裂土器组件的制作方法
【专利摘要】一种裂土器组件，包括连杆组件和致动器。连杆组件具有安装部段、具有框架轴线的框架构件、承载构件和连接构件。所述致动器能沿着延伸致动器轴线在缩回位置与伸展位置之间移动。连杆组件能在致动器处于缩回位置的掘地位置与致动器处于伸展位置的升高位置之间移动。当连杆组件处于掘地位置时，框架轴线与致动器轴线之间的角度在约40度和65度之间。
【专利说明】裂土器组件【技术领域】
[0001]本发明总体涉及裂土器组件，更具体地涉及提高了从致动器向掘地齿杆传递力的效率的裂土器组件。
【背景技术】
[0002]裂土器组件通常用于松动坚硬的地面、打碎岩层或者以其它方式接合地面。裂土器组件通常包括平行四边形式连杆，该连杆能在第一升高位置与第二掘地位置之间移动，在所述第一升高位置裂土器位于地面上方用于运输，在所述第二掘地位置裂土器组件的掘地齿杆接合地面表面。致动器一诸如液压缸一通常用于使裂土器组件在第一和第二位置之间移动。
[0003]当裂土器组件处于掘地位置时，所述致动器也可以用于施加用来将裂土器组件的掘地齿杆保持在地面下的力。为了增加施加在掘地齿杆上的力，可以使用更大更重的致动器。然而，除了增加致动器的尺寸以外，较大的致动器还会要求增加裂土器组件的其它部件的尺寸。更大的致动器和裂土器组件的更大的部件会导致裂土器组件更重。
[0004]美国专利公开N0.US2009/0199441A1涉及一种能在第一运输位置与第二掘地位置之间移动的裂土器组件。裂土器组件的连杆组件的构造允许改善在处于第一升高位置时的操作员视野。 [0005]上述背景讨论只是为了帮助读者。它并非旨在限制本文所描述的发明，也不是要限制或扩展所讨论的现有技术。因此，上述讨论不应被视为表明现有系统的任何特定元素不适合与本文所述的发明一起使用，也不旨在指示任何元件对于实施本文所述的发明的必要性。本文所述的本发明的实施方式和应用由所附权利要求限定。
【发明内容】
[0006]在一个方案中，公开了包括连杆组件和致动器的裂土器组件。连杆组件具有安装部段、框架构件、承载构件和连接构件。框架构件具有框架轴线，并可枢转地连接到安装部段上。承载构件具有至少一个掘地齿杆，并可枢转地连接到框架构件上。连接构件可枢转地连接到安装部段上，和可枢转地连接到承载构件上。致动器可沿着延伸致动器轴线在缩回位置与伸展位置之间移动。致动器可枢转地连接到框架构件上，和可枢转地连接到承载构件上。连杆组件能在致动器处于缩回位置的掘地位置与致动器处于伸展位置的升高位置之间移动。当连杆组件处于掘地位置时，框架轴线与致动器轴线之间的角度在约40度和65度之间。
[0007]另一方案中，公开了一种机器，该机器包括框架、原动机、掘地推进装置和裂土器组件。裂土器组件包括连杆组件和致动器。连杆组件具有安装部段、框架构件、承载构件和连接构件。框架构件具有框架轴线，并可枢转地连接到安装部段上。承载构件具有至少一个掘地齿杆，并可枢转地连接到框架构件上。连接构件可枢转地连接到安装部段上，并可枢转地连接到承载构件上。致动器可沿着延伸致动器轴线在缩回位置与伸展位置之间移动。致动器可枢转地连接到框架构件上，和可枢转地连接到承载构件上。连杆组件能在致动器处于缩回位置的掘地位置与致动器处于伸展位置的升高位置之间移动。当连杆组件处于掘地位置时，框架轴线与致动器轴线之间的角度在约40度和65度之间。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1示出了根据本发明的具有裂土器组件的机器的示意图；
[0009]图2是根据本发明的裂土器组件的透视图；
[0010]图3是图2的裂土器组件的侧视图；
[0011]图4是图2的裂土器组件的安装部段的透视图；
[0012]图5是图2的裂土器组件的承载构件的透视图；
[0013]图6是图2的裂土器组件的框架构件的透视图；和
[0014]图7是与图3类似的侧视图，但示出了图2的裂土器组件的连杆和角度关系。【具体实施方式】
[0015]参见图1，示出了诸如平地机的机器10。机器10具有框架12和掘地/地面接合推进系统，该掘地推进系统包括两组后轮13和一组前轮14。推土铲或推板15安装在推板倾斜调节机构16上，该推板倾斜调节机构由设置在框架12下方的可转动圆形组件17支承。可设置多种液压缸用以控制推板15的位置。诸如发动机18的原动机提供了用于推进机器10以及运行机器的各种致动器和系统所必须的动力。在静液压运行的机器中，发动机18为静液压泵(未显示)提供动力，该静液压泵进而驱动静液压马达(未显示)用以推进机器10。静液压泵也可以驱动机器的其它液压系统。裂土器组件20可安装在机器10的框架12的后部部段。虽然图中裂土器组件20安装在平地机上，但裂土器组件也可以安装在其它类型的机器上，诸如推土机、牵引机等。
[0016]如图2至图3中更详细地示出，裂土器组件20具有连杆/联动组件22，该连杆组件包括用于接合和挖掘地面参照物——诸如地面100(图1)—的一个或多个掘地齿杆/掘地支柱23。可以提供液压缸或致动器24来控制连杆组件22的位置。裂土器组件20也可包括一对细长的结合连杆25，所述结合连杆自连杆组件22向前延伸用以帮助将裂土器组件固定到机器10上。每个结合连杆25具有细长的臂26，该细长的臂具有后结合连杆孔(未显示)和前结合连杆孔27。
[0017]连杆组件22可包括安装部段30、承载构件40、框架构件55和一对分隔开的连接构件65。安装部段30可以构造成用于将裂土器组件20固定到机器10的框架12上。安装部段30可具有一对分隔开的朝后的(在图3中朝左)支承臂32。每个支承臂32都可具有上部安装孔33和下部安装孔34。支承臂32可以由横向构件35横向地连接。在一替代构型中，安装部段30的上部安装孔33和下部安装孔34可以独立地固定到机器10的框架12上，以使上部安装孔和下部安装孔之间的连接通过框架12而不是通过支承臂32实现。安装部段30还可包括具有竖向表面37和水平表面38的朝前的支架36。竖向表面37和水平表面38中的每一个都可通过诸如螺栓39的紧固件接合到机器10的一部分上，用以将裂土器组件20安装到框架12上。
[0018] 承载构件40可具有基本上细长的管状横向构件41，可以在该管状横向构件上安装多个掘地齿杆23。横向构件41可构造成具有多个安装支架42，以允许掘地齿杆23能可拆卸地安装在所述横向构件上。在图2中，示出横向构件41具有七个安装支架42和安装在支架中的三个掘地齿杆23。如果需要，承载构件40可具有其它数量的支架和齿杆。
[0019]横向构件41可具有致动器塔43，该致动器塔大致自所述横向构件的中央部分沿着与掘地齿杆23基本上对向的方向向上延伸。致动器塔43可由一对分隔开的竖向中央板44形成，所述竖向中央板通过后盖板45连接用以增加致动器塔43的刚性。致动器塔43可具有用于连接到致动器24上的上部致动器塔孔46。一对连接塔47可设置在横向构件41上，使得连接塔47定位在致动器塔43的对置的两侧上。每个连接塔47可以由一对竖向承载板形成，所述竖向承载板由后承载覆盖件52连接用以增加连接塔47的刚性。连接塔47可具有上部承载孔53和与上部承载孔分隔开的下部承载孔54。
[0020]基础或框架构件55可以是基本上平面的，并且可以在安装部段30与承载构件40之间延伸。如图6中最佳示出的，框架构件55具有一对分隔开的后框架孔56和一对分隔开的前框架孔57。框架构件55还可包括向上延伸的框架支架58，该框架支架中具有下部致动器支架孔59。框架构件55可以被铸造或装配成一体式构件、形成为多部件的装配体、或者可以是支承致动器24并将安装部段30连接到承载构件40上的多个不同的分隔开的部件。
[0021]连接构件65可以是在安装部段30与承载构件40之间延伸的基本上圆柱形的杆。每个连接构件65可具有后连接孔66和前连接孔67。
[0022]裂土器组件20具有枢转地连接各种部件的多个销。更具体地，裂土器组件20可包括一对前上部销71，其中每个前上部销都延伸穿过安装部段30的上部安装孔33和连接构件65中的一个的前连接孔6 7，用以将连接构件65中的每一个可枢转地连接到安装部段30上。前下部销72可延伸穿过安装部段30的各下部安装孔34、框架构件55的前框架孔57和结合连杆25中的一个的后结合连杆孔(未显示)，用以将结合连杆25中的一个和框架构件55可枢转地连接到安装部段30上。后上部销73可延伸穿过承载构件40的各上部承载孔53和连接构件65中的一个的后连接孔66，用以将连接构件65中的一个可枢转地连接到连接塔47中的一个连接塔上。后下部销74延伸穿过承载构件40的各下部承载孔54和框架构件55的后框架孔56，用以将承载构件40可枢转地连接到框架构件55上。
[0023]液压缸或致动器24可以可枢转地连接到连杆组件22上。上部致动器销75延伸穿过致动器塔43的上部致动器塔孔46和致动器24的致动器支架孔87，用以将致动器可枢转地连接到承载构件40上。下部致动器销76延伸穿过框架构件55的框架支架58中的下部致动器支架孔59和致动器24的致动器杆孔88，用以将致动器24可枢转地连接到框架构件55上。致动器24能在缩回位置和伸展位置之间移动。
[0024]通过这样的构型，框架构件55和连接构件65可在安装部段固定到机器10上时相对于安装部段30枢转。承载构件40可相对于框架构件55和一对连接构件65两者枢转。可通过使致动器24伸展和缩回从而使力可以施加在承载构件40的致动器塔43与框架构件55之间来实现连杆的运动。连杆组件22能在掘地位置与升高位置之间移动，在所述掘地位置致动器24处于缩回位置，在所述升高位置致动器24处于伸展位置。
[0025]如图7中最佳显示的，连杆组件22基本上成形为平行四边形。前上部销71和前下部销72之间的线被描绘成具有安装轴线90的安装连杆81。后上部销73和后下部销74之间的线被描绘成承载连杆82。前上部销71和后上部销73之间的线被描绘成连杆84。前下部销72和后下部销74之间的线被描绘成具有框架轴线91的框架连杆85。上部致动器销75和下部致动器销76之间的线被描绘成具有致动器轴线92的致动器区段86。当连杆组件处于掘地位置时，上部致动器销75和下部致动器销76定位在连杆组件22的圆周边界内。
[0026]裂土器组件20的部件的相对角度影响裂土器组件的性能、操作效率和构型。致动器轴线92相对于框架轴线91的角(度)93影响所需的来自致动器24的力，该来自致动器的力用以产生用于将裂土器组件20的掘地齿杆23保持在地面100下的必要的向下的力。角度93越小，需要的致动器24则越大。类似地，对于较大的角度93而言则需要较小的致动器。然而，框架轴线91和致动器轴线92之间的角度93越大，则施加到框架构件55上并且必须由框架构件55承载的力就越大。增加由框架构件55以及连杆组件22的其它部件承载的力会产生对使连杆组件22更强固、进而更重的需求。所增加的重量导致降低了机器10的燃料经济性，增加了对平衡重量的需要，并且可能降低机器的运行特性。
[0027]已经确定的是，优化裂土器组件20的角度的一种方式是使介于致动器轴线92与线95之间的距离94最大，所述线95平行于致动器轴线92并与后下部销74相交。在所示实施例中，距离94大约是承载连杆82的长度的百分之八十。然而在一个实施例中，距离94可以是承载连杆82的长度的至少百分之七十五；在另一实施例中，距离94可以是承载连杆82的长度的至少百分之六十五。
[0028]如图7中最佳显示的，当连杆组件处于掘地位置时，框架轴线91与致动器轴线92之间的角度93大约是五十五度土五度(55° ±5° )。相信当连杆组件处于掘地位置时，连杆组件22将在介于约四十度和六十五度之间的范围内的角度93下以期望的方式操作。使角度93增加到超过约六十五度会增加施加到框架构件55的力，以致需要更坚固的框架构件。使角度93减小到约四十度以下会减小施加到框架构件55上的力，但也减小了通过掘地齿杆23施加到地面上的力，因此需要更大的致动器24。不论在哪种情况下，增加致动器24或框架构件55的尺寸都将可能导致较重的裂土器组件。
[0029]根据本发明选择裂土器组件的部件的角度和位置可使各种裂土器部件的尺寸最小化。此外，可以减少或消除承载附加载荷所需的附加结构。例如，致动器塔43具有一对竖向中央板44，该对中央板具有连接这两个板的单个后盖板45。此外，连接塔47各具有一对分隔开的竖向承载板51，该竖向承载板具有单个的后承载覆盖件52。框架构件55可形成为一体式构件，而不需要用以补偿由致动器24施加在框架构件上的增加的载荷的明显加固的构件。
[0030]安装轴线90关于与地面100相交的竖向线97形成了倾斜角96。换言之，上部安装孔33和前上部销71比下部安装孔34和前下部销72更靠近裂土器组件20的后端部。前上部销71倾斜成更靠近裂土器组件20的后端部。
[0031]工业适用性
[0032] 本申请所描述的系统的工业适用性可以从上面的说明中很容易地理解。前述说明适用于使用裂土器组件20的机器。在一个方案中，公开了包括连杆组件22和致动器24的裂土器组件20。连杆组件22具有安装部段30、承载构件40、框架构件55和连接构件65。框架构件55具有框架轴线91，并且可枢转地连接到安装部段30上。承载构件40具有至少一个掘地齿杆23，并且可枢转地连接到框架构件55上。连接构件65可枢转地连接到安装部段30上，并且可枢转地连接到承载构件40上。致动器24能沿着致动器轴线92在缩回位置与伸展位置之间移动。致动器24可枢转地连接到框架构件55上，并可枢转地连接到承载构件40上。连杆组件22能在致动器24处于缩回位置的掘地位置与致动器24处于伸展位置的升高位置之间移动。当连杆组件22处于掘地位置时，框架轴线91与致动器轴线92之间的角度93在约40度和65度之间。
[0033]在另一方案中，本发明公开了一种机器10，该机器包括框架12、原动机、掘地推进装置和裂土器组件20。裂土器组件20包括连杆组件22和致动器24。连杆组件具有安装部段、框架构件、承载构件和连接构件。框架构件55具有框架轴线91，并可枢转地连接到安装部段30上。承载构件40具有至少一个掘地齿杆23，并可枢转地连接到框架构件55上。连接构件65可枢转地连接到安装部段30上，并可枢转地连接到承载构件40上。致动器24能沿着致动器轴线92在缩回位置与伸展位置之间移动。致动器24可枢转地连接到框架构件55上，并可枢转地连接到承载构件40上。连杆组件22能在致动器24处于缩回位置的掘地位置与致动器24处于伸展位置的升高位置之间移动。当连杆组件24处于掘地位置时，框架轴线91与致动器轴线92之间的角度93大约在40度和65度之间。
[0034]应理解的是，前面的描述提供了所公开系统和技术的示例。然而，可以设想，本发明的其它实施方式可以在细节上不同于前面的示例。对本发明或其示例的全部引用都是为了参考在该点所讨论的特定示例，而不旨在暗示对本发明的范围的任何更普遍的限制。关于某些特征的区分和淡化的所有语言是为了表明那些特征并非优选，但并不排除在本发明的范围之外，除非另有说明。
[0035]本申请数值范围的列举仅旨在用作单独提及落在该范围内的每一个单独的值，除非在此另有说明，并且每个单独的值被结合到说明书中，如同其在本文中单独列举的快速方法。本文中所描述的所有方法可以以任何合适的顺序执行，除非本文另有说明或以其它方式与上下文明显矛盾 。
[0036]因此，本发明根据适用法律所允许的包括所附权利要求中提出的主题的所有修改和等同方案。此外，上述元素以其所有可能的变化形式的任何组合都由本发明所包括，除非在此另有说明或以其它方式与上下文明显矛盾。
【权利要求】
1.一种裂土器组件(20)，包括: 连杆组件(22)，该连杆组件具有: 安装部段(30)； 框架构件(55)，其具有框架轴线(91);所述框架构件可枢转地连接至所述安装部段(30)； 承载构件(40)，其具有至少一个掘地齿杆(23)并且可枢转地连接至所述框架构件(55);和 连接构件(65)，其可枢转地连接到所述安装部段(30)并且可枢转地连接至所述承载构件(40);以及 致动器(24)，其能沿着致动器轴线(92)在缩回位置与伸展位置之间移动，所述致动器(24)可枢转地连接至框架构件(55)并且可枢转地连接至所述承载构件(40)， 所述连杆组件(22)能在掘地位置与升高位置之间移动，在所述掘地位置所述致动器(24)处于所述缩回 位置，在所述升高位置所述致动器处于所述伸展位置，当所述连杆组件(22)处于掘地位置时，所述框架轴线(91)与所述致动器轴线(92)之间的角度(93)在约40度和65度之间。
2.根据权利要求1所述的裂土器组件(20)，其特征在于，所述连杆组件(22)基本上成形为平行四边形。
3.根据权利要求1或2所述的裂土器组件(20)，其特征在于，所述致动器(24)通过上部致动销(75)可枢转地连接至所述承载组件(40)，并通过下部致动销(76)可枢转地连接至所述框架构件(55)，所述上部致动器销(75)和所述下部致动器销(76)定位在所述连杆组件(22)的圆周边界内。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的裂土器组件(20)，其特征在于，当所述连杆组件(22)处于掘地位置时，所述框架轴线(91)与所述致动器轴线(92)之间的所述角度(93)是约55度±5度。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的裂土器组件(20)，其特征在于，所述连接构件(65)通过前上部销(71)可枢转地连接至所述安装部段(30)，所述框架构件(55)通过前下部销(72)可枢转地连接至所述安装部段(30)，所述前上部销(71)和所述前下部销(72)沿着安装轴线(90)定位，所述安装轴线和与地面参照物相交的竖向线(97)成一倾斜角度(96)，所述前上部销(71)朝向所述裂土器组件(20)的后端部倾斜。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的裂土器组件(20)，其特征在于，所述裂土器组件还包括一对分隔开的连接构件(65)，所述致动器(24)基本上定位在所述连接构件之间。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的裂土器组件(20)，其特征在于，所述框架构件(55)是基本上平的。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的裂土器组件(20)，其特征在于，所述承载构件(40)通过后上部销(73)可枢转地连接至所述连接构件(65)，所述承载构件(40)通过后下部销(74)可枢转地连接至所述框架构件(55)，承载构件(40)具有在所述后上部销和所述后下部销之间的长度，并且在所述致动器轴线(92)与平行于该致动器轴线并与所述后下部销相交的线(95)之间的距离(94)是所述长度的至少65%。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的裂土器组件(20)，其特征在于，所述承载构件(40)具有横向构件,该横向构件具有自该横向构件在与所述掘地齿杆(23)相反的方向上延伸的致动器塔(43)，所述致动器(24)在所述致动器塔处可枢转地连接至所述承载构件(40);还包括一对分隔开的连接构件(65)，每个所述连接构件通过前上部销(71)可枢转地连接至所述安装部段(30);所述承载构件还包括自所述横向构件在基本上平行于所述致动器塔(43)的方向上延伸的一对连接塔(47)，所述连接塔(47)定位在所述致动器塔的相对侧上，每个所述连接构件出5)还通过后上部销(73)可枢转地连接至所述连接塔(47)中的一个连接塔，所述承载构件通过一对后下部销(74)可枢转地连接至所述框架构件(55)，每个所述后下部销延伸穿过所述连接塔中的一个连接塔。
10.一种包括根据权利要求 1至9中任一项所述的裂土器组件(20)的机器(10)。
【文档编号】A01B59/06GK104010484SQ201280063244
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2012年12月5日 优先权日:2011年12月21日
【发明者】S·K·普鲁马蒂 申请人:卡特彼勒公司