可更换的耐磨构件和可更换的耐磨系统的制作方法

本发明总体涉及一种可更换耐磨构件，并且更具体地涉及一种用于将可更换耐磨构件附连于掘土机器的母体成员。

背景技术：

诸如吊桶之类的工具的作业表面易于受磨蚀磨损。为了使得结构自身的磨损最小，可更换耐磨构件有时沿着遭受高磨蚀的区域联接于该结构。这些可更换耐磨构件可由各种紧固方法保持。

例如，焊接频繁地用于附接耐磨构件；然而，焊接是昂贵且费时的。此外，经焊接耐磨构件的移除和更换是同样昂贵且费时的任务。还已使用各种类型的机械紧固件，但由于它们的复杂性、不可靠以及高成本而具有各种程度的成功。授予Bender等人的美国专利5,937,549披露了一种耐磨构件，该耐磨构件可滑动地联接于安装基部，该安装基部固定于工具表面。

技术实现要素：

本发明在一个方面描述了一种机械附接式耐磨板系统的耐磨构件。该机械附接式耐磨板系统包括保持器构件和安装基部，其附接到母体构件的耐磨表面。耐磨构件包括适合于邻近于安装基部设置的安装侧部以及与所述安装侧部相对的磨损暴露侧部。该耐磨构件进一步包括保持器通道，该保持器通道从磨损暴露侧部延伸至安装侧部。该耐磨构件进一步至少包括第一燕尾状凸缘，该第一燕尾状凸缘从安装侧部伸出并且包括至少一个耐磨构件接合表面。该耐磨构件进一步至少包括第一耐磨构件邻抵表面，该第一耐磨构件邻抵表面基本上邻近于保持通道。该耐磨构件接合表面保持底切部，以使得该燕尾状凸缘从耐磨构件的安装侧部开始尺寸增大。

在另一方面，本发明进一步描述了一种机械附接式耐磨板系统，该机械接附式耐磨板系统包括上述耐磨构件、安装基部以及保持器构件。

本发明在又一个方面描述了一种用于机械附接式耐磨板系统的安装基部。该安装基部适合于附接到母体构件的耐磨表面并且供可更换耐磨构件联接到其上。该安装基部包括基本上盘状本体，该盘状本体具有安装表面、与该安装表面相对设置的向外表面以及在安装表面和向外表面之间延伸的基本上环形的外周界表面。该安装基部进一步在向外表面中包括保持器开口。该保持器开口具有相对侧部以及在相对侧部之间延伸的相对端部。至少第一和第二安装基部邻抵表面沿着相对侧部设置，并且至少第一和第二接合凹部分别设置在相对侧部内。第一和第二接合凹部包括至少一个底切表面。

附图说明

图1是结合根据本发明各方面的耐磨板系统的示例性机器的侧视图；

图2是结合根据本发明各方面的示例性耐磨板系统的俯视平面图；

图3是在保持器构件移除的情形下图2所示耐磨板系统从顶部和侧部的等轴视图；

图4是在保持器构件移除的情形下图2-3所示耐磨板系统从底部和侧部的等轴视图；

图5是图2-4所示耐磨板系统的示例性安装基部从顶部和侧部的等轴视图；

图6是图5的安装基部的俯视平面图；

图7是图5-6所示安装基部的仰视图；

图8是图2-4所示耐磨板系统的示例性耐磨构件从顶部和侧部的等轴视图；

图9是图8所示耐磨构件从底部和侧部的等轴视图；

图10是图8-9所示耐磨构件的仰视图；

图11是图2-3的耐磨板系统的示例性保持器构件的俯视平面图，该保持器构件以其预定自由长度构造示出；

图12是图11所示保持器构件的图示俯视图，该保持器构件以其预定较短的压缩长度构造示出；以及

图13是沿着图11中剖线13-13剖取的图11和12所示保持器构件的剖视图；

图14是在保持器构件移除的情形下耐磨板系统的替代实施例的从顶部和侧部的等轴视图。

具体实施方式

本发明涉及一种耐磨板系统(通常以附图标记10示出)，其将耐磨构件12可拆除地安装于掘土机器16的母体构件14(参见图1)。虽然系统10结合前端加载机18进行说明，但本文披露的布置在各种其他类型的机器16上同样具有通用性。术语“机器”可指代执行一些类型的与诸如采矿、建筑、耕作、运输类型的工业或者本领域已知的任何其他工业相关联的一些类型操作的任何机器。例如，该机器可以是挖掘机、翻斗车或其他掘土机器。母体构件14可以是任何相关联的结构，其中耐磨构件12包括在使用期间经受磨损或磨蚀的边缘或耐磨表面20。仅仅借助示例，耐磨构件12可以是翻斗车中的货舱或者可连接于机器16的一个或多个器具的边缘。这类实施方式可用于各种任务，例如包括涂刷、压实、研磨、起重、装载、翻耕、掘进，并且例如包括螺旋推送器、刀片、破碎锤/锤子、刷子、吊桶、压实机、切割器、叉式提升装置、平地机位和结束位、抓具、叶片、松土机、划痕器、剪切机、除雪机、除雪翼片等等。例如，多个耐磨构件12可借助耐磨板系统10附接于诸如图1中说明的一个吊桶之类的吊桶。典型地，此类耐磨构件附接于吊桶的侧部、底部、内部或其他耐磨表面或切割边缘的一个或多个。

耐磨板系统10的放大图以组装形式在图2中示出，而以图3-4的部分拆卸视图示出。针对本发明的目的，耐磨板系统10的各个元件可相对于纵向平面21进行描述，该纵向平面如图2所示以法向角度从耐磨板系统10伸出。耐磨板系统10包括安装基部22、可更换耐磨构件12以及保持器构件24，该安装基部固定于母体构件14，该可更换耐磨构件12联接到安装基部22，而该保持器构件24将安装基部22和耐磨构件12保持在它们的联接位置中。

在图5-7中提供安装基部22的等轴视图以及俯视图和仰视图。安装基部22包括具有安装表面28的本体部分26(参见图7)，其适合于邻近于母体构件14的耐磨表面20设置。与安装表面28相对，本体部分26包括向外表面30(参见图5-6)。所说明的安装基部22与外周界表面32具有基本上环形的盘状形状。

针对本发明的目的，术语“基本上环形的”意指大体圆形的，虽然对于形成完美的圆并非的必需的。此外，针对本发明的目的，与显著地拱起不同，术语“盘状的”意指相对扁平的，而显著地拱起是球形或半球形结构的扇段的情形。

安装基部22可通过任何合适的方法固定于母体构件14的耐磨表面20，该方法在安装基部22和耐磨表面20之间提供相对永久的连接。在至少一个实施例中，安装基部22焊接于耐磨表面20。为了便于将安装基部22焊接到耐磨表面20，安装基部22可包括一个或多个焊接槽34。在所说明的实施例中，提供两个细长的焊接槽34，然而取决于安装基部22的结构，可提供替代数量和形状的焊接槽34，例如包括用于与耐磨构件12或保持器构件24接合的协配元件，两者将在下文进行进一步描述。本领域技术人员会意识到，焊接槽34可提供增强的热量分布以及增大的焊接表面积，以及在焊接工艺期间用于布置焊接材料的位置。

现参见图2-4，耐磨构件12具有适合于联接于安装基部22的安装侧部42和磨损暴露侧部44。安装侧部42适合于邻近于安装基部22的向外表面30设置，并且包括用于与安装基部22接合的协配元件，这将在下文进行更详细地解释。磨损暴露侧部44可具有任何合适的表面。所说明的圆顶表面例如可有助于偏转碎片。

虽然耐磨构件12可形成为一体件，但耐磨构件12可替代地由多个构件形成，并且可由任何合适的方法制造。当形成为一体构件时，例如在图14中所示，耐磨构件12可经铸造或以其他方式制造成单个部件。

在图3-4中所说明的实施例中，耐磨构件12包括耐磨构件基部36和向外耐磨构件38。当形成为多件式结构时，耐磨构件基部36具有耐磨构件12的安装侧部42，而向外耐磨构件38具有磨损暴露侧部44。向外耐磨构件38和耐磨构件基部36可由相同或不同的材料形成。例如，向外耐磨构件38可由诸如“白口铁”之类的较硬材料形成，该此案例具有更高的硬度但可能较脆，而耐磨构件基部36可由较高强度的材料形成，以提供用于与安装基部22接合的高强度协配元件。向外耐磨构件38和耐磨构件基部36可单独地铸造或制造，而然后以单独的操作结合；例如，它们可焊接或铜焊到一起。替代地，向外耐磨构件38或者耐磨构件基部36的一个可在制造期间铸造至另一个。

类似于安装基部22，耐磨构件12不管是新宠物一体结构还是形成为包括耐磨构件基部36和向外耐磨构件38的多件式结构、都与外周界表面46具有基本上环形的盘状形状。耐磨构件12进一步限定轴线48，该轴线的特征通过进一步解释将变得更加清楚。

先转向图8-10，说明耐磨构件12的耐磨构件基部36的俯视图和仰视图、等轴视图以及仰视平面图。耐磨构件基部36包括本体部分40，该本体部分具有与耐磨构件基部36的安装侧部42相对的向外表面41。如上所述，耐磨构件基部36的向外表面41适合于与向外耐磨构件38的向内表面39固定。

为了使得灰尘和磨蚀性材料进入耐磨构件12和安装基部22之间的空间的机会最小，耐磨构件12可包括挡板50，该挡板绕本体部分40的周界从耐磨构件基部36的安装侧部42悬置。挡板50和耐磨构件基部36的安装侧部42形成安装基部接纳凹腔52。例如可在图3和4中观察到，可将安装基部接纳凹腔52的轮廓设计成使得它们紧密地遵循安装基部22的向外表面30的轮廓。挡板50可具有一定高度，以使得当耐磨构件12安装于安装基部22时，挡板50的下缘54设置成基本上邻近于母体构件14的耐磨表面20，使得灰尘或其他磨蚀性材料从外周界进入耐磨构件12和安装基部22之间的任何空间的机会最小。

挡板50还可有助于将耐磨构件12布置在安装基部22上。为此，挡板50沿着耐磨构件12的安装侧部42包括至少一个引导表面56。当耐磨构件12布置在安装基部22上时，引导表面56设置成基本上邻近于安装基部22的外周界表面32。例如将在下文进行更详细地解释，随着耐磨构件12在安装基部22上转动，引导表面56沿着安装基部22的外周界移动。应意识到，引导表面56可与挡板50的内侧壁58、例如挡板50的所说明基本上环形内侧壁58重合。替代地，多个引导表面56可例如设置成具有波动内侧壁或者多个突出部(未说明)。

为了适当地定位耐磨构件12并且将其联接到安装基部22，协配的布置和转动元件设置在耐磨构件12上，在此设置在耐磨构件基部36和安装基部22上(大体示作图3和4中的60)。更确切地说，安装基部22包括至少一个安装基部接合表面62、64，而耐磨构件12、在此是耐磨构件基部36设有至少一个耐磨构件接合表面66、68。随着耐磨构件12一开始布置在安装基部22上，安装基部和耐磨构件接合表面62、64、66、68设置在解锁位置中。随着耐磨构件12绕轴线48相对于安装基部22转动，安装基部和耐磨构件接合表面62、64、66、68接合以将耐磨构件12联接于安装基部22。

在所说明的实施例中，例如可在图5和7中观察到，安装基部22沿着第一和第二接合凹部70、72包括第一和第二安装基部接合表面62、64。类似地，例如可在图8-10中观察到，耐磨构件12沿着第一和第二凸缘80、82、这里是第一和第二燕尾状凸缘80、82包括第一和第二耐磨构件接合表面66、68。在该实施例中，第一和第二接合凹部70、72的每个均具有带有开口侧的基本上三角形形状，而第一和第二燕尾状凸缘80、82具有大体三角形形状，该三角形形状随着它们从耐磨构件12的安装侧部42延伸而在尺寸上增大。可提供替代的形状。

在将耐磨构件12联接于安装基部22时，第一和第二燕尾状凸缘80、82定位在与第一和第二接合凹部70、72基本上相同的平面中。然后，耐磨构件12绕轴线48转动，以将第一耐磨构件接合表面66沿着第一安装基部接合表面62转动地接合到接合位置中，其中，该第二耐磨构件接合表面68邻抵并且接合第二安装基部接合表面64。

为了提供耐磨构件12和安装基部22之间的互锁，第一和第二安装基部接合表面62、64相对于安装基部22的向外表面30进行底切。也就是说，第一和第二接合凹部70、72相对于向外表面30进行底切，该耐磨构件12设置成抵靠于该向外表面。类似地，第一和第二耐磨构件接合表面66、68相对于耐磨构件12的安装侧部42、在这里是耐磨构件基部36进行底切，即，第一和第二耐磨构件接合表面66、68相对于本体部分40的安装侧部42以锐角设置。也就是说，第一和第二燕尾状凸缘80、82随着它们从本体部分40的安装侧部42上升而在尺寸上增大，该安装侧部设置成在经组装的耐磨板系统10中邻近于安装基部22的向外表面30。这样，第一和第二燕尾状凸缘80、82基本上是大体三角形的键槽，其接合安装基部22的第一和第二接合凹部70、72。

为了由于耐磨构件12相对于安装基部22转动而使得耐磨构件12能联接于安装基部22，第一安装基部和耐磨构件接合表面62、66是·弧形表面，以使得它们随着第一耐磨构件接合表面66在第一安装基部接合表面62之上滑动而互锁。虽然第一安装基部的弧部和耐磨构件接合表面62、66分别离轴线48以基本上均匀的距离设置，但它们也可替代地形成。相反，该实施例的第二安装基部和耐磨构件接合表面64、68通常相对于轴线48径向地设置。如同第一安装基部和耐磨构件接合表面62、66一样，第二安装基部和耐磨构件接合表面64、68可替代地设置。然而，应意识到，结合耐磨构件12和安装基部22的总体设计，接合表面62、64、66、68之间的互锁须足以提供各部件的稳固联接。

只要提供具有至少一个耐磨构件接合表面的至少一个燕尾状凸缘和具有至少一个安装基部的至少一个凹部，接合凹部70、72和燕尾状凸缘80、82连同它们的相关联表面一起的数量、定位、形状以及尺寸就可不同于多个的图示。因此，虽然所说明的安装基部22和耐磨构件12包括两对安装基部和耐磨构件接合表面，但也可使用任何合适的数量，即使该数量可能取决于相应部件的结构。

为了将耐磨构件12维持在安装基部22上的接合位置中，保持构件24接纳在耐磨构件12中的保持器通道84内以及安装基部22的保持器开口86内。在图11-13中说明示例性保持器构件24。保持器构件24具有大体扁平的本体部分90，该本体部分适合于布置在安装基部22的保持器开口86内。本体部分90沿着一对相对的保持器构件侧部96、98包括一对相对的端部92、94。本体较佳地由钢构成，但也可由任何合适的基本上不可压缩的材料制成，上述材料在本领域是众所周知的。保持器构件24还沿着本体部分90设有波形弹簧部分100。波形弹簧部分100适合于为本体部分90沿着其轴线102从端对端提供充足的弹性，以允许本体部分90的长度能从端对端从预定自由长度“Lf”变化成当压缩力施加于本体的端部92、94时的较短压缩长度“Ls”。也就是说，保持器构件24可在图11中示出的延伸位置和图12中示出的压缩位置之间移动。然而，波形弹簧部分100充分刚硬，以使得保持器构件24能承受施加于保持器构件24的侧部的压缩负载，而不会造成任何显著的变形。

波形弹簧部分100具有卷曲部104，该卷曲部随着其沿着纵向轴线102传播而从保持器构件的一个保持器构件侧部96至该保持器构件的另一保持器构件侧部98来回行进。卷曲部104由多个交错的槽106形成，这些槽切入到本体部分90中并且以交替的方式从保持器构件侧部96、98的每个朝向保持器构件侧部96、98的另一个延伸。

在图11-13中示出的保持器构件24的实施例中，交错的槽106在形状上在一定程度上是泪滴状的，而当保持器构件压缩时，利用半径端部112减小弯曲应力。相对端部92、94的每个较佳地设有撬动工具凹口114，该撬动工具凹口具有倾斜底部116，其适合于允许诸如平头螺丝刀之类的撬动工具的插入，用以压缩保持器构件来实现移除的目的。可使用保持器构件24的替代实施例。

转回至5-7，安装基部22包括保持器开口86，本体部分26的至少向外表面30穿过该保持器开口。保持器开口86沿着保持器开口86的相对侧部包括第一和第二安装基部邻抵表面120、122，该第一和第二接合凹部70、72在其他连续的安装基部邻抵表面120、122中形成凹口。保持器开口86额外包括在保持器开口86的相对端部处、在第一和第二安装基部邻抵表面120、122之间第一和第二安装基部保持表面124、126。当保持器构件24插入到安装基部22的保持器开口86中时，相对的保持器侧部96、98设置成邻近于第一和第二安装基部邻抵表面120、122，且保持器构件24的相对端部92、94设置成邻近于第一和第二安装基部保持表面124、126。

为了将保持器构件24进一步保持在保持器开口86内，至少一个捕获元件130、132可设置成邻近于第一和第二安装基部保持表面124、126。这里，设置多个捕获元件、包括第一和第二捕获元件130、132。捕获元件130、132可具有任何合适的设计。在该实施例中，捕获元件130、132形成为在相对的第一和第二安装基部保持表面124、126的每个上的相对的向内延伸凸缘。当保持器构件24设置在保持器开口86内时，捕获元件130、132可在其相对端部92、94处沿着保持器构件24的上表面定位，以将保持器24保持就位。因此，保持器构件24的厚度108并不大于第一和第二安装基部保持表面124、126。虽然在该实施例中说明两个捕获元件130、132，但应意识到，可提供额外的捕获元件。

现转向图8-10，耐磨构件12类似地包括保持器通道84，该保持器通道允许保持器24在安装基部22的保持器开口86内布置就位。在所说明的实施例中，耐磨构件基部36和向外耐磨构件38均包括保持器通道84。保持器通道84设置成穿过耐磨构件12，并从磨损暴露侧部44延伸到安装基部接纳凹腔52中。保持器通道84具有横向于纵向平面21延伸的相对端部140、142以及在相对端部140、142之间延伸的相对侧部144、146。

因此，当耐磨构件12组装至安装基部22并且转动到如图3和4所示进行接合时，保持器构件24可移动至压缩位置并且通过耐磨构件12的保持器通道84组装并且组装到安装基部22的保持器开口86中。这样，保持器构件24的一个端部92、94可首先穿过保持器通道84组装并且位于安装基部22的保持器开口86内的捕获元件130、132的一个下面。撬动工具等等可然后与保持器构件24的撬动工具凹口114接合，以将保持器构件24从图11中说明的自由位置压缩至图12中说明的缩短、即压缩位置，以允许保持器构件24的相对端部92、94位于捕获元件130、132的另一个的下面。随着保持器构件24释放以允许其返回至其自由位置，保持器构件的相对端部92、94承靠于第一和第二安装基部保持表面124、126，并由捕获元件130、132保持就位。

进一步应注意的是，耐磨构件12的保持器通道84的相对侧部144、146不仅沿耐磨构件基部36的本体部分40延伸，而且沿着第一和第二燕尾状凸缘80、82延伸，从而形成第一和第二耐磨构件邻抵表面148、150。例如可在图3和4中观察到的是，当耐磨构件12与安装基部22接合时，第一和第二燕尾状凸缘80、82的第一和第二耐磨构件邻抵表面148、150与第一和第二安装基部邻抵表面120、122形成基本上连续的邻抵表面。因此，当保持器构件24在耐磨构件12与安装基部22接合时设置在安装基部22的保持器开口86内时，第一和第二安装基部邻抵表面120、122、以及第一和第二燕尾状凸缘80、82的第一和第二耐磨构件邻抵表面148、150沿着保持器构件24的相对保持器构件侧部96、98设置。于是，随着保持器构件24插入到安装基部22的保持器开口86中，保持器构件24将耐磨构件12和安装基部22维持在它们的相对接合位置，以防止耐磨构件12从与安装基部22接合的位置中转出。

工业实用性

本发明可应用于一种掘土机器16，该掘土机器包括具有一个或多个边缘或耐磨表面20的母体构件14，这些边缘或耐磨表面在使用期间经受磨损或磨蚀。所披露的耐磨板系统10的一个或多个实施例可允许将可更换耐磨构件12附接于安装基部22，该安装基部固定于耐磨表面20。

可提供一个或多个实施例来更换耐磨构件12，而无需大型或笨重的设备。于是，此种更换可在现场执行，而无需专用的设备。例如，可使用通用的螺丝刀或小撬杆来实现移除而进行更换。类似地，通用的螺丝刀或小撬杆可用于压缩保持器构件24，以布置更换耐磨构件12一次。耐磨构件12可通过将耐磨构件12定位在安装基部22上并进行转动来更换；然后，可将保持器构件24插入到保持器通道84中并且定位在保持器开口86中。然后，保持器构件24可部分地定位并且使用通用的螺丝刀或小撬杆压缩并在安装基部22中枢转就位。因此，在一些实施例中，耐磨构件12的更换可快速地执行，而无需专用的设备或者维修人员，以使得停机时间最短并且使得设备操作时间最长。

安装基部22的一些实施例可通过焊接、将焊接材料定位在安装基部22中的所提供焊接槽34内来容易地固定于母体表面20。

在耐磨板系统10的一些实施例中，耐磨构件12紧密地遵循安装基部22的外轮廓，以实现从耐磨构件12至安装基部22的充分冲击力传递。在一些实施例中，这可使得接合耐磨构件12和安装基部22的布置和转动元件60的故障机率最低。例如，在对于耐磨构件12的侧部由侧向冲击或力施加时，挡板50将力传递至安装基部22的外周界表面32。于是，并不迫使布置和转动元件60完全地吸收侧向力，以使得燕尾状凸缘80、82的故障机率最低。在一些实施例中，耐磨构件12和安装基部22的基本上圆形形状可增强力的传递并且使得耐磨构件12的结构故障机率最低，因为其并不包括会有侧向力施加于其的尖锐角部。

一些实施例也可提供低型面，以允许使用耐磨板系统10，而不会显著地改变母体构件14的轮廓。耐磨构件12能在磨损到达保持器构件24之前进一步受损，从而允许仅仅更换耐磨构件12，因此使得浪费最低并且由此降低成本。

应意识到，前文描述提供所披露系统和技术的示例。但是，预料到本发明的其他实施方式可与前述例子在细节上不同。所有对本发明或其实施例的引用旨在提及特定实施例在该点被讨论并且并不打算暗示更一般的对本发明范围的任何限制。关于某些特征的差别和贬低的所有语言旨在指示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。

描述本发明的内容中(尤其是在以下权利要求的内容中)的术语“一”和“一个”以及“该”和“至少一个”和类似的指代物的使用被解释为同时覆盖单数和复数，除非另外指明或上下文中明显矛盾的以外。术语“至少一个”后接一个或多个器件的列表(例如，“至少一个A和B”)的使用被解释成表示选自所列举的器件的一个器件(A或B)或者所列举器件的两个或多个的任何组合(A和B)，除非另作说明或者通过上下文明显存在矛盾。

除非在此另外指出，否则在此对数值范围的叙述仅仅用作一种速记方法，分别涉及落入范围内的各单独数值，并且各单独数值包含在说明书内，如同在此个别列举一样。本文所述的所有方法可以任何合适的顺序进行，除非本文另有说明或者上下文清楚地相反指示。

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，上述元件以所有可能变型的任何组合均由本发明所包含，除非本文另有说明或者上下文清楚地相反指示。