CN1401038A - 挖掘机铲斗的通用连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明连接装置有一对相间距侧架(25a)，每一侧架中有与挖掘机铲斗上的第一枢销接合的第一钩形开口(13)，其中，一锁销(23)可运动进入一锁定位置和从该锁定位置运动出，在该锁定位置中防止挂钩(17a)与铲斗上的第二枢销(9a)、(9b)或(9c)脱离。该锁销有多个适用于不同铲斗的锁定位置。每一侧架(25a)上最好有许多相间距开口(27)、(29)、(31)，一侧架上的这些开口与另一侧架上的这些开口横向对齐，挂钩或挂钩延长部上最好形成许多相间距开口(33，35)和/或锁定表面，锁销(23)能穿过这些开口或抵靠锁定表面，防止挂钩(17a)与侧架相对转动。最好是，操纵挂钩的活塞和缸装置(19a)的行程比通常长得多，连接装置的侧架(25a)比已知连接装置的侧架长，侧架中有比通常宽得多的向下开口凹口(15a)以适应不同制造商的铲斗上的不同枢销间距。

Description

挖掘机铲斗的通用连接装置

本发明涉及挖掘机铲斗的通用连接装置。

液压操作的机械挖掘机有一铲斗臂，其一端上有两个安装点通过该安装点将一铲斗连接在该臂端部上并分别相对铲斗臂枢转。在此之前，如操作员要更换铲斗、例如更换成一较大铲斗，必需手工更换。为此，操作员走出挖掘机驾驶室，卸下连接铲斗与铲斗臂的两枢销，回到驾驶室将铲斗臂举离该铲斗，对齐铲斗臂与新铲斗(和对齐枢开口)，重新走出驾驶室，将枢销插入对齐的枢开口中后(例如用开口簧环、锁销或螺栓等)锁定枢销，然后回到驾驶室使用挖掘机。有时，由于枢开口略微未对准，操作员很难卸下或重新插入枢销，必需使用重锤将枢销敲入枢开口。

最近，使用位于铲斗臂与铲斗之间的快速连接装置解决这一操作费时问题。该连接装置可为机械式，但现在更多使用可从挖掘机驾驶室操纵的液压式连接装置。因此这些连接装置分别永久地装在铲斗臂的两枢开口和铲斗的铰接杆上。这些连接装置结合一与铲斗上两枢销(这两个枢销都固定装在铲斗上)之一接合的通常水平并向后延伸的钩形开口或钳口和一可位于铲斗上另一枢销之上的通常向下延伸凹口，一活动挂钩与该向下延伸凹口相关联。

在手动式连接装置中，该挂钩由一盘簧偏置到其锁住位置，由可活动地位于该挂钩头部一开口中的一脱扣手柄或连杆运动离开其锁住位置。

在液压式连接装置中，一双作用液压活塞和缸装置在其各有位置之间运动挂钩，该液压活塞和缸装置中有止回阀，防止活塞在液压失灵时无意中运动。

在手动式和液压式连接装置中都有一保险装置。该保险装置可为一销，挖掘机操作员必需将该销插入连接装置中的专用开口中，以便将挂钩锁定在其锁住位置上。挖掘机操作员必需走出驾驶室将该保险销固定就位。但是，英国专利No.2330570公开了一种取代保险销的液压锁定装置。该装置令人满意，但成本提高。

这些已知连接装置的缺点之一是，它们只能用于某一型号的挖掘机以及该型号挖掘机即某一制造商的挖掘机所使用的铲斗或其他工具。这就是说，这类连接装置常常无法用来开举其他制造商的铲斗或工具。这是一个很大的缺点，特别是在同一承包商现场使用由若干不同制造商提供的挖掘机时。

本发明的一个目的是提供挖掘机的一种通用连接装置，挖掘机操作员可用它提起和使用不同制造商制造的并可与该挖掘机本身制造商的铲斗不同的铲斗和其他工具。

按照本发明，提供一种连接装置，可使操作员在驾驶室中就能将一挖掘机铲斗连接到挖掘机的铲斗臂上，该连接装置包括：一对相间距侧架，该对侧架可装在挖掘机的铲斗臂上或具有与铲斗臂连接的装置；每一侧架中与挖掘机铲斗上第一枢销接合的第一钩形开口；两侧架之间一动力操纵挂钩，支撑成可相对两侧架枢转，由驾驶室中的操作员操纵，当第一钩形开口一旦与第一枢销接合时锁定接合铲斗上的第二枢销；以及一可运动进入一锁定位置和从该锁定位置运动出的锁销，在该锁定位置中时防止挂钩与铲斗上的第二枢销脱离，其中，该锁销有多个适用于不同铲斗的锁定位置。

侧架上最好有许多相间距开口，一侧架上的开口与另一侧架上的开口横向对齐。此外，挂钩或其延长部上最好有许多相间距开口，所述锁销可穿过这些开口，以便限制挂钩与侧架之间的相对运动。

该挂钩最好用一双作用活塞和缸装置操纵，其一端围绕第一枢轴相对于该连接装置侧架枢转地连接，另一端与该挂钩铰接。该活塞和缸装置的行程比使用在已知连接装置中的活塞和缸装置长得多，因此该挂钩所能枢转的弧度比已知连接装置大。

此外，该连接装置的侧架最好比已知连接装置的侧架长。

最好是，除了在每一侧架上形成钩形开口，侧架中有一凹口容纳铲斗上的第二枢销，该凹口向下开口，与该钩形开口成90°，比已知连接装置上的对应凹口宽得多，用来补偿不同制造商的铲斗或其他工具上的不同的枢销间距。

尽管挂钩的活塞和缸装置中有止回阀并有锁定装置，但必需最大程度地确保铲斗无法意外地与连接装置脱扣，因此挂钩最好设计成：在载荷下或当控制挂钩的活塞和缸装置中的液压失灵时和当没有锁销时挂钩不转动到释放位置。

在本发明中，最好提供一种挂钩，它的内表面轮廓做成：在上述条件下，当挂钩承受铲斗的重量而倾向于向释放位置转动时，该枢销使得挂钩围绕其枢轴向锁住位置摆动。

为此，挂钩的自由端有一向上翻转、延伸的头部，挂钩的内表面横截面呈浅V形，从而形成枢销的一托架。

下面结合附图举例说明本发明连接装置优选实施例，附图中：

图1为一现有技术连接装置的侧视图，示出如何用该连接装置将一挖掘机铲斗连接到一挖掘机的铲斗臂上；

图2为图1连接装置的放大侧视图；

图3为本发明连接装置的侧视图；以及

图4-6为某些部件拆卸的放大侧视图，示出与不同铲斗(只示出铲斗的枢销)连接的图3连接装置的细节。

参见图1，一挖掘机铲斗用标号1表示，挖掘机铲斗臂的顶端用标号3表示。按照标准做法，铲斗臂3用两平行枢转连杆6支撑一控制铲斗1的活塞和缸装置4。铲斗1通常用铲斗上一直接接合在铲斗臂3端部中的一安装点或枢开口中的第一枢销7和直接接合在连杆6之一端部中的一安装点或枢开口5′中的第二枢销9(该结构未示出)与铲斗臂3直接连接。

但是，新近使用一连接装置11半自动地连接铲斗1与铲斗臂3，如图所示，该连接装置上有两个安装点，通过这两个安装点连接装置分别用合适连接销12连接到铲斗臂3和连杆6上的安装点5和5′。连接装置11的下部有第一通常水平并向后延伸钩形开口或钳口13和第二通常向下开口凹口或钳口15。向后延伸意味着使用中从连接装置朝其上装有铲斗臂和连接装置的挖掘机的操作员向外开口，向下开口意味着使用中通常朝地面向下延伸或向外开口。为了将铲斗1连接到铲斗臂上，挖掘机操作员操纵铲斗臂到图1所示位置，接着向下、向后运动铲斗臂，使得第一开口或钳口13与实际上永久装在铲斗1上的第一枢销7接合；然后开动控制铲斗的活塞和缸装置4，向下摆动枢转连杆6，使得第二凹口或钳口15运动到与实际上也永久固定在铲斗1上的第二枢销9接合。连接装置然后用一挂钩(图1中未示出)锁住，使得钳口15夹紧在枢销9上，然后可用铲斗挖土。

在图2中，示出一构成图1现有技术连接装置的一部分的挂钩17，挂钩17可围绕一枢轴18枢转地支撑在连接装置主体上并用一活塞和缸装置19偏置到锁住位置(其中它将枢销9保持在凹口15中)，该活塞和缸装置当然也用来将挂钩17运动到释放位置。装置19的活塞在20处与挂钩铰接，缸在22处与连接装置主体铰接。活塞和缸装置19中有一合适的止回阀以防止活塞和缸装置19的液压供应万一失灵。但是，还使用一保险销23防止该止回阀万一失灵。该保险销23桥接在连接装置11的两侧架25之间，邻靠挂钩17的后面，从而将挂钩17保持在锁住位置上，防止铲斗枢销9从凹口15中释放。这一结构的缺点是，铲斗枢销7与9之间间距的容差很小。如该间距太小或太大，就无法使用该连接装置。

下面参见图3，本发明连接装置与图2连接装置的不同之处在于其整个形状和大小和标号为25a的侧架的总体结构。与现有技术结构一样，有两个安装点使用销12将连接装置连接到铲斗臂上，每一侧架25a上有用于第一铲斗枢销(未示出)的第一向后延伸钩形开口或钳口13。侧架25a比侧架25长，在每一侧架25a中用一宽得多的向下开口凹口或钳口15a取代凹口15。此外，每一侧架25a中有三个靠近、但相间距的圆孔27、29和31，从而形成三组孔，每一组的孔在两侧架25a中互相直接相对，从而形成一锁销23的三个不同位置(见图4-6)。

从图4-6中可看出，图中的不同之处只在于铲斗枢销9a、9b和9c在该凹口中的位置以及挂钩17a和与挂钩17a相关联的部件的位置。

首先参见图4，当铲斗(未示出)的第一枢销7适合容纳在开口13中时其中心位置用X表示。凹口15a的宽度大致比位于凹口15a中部的铲斗第二枢销9a的直径大得多。枢销7、9a的中心之间的距离为D¹。

如图5所示，连接装置可开举一不同铲斗，该铲斗的枢销7和9b的中心之间的距离为D²(D¹＞D²)。

如图6所示，连接装置开举其上有铲斗枢销7和9c的另一不同铲斗。在该铲斗上，铲斗枢销7和9c中心之间的距离为D³，D³＞D¹＞D²。

除了需要一特别宽的凹口15a以适应其枢销中心之间的间距不同的铲斗外，还要求挂钩17a能摆动不同圆弧将枢销9a、9b和9c锁定在凹口15a中。为此，所使用的活塞和缸装置19a活塞的行程比现有技术连接装置的活塞和缸装置19的活塞行程长得多，从而确保对于所有三种(或所有适当的)铲斗枢销间距，挂钩17a都能从铲斗释放位置(未示出)通过适当的摆动量摆动到枢销锁定位置。

如图3所示，连接装置的侧架中有锁销23的三组开口27、29、31，因此，不管挂钩17a的位置如何，它都能锁住在其枢销锁定位置上。

如图4-6所示，挂钩17a后部伸出一锁定板36，锁定板中有第一锁定开口33和第二锁定开口35，锁定板上有锁定表面37。每一锁定开口33和35呈细长弧形结构，从而具有一定程度的通用性。如图4所示，铲斗枢销间距为D¹，锁销23位于开口35中并穿过连接装置侧架中的孔31。但是，在连接装置使用于枢销间距为D²的铲斗的图5中，锁销23位于开口33中并穿过侧架25a中的开口27。但是，在连接装置开举枢销中心间距为D³的铲斗的图6中，锁销23接合锁定表面37并穿过侧架25a中的孔29。因此，对于枢销间距不同的所有三种铲斗，在连接装置侧架中总能找到一组对齐的孔与开口33、35之一或表面37对齐。但是，值得注意，对于每一种不同的枢销间距，连接装置侧架中只有一组对齐的孔与开口33、35之一或表面37对齐。因此，不可能将锁销23插入“错误”的孔组27、29或31中，并且不将挂钩17锁住在枢销锁定位置上，因为在任何一次插入时三组孔27、29、31中的两组开口被挂钩17a或板36挡住。

实际上，有许多不同挖掘机制造商都生产枢销间距不同的铲斗，本发明连接装置由于其通用性可用来开举大多数这些铲斗，使用锁销23将其挂钩17a锁住在其锁定位置上。

尽管有上述保险部件(设有锁销23)，但仍还存在一定危险，比方说万一操作员失误没有安装锁销23，挂钩17a就会摆动到其未锁定位置，从而，如液压失灵和活塞和缸装置19中的止回阀也失灵，铲斗就会从铲斗臂上掉下。因此，最好提供这样一种挂钩17a，它在正常情况下由于铲斗枢销9上的重量而无法摆动到未锁定位置。

通常，对于大多数现有技术挂钩，铲斗经铲斗枢销9传到挂钩上的重量由于作用在挂钩内下凹表面上的反作用力会造成挂钩如图4-6所示顺时针摆动，从而造成挂钩向打开位置运动。但是，如图4-6所示，本发明优选挂钩的内表面轮廓如图4中39所示呈浅V形并伸出一头部41。该内表面轮廓做成：当铲斗枢销向下抵靠挂钩的浅V形下凹部39时，生成一反作用力，使得围绕其支撑枢轴作用在挂钩17a上的转矩在逆时针方向上，从而使挂钩向其锁定位置运动。

在图1和2所示现有技术连接装置中，缸19的长度约为265mm，缸的行程约为100mm。该连接装置可适用于枢销(中心之间)间距为446mm的铲斗(或其他工具)。

在本发明连接装置一优选实施例中，缸19a长约310mm，其行程约为140mm。此外，侧架25a比现有技术连接装置的侧架25长约25％，这意味着，本发明连接装置可适用于枢销间距约为435mm-520mm的铲斗。凹口15a比现有技术凹口15长90mm。凹口15a底面中央稍稍“隆起”，从而不管铲斗枢销间距如何，确保位于凹口中的铲斗枢销总是位于挂钩17a的同一区域中。这确保了挂钩中的应力和铲斗夹紧力保持不变。

当然应该明白，以上对本发明的说明只是例示性的，可在本发明范围内对其细节作出改动。

Claims (9)

1.一种可使操作员在驾驶室中就能将一挖掘机铲斗连接到挖掘机的铲斗臂上的连接装置，该连接装置包括：一对相间距侧架，该对侧架可装在挖掘机的铲斗臂上或具有与该铲斗臂连接的装置；每一侧架中与挖掘机铲斗上第一枢销接合的第一钩形开口；两侧架之间一动力操纵挂钩，支撑成可相对两侧架枢转，由驾驶室中的操作员操纵，当该第一钩形开口一旦与该第一枢销接合时锁定接合铲斗上的第二枢销；以及一可运动进入一锁定位置和从该锁定位置运动出的锁销，在该锁定位置中时防止该挂钩与铲斗上的第二枢销脱离，其中该锁销有多个适用于不同铲斗的锁定位置。

2.如权利要求1所述的连接装置，其特征在于，该侧架中有许多相间距开口，一侧架上的开口与另一侧架上的开口横向对齐。

3.如权利要求1或2所述的连接装置，其特征在于，在该挂钩或其延长部上形成许多相间距开口和/或锁定表面，所述锁销可穿过这些开口或抵靠锁定表面以便限制该挂钩与该侧架之间的相对运动。

4.如上述权利要求1-3任一项所述的连接装置，其特征在于，该挂钩通过一双作用活塞和缸装置操纵，其一端围绕第一枢轴相对于该连接装置侧架枢转地连接，另一端与该挂钩铰接。

5.如上述权利要求1-4任一项所述的连接装置，其特征在于，有一凹口以便容纳该铲斗上的第二枢销，该凹口向下开口，与该钩形开口成90°，并足够宽以补偿不同制造商的铲斗或其他工具上的不同的枢销间距。

6.如上述权利要求1-5任一项所述的连接装置，其特征在于，该挂钩设计成：在载荷下或当控制该挂钩的活塞和缸装置中的液压失灵时和当没有锁销时该挂钩不转动到释放位置。

7.如权利要求6所述的连接装置，其特征在于，该挂钩具有一内表面轮廓使得当该挂钩承受铲斗的重量时，该铲斗造成挂钩向锁定位置摆动。

8.如权利要求6或7所述的连接装置，其特征在于，该挂钩的自由端具有一向上翻转、伸出的头部，该挂钩的内表面横截面呈浅V形，从而形成该铲斗枢销的一托架。

9.一种参考附图中图3～6大致如上描述的连接装置。