用于可更换工具的保持系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种保持系统，提供该保持系统用于将可更换工具连接到作业器具。保持系统可以包括套筒，套筒构造为接收在作业器具和可更换工具的对应的孔内。套筒可以具有穿过该套筒外表面的径向定向孔。保持系统也可以具有设置在套筒内的销。销可以具有凸轮凸角，凸轮凸角安置在靠近套筒的径向定向孔的一端并且径向地偏离中心轴线。保持系统还可以具有设置在套筒的径向定向孔内并构造为骑坐在凸轮凸角上的键。在销旋转过程中，键可以从收缩位置移动到启动位置，在该启动位置键延伸超过套筒的外表面。该保持系统可以容易地更换磨损的元件，并且与现有的凸轮驱动系统相比减小了销不对准的可能性。
【专利说明】用于可更换工具的保持系统
【技术领域】
[0001]本实用新型通常涉及一种具有凸轮驱动键的工具保持系统。
【背景技术】
[0002]地面工程机器，例如链式挖土机、挖掘机、轮式装载机和前部挖土机，包括通常用于挖入、破碎或者另外移动土层材料的器具。这些器具遭受极端的磨损和冲击，这导致它们损耗。为了延长器具的使用寿命，多种地面接合工具可以在经受最大磨损的区域连接到地面工程机器。这些地面接合工具利用保持系统可替换地连接到器具。
[0003]在1978年I月10日发布的Kaarlela的美国专利4，067，657 (〃’ 657专利〃)公开了用于保持连接到器具的地面接合工具的示意性的系统。明确地，’ 657专利公开了一种用于松土机的凸轮锁紧保持装置。凸轮锁紧保持装置包括圆柱形销，其穿过在松土机铲柄和松土机尖头中的对应的孔。以一定距离间隔的键相互地安装在销的外部环形面内，调节螺钉螺纹地配置在相反的销的轴向端部。当转矩施加给调节螺钉时，调节螺钉被轴向地驱动到销中以接合关联的键的端部，并且促使键径向向外地与松土机尖头支撑接触，从而将尖头固定到铲柄。
[0004]尽管适用于一些申请，但是’ 657专利的保持装置并不是最优的。尤其是，随着时间，铲柄、尖头和保持装置的元件可能磨损，导致连接部的松开。虽然调节螺钉的附加张紧力可能使得该接合再拧紧，但是最后足够的磨损仍然可能发生，因此附加的张紧力也不再起作用。当发生这种情况是，必须更换保持装置。这样的更换是耗时的和昂贵的。另外，松动的连接部可能使机器操作员对于保持装置的耐久性产生怀疑。此外，因为’ 657专利的键是分别延伸接触松土机尖头的，因此可能的是圆柱形销在松土机铲柄的孔内翘起。这可能导致连接部过早的松脱或者损坏。
【发明内容】
[0005]本实用新型涉及一种保持系统，该保持系统用于将可更换工具连接到作业器具，所述保持系统提供可容易替换的磨损元件，并且与现有的凸轮驱动系统相比，其减少潜在的销不对准的问题。
[0006]技术方案是，一种用于可更换工具的保持系统，所述可更换工具连接到作业器具，所述保持系统包括:
[0007]套筒，其构造为可接收在所述作业器具和所述可更换工具中的相应的孔内，所述套筒具有穿过所述套筒的外表面的径向定向孔；
[0008]销，其设置在所述套筒内，并且具有凸轮凸角，所述凸轮凸角定位在靠近所述套筒的所述径向定向孔的一端并且径向地偏离中心轴线；和
[0009]键，其设置在所述套筒的所述径向定向孔内并且构造为骑坐在所述凸轮凸角上，所述键在所述销的旋转过程中可从收缩位置移动到启动位置，在所述启动位置，所述键径向地延伸超过所述套筒的外表面。
[0010]所述键构造为通过所述销的旋转被拉入所述套筒中。
[0011]所述键包括:
[0012]沿轴向延伸到围绕所述凸轮凸角的下凹轨道中的壁架；和
[0013]从所述壁架的一端伸出的通常为圆柱形的凸起，其中，所述凸起的高度是所述壁架的长度的二分之一。
[0014]所述套筒包括径向键槽，所述径向键槽在所述销的一侧沿轴向延伸，所述径向键槽构造为当在所述销的组装过程中收回所述键时接收所述键。
[0015]还包括密封，其围绕所述键设置，并且构造为接合所述套筒。
[0016]所述套筒包括开口端和封闭端；以及
[0017]所述保持系统还包括帽，所述帽构造为封闭所述开口端，并有选择地阻止所述销的旋转。
[0018]所述帽包括开口，所述开口构造成为所述销的一端提供工具入口。
[0019]所述销包括凸起，所述凸起通过所述帽的开口延伸。
[0020]还包括密封，所述密封设置在所述帽和所述套筒之间。
[0021]所述套筒包括开口端和封闭端，和第一轴承凹座，所述第一轴承凹座形成在所述封闭端内并且构造为接收所述销的第一轴承柱；以及
[0022]所述帽包括第二轴承凹座，所述第二轴承凹座构造为接收所述销的第二轴承柱，其中，所述第一轴承凹座和第二轴承凹座构造为支撑所述销的旋转。
[0023]在本实用新型的一个方面，保持系统可以包括套筒，套筒构造为接收在作业器具和可更换工具的对应的孔内。套筒可以具有径向地定位的穿过其外表面的孔。保持系统也可以包括配置在套筒内的销。销可以具有安置在靠近套筒的径向定向孔的一端的凸轮凸角，该凸轮凸角径向地偏离中心轴。保持系统还可以包括配置在套筒的径向定向孔内的键，键构造为骑坐在凸轮凸角上。在销旋转过程中，键可以从收缩位置移动到启动位置，在此键径向地延伸超过套筒的外表面。
[0024]上述的技术方案促使多个键被同时地延伸，因此可以改善保持系统的应用性和可靠性。此外，当键磨损时，它们可以分别地更换，从而减少维护成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是示意性地公开的机器的侧视图。
[0026]图2是可以用于与图1的机器连接的示意性地公开的工具保持系统的分解视图；
[0027]图3是图2的工具保持系统的截面图；和
[0028]图4-图7是图2和图3的工具保持系统的示意性地公开的元件的立体图。
【具体实施方式】
[0029]图1图示的活动机器10具有可操作地连接在前端作业器具12。在公开的实施方式中，机器10是绳索挖土机。然而，应当考虑到的是，机器10可以包括现有技术已知的任何其他类型的活动的或者固定的机器，例如轮式装载机、挖掘机、自行平路机、挖土机或者其他类似的机器。机器10可以构造为在分派任务完成的工程中使用作业器具12以输送材料，例如土地表面层和矿石。尽管显示的是安置在机器10的前端，但是可以考虑到的是，作业器具12可以替代地或者另外地按照要求被安置在机器10的中部或后部。
[0030]作业器具12可以包括任何用于执行特别任务的装置。例如，作业器具12可以是铲斗(如图1所示)，轮叶、铲、粉碎机、抓斗、松土机或者任何其他现有技术中已知的材料移动装置。另外，尽管在图1的实施方式中的连接方式是相对于机器10提升、弯曲和倾倒的，但是作业器具12可以替代地或者另外地旋转、摇摆、枢转、滑动、延伸、开/关，或者以现有技术中已知的其他方式动作。
[0031]作业器具12可以配备安置在切割刃16的一个或多个地面接合工具(GET) 14。例如，公开的铲斗可以具有多个类似的齿组件，它们沿着切割刃16的一段间隔分离。尽管显示为单点、尖锐的齿组件，应当考虑到的是，GET 14可以采用现有技术中已知的任何其他方式，例如叉(例如多点)结构，凿结构或者钝头结构。
[0032]GET 14可以是传统的单块或者多块元件，其可移除地连接到作业器具12。在图2和图3所示的实施方式中，GET 14是单块元件，其经由保持系统20在切割刃16连接到作业器具12的固定鼻18。固定鼻18可以以现有技术中已知的任何方式连接切割刃16，例如通过焊接、螺纹紧固件、整体柱和夹子等。其后，保持系统20可以用于可移除地将GET 14连接到作业器具12。
[0033]GET 14和固定鼻18两者通常可以中空的结构元件，并且GET 14的基底端22可以构造为装在固定鼻18上。一对对准孔24 (在图2中仅显示了一个)可以形成在GET 14的基底端22，位于它的相对的侧壁内，并且相应的孔26可以形成在固定鼻18内。当GET 14放置在固定鼻18上时，孔24可以通常与孔26对准，因此产生一个对准的空间，其接收保持系统20。孔24、26可以各自包括防旋转结构27，一旦安装在对准的空间中之后，其阻止保持系统20旋转。在公开的实施方式中，防旋转结构27是一个不对称的开口(例如不对称的三角形的或椭圆形的开口)，其允许保持系统20仅仅一个单一的方位插入。
[0034]保持系统20可以包括这样的元件，其以可移动的方式插入以将GET 14夹持在固定鼻18。具体地，保持系统20可以包括，尤其是套筒28、销30、两个键32和帽34。如下面的更详细地介绍，套筒28可以插入到对准孔24、26中；销30可以可滑动地接收在套筒28内；键32可以与套筒28的端部间隔分离地安置；并且帽34可以关闭套筒28的一端，因此将销30和键32保持在套筒28内。
[0035]如图3和图4所示，套筒28通常可以为中空的圆柱状元件，具有封闭端35和开口端36。径向定向孔38可以形成在套筒28的各个相对端，位于其外表面内，并且构造为可滑动地接收相应的键32。各个孔38通常可以是圆形的或者椭圆形的，并且具有轴40，其向内延伸以与套筒28的中心轴线42交叉成大约90度的角度。孔38的轴40通常可以彼此平行。环形槽44可以形成在各孔38，并且构造为接收相应的密封45(在图3中唯一显示的O型密封圈)，密封围绕键32并且封堵套筒28的内部空间。
[0036]套筒28可以包括防旋转结构46，该特征构造为接合上述的防旋转特征27。在公开的实施方式中，防旋转结构46是安置在套筒28的一侧的半径的凸起，因此套筒28的横截面具有不对称的三角形或椭圆形。这样的凸起可以验证套筒28的大部分长度轴向地延伸，并且安置与孔38相对的套筒28的侧面。在公开的实施方式中，防旋转结构46是朝向GET14向前定位的，并且一旦完全装配好之后远离固定鼻18，但是也可以使用其他的结构。斜面48可以形成在防旋转特征46的各个端部以在孔24、26不完全对准时促使组件进入到孔24,26 中。
[0037]套筒28可以包括附加的特征，该附加的特征构造为与保持系统20的其他元件相互作用。例如，套筒28可以包括安置在封闭端35的轴承凹座50，安置在开口端36的螺纹52，和径向的键槽54，键槽在开口端35和封闭端36之间轴向地延伸。轴承凹座50可以构造为接收销30的相应的轴承柱56，从而支撑销30的旋转。螺纹52可以构造为接合帽34的相应的螺纹58。径向的键槽54可以构造成为键32在组织过程中提供必需的间隙，并且有助于将键32保持为与孔38径向对准。径向键槽54也可以产生围绕各个键32的空间，其构造为收集和存储通过孔38进入套筒28的碎片(例如，在通过孔38收回到套筒28之前，碎片已经与键32粘附住了)。
[0038]如图5所不，帽34可以包括内表面60,夕卜表面62,和在内表面和外表面60,62之间的轴向延伸的螺纹58。轴承凹座64可以形成在内表面60，并且构造为支撑在与套筒28内的轴承凹座50相对的端部的轴承柱56。工具接合特征66(例如，六边形的或正方形的凹座)可以形成在外表面以用于安装帽34。轴承凹座64可以是易于从外表面62接近的(例如，通过工具接合特征66)，因此工具可以插入到销30的一端或者围绕销30的一端，并且由于施加转矩到销30以促使它旋转。环形槽68可以形成在靠近内表面60的轴向的螺纹端58。环形槽68可以构造为接收密封(例如O型密封圈，图中未显示)，密封与台肩70在套筒28的开口端36 (参考图4)接合，以封堵套筒28的内部空间。
[0039]如图3和图6所示，销30通常可以是圆柱状的，并且包括在各个端的凸轮凸角72，由此轴承柱56伸出。当保持系统20完全安装时，凸轮凸角72可以通常靠近孔38安置。凸轮凸角72可以是圆柱状的凸起，它们与中心轴线42偏离，因此当销30在第一方向旋转时，沿着凸轮凸角72的外部圆柱表面骑坐的键32相对于轴线42径向向内地延伸到启动位置。环形通道76可以是下凹，位于销30的轴向端内，围绕凸轮凸角72，并且构造为接收相应的键32的拱形壁架78 (参考图7)。也就是说，壁架78可以骑坐在轨道76的内部，并且当销30是在相对于第一方向的第二方向旋转时，轨道76可以作用为径向地向后向内拉动键32到收缩位置。
[0040]销30可以包括安置在帽端的工具接合结构79(8卩，在端部与帽34关联)。当帽34与套筒28连接时，工具接合结构79可以是易于接近的。在图6公开的实施例中，工具接合结构79是构造为从轴承柱56通过帽34向外伸出。在图3中所示的另一个实施例中，工具接合结构79是形成在轴承柱56内的正方形的或六边形的凹座，并是可以通过帽34的开口看到的。在任一个结构中，在帽34已经松开之后，工具(图中未显示)可以与工具接合特征79连接，并且用于旋转销30，从而伸出或者收回键32。在键32伸出后，帽34可以依靠销30的帽端上紧，从而阻止在任意方向的额外的旋转。
[0041]如图3和图7所示，键32可以包括通常圆柱形的或者椭圆形的凸起80，凸起在壁架78 —端径向向外地延伸。壁架78的内表面可以弯曲以匹配凸轮凸角72的外部轮廓，同时凸起80的外端表面可以弯曲以匹配径向键槽54的内部轮廓。在公开的实施方式中，键32的高度大致等于壁架78的轴向长度的I这样的布置可以有助于减小在组装过程中键32在径向键槽54内的约束。
[0042]如图3的横截面所示，销30在套筒28内的旋转可以导致两个键32的同时的从收缩位置朝向启动位置的往复运动。具体地，当销30旋转时，凸轮凸角72也可以从第一位置朝向第二位置旋转，在第一位置，最大半径的顶点或者区域从键32离开，在第二位置，顶点抵靠键32的壁架78。当顶点与键32抵靠时，键32可以在后部用力(例如，在图3中向左侦D以压靠GET 14的基底端22。当键32压靠GET 14时，可以产生反作用的力，其向前推动销30和套筒28抵靠固定鼻18的末端。这样的动作可以导致GET 14的动作，以与固定鼻18更大地接合，并且使得相应的连接紧密。相反，当凸轮凸角72的顶点从键32离开时，可以向前拉动键32 (例如，在图3中向右侧)，并且通过壁架78与轨道76的接合远离GET14的基底端22。当键32从GET 14脱离时，可以产生反作用力，拉动销30和套筒28向后远离固定鼻18的末端。这样的动作可以导致相关的连接松开。
[0043]只有当帽34松开时，销30可以旋转。也就是说，帽34，除了封闭套筒28的端部之后，也可以作用为有选择地阻止销30的旋转。如图3所示，帽34可以构造为当完全装配时接合销30的端部，从而通过摩擦将销30锁定到套筒28。因此，只有当帽34已经充分地松开以降低该摩擦时，销30才可以旋转。应当注意到的是，不需要完全移除帽34以允许销30旋转。也就是说，帽34可以松开，销30旋转以紧固GET 14与紧固鼻18的连接，然后帽34再次被上紧以阻止销30反向旋转。这样能够有助于减少需要对于GET 14的维护时间。
[0044]工业实用性
[0045]公开的工具保持系统可以适用于多种地面工作机器，例如绳索挖土机，轮式装载机，挖掘机，前部挖土机，挖土机和推土机。当用于可移动地将地面接合工具连接到这些机器的作业器具时，地面接合工具可以在整个操作过程中保持与作业器具的紧密接合。因此，公开的工具保持系统可以有助于延长器具和机器的使用寿命，同时也有助于操作者对地面接合工具的耐久性方面抱有信心。现在将详细地描述工具保持系统20的使用改进了 GET14与作业器具12的连接。
[0046]GET 14与作业器具12的连接可以从在固定鼻18的末端部分上将基底端22移动到通常对准孔24和孔26的位置开始。通常在这些孔对准之后，保持系统20(包括套筒28、销30、键32和帽34已经与键32 —起组装在它们的收缩位置)可以放入到孔中。之后，工具可以经由帽34连接到销30的工具接合特征66，并且销30可以在位于套筒28内的第一方向旋转。如上所述，这样的旋转可以促使凸轮凸角72的顶点同时推动两个键32径向向外地通过在套筒28中的孔38，并且接合GET 14的基底端22。一旦实现在GET 14和固定鼻18之间的足够程度的接合，帽34可以上紧以接合相应的销30的端部，并且阻止其另外的旋转。(在帽34松开之后)销30在相反方向的旋转可以导致键32向后通过孔38缩回到套筒28中。
[0047]因为两个键32可以同时延伸，因此保持系统20的实用性和可靠性得到了改进。也就是说，保养技术员仅仅需要完成单个动作以促使两个键32延伸，这可以有助于减少在保养期间的人力和消耗的时间。另外，因为两个键32可以同时以相同的量值延伸，套筒28和销30在孔24、26内的翘起的可能性变小了。因此，与保持系统20的紧固的连接已经具有高的可靠性。此外，当键32磨损时，它们可以分别地替换，从而减少了保持系统20的维护成本。
【权利要求】
1.一种用于可更换工具(14)的保持系统(20)，所述可更换工具(14)连接到作业器具(12)，其特征在于，所述保持系统(20)包括: 套筒(28)，其构造为可接收在所述作业器具和所述可更换工具(14)中的相应的孔(24,26)内，所述套筒(28)具有穿过所述套筒(28)的外表面的径向定向孔(38)； 销(30)，其设置在所述套筒(28)内，并且具有凸轮凸角(72)，所述凸轮凸角(72)定位在靠近所述套筒(28)的所述径向定向孔(38)的一端并且径向地偏离中心轴线(42);和 键(32)，其设置在所述套筒(28)的所述径向定向孔(38)内并且构造为骑坐在所述凸轮凸角(72)上，所述键(32)在所述销(30)的旋转过程中可从收缩位置移动到启动位置，在所述启动位置，所述键(32 )径向地延伸超过所述套筒(28 )的外表面。
2.根据权利要求1所述的保持系统(20)，其特征在于所述键(32)构造为通过所述销(30)的旋转被拉入所述套筒(28)中。
3.根据权利要求2所述的保持系统(20)，其特征在于所述键(32)包括: 沿轴向延伸到围绕所述凸轮凸角(72)的下凹轨道(76)中的壁架(78);和 从所述壁架(78 )的一端伸出的通常为圆柱形的凸起(80 )， 其中所述凸起(80)的高度是所述壁架(78)的长度的二分之一。
4.根据权利要求1所述的保持系统(20)，其特征在于所述套筒(28)包括径向键槽(54)，所述径向键槽(54)在所述销(30)的一侧沿轴向延伸，所述径向键槽(54)构造为当在所述销(30)的组装过程中收回所述键(32)时接收所述键(32)。
5.根据权利要求1所述的保持系统(20)，其特征在于还包括密封(45)，其围绕所述键(32 )设置，并且构造为接合所述套筒(28 )。
6.根据权利要求1所述的保持系统(20)，其特征在于:所述套筒(28)包括开口端(36)和封闭端(35);以及 所述保持系统(20)还包括帽(34)，所述帽(34)构造为封闭所述开口端(36)，并有选择地阻止所述销(30)的旋转。
7.根据权利要求6所述的保持系统(20)，其特征在于所述帽(34)包括开口(66)，所述开口(66)构造成为所述销(30)的一端提供工具入口。
8.根据权利要求7所述的保持系统(20)，其特征在于所述销(30)包括凸起(56)，所述凸起(56)通过所述帽(34)的开口延伸。
9.根据权利要求7所述的保持系统(20)，其特征在于还包括密封(45)，所述密封(45)设置在所述帽(34 )和所述套筒(28 )之间。
10.根据权利要求6所述的保持系统(20)，其特征在于:所述套筒(28)包括开口端(36 )和封闭端(35 )，和第一轴承凹座(50 )，所述第一轴承凹座(50 )形成在所述封闭端(35 )内并且构造为接收所述销(30)的第一轴承柱(56);以及所述帽(34)包括第二轴承凹座(50)，所述第二轴承凹座(50)构造为接收所述销(30)的第二轴承柱(56)，其中，所述第一轴承凹座和第二轴承凹座构造为支撑所述销(30)的旋转。
【文档编号】E02F9/28GK203977490SQ201420396398
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年7月18日 优先权日:2013年7月23日
【发明者】S·A·万尼塔姆比, T·R·兰普雷克特, R·萨默, M·波莱姆斯基 申请人:卡特彼勒公司