JP2023547545A - 地面係合装置用の統合されたハンマーレス摩耗部材交換システム - Google Patents

Abstract

本開示は、地面掘削機の有関節腕部の遠端に取り付け可能な地面係合装置に関する。当該地面係合装置は、掘削される地面に係合するように一列に配置された複数の歯を有する。前記複数の歯は、対応するロックピンを介して当該地面係合装置のキャリア上に保持される。前記ロックピンは、前記複数の歯が摩耗の閾値に達した後に自動的に排出されることで摩耗した前記複数の歯の除去及び交換を可能にするように構成される。【選択図】図１

Description

本発明は概して、積み込み機と掘削機を含む地面係合装置に関し、より詳細にはバケット又はショベル（以降「バケット」）上での現場での設置及び交換するための独自のハンマーレス多部品集合体に関する。

地面係合機械用の従来の摩耗部材保護システムの交換は、時間がかかり、かつ現場で行うには危険な操作であることがよく知られている。この処理は一般的に、ハンマーを用いることで交換処理中に操作者を物理的な危険に曝してしまい、かつ、たとえば摩耗した保護部材の交換のための現場外での設備の溶接及び取付のような費用と時間のかかる第３者サービス－これには大きな費用がかかる－を必要する。

本発明の態様によると、地面掘削機の有関節腕部の遠端に取り付け可能な地面係合装置が供される。当該地面係合装置は、掘削される地面に係合するように一列に配置された複数の歯を有する。前記複数の歯は、対応するロックピンを介して当該地面係合装置のキャリア上に保持される。前記ロックピンは、前記複数の歯が摩耗の閾値に達した後に自動的に排出されることで摩耗した前記複数の歯の除去及び交換を可能にするように構成される。

有利となるようにこの統合システムは、新規なばね懸架されて外側に延びるロックピンがアダプタ鼻部内に設けられることによって複数の掘削歯の取付及び交換に道具を必要としない。

好適には前記ロックピンの長手軸は、前記複数の歯の対応する長手軸に対して実質的に直交し、かつ、前記ロックピンの長手軸は、当該地面係合装置のキャリアの主要面に対して実質的に直交する。

好適には前記ロックピンは、前記複数の歯の下面にて摩耗の閾値に達するときに排出されるようにばね懸架される。

好適には前記複数の歯は、対応するアダプタを介して前記キャリアに取り付けられる。

好適には前記アダプタは、前記キャリアから摺動可能に取り外し可能となるように前記キャリアの対応する保持スロット内で摺動可能に取り付け可能である。

好適には前記保持スロットは、先細り構成となるように配置される。それにより前記アダプタが該アダプタに対応する前記キャリアのそれぞれのスロットへ入り込むように摺動することで、前記アダプタの保持は徐々に改善される。

好適には前記保持スロットは、前記アダプタの前方から後方へ向かう方向に収束する複数の収束レールの組として構成される。

好適には当該地面係合装置は、シュラウド保護部をさらに備える。前記シュラウド保護部は、該シュラウド保護部の両長手端部に沿って延びるタブを有し、それにより前記シュラウド保護部が前記アダプタのうち隣接するアダプタの側壁内に設けられるチャネルへ入り込むように後方に押されるときに、前記の延びるタブは前記チャネルと係合する。

好適には前記シュラウド保護部は錐体形状で、後方に延びる部分が有する断面積の横方向に延びる幅は、前記アダプタの側壁内に設けられる前記チャネルに挿入されるときに前方を向く端部に向かって狭くなる。

好適には当該地面係合装置は、前方保護部をさらに備える。前記前方保護部は、該前方保護部の下に設けられる凹んだポケットレールを有する。それにより前記前方保護部は、前記アダプタが前記キャリア上に設置される前に前記アダプタ上の対応する複数の収束レールの組に抗して固定され得る。

好適には当該地面係合装置は、側部をさらに備える。前記側部は、前記地面掘削機の前記有関節腕部の遠端にて横方向の摩耗から保護するように前記キャリアの長手端部で実質的に取り付け可能である。

好適には前記側部は、１８０°の回転対称性を有し、当該地面係合装置に対して相互に１８０°離れた少なくとも２つの角度方位において取り付け可能となるように設計される。

好適には前記側部は、前記キャリア上で隣接するように構成される。それにより前記キャリアは、当該地面係合装置が地面の掘削に使用されているときに前記側部の回転を防止する。

好適には前記側部は、該側部の外壁内に形成される凹んだポケット内に設けられる固定手段によって当該地面係合装置の端部に接続されるように構成される。

好適には前記ロックピンのうちの少なくとも１つは、内部で直径が増大するように同軸配置される相互に直径の異なる複数のシリンダを有する。あるシリンダは、前記少なくとも１つのロックピンの第２部分を構成する前記複数のシリンダの最大直径を有する。

好適には前記複数の歯のうちの少なくとも１つは、内部に空洞を画定する実質的に錐体形状の壁を有する。前記空洞は、前記複数の歯のうちの少なくとも１つの内部で前方での断面積が小さく、後方での断面積が大きい。

本発明の他の態様によると、地面係合装置用の歯が供される。当該歯は、細長で、当該歯の第１端部に刃先を有し、当該歯の第２端部に凹んだ先細り空洞を有する。当該歯は、前記空洞の下部地面接触壁上に開口部を備える。前記開口部は、前記空洞の前記下部地面接触壁が摩耗閾値に達するまで当該歯を取り付け状態に維持するようにロックピンを押さえるように構成される。

好適には当該歯の前記開口部は、錐体形状の第１部分と円筒形状の第２部分を有するように形成される。

本発明の他の態様によると、地面係合装置用アダプタが供される。当該アダプタは、第１端部では、歯の空洞へ係合するように構成され、前記歯が摩耗閾値に達した後に自動的に排出されるロックピンによって内部で保持される。当該アダプタは、第２端部では、当該地面係合装置のキャリアの先細りスロットへ摺動可能に係合するように構成される。

好適には当該アダプタの前記第１端部は、錐体形状の第１部分と円筒形状の第２部分を有するように形成される。

本発明の他の態様によると、地面掘削機の有関節腕部の遠端に取り付け可能な地面係合装置を設定する方法が供される。当該方法は、前記有関節腕部の前記遠端にキャリアを取り付ける段階と、掘削される地面に係合するキャリアに対して一列に配置されるように複数の歯を対応するロックピンを介して当該地面係合装置のキャリア上で保持して取り付る段階と、前記複数の歯が摩耗閾値に達した後に自動的に排出されるように前記ロックピンを配置することで摩耗したときの前記複数の歯の除去及び交換可能にする段階を有する。

好適には当該方法は、前記ロックピンの長手軸を前記複数の歯の対応する長手軸に対して実質的に直交させ、前記ロックピンの長手軸を当該地面係合装置の前記キャリアの主要面に対して実質的に直交させるように配置する段階を有する。

好適には当該方法は、前記複数の歯の下で前記摩耗閾値に達するときに排出されるようにばね懸架された前記ロックピンを配置する段階を有する。

好適には当該方法は、対応するアダプタを介して前記キャリア上に前記複数の歯を摺動取り付けする段階を有する。

好適には当該方法は、前記キャリアから摺動可能に取り外し可能となるように前記アダプタを前記キャリアの対応する保持スロットへ摺動取り付けを行う段階を有する。

好適には当該方法は、地面係合装置の側部を実質的に前記キャリアの長手端部に取り付けることで、前記地面掘削機の前記有関節腕部の遠端を横方向の摩耗から保護する段階を有する。

好適には前記側部は、１８０°の回転対称性を有し、当該地面係合装置に対して相互に１８０°離れた少なくとも２つの角度方位において取り付け可能となるように設計される。

好適には前記側部は、手動で取り外し可能な固定手段によって当該地面係合装置に取り付けられる。それにより前記側部は、前記固定手段を解放した後に回転可能となり、かつ、前記側部の一の側部が摩滅したときに再使用できる。

好適には当該方法は、当該地面係合装置が地面を掘削するのに用いられているときに前記キャリアが前記側部の回転を防止するように前記側部を前記キャリアに隣接するように構成する段階を有する。

好適には当該方法は、前記ロックピンのうちの少なくとも１つを、内部で直径が増大するように同軸配置される相互に直径の異なる複数のシリンダを有するように配置する段階を有する。あるシリンダは、前記少なくとも１つのロックピンの第２部分を構成する前記複数のシリンダの最大直径を有する。

好適には当該方法は、内部に空洞を画定する実質的に錐体形状の壁を有するように前記複数の歯のうちの少なくとも１つを配置する段階を有する。前記空洞は、前記複数の歯のうちの少なくとも１つの内部で前方での断面積が小さく、後方での断面積が大きい。

好適には当該方法は、前記アダプタが前記キャリアに設置される前に前方保護部を設置する段階を有する。前記前方保護部は、該前方保護部の下に設けられた凹んだポケットレールを有する。それにより前記前方保護部は、前記アダプタ上の複数の収束レールの組に抗するように固定され得る。

有利となるように前記掘削機の油圧式腕部の動力を利用することによって、オペレータを危険にさらすことも、高価で時間のかかる現場外での保守設備をも必要とすることなく、交換用アダプタと縁部シュラウドの設置と取り外しを行う革新的なハンマーレスシステムが発明された。

しかも側板の摩耗部材の集合体への開示された手法は、前記摩耗部材を回転させることによって一の板を２度利用することを可能にする。これにより、従来のシステムと比較して各側板の摩耗部材の有効動作寿命が２倍になる。ハンマーレス接続システムは、前記側板の摩耗部材の溶接を要せず、必要とされる接続地点を最小にすることによって部品の重量を減少させる一方で、その位置を改善することで、前記側板の摩耗部材を介してバケット壁へ隅の歯の力を良好に伝えることが可能となるように設計される。さらにこの側部保護摩耗部材の設計は、わずかな解放された埃及びデブリを、前記側板の内壁と前記バケットの外壁との間に設けられる内部チャネルに押し込むことを可能にする。それにより、前記側部保護部材と前記バケットとの間のさらなる摩耗運動地点を除去する有実かつ小型の追加的支持部材を生成することで当該装置の寿命を延ばす。

取付機構の単純化によって、費用のかかる道具システムが必要なくなることで、現場の摩耗部材の迅速な設置及び交換が可能になる一方で、典型的な摩耗部材の交換操作に係る危険性が除去される。

前記歯、アダプタ、シュラウド保護部、及び側部保護板との間での新規なコネクタシステムの設計は、過去の伝統的な固定機構の多くを不要にすることで、前記バケットの全体の重量を顕著に減少させ、燃料と排出を実質的に抑える一方で、所与の期間内で移動可能な材料の体積を増加させる。

本発明の完全に組み立てられたハンマーレス摩耗部材交換システムを採用するローダーバケットの正面等角図である。 本発明の完全に組み立てられたハンマーレス摩耗部材交換システムの斜視図である。この例では、取り外し可能な歯のオプションを例示している。 図2の組み立てられたハンマーレス摩耗部材システムの平面図である 本発明の図2、図3、図6、及び図7の交換可能な摩耗部材歯の等角図、平面図、及び四分断面図である 図2及び図3に見られるアダプタの平面図、等角図、及び斜視断面図である。 図2及び図3のアダプタ並びに歯システムの単一の断面図を含む。図は、新規な自動歯ロックシステムを例示する断面図と、一旦2つの部材がロックされて一緒になった際の2つの部材の間の寸法関係をも例示する。 歯、アダプタ、及びロック機構の拡大斜視部分断面図及び断面図である。 初期位置から完全ロック位置まで移動するときの、図2、図3、図4、図5及び図6に見られる歯、アダプタ、並びに自動ロックシステム間の物理的関係を例示する一連の断面図である。 本発明の完全に組み立てられたハンマーレス摩耗部材交換システムの斜視図である。図の実施形態では、「ノードロップ」クローオプションが例示されている。 図1、図2、図3、及び図9に見られる本発明のシステムの一部を構成するフロントシステムの拡大平面図及び等角図である。 本発明の一部を構成する、クローと呼ばれる1つのユニットにおける結合されたアダプタと歯の斜視図及び断面図である。 本発明の一部を構成するサイドカッターが回転可能な保護システムの正面図、側面図、及び斜視図である。 本発明のシステムへの接続を示すローダバケットの拡大部分斜視図及び側面図である。 図1、図2、図3、図9、及び図13に見られる本発明の一部を構成するクイックリリース縁部シュラウド保護部材による解決手段の側面図、平面図、及び投影図である。 本発明の別の実施形態によるクローを有する前面保護部材による解決手段の側面図および斜視図である。 本発明の実施形態によるバケットに接続された側板摩耗部材の斜視図である。

本発明は、図1に例示されるタイプの地面係合装置で使用するためのハンマーレス現場交換可能摩耗部材組立体による解決手段に関する。図示されたシステムは、そのような地面係合器具の通常の動作中の高い衝撃および研磨作用のために頻繁に交換が必要な摩耗部材組立体の部材を含む種々の部材を含む。

特に図1を参照すると、一般に50で示されるタイプの地面係合器具は、バケット床52と、前縁53を有するバケット前部4と、54及び55でそれぞれ示される側壁とを含む。

刃先の集合体56は、以下により詳細に規定される。刃先の集合体56の一般的な構成および動作上の利点は、図2、図3および図9に最もよく示されている。 典型的には、刃先の集合体56は、バケット前部4（キャリアとも呼ばれる）の前縁53を横切って間隔を空けた関係で配置される複数の掘削歯1又は28を含む。

特に図2及び図3を参照すると、本発明のこの実施形態では、掘削歯1は、中間アダプタ腕部2（以下、単に「ダプター」と指称する）を介して前縁53に接続されており、このアダプタ2は、工具不要の楔型ロックシステムによってアダプタ2とバケット前部4との接合部を確実に接続することがわかるであろう。

前記楔型ロックシステムは、（1）アダプタ2上のレール15の収束角が、アダプタ2がバケット前部4内にさらに挿入され続けるにつれて、バケット前部4内の同様の収束凹型ポケットレール33及び34の接合部との接触の密度を増大させ、（2）アダプタレール15においてポケット収束レール33及び34に含まれる角度と直交して往復するバケット前部4内のレールの複合角による二重作用のために機能している。バケット前部4のより詳細な内容は、図10で見ることができる。

専用挿入工具を使用せず、オペレータは、2つの部材の間に安全な保持摩擦適合が達成されるまで、アダプタ2をバケットフロント4のレール付き楔型ポケットに装填することができる。その後、バケット50を反転させ、地上係合装置の油圧アームの力を利用することにより、アダプタ2はバケット前部4の楔型ポケットにさらに圧入される。したがって、掘削歯の作業操作のための最終的な適合位置が、追加の工具を使用することなく達成される。

特に図3を参照すると、アダプタ2のバケット前部4に完全かつ正しく適合されると、開口部10を介してバケット前部4からアクセスできるように、止めネジ24がアダプタ2の後部に挿入されて締め付けられる。止めネジの挿入の目的は、アダプター2とバケット前部4との間に衝突を生じさせ、アダプター2がバケット前部4に埋め込まれたポケットレール33、34に沿ってレール15が早期に後退するのを防ぐことである。これにより、オペレータの潜在的な怪我を防止するスケジュールの前にアダプタが脱落しないように安全が保たれる。

摩耗部材アダプタ2の耐用年数に達すると、オペレータは止めネジ24を取り外し、それによってアダプタをバケット前部4のポケットレール33及び34に沿って反転させて取り外すことができるようにする。アダプタ2のバケット前部4への強固な摩擦適合を解除するために、一般的に土木機械と一緒に使用され、したがって現場で容易に入手できる空気圧ハンマーアタッチメントを使用して、アダプタ2の後面に打撃を与えて、バケット前部4内の高摩擦くさびロック位置から緩める必要があるかもしれない。摩耗したアダプタ4を取り外した後、新しいユニットを現場で取り付けることができ、追加の工具や現場外の設備やサービスを必要としない。注目すべきことに、これは装置の不稼働時間を著しく減少させ、それによって作業機械の生産性を向上させる。

従来の溶接またはボルト貫通型アダプタアタッチメントを有する他のバケット構成要素にさらなる応力および損傷が発生し得るので、単一のアダプタの破損により掘削バケットを直ちに取り外すことが一般的な慣行である。しかしながら、特に図3を参照すると、バケットのフロントリップに接続される従来のアダプタとは異なり、アダプタが破損したり、動作寿命に達した場合でも、バケットフロント4の前面53から測定したときのアダプタの長さのために、掘削バケットを直ちに取り外す必要がない。

一般に、従来のバケット前部に採用されているアダプタの長さは、前縁53と切断歯1との間の物理的距離をほとんど維持することができない。 本発明のこの実施形態のアダプタ4は、バケット前部4と切断組立体56との間の物理的距離を少なくとも300％増加する。この著しく増大した離隔により、アダプタの破損に続く長時間の地上係合装置の安全かつ連続的な運転が可能になる。そうでなければ、支持摩耗部材組立体のさらに高価な損傷を避けるために、バケットを直ちに使用不能にする必要がある。

特に図4を参照すると、摩耗部材歯1は、最も小さい断面を前方に、大きい断面を後方に有する錐体形状に形成されている。歯1は、アダプタ2の鼻部を受けるために後面にポケット40を構成し、ここで完全に適合すると、歯の最も深い内面41と接続する。歯1の最も深い内面41とアダプタ2の鼻部との間には、それらが接続しないように十分な公差が維持されていることに留意されたい。

特に図5及び図7を参照すると、歯ポケット40の内部接合部は、42、43、44、45によって描かれた7つの別々の部分でアダプタ2と嵌合するために、表面設計が直線的であり、アダプタの下面との歯ポケット上の下部内部接合部と組み合わせて、合計7つの連結嵌合点を構成する。

本発明のこの実施形態では、歯1の下部外縁は、残りの3つの外面に比べて、材料の厚さが不均等な表面を有する。材料は、歯1の内部ポケットに通じる開口部21と位置合わせされている下部外面39の領域から除去されており、歯がアダプタ鼻部にしっかりと装着されたとき、楕円形の開口部21は、アダプタ鼻部2内に含まれる凹状のポケット47と軸方向に位置合わせされている。下地外面の肉厚39を減少させる目的は、地上係合装置の通常の動作中に、開口21を囲む摩耗部材壁の浸食を加速させることである。これにより、ロックピン31を所定の位置に保持する相反する材料が除去され、その結果、ロックピン31はそのポケット47から緩み、アダプタ2と歯1との間のロックされた接続が除去され、その後、最小限の労力で、専用工具を必要とせずに除去することができる。

特に図5を参照すると、本発明の特徴の1つは、工具を必要とせずにアダプタ2への掘削歯1の取り付け及び取り外しを容易にすることである。各アダプタ2は、予め挿入されたロックピン31を含み、このロックピン31は、ばね32に取り付けられ、その両方は、歯受けポケット40の挿入に先立って、アダプタ2の鼻部内に位置するポケット47に挿入される。本発明の本実施形態では、ばね32としてゴム製のシリンダーを使用しており、このシリンダーはロックピン31の基部にある円筒形のポケットに受け取られる。しかし、本発明の他の実施形態では、内部ロックピン31を外側に付勢するために必要かつ持続的な弾性率を提供することができる任意の適切な材料が代用され得る。

特に図8を参照すると、アダプタ2と歯1との間の最初の摩擦保持は、アダプタ2の鼻部の上面が歯1のポケットの上部内部接合部と嵌合し始めると同時に、アダプタ2の鼻部内に配置されたポケット47内に含まれるばね負荷ロックピン31が歯ポケット40の下部内部接合部と連結する方法によって達成されている（詳細D参照）。外部からの物理的な支持を必要とせずに、歯1がアダプタ2に対して摩擦によって十分に適合したら、地面係合装置の油圧アームを用いて、バケット50、アダプタ2及び歯1を地面に向かって下向きに反転させ、歯の前縁を硬い表面に押し当てる。この動作により、歯1とアダプター2がより強固に適合し、42、43、44、45の領域に含まれるアダプターの鼻部の7つの別々の表面の間に強固な接続がなされる。

図8を参照すると、歯1が取り付けられ、挿入位置と最終適合位置との間の中間点に達すると、歯のポケットの下壁の内部接合部とロックピン31の外面との間の空間が窮屈になることで、アダプタ2の鼻部内にあるポケット47の室内でばね32が圧縮する。これにより、ゴムで形成されている可能性のあるばね32は、ポケット47内に与えられた環状の空間内に瞬間的に変位するように横方向に拡張する（詳細Eを参照）。歯がアダプタの鼻部に深く適合し続けると、歯1の楕円形の開口部21がロックピン31と軸方向に位置合わせされ、ロックピン31の同心円状の段付き前縁によって許される漸増ステップで、ロックピンが開口部21内に外側に逃げることができる。

ロックピン31と開口部21の位置関係が改善されるにつれて、この逃がし止めは増加する。ロックピン31の先端部の形状は、同心円状の段付き円筒の集合体であり、ロックピンの先端部の直径が最も短く、ばね32に接するピンの基部に向かって段付き直径が大きくなっている。ロックピン31が歯1の楕円形開口部21とより顕著に軸方向と位置合わせされるにつれて、ロックピンの円筒の追加の幅が楕円形開口部に投影され、それにより、歯がアダプタ2上の最終位置まで駆動されるとより大きなロック接続を達成する。

ロックピン31の基部は、楕円形の開口部の直径よりも大きい直径を有するので、装置の通常の操作中に歯39の下面が摩耗するまで、歯1をアダプタ2の鼻部に抗するように強く保持する衝突を生じさせる。それに続いて、ロックピン31の基部の直径は、特に下面39の減少した壁材料の除去により、歯1の拡大した開口部を経由してアダプタポケット47から脱出でき、歯1を固定するロック機構を解放し、専用工具又はハンマリングを必要とせずに取り外すことが可能になる。

特に図1及び図12を参照すると、側面保護摩耗部材5は、従来の側面保護摩耗部材の2倍の耐用年数を可能にする対称性を組み込んでいる。これは、切断および溶接装置を必要とせずに、現場のオペレータが、バケット前面4、2つの小球6およびバケット側面54または55に対するロック位置から摩耗部材を解放する単一のナット7を解放することによって、側面保護摩耗部材5を回転させることができることによる。本発明のこの実施形態では、面取りされた表面14は、2つの目的を提供する。それらの目的とは、（1）バケット前部4をバケット側面54又は55に固定するために存在する典型的に凸状の溶接ビードの間に緩衝ゾーンを形成すること、および（2）バケット壁54または55の外側、バケット前部4の上面および側板摩耗部材の内壁14の間に内部チャネルを形成し、これにより、装置の通常の動作中にかき回される細かいシルト、ダストおよびデブリが前記チャネル内で閉じ込められるようになり、これにより、側面保護摩耗部材5、バケット前部4およびバケット壁54または55の間の移動の可能性を妨げることである。これにより、従来のボルトオン式側部保護摩耗部材システムに関連する典型的な動きが大幅に減少し、それにより、交換が必要となるまでの摩耗部材の有用な寿命が長くなる。

特に図1、図2及び図12を参照すると、側板摩耗部材5は、ゼロトレランス接触で接合する隅歯28、すなわちアダプタ2の上面に嵌合する下面29を配置する。これにより、歯28又はアダプタ2からバケット組立体50、52、54及び55への荷重の伝達が大きくなり、バケット前部4及び切刃組立体56への負担を軽減することができる。

特に図2及び図12を参照すると、側板摩耗部材5は、側板5に加工された往復ねじ山に螺合する単一のロックナット7及びねじ棒9によってバケット側面54又は55に連結される。一旦側板5に取り付けられると、ねじ棒9は、次に、バケット壁の凹型ポケット内に配置されるロックナット7によって、バケット壁54又は55の内面上の凹部に固定される。ねじ付きバー9は、バー全体を貫通する小径の円筒形のボアホール8が配置されている。本発明のこの実施形態では、この円筒形の押し出しカットは、ロックナット7の外面が装置の通常の操作の研磨性のために使用不可能になった場合に、使用終了時にロックねじバーをより迅速に取り外すことを可能にする。

特に図1及び図12を参照すると、ねじ棒9の両側に対称的に位置する球状鋼小球6は、球状小球6が嵌合する2つの半球状窪み内に含まれる。側板5がバケット壁54又は55に対して締め付けられたときに、小球6が側板5及びバケット壁54又は55の両方内のそれぞれの半球状の窪みに完全に受容されないように、側板摩耗部材5の表面からのこれらの半球状の窪みの深さは、小球6の半径よりも僅かに小さくなければならない。これにより、側板5が受ける全ての力を、3つの点、すなわちねじ付きバー9と2つの小球6だけを介してバケット組立体の方に向けることになる張力作用が生じる。

特に図10及び11を参照すると、本発明のこの実施形態では、図2に示すような以前のアダプタ2及び掘削歯1が、単一の細長い爪28に結合されている。これは地面係合用途－岩石破砕システムのような高価な第三者装置に落下する可能性のある部材が脱落することで、時間と費用のかかる損失を引き起こす－に特に好適である。爪28は、バケット前部4にポケットされた収束レール33及び34の使用に関して、この発明の本体と同一の挿入及び取り外しプロセスに従い、爪28の上面に位置する収束レール15との緊密で増加する嵌合を作り出す。爪28へのアダプタと歯の組み合わせは、切断組立体の前縁をバケット前部4からさらに遠ざけることを可能にし、それによって、この摩耗部材の縁に与えられる保護を増大させることができる。爪28が完全に適合した位置まで挿入されると、アダプタバージョン4の固定と同じ方法で、バケット前部4の開口部10を通して止めネジが挿入される。これにより、収束レールシステムとの接続が緩んだ場合に爪28が落下するのを防止する、材料の不動な衝突が生じる。

特に図2、13及び14を参照すると、バケット前部4、特に前縁53に関連する摩耗を低減するために、統合ハンマーレスシュラウド保護システムが、取り付けられたアダプタ2、又は爪28の側壁に切られたチャネル12に挿入される。シュラウド保護システムは、3つの別個の部材を有する。両方の長辺37に沿って拡張されたタブを有する第1のシュラウド保護部48は、刃先の集合体56を構成する右端および右近くのアダプタ2またはツメ28の側部に切られたチャネル12に挿入され、タブ37とチャネル12の間に強固な嵌合が起こるまで後方に押される。両方の長辺37に沿って延長されたタブを有する第2のシュラウド保護部3のセットは、中央アダプタ2又は爪28の側面のチャネル12に挿入され、タブ37とチャネル12との間に強固な嵌合が生じるまで後方に押し込まれる。両方の長辺37に沿って拡張されたタブを有する第3のシュラウド保護部49は、左近傍および左遠方のアダプタ2またはツメ28の側面に切り込まれたチャネル12に挿入され、タブ37とチャネル12との間に固い嵌合が生じるまで後方に押される。

特に図13および図14を参照すると、シュラウド保護部3、48および49は、後方に延びる部分が、アダプタ2、またはツメ28の側壁に配置されたチャネル12に挿入されると前方に面した縁に向かって横方向に拡大する小さい断面幅を有する錐台形状を有する。シュラウド保護部3、48、49は、しっかりと適合するまで後方に押され、チャネル12と拡張タブとの間のここに含まれる収束する相補的角度のために、剛性のある嵌合を形成する。

特に図3を参照すると、シュラウド保護部3、48及び49がしっかりと適合すると、バケット前部4の開口23を介して、止めネジ25がシュラウド保護部3、48及び49の中に挿入される。止めネジ25の目的は、シュラウド保護部がその耐用年数の終了前にチャネル12に沿って後退するのを防止するための安全対策である。シュラウド保護部を交換するために、オペレータは、止めねじ25を取り外し、シュラウド保護部の後面に基本的な圧力を加えて、アダプタ2又は爪28の間の動作位置に保持する収束角楔型ロックからそれを解放するためにする。

特に図13を参照すると、取り付けられた爪28の側面図に見られるように、バケット前部4の前縁53と比較したときに、切断縁の間で達成される物理的距離の増大がある。これにより、バケットフロア52の下側に設置され、バケット壁54、55を補強する横方向摩耗部材51によって発生する摩耗が著しく減少する。

特に図15を参照すると、本発明のこの実施形態では、シュラウド保護部3、48および49ならびにサイドチャネル12（図13に示す）が取り外され、前面保護部材（前方保護部ともいう）59によって置換されており、地面係合装置の通常の動作中に侵食から歯1の上面およびバケット前部4の前縁53を守る役割をする。図示のように、前方保護部59は、工具不要の楔ロックシステムによって、クロー28に直接接続され、バケット前部に直接固定することを必要とせずに保護を提供する。

楔型ロックシステムは、（1）爪28上のレール15の収束角度、これは、前方保護部59が爪28にさらに取り付けられ続けると、前方保護部59の下側に配置された同様の収束凹型ポケットレール60の接合部との接触の緊密さが増すこと、（2）下側ポケット収束レール60に含まれる角度に垂直なアダプタレールにおいて往復するフロント保護部59のレールの複合角度の二重作用により機能している。爪がバケット前部4に取り付けられる前に、前方保護部59が摩耗部材爪28に取り付けられる取り付け順序のより詳細が、図15に示されている。

前方保護部59がクロー28内のレール15に対して固定された後、同じレール15を使用して、今組み立てられたクロー28と前方保護部59との組み合わせを、バケット前部4内に位置するポケット収束レール33及び34にさらに取り付ける。組み合わせ組立体がバケット前部4内に取り付けられると、止めねじ24が、爪28の下側から、爪28本体の全体を貫くねじ付き開口部61を介して挿入され、締め付けられる。これにより、バケット前部4の底面内に位置する下側ポケット62との衝突が生じ、動作中に歯が早期に滑り落ちることを防止する安全機構として機能する。

本発明のこの本実施形態は、図1、図2及び図9に示すように、バケット前部4を貫通して穿孔される開口10の要件を除去している。開口61が歯28を通して設けられ、この開口を通して止めねじ24をバケット前部4の下面内の凹型ポケット62に対して締め付けることができる。これにより、製造工程が簡略化され、バケット前部組立体の完全性と耐久性が向上する。

専用工具を必要とせず、バケット前部4に接するさらに複雑な溶接または追加の固定具を必要とせず、前部保護部59を爪28に固定するために採用された新規な取り付け機構により、従来の前部保護交換手順に伴うダウンタイムおよびコストを発生させずに、前部保護部59を容易に交換することができる。 摩耗部材28、又はアダプタ2がその耐用年数の終わりに達すると、前方保護部59は、摩耗部材自体を取り外すのに必要なのと同じ動作内で排出されることになる。

特に図16を参照すると、本発明のこの実施形態では、側板摩耗部材5は、側板摩耗部材5の外壁に位置する凹型ポケット63内に位置する単一のボルト57などの締結手段によってバケット側面54または55に連結される。本発明のこの実施形態では、側板摩耗部材5をボルト57で固定するための往復受けネジが側板摩耗部材5から取り除かれ、代わりにバケット壁54の55内に収容されるので、ボルト57が自由に通過できるように側板摩耗部材内に配されたボルト穴開口内に十分な許容範囲ができる。これにより、バケット壁の内側に固定されたときに固定機構に生じていたかもしれない損傷が緩和される。ボルト57は、バー全体を貫通する小径の円筒状の掘削孔58に配置される。本発明のこの実施形態では、この円筒形の押し出しカットは、ロックボルト57の外面が装置の通常操作の研磨性によって使用不可能になった場合に、使用終了時にロックねじバーをより速く取り外すことを可能にする。別の実施形態では、側板摩耗部材5は、図2及び図12を参照して先に説明したようなねじ棒及び緩みナットのような別の締結手段を用いてバケット側面54又は55に接続することができる。

特に図17を参照すると、本発明のこの実施形態では、摩耗部材歯64内のポケットは、錐体形状のポケット65に端を発し、円筒形状のポケット66に終端するように形成されている。円筒形状のポケット66は、前方ほど小さい円筒形状の断面を有し、後方ほど大きい錐体形状の断面を有する。すなわち、歯64は、錐体形状の開口部65から始まり、ポケットの深部に向かって円筒形状のポケット66となり、最内周面の実質的に円形のポケット71で終端する、内寸が変化するポケットを構成している。

本発明のこの実施形態では、アダプタ72の鼻部の形状は、摩耗部材歯64の変更されたポケットを補完するように変更されている。鼻部は、円筒形断面69で前方に終端するフラストラム形状70で始まる。これにより、円筒形鼻部69の全表面積と摩耗部材歯64の円筒形ポケット66との間の等しい接触が確保される。したがって、これは、本発明の以前の実施形態に関連する騒音公害を低減することに加えて、アダプタ72および歯64の早期摩耗の両方を低減する。

本実施形態におけるロックピン機構31は、この発明の以前の実施形態と同じであることに留意されたい。さらに、歯64が完全に適合したとき、歯64の最も深い内面71とアダプタ72の鼻部との間に十分な公差が維持され、それらが接続しないようにすることができる。

本発明のこの実施形態では、歯64の下部外縁は、残りの3つの外面に比べて、材料の厚さが不均等な表面からなる。材料は、歯64の内部ポケットに通じる開口部67と位置合わせされている下側外縁面68の領域から除去されている。歯がアダプター鼻部にしっかりと固定されたとき、楕円形の開口部67は、アダプター鼻部72内に含まれる凹型のポケットと軸方向に位置合わせされている。下地外面の壁厚68を減少させる目的は、地面係合装置の通常の動作中に、開口67を囲む摩耗部材壁の浸食を加速させることである。これにより、ロックピン31を所定の位置に保持する相反する材料が除去され、その結果、そのポケットから緩み、アダプタ72と歯64との間のロックされた接続が除去され、その後、最小限の労力で、専用工具を必要とせずに除去することができる。

本発明を実施する上で、その範囲から逸脱することなく、様々な他の変更及び修正を行うことができる。これらの変更および修正が添付の特許請求の範囲の範囲内にある限り、それらは本発明の一部とみなされる。

Claims (32)

1. 地面掘削機の有関節腕部の遠端に取り付け可能な地面係合装置であって、
   当該地面係合装置は、掘削される地面に係合するように一列に配置された複数の歯を有し、
   前記複数の歯は、対応するロックピンを介して当該地面係合装置のキャリア上に保持され、前記ロックピンは、前記複数の歯が摩耗の閾値に達した後に自動的に排出されることで摩耗した前記複数の歯の除去及び交換を可能にするように構成される、
   地面係合装置。
2. 請求項１に記載の地面係合装置であって、前記ロックピンの長手軸は、前記複数の歯の対応する長手軸に対して実質的に直交し、かつ、前記ロックピンの長手軸は、当該地面係合装置のキャリアの主要面に対して実質的に直交する、地面係合装置。
3. 請求項１又は２に記載の地面係合装置であって、前記ロックピンは、前記複数の歯の下面にて摩耗の閾値に達するときに排出されるようにばね懸架される、地面係合装置。
4. 請求項１～３のいずれかに記載の地面係合装置であって、前記複数の歯は、対応するアダプタを介して前記キャリアに取り付けられる、地面係合装置。
5. 請求項４に記載の地面係合装置であって、前記アダプタは、前記キャリアから摺動可能に取り外し可能となるように前記キャリアの対応する保持スロット内で摺動可能に取り付け可能である、地面係合装置。
6. 請求項５に記載の地面係合装置であって、前記保持スロットは、先細り構成となるように配置され、それにより前記アダプタが該アダプタに対応する前記キャリアのそれぞれのスロットへ入り込むように摺動することで、前記アダプタの保持は徐々に改善される、地面係合装置。
7. 請求項６に記載の地面係合装置であって、前記保持スロットは、前記アダプタの前方から後方へ向かう方向に収束する複数の収束レールの組として構成される、地面係合装置。
8. 請求項４～７のいずれか一項に記載の地面係合装置であって、シュラウド保護部をさらに備え、前記シュラウド保護部は、該シュラウド保護部の両長手端部に沿って延びるタブを有し、それにより前記シュラウド保護部が前記アダプタのうち隣接するアダプタの側壁内に設けられるチャネルへ入り込むように後方に押されるときに、前記の延びるタブは前記チャネルと係合する、地面係合装置。
9. 請求項８に記載の地面係合装置であって、前記シュラウド保護部は錐体形状で、後方に延びる部分が有する断面積の横方向に延びる幅は、前記アダプタの側壁内に設けられる前記チャネルに挿入されるときに前方を向く端部に向かって狭くなる、地面係合装置。
10. 請求項７に記載の地面係合装置であって、前方保護部をさらに備え、前記前方保護部は、該前方保護部の下に設けられる凹んだポケットレールを有し、それにより前記前方保護部は、前記アダプタが前記キャリア上に設置される前に前記アダプタ上の対応する複数の収束レールの組に抗して固定され得る、地面係合装置。
11. 請求項１～１０のいずれか一項に記載の地面係合装置であって、側部をさらに備え、前記側部は、前記地面掘削機の前記有関節腕部の遠端にて横方向の摩耗から保護するように前記キャリアの長手端部で実質的に取り付け可能である、地面係合装置。
12. 請求項１１に記載の地面係合装置であって、前記側部は、１８０°の回転対称性を有し、当該地面係合装置に対して相互に１８０°離れた少なくとも２つの角度方位において取り付け可能となるように設計される、地面係合装置。
13. 請求項１１又は１２に記載の地面係合装置であって、前記側部は、前記キャリア上で隣接するように構成され、それにより前記キャリアは、当該地面係合装置が地面の掘削に使用されているときに前記側部の回転を防止する、地面係合装置。
14. 請求項１１～１３のいずれか一項に記載の地面係合装置であって、前記側部は、該側部の外壁内に形成される凹んだポケット内に設けられる固定手段によって当該地面係合装置の端部に接続されるように構成される、地面係合装置。
15. 請求項１～１４のいずれか一項に記載の地面係合装置であって、前記ロックピンのうちの少なくとも１つは、内部で直径が増大するように同軸配置される相互に直径の異なる複数のシリンダを有し、あるシリンダは、前記少なくとも１つのロックピンの第２部分を構成する前記複数のシリンダの最大直径を有する、地面係合装置。
16. 請求項１～１５のいずれか一項に記載の地面係合装置であって、前記複数の歯のうちの少なくとも１つは、内部に空洞を画定する実質的に錐体形状の壁を有し、前記空洞は、前記複数の歯のうちの少なくとも１つの内部で前方での断面積が小さく、後方での断面積が大きい、地面係合装置。
17. 請求項１～１６のいずれか一項に記載の地面係合装置用の歯であって、細長で、第１端部に刃先を有し、第２端部に凹んだ先細り空洞を有し、前記空洞の下部地面接触壁上に開口部を備え、前記開口部は、前記空洞の前記下部地面接触壁が摩耗閾値に達するまで当該歯を取り付け状態に維持するようにロックピンを押さえるように構成される、歯。
18. 請求項１７に記載の歯であって、前記開口部は、錐体形状の第１部分と円筒形状の第２部分を有するように形成される、歯。
19. 請求項１～１６のいずれか一項に記載の地面係合装置用のアダプタであって、第１端部では、歯の空洞へ係合するように構成され、前記歯が摩耗閾値に達した後に自動的に排出されるロックピンによって内部で保持され、第２端部では、当該地面係合装置のキャリアの先細りスロットへ摺動可能に係合するように構成される、アダプタ。
20. 請求項１９に記載のアダプタであって、前記第１端部は、錐体形状の第１部分と円筒形状の第２部分を有するように形成される、アダプタ。
21. 地面掘削機の有関節腕部の遠端に取り付け可能な地面係合装置を設定する方法であって、
    前記有関節腕部の前記遠端にキャリアを取り付ける段階と、
    掘削される地面に係合するキャリアに対して一列に配置されるように複数の歯を対応するロックピンを介して当該地面係合装置のキャリア上で保持して取り付ける段階と、
    前記複数の歯が摩耗閾値に達した後に自動的に排出されるように前記ロックピンを配置することで摩耗したときの前記複数の歯の除去及び交換可能にする段階、
    を有する方法。
22. 請求項２１に記載の方法であって、前記ロックピンの長手軸を前記複数の歯の対応する長手軸に対して実質的に直交させ、前記ロックピンの長手軸を当該地面係合装置の前記キャリアの主要面に対して実質的に直交させるように配置する段階を有する、方法。
23. 請求項２１又は２２に記載の方法であって、前記複数の歯の下で前記摩耗閾値に達するときに排出されるようにばね懸架された前記ロックピンを配置する段階を有する、方法。
24. 請求項２１～２３のいずれかに記載の方法であって、対応するアダプタを介して前記キャリア上に前記複数の歯を取り付ける段階を有する、方法。
25. 請求項２４に記載の方法であって、前記キャリアから摺動可能に取り外し可能となるように前記アダプタを前記キャリアの対応する保持スロットへ摺動取り付けを行う段階を有する、方法。
26. 請求項２１～２５のいずれかに記載の方法であって、地面係合装置の側部を実質的に前記キャリアの長手端部に取り付けることで、前記地面掘削機の前記有関節腕部の遠端を横方向の摩耗から保護する段階を有する、方法。
27. 請求項２６に記載の方法であって、前記側部は、１８０°の回転対称性を有し、当該地面係合装置に対して相互に１８０°離れた少なくとも２つの角度方位において取り付け可能となるように設計される、方法。
28. 請求項２７に記載の方法であって、前記側部は、手動で取り外し可能な固定手段によって当該地面係合装置に取り付けられ、それにより前記側部は、前記固定手段を解放した後に回転可能となり、かつ、前記側部の一の側部が摩滅したときに再使用できる、方法。
29. 請求項２７又は２８に記載の方法であって、当該地面係合装置が地面を掘削するのに用いられているときに前記キャリアが前記側部の回転を防止するように前記側部を前記キャリアに隣接するように構成する段階を有する、方法。
30. 請求項２２～２９のいずれかに記載の方法であって、前記ロックピンのうちの少なくとも１つを、内部で直径が増大するように同軸配置される相互に直径の異なる複数のシリンダを有するように配置する段階を有、あるシリンダは、前記少なくとも１つのロックピンの第２部分を構成する前記複数のシリンダの最大直径を有する、方法。
31. 請求項２１～３０のいずれかに記載の方法であって、内部に空洞を画定する実質的に錐体形状の壁を有するように前記複数の歯のうちの少なくとも１つを配置する段階を有し、前記空洞は、前記複数の歯のうちの少なくとも１つの内部で前方での断面積が小さく、後方での断面積が大きい、方法。
32. 請求項２４～３１のいずれかに記載の方法であって、前記アダプタが前記キャリアに設置される前に前方保護部を設置する段階を有し、前記前方保護部は、該前方保護部の下に設けられた凹んだポケットレールを有し、それにより前記前方保護部は、前記アダプタ上の複数の収束レールの組に抗するように固定され得る、方法。
    

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