CN110344464A - 快速连接和断开的锤击工具 - Google Patents

Abstract

一种用于锤击组件的工具保持销包括限定纵向轴线的主体、前向工具保持部分以及后部工具保持销启用部分。该前向工具保持部分限定沿着垂直于纵向轴线的方向测得的第一最大尺寸，且后部工具销启用部分限定沿着垂直于纵向轴线的方向测得的第二最大尺寸，该第二最大尺寸大于第一最大尺寸。

Description

快速连接和断开的锤击工具

技术领域

本发明涉及使用诸如挖掘机之类的作业器具在材料上执行作业的机器的领域，这些机器采用锤击组件，该锤击组件具有锤击工具来破裂材料。确切地说，本发明涉及一种快速连接和断开机构，用于将锤击工具附连于锤击组件以及将锤击工具从锤击组件脱开。

背景技术

出于许多原因，锤击组件的锤击工具通常需要在现场进行更换。例如，锤击工具可能变得磨损或损坏。因此，现场技术人员可能需要更换锤击工具。此外，锤击工具可能具有各种构造、材料等等以适应特定的应用。因此，如果针对锤击工具的期望应用改变，则锤击工具可换成不同类型的锤击工具。

随着时间已开发了各种组装机构和方法，以便于将锤击工具附连于锤击组件以及将锤击工具从锤击组件脱开。例如，锤击工具可利用工具上的横向销或花键保持就位，这些横向销或花键旋转离开与对应的锤击壳体花键的定向。这可能需要这样的组装过程，该组装过程需要使用手持工具和/或重新定位锤击组件来释放锤击工具。因此，现场改变工具会是相当缓慢和麻烦的过程。

因此，会期望开发一种快速连接和断开机构，用于将锤击工具附连于锤击组件以及将锤击工具从锤击组件脱开，这与迄今为止设想的相比更易于且更快速使用。

发明内容

提供一种工具保持销，该工具保持销用于根据本发明一实施例的锤击组件。该工具保持销包括主体、前向工具保持部分以及后部工具保持销启用部分，该主体限定纵向轴线。前向工具保持部分限定沿着垂直于纵向轴线的方向测得的第一最大尺寸，且后部工具销启用部分限定沿着垂直于纵向轴线的方向测得的第二最大尺寸，该第二最大尺寸大于第一最大尺寸。

提供一种根据本发明一实施例的用于锤击组件的动力单元组件。动力单元组件包括前头部，该前头部限定外部、第一孔、第二孔以及第三孔，该第一孔限定锤击工具移动轴线和沿着垂直于锤击工具移动轴线的方向测得的第一孔最大尺寸，该第二孔限定沿着平行于锤击工具移动轴线的方向测得的第二孔最大尺寸，该第二孔沿着第二孔纵向轴线从第一孔延伸，该第二孔纵向轴线与锤击工具移动轴线形成第一倾斜角度，且该第三孔限定沿着平行于锤击工具移动轴线的方向测得的第三孔最大尺寸，该第三孔沿着第三孔纵向轴线从第二孔延伸，该第三孔纵向轴线与锤击工具移动轴线形成第二倾斜角度。第三孔最大尺寸大于第二孔最大尺寸。

提供一种根据本发明的一个实施例的将锤击工具保持在锤击组件的动力单元组件的前头部中的方法。该方法包括：偏置锤击工具保持销，以使得工具保持销的一部分延伸到动力单元组件的前头部的工具接纳孔中，从而经由工具保持销将锤击工具保持在动力单元组件的前头部的工具接纳孔中，以及从锤击组件远程地释放锤击工具。

附图说明

包含在本说明书中并且构成其一部分的附图说明本发明的若干实施例并且连同描述一起用于解释本发明的原理。附图中：

图1是使用根据本发明的一个实施例的锤击组件的诸如挖掘机的机器的立体图。

图2是图1所示锤击组件的立体图，该锤击组件示作与图1的机器隔离。

图3是图2的锤击组件的立体剖视图，以示出包括动力单元组件的锤击组件的内部作业。

图4是图3的锤击组件的剖面的放大详图，以更清楚地示出根据本发明一实施例的用于保持锤击工具的快速连接和断开机构。

图5是说明使用图4的快速连接和断开机构来组装和拆卸锤击工具的方法的流程图。

具体实施方式

现将详细地参照本发明的实施例，其示例在附图中说明。在可能的情形下，相同的附图标记会在整个附图中用于指代相同或类似的部件。在一些实施例中，附图标记会在本说明书中指示并且附图会示出后跟字母(例如100a、100b)或者后跟撇号(例如，100’、100”)等的附图标记。应理解的是，紧跟在附图标记之后使用字母或撇号指示这些特征类似地成形并且具有类似的功能，就像通常几何形状绕对称平面成镜像的情形那样。为了在说明书中易于解释，字母或撇号通常并不包括在本文中但可在附图中示出，以指示在本书面说明书中讨论的特征重复。

这里会描述根据本发明的各个实施例的工具保持销、使用工具保持销来用于锤击组件的动力单元组件以及用于将锤击工具附连于锤击组件或者将锤击工具从锤击组件脱开的组装/操作方法的各个实施例。此外，这里会描述根据本发明的各个实施例的可使用工具保持销的机器、使用工具保持销来用于锤击组件的动力单元组件以及用于将锤击工具附连于锤击组件或者将锤击工具从锤击组件脱开的组装/操作方法。

参照图1，示出机器100，该机器具有框架102，该框架具有履带系统，其包括定位在框架102的相对侧部处的第一履带104a和第二履带104b。机器100在挖掘机的背景中示出，该挖掘机具有经由转台103联接于框架102的操作室106、联动件108以及与联动件108联接的锤击组件200。履带104a和104b是机器底架110的以传统方式与框架102相联接的一部分。履带104a和104b的每个包括多个联接在一起的履带靴部112，这些履带靴部形成绕多个可旋转元件延伸的无端环部。

在典型的设计中，惰轮114和主动链轮(未示出)会与履带104a和104b的每个相关联并且安装于框架102。多个履带辊子116还可安装于框架102，并且与履带104a和104b的每个相关联，以支承机器100并且沿期望的路径引导履带104a和104b。一个或多个托辊118也可与履带104a和104b的每个相关联，以在操作期间支承并且引导与履带辊子116相对的履带。虽然这里强调用在挖掘机的机器环境中，但应理解的是，机器100可包括不同类型的机器。例如，这里设想履带型挖掘机或者甚至半履带式机器。进而，机器100可由传送器或其它类型的机器构成，其中，履带用于地面接合元件以外的目的。此外，机器可能是一些类型的反铲装载机、推土机等等。

继续参照图1，锤击组件200经由安装结构120(也可包括安装支架等等)附连于联动件108。液压连接管线122设置成连接锤击组件200，以提供原动力(经由未示出的泵)，该原动力上下移动锤击工具202以破裂地面124或其它作业材料。还可提供一个或多个辅助管线126，以驱动快速连接和断开机构来远程地脱开锤击工具202。更确切地说，舱室106可容纳按钮或开关(未示出)，其可被用户启用，以启用机构并且致使锤击组件200下降锤击工具202。

现参照图2，示出锤击组件200本身。锤击组件200包括壳体204，该壳体具有带有可用特征的各种部件。示出顶部安装支架206，其用于将锤击组件200连接于机器100的联动件108。壳体204限定前孔口208，该前孔口允许蓄电池(在图2中未示出)能在安装于机器100上的同时充电。限定前孔口208的前面板210具有光滑的弧形轮廓，该轮廓有助于将应力集中到壳体的最坚固区域。

侧面板212限定上侧孔口214和下侧孔口216。上侧孔口214允许触及压力控制阀(在图2中未示出)，该压力控制阀允许调节压力而无需移除或拆卸锤击组件200。下侧孔口216允许维护和调节。更确切地说，容易地更换橡胶侧罩盖(并未清楚地示出)。这允许触及压力控制阀、自动润滑连接(未示出)以及回收和供给液压连接(未示出)。侧面板212作为一件从锤击组件200的顶部延伸至锤击组件200的底部。这里，不存在可能在锤击组件200中产生弱点的焊接部。岩石边缘设置在锤击组件200的底部处，以保护其免受碎屑影响。

转向图3，在锤击组件200以V形横截面示出时，可观察到锤击组件200的内部作业。现将在组件的顶部处开始讨论锤击组件200的各种特征和部件。

锤击组件200包括悬架系统218，该悬架系统允许反冲且同时还提供支承和引导，以有助于保护承载件(未示出)，且提高锤击组件200的耐用性。由锤击组件200产生的噪声可减小，以及传送至机器100的振动量。还可改进锤击组件200的控制。悬架系统218包括大顶部缓冲器220，该大顶部缓冲器吸收来自锤击工具202的振动，以有助于限制脉冲到达承载件。还提供两个侧缓冲器222，这些侧缓冲器有助于稳定反射力，并且衰减动力单元组件300的系杆302的加载。这些侧缓冲器222易于经由下侧孔口216更换。位于锤击组件200的底部附近，悬架系统218进一步包括互锁四轴磨损系统224。设有磨损板226，这些磨损板引导和支承动力单元组件300的前头部304。这些磨损板226可旋转90度，以使得它们的使用寿命加倍。最后，下缓冲器228设置成在锤击工具202和活塞306往复运动时、在这些下缓冲器施加于锤击组件200的底部时衰减振动。

返回至图3的锤击组件200的顶部，设有蓄电池308，该蓄电池包括设计成长寿命的自容纳隔膜。在锤击组件200安装在机器100上的同时，能如本文在之前所提及的那样触及蓄电池308的端口，以使得在现场更容易地进行测试和再充电。

例如本文之前所提及的是，压力控制阀(PCV)310维持液压压力，以有助于确保锤击组件在全功率下输送所有击打。PCV能经由上侧孔口214从锤击组件200外部容易地检查和调节。入口侧(未示出)上的止回阀有助于使得有害的脉动尖峰与承载件液压回路(未示出)隔离。

经由液压通道等等提供自动关闭特征(ASO)312，以有助于在锤击工具202突破通过地面或其它作业材料时停止活塞306。这通常称为空白击发，这是锤击组件200磨损的主要原因。减少此种类型的磨损可减少对于维护的需求，并且允许更长的生产时间。

还提供自动润滑连接和润滑脂通道(未示出)。这允许润滑脂能馈送至上工具衬套和下工具衬套316、318，以提供足够的润滑脂，从而有助于延长衬套316、318和锤击工具202的寿命。上工具衬套316可引导锤击工具202，以优化直列式活塞306与锤击工具202的接触。下工具衬套318可构造成在其到达其磨损极限时，它能容易地旋转90度或者更换，以使得其尺寸回复到期望范围或规格中。防尘密封件322可从下工具衬套的底部延伸，以接触锤击工具202来有助于防止污染。

密封承载件314设置在动力单元组件300的相对于ASO312的相对侧部上。密封承载件314包含高性能的密封件，这些密封件有助于延长锤击组件200的防泄漏操作。

活塞306经由液压流体在动力单元组件300的气缸320的孔中前后滑动，重复地锤击锤击工具202的后自由端部229，以致使锤击工具202往复运动。气缸320在最小量的维护和停机时间下设计成耐用且可靠。

在锤击组件200的底部附近指代的放大的详细视图区域4粗略地公开了本发明的快速连接和断开锤击工具机构的一些细节。在图4中最清楚地示出该放大详细视图区域4。

现聚焦于图4，会讨论根据本发明一实施例的用于锤击组件200的动力单元组件300，其提供快速连接和断开锤击工具机构。动力单元组件300可包括前头部304，该前头部限定外部324和第一孔326，该第一孔限定锤击工具移动轴线328和沿着垂直于锤击工具移动轴线328的方向测得的第一孔最大尺寸330。前头部304可进一步限定第二孔332，该第二孔限定沿着平行于锤击工具移动轴线328的方向测得的第二孔最大尺寸334。第二孔332可沿着第二孔纵向轴线336从第一孔326延伸，该第二孔纵向轴线与锤击工具移动轴线328形成第一倾斜角度338。前头部304可进一步限定第三孔340，该第三孔限定沿着平行于锤击工具移动轴线328的方向测得的第三孔最大尺寸342。第三孔340可沿着第三孔纵向轴线344从第二孔332延伸，该第三孔纵向轴线与锤击工具移动轴线328形成第二倾斜角度346。在许多实施例中，角度338、346是直角，且轴线336、344共线。在其它实施例中，这可能并非如此。类似地，在一些实施例中，如图4中所示，第三孔最大尺寸342可大于第二孔最大尺寸334。再者，在其它实施例中，这可能并非如此。

动力单元组件300可进一步包括与第三孔340操作地相关联的工具保持销延伸机构348和与第三孔340操作地相关联的工具保持销缩回机构350。针对图4中示出的实施例中，工具保持销延伸机构348包括弹簧352。例如，压缩卷簧可设置成夹持在通气塞354和工具保持销356后面之间。在其它实施例中，弹簧352可以是位于工具保持销356的头部部分358前方的延伸弹簧。

针对图4中示出的实施例，工具保持销缩回机构350包括与第三孔340连通的流体传送孔362。例如，液压流体可经由辅助管线126(参见图1)提供，该辅助管线与机器100的泵(未示出)连通。虽然并未示出，节流阀或压力控制阀可设置在流体传送孔362中或者与流体传送孔连通，从而降低液压流体的压力，该液压流体接触工具保持销356的头部部分358以移动工具保持销356，而使得工具保持销356的轴部分360不再处于锤击工具202的凹槽230中。

更确切地说，轴部分360设置在第二孔332中，且头部部分358设置在第三孔340中。在许多实施例中，轴部分360、头部部分358、第二孔332以及第三孔340各自具有圆柱形构造。第二孔直径334’小于第三孔直径342’，且头部部分直径D358大于轴部分直径D360。这产生液压流体或其它类型流体可接触的环形启用表面364。流体传送孔362与轴向地邻近于第二孔332的第三孔340连通，以使得进入流通可接触轴部分360并且推动环形启用表面364，克服弹簧352的弹簧力，致使工具保持销356缩回，且当锤击组件200由于锤击工具202的重力而基本上垂直时使得锤击工具202下降。

可使用其它类型的机构，以移动工具保持销356，从而将工具保持销356缩回到第一孔326中或者将工具保持销从第一孔中延伸出来。例如，可采用螺线管、磁体、凸轮、齿条和小齿轮或其它齿轮类型的机构、气动装置等等，以实施工具保持销的期望移动。

此外，前头部304可进一步限定第四孔366，该第四孔从第三孔340延伸至锤击组件200的外部324。与第三孔直径342’相比，第四孔366也可具有第四孔直径D366。这可便于组装，因为工具保持销356可首先放置到第二孔332中，然后弹簧352可放置到第三孔340中，且最后通气塞354可放置到第四孔366中，以完成组装。通气塞354设置在第四孔366中并且可包括小孔368，以允许空气能随着工具保持销356前后移动而离开和进入第三孔340。

虽然并未示出，但正时特征件可确保工具保持销356的适当周向定向。例如，可设有工具保持销引入件370，该工具保持销引入件与锤击工具引入件232类似地或相同地构造，以使得在锤击工具202向上插入到第一孔326中时，迫使工具保持销356缩回，直到迫使工具保持销356返回进入到锤击工具202的凹槽2330中。当然，这意味着液压流体压力已移除或者另外并不存在。正时特征件可涉及使用键和键槽(例如，定位销)，该键和键槽从工具保持销的头部部分径向地延伸到前头部304的对应槽中。因此，工具保持销356的引入件370会与锤击工具202的引入件232适当地对准，以实施期望的凸轮动作来移动工具保持销356。工具保持销356的与工具保持销引入件370的顶侧372可以是尖锐的，这有助于确保牢固的捕获点来防止锤击工具202的无意移除。引入件232、370可采取诸如弯部、倒角等等的任何合适形式。

继续参照图4，根据本发明一实施例的用于锤击组件200的工具保持销400可表征为如下。工具保持销400可包括主体402、前向工具保持部分406以及后部工具保持销启用部分408，该主体限定纵向轴线404，该前向工具保持部分沿着纵向轴线404设置，且该后部工具保持销启用部分沿着纵向轴线404设置。前向工具保持部分406可限定沿着垂直于纵向轴线404的方向测得的第一最大尺寸410，且后部工具销启用部分408限定沿着垂直于纵向轴线404的方向测得的第二最大尺寸412，该第二最大尺寸大于第一最大尺寸410。

前向工具保持部分406可包括第一圆柱形部分414，且后部工具保持销启用部分408包括第二圆柱形部分416。因此，第一最大尺寸410是由第一圆柱形部分414限定的第一直径410’，且第二最大尺寸412是由第二圆柱形部分416限定的第二直径412’。第一直径410’小于第二直径412’，以形成肩部418，从而限定相对于纵向轴线404形成倾斜角度422的表面积420。角度422可以是直角。因此，肩部418会由作用在其上的流体力推动，以将工具保持销400移动到缩回位置中。

前向工具保持部分406终止在自由端部424中，该自由端部具有凸轮表面426和与凸轮表面426周向地相对的尖锐顶侧428。凸轮表面426在该凸轮表面426由锤击工具202的后自由端部229接触时提供凸轮动作，以使得销400移动到缩回位置中。在其它实施例中，可省略该凸轮表面426。

第一圆柱形部分414可限定绕周缘延伸的第一密封件保持槽430，且第二圆柱形部分416可限定绕周缘延伸的第二密封件保持槽432。诸如O型圈的第一密封件434可设置在第一密封件保持槽430中，且诸如另一O型圈的第二密封件436可设置在第二密封件保持槽432中。在其它实施例中，保持槽430、432和密封件434、436可在第二孔332和第三孔340等中设置在前头部304上。

如这里使用的是，当锤击组件用在基本上垂直定向中时，术语“上”、“下”、“顶部”、“底部”、“后”、“向后”、“向前”、“向前地”等相对于孔的轴线或者垂直或水平方向来解释。在锤击组件基本上并不垂直的情形中，这些术语、包括“上”可解释为“第一”，而“下”解释为“第二”等等。

本发明的诸如工具保持销的任何部件的任何实施例的构造以及相关联的特征、尺寸、角度、表面积和比值可按需要或期望调节为不同于在本发明的说明书或附图中确切提及的内容。

工业实用性

实际上，根据这里讨论的任何实施例的工具保持销、包括通气塞的套件、工具保持销和弹簧、使用工具保持销的锤击组件或者动力单元组件等可在OEM(初始设备制造商)或售后市场环境中销售、制造、改装、组装或以其他方式获得或提供。

各种实施例可允许组装/操作方法能如图5中所示来实施。方法500可包括：偏置锤击工具保持销，以使得工具保持销的一部分延伸到动力单元组件的前头部的工具接纳孔中(步骤502)，经由工具保持销将锤击工具保持在动力单元组件的前头部的工具接纳孔中(步骤504)，以及从锤击组件远程地释放锤击工具(步骤506)。偏置锤击工具可包括使用弹簧力(步骤508)。保持锤击工具可包括将工具保持销放置到锤击工具的凹槽中(步骤510)。

该方法可进一步包括将锤击工具插入到工具接纳孔中，以及经由工具保持销保持锤击工具(步骤512)。这可包括在锤击工具和工具保持销之间使用凸轮动作，以使得工具保持销移动到缩回位置中，直到工具保持销掉落到锤击工具的凹槽中为止(步骤514)。在此种情形中，可首先将使得工具保持销偏置到缩回位置中的任何力移除(步骤516)。在其它实施例中，该方法可包括在步骤512之后释放液压流体，以使得工具保持销进入锤击工具的凹槽(步骤518)。

远程地释放锤击工具可包括使用液压流体来将工具保持销从工具接纳孔中缩回(步骤520)。

应意识到的是，前文描述提供所公开组件和技术的示例。然而，可设想的是，本发明的其他实施方式可在细节上与前文示例不同。对于本发明或其示例的所有参照旨在参照在该点处讨论的特定示例并且并不旨在暗示更一般地对本发明的范围有任何限制关于某些特征的差别和贬低突出描述和淡化描述的所有语言旨在指示表明缺乏对这些特征的偏好，但不是将这些完全排除在本发明的范围之外，除非另有指示。

除非这里本文另有说明，这里本文所述的数值的范围仅仅用作分别指代落在该范围内的每个独立的值的简化方法，并且每个独立的值与他在这里本文被单独引述一样引用到说明书中。此外，所述数字也是该范围的一部分。

对本领域技术人员显而易见的是，能对这里本文讨论的设备和组装方法的实施例做出各种修改和改变，而不会偏离本发明的范围或精神。考虑到说明书和对这里本文公开的各个实施例的实践下，本发明的其他实施例对于本领域技术人员会是显而易见的。例如，其中一些设备可与这里本文已描述的不同地构造和起作用，并且任何方法的某些步骤可省略，以与已确切提及的顺序不同的顺序执行或者在一些情形中同时地或者以子步骤来执行。此外，可对各个实施例的某些方面或特征做出改变或修改以产生又一些实施例，且各个实施例的特征和方面可添加至或替代其他实施例的其他特征或方面以提供又一些实施例。

因此，本发明包括适用的法律所允许的所附权利要求书中列举的主题的所有修改和等同物。此外，本发明包含本发明所有可能变型中的上述元件的任何组合，除非这里本文另有指示或者否则与上下文明显矛盾。

Claims (10)

1.一种工具保持销，所述工具保持销用于锤击组件，所述工具保持销包括：

主体，所述主体限定纵向轴线；

前向工具保持部分；以及

后部工具保持销启用部分；

其中，所述前向工具保持部分限定沿着垂直于所述纵向轴线的方向测得的第一最大尺寸，且所述后部工具销启用部分限定沿着垂直于所述纵向轴线的方向测得的第二最大尺寸，所述第二最大尺寸大于所述第一最大尺寸。

2.根据权利要求1所述的工具保持销，其中，所述前向工具保持部分包括第一圆柱形部分，且所述后部工具保持销启用部分包括第二圆柱形部分。

3.根据权利要求1所述的工具保持销，其中，所述前向工具保持部分终止在自由端部中，所述自由端部具有凸轮表面和与所述凸轮表面相对的尖锐顶侧。

4.根据权利要求2所述的工具保持销，其中，所述第一最大尺寸是由所述第一圆柱形部分限定的第一直径，且所述第二最大尺寸是由所述第二圆柱形部分限定的第二直径。

5.根据权利要求4所述的工具保持销，其中，所述第一直径小于所述第二直径，以形成肩部，所述肩部限定表面区域，以相对于所述纵向轴线形成倾斜角度，且所述第一圆柱形部分限定第一密封件保持槽，且所述第二圆柱形部分限定第二密封件保持槽。

6.一种动力单元组件，所述动力单元组件用于锤击组件，所述动力单元组件包括：

前头部，所述前头部限定：

外部；

第一孔，所述第一孔限定锤击工具移动轴线和沿着垂直于所述锤击工具移动轴线的方向测得的第一孔最大尺寸，

第二孔，所述第二孔限定沿着平行于所述锤击工具移动轴线的方向测得的第二孔最大尺寸，所述第二孔沿着第二孔纵向轴线从所述第一孔延伸，所述第二孔纵向轴线与所述锤击工具移动轴线形成第一倾斜角度；

第三孔，所述第三孔限定沿着平行于所述锤击工具移动轴线的方向测得的第三孔最大尺寸，所述第三孔沿着第三孔纵向轴线从所述第二孔延伸，所述第三孔纵向轴线与所述锤击工具移动轴线形成第二倾斜角度；

其中，所述第三孔最大尺寸大于所述第二孔最大尺寸；以及

工具保持销，所述工具保持销包括轴部分和头部部分，所述轴部分设置在所述第二孔中，且所述头部部分设置在所述第三孔中。

7.根据权利要求6所述的动力单元组件，进一步包括与所述第三孔操作地相关联的工具保持销延伸机构和与所述第三孔操作地相关联的工具保持销缩回机构。

8.根据权利要求7所述的动力单元组件，其中，所述工具保持销延伸机构包括弹簧，且所述工具保持销缩回机构包括流体传送孔，所述流体传送孔与所述第三孔连通。

9.根据权利要求8所述的动力单元组件，其中，所述弹簧是压缩卷簧。

10.根据权利要求8所述的动力单元组件，其中，所述前头部进一步限定第四孔，所述第四孔从所述第三孔延伸至所述外部且进一步包括设置在所述第四孔中的通气塞，且其中，所述流体传送孔与邻近于所述第二孔的所述第三孔连通，且所述弹簧在所述工具保持销的所述头部部分后面设置在所述第三孔中。