具有尖端和接头的地面接合工具齿组件的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种用于地面接合工具(1，6)的基缘(18)的齿组件(10)的地面接合尖端(14，150，180，190，210)，其中，所述齿组件(10)包括接头(12，170)，所述接头(12，170)构造为用于附接至所述地面接合工具(1，6)的基缘(18)并且具有向前延伸的接头鼻部(26)。在各种实施例中，地面接合尖端(14，150，180，190，210)构造为用于在多种土方作业环境中挖入作业材料。尖端包括具有凹陷部(102)的底部外表面(74)，凹陷部(102)用以减少尖端的重量并且减小尖端的运动阻力。
【专利说明】具有尖端和接头的地面接合工具齿组件
【技术领域】
[0001]本发明总体涉及具有地面接合工具的土方作业机器，具体地，涉及具有附接至该地面接合工具前缘或基缘的可替换尖端和接头系统的齿组件。
【背景技术】
[0002]本领域中已知的土方作业机器用于在工地挖掘土地或岩石，并将松散的作业材料从一个位置运至另一位置。这些机器和设备通常包括本体部分和较高的操作者驾驶室，本体部分容纳有发动机并具有由发动机驱动的后轮、履带或类似构件。这些机器和设备还包括关节连接机械臂或其他类型的联动装置，诸如Z形杆联动装置，用于操纵机器的一个或多个工具。联动装置能够升起和降下工具并旋转工具，从而以期望的方式接合地面或其他作业材料。在土方作业应用中，机器或其他设备的工具是铲斗，该铲斗在基缘上设置有用于移动或挖掘泥土或其他类型作业材料的有斜面的凸缘或刮刀。
[0003]为了便于土方作业过程，并延长工具的使用寿命，多个齿组件沿工具基缘间隔开并附接至工具表面。齿组件从基缘向前突出，作为与作业材料接触并穿入作业材料的第一点，并减少基缘的磨损量。通过这种布置，齿组件承受由与作业材料反复接合引起的磨损和断裂。最后，齿组件必须被替换，但工具在替换齿组件的多个周期中保持可用。取决于设备的各种应用和作业材料，还期望的是改变齿组件的类型或形状，以最有效地利用工具。
[0004]在很多实施中，通过将齿组件设置为两部分系统而方便了齿组件的安装和替换。系统可包括附接至工具基缘的接头、构造为附接至接头的地面接合尖端、以及在使用期间将尖端固定至接头的保持机构。接头可被焊接、栓接、或以其他方式固定至基缘，然后通过保持机构使尖端附接至接头并保持在适当位置。尖端承受由与作业材料接合引起的撞击和磨损的大部分，并且与接头相比磨损得更快且更频繁断裂。结果，在接头自身必须被替换之前，多个尖端可能被附接至接头、磨损并被替换。最后，在工具基缘磨损之前，接头可能磨损并需要替换。
[0005]授予Fellner的美国专利N0.4，949，481中示出和描述了挖掘齿组件的一个实例。用于铲斗的挖掘齿具有凹状顶表面和凸状底表面，它们相交形成向前的切削边缘。侧壁连接两个表面并且为具有推板形状的凹状。齿的后部设置有安装组件，安装组件用于将挖掘齿安装至铲斗。底表面从前切削边缘向后部连续发散，而顶表面从前切削边缘向后部首先会聚然后发散。后部包括具有顶壁和底壁的柄接收腔，当从剖面观察时，顶壁和底壁随着腔在齿内向前延伸而会聚，以赋予腔三角形或楔形形状。
[0006]授予Fellner的美国专利N0.5，018，283中提供了装载机铲斗齿的实例。用于装载机铲斗的挖掘齿包括具有凹状结构的顶表面和具有扁平前部和凸状后部的底表面。扁平前部和顶表面相交以形成前切削边缘。侧壁连接两个表面并且为具有犁头形状的凹状。齿的后部设置有安装组件，用于将齿安装至铲斗。底表面从前切削边缘向后部连续会聚，而顶表面从前切削边缘向后部首先会聚然后发散。后部包括具有底壁和顶壁的柄接收腔，底壁向内延伸，顶壁具有大致平行于底壁延伸的第一部分和与底壁成角度并延伸至圆形前部的第二部分。
[0007]授予Stephenson的美国专利N0.2，982，035提供了具有接头和尖端的挖掘机齿的例子，接头附接至铲斗本体的前缘，尖端附接至接头。尖端包括会聚成相对尖锐的点的上表面和下表面，尖端具有对称的水平面。接头的上下表面具有凹进的中心面，上中心面具有前表面，前表面从对称面向上偏离并环绕进入接头的前表面。尖端内部具有对应的平坦表面，其由接头的中心面所接收，并包括随着其接近接头前表面而从对称面发散的多个前表面，当适当地组装部件时，尖端的前表面之一邻接接头的前表面。
[0008]上述讨论的工具可用于具有不同操作条件的各种应用中。在装载机应用中，安装在车轮或履带装载机前方的铲斗具有随着装载机向前驱动沿着地面刮擦并挖入土地或作业材料堆的底表面和基缘。随着铲斗进入作业材料堆，作用在齿组件上的力推动尖端与相应接头接合。然后铲斗升起并支撑作业材料负载，且装载机运动并将作业材料倾倒至另一位置。当铲斗经过作业材料升起时，对齿组件施加向下的力。通过与作业材料的刮擦和接合的组合，在底表面由于与作业材料更频繁的接合通常磨损得更快的其他形式的底部磨损应用中，尖端的磨损材料从尖端前部以及尖端和接头底表面磨损。尖端前部磨损材料的损失将起初尖锐的尖端前端改变为圆形钝表面，类似于将具有延伸手指的手改变为具有闭合的拳头。虽然尖端仍然具有足够的磨损材料以供在替换之前在工具上使用一段时间，但磨损的形状在装载机向前运动经过作业材料挖掘时变得更低效。
[0009]在挖掘机应用和由于与作业材料更频繁接合而使顶表面典型地磨损更快的其他类型的顶部磨损应用中，与底部磨损应用(诸如上述的装载机应用)相比，铲斗以不同的角度与地面或作业材料接合并经过地面或工作材料，因此，使齿组件的磨损材料以不同的方式磨损。挖掘机装置，诸如反向铲，起初使基缘和齿组件与作业材料接合，基缘和齿组件接近垂直于作业材料表面取向并大体以向下运动进入作业材料。在起初的穿入作业材料之后，通过朝挖掘机拉回铲斗及向内旋转铲斗以将作业材料挖入铲斗中，机械臂进一步打碎作业材料，并将作业材料负载收集在铲斗内。在向下穿入运动的过程中，当力作用为推动尖端与接头接合时，铲斗的复杂运动导致齿组件的尖端磨损。在最初的穿入之后，朝机器拉动铲斗并旋转以有助于挖取运动从而打碎作业材料并开始装载工具。在该运动过程中，力最初在开始几乎垂直于齿组件顶表面的方向上作用，并且，作业材料经过并围绕齿的顶部，使得齿的顶表面磨损。由于工具进一步旋转并经过作业材料拉动，力和作业材料再次作用在齿尖端上并导致尖端处磨损。由于使用装载机齿组件，挖掘机齿组件在反复侵入作业材料之后被磨损为低效形状，但仍保留有足够的磨损材料用于继续使用而无需更换。考虑到这点，存在改进用于装载机和挖掘机工具的齿组件设计的需求，其分配磨损材料，使得当磨损材料从尖端磨损并改变尖端形状时,尖端更有效地挖入作业材料,直到最终必须更换尖端为止。
【发明内容】
[0010]根据本发明的一方面，本发明涉及一种用于地面接合工具的基缘的齿组件的地面接合尖端，其中，所述齿组件包括接头，所述接头构造为用于附接至所述地面接合工具的基缘并且具有向前延伸的接头鼻部。所述地面接合尖端包括:后缘；顶部外表面；底部外表面，其中所述顶部外表面和所述底部外表面从后缘向前延伸并在前缘处聚合；相对布置的侧向外表面，其从所述顶部外表面向下延伸至所述底部外表面；内表面，其从后缘向内延伸进入所述地面接合尖端，并在所述地面接合尖端内限定鼻腔，该鼻腔具有与所述接头的所述接头鼻部互补的形状，用于将所述接头鼻部接收在其中；以及凹陷部，其从所述底部外表面向内延伸进入所述地面接合尖端，并且靠近所述前缘设置。
[0011]根据本发明的另一方面，本发明涉及一种用于地面接合工具的基缘的齿组件的地面接合尖端，其中，所述齿组件包括接头，所述接头构造为用于附接至所述地面接合工具的基缘并且具有向前延伸的接头鼻部。所述地面接合尖端可包括:后缘；顶部外表面；底部外表面，其中，所述顶部外表面和所述底部外表面从所述后缘向前延伸并在前缘处聚合；相对布置的侧向外表面，其从所述顶部外表面向下延伸至所述底部外表面；以及内表面，其从所述后缘向内延伸进入所述地面接合尖端，并在所述地面接合尖端内限定鼻腔，该鼻腔具有与所述接头的所述接头鼻部互补的形状，用于将所述接头鼻部接收在其中。所述顶部外表面可具有从后缘向前延伸至第一过渡区的后部、从第一过渡区向前延伸至第二过渡区的前部、和从第二过渡区向前延伸至前缘的尖端部，其中，底部外表面与后部、前部和尖端部之间的距离随着后部、前部和尖端部远离后缘延伸而减小，其中，后部和平行于地面接合尖端的纵向轴线的第一线限定第一向下角度，前部和平行于纵向轴线的第二线限定第二向下角度，并且尖端部和平行于纵向轴线的第三线限定第三向下角度，并且其中，第二向下角度小于第一向下角度和第三向下角度。
[0012]根据本发明的又一方面，本发明涉及一种用于地面接合工具的基缘的齿组件的地面接合尖端，其中，所述齿组件包括接头，所述接头构造为用于附接至所述地面接合工具的基缘并且具有向前延伸的接头鼻部。所述地面接合尖端可包括:后缘；顶部外表面；底部外表面，其中，所述顶部外表面和所述底部外表面从所述后缘向前延伸并在前缘处聚合；相对布置的侧向外表面，其从所述顶部外表面向下延伸至所述底部外表面；以及内表面，其从所述后缘向内延伸进入所述地面接合尖端，并在所述地面接合尖端内限定鼻腔，该鼻腔具有与所述接头的所述接头鼻部互补的形状，用于将所述接头鼻部接收在其中。所述侧向外表面每个可具有从后缘向前延伸至第一过渡区的后部、从第一过渡区向前延伸至第二过渡区的前部、和从第二过渡区向前延伸至前缘的尖端部，其中，侧向外表面之间的距离随着后部和尖端部远离后缘延伸而减小，其中，后部和平行于地面接合尖端的纵向轴线的第一线限定第一锥角，并且尖端部和平行于纵向轴线的第二线限定第二锥角，并且其中，所述第二锥角大于所述第一锥角。
[0013]本发明的其他方面由本专利的权利要求限定。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是具有根据本发明附接在其基缘处的齿组件的装载机铲斗的等轴测图；
[0015]图2是具有根据本发明附接在其基缘处的齿组件的挖掘机铲斗的等轴测图；
[0016]图3是根据本发明的齿组件的等轴测图；
[0017]图4是图3的齿组件的侧视图；
[0018]图5是图3的齿组件的接头的等轴测图；
[0019]图6是附接至工具基缘的图5接头的侧视图；
[0020]图7是图5的接头的俯视图；
[0021]图8是图5的接头的仰视图；
[0022]图9是沿着图7中的线9-9截取的图5的接头的截面图；
[0023]图10是图3的齿组件尖端的等轴测图；
[0024]图11是图10尖端的侧视图；
[0025]图12是图10尖端的俯视图；
[0026]图13是图10尖端的仰视图；
[0027]图14是图10尖端的前视图；
[0028]图15是沿着图12中的线15-15截取的图10的尖端的截面图；
[0029]图16是沿着图14中的线16-16截取的图10的尖端的截面图；
[0030]图17是图10的尖端的后视图；
[0031]图18是根据本发明用于齿组件的尖端的替代实施例的等轴测图；
[0032]图19是图18的尖端的俯视图；
[0033]图20是图18的尖端的前视图；
[0034]图21是图18的尖端的侧视图；
[0035]图22是沿图19的线22-22截取的图18的尖端的截面图；
[0036]图23是根据本发明用于齿组件的接头的替代实施例的等轴测图；
[0037]图24是图23的接头的侧视图；
[0038]图25是沿图24的线25_25截取的图23的接头的截面图；
[0039]图26是根据本发明用于齿组件的尖端的替代实施例的等轴测图；
[0040]图27是图26的尖端的侧视图；
[0041]图28是图26的尖端的前视图；
[0042]图29是图26的尖端的俯视图；
[0043]图30是沿图29的线30-30截取的图26的尖端的截面图；
[0044]图31是根据本发明用于齿组件的尖端的又一替代实施例的等轴测图；
[0045]图32是图31的尖端的侧视图；
[0046]图33是图31的尖端的前视图；
[0047]图34是图31的尖端的前视图，其前缘部分地升起以示出底部外表面；
[0048]图35是图31的尖端的后视图；
[0049]图36是沿图35的线36_36截取的图31的尖端的截面图；
[0050]图37是根据本发明用于齿组件的尖端的另一替代的等轴测图；
[0051]图38是图37的尖端的俯视图；
[0052]图39是图37的尖端的前视图；
[0053]图40是图31的尖端的侧视图；
[0054]图41是沿图39的线41-41截取的图37的尖端的截面图；
[0055]图42是根据本发明的顶部磨损应用齿的等轴测图；
[0056]图43是图42的齿的前视图；
[0057]图44是图42的齿的侧视图；
[0058]图45是图42的齿的俯视图；
[0059]图46是根据本发明的底部磨损应用齿的等轴测图；
[0060]图47是图46的齿的前视图；
[0061]图48是图46的齿的侧视图；以及
[0062]图49是图46的齿的俯视图；
[0063]图50是沿着线50-50截取的图3的齿组件的截面图，其中如图16所示的尖端安装在图6的接头上；
[0064]图51是图50的齿组件的截面图，其中由于保持机构内的公差，尖端向前运动；
[0065]图52(a)_(f)是当挖掘机工具收集工作材料负载时图3的齿组件取向顺序的示意图；
[0066]图53是图50的齿组件的截面图，剖面线被移除并示出当挖掘机工具处于图52 (a)的取向时施加至齿组件的力；
[0067]图54是图53的齿组件的截面图，示出当挖掘机工具处于图52(c)的取向时施加至齿组件的力；
[0068]图55是图54的齿组件的放大图，示出作用在接头鼻部和尖端鼻腔表面上的力；
[0069]图56是图53的齿组件的截面图，示出当挖掘机工具处于图52(e)的取向时施加至齿组件的力；
[0070]图57是根据本发明的齿组件的替代实施例的俯视图；
[0071]图58是图57的齿组件的前视图；
[0072]图59是由图23的接头和图26的尖端形成的齿组件的截面图，并示出当装载机工具挖入作业材料堆时施加至齿组件的力；
[0073]图60是图59的齿组件的截面图，其中齿组件和装载机工具部分地向上引导，并示出当装载机工具升起经过作业材料堆时施加至齿组件的力；
[0074]图61是图60的齿组件的放大图，示出作用在接头鼻部和尖端鼻腔表面上的力；
[0075]图62是图3的齿组件的侧视图；
[0076]图63是沿着线63-63截取的图62的齿组件的截面图；
[0077]图64是沿着线64-64截取的图62的齿组件的截面图；
[0078]图65是沿着线65-65截取的图62的齿组件的截面图；
[0079]图66是沿着线66-66截取的图62的齿组件的截面图；
[0080]图67是沿着线67-67截取的图62的齿组件的截面图；
[0081]图68是沿着线68-68截取的图62的齿组件的截面图；
[0082]图69是由图23的接头和图26的尖端形成的齿组件的侧视图；
[0083]图70是沿着线70-70截取的图69的齿组件的截面图；
[0084]图71是沿着线71-71截取的图69的齿组件的截面图；
[0085]图72是沿着线72-72截取的图69的齿组件的截面图；
[0086]图73是沿着线73-73截取的图69的齿组件的截面图；
[0087]图74是沿着线74-74截取的图69的齿组件的截面图；以及
[0088]图75是沿着线75-75截取的图69的齿组件的截面图。
【具体实施方式】
[0089]虽然下文提出本发明多个不同实施例的具体说明，应该理解，本发明的法定范围由权利要求的语句所限定。具体说明仅被理解为示例性的，并不能描述本发明的每种可能的实施例。使用当前技术或本专利提交日期之后研发的技术，可实现多种替代实施例，这些仍落在限定本发明的权利要求的范围内。
[0090]还应该理解，除非本专利中使用句子“如本文使用的，词语在此处限定为指...”或类似句子对词语明确限定，本发明不会明确地或通过暗示限定词语的意思超出其常用或通常的意思，并且该词不应该解释为限定在基于本专利任意部分的任意陈述的范围内(除了权利要求中的语言)。在本专利权利要求中记载的任意词语在本专利中以与单一的意思一致的方式被提及的程度上，这样做仅为了清楚起见并且不使读者混淆，权利要求的词语不会通过暗示或其他方式被限制为单一意思。最后，除非通过词语“意思是”和没有任何结构描述的功能来限定权利要求中的构件，权利要求中任意构件的范围不应基于条款35U.S.C.§ 112第6款来解释。
[0091]现在参照图1，以合并有本发明特征的装载机铲斗组件I的形式，示出用于底部磨损应用(诸如装载机)的工具。装载机铲斗组件I包括图1部分地示出的铲斗2。铲斗2用在装载机上并以已知方式挖掘材料。铲斗组件I可包括一对相对布置的支撑臂3，在支撑臂3上可安装对应的角防护件4。铲斗组件I还可包括插在根据本发明的齿组件10之间的多个边缘保护组件5，边缘保护组件5与齿组件沿着铲斗2的基缘18固定。图2以挖掘机铲斗组件6的形式示出用于顶部磨损应用(诸如挖掘机)的工具。挖掘机铲斗组件6包括铲斗7和多个齿组件10，铲斗7具有连接在每一侧上的角防护件4，齿组件10附接在铲斗7的基缘18上。本文描述的齿组件的各种实施例可在底部磨损和顶部磨损应用中实现。尽管关于特定底部磨损或顶部磨损应用描述了特定齿组件或构件实施例，但本领域技术人员应该理解，齿组件不限于应用的具体类型，并且在各种应用的实施之间可互换齿组件，对于根据本发明的齿组件，发明人可预期这种互换。
[0092]图3和图4示出根据本发明的齿组件10的实施例，其可用于土方作业工具，并且在顶部磨损应用中具有特殊的用途。齿组件10可用于具有基缘18的多种类型的地面接合工具。齿组件10包括构造为附接至工具1、6(分别为图1、2)的基缘18的接头12、和构造为附接至接头12的尖端14。齿组件10还包括将尖端14固定至接头12的保持机构(未示出)。保持机构可利用接头12和尖端14的外形(aspects)，诸如穿过尖端14侧面的保持孔16，但本领域技术人员应该理解，在根据本发明的齿组件10中，可实施很多替代的保持机构，并且齿组件10不限于任何特定保持机构。如图4所示，一旦附接至接头12，尖端14可从工具1、6的基缘18向外延伸，用于与作业材料(未示出)的最初接合。
[0093]用于顶部磨损应用的接头(图5-图9)
[0094]图5-图9具体示出接头12的实施例。参照图5,如由括弧指示的，接头12可包括具有顶部夹板20和底部夹板22的后部19、中部24、和布置在接头12的前部或前方位置的鼻部26。如图6所示，顶部夹板20和底部夹板22可在其之间限定用于接收工具1、6的基缘18的间隙28。顶部夹板20可具有底表面30，其面对并布置为靠近基缘18的顶表面32，并且，底部夹板22可具有顶表面34，其面对并接合基缘18的底表面36。
[0095]通过使用本领域技术人员已知的任意连接方法或机构将顶部夹板20和底部夹板22附接至基缘18，可将接头12固定在工具1、6的基缘18上的适当位置。在一个实施例中，夹板20、22和基缘18可具有对应的孔(未示出)，诸如螺栓或铆钉的紧固件(未示出)可插入穿过孔以将接头12保持在适当位置。替代地，顶部夹板20和底部夹板22可焊接至基缘18的对应顶表面32和底表面36，使得接头12和基缘18在使用期间不会相对彼此运动。为了减小顶表面和底表面焊接对基缘18的金属强度的影响，夹板20、22可构造为具有不同形状，以最小化形成在基缘18的顶表面32和底表面36上的焊接重置。如图7和图8所示，顶部夹板20的外缘38可具有与底部夹板22的外缘40不同的形状，使得与底部夹板22相比，顶部夹板20可以大致更短且更宽。除了强度保持优势之外，底部夹板22多出的长度也可在工具1、6的基缘18的底表面36处提供额外的磨损材料。此外，顶部夹板20可以比底部夹板22更厚，以在接头12的顶部上提供更多的磨损材料，在顶部磨损应用中，接头12的顶部可出现更大量磨损。
[0096]本领域技术人员将理解，用于接头12的其他连接构造可作为替代提供给上文示出和描述的顶部夹板20和底部夹板22。例如，接头12的后部可设置有单个顶部夹板20而没有底部夹板22，并且顶部夹板20附接至基缘18的顶表面32。相反，可设置有单个底部夹板22而没有顶部夹板20，并且底部夹板22附接至基缘18的底表面36。作为另一替代，可在接头12的后部设置单个中央夹板，并且中央夹板插入工具1、6的基缘18中的间隙。另外的替代接头附接结构对于本领域技术人员来说是明显的，并且发明人可设想将其用于根据本发明的齿组件。
[0097]返回图5，接头12的中部24提供了夹板20、22与鼻部26之间的过渡，鼻部26从接头12的前端向外延伸。如下文更充分说明的，鼻部26构造为由尖端14的对应鼻腔120 (图16)所接收。如图5和图6所示，鼻部26可具有底表面42、顶表面44、相对侧面46、48、以及前表面50。底表面42可为大致平坦的，并相对于底部夹板22的顶表面34向上倾斜，并相应地相对于基缘18的底表面36向上倾斜。底表面42关于大体纵向轴线“A”的倾斜角δ可为大约5度，纵向轴线“Α”由接头12的夹板20、22之一与基缘的主要接合表面(如所示出的，诸如底部夹板22的顶表面34)限定。取决于实施，底表面42的角度δ可额外增加1-3度，以便于接头12从制造接头12的模具或冲模中移除，并且便于鼻部26在尖端14的鼻腔120 (图16)内的适配。
[0098]在工具1、6的使用期间，鼻部26的顶表面44可构造为支撑尖端14，并且当承受作业材料的负载时，有利于尖端14在鼻部26上的保持。顶表面44可包括布置为靠近前表面50的第一支撑面52、从第一支撑面52朝中部24向后延伸的中间斜面54、以及位于中间面54和与接头12的中部24的相交位置之间的第二支撑面56。各表面52、54、56可具有大致平坦结构，但相对于彼此可成一定角度取向。在所示出的实施例中，第一支撑面52可大致平行于底表面42，并且相对于底表面42可具有拔模角度，以便于从模具或冲模移除。第二支撑面56也可取向为大致平行于底表面42和第一支撑面52。此外，相对于纵向轴线“Α”，第二支撑面56比第一支撑面52可设置在接头12上更高的高度处。中间面54在第一支撑面52的后缘52a和第二支撑面56的前缘56a之间延伸，并且随着中间面54接近第二支撑面56，中间面54与底表面42之间的距离增加。在一个实施例中，中间面54可取向为相对于鼻部26的底表面42、第一支撑面52和第二支撑面56呈大约30度的角度α。中间面54的斜度有利于鼻部26插入尖端14的鼻腔120 (图16),同时一旦尖端14安装在鼻部26上，中间面54的幅宽限制了尖端14的扭转。第一和第二支撑面52、56也帮助维持尖端14在接头12上的取向，如下文更充分讨论的。
[0099]鼻部26的侧面46、48可大致为平坦的并在底表面42和顶表面44之间向上延伸。各侧面46、48上具有一对凸起58中的一个(图6中仅示出一个)，凸起58沿着轴线“B”大致同轴取向。轴线“B”大致垂直于纵向轴线“A”。凸起58作为保持机构(未示出)的一部分用于将尖端14保持在鼻部26上。凸起58可定位为与尖端14的对应孔16(图3)对齐。侧面46、48可大致平行，或者，随着其从中部24朝向鼻部26的前表面50向前延伸，侧面46、48可相对于轴线“A” (为清楚起见，图7示出相对于平行于轴线“A”的线)以大致3度的纵向锥角“LTA”向内成角度，使得鼻部26如图7和图8示出的成锥形。从图9的截面图更好地看出，随着侧面46、48从顶表面44朝底表面42向下延伸，侧面46、48可以成一定角度，使得侧面46、48之间的距离以相对于平行竖向线“VL”成大约6度的竖向锥角“VTA”大致对称地减小，“VL”取向为垂直于轴线“A”和“B”。以此方式构造并且如图9中截面所示出的，鼻部26可具有由底表面42、顶表面44和侧面44、46限定的大致梯形轮廓62，其中鼻部26在顶表面44附近比在底表面42附近具有更多的材料量。该轮廓62可与尖端14的轮廓93、131 (图17)互补，尖端14的轮廓93、131可在齿组件10的顶部提供额外的磨损材料，在顶部磨损应用中齿组件10的顶部会出现大量的磨损，并且可在拉动尖端14经过作业材料时减少拖拽，如下文进一步讨论的。
[0100]如图6所示，鼻部26的前表面50可以为平坦的，或者，可以包括弯曲度。如图示实施例所示，前表面50可大致为平坦的，并且随着其从底表面42向上延伸可以偏离中部24成角度。在一个实施例中，前表面50可以相对于垂直于底表面42的线50a成大约15度的角度Y向前延伸。由于前表面50如所示出的成角度，大约垂直于前表面50向内延伸并且大致平分凸起58的参考线60将在底表面42和参考线60之间以及还在顶表面44的中间面54和参考线60之间形成角度β 1、β2，各角度测量值为约15度。参考线60也可以大致经过线60b、60c的交叉点60a，线60b、60c分别为底表面42和中间面54的延长。使用底表面42作为基准参照，参考线60相对于底表面42以角度β i取向并平分凸起58，中间面54相对于参考线60以角度β 2取向，以及前表面50大致垂直于参考线60。在替代实施例中，角度β !可大约为16度，以提供约I度的拔模角度，从而便于在制造期间从模具或冲模移除。类似地，角度α可大约为29度，以提供约I度的拔模角度。
[0101]用于顶部磨损应用的普通用途尖端(图10-图17)
[0102]图10-图17更具体地示出齿组件10的尖端14。参照图10和图11，尖端14可为大体楔形，并可包括后缘70,后缘70具有从后缘70的顶部边缘70a向前延伸的顶部外表面72、和从后缘70的底部边缘70b向前延伸的底部外表面74。顶部外表面72可向下成角度，并且底部外表面74可大体垂直于后缘70延伸，使得顶部外表面72和底部外表面74聚合于在尖端14前部的前缘76处。顶部外表面72可为尖端14的大体平坦表面，但可具有相对于彼此略微成角度的不同部分。因此，顶部外表面72可包括后部78、前部82、和尖端部84，后部78以与垂直于由后缘70限定的平面“P”的线大约成29度角的第一向下角度“FDA”从后缘70向第一顶部过渡区80延伸，前部82以与垂直于平面“P”的线成大约25度角的第二向下角度“SDA”从过渡区80向前延伸，尖端部84从前部82与尖端部84之间的第二尖端过渡区82a以与垂直于平面“P”的线成大约27度角的第三向下角度“TDA”延伸。与如果齿组件具有弯曲度更大、或具有改变作业材料流动方向的一个或多个凹进的顶部外表面的情况相比，当前缘76挖入作业材料堆且对工具1、6向前运动具有较少阻力时，顶部外表面72的大体平坦结构可允许作业材料在顶部外表面72上并朝向工具1、6的基缘18滑动。
[0103]底部外表面74也可为大体平坦的，但在底部外表面74的底部过渡区80a处具有中间取向变化。因此，底部外表面74的后部86可以从后缘70以与由后缘70限定的平面“P”大致成垂直关系向过渡区80a延伸，直至底部外表面74在下前部分88过渡到向下的角度。取决于齿组件10的尺寸，前部88可以与后部86成大约3度-5度的角度Θ取向，并且以低于后部86距离屯的高度延伸至前缘76。通过降低底部外表面74的前部88，当工具1、6的基缘18使前缘76向前运动经过作业材料时，可实现下述讨论的由尖端14的大致梯形轮廓提供的一些流动和拖曳减轻的优点。
[0104]在尖端14的每一侧上，尖端14还包括在顶部外表面72与底部外表面74之间延伸的侧向外表面90、92。在后部78、86之间的位置，各侧向外表面90、92可具有延伸穿过各侧向外表面90、92的对应的一个保持孔16。如在图13的仰视图、图14的前视图、以及图15的截面图中可以更好的看出，侧向外表面90、92可成角度，使得侧向外表面90、92之间的距离随着侧向外表面90、92从顶部外表面72向底部外表面74向下延伸而减小。以该方式构造，尖端14可具有大致梯形轮廓93，其大致对应上述鼻部26的大致梯形轮廓62。
[0105]在顶部磨损应用中，尖端14在可能出现更大量磨损的顶部外表面72附近设置有更大量磨损材料，并且在可能出现较少磨损的底部外表面74附近设置有更少量磨损材料。在该构造中，尖端14的磨损材料量、以及对应重量和成本可降低或至少更有效地分布，而不会减少齿组件10的使用寿命。侧向外表面90、92从顶部至底部的锥形产生尖端14的大致梯形轮廓93，这可在拉动尖端14经过作业材料时减少由尖端14承担的拖曳量。与如果当侧向外表面90、92从顶部外表面74向下延伸时平行并保持恒定宽度的情形相比，当顶部外表面74被拉动经过作业材料时，作业材料如图15中由箭头“FL”示出的在顶部外表面74上向外并围绕尖端14流动，与侧向外表面90、92具有更少的接合。
[0106]图12-图15进一步示出了随着侧向外表面90、92从后缘70朝前缘76延伸，尖端14可构造为锥形，并且在侧向外表面90、92的锥形中侧向外表面具有中间变化。侧向外表面90、92可具有后部94、96，后部94、96从后缘70朝前缘76向前延伸并取向为使得后部94、96之间的距离随着后部94、96接近侧过渡区97而减小，后部94、96以与垂直于平面“P”的线成大约3度的侧向锥角“STA”接近侧过渡区97。应该注意到，侧向锥角“STA”大约等于接头12的鼻部26的纵向锥角“LTA”。超过过渡区80，侧向外表面90、92过渡至前部98、100，随着前部98、100向前朝前缘76前进，前部98、100可大致平行或相对于由尖端14限定的主纵向轴线“D”以较小的角度会聚。在前缘76后方，侧向外表面90、92的前部98、100的锥度减小可保护尖端14前部前缘76附近的磨损材料，在此处，尖端14所经历的磨损量大于尖端14的后缘70附近区域的磨损量。
[0107]如图13所示，底部外表面74的前部88可包括凹陷部(relief) 102。凹陷部102可从底部外表面74向上延伸进入尖端14的本体，以在尖端14中限定凹坑“P”。图16的截面图示出凹陷部102的一个实施例的几何构造。凹陷部102可包括在前缘76附近向上延伸进入尖端14本体的向上弯曲部104。观察凹陷部102，当其从前缘76附近朝后缘70延伸、且凹陷部102的弯曲部104向上延伸时，凹陷部102过渡至锥形部106。锥形部106随着其向后朝后缘70延伸而向下延伸，并最终终止于过渡区80和底部外表面74的后部86。所示出的凹陷部102的构造减少了尖端14的重量、降低了尖端14运动经过作业材料的阻力、并为尖端14提供了自锋利特征，如下文更详细说明的。然而，为尖端14提供优点的凹陷部102的替代构造对于本领域技术人员来说是明显的，发明人设想这些也在根据本发明的齿组件10的范围内。
[0108]尖端14可构造为接收在接头12的鼻部26上。在图17的尖端14的后视图中，鼻腔120可限定在尖端14内。鼻腔120可具有相对于接头12的鼻部26互补的结构，并且可包括底部内表面122、顶部内表面124、一对相对侧内表面126、128、以及前内表面130。如从后方可以看到的，鼻腔120可具有以与尖端14外部的轮廓93和接头12的鼻部26的轮廓62互补的方式的大致梯形轮廓131。在经过尖端14的横向，顶部外表面72和顶部内表面124之间的距离、以及底部外表面74与底部内表面122之间的距离可以为恒定的。侧内表面126、128可向内成角度，使得侧内表面126、128之间的距离随着侧内表面126、128从顶部内表面124朝底部内表面122向下延伸而减小。以此方式取向，侧内表面126、128与侧向外表面90、92镜像，并且分别保持鼻腔120的侧内表面126、128和尖端14外部的侧向外表面90、92之间的恒定厚度。图17还示出鼻腔120在侧内表面126、128中可包括凹进140，该凹进140可构造为当鼻部26插入鼻腔120中时接收接头12的鼻部26的凸起58。一旦被接收，齿组件10的保持机构(未示出)可与凸起58接合，以将尖端14固定在接头12上。
[0109]图16的截面图示出尖端14的鼻腔120和如图6所示的接头12的鼻部26之间的对应。底部内表面122可大体为平坦的，并且大致垂直于后缘70。底部内表面122也可大体平行于底部外表面74的后部86。如果接头12的底表面42具有向上的拔模角度，尖端14的底部内表面122可具有对应的向上倾斜以匹配拔模角度。
[0110]顶部内表面124可成形为与鼻部26的顶表面44匹配，并且可包括第一支撑部132、倾斜中部134、和第二支撑部136。第一和第二支撑部132、136可大体为平坦的并大致平行于底部内表面122，但可具有对应于设置在鼻部26的顶表面44的第一和第二支撑面52、56中的取向的略微向下斜度，以便于从模具或冲模移除。顶部内表面124的中部134可在第一支撑部132的后缘132a和第二支撑部136的前缘136a之间延伸，并且中部134与底部内表面122之间的距离以与接头12的鼻部26的中间面54与底表面42之间的距离相似的方式增加。与接头12的鼻部26的底表面42和中间面54之间的关系一致，尖端14的鼻腔120的中部134可以相对于底部内表面122和第一和第二支撑部132、136成大约30度的角度α取向。
[0111]鼻腔120的前内表面130具有对应于鼻部26的前表面50的形状，并且可以如所示为平坦的或具有与前表面50的形状互补的所需形状。如图16所示,前内表面130可以朝前缘76以与垂直于底部内表面122的线130a成大约15度的角度、成角度。参考线138可大致垂直于前内表面130向内延伸并大致平分保持孔16。为了匹配鼻部26的形状，参考线138可与鼻腔120的底部内表面122成大约15度的角度取向，并且与顶部内表面124的中部134成大约15度的角度β 2取向。鼻部26和鼻腔120的形状是根据本发明的齿组件10的一个实施例的示例。本领域技术人员应该理解，鼻部26和鼻腔120的不同表面之间的相对角度和距离的变化可以从所示出的实施例变化，同时仍能产生具有互补形状的鼻部和鼻腔，并且发明人设想这些变化用于根据本发明的齿组件10。
[0112]用于顶部磨损应用的穿入尖端(图18-图22)
[0113]当齿组件10用于要求穿入作业材料的能力较强的岩石环境中时，通过提供具有用于破碎作业材料的锋利穿入端的尖端，可有利于挖掘。参照图18-图22，示出穿入尖端150，其中，与尖端14的构件类似或对应的尖端150的表面和其他构件由相同的附图标记表示，并且尖端150可包括后缘70、顶部外表面72和底部外表面74，并且顶部外表面72与底部外表面74从后缘70向前延伸并向前缘76聚合。侧向外表面90、92可包括如上所述的保持孔16。顶部外表面72可具有后部78和前部82，并且底部外表面74具有后部86和前部88。如同尖端14，底部外表面74的后部86可大致垂直于后缘70并大致平行于鼻腔120的底部内表面122 (图21和图22)。取决于齿组件10的尺寸，前部88可以以与后部86成8度-10度范围内的角度Θ取向，并且可以为大约9度，以及，可以在比后部86低(12距离的高度处延伸至前缘76。尖端组件10的尺寸也可确定尖端外表面72是否包括从其延伸的钩部152，钩部152可在安装期间用于升起和定位尖端150。
[0114]后部78、86可从后缘70向前延伸，并且随着侧向外表面90、92从后缘70以大约3度的侧锥角“STA”延伸，侧向外表面90、92的后部94、96成锥形并聚合。随着后部78、86接近前缘76，顶部外表面72和底部外表面74可过渡至前部82、88。侧向外表面90、92可过渡至前部98、100，前部98、100开始为大致平行，然后随着前部98、100接近前缘76而进一步过渡，以与垂直于平面“P”的线成大约20度的穿入锥角“PTA”而具有较大锥度，从而与后部94、96中的聚合相比以更大的会聚率聚合。结果，与如图12所示的尖端14的实施例相比，如图19清楚示出的，前缘76相对于穿入尖端150的总体宽度可以更窄。尖端150的窄前缘76可提供更小的表面面积用于与岩石作业材料接合，但增大了由附接在工具1、6的基缘18处的齿组件10系列施加至岩石作业材料以破碎岩石作业材料的每单位接触面积上的力。
[0115]除了缩窄尖端150的前缘76的宽度，由于磨损材料随时间从尖端150磨损，通过减小尖端150的总竖向厚度可进一步增强尖端150穿入岩石作业材料的能力。在图示的实施例中，凹陷部154、156可设置在顶部外表面72的前部82各侧，并且凹陷部158、160可设置在底部外表面74的前部88的各侧。凹陷部154、156、158、160可从前缘76和尖端部84向后延伸。由于磨损材料随时间从尖端150的前缘76向尖端150的后缘70磨损，尖端150的剩余作业材料接合表面的厚度T可随着尖端部84的材料磨损而最初增加。当磨损材料磨损并且作业材料接合表面到达凹陷部154时，厚度T可保持相对恒定，除了前部82、88的在凹陷部154、156、158、160之间的区域以外，在该区域处，随着磨损材料继续在后部78、86的方向磨损，厚度逐渐增加。
[0116]用于底部磨损应用的接头(图23-图25)
[0117]如上所述，与顶部磨损应用相比，底部磨损应用可涉及不同操作条件，因此对齿组件的接头和尖端可具有不同的设计要求，这样可以使作业材料的挖掘和装载更有效。例如，期望的是，使底部磨损尖端的底表面平行于地面并平行于工具1的底表面对齐，以有利于沿地面运动从而收集作业材料，然而，对于如上所述的顶部磨损尖端，理想的是，更接近地延伸工具6的形状以有利于将作业材料挖进工具6的铲斗7。不同设计要求可导致齿组件的接头和尖端设计的不同。
[0118]图23-图25示出根据本发明的齿组件10的接头170的实施例，其可以特别用在用于底部磨损应用的工具I上以及具有基缘18的其他类型的地面接合工具1、6。与如上所述接头12的构件相似或相应的接头170的表面和其他构件使用相同的附图标记表示。参照图23和图25，接头170可包括顶部夹板20、底部夹板22、中部24、和鼻部26，并且顶部夹板20和底部夹板22在其之间限定间隙28，用于接收工具1、6的基缘18。顶部夹板20可具有底表面30，其面向并布置为接近基缘18的顶表面32，并且底部夹板22可具有顶表面34，其面向并接合基缘18的底表面36。取决于应用的尺寸及由此齿组件10的尺寸，接头170可包括从顶部夹板20向上延伸的钩部172，用于附接升起装置(未示出)，其在安装期间可用于升起接头170并将其定位在基缘18上。如果在较大应用中需要，如上所述的接头12可类似地设置有钩部172。
[0119]接头170的夹板20、22可构造为类似于接头12，具有不同形状以最小化形成在基缘18的顶表面32和底表面36上的焊接重叠。虽然在底部磨损应用中，期望的是使顶部夹板20长于底部夹板22，并使底部夹板22厚于顶部夹板20，以在接头170的底部提供额外的磨损材料，但随着接头在底部磨损应用中沿地面刮擦，接头170的底部处可发生额外的磨损。
[0120]鼻部26也可具有与接头12的鼻部26相同的整体结构，并构造为由下文详细说明的尖端的对应鼻腔120接收。鼻部26可具有底表面42、顶表面44、相对侧面46、48，以及前表面50,并且顶表面44具有第一和第二支撑面52、56和在第一和第二支撑面52、56之间延伸的中间面54。鼻部26的侧面46、48可以为大体平坦的，并在底表面42和顶表面44之间竖向延伸，如图25清楚示出的，并且可大致平行或随着其从中部24延伸向内成角度，使得鼻部26从后向前成锥形。侧面46、48可成角度，使得由于竖向锥角“VTA”，侧面46、48之间的距离随着侧面46、48从顶表面44朝底表面42向下延伸而减小，以限定类似于上述的大致梯形轮廓174。接头170的大致梯形轮廓174可与下述的尖端轮廓互补。
[0121]相对于用于顶部磨损应用的接头12的鼻部26，接头170的鼻部26可相对于夹板20、22向下取向，以形成大约O度的角度δ (图4示出的顶部磨损型式)。以该取向，底表面42可大体为平坦的并大致平行于底部夹板22的顶表面34，并因此平行于工具1、6的底表面36。此外，相对于大致纵向轴线“Α”，底表面42可在接头12上布置为低于底部夹板22的顶表面34。可保持接头12的表面的其余相对定位。因此，使用底表面42作为基准参照，参考线60取向为与底表面42成角度P1并平分凸起58，中间面与参考线60成角度β2取向，并且前表面50大致垂直于参考线60。角度βρ β2可各自为约15度，中间面54可以与鼻部26的底表面42、底部夹板22的顶表面34、以及第一和第二支撑面52、56成大约30度的角度α取向，并且前表面50可与垂直于底表面42或底部夹板22的顶表面34的线50a成大约15度的角度Y向前延伸。与下述尖端结构联接的接头12的鼻部26相对于夹板20、22的取向可将尖端的底部外表面大致平行于工具1、6的底部和地面对齐，以使齿组件10的所有底部沿地表面滑动并进入作业材料，从而使工具1、6加载。
[0122]用于底部磨损应用的普通用途尖端(图26-图30)
[0123]除了接头170，齿组件10的尖端可构造为在底部磨损应用中具有改进的性能。与接头170 —起使用的普通用途尖端180的一个实例在图26-图30中更详细示出，其中，与ill面关于尖端14讨论的相似的表面和构件由相同的附图标记表不。参照图26和图27,尖端180可大体为楔形，并且顶部和底部外表面72、74分别从后缘70的顶部边缘70a和底部边缘70b向前延伸并在前缘76处聚合。顶部外表面72可类似于尖端14向下成角度，并且后部78可具有大约29度的第一向下角度“FDA”，前部82可具有大约25度的第二向下角度“SDA”，并且尖端部84可具有大约27度的第三向下角度“TDA”。当前缘76挖入作业材料堆时，顶部外表面72的大体平坦结构可允许作业材料在顶部外表面72上滑动并进入机器(未示出)的铲斗(未示出)。如图28中清楚示出的，侧向外表面90、92可成角度，使得侧向外表面90、92之间的距离随着侧向外表面90、92从顶部外表面72朝底部外表面74以大约3度的竖向锥角“VTA”向下延伸而减小，以限定与上述接头170的鼻部26的轮廓174互补的大致梯形轮廓188。
[0124]底部外表面74也可大体为平坦的，但在过渡区80a具有中间高度变化。底部外表面74的后部86可大致垂直于后缘70向前延伸至过渡区80，在过渡区80处，底部外表面74过渡至下前部88。前部88也可大致垂直于后缘70取向，并以低于后部86距离d3的高度延伸至前缘76。当工具1、6的齿组件10挖入作业材料时，尖端180和作业材料之间的大部分磨损发生在前缘76、顶部外表面的尖端部84、以及尖端14的底部外表面74的前部88处。通过降低底部外表面74的前部88，在高磨损区设置额外的磨损材料以延长齿组件10的使用寿命。
[0125]尖端180的顶部外表面72可包括凹陷部182，其延伸经过前部82和与后部78和尖端部84的相邻部分。如图28-图30所示，凹陷部182可从顶部外表面72向下延伸进入尖端180的本体，以在尖端180中限定凹坑。图30的截面图示出凹陷部182的一个实施例的几何结构。凹陷部182可包括在尖端部84和前缘76附近向下延伸进入尖端180的本体的向下弯曲部184。随着弯曲部184向下延伸，凹陷部182可朝后缘70向后转向并过渡至后方锥形部186。随着锥形部186朝后缘76向后延伸，其可向上延伸，并最终与过渡区80和顶部外表面72的后部78相交。示出的凹陷部182的结构减少了尖端180的重量，减少了尖端180经过作业材料的运动阻力，并为尖端180提供自锋利特征，如下文详细说明的。然而，为尖端180提供优点的凹陷部182的替代结构对本领域技术人员来说是明显的，并且发明人设想将其用在根据本发明的齿组件10中。
[0126]通过给鼻腔120提供以类似于尖端14的鼻腔120的、具有相对于接头170的鼻部26的互补结构，包括与接头170的外部轮廓互补的梯形轮廓，尖端180可构造为接收在接头170的鼻部26上。图30的截面图示出尖端180的鼻腔120与接头170的鼻部26之间的对应。底部内表面122可大体为平坦的，并大致垂直于后缘70，并且也可大体平行于底部外表面74的后部86和前部88，以在尖端180组装至接头170时使底部外表面74大致平行于工具1、6的基缘18取向。根据其他方面，顶部内表面124、侧内表面126、128、和前内表面130可具有与鼻部26的对应表面互补的形状，使得当尖端180组装至接头170时这些表面互相面对并接合。
[0127]用于底部磨损应用的磨损尖端(图31-图36)
[0128]取决于使用齿组件10的特定土方作业环境，上面关于图26-图30示出并说明的齿组件10的尖端180可按需要修改。例如，在机器对高磨损并以较快的速率磨损尖端的作业材料进行操作时，期望的是，在尖端前部处和底部上提供更多的磨损材料。图31-图36示出在装载磨损性作业材料中使用的尖端190的一个实施例。尖端190可具有与上述尖端180相同的大体楔形结构，并且具有从后缘70向前延伸并聚合至前缘76的顶部和底部外表面72、74，如图31和图32所示。为了减少低磨损区的重量并提供自锋利性能的测量，尖端外表面72的前部82可在每一侧上设置凹陷部192、194 (图33和图34)。凹陷部192、194可在尖端部84附近向后延伸。随着磨损材料随时间从尖端190前部磨损，在顶部外表面72的前部82的外缘附近，尖端190的材料接合表面的高度将保持相对恒定。为进一步减少尖端190的重量，在底部外表面74中可设置另一凹陷部196。凹陷部196可向上延伸至尖端190的本体内，并且比顶部凹陷部192、194可进一步向后布置，以在前缘76附近的高磨损区不会移除太多的磨损材料。
[0129]为了补偿由尖端190经历的较大磨损，底部外表面74可加宽以提供额外的磨损材料。如图33和图35清楚示出的，尖端190的上部具有与上述讨论的尖端相似的梯形轮廓，其与接头鼻部26的轮廓互补。在侧向外表面90、92与底部外表面74的交叉附近，侧凸缘198、200分别从侧向外表面90、92在侧向延伸，以加宽底部外表面74。侧凸缘198、200可从后缘70至前缘76延伸经过尖端190的整个长度。顶部凸缘表面202、204可大致垂直于尖端190的后缘70向前延伸，并且底部外表面74也是底部凸缘表面，而且相对于顶部凸缘表面202、204以1度-3度范围内的角度Θ向下成角度，角度Θ可以为大约2度。更具体地，角度Θ是指底部外表面74与大致垂直于后缘70并大致平行于顶部凸缘表面202、204的线之间的角度，如图32和图35所示。通过这种结构，底部外表面74与顶部凸缘表面202、204之间的距离可随着侧凸缘198、200从后缘70朝前缘76向前延伸而增加，直至顶部凸缘表面202、204与顶部外表面72的尖端部84相交，其进而朝前缘76与底部外表面74聚合。通过该布置，侧凸缘198、200在可能发生最大磨损的尖端190前部和底部提供额外的磨损材料。还参照图36，所示出的鼻腔120在结构上类似于如上所述的鼻腔120，并与接头170的鼻部26互补，底部内表面122大致垂直于后缘70。
[0130]用于底部磨损应用的穿入尖端(图37-图41)
[0131]当齿组件10用于需要穿入作业材料的能力较强的岩石环境中时，需要提供具有用于破碎作业材料的锋利穿入端的尖端。参照图37-图41，示出穿入尖端210，其具有从后缘70向前延伸并聚合至前缘76的顶部外表面72和底部外表面74。顶部外表面72可包括在前部82每一侧上的与上述凹陷部192、194类似的凹陷部212、214。顶部外表面72的后部78可从后缘70向前延伸，侧向外表面90、92大致平行或以大约3度的侧锥角“STA”略微呈锥形以与接头170的鼻部26的锥形匹配，并且随着侧向外表面90、92从后缘70延伸而聚合。随着后部78接近前缘76，顶部外表面72可过渡至前部82。侧向外表面90、92具有更大锥度，使得侧向外表面90、92可过渡至前部98、100，其开始可为大致平行，相对于垂直于平面“P”的线具有大约0.8度的中间锥角“ITA”，然后随着前部98、100接近前缘76而进一步过渡，相对于垂直于平面“P”的线具有大约为10度的穿入锥角“PTA”的更大锥度，从而与后部78内的聚合相比以更大会聚率聚合。因此，与尖端180、190的其他实施例相比，前缘76相对于穿入尖端210的总体宽度可以更窄。窄前缘76可提供与岩石作业材料接合的更小表面区域，但增加由附接在工具1、6的基缘18处的齿组件10系列施加至岩石作业材料以破碎岩石作业材料的每单位接触面积上的力。
[0132]虽然通过缩窄前缘76可从穿入尖端210移除磨损材料，但如图40和图41所示，通过使底部外表面74随着其从后缘70延伸而向下成角度，仍可将额外的磨损材料设置至底部外表面74。鼻腔120具有上述结构，其中底部内表面122大致垂直于尖端210的后缘70延伸。底部外表面74可相对于大致平行于底部内表面122且大致垂直于后缘70的线以角度Θ向下成角度，角度Θ在6度-8度的范围内，并且可以为大约7度。
[0133]用于顶部磨损应用的单个齿(图42-图45)
[0134]上述齿组件各自包括接头和附接至接头的尖端。在一些应用中，期望的是，将单个构件附接至工具1、6，例如以消除将尖端附接至接头鼻部的保持机构失效的风险。为适应这种实施，上述提出的接头和尖端的各种结合可构造为提供本文描述的操作优点的单一构件。作为实例，图42-图45示出用于顶部磨损应用的整体形成的单个普通用途齿270，其具有接头12和尖端14的特征。齿270可分别包括后部的顶部夹板272和底部夹板274、以及由中部278连接的前部尖端部276。尖端部276可包括从中部278向前延伸并在前缘284处聚合的顶部外表面280和底部外表面282。顶部外表面280和底部外表面282可分别与尖端14的顶部外表面72和底部外表面74具有大体相同的几何形状，并且底部外表面282可包括凹陷部(未示出)。尖端部276还可包括在顶部外表面280和底部外表面282之间延伸的相对布置的侧向外表面286、288。
[0135]如图43清楚示出的，侧向外表面286、288可成角度，使得侧向外表面286、288之间的距离随着侧向外表面286、288从底部外表面282朝顶部外表面280竖向延伸而增加。以这种方式构造，尖端部276可具有与尖端14相似的梯形轮廓，以在顶表面280附近比在底表面282附近设置更多的磨损材料量，在顶部磨损应用中顶表面280附近会发生大量的磨损和磨耗。如图63-图70示出并在下文说明的，由于几何形状相似，尖端部276可以与尖端14相似的方式随着时间使磨损材料磨损。
[0136]为了使齿270为可替换的，代替焊接至表面，可将齿270栓接或以相似方式可拆卸地固定至工具1、6的基缘18。如图42、44和45所示，夹板272、274可构造为通过分别设置穿过夹板272、274的孔290、292而附接至基缘18。在组装过程中，孔290、292可与基缘18的对应孔对齐，并且可插入适当的连接硬件，以将齿270保持在工具1、6的基缘18上。在尖端部276磨损至需要更换的点之后，可拆下连接硬件并移除残余的齿270，并且更换新齿270。
[0137]用于底部磨损应用的单个齿(图46-图49)
[0138]在底部磨损实施(诸如装载机铲斗)中，同样期望的是，将单个构件附接至工具1、6的基缘18。图46-图49示出用于底部磨损应用的整体形成的单个普通用途齿300，其具有接头170和普通用途尖端180的特征。齿300可分别包括后部的顶部夹板302和底部夹板304、以及由中部308连接的前部尖端部306。尖端部306可包括从中部308向前延伸并在前缘314处聚合的顶部外表面310和底部外表面312。顶部外表面310和底部外表面312可分别与尖端180的顶部外表面72和底部外表面74具有大体相同的几何形状，并且顶部外表面312可包括凹陷部316。尖端部306还可包括在顶部外表面310和底部外表面312之间延伸的相对布置的侧向外表面318、320。如图47清楚示出的，侧向外表面318、320可成角度，使得侧向外表面318、320之间的距离随着侧向外表面318、320从底部外表面312朝顶部外表面310竖向延伸而增加。如图70-图75示出并在下文说明的，由于几何形状相似，尖端部306可以与尖端180相似的方式随着时间使磨损材料磨损。
[0139]为了使齿300为可替换的，代替焊接至表面，可将齿300栓接或以相似方式可拆卸地固定至工具1、6的基缘18。如图46、48和49所示，夹板302、304可构造为通过分别设置穿过夹板302、304的孔322、324而附接至基缘18。在组装过程中，孔322、324可与基缘18的对应孔对齐，并且可插入适当的连接硬件，以将齿300保持在工具1、6的基缘18上。在尖端部306磨损至需要更换的点之后，可拆下连接硬件并移除残余的齿300，并且更换新齿300。
[0140]工业实用件
[0141]根据本发明的齿组件10具有可延长齿组件10使用寿命和改进齿组件10穿入作业材料效率的特征。如上所讨论的，例如尖端14的大致梯形轮廓93朝在顶部磨损应用中发生大量磨损的尖端14顶部设置更大的磨损材料量。同时，从发生较少磨损的尖端14下部移除磨损材料，从而减少尖端14的重量和成本，虽然在一些实施中顶部夹板20可能需要比磨损要求更厚，以提供足够强度并帮助防止由于装载力而破裂。在底部磨损应用中，尖端180、190、210可在尖端180、190、210的底部附近设置有额外的磨损材料，当尖端180、190、210沿地面刮擦时，尖端180、190、210的底部附近会发生大量磨损。
[0142]根据本发明的齿组件10设计也可减少施加至将尖端14、150、180、190、210连接至接头12、170的凸起58和保持机构上的应力。在机器的使用过程中，基于在保持孔16、凸起58和保持机构(未示出)的对应构件中所需的加工公差，使用图51和图52示出的接头12和尖端14，尖端14可经历相对于接头12的运动，特别地相对于鼻部26的运动。随着接头12和尖端14在相反方向运动，相对运动可引起保持机构构件中的到切应力。在接头的鼻部可具有三角形截面或可具有比鼻部26的大致梯形轮廓62更圆的形状的前述齿组件中，接头的鼻部和尖端的鼻腔的相向表面可分离并允许尖端相对于接头围绕齿组件的纵向轴线旋转。尖端的扭转可引起保持机构构件上的额外剪切应力。
[0143]相比较，在根据本发明的齿组件10中，接头鼻部26的支撑面52、56可由限定鼻腔120的对应支撑部132、136接合。如图50的截面图所示，当尖端14安装在接头鼻部26上并布置在最大接合位置时，鼻部26的平坦表面由限定尖端14的鼻腔120的表面的对应平坦部分所接合。因此，接头12的底表面42可面向并接合尖端14的底部内表面122，接头12的顶表面44的支撑面52、54、56可面对并接合尖端14的顶部内表面124的对应部分132、134、136，以及接头12的前表面50可面对并接合尖端14的前内表面130。虽然未示出，接头12的鼻部26的侧面46、48可分别面对并接合尖端14的鼻腔120的侧内表面126、128。通过表面接合，尖端14可相对于接头12的鼻腔26保持相对静止。
[0144]由于保持机构内的公差，尖端14能够在接头12的鼻部26上向前滑动，这在图51中示出。随着尖端14向前滑动，接头12的鼻部26和尖端14的鼻腔120的一些面对表面会分开和脱离。例如，尖端14的顶部内表面124的中部134可从接头12的鼻部26的中间面54脱离，以及尖端14的前内表面130可从接头12的前表面50脱离。如图7和图8所示，由于随着鼻部26从接头12的中部24向外延伸，接头12的鼻部26的侧面46、48之间的距离很窄，尖端14的侧内表面126、128可分别从侧面46、48分离。虽然一些表面分离，但在由保持机构内公差引起的尖端14的运动沮围上，可保持接头12的鼻部26与尖端14的鼻腔120之间的接合。如前所述，接头12的鼻部26的底表面42和支撑面52、56，以及尖端14的底部内表面122和顶部内表面124的支撑部132、136，可大体为平行的。因此，例如，尖端14可具有大致平行于接头12的鼻部26的底表面42的运动方向，底表面42保持与尖端14的鼻腔120的底部内表面122接触，并且尖端14的顶部内表面124的支撑部132、136分别保持与接头12的支撑面52、56接触。通过平坦表面保持接触，可限制尖端14相对于鼻部26的基本旋转，其否则会引起保持机构构件上的额外剪切应力。即使可以在底表面42、底部内表面122、支撑面52、56和支撑部132、136上提供拔模角度，并且面对表面之间可以出现略微分离，但尖端14的旋转量可以限制为小于保持机构构件被施加剪切应力时的旋转量。通过减少施加至保持机构的剪切应力，可以预期能够减少保持机构在其使用寿命结束之前的失效率以及由此减少尖端14在其使用寿命结束之前破裂的事件。
[0145]根据本发明的齿组件10的构造也可有利于当施加力时减小保持机构上的剪切应力，其否则易于引起尖端14、150、180、190、210、220(图57和图58)从接头12、170的鼻部26滑落。由于本领域已知的接头鼻部典型地具有大致三角形结构并随着鼻部向前延伸远离夹板而在侧向上成锥形,使用期间施加的力可总体影响尖端从接头鼻部前方滑落。这种运动由保持机构阻止，因此引起剪切应力。根据本发明的接头12、170的鼻部26可至少部分地抵消倾向于引起尖端14、150、180、190、210、220从接头鼻部26滑落的力。
[0146]图52(a)_(f)示出随着顶部磨损应用的工具(诸如挖掘机铲斗组件6)挖入作业材料并挖取负载时，由接头12和尖端14形成的齿组件10的取向。图52-图56示出接头12和尖端14的使用，但本领域技术人员将理解，接头12、170和尖端14、150、180、190、210、220的各种组合将以如下文所述的相似方式互相作用。齿组件10的前缘76开始以如图52(a)所示略微超过竖向的取向向下穿入作业材料。在开始穿入之后，工具6和齿组件10可通过机器的吊杆而向后旋转并朝土方作业机器拖拽，因此，旋转经过图52(b)-(d)中示出的取向。在该运动经过作业材料的过程中，尖端14的顶部外表面72形成与作业材料的主要接合面，并且随着尖端14破碎作业材料，尖端14可经历最大的力。尖端14在顶部外表面72上也经历最大的磨损。尖端14的大致梯形轮廓93在顶部外表面72处提供额外的磨损材料，以延长尖端14的使用寿命。随着作业材料围绕与锥形侧向外表面90、92较少接合的顶部外表面72的边缘流动时，大致梯形轮廓93还有利于尖端14运动经过作业材料。
[0147]最后，工具6将齿组件10旋转至图52(c)示出的水平取向。在该位置，工具6被进一步朝机器向后拉，前缘76引导齿组件10经过作业材料。最后，在工具6进一步旋转至图52 (f)所示的位置之后，齿组件10可向上取向，并且工具6可升起具有挖掘负载的作业材料。
[0148]图53示出具有图52 (a)的大体竖向取向的齿组件10，当工具6受到驱动在由箭头“M”指示的方向向下进入作业材料堆或作业材料表面时，齿组件10处于大体竖向取向。作业材料可阻挡齿组件10的穿入，产生施加在前缘76上的竖向力Fv。力Fv可朝接头12推动尖端14并使其与接头12的鼻部26进入更紧的接合，而不增加保持机构上的剪切应力。
[0149]在图54中，示出齿组件10在图52(c)的位置，其中随着机器如由箭头“M”示出的向后并向上拉工具6，工具6可部分地向上上挑(racked)以进一步破碎和收集作业材料负载。随着工具6被拉动经过作业材料，可向尖端14的顶部外表面72施加力F。力F可以为作用在尖端14的前部82和/或尖端部84上的合力，其可以为作业材料重量和防作业材料溢出的阻力的结合。力F可经过尖端14传递至接头鼻部26和用于支撑的尖端14的鼻腔120的顶部内表面124，并因此在接头12的前支撑面52上产生第一合力FK1。由于竖向力Fv的作用线位于前缘76附近，竖向力Fv易于在示出的逆时针方向围绕接头12的鼻部26旋转尖端14，并且接头12的第一支撑面52用作旋转支点。由竖向力Fv产生的力矩产生在接头12的中部24附近作用在接头12的底表面42上的第二合力FK2。
[0150]在前述已知的具有鼻部的连续倾斜顶表面的尖端组件中，第一合力FK1将趋于使尖端从鼻部前方滑落，并因此在保持机构上产生额外的张力。相比较，接头12的前支撑面52相对于接头12的中间面54的取向使得尖端14滑动进入与鼻部26接合。图55示出接头鼻部26和尖纟而14的放大部分，并不出趋于使尖纟而14相对于接头鼻部26运动的合力。作用在接头12的第一支撑面52和尖端14的第一支撑部132上的第一合力FK1具有垂直于第一支撑面52作用的第一法向分量FN、和平行于前支撑面52和第一支撑部132作用的第二分量FP。由于接头12的前支撑面52和尖端14的第一支撑部132相对于接头12的中间面54和尖端14的中部134的取向，平行分量FP或第一合力FK1趋于使尖端14向后滑动并进入与接头12的鼻部26接合。趋于使尖端14在鼻部26上滑动的平行分量FP减小了施加在保持机构构件上的剪切应力并相应减小了保持机构的失效概率。
[0151]图56示出在图52(e)中示出的大体水平取向的齿组件10，该取向会在工具6在箭头“M”的大体水平方向被朝机器向后拉时出现。作业材料可阻挡齿组件10的运动，产生施加在前缘76上的水平力Fh。类似于图53的竖向力Fv，水平力FH可朝接头12推动尖端14并使其与鼻部26进入更紧的接合，而不会增加作用在保持机构上的剪切应力。
[0152]如上所讨论的，当具有如图52(b)_(d)引导的顶部外表面72的尖端14运动经过作业材料时，尖端14的大致梯形轮廓93可提供具有减小的拖曳的土壤流动。然而，当图3的齿组件10如图52(a)、(e)和(f)取向并在前缘76引导下运动经过作业材料时，大致梯形轮廓93的该优点可最小化。图57和图58示出尖端220的替代实施例，尖端220构造成当前缘76引导尖端220经过作业材料时减少土壤流动引起的拖曳。在该实施例中，相似的元件由与尖端14的讨论中使用的相同的附图标记表示。尖端220可在纵向构造为大致沙漏形轮廓。随着侧向外表面90、92的后部94、96从后缘70向前延伸，侧向外表面90、92的后部94、96可向内成锥形，使得后部94、96之间的距离随着后部94、96接近侧过渡区97而减小。超过过渡区97，随着前部98、100接近前缘76向前行进到最大宽度，前部98、100可发散。前缘76后方侧向外表面90、92的前部98、100的锥形可减少当尖端220经过作业材料时其所遭受的拖曳量。随着前缘76挖入作业材料，侧面的作业材料如图57中箭头“FL”表示的向外并围绕尖端220流动，与随着前部98、100从前缘76朝后缘70延伸如果前部98、100平行并保持恒定宽度相比，侧向外表面90、92被更少地接合。
[0153]上述图52-图56的讨论提出在顶部磨损应用中工具6的运动范围内根据本发明的齿组件10构件的性能。根据本发明的接头鼻部26可类似地抵消在底部磨损应用中(诸如在图59-图61中示出的加载顺序过程中)趋于引起尖端14、150、180、190、210、220滑离接头12、170的接头鼻部26的力。图59示出由大致水平取向的接头170和尖端180形成的齿组件10，当机器如箭头“M”示出的被向前驱动进入作业材料堆时，接头170和尖端180会出现大致水平取向。作业材料可阻挡齿组件10穿入材料堆，产生施加在前缘76上的水平力Fh。力Fh可朝接头12推动尖端14并使其与鼻部26进入更紧的接合，而不会增加保持结构上的剪切应力。
[0154]在图60中，示出齿组件10处于如下位置，其中随着机器开始从材料堆中升起作业材料负载，工具1可在箭头“M”指示的方向上部分地向上上挑。随着工具1从作业材料中升起，可向尖端180的顶部外表面72施加竖向力Fv。竖向力Fv可以是作用在前部82和/或尖端部84上的合力，该合力可以是作业材料重量和防作业材料离开材料堆的阻力的结合。竖向力Fv可经过尖端180传递至用于支撑的接头鼻部26，并因此产生作用在接头鼻部26的前支撑面52上的第一合力Fki。由于竖向力Fv的作用线位于前缘76附近，竖向力Fv趋于如示出的在逆时针方向围绕接头170的鼻部26旋转尖端180，并且鼻部26的第一支撑面52用作旋转支点。由竖向力Fv产生的动量引起在接头170的中部24附近作用在底表面42上的第二合力FK2。在先前已知的具有鼻部的连续倾斜顶表面的尖端组件中，第一合力Fki将趋于引起尖端从鼻部前方滑离，并因此在保持机构上产生额外的张力。
[0155]相比较，前支撑表面52关于中间面54的取向使尖端180滑动进入与鼻部26接合。图61示出接头170的鼻部26和尖端180的放大部分，并示出趋于引起尖端180相对于鼻部26运动的合力。作用在接头170的前支撑面52和尖端180的第一支撑部132上的第一合力Fki具有垂直于前支撑面52作用的第一法向分量Fn、和平行于前支撑面52和第一支撑部132作用的第二分量FP。由于前支撑面52和第一支撑部132相对于接头170的中间面54和尖端180的中部134的取向，第一合力Fki的平行分量Fp趋于使尖端180向后滑动并进入与接头170的鼻部26的接合。趋于在鼻部26上滑动尖端180的平行分量Fp减少了施加在保持机构构件上的剪切应力，并相应降低保持机构的失效概率。
[0156]除了上述讨论的接头12、170的鼻部26和尖端14、150、180、190、210、220的鼻腔120的结构的保持优势，在顶部磨损和底部磨损应用中的使用期间，齿组件10可提供优点。与本领域中先前已知的尖端相比，在顶部磨损应用中，根据本发明的齿组件10的尖端14、150、190的几何结构可在尖端14、150、190的使用寿命中对于穿入作业材料提供改进的效率。由于磨损材料从尖端14、150、180、190、210前部磨损，凹陷部102、158、160、196可向提供改进穿入的尖端14、150、190提供自锋利特征，先前已知的尖端可能变钝并且与切削工具相比形状更像拳头。为了示出自锋利特征，使用尖端14作为示例，图14中尖端14的前视图示出形成最初进入作业材料的引导切削面的前缘76。图62是示出由接头12和尖端14形成的齿组件10的图4的再现，并且图63-图68示出的截面图示出随着磨损材料从尖端14前部磨损，切削面的几何形状的变化。图63示出在前缘76和凹陷部102之间截取截面的图62的齿组件10的截面图。在尖端14磨损到该点之后，随着机器使工具I挖入作业材料，尖端14的切削面220提供不如前缘76锋利的与作业材料接合的截面区域。对本领域技术人员明显的是，与作业材料接合造成的磨损可使切削面330的外缘变钝，并且顶部外表面72的部分78、82、84如由截面阴影区域330a表示的磨损，并因此减小切削面330的厚度。
[0157]尖端14的磨损材料继续向后朝凹陷部102磨损。图64示出齿组件10在如下位置的截面图，在该位置，尖端14前部已磨损进入尖端14中设置凹陷部102的部分，以形成切削面332。在该位置，尖端14可磨损经过凹陷部102的弯曲部分104，使得切削面332包括减少厚度的中间区域。减少厚度的区域可使切削面332具有略微倒U形。由凹陷部102从切削面332移除的磨损材料减少了尖端14的引导切削面332的截面积，以使尖端14“锋利”，并相应减少当工具I的尖端14进入作业材料时所遭受的阻力。磨损材料继续如截面阴影区域332a示出的从部分78、82、84磨损，以进一步减少尖端14的厚度。同时，磨损材料分别从侧向外表面90、92的前部98、100磨损，以减少尖端14前部的宽度。与如果凹陷部102的后部平坦或为圆形并更直接面向作业材料相比，凹陷部102的锥形部106允许作业材料以更少的阻力流动经过凹陷部表面102。锥形部106的锥形减小了垂直于表面作用的力，该力可阻碍作业材料流动和将尖端14穿入作业材料。
[0158]图75和图76分别示出当磨损材料从尖端14前端和从顶部外表面72的部分78、82和侧向外表面90、92的前部98、100继续磨损时的切削面334、336的进一步细节，如由截面阴影区域334a、336a表示的。由于凹陷部102的形状，切削面334、336中由凹陷部102切开的部分可随着尖端14的引导边缘向后行进至切削面334而最初先增加，并随着磨损继续行进到切削面336最后再减少。最后，磨损材料从尖端14前部朝凹陷部102的后向极限磨损。
[0159]如图67所示，切削面338在凹陷部102后端附近紧密接近尖端14的截面区域，因此产生相对大的表面区域用于尝试穿入作业材料。大表面区域可通过截面阴影区域338a表示的磨损而部分减少。随着尖端14接近其使用寿命终端时，尖端14对于切入作业材料开始变得低效。朝凹陷部102端部磨损尖端14可提供用于更换尖端14的可视指示。尖端14的连续使用引起尖端14前部处磨损材料的进一步磨蚀，并可最终导致如图68示出的切削面340处鼻腔120的破裂。随着齿组件10的连续使用，如截面阴影区域340a表示的从外表面72、74、90、92向内行进的磨损可最终导致鼻腔120的进一步破裂。在该位置，接头12的鼻部26可暴露于作业材料，并且可能开始磨损至接头12也必须从工具1的基缘18移除并更换的位置。
[0160]在尖端150、180、190、210的使用寿命期间，尖端150、180、190、210的几何结构也可在穿入作业材料方面提供改进的效率。随着磨损材料从尖端前部磨损，顶部外表面72上的凹陷部154、156、182、192、194、212、214可向尖端150、180、190、210提供改进穿入的自锋利特征。作为实例，图69示出可由接头170和普通用途尖端180形成的齿组件10，并且图70-图75的截面图示出随着磨损材料从尖端180前部磨损，切削面的几何形状的变化。图71示出具有从前缘76和凹陷部182之间截取的截面的图69中齿组件10的截面图。在尖端180磨损至该位置之后，随着机器向前驱动，尖端180的切削面350现在具有与作业材料接合的截面区域，其不如前缘76锋利。对于本领域技术人员明显的是，与作业材料接合引起的磨损可引起切削面350的外边缘变钝，并且底部外表面74的前部88如由截面阴影区域350a表示的磨损，因此减少切削面350的厚度。
[0161]尖端180的磨损材料继续朝凹陷部182向后磨损。图71示出齿组件10在如下位置的截面图，在该位置，尖端180前部已磨损进入尖端180中设置凹陷部182的部分，以形成切削面352。在该位置，尖端180可磨损经过凹陷部182的弯曲部分184，使得切削面352包括减少厚度的中间区域。减少厚度的区域可使切削面352具有略微U形。通过凹陷部182从切削面352移除的磨损材料减少了尖端180的引导切削面352的截面积，以使尖端180 “锋利”，并相应减少当工具1的尖端180进入作业材料时所遭受的阻力。磨损材料继续从底部外表面76的前部88磨损，以减少切削面352的厚度，并且磨损材料分别从侧向外表面90、92的前部98、100磨损，以减小尖端180前部的宽度，如截面阴影区域352a所示。与如果凹陷部182的后部平坦或为圆形并更直接面向作业材料相比，凹陷部182的锥形部186允许作业材料以较少的阻力流动经过凹陷部182。锥形部186的锥形减小了垂直于表面作用的力，该力可阻碍作业材料流动和将尖端180穿入作业材料。
[0162]图72和图73分别示出随着磨损材料继续从尖端180的前缘76和从尖端180的底部外表面74的前部88以及尖端180的侧向外表面90、92的前部98、100磨损时的切削面354、356的进一步细节，如由截面阴影区域354a、356a表示的。由于凹陷部182的形状，切削面354、356中由凹陷部182切开的部分可随着尖端180的引导边缘向后行进至切削面354而最初先增加,并随着磨损继续行进到切削面356而最后再减少。最后，磨损材料朝凹陷部182的后向极限磨损。
[0163]如图7所示，切削面358在凹陷部182后方紧密接近尖端180的截面区域，因此产生相对大的表面区域用于尝试穿入作业材料。大表面区域可通过截面阴影区域358a表示的磨损而部分减少。随着尖端180接近使用寿命终端时，尖端180对于切入作业材料开始变得低效。尖端180的磨损超过凹陷部182可提供用于更换尖端180的可视指示。尖端180的连续使用引起尖端180前部磨损材料的进一步腐蚀，并可最终导致如图75示出的切削面360处鼻腔120的破裂。随着齿组件10的连续使用，如截面阴影区域360a表示的从外表面72、74、90、92向内行进的磨损可最终导致鼻腔120的进一步破裂。在该位置，接头170的鼻部26可暴露于作业材料，并且可能开始磨损至接头170也必须从工具I的基缘18移除并更换的位置。
[0164]虽然上文提出了本发明多种不同实施例的具体描述，可以理解本发明的法律范围由本专利的权利要求所限定。具体说明仅作为示例解释，并没有描述本发明的每种可能，因为描述每种可能的实施例不现实也不可能。使用当前技术或在本专利提交日期之后研发的技术可实现多种替代实施例，这些仍然落在限定本发明的权利要求的范围之内。
【权利要求】
1.一种用于地面接合工具(1，6)的基缘(18)的齿组件(10)的地面接合尖端(14，150，180，190，210)，其中，所述齿组件(10)包括接头(12，170)，所述接头(12，170)能够附接至所述地面接合工具(1，6)的基缘(18)并且具有向前延伸的接头鼻部(26)，所述地面接合尖端(14，150，180，190，210)包括: 后缘(70)； 顶部外表面(72)； 底部外表面(74)，其中，所述顶部外表面(72)和所述底部外表面(74)从所述后缘(70)向前延伸并在前缘(76)处聚合； 相对布置的侧向外表面(90,92),其从所述顶部外表面(72)向下延伸至所述底部外表面(74)； 内表面(122，124，126，128)，其从所述后缘(70)向内延伸进入所述地面接合尖端，并在所述地面接合尖端(14，150，180，190，210)内限定鼻腔(120)，该鼻腔(120)具有与所述接头(12，170)的所述接头鼻部(26)互补的形状，用于将所述接头鼻部(26)接收在其中；以及 凹陷部(102)，其从所述底部外表面(74)向内延伸进入所述地面接合尖端(14，150，180，190，210)，并且靠近所述前缘(76)设置。
2.根据权利要求1所述的地面接合尖端(14，150，180，190，210)，其中，所述凹陷部(102)设置在所述鼻腔(120)的前方。
3.根据前述权利要求中任意一项权利要求所述的地面接合尖端(14，150，180，190，210)，其中，所述凹陷部(102)包括从所述地面接合尖端(14,150,180,190,210)的对应底部外表面(74)向上延伸的前部(104)，和从所述前部(104)的上端延伸至在凹陷部(102)的后向端处与所述底部外表面(74)相交的点的锥形后部(106)。
4.根据权利要求3所述的地面接合尖端(14，150，180，190，210)，其中，所述凹陷部(102)的前部(104)是弯曲的。
5.根据前述权利要求中任意一项权利要求所述的地面接合尖端(14，150，180，190，210)，其中，所述底部外表面(74)包括靠近后缘(70)的后部(86)和靠近前缘(76)的前部(88)，并且在其中布置有凹陷部(102)，并且其中，所述底部外表面(74)的后部(86)大致垂直于后缘(70)，并且所述底部外表面(74)的前部(88)相对于所述底部外表面(74)的后部(86)向下成角度。
6.根据前述权利要求中任意一项权利要求所述的地面接合尖端(14，150，180，190，210)，其中，地面接合尖端(14，150，180，190，210)的侧向外表面(90，92)每个包括靠近后缘(70)的后部(94，96)和靠近前缘(76)的前部(98，100)，其中，侧向外表面(90，92)的后部(94，96)从靠近后缘(70)的最大宽度向过渡区处的最小宽度向内成锥形，并且其中，所述侧向外表面(90，92)的前部(98，100)从过渡区处的最小宽度向靠近前缘(76)的较大宽度向外成锥形。
7.根据前述权利要求中任意一项权利要求所述的地面接合尖端(14，150，180，190，210)，其中，地面接合尖端(14，150，180，190，210)的顶部外表面(72)包括靠近后缘(70)的后部(78)和靠近前缘(76)的前部(82)，并且其中，所述顶部外表面(72)的前部(82)从靠近顶部外表面(72)的后部(78)的最大宽度向靠近前缘(76)的最小宽度成锥形。
8.根据前述权利要求中任意一项权利要求所述的地面接合尖端(14，150，180，190，210)，其中，所述侧向外表面(90，92)成锥形，使得侧向外表面(90，92)之间的距离随着侧向外表面(90,92)从顶部外表面(72)向底部外表面(74)向下延伸而减小。
9.一种用于地面接合工具(1，6)的基缘(18)的齿组件(10)的地面接合尖端(14，150，180，190，210)，其中，所述齿组件(10)包括接头(12，170)，所述接头(12，170)能够附接至所述地面接合工具(1，6)的基缘(18)并且具有向前延伸的接头鼻部(26)，所述地面接合尖端(14，150，180，190，210)包括: 后缘(70)； 顶部外表面(72)； 底部外表面(74)，其中，所述顶部外表面(72)和所述底部外表面(74)从所述后缘(70)向前延伸并在前缘(76)处聚合； 相对布置的侧向外表面(90,92),其从所述顶部外表面(72)向下延伸至所述底部外表面(74);以及 内表面(122，124，126，128)，其从所述后缘(70)向内延伸进入所述地面接合尖端(14，150，180，190，210)，并在所述地面接合尖端(14，150，180，190，210)内限定鼻腔(120)，该鼻腔(120)具有与所述接头(12，170)的所述接头鼻部(26)互补的形状，用于将所述接头鼻部(26)接收在其中， 其中，所述顶部外表面(72)具有从后缘(70)向前延伸至第一过渡区的后部(78)、从第一过渡区向前延伸至第二过渡区的前部(82)、和从第二过渡区向前延伸至前缘(76)的尖端部(84)，其中，底部外表面(74)与所述后部(78)、前部(82)和尖端部(84)之间的距离随着后部(78)、前部(82)和尖端部(84)远离后缘(70)延伸而减小，其中，后部(78)和平行于地面接合尖端(14，150，180，190，210)的纵向轴线的第一线限定第一向下角度，前部(82)和平行于纵向轴线的第二线限定第二向下角度，并且尖端部(84)和平行于纵向轴线的第三线限定第三向下角度，并且其中，第二向下角度小于第一向下角度和第三向下角度。
10.根据权利要求9所述的地面接合尖端(14，150，180，190，210)，其中，所述第一向下角度为大约29度，第二向下角度为大约25度，并且第三向下角度为大约27度。
【文档编号】E02F9/28GK104364450SQ201280058296
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2012年10月5日 优先权日:2011年10月8日
【发明者】W·J·伦斯基, J·R·拉霍德, S·科塔卡普, T·M·科格登 申请人:卡特彼勒公司