、269之间的位置与联接器侧壁256、257的基底部分272、273相接触。另外,外鼻部表面304可与侧内表面262、263的凹入部分264、265在标称位置和最大侧向旋转位置之间的行程范围内成间隔的非接触关系。
在本发明的一个实施例中,地面接合尖端可包括地面接合部分和联接部分。联接部分可沿地面接合部分的纵向轴线与地面接合部分成相对关系。联接部分可包括限定联接器凹穴的内表面和沿纵向轴线沿基本上远离地面接合部分的方向延伸的互锁舌片。互锁舌片可在近端终止,并且互锁舌片可具有外侧向表面和内侧向表面。内侧向表面可具有近端平面部分和凹形部分。互锁舌片的近端可具有沿横向轴线在外侧向表面和内侧向表面的近端平面部之间测得的近端宽度,该横向轴线可基本上垂直于纵向轴线。凹形部分可具有可比近端的近端宽度大的曲率半径。
地面接合工具系统的另一实施例可包括地面接合尖端,该地面接合尖端包括地面接合部分和联接部分。地面接合部分和联接部分可以沿纵向轴线延伸。联接部分可具有限定联接器凹穴的内表面和沿纵向轴线沿远离地面接合部分的方向延伸的互锁舌片。互锁舌片可具有内侧向表面。地面接合工具系统还可具有联接器,该联接器枢转地安装至地面接合尖端,这样使得地面接合尖端可相对于联接器围绕基本上垂直于纵向轴线的横向轴线旋转。联接器可具有适于装配在联接器凹穴内的安装鼻部、互锁套环、和设置在互锁套环和安装鼻部之间的互锁外凹槽表面。互锁套环和互锁外凹槽表面可以限定互锁凹槽。互锁凹槽可适于接纳互锁舌片,这样使得互锁舌片的内侧向表面和联接器的互锁外凹槽表面设置可成彼此间隔的关系,以限定它们之间的互锁间隙。地面接合尖端可相对于联接器围绕基本上垂直于纵向轴线和横向轴线的法向轴线在标称位置和最大侧旋转位置之间的行程范围内旋转,这样使得互锁舌片和互锁外凹槽表面在标称位置和最大侧旋转位置之间的行程范围内可成间隔的非接触关系。
在另一个实施例中,地面接合工具系统可包括联接器和地面接合尖端,该地面接合尖端枢转地安装至联接器,这样使得地面接合尖端可相对于联接器在标称位置和最大侧旋转位置之间的行程范围内旋转。地面接合尖端可具有互锁舌片,其可与联接器成重叠关系。在标称位置和最大侧旋转位置之间的行程范围内,互锁舌片和联接器可成间隔的非接触关系。
在另一个实施例中,联接器可包括尖端安装部分和与尖端安装部分沿纵向轴线成相对关系的器具安装部分。器具安装部分可以限定器具凹穴,且该器具凹穴可至少部分地由具有邻接表面的中心壁、和具有远端(邻近中心壁设置)和近端(沿纵向轴线与远端成相对关系)的联接器侧壁限定。侧壁可具有面向器具凹穴并邻近邻接表面的侧内表面。侧内表面可限定邻近邻接表面的凹入部分。凹入部分可沿基本上垂直于纵向轴线的横向轴线横向向外偏离侧内表面。侧壁还可具有设置在联接器侧壁近端的基底部分,其可具有基底外表面和可沿横向轴线在侧内表面和基底外表面之间测得的基底部分宽度。侧壁还可具有设置在联接器侧壁远端的互锁部分,其可具有互锁外凹槽表面和可沿横向轴线在凹入部分处的侧内表面和互锁外凹槽表面之间测得的互锁部分宽度。基底部分宽度可大于互锁部分宽度。侧内表面的凹入部分可基本上沿纵向轴线在联接器侧壁的基底部分的邻接表面和过渡表面之间延伸,从而基本上跨越联接器侧壁的互锁部分。
在另一个实施例中,地面接合工具联接系统可包括联接器,该联接器可具有尖端安装部分和沿纵向轴线与该尖端安装部分成相对关系的器具安装部分。器具安装部分可限定器具凹穴。器具凹穴可至少部分地由具有邻接表面的中心壁和联接器侧壁所限定,该联接器侧壁可具有远端(邻近中心壁设置)和近端(沿纵向轴线与远端成相对关系)。侧壁可具有侧内表面,其可面向器具凹穴且邻近邻接表面。侧内表面可限定邻近邻接表面的凹入部分,且凹入部分可沿基本上垂直于纵向轴线的横向轴线横向向外偏离侧内表面。侧壁还可具有基底部分,其可设置在联接器侧壁的近端且可具有基底外表面和沿横向轴线在侧内表面和基底外表面之间测得的基底部分宽度。侧壁还可具有设置在联接器侧壁的远端的互锁部分。互锁部分可具有互锁外凹槽表面和可沿横向轴线在凹入部分处的侧内表面和互锁外凹槽表面之间测得的互锁部分宽度。基底部分宽度可大于互锁部分宽度,且侧内表面的凹入部分可基本上沿纵向轴线从邻接表面和联接器侧壁的基底部分的过渡表面延伸,从而基本上跨越联接器侧壁的互锁部分。地面接合工具联接系统还可包括器具安装鼻部,其安装至联接器,这样使得器具安装鼻部可设置在联接器的器具凹穴内。器具安装鼻部可具有外鼻部表面,其可邻近联接器的侧内表面设置且可限定它们之间的间隙。联接器可相对于器具安装鼻部在标称位置和最大侧旋转位置之间的行程范围内围绕法向轴线旋转,该法向轴线基本上垂直于纵向轴线和横向轴线。当联接器处于最大侧旋转位置时,外鼻部表面可在过渡表面和近端之间的位置处与联接器侧壁的基底部分成接触关系。在标称位置和最大侧旋转位置之间的行程范围内,外鼻部表面和侧内表面的凹入部分可成间隔的非接触关系。
在另一个实施例中,联接器可包括尖端安装部分和与尖端安装部分成相对关系的器具安装部分。器具安装部分可限定器具凹穴,该器具凹穴可具有与内腔连通的开口。器具凹穴可最接近尖端安装部分横向向外张开,这样使得器具凹穴在内腔处可具有横向腔宽度,其大于开口处的横向开口宽度。
在另一个实施例中,地面接合尖端可包括地面接合部分和沿其纵向轴线与地面接合部分成相对关系的联接部分。联接部分可包括内表面,其可包括联接器凹穴,该联接器凹穴具有与内腔连通的开口。内表面可具有基底壁、第一联接器面壁、和第二联接器面壁。第一联接器面壁可与第二联接器面壁成间隔关系。第一联接器面壁和第二联接器面壁均可均沿纵向轴线从基底壁延伸到联接器凹穴的开口。第一联接器面壁和第二联接器面壁均可包括分别邻近基底壁的远端平面部分。第一联接器面壁和第二联接器面壁均可包括分别邻近远端平面部分的第一凸形部分、分别邻近第一凸形部分的凹形部分、以及分别邻近第一凹形部分的第二凸形部分,这样使得凹形部分可设置在第一凸形部分和第二凸形部分之间。
在另一个实施例中,地面接合工具系统可包括地面接合尖端,该地面接合尖端可包括地面接合部分和沿其纵向轴线与地面接合部分成相对关系的联接部分。联接部分可包括可限定联接器凹穴的内表面,该联接器凹穴可具有与内腔连通的开口。内表面可具有基底壁、第一联接器面壁、和第二联接器面壁。第一联接器面壁可与第二联接器面壁成间隔关系。第一联接器面壁和第二联接器面壁均可沿纵向轴线从基底壁向联接器凹穴的开口延伸。第一联接器面壁和第二联接器面壁均可包括分别邻近基底壁的远端平面部分。第一联接器面壁可限定第一壁轮廓线,而第二联接器面壁可限定第二壁轮廓线。地面接合工具系统还可包括可安装至地面接合尖端的联接器。联接器可具有适于装配在联接器凹穴内的安装鼻部。安装鼻部可包括可限定第一面轮廓线的第一外面表面和可限定第二面轮廓线的第二外面表面。安装鼻部可设置在联接器凹穴内,这样使得第一外面表面可邻近联接器凹穴的第一联接器面壁,而第二外面表面可邻近联接器凹穴的第二联接器面壁。联接器凹穴的第一壁轮廓线可与安装鼻的第一面轮廓线不互补,而联接器凹穴的第二壁轮廓线可与安装鼻的第二面轮廓线不互补。
在另一个实施例中,地面接合工具系统可包括可限定联接器凹穴的地面接合尖端,该联接器凹穴可具有可限定壁轮廓线的至少一个联接器面壁。该地面接合工具系统还可包括可安装至地面接合尖端的联接器。联接器可包括可限定面轮廓线的至少一个外面表面。联接器可设置在联接器凹穴内,这样使得至少一个外面表面可邻近至少一个联接器面壁。壁轮廓线可与面轮廓线不互补。
在另一个实施例中,地面接合工具系统可包括地面接合尖端,该地面接合尖端可具有地面接合部分和与地面接合部分成相对关系的联接部分。联接部分可包括侧壁和互锁舌片。侧壁可至少部分地限定联接器凹穴。互锁舌片可具有基底端和近端。互锁舌片的基底端可与侧壁相邻,并且互锁舌片可沿基本上远离地面接合部分的方向从基底端向近端延伸,其中近端可包括具有弯曲末端边缘的周边。
在一些实施例中,地面接合工具系统可包括地面接合尖端,该地面接合尖端包括地面接合部分和与地面接合部分成相对关系的联接部分。联接部分可包括侧壁和互锁舌片。侧壁可至少部分地限定联接器凹穴。互锁舌片可具有基底端和近端。互锁舌片的基底端可以与侧壁相邻,并且互锁舌片可沿基本上远离地面接合部分的方向从基底端向近端延伸,其中近端包括具有弯曲末端边缘的周边。地面接合工具系统还可具有联接器,该联接器可具有安装鼻部和限定互锁凹槽的互锁套环。联接器可安装至地面接合尖端,这样使得联接器的安装鼻部可设置在地面接合尖端的联接器凹穴内,并且地面接合尖端的互锁舌片可设置在互锁凹槽内。地面接合尖端可相对于联接器在行程范围内围绕保持轴线以及具有与互锁舌片的弯曲末端边缘互补的形状的互锁凹槽旋转,这样使得互锁舌片的弯曲末端边缘在行程范围内与互锁套环成非干扰关系。
在另一个实施例中,地面接合尖端可包括地面接合部分和联接部分。联接部分可与地面接合部分成相对关系。地面接合部分可包括互锁舌片,该互锁舌片可沿基本上远离地面接合部分的方向向近端延伸,其中该近端可包括具有弯曲末端边缘的周边。
在一些实施例中,地面接合工具系统可包括地面接合部分和沿其纵向轴线与地面接合部分成相对关系的联接部分。联接部分可以包括内表面、侧壁和互锁舌片。内表面可限定联接器凹穴并具有基底壁。侧壁和基底壁可至少部分地限定联接器凹穴。互锁舌片可具有基底端和近端。互锁舌片的基底端可与侧壁邻接,并且互锁舌片可沿基本上远离地面接合部分的方向从基底端向近端延伸。侧壁可限定具有中心的保持孔。可沿纵向轴线测得的从保持孔的中心到内表面的基底壁的第一纵向距离与可沿纵向轴线测得的从保持孔的中心到互锁舌片的近端的第二纵向距离的比值可为约3:2或更小。
在其他实施例中,地面接合工具系统可包括地面接合尖端,该地面接合尖端可包括地面接合部分和沿其纵向轴线与地面接合部分成相对关系的联接部分。联接部分可以包括内表面、侧壁和互锁舌片。内表面可限定联接器凹穴,该联接器凹穴可具有与内腔连通的开口。内表面可具有基底壁。侧壁和基底壁可至少部分地限定联接器凹穴,并且互锁舌片可具有基底端和近端。互锁舌片的基底端可与侧壁邻接,互锁舌片可沿基本上远离地面接合部分的方向从基底端向近端延伸。侧壁可限定具有中心的保持孔。可沿纵向轴线测得的从保持孔的中心到基底壁的第一纵向距离与可沿纵向轴线测得的从保持孔的中心到互锁舌片的近端的第二纵向距离的比值可以为约3:2或更小。地面接合工具系统可具有联接器,该联接器可具有安装鼻部和限定互锁凹槽的互锁套环。联接器可安装至地面接合尖端,这样使得联接器的安装鼻部可设置在联接器凹穴内,并且地面接合尖端的互锁舌片可设置在互锁凹槽内。保持机构可设置在保持孔内并可适于将地面接合尖端固定到联接器。
在另一个实施例中,地面接合尖端可包括基底壁和可至少部分地限定联接器凹穴的侧壁。互锁舌片可沿基本上远离基底壁的方向从侧壁向近端延伸。侧壁可限定保持孔,该保持孔设置在互锁舌片的近端和基底壁之间的大致中间位置。
在另一个实施例中,地面接合工具系统可包括地面接合尖端,该地面接合尖端可具有联接部分和地面接合部分,地面接合部分和联接部分沿纵向轴线延伸。联接部分可包括内表面,该内表面可限定具有开口的联接器凹穴。内表面可具有基底壁、第一侧壁和第二侧壁,该第一侧壁和第二侧壁彼此成间隔关系并从基底壁纵向延伸。联接部分还可限定彼此成间隔关系的第一联接器面壁和第二联接器面壁,并可从基底壁纵向延伸并且可以在第一侧壁和第二侧壁之间延伸。第一联接器面壁和第二联接器面壁均可具有平面部分和弯曲部分。该平面部分可邻近基底壁设置,而弯曲部分可邻近联接器凹穴的开口。地面接合工具系统还可包括联接器,该联接器可枢转地连接到地面接合尖端,这样使得地面接合尖端可相对于联接器在围绕标称位置和最大旋转间距位置之间的保持轴线的行程范围内移动。联接器可包括安装鼻部,该安装鼻部可包括第一外面表面和与第一外面表面成相对关系的第二外面表面。安装鼻部可设置在联接器凹穴内,这样使得第一外面表面和第二外面表面可分别邻近地面接合尖端的第一联接器面壁和第二联接器面壁。在标称位置与最大旋转间距位置之间的行程范围内,第一联接器面壁和第二联接器面壁两者的弯曲部分可与联接器成非接触的间隔关系。
在另一个实施例中,地面接合工具系统可包括联接器和能够移动地连接至联接器的地面接合尖端。地面接合尖端可限定适于接纳联接器的联接器凹穴。联接器凹穴可由包括远端部分和弯曲部分的至少一个联接器面壁限定。地面接合尖端可以相对于联接器在标称位置与最大旋转间距位置之间的行程范围内移动。在标称位置与最大旋转间距位置之间的行程范围内,至少一个联接器面壁的弯曲部分可与联接器成非接触的间隔关系。
在另一个实施例中,地面接合工具系统可包括具有联接部分和地面接合部分的地面接合尖端。地面接合部分和联接部分可沿纵向轴线延伸。联接部分可包括内表面和互锁舌片。内表面可限定联接器凹穴,该联接器凹穴可具有与内腔相连通的开口。内表面可具有基底壁、第一侧壁和第二侧壁,第一侧壁和第二侧壁彼此成间隔关系并从基底壁纵向延伸。内表面还可具有彼此成间隔关系的第一联接器面壁和第二联接器面壁,并可从基底壁纵向延伸并且可在第一侧壁与第二侧壁之间延伸。第一联接器面壁和第二联接器面壁均可具有平面部分和弯曲部分。平面部分可邻近基底壁设置,而弯曲部分可邻近联接器凹穴的开口。互锁舌片可具有基底端和近端。基底端可与第一侧壁和第二侧壁中的一者相邻。互锁舌片可沿基本上远离地面接合部分的方向从基底端延伸到近端,且与互锁舌片相邻的第一侧壁和第二侧壁中的一者可限定保持孔。地面接合工具系统还可包括联接器,该联接器可枢转地连接到地面接合尖端,这样使得地面接合尖端可相对于联接器在标称位置与最大旋转间距位置之间的行程范围内围绕保持轴线移动。联接器可包括安装鼻部,该安装鼻部可包括第一外面表面和与第一外面表面成相对关系的第二外面表面。安装鼻部可设置在联接器凹穴内,这样使得第一外面表面和第二外面表面可分别邻近地面接合尖端的第一联接器面壁和第二联接器面壁。地面接合工具系统还可包括设置在保持孔内的保持机构,且可适于将地面接合尖端枢转地固定到联接器。保持机构可限定保持轴线。在标称位置与最大旋转间距位置之间的行程范围内,第一联接器面壁和第二联接器面壁两者的弯曲部分可与联接器成非接触的间隔关系。在基本上垂直于保持轴线的负荷之下,地面接合尖端可适于在第一联接器面壁和第二联接器面壁中的一者的至少平面部分上的接触点处接触联接器,且适于围绕接触点旋转直到互锁舌片在最大旋转间距位置接触联接器。
工业实用性
从前面的讨论中,应该容易理解本文所述的GET组件的工业实用性。本发明可适用于任何机器,其使用用于挖掘、刮削、整平或涉及接合地面或其他作业材料的任何其他合适应用的器具。在用于此类应用的机器中,地面接合工具和尖端可很快地磨损并需要更换。
因此,本发明可应用于多种不同的机器和环境。本发明的GET组件的一个示例性用途可以是用于采矿应用中,其中机器器具可通常用来刮削或挖掘各种作业材料,包括岩石、砂砾、沙子、泥土和其他达延长时间段且具有极少停机时间的材料。在此类应用中,可以预料到地面接合工具和尖端的更换,但是可以期望尽可能地延长此类工具的寿命以便限制机器停机时间和更换成本。如所论述,本发明具有可减少零件故障的概率且增加地面接合工具的可用寿命的特征。减少零件故障可增加机器运转时间且节省更换零件的成本。
将接触点限制到本文所论述的那些接触点已示出具有优于现有设计的优点,现有设计在地面接合尖端与联接器之间使用额外或替代接触点。现有地面接合尖端的一个实例与联接器凹穴的内表面内的两个点处的联接器接触,但不与互锁舌片处的联接器接触。有限元分析已示出与具有联接器凹穴内的两个接触点的现有设计相比,遵循本发明的原理的地面接合尖端100可降低垂直负荷下地面接合尖端中的应力多达50-60%。因此,由所公开的地面接合尖端100受到的减小的应力提供了优于现有设计的优点,因为零件故障的频率和概率可降低。
应理解的是前面的描述提供了所公开的系统和技术的实例。但是,可以预见的是本发明的其他实施方式可与前面的实例在细节上有所不同。所有对本发明或其实例的引用旨在提及特定实例在该点被讨论并且并不打算更广泛地暗示对本范围的任何限制。关于某些特征的所有差别和贬低语言旨在表明缺乏对那些特征的偏好,但不是将这些完全排除在本发明的范围之外,除非另有说明。
除非本文另有说明,否则本文对数值范围的叙述仅仅用作一种分别指出落入范围内的各单独数值的速记方法,并且各单独数值包含在说明书内,如同本文个别列举一样。本文所述的所有方法可以任何合适的顺序实施,除非本文另有说明或者上下文清楚地相反指出。
因此,本发明包括适用的法律所允许所附权利要求书中列举的主题的所有修改和等同物。此外,上述要素所有可能变化的任意组合包括在本发明中,除非本文另有说明或者上下文清楚地相反指出。
Claims (10)
1.一种地面接合工具系统,其包括:
地面接合尖端(100),其具有联接部分(112)和地面接合部分(110),所述地面接合部分(110)和所述联接部分(112)沿纵向轴线(80)延伸,所述联接部分(112)包括内表面(118),所述内表面(118)限定具有开口(119)的联接器凹穴(114),所述内表面(118)具有基底壁(120)、彼此成间隔关系并从基底壁(120)纵向延伸的第一侧壁(126)和第二侧壁(128)、以及彼此成间隔关系并从所述基底壁(120)纵向延伸的并且在所述第一侧壁(126)和所述第二侧壁(128)之间延伸的第一联接器面壁(122)和第二联接器面壁(124),其中,所述第一联接器面壁(122)和所述第二联接器面壁(124)各自具有平面部分(132)和弯曲部分(134),所述平面部分(132)邻近所述基底壁(120)设置,且所述弯曲部分(134)邻近所述联接器凹穴(114)的所述开口(119);
联接器(200),其能够枢转地连接到所述地面接合尖端(100),这样使得所述地面接合尖端(100)能够相对于所述联接器(200)在标称位置与最大旋转间距位置之间的行程范围内围绕保持轴线(90)移动,所述联接器(200)包括安装鼻部(206),所述安装鼻部(206)包括第一外面表面(210)和与所述第一外面表面(210)成相对关系的第二外面表面(211),所述安装鼻部(206)设置在所述联接器凹穴(114)内,这样以使得所述第一外面表面(210)和所述第二外面表面(211)分别邻近所述地面接合尖端(100)的所述第一联接器面壁(122)和所述第二联接器面壁(124);且
其中,在所述标称位置与所述最大旋转间距位置之间的所述行程范围内,所述第一联接器面壁(122)和所述第二联接器面壁(124)两者的所述弯曲部分(134)与所述联接器(200)成非接触的间隔关系。
2.根据权利要求1所述的地面接合工具系统,其中,所述地面接合尖端(100)的所述联接部分(112)包括具有基底端(146)和近端(148)的互锁舌片(116),所述基底端(146)与所述第一侧壁(126)和所述第二侧壁(128)中的一个邻接,所述互锁舌片(116)沿基本上远离所述地面接合部分(110)的方向从所述基底端(146)延伸到所述近端(148),且所述联接器(200)包括互锁套环(230),所述互锁套环(230)限定邻近所述安装鼻部(206)的互锁凹槽(232)且适于接纳所述联接部分(112)的所述互锁舌片(116)。
3.根据权利要求2所述的地面接合工具系统,其中,所述互锁套环(230)包括第一互锁接触表面(244)和与所述第一互锁接触表面(244)成间隔关系的第二互锁接触表面(246)。
4.根据权利要求3所述的地面接合工具系统,其中,当所述地面接合尖端(100)处于所述最大旋转间距位置时,所述互锁舌片(116)与所述互锁套环(230)的所述第一互锁接触表面(244)或所述第二互锁接触表面(246)接合接触。
5.根据权利要求3所述的地面接合工具系统,其中,与所述互锁舌片(116)邻接的所述第一侧壁(126)和所述第二侧壁(128)中的一个限定具有中心(144)的保持孔(142)。
6.根据权利要求5所述的地面接合工具系统,其中,所述第一互锁接触表面(244)和所述第二互锁接触表面(246)相对于彼此基本上纵向对齐,且沿所述纵向轴线(80)测得的所述保持孔(142)的所述中心(144)与所述互锁舌片(116)的所述近端(148)之间的第一纵向距离大于沿所述纵向轴线(80)测得的所述保持孔(142)的所述中心(144)与所述第一互锁接触表面(244)和所述第二互锁接触表面(246)之间的第二纵向距离。
7.根据权利要求5所述的地面接合工具系统,其中,所述第一互锁接触表面(244)和所述第二互锁接触表面(246)相对于彼此基本上纵向对齐,且沿所述纵向轴线(80)测得的所述保持孔(142)的所述中心(144)到所述互锁舌片(116)的所述近端(148)之间的第一纵向距离与沿所述纵向轴线(80)测得的所述保持孔(142)的所述中心(144)到所述第一互锁接触表面(244)与所述第二互锁接触表面(246)之间的第二纵向距离的比在约1:1与约2:1之间的范围内。
8.根据权利要求7所述的地面接合工具系统,其中,所述第一纵向距离与所述第二纵向距离的比在约1:1与约3:2之间的范围内。
9.根据权利要求5所述的地面接合工具系统,其中,所述第一互锁接触表面(244)和所述第二互锁接触表面(246)相对于彼此基本上纵向对齐,且沿所述纵向轴线(80)测得的所述保持孔(142)的所述中心(144)与所述互锁舌片(116)的所述近端(148)之间的第一纵向距离小于沿所述法向轴线(80)测得的所述第一互锁接触表面(244)和所述第二互锁接触表面(246)与所述联接器凹穴(114)的所述平面部分(132)之间的第三纵向距离。
10.根据权利要求9所述的地面接合工具系统,其中,所述第一纵向距离与所述第三纵向距离的比在约1:4与约3:4之间的范围内。
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