专利名称：具有非转动磨损套管的刀头夹持器块的制作方法
技术领域：
本发明涉及在采矿和建筑中使用的刀具和刀具组件，更具体地，涉及在刀具组件 的刀头夹持器内保持磨损套管。
背景技术：
可转动的切削刀具是与一种机器一起使用来用于将一种物质(如煤、岩石、浙青 路面、浙青混凝土、混凝土或类似物)破碎(或切割)。就其非常基本的方面而言，这样一种 机器包括一个驱动构件(例如，链条、轮、或滚筒)、直接或者间接地安装到该驱动构件上的 一个夹持器、以及可转动地夹持在该夹持器中的一个可转动的切削刀具。正是这种切削刀 具在撞击地层以便在碰撞时将其破碎成小片和块体。可转动的切削刀具以及夹持器在一种高磨损的环境中运作。由于这些严酷的运作 环境，例如沙砾、灰尘并且高度磨蚀，这些部件不可避免地会损毁。尽管人们预期到这些切 削刀具要经受磨损，这种切削刀具在运作过程中围绕其中央纵向轴线转动的能力总体上延 长了切削刀具的使用寿命。转动促使围绕这种工具的磨损更均勻。因此可以理解在运作过 程中协助切削刀具转动的切削刀具或切削刀具组件的多个特征对于切削刀具(和切削刀 具组件)的运作以及切削机器的整体运作是有益的。如本领域的普通技术人员所知，夹持器的使用寿命比切削刀具的使用寿命长得 多。夹持器经常被称为夹块的一个部件。因此，术语“夹持器”在此是指一个夹块的的一部 分或一个夹持切削刀头的夹块。每个夹块是旨在当该夹块必须更换之前容纳切削刀具的多 次更换。为了减少夹块的前面上的磨损以及在该夹块与该切削刀头之间的侵蚀，可以将一 种磨损套管与切削刀具和夹持器一起使用。这种磨损套管总体上具有一个前方部分和柄并 且被定位在切削刀具与夹持器之间。这种磨损套管保护夹块免受磨损、并且可拆卸地安装 在该夹持器中。尽管对于促进切削刀具的转动是有益的，磨损套管在刀头夹持器中的转动并非人 们希望的。当粉尘和/或杂物进入刀头夹持器与磨损套管之间时，磨损套管的转动增加了 刀头夹持器与磨损套管之间的磨蚀。授予Mehney的美国专利号7，270，379示出并且说明了一个此类切削刀具，它传 授了一种保护性磨损套管。Stehney的‘379号专利传授了一种安装在夹持器块中的套管， 该套管利用了在套管柄上一个阶梯式的构形以便在夹持器块与套管之间产生一种过盈配 合。这种过盈配合将套管保持在夹持器块之内并且防止在夹持器块的套管内的转动。在授予0’ Neill的美国专利号5，106，166中示出了并且说明了另一种切削刀具， 它使用了一种保护性磨损套管。O'Neill的‘166号专利传授了一种磨损套管，该磨损套管 带有在该磨损套管的套环与夹块的前面之间的一个分度销。O'Neill的‘166号专利通过利 用穿过一个开口的销(这个开口通过夹块的柄)还防止了磨损套管的转动。这个销穿过夹 块并且接触了在该磨损套管中加工出的一个平坦表面。在另一个实施方案中，0’ Neill的 ‘166号专利传授了通过使用一个六边形形状的套管柄以及夹块孔使得磨损套管不转动。
授予Ojanen的美国专利号5，273，343传授了一种不可转动的磨损套管。Ojanen 的‘343号专利说明了用于将切削刀具安装在刀头夹持器中的一种磨损套管。这种变形的 套管具有形状为椭圆的一个末端。这种变形的套管然后被压力装配到夹块的一个孔中并且 通过摩擦以一种不转动的方式保持在其中。授予Ojanen的美国专利号5，303，984传授了 一种在夹块中使用的不可转动的套管。Ojanen的‘984号专利传授了一种安装在夹块的孔 中的直径可压缩的套管。这种套管具有一个轴向槽缝，该轴向槽缝允许它从在插入夹块的 一个孔中之前大于给定的直径一个直径被压缩为在插入夹块的孔中之后与该给定的直径 实质上相匹配的一个压缩的直径。众多其他的传授内容披露了多种相似的装置和方法。每个传授内容均受制于以下 缺点中的一个或多个。这些磨损套管在它们磨损时必须定期地被替换，因此方便的安装和 取出是重要的。然而，这种保护性的套管还必须被固定在刀头夹持器中以便不被在切削机 器的正常运作过程中发生的负载和扭矩敲打脱落。授予Kammerer的美国专利号6，508，516 Bl中示出了并且说明了另一种切削刀 具，它使用了一种保护性构件。‘516号专利披露了一种环，它包括一个接片。这个接片接 合了夹持器中的多个凹槽这样使得环相对于夹持器不会转动。在铣削周期开始时，在授予 Kammerer的美国专利号6，508，516中披露的结构将被预期提供一种不可转动的环；然而， 久而久之，这种结构可能易出现问题。此类问题之一是接合该接片的凹槽可能被杂物堵塞。 显而易见，这种情况可以危害到在接片与凹槽之间连接的完整性，并且致使环的不可转动 的特征的损失。另一个问题是在运作过程中该接片沿着该工具的侧面被暴露从而易被磨损 掉。这种接片的腐蚀可以危害到在接片与凹槽之间连接的完整性，并且致使环的不可转动 的特征的损失。鉴于上述情况，开发了本发明。
发明内容
本发明提供了用于夹持与采矿和建筑设备一起使用的切削刀具的一种夹块以及 非转动式磨损套管。使用了一个键与在该磨损套管和夹块中处于该磨损套管和夹块的后面 的多个凹口相交、以防止在这些部件之间的转动运动。将该键和这些凹口定位在该后面提 供了一种容易制造的抗转动的装置，该抗转动的装置还得到保护而免受于由该夹块和磨损 套管所经受的大多数磨蚀。本发明的一方面提供了一种用于安装在采矿和建筑中使用的切削刀具的装置，该 装置包括一个夹块，该夹块包括一个夹持器部分以及在该夹持器部分的后面中的至少一 个槽缝，该夹持器部分具有一个内表面，该内表面限定了一个孔，该孔被置于围绕一根纵向 轴线并且穿过该夹持器部分，该孔从该夹持器部分的前面延伸到该夹持器部分的一个后面 上；一个磨损套管，该磨损套管具有邻近该夹持器部分的前面的一个前方部分以及延伸穿 过该夹持器部分的孔的一个柄，该柄具有一个后端带有在其中的至少一个凹口 ；至少一个 键，该至少一个键接合该夹持器部分的至少一个槽缝以及该磨损套管的柄的至少一个凹 口，由此防止该磨损套管相对于该夹持器部分的转动运动；以及用于将该磨损套管保持在 该夹持器部分中的装置。本发明的另一方面提供了一种在采矿、道路工作、或者土方移动的切削刀具中使用的磨损套管，该磨损套管包括一个总体上圆柱形的柄，该总体上圆柱形的柄围绕一根纵 向轴线安置并且具有一个外表面、一个尾端、以及一个前端；附接到该柄的前端上的一个前 方部分，该前方部分具有一个肩台以及一个楔形的前表面，该肩台从与该柄的外部相对应 的一个第一直径过渡到一个更大的第二直径；一个内表面，该内表面限定了一个孔，该孔被 置于围绕该纵向轴线并且轴向地延伸穿过该前方部分和柄；在该柄的尾端中的至少一个凹 口 ；以及在该柄的外表面内的一个圆周槽，该圆周槽与该柄的后端处的凹口相交。本发明的又另一方面提供了一种用于安装在采矿和建筑中使用的切削刀具的装 置，该装置包括一个夹块，该夹块包括一个夹持器部分，该夹持器部分具有一个内表面， 该内表面限定了绕一根纵向轴线安置并且穿过该夹持器部分的孔，该孔从该夹持器部分的 前面延伸到该夹持器部分的一个后面上；一个磨损套管，该磨损套管具有邻近于该夹持器 部分的前表面的一个前方部分以及一个延伸穿过该夹持器部分的孔的柄，该柄具有一个后 端；用于防止该磨损套管在该夹持器部分内转动的装置，其中该用于防止转动的装置被结 合进入该夹持器部分的后面以及该磨损套管的柄的尾端中；以及用于将该磨损套管保持在 该夹持器部分中的装置。这些以及其他方面将在下面的说明中变得更清楚。
图1是包括根据本发明的一个实施方案的一种夹块和磨损套管的基础组件的侧 视图。图2是沿着图1的基础组件的纵向轴线的后视图(从图1中的左侧)，显示了用于 防止根据本发明的实施方案的磨损套管转动的一个带键的环。图3是根据本发明的一个实施方案在图1中示出的基础组件的截面。图4是根据本发明的一个实施方案的一种磨损套管的侧视图。图5是图4中所示的磨损套管的后视图(图4中的底部)。图6是根据本发明的一个实施方案的一个带键的环。图7是根据本发明的一个实施方案的用于保持磨损套管的一个开口环。图8是沿着基础组件的纵向轴线的后视图，其中根据本发明的一个实施方案一个 键横过该磨损套管中的两个相对的凹口以及该夹块中的两个相对的凹口。图9是在图8所示实施方案中使用的磨损套管的侧视图。图10是在图8所示的实施方案中使用的磨损套管的等距视图。图11是沿着基础组件的纵向轴线的后视图，其中一个键横过该夹块中的一个凹 口以及该磨损套管中的一个凹口，并且其中根据本发明的一个实施方案该键被附接到该保 持环上。图12是图11的具有附接的键的保持环。
具体实施例方式出于以下详细说明的目的，应该理解本发明可以采取不同的替代性变体和步骤顺 序，除非明确地相反说明的情况。在本申请中，单数的使用包括了复数并且复数包括单数， 除非确切地另行陈述。此外，在本申请中，除非确切地另行陈述，使用“或者”意味着“和/或”，即使在某些实例中可能明确地使用了“和/或”。如在此所使用的，术语“通道”、“槽缝”以及“凹口 ”类似地被定义为一个表面中的 一个缺口，并且不仅可以包括一个表面中的多个凹陷而且还包括由该表面凸起的部分所限 定的多个槽缝。在本说明书内使用的这些术语“通道”、“槽缝”以及“凹口”是旨在对于该 元件的位置是指导性的，例如在一个实施方案内在磨损套管处或者在夹持器部分处，而并 非旨超出以上给出的定义来限制这些术语。现在参见图1，图中示出了一个基础组件10。基础组件10包括一个夹块20，该夹 块安装到设备的一个转筒上或者其他工件上(未示出)。夹块20经常会包括一个支座部 分22以及一个夹持器部分M。支座部分22被构形为允许夹块20被附接到设备的滚筒或 者其他工件上。在图1所示的实施方案中，支座部分22具有与一个滚筒外部的形状相迭合 的一个弯曲的底部。这种迭合的形状允许支座部分22容易地被焊接到该滚筒上。夹持器 部分M包括一个前面52和一个后面M。夹块20的夹持器部分M具有在前面52与后面 M之间的一个孔沈。孔沈允许一个磨损套管30的柄34被插入夹持器部分M之中。孔 26和磨损套管30总体上安置为围绕一根中央纵向轴线2。磨损套管30同样具有一个前方 部分32。前方部分32经常具有一个肩台42，该肩台从磨损套管30的柄34的第一直径过 渡到前方部分32更大的第二直径。前方部分32还可以具有一个楔形前表面44。磨损套管 30被构造并安排为接受一个切削刀具(未示出)，该切削刀具具有安装在磨损套管30内部 的一个柄以及由硬质材料(如烧结碳化钨、多晶金刚石或者其他适合的材料)制成的一个 前尖端。磨损套管的柄34的后面部分从孔沈中轴向地伸出。从夹持器部分M中伸出的 磨损套管30的柄34的部分包括围绕柄34的一个圆周槽。一个或多个保持环50被安装到 圆周槽36中以便将磨损套管30夹持在孔沈之内。尽管在这个具体实施方案中示出了一 个圆周槽和保持环的构形，但其他构形也是有可能的，如在夹持器部分M或磨损套管上的 不同类型的径向凸起或凹陷、压力配合件、卡扣配合件、机械式紧固件，等等。现在参见图2，图中示出了基础组件10的一个后视图。这些保持环未在这个图中 示出以便允许对基础组件10的其他多个部件更清楚的说明。如以上所指出的，磨损套管30 的柄34被插入孔沈中。孔沈在夹持器部分M的后面M中具有一个沉孔70。同样，在后 面M中形成一个径向槽缝72。在磨损套管30的柄34的后段中限定了一个轴向槽缝40。 轴向槽缝40与夹持器部分M的径向槽缝72相对应。一个带键的环60包括一个环区段62 以及一个键区段64。带键的环60的尺寸被确定为在磨损套管30的柄34上轴向滑动并且 进入由柄34和沉孔70所产生的凹陷中。如图2中所见，带键的部分64径向地向外延伸进 入夹持器部分M的径向槽缝72中。带键的部分64还径向地向内延伸进入磨损套管30的 柄34中的轴向槽缝中。这种构形将柄34与夹持器部分M互锁并且防止磨损套管30的转 动运动。将带键的环60置于夹持器部分M的后面M使其保持在一个受保护的位置中而 远离在磨损套管30和夹持器部分M的前端处的这些更严重的磨蚀作用。相比之下，现有技 术的在磨损套管30和夹持器部分M的前方部分处的非转动性装置易于在磨损套管30之 前失效。带键的环60和槽缝40、72还提供了一个容易制造的基础组件10。在孔沈的内部 利用压力配合、过盈配合、或者其他手段的较早的设计对于机加工来说是困难并且昂贵的。 相比之下，这些槽缝40、72以及带键的环60是容易制造的。
图3是图1和图2中所示的夹块组件10的截面。套管孔38可以具有一个凹陷 80，用于夹持切削刀具(未示出)。带键的环60可以全部或者部分地装配在沉孔70中。键 64从夹持器部分M的径向槽缝72延伸进入柄34的轴向槽缝40中。现在参见图4，图中示出了根据本发明的一个实施方案的承磨衬套30的侧视图。 尽管前方部分32示出了一个楔形前表面44和肩台42，但是本领域的普通技术人员已知的 其他构形也是可能的。在磨损套管30的柄34中示出了一个单一轴向槽缝40。图5示出了根据本发明的 一个实施方案的具有围绕磨损套管30的柄34的多个额外轴向槽缝40a、40b、40c的一种磨 损套管的另一个实施方案的后视图。应该理解其中这些额外轴向槽缝40a、40b、40c可以是 转动的或者分度的，这样使得这些轴向槽缝中的任一个将对应于夹持器部分M的径向槽 缝72和带键的环的键64。在另一个实施方案中，可以存在其他的轴向槽缝40a、40b、40c， 并且它们对应于在带键的环60上的多个额外键，该带键的环还对应于夹持器部分M内的 多个额外轴向槽缝。在又一个实施方案中，磨损套管30可以具有一个单一轴向槽缝40，并 且带键的环60可以具有一个单一键64，同时多个径向槽缝是位于夹持器部分M之内。应 该指出多个槽缝可以部分地或者整个地延伸穿过该夹持器部分或者磨损套管。应该进一步 指出，尽管图5中所示的磨损套管30的后视图显示出一个圆形的前方部分32，但是前方部 分32可以是任何适合的形状。图6展示了根据本发明的一个实施方案的一种带键的环60。带键的环60具有半 径r，该半径的尺寸被确定为以便允许带键的环60穿过磨损套管30的柄34。键64的尺寸 被确定为以便装配在磨损套管30的轴向槽缝和夹持器部分M的后面M的径向槽缝之内。 如前一段落中所提及的，多个键可以定位在环62的周围以便进一步确保磨损套管30免于 转动或者以便容纳本发明的其他实施方案。图7示出了根据本发明的一个实施方案的一种保持环50。保持环50可以是如所 示在保持环50的每个末端处具有多个凸起52的一个楔形截面的保持环。可以使用环钳来 接合这些凸起并且使开口环50扩展到磨损套管的柄上，这样开口环50可以坐入磨损套管 的圆周槽之中。尽管图7中示出了一个特定类型的环50，但是可以使用任何适合的紧固件， 例如其他的环的式样或者一个带螺母的有螺纹的区段。图8至图10示出了本发明的另一个实施方案，其中在夹持器部分的后面中的没有 一个凹陷的沉孔或环。现在参见图8，基础组件110可以包括具有一个夹持器部分IM和一 个支座部分122的一个夹块120。正如先前说明的实施方案，一个磨损套管的柄134装配 在孔126内并且延伸超过夹持器部分124的后面154。在这个实施方案中，键164横跨磨 损套管的柄134的后端146的这些凹口 140并且延伸进入夹持器部分124的多个通道172 中。围绕夹持器部分1 的柄134的一个圆周槽136(图9-10中示出的)提供了用于安装 一个或多个保持环的入座表面。这些保持环将磨损套管保持在夹持器部分1 中并且将该 键164保持在磨损套管的凹口 140以及夹持器部分124的这些通道172中。图9至图10 示出了磨损套管130的单独的视图。这些凹口 140延伸超过圆周槽136这样使得该保持环 装配在键164上。应该理解，其他键、通道、以及凹口的构形是有可能的。现在参见图11至图12，它们示出了基础组件210的后视图。在这个实施方案中， 一个键264被附接到保持环250上。一个额外的带键的环不是必要的。同样在夹持器部分224中具有一个沉孔不是必要的。保持环250在夹持器部分224的孔之外的一个轴向位 置处坐入磨损套管M6的一个圆周槽(图11中未示出)内。磨损套管246和夹持器部分 2M可以安置为围绕一根纵向轴线2。在这个实施方案中，多个突起274从后面2M延伸以 便在这些突起274之间限定一个槽缝276。键264从磨损套管凹口 240延伸至由这些突起 274所限定的槽缝276。这些突起274可以被锻造为该夹持器部分的一个整体部分或者以 本领域的普通技术人员已知的一些其他方式被附加。尽管在这个实施方案中没有使用带键 的环，但是应该理解与一个带键的环、多个突起、以及保持环的结合也是有可能的。
虽然出于解说的目的在以上已经说明了本发明的多个具体实施方式
，但是对于本 领域那些普通技术人员而言明显的是可以做出对本发明的细节的多种变体而不背离如所 附的权利要求书中限定的本发明。
权利要求
1.一种用于安装在采矿和建筑中使用的切削刀具的装置，该装置包括一个夹块，该夹块包括一个夹持器部分，该夹持器部分具有一个前面、一个后面以及一 个穿过该夹持器部分而具有一根纵向轴线的孔、以及在该夹持器部分的后面的至少一个槽 缝，该孔从该夹持器部分的前面延伸到该夹持器部分的后面上；一个磨损套管，该磨损套管具有邻近该夹持器部分的前面的一个前方部分以及延伸通 过该夹持器部分的孔的一个柄，该柄具有一个后端，该后端在其中带有至少一个凹口 ；至少一个键，该键接合该夹持器部分的至少一个槽缝以及该磨损套管的柄的至少一个 凹口，由此防止该磨损套管相对于该夹持器部分的转动运动；以及用于将该磨损套管保持在该夹持器部分中的装置。
2.如权利要求1所述的用于安装切削刀具的装置，进一步包括在该夹持器部分的后面 中的一个沉孔，该沉孔与该夹持器部分的孔是同心的。
3.如权利要求2所述的用于安装切削刀具的装置，进一步包括附接到该键上的一个 环，该环被构造并安排为安装在该沉孔之中。
4.如权利要求1所述的用于安装切削刀具的装置，其中该至少一个键是矩形的。
5.如权利要求1所述的用于安装切削刀具的装置，其中该磨损套管具有一个孔洞，该 孔洞轴向地延伸穿过该磨损套管并且被置于围绕该纵向轴线。
6.如权利要求5所述的用于安装切削刀具的装置，其中该磨损套管的柄中的至少一个 凹口从该磨损套管的孔洞中延伸至该磨损套管的外部。
7.如权利要求1所述的用于安装切削刀具的装置，其中该夹块具有两个相对的槽缝， 这两个槽缝从该夹块的内表面部分地穿过该夹块向外延伸。
8.如权利要求7所述的用于安装切削刀具的装置，其中该磨损套管具有与这些相对的 槽缝相对应的两个凹口。
9.如权利要求8所述的用于安装切削刀具的装置，其中一个单一键接合了该夹块的这 些槽缝以及该磨损套管的这些凹口。
10.如权利要求9所述的用于安装切削刀具的装置，其中该单一键是总体上线性的。
11.如权利要求1所述的用于安装切削刀具的装置，其中该磨损套管的前方部分进一 步包括一个楔形的前表面以及一个肩台，该肩台抵靠该夹块的前面。
12.如权利要求1所述的用于安装切削刀具的装置，其中该夹块进一步包括一个支座 部分，该支座部分被构造并安排为将该夹块安装在一个滚筒或者链条上。
13.如权利要求1所述的用于安装切削刀具的装置，其中在该夹持器部分的后面的至 少一个槽缝从该孔的内表面径向延伸至该夹持器部分的外部。
14.一种用于安装在采矿和建筑中使用的切削刀具的装置，该装置包括一个夹块，该夹块包括一个夹持器部分，该夹持器部分具有一个内表面，该内表面限定 了穿过该夹持器部分并具有一根纵向轴线的孔，该孔从该夹持器部分的前面延伸到该夹持 器部分的一个后面上；一个磨损套管，该磨损套管具有邻近该夹持器部分的前面的一个前方部分以及延伸穿 过该夹持器部分的孔的一个柄，该柄具有一个后端；用于防止该磨损套管在该夹持器部分内转动的装置，其中该用于防止转动的装置是在 该夹持器部分的后面之内或者与其邻近、并且是在该磨损套管的柄的后端之内或者与其邻近；以及用于将该磨损套管保持在该夹持器部分中的装置。
15.如权利要求14所述的用于安装在采矿和建筑中使用的切削刀具的装置，其中该用 于防止该磨损套管在该夹持器部分内转动的装置包括一个键，该键横过在该磨损套管中的 一个凹口以及在该夹块中的一个槽缝。
16.如权利要求14所述的用于安装在采矿和建筑中使用的切削刀具的装置，其中该用 于将该磨损套管保持在该夹持器部分中的装置包括一个保持环。
17.如权利要求14所述的用于安装在采矿和建筑中使用的切削刀具的装置，其中该用 于将该磨损套管保持在该夹持器部分中的装置以及该用于防止该磨损套管在该夹持器部 分内转动的装置是一个单一部件，该单一部件包括附接到一个保持环上的一个键。
18.—种在采矿和建筑中使用的磨损套管，包括一个总体上圆柱形的柄，该总体上圆柱形的柄围绕一根纵向轴线安置并且具有一个外 表面、一个后端以及一个前端；一个在该柄的前端处的前方部分，该前方部分具有一个肩台以及一个楔形的前表面， 该肩台从与该柄的外部相对应的一个第一直径过渡到一个更大的第二直径；一个内表面，该内表面限定了一个孔，该孔沿着该纵向轴线轴向延伸穿过该前方部分 和柄；至少一个凹口，该凹口用于接收在该柄的尾端中的一个键；以及在该柄的外表面内的一个圆周槽，该圆周槽与该柄的后端处的凹口相交。
19.如权利要求18所述的在采矿和建筑中使用的磨损套管，进一步包括在该柄的尾端 中的多个凹口。
20.如权利要求18所述的在采矿和建筑中使用的磨损套管，其中该磨损套管具有一个 孔，该孔轴向地延伸穿过该磨损套管，并且其中该孔洞被置于围绕该纵向轴线。
全文摘要
在此披露了用于夹持在采矿和建筑中使用的切削刀具的一种夹块(20)和非转动式磨损套管(30)。一个键(64)被用于同该磨损套管和在该磨损套管(30)的一个后面处的夹块中的多个凹口(40，72)、以及该夹块(20)相交以防止在该磨损套管(30)与夹块(20)之间的转动运动。将该键(64)和这些凹口(40，72)定位在该后面(54)处提供了一种容易制造的抗转动的装置，该抗转动的装置还受到保护免于由该夹块(20)和磨损套管(30)经受的大部分的磨蚀。
文档编号E21C25/10GK102124186SQ200980131565
公开日2011年7月13日 申请日期2009年7月22日 优先权日2008年8月14日
发明者D·C·罗利特, D·E·凯勒 申请人:钴碳化钨硬质合金公司