专利名称：构造成允许工具转动的切割器组件的制作方法
技术领域：
本发明整体涉及切割器组件，更具体地涉及被构造成允许工具转动的切割器组件。
背景技术：
转动材料切割和研磨装置，诸如像道路路面研磨机、表面采矿机和用于液压挖掘机的转动切割器附件，利用可更换的切割工具或钻头来从表面切割和去除材料。典型地，切割工具快速磨损。例如，在升沉切割和研磨操作中，切割工具需要每天进行更换。在一些切割或研磨装置中，切割工具可移除地安装到工具保持器，而工具保持器本身可移除地安装到转动鼓。在这种装置中，工具保持器也会磨损并需要更换。很多切割工具包括便于移除切割工具的特征。授予Sansone等人的美国专利 No. 7，520, 570 ( “’ 570专利”)公开了这样一种特征。’ 570专利公开一种安装到转动切割装置的转动构件的切割工具保持器。该工具保持器可包括可移除地接收在渐细的工具保持器承窝中的渐细主体。工具保持器还可包括第一提取槽和第二提取槽。通过向提取楔块施加力，楔块可被驱动到第一槽和第二槽中，由此引起工具保持器运动出工具保持器承窝。虽然’ 570专利的装置可便于工具保持器的移除，但仍可进一步改进。具体地，虽然’570专利的装置可较容易地移除，但工具保持器的可用寿命仍受限制。本发明旨在克服上面描述的一个或多个问题。
发明内容
—方面，本发明涉及一种用于切割鼓的基部块。该基部块可包括第一端。第一端可包括能够接收工具的开口。第一端还包括环绕所述开口的平表面。基部块可包括能够邻接切割鼓的第二端。基部块还可包括开始于所述开口并能够接收工具的内部通道。该通道可限定与平表面的垂直方向偏离锐角的纵向轴线。另一方面，本发明涉及一种更换位于切割鼓的基部块中的工具的方法。该方法可包括将移除装置插入基部块和工具之间的空间中。所述空间可位于基部块的上表面和工具的下表面之间。工具的下表面和基部块的上表面可形成锐角。该方法还可包括通过向移除装置施加力至少部分将工具从基部块移除。该方法还可包括使工具围绕其纵向轴线转动一角度。该方法还可包括在该转动角度上更换基部块中的工具。又一方面，本发明涉及一种切割器组件。该切割器组件可包括具有平的上表面和位于上表面中的开口的基部块。该表面可以围绕开口是平的。切割器组件还可包括具有能够接收在基部块的轴和邻近轴的凸缘的工具。凸缘可具有平的下表面。工具的轴可位于基部块的开口中，使得平的下表面的一部分邻近基部块的上表面。凸缘的平的下表面和基部块的平的上表面可以形成锐角。
图I是一种示例性公开的切割鼓的示意说明；图2是一种示例性切割器组件的分解视图；图3是公开的切割器组件的另一种实施方式的示意说明；图4是图3公开的切割器组件的俯视图；图5是图4的切割器组件的另一实施方式的示意说明；图6是切割器组件中使用的键的示意说明；图7是图6的键的一种替代实施方式的示意说明；
图8是图6的键的另一种替代实施方式的示意说明；图9是图6的键的又一种替代实施方式的示意说明；图10是工具插入切割器组件的示意说明；图11是工具从切割器组件移除的示意说明；图12是工具在切割器组件中转动的示意说明；图13是工具在切割器组件中更换的示意说明；图14是工具插入切割器组件的另一种方法的示意说明；图15是工具从切割器组件移除的另一方法的示意说明；图16是工具在切割器组件中转动的示意说明；图17是工具在切割器组件中更换的示意说明；图18是用于切割器组件的工具的一种替代实施方式的示意说明。
具体实施例方式图I示出了一种示例性转动切割装置，例如切割鼓或转子10。切割鼓10可以可转动地连接到例如道路路面研磨机、表面采矿机或者本领域已知的任何其他合适的机器(未显示)。切割鼓10可包括多个切割器组件12。切割器组件12可以任何合适的形式布置在切割鼓10上，例如以螺旋和/或环形形式。图2更加详细地示出了一种示例性切割器组件12。每个切割器组件12可包括基部块14和工具15。每个工具15可包括工具保持器16和切割工具18。基部块14可以是连接到切割鼓10并被构造成固定工具15的刚性结构。可以想至|J，基部块14可与切割鼓10 —体形成。替代地，基部块14可邻接并借助焊接、机械紧固件和/或本领域已知的任何其他合适的紧固方法固定联接到切割鼓10。在基部块14焊接到切割鼓10的实施方式中，一个或多个销子19可定位在对准孔21中以辅助基部块14的对准。基部块14可由金属或任何其他合适的材料构成。例如，基部块14可由硬化钢或者碳化鹤构成。基部块14可在基部块14的第一端24上包括上表面20 (也见图3)。可以想到，上表面20可以是平的。基部块14可在上表面20中限定开口 22。开口 22可被构造成接收工具15。可以想到，开口 22可以大体上是圆的。基部块14可限定开始于开口 22的通道23。通道23可被构造成可滑动地接收工具15。可以想到，通道23可沿着基部块14的长度渐细。通道23可替代地具有圆柱形形状或者本领域已知的任何其他合适的形状。开口 22和通道23可限定轴线Al。轴线Al可与上表面20的垂直方向偏离角度β (见图3)。可以想到，β可以在大约4-25度的范围，更特别为大约5-10度的范围。在一种实施方式中，β可以是7度。基部块14还可在基部块14的第二端29上限定开口 25。开口 25可被构造成允许工具15的至少一部分从基部块14的第二端29伸出(见图3)。工具保持器16可以是被构造成保持切割工具18的套筒状结构。具体地，工具保持器16可固定切割工具18的柄部50，使得切割工具18可被应用于切割表面。可以想到，工具保持器16可由任何合适的材料构成，例如像硬化钢、碳化钨、金刚石或者其任意组合。工具保持器16可具有大体上圆柱形、矩形或任何其他合适的形状。工具保持器16可包括内部通道26。工具保持器16还可包括工具接收端28。工具接收端28可被构造成接收切割工具18。可以想到，工具接收端28可具有截头锥形的大致形状，并且工具接收端28的外表面可略微凹入或者可以是平的。工具保持器16还可具有凸缘30和轴32。轴32可以渐细并被构造成通过基部块14的开口 22和通道23可滑动地接收。具体地，轴32可具有截头锥形的形状。可以想到，轴32可借助干涉配合固定在基部块14中。轴32可另外或替代地包括轴32的终端部分附 近的孔34。孔34可被构造成接收销构件36以将工具保持器16固定在基部块14中。工具保持器16可包括环形凹部38。接近孔40可位于环形凹部38中或附近。接近孔40可被构造成允许切割工具提取器(未显示)接近和释放切割工具18。接近孔40的位置可另外或替代地提供希望的弱部点，在该点处，工具保持器16可在过度负荷情况下失效。切割工具18可以是能够切割的任何工具。切割工具18可包括末端46、中间部分48和柄部50。末端46可具有大致锥形的形状。末端46可由金刚石、碳化钨或者任何其他合适的材料构成。末端46可固定到中间部分48。中间部分48可由硬化钢、碳化钨或者任何其他合适的材料构成。柄部50可被构造成通过工具保持器16接收和固定。柄部50可通过干涉配合或者通过例如弹簧、销子或者本领域已知的任何其他固定机构的固定机构固定。参照图3所示的实施方式的切割器组件12，工具15可包括作为单个不可分离和/或一体部件的切割工具18和工具保持器16。在所有其他方面，该实施方式可与本文公开的其他实施方式类似。如在图3中看到的，当工具15位于基部块14中时，凸缘30的下表面42的至少一部分可与基部块14邻近。可以想到，工具15可限定纵向轴线Α2。在工具15、以及特别是轴32插入基部块14的开口 22中时，轴线Al和轴线Α2可对准，使得轴线平行和/或重合。轴32可进入开口 22，直到工具15的下表面42的一部分在基部块14的上表面20的略微上方。换句话说，当工具15固定在基部块14内时，下表面42可保留在基部块14上方，使得在下表面42的所有位置处都在上表面20和下表面42之间保留至少一些竖直空间。该竖直空间可至少为1mm。在替代的构造中，轴32可进入开口 22，直到工具15的下表面42的一部分邻接基部块14的上表面20。工具15的下表面42可基本是平的并限定与轴线A2大体垂直的平面。可以想到，凸缘30的外边缘可具有斜面44以由于凸缘30和上表面20之间的任何接触而分布负荷。当工具15接收在基部块14内时，工具15的下表面42和基部块14的上表面20可形成空间51。空间51可基本是楔形形状(例如，楔形可通过角度β限定)。可以想到，空间51可存在于工具15的每个横向侧上。
如图4所示，基部块14可包括一个或多个键52以允许工具15在基部块14内对准。键52可限制工具15围绕轴线Al的转动。键52可以与基部块14 一体形成或者可借助焊接、机械紧固件或者任何其他合适的方法附接到基部块14。键52可具有被构造成邻接工具15的表面特征54的至少一个表面。键52的后和/或顶表面53可被圆化以防止工具15和基部块14切过材料时键52挂住物体。键52可以位于基部块14的上表面20上。可以想到，键52可替代或另外位于通道23中或者位于基部块14上的任何其他合适位置。当键52位于上表面20上时，表面特征54可位于凸缘30的外围上。当键52位于通道23中时，表面特征54可位于轴32上。工具15可包括多个表面特征54以允许工具15以若干不同的取向定位。例如，如图4所不,工具15可包括第一表面特征56和与第一表面特征56偏离180度的第二表面特征58。如图5所示，工具15还可包括彼此偏离120度的第一表面特征56、第二表面特征58和第三表面特征59。可以想到，工具15可具有另外的表面特征54。 如图6-9所示，表面特征54可包括若干不同的几何形状。如图6所示，表面特征54可包括弯曲表面60。弯曲表面60可具有单个弯曲突出部或者可具有多个弯曲突出部。如图7所示，表面特征54可包括有凹口或者锯齿状表面62。如图8所示，表面特征54可包括矩形突出部64。如图9所示，表面特征54可包括平表面66。可以想到,每个表面60、62、64和66可与键52上的相应表面匹配。具体地,如图6所示，键52可包括弯曲凹部74。如图7所示，键52可包括有凹口或者锯齿状表面76。如图8所示，键52可包括矩形凹部78。同样，如图9所示，键52可包括平表面80。图10示出了已经在使用过程被不均匀磨损的工具15。这种不均匀磨损会部分因为工具15的一些表面暴露于比工具15的其他表面更加严酷的磨损条件而发生。改变的条件会将工具15的第一表面70磨损到其中第一表面70基本失去效能的程度，而工具15的第二表面72仍具有有用寿命。也可以想到，工具15上的磨损可由于末端46和中间部分48的构建中使用不同材料而在这两者之间变得不均匀。图10-13示出了移除和转动定位在基部块14中的工具15的方法。为了移除工具15，可将移除工具68插入空间51。移除工具68可包括具有两个楔形突出部的叉。移除工具68还可包括连接到叉的杆。如图11所示，移除工具68可枢转以将工具撬成相对于基部块14自由。换句话说，向移除工具68施加传递到工具15和基部块14的力，从而引起工具15从基部块14轴向移开。可以想到，移除工具68可通过使用者手动施加到切割器组件12或者通过机器自动施加到切割器组件12。如图12所示，在工具15至少部分从基部块14移除后，工具15可围绕轴线Al转动。具体地，工具15可围绕轴线Al转动180度。如图13所示，在转动后，工具15可以可滑动地更换和固定在基部块14中。在更换时，键52可再次接合表面特征54，由此将工具15固定在基部块14内。围绕轴线Al转动工具15和更换工具15可暴露不同表面(例如第二表面72)至更严酷的磨损条件。可以想到，工具15可根据磨损条件和工具15的构造转动不同的量。例如，如图5所示，包括三个表面特征54的实施方式可允许工具15移除、转动120度和更换，由此延长工具15的使用寿命。给定工具15的移除、转动和更换过程可根据需要由切割鼓10的操作者重复，直到工具15需要更换。图14-17示出了移除和转动位于基部块14中的工具15的一种替代方法。如图14和15所示，移除工具68可插入空间51并沿与轴线Al横向的方向前进，以迫使工具15相对于基部块14自由。如图17所示，在工具15已经移除后，工具15可围绕轴线Al转动。图18示出了工具15被可滑动地更换和固定到基部块14中。在更换时，键52可再次接合表面特征54，由此将工具15固定到基部块14内。还可以想到，可以使用另外或替代的移除工具68和移除方法。图18不出了工具15的另一种替代实施方式。在该实施方式中，基部块14的上表面20可以基本垂直于轴线A2。另外，在图18的实施方式中，凸缘30的下表面82可以基本是V形。可以想到，V形表面82可位于工具15的每个横向侧上(图18中仅示出了一侧)。V形表面82的第一侧84可允许楔形移除工具68沿与轴线Al横向的方向插入以 迫使工具15相对于基部块14自由。如果工具15围绕轴线A2转动180度，则V形表面82的第二侧86也允许楔形移除工具68插入以将工具15从基部块14移除。因此，V形表面82可允许定位在基部块14中的工具15的移除和转动。工业实用性所公开的切割器组件能够应用于任何切割装置。所公开的切割器组件也可允许工具被构造在基部块内的若干不同角取向处。所公开的切割器组件还提供工具的容易移除。可以想到，所公开的切割器组件，具体是基部块和工具的构造，可允许给定工具的转动和再使用，由此提供改善的使用寿命。由于可以比移除现有工具并利用新的工具更换它更快速地完成现有工具的移除和转动，因此还增加了生产率。本领域技术人员将会明白，可以对所公开的切割器组件进行各种修改和变型。通过考虑所公开的切割器组件的说明书和实践，其他实施方式对于本领域技术人员来说是清楚的。说明书和例子意欲被认为仅是示例性的，真正的范围由权利要求书指明。
权利要求
1.一种用于切割鼓(10)的基部块(14),包括 第一端，该第一端包括 能够接收工具(15)的开口(22)； 环绕所述开口的平表面(20)； 第二端，该第二端能够邻接所述切割鼓；以及 内部通道(23)，其开始于所述开口并能够接收所述工具，所述通道限定纵向轴线(Al)，该轴线与所述平表面的垂直方向以锐角(β)偏离。
2.根据权利要求I所述的基部块，还包括位于所述平表面上的键(52)。
3.根据权利要求2所述的基部块，其中，所述键具有能够邻接工具的表面(54)以防止所述工具围绕所述轴线转动的至少一个表面。
4.根据权利要求3所述的基部块，其中，所述键的所述至少一个表面具有能够匹配所述工具的一个或多个突出部的一个或多个凹入表面。
5.一种更换位于切割鼓(10)的基部块(14)中的工具(15)的方法，包括 将移除装置(68)插入所述基部块和所述工具之间的空间(51)中，所述空间位于所述基部块的上表面(20)和所述工具的下表面(42)之间，其中，所述工具的下表面和所述基部块的上表面形成锐角(β); 通过向所述移除装置施加力至少部分将所述工具从所述基部块移除； 使所述工具围绕其纵向轴线转动一角度； 在所述转动角度下更换所述基部块中的所述工具。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述上表面和所述下表面是平的，并且所述下表面位于所述工具的凸缘(30)上。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述基部块包括键(52)，所述工具包括能够匹配所述键以防止所述工具转动的第一表面特征(56)。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述工具包括第二表面特征(58)，所述方法还包括 在所述工具的第一构造中将所述第一表面特征与所述键匹配；和 在所述工具的第二构造中将所述第二表面特征与所述键匹配。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，至少部分移除、转动和更换所述工具的步骤将所述工具从所述第一构造改变为第二构造。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述转动角度是180度。
全文摘要
公开一种用于切割鼓的基部块。该基部块可具有第一端。第一端可具有能够接收工具的开口。第一端还可具有环绕开口的平表面。基部块可具有能够邻接切割鼓的第二端。基部块还可具有开始于所述开口并能够接收工具的内部通道。该通道可限定与平表面的垂直方向偏离一锐角的纵向轴线。
文档编号E21C25/16GK102971492SQ201180032724
公开日2013年3月13日 申请日期2011年6月29日 优先权日2010年6月30日
发明者G·H·杜拜, K·W·音加尔, R·S·克斯勒 申请人:卡特彼勒路面机械公司