专利名称：将磨损部件紧固在土工作业设备上的锁的制作方法
技术领域：
本发明涉及将磨损部件(wear part)紧固在土工作业设备上的锁。
背景技术：
磨损部件通常连接在诸如挖掘铲斗或类似的土工作业设备上。例如，铲齿(teeth)和铲板(shroud)通常沿挖掘铲斗的挖掘沿安装，用以保护铲斗不致磨损，并提高挖掘效率。这样的磨损组件通常包括基座、磨损件(wear member)以及锁，该锁可松开地将磨损件卡在基座上。基座作为设备的组成部分安装在设备上，或者作为单个或多个元件通过焊接或机械连接安装在设备上。磨损件套装在基座上。组合好的基座和磨损件共同限定一个开口，锁插入在该开口内，并可松开地将磨损件卡在基座上。
土工作业设备的磨损件通常经受粗糙的工况和/或重载。因此理想的坚固的锁要能够有效地将磨损件卡紧在设备上，使用中抗脱落，并能在当需要替换磨损部件时，在野外轻易地被卸除。许多种不同类型的锁装置为达到上述目的而设计出来，并获得不同程度的成功。
发明内容
本发明涉及改进型的锁，用于将磨损部件卡紧在土工作业设备上，该锁坚固，耐用，抗脱落，生产成本低，使用简单安全。
根据本发明的一个方面，锁包括互连的座体，用于在卡紧位置和松开位置之间进行枢转运动，在卡紧位置，锁将磨损部件保持在土工作业设备上；在松开位置，锁容许磨损部件从设备上松开。
根据本发明的另一方面，锁为铰接的，以便在卡紧位置和松开位置之间活动。在卡紧位置，锁限定一置于磨损部件的开口中的粗销，用以承受在使用中施加在磨损部件上的负载。在松开位置，锁绕铰链铰接，以容许轻松地从磨损组件上卸下锁或在磨损组件上装上锁，因而容许在野外轻松地替换磨损部件。
根据本发明的再一方面，锁的座体包括端壁，它们优选成型为能够与开口的侧面配合，从而防止锁在使用中弹出。其结果是，锁的牢固性通过销自身的强度来实现，不需要依靠可动的插销，磁铁，附加的焊接或其它的分立的手段，而这些都需要附加的部件和/或更易于在工作中弹出。
根据本发明的另一方面，锁由两个通过铰链连接在一起的座体组成，该铰链优选形成为与座体成一体的元件。该结构减少了元件数量，易于生产，降低成本，并使锁坚固。在一个优选实施例中，一个锁元件形成有一体的支柱，而另一锁元件具有互补的孔。
根据本发明的另一方面，锁为可折叠的，用于插入磨损组件中和从磨损组件上松开，并包括卡紧件，用以在卡紧位置时防折叠，防止使用中丢失锁及磨损部件。
根据本发明的另一方面，锁包括卡紧件，它旋进一接合两元件的孔道中。卡紧件可能有许多不同的构造。只作为举例说明，卡紧件可能延伸到两元件内，可能沿两元件间的接合处插入，也可能沿多个方向中的一个延伸。卡紧件可能为一螺杆，螺纹楔或定位螺栓，或其他形式，用以对抗锁的旋转或折叠。卡紧件优选简单易用的，其安装和卸除都无需敲打，这可使替换过程安全且简单。
根据本发明的另一方面，锁包括通过螺纹楔被固定在卡紧位置上的可移动的元件。
根据本发明的另一方面，锁设有用于将锁有效地从磨损组件上铰起和卸除锁的方法。在其中一个结构中，锁包括凹沟，通过工具接合，以控制锁。另一个可选结构中，锁设有传动器，它铰起锁以便将其卸除。在一个优选结构中，传动器被旋入其中一个座体中，压向组件，并将锁移至铰起的松开位置。
图1为磨损组件的透视图，其中磨损部件为一铲板，它卡紧在挖掘铲斗的一个前缘上，并用本发明的锁锁住(铲斗的前缘只部分显示)。
图2为不带锁的图1中磨损组件的分解透视图。
图3为图1中沿线3-3剖开的截面图。
图4为锁处于适当位置的图1中磨损部件的透视图。
图5为图1中沿线5-5剖开的截面图。
图6也为图1中沿线5-5剖开的截面图，但是锁置于铰接松开位置，以便从组件上卸除。
图7为锁置于锁紧位置的透视图。
图8和9为锁的分解透视图。
图10和11分别为锁部分元件的透视图。
图12为依本发明的一个备选锁的透视图。
图13为备选锁在松开位置的透视图。
图14为备选锁的分解透视图。
图15为图1中沿线5-5剖开的截面图，但是为置于松开位置的备选锁。
图16为磨损组件的透视图，其中磨损部件是铲板，它卡紧在挖掘铲斗的一个前缘上，使用了依本发明的第二种备选锁。
图17为使用了第二种备选锁的磨损组件的透视图，该锁置于松开位置。
图18为置于卡紧位置的第二种备选锁的透视图。
图19为卸除了卡紧件的第二种备选锁的透视图。
图20为第二种备选锁的第一元件的透视图。
图21为第二种备选锁的第二元件的透视图。
图22为带有卡紧件的锁的第二元件的透视图。
图23为依本发明的第四种备选锁的透视图。
图24为第四种备选锁的第一元件的透视图。
图25为第四种备选锁的第二元件的透视图。
具体实施例方式 本发明涉及一种锁10，用于可松开地将磨损件12卡在土工作业设备14上。为说明本申请的发明，锁10在上下文中被描述成一将铲板紧固在挖掘铲斗前缘上的工具。作为示例，所公开的铲板通常如在美国专利申请公开No.2007-0044349中所描述的，其在此结合作为参考。但是，依本发明的锁可能被用于紧固其它磨损件，例如包括(i)其它铲板(例如，在美国专利No.5088214中所公开的，其在此结合作为参考)，(ii)挖掘铲齿(例如，在美国专利No.5653048中所公开的，其在此结合作为参考)，(iii)铲斗上的滑槽或其他磨损件(例如，在美国专利No.5241765中所公开的，其在此结合作为参考)，(iv)其他种类挖掘器上的磨损件，如绞刀(例如，在美国专利No.6729052中所公开的，其在此结合作为参考)，以及(v)应用于挖掘作业的其它种类土工作业设备上的磨损件，例如放矿溜口，卡车厢衬等。此外，相对术语如前，后，上，下，只是为参照图1说明的方便而定；其它的方位是可能的。
在本发明的一个实施例(图1-11)中，铲板12安装在前缘16上，介于两个突出部18之间(图1-3)，该突出部支撑挖掘点(无图示)。在一个优选结构中，前缘16包括插件25，该插件通过焊缝32固定就位。插件上有一凸台26，位于前缘的前边沿27附近，用于紧固铲板12。当然，前缘可能具有许多种不同的结构，并可能具有不使用插件的凸台(或其它类型的基座)。
铲板12包括一对骑跨在前缘16上的支脚20，22，以及耐磨前端24(图1-4)。沿支脚20的内表面36上有凹槽34，用于容纳凸台26，并且支脚20上有一穿过支脚的开口38，用于容纳锁10。锁安装在开口38内并在支脚下方延伸至凸台26相对的背面40，以便将铲板保持在合适位置；即，当锁10在开口38内时，由于锁10对凸台26的贴合，铲板不会被从前缘上拉脱。
锁10包括枢转连接在一起的两个座体或元件42，44，以便在卡紧位置(图5和7)与松开位置(图6)之间绕侧轴46运动。在一优选结构中，每个座体42，44都为大致L形的结构，带有基座部分48，50及伸出部分52，54(图5-10)，不过也可能具有其它的形状。在图示的示例中，第一座体42包括从伸出部分52的内表面58上伸出的整体支柱56。第二座体44包括在伸出部分54的内表面62上的互补的孔60。支柱容纳于孔60中而形成铰链64，它将第一和第二座体42，44枢转连接在一起，来限制绕轴46的转动。另一个方法是，铰链可能具有其它结构，例如，每个伸出部分都形成有孔，用于容纳枢轴销，通过扣环或类似物紧固在适当位置。
每一个座体42，44均形成有螺纹槽68，72。螺纹槽68形成于伸出部分52的自由端66上，螺纹槽72形成于基座部分50的前表面70上。当两座体42，44装配在一起并处于卡紧位置时，自由端66置于与前表面70相对，以便使槽68，72彼此对齐，共同形成孔道74。优选的是，每个槽68，72在水平截面图上各自形成半圆形，这样两个槽合在一起形成一完整圆形的孔道，虽然一个或每个槽的形状小于半圆形也是有可能的。优选的是，两个槽68，72都形成有螺纹，共同形成螺纹孔道74。但是，槽有可能是部分带有螺纹的，或只有一个槽带有螺纹。
螺杆形状的卡紧件76旋入孔道74内，而锁10处于卡紧位置以防止两元件42，44之间的相对转动。在卡紧件76顶部有六角凹头77或其它可啮合工具的构造，用以旋紧卡紧件。当卡紧件插入螺孔74中时(图1，3-5和7)，座体42，44不能绕轴46枢转。其结果是，锁呈现一个坚固的、一体的销来抵抗重载并防止铲板12从前缘16上松开。当卡紧件76被卸除后，座体42，44能够绕轴46枢转，从卡紧(或锁紧)位置转换到松开位置(图6)。两个自由端66，78的底角82，84为圆形的或其它形状，当绕轴46枢转至松开位置时，以便为元件42，44提供足够的间隙。在松开位置时，底角82，84优选抵靠在座体42，44的前表面70，80上，以方便卸除和安装锁。
也可能有其它备选方案。例如，螺纹槽有可能位于伸出部分54的自由端78上，以及基座部分48的前表面80上。而且如一个备选方案那样，杆和孔道可能是无螺纹的，杆被卡销、卡紧夹或其它紧固装置卡紧就位。另外，其它的卡紧件可能被用于防止座体42，44之间的枢转运动。例如，其它的挡板或杆可能在不同的方向和/或在不同的位置延伸穿过两座体，以防止座体42，44之间的相对位移。此外，锁可能通过外部构件或结构保持在卡紧位置上，该外部构件或结构是组件的一部分，但可能不是锁的一部分。而且，其他的铰链和卡紧件结构可能被用于提供足够的强度，为插入和卸除实现铰起，并允许提供卡紧件。
并且，虽然座体42，44被显示为具有相同或相似的长度，并组成了锁相对的两端，但也可能使用其它的装置。例如，两座体可能有不同的长度，或各自延伸至锁的全长。并且，锁可能包括可折叠的元件，但不是由两个通过枢轴销连接的组件构成的。其它装置可能被使用，来呈现处于卡紧位置上的坚实、紧固的锁，但它允许锁在松开位置时折叠。在上述各种不同方法中，锁在松开位置时的长度小于在卡紧位置时的长度，这样只有当需要时才会松开。
在使用中，锁10安装在铲板12的开口38中(图1，3及5)。座体42，44的端壁86，88向下和外倾斜，以便能安装在开口38的端壁90，92之下(图5)。这种装配防止当卡紧件76在孔道74中时锁的移动或脱落。尽管如此，还可能使用成形壁，例如阶梯状壁，带伸出部分的壁，或其它形式的端壁86，88来紧固锁就位。作为备选方案，插销，卡销，磁铁，阻塞物或其它方法也可能被使用，以便使锁10紧固在开口38中。
如要替换一个已磨损的铲板，首先必须卸除锁10。为达此目的，卡紧件76要从孔道74中旋下，并且座体42，44绕轴46枢转至它们的松开位置(图6)。在该位置上，锁的端壁86，88脱离开口的端壁90，92，这样锁就可以从磨损组件93上卸除。至少座体42，44之一(优选两者均是，这样可从任意方向上卸除)备有凹沟94，以便两座体枢转以及将锁拉离开口。在优选实施例中，凹沟94形成为斜穴形状，用以接纳卸除工具101；不过也可能选用其它形状的凹沟。每个座体42，44还优选包括凹陷部104，与凹沟94隔开，稳固地支撑工具101的支轴107。在使用中，工具101的柄端109置于座体42(或44)上的腔94中，而支轴107被支撑在一个凹陷部104中。工具101的手柄111被向下推，以便将锁10的中部向上拉，这样使座体42，44绕铰链64枢转。在该位置上，锁能够由工具101被从开口38中拉出。一旦一个新的铲板被换在前缘16上，座体被人工调到松开位置上，并且锁降入开口38中。当将两座体放入组件93中时，座体自然地延伸进其锁紧位置。卡紧件76于是能够再次旋入孔道74中，以便将座体42，44卡紧在卡紧位置(图1和5)。
作为一个备选方案，锁110(图12-15)能够代替锁10被用于紧固铲板12(或其它磨损件)到前缘16上(或其它土工作业设备上)。锁10和110大致相同，除了锁110包括不同的卡紧件176，以及传动器177来代替凹沟94。准确地说，锁110包括两个枢转连接在一起的座体142，144，以便在卡紧磨损件到设备上的卡紧位置(图12)与允许安装和卸除锁的松开位置(图13)之间转动。座体142具有支柱156，它被纳入座体144的孔160中以形成铰链164。
支柱156包括与卡紧件176配合的平面157。在该实施例中，卡紧件为一定位螺栓，它被纳入伸出部分154的螺纹孔道174中；即，孔道174在上表面179和孔160之间延伸。在卡紧位置，平面157设置成大致垂直于孔道174，以便使定位螺栓176能够朝向平面拧紧，从而防止座体142，144之间的相对位移。该装置无需象锁10那样，使槽68，72对齐，以容纳卡紧件76。此外，在该实施例中，卡紧件能够只通过缩回就使锁松开，无须卸除卡紧件。其结果是，锁在卡紧和松开两位置上都保持为一体组件。对于那些简单穿过两座体但并非在两锁座体接合处穿过的卡紧件来说，也可以获得这个优点。
锁110包括传动器177来替代凹沟，该传动器将锁从卡紧位置移至松开位置。传动器177无需单独的杠杆工具101来卸除锁。在优选结构中，传动器177为一螺杆，被容纳于锁大致中间处的座体142上的通孔181中。尽管通孔181在图中邻近前面180，它也可能位于座体142或144的其它部分。为卸除锁110，定位螺栓176首先被松开或卸除。传动器177向下旋转穿过座体142，压向凸台26的顶部，并推动锁110的中部上升。该运动使得两座体142，144绕着铰链164枢转至其松开位置，此时锁可被人工夹住并卸除。
其它各特点可能组合在一起使用。例如，带有定位螺栓类卡紧件的锁可能与带有便于与卸除工具接合的凹沟的锁一起使用。另一个方法是，带有传动器的锁可能与置于两座体之间的孔道内的卡紧件一起使用。
图16-22显示了另外一个备选锁210，它能被用于将磨损件12紧固在土工作业设备上。锁210与锁10相似，除了卡紧件276为一螺纹楔，具有在美国专利No.7174661中公开的形状，其在此结合作为参考。卡紧件276为一楔形，它带有窄的前端278和宽的尾端280。楔形具有优选螺旋槽282那样的螺纹构造。在尾端280上备有一六角凹头284或其它可用于转动卡紧件的装置。
每个座体或元件242，244上界定槽268，272。优选只有一个槽272包括螺旋隆起部分273，用以与沟道282接合，但两槽268，272可能同时具有这种隆起。当座体242，244装配在一起处于卡紧位置时，槽268，272互相对齐，共同形成锥形的螺纹孔道274，适用于啮合地容纳卡紧件276。锁210的操作大致相同于锁10的。相应地，锁210包括凹沟294及凹陷部304，以便使用工具101。使用楔形卡紧件276代替螺杆76通常提供了在卡紧位置上更坚固的锁。螺纹楔通常也更易卸除。
作为更进一步的备选方案，锁410能够被平行打入两座体442，444之间的卡紧件276紧固在卡紧位置上(图23-25)。在锁410中，座体442包括锥形槽468，它沿大致平行于轴446的方向穿过端部466。同样，座体444包括锥形槽472，它也沿大致平行于轴446的方向穿过端部470。当座体442，444在卡紧位置上时(图23)，槽468，472形成锥形孔道474，啮合地容纳卡紧件276。同锁210一样，一个槽472优选包括螺旋隆起部分来与沟槽282相接合。但是，槽可以只是部分地有螺纹或两个槽均有螺纹。
螺杆76，螺纹楔276或定位螺栓176可能各自在平行于或横切于枢转轴的方向上紧固到互连座体中。如果卡紧件安装在水平方向上，平行或垂直于枢转轴，就必须在磨损件上备出间隙(无图示)，用以容许安装和卸除卡紧件。作为一个例子，磨损件可能在后壁带有一形成为大致T形的开口，如在美国专利No.5653048中所公开的那样。
上述讨论的实施例均为本发明的优选实施例。可以选用不同的备选方案。例如，在任何所公开的实施例中，卡紧件可以是螺杆或螺纹楔。卡紧件可以具有非常不同的结构，包括移动挡板，卡销，插销等。枢转轴或铰链可能是其它形式的，能够允许座体所需的位移。锁紧元件的折叠也可能使用其它手段达到。总体来说，可能会有许多其它不同的实施例以及许多改变和变更，但都不会背离权利要求书所述的精神及所述的本发明更广范的方面。
权利要求
1.一种用于将磨损件紧固在土工作业设备上的锁，该锁包括多个互连的座体，用于在卡紧位置和松开位置之间绕枢转轴做枢转运动，在卡紧位置，锁将磨损件保持在设备上，在松开位置，锁可以被卸除，以允许将磨损件从设备上卸除，其中，锁具有在横切于枢转轴的方向上的长度，该长度在卡紧位置比在松开位置大。
2.如权利要求1所述的锁，还包括卡紧件，以防止座体绕枢转轴运动而脱离卡紧位置。
3.如权利要求2所述的锁，其中卡紧件为螺纹件，它在卡紧位置接合每个座体并在松开位置松开至少一个所述座体。
4.如权利要求3所述的锁，其中卡紧件旋入沿在卡紧位置上时的两座体间的接合处成形的孔道中。
5.如权利要求3所述的锁，其中卡紧件为螺纹楔。
6.如权利要求2所述的锁，其中卡紧件插入沿在卡紧位置上时的两座体间的接合处成形的孔道中。
7.如权利要求6所述的锁，其中卡紧件沿大致横切于枢转轴的方向插入孔道中。
8.如权利要求6所述的锁，其中卡紧件沿大致平行于枢转轴的方向插入孔道中。
9.如权利要求1所述的锁，还包括至少一个凹沟，用于使与至少一个座体接合的工具将锁从卡紧位置移至松开位置。
10.如权利要求9所述的锁，还包括限定工具支轴的凹槽。
11.如权利要求1所述的锁，其中一个所述座体具有支柱而另一个所述座体具有用于容纳该支柱的孔，以限定枢转轴。
12.如权利要求1所述的锁，其中每个座体都具有大致呈L形的结构。
13.一种用于将磨损件紧固在土工作业设备上的锁，该锁包括细长的可折叠的元件，该可折叠的元件可以在具有第一长度的第一位置与具有第二长度的第二位置之间折叠，第二长度小于第一长度；以及卡紧件，用于有选择地防止所述元件在第一位置折叠。
14.如权利要求13所述的锁，其中卡紧件为螺纹件，并且可折叠元件包括用于容纳该卡紧件的螺纹孔道。
15.如权利要求14所述的锁，其中孔道和卡紧件均为锥形。
16.如权利要求13所述的锁，其中可折叠元件包括至少一个凹沟，用以通过工具接合进行连接，并将可折叠元件从第一位置折叠至第二位置。
17.一种用于将磨损件紧固在土工作业设备上的锁，该锁包括两个互连的元件，所述互连的元件可在将磨损件紧固在设备上的第一位置和允许从设备上卸除锁并除去磨损件的第二位置之间活动；以及可松开地保持两元件在第一位置上的螺纹楔。
18.如权利要求17所述的锁，其中所述元件绕枢转轴枢转地运动，从而使锁在第一位置的长度大于在第二位置的长度。
20.如权利要求18所述的锁，其中所述元件限定在大致横切于枢转轴的方向上延伸的锥形的螺纹孔道。
21.如权利要求18所述的锁，其中所述元件限定大致平行于枢转轴延伸的锥形的螺纹孔道。
22.如权利要求17所述的锁，其中至少一个元件限定用以容纳螺纹楔的锥形的螺纹孔道。
全文摘要
一种用于将磨损部件紧固在土工作业设备上的锁，该锁可在卡紧位置与松开位置之间折叠，在卡紧位置，将磨损部件卡在设备上，在松开位置，容许卸除锁并从设备上卸下磨损部件。该锁包括卡紧件，用以可松开地将锁保持在卡紧位置。卡紧件可以包括螺纹楔，被纳入互补的螺纹孔道中。
文档编号E02F5/06GK101466901SQ200780021750
公开日2009年6月24日 申请日期2007年6月13日 优先权日2006年6月16日
发明者罗伯特·麦克拉纳汉 申请人:爱斯科公司