可变角度的切削头保持组件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于将切削头(cutting bit)安装在切割机处的切削头保持组件，并且特别地但非排它地，涉及可构造成改变切削头冲角的组件。
【背景技术】
[0002]已经针对各种特定应用(包括:采矿、挖沟、挖隧道、地基钻孔、路面铣削等等)而研制了岩石切割和挖掘机。典型地，呈可旋转滚筒形式的驱动本体或者钻头包括多个可更换的切削头，其提供了针对材料或者矿面的接触点。
[0003]比如，移动式采矿机包括可旋转切割头部，其中在旋转滚筒上设置切削头。随着切削头接触岩石的表面，它们偶然破裂并不可避免地磨损，导致降低的切割效率并需要更换。因此，期望的是经由可释放安装组件将切削头安装在切割头部(或驱动本体)处，该可释放安装组件使得在维护和维修期间能够便利并快速地更换切削头。
[0004]切削头(可替代地称为“切割截齿”或“工具截齿”)安装部在如下文献中进行了描述:US3, 342，531 ；US3, 627，381 ；US3, 932，952 ；US4, 343，516 ；US5, 261，499 ；W096/31682 ；US5,799，741 ；W098/39553 ；US2008/0258536 ；US2008/0309148 ；W02010/027315 ；US2011/0278908 ；EP1069278 ；EP1033216 ；DE102009052351 和 EP2514918。
[0005]切削头已经研制出来，其可以考虑落入至少两种一般类型中。第一种一般类型包括附接在伸长轴部的一端处的鼻部，而第二种类型包括具有内部腔体的切削头，该内部腔体配合到“适配器”的端部上，该适配器包括突起头部以及伸长轴部，头部被接收在切削头的内部腔体内，且柄部固定到在安装件本体内延伸的贯通钻孔处。
[0006]切削头撞击岩石的角度被称为“冲角”，且该角度是重要的切割参数。超硬截齿材料，比如金刚石复合物，呈现出增强的耐磨性且对于某些岩石类型来说是理想的。然而，由于其脆性，与更为传统的范围40°到50°相比，55°到60°的较大冲角是优选的。传统的截齿支架或者安装件以预定的冲角固定截齿，且目前不能使得操作者便利地改变冲角，以利用对于最适合的特殊的切割应用以及岩石或矿物类型可用的不同截齿材料的优点。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种切削头保持组件，以允许设定不同的截齿安装角度。进一步的特定目的在于允许便利且快速地更换由不同材料形成的截齿，经由采用相对于截齿支架的不同的冲角设定，优化这些由不同材料形成的截齿。又进一步的特定目的在于提供一种组件，该组件允许在切割头部处便利地更换(在工作环境中)和可靠地安装不同截齿，而不需要更换在头部安装的截齿支架。
[0008]可以经由截齿保持组件而实现这些目的，在该截齿保持组件中，截齿可释放地安装在适配器处，该适配器具有轴状构造，该适配器相应地可释放地安装在截齿支架处。特别地，适配器构造有在轴的一端处的截齿安装突起，该截齿安装突起取向为相对于轴的纵向轴线成一个预定横交角度。这种布置对于以倾斜取向(代表预定的冲角)安装截齿是有效的。。通过更换具有相对于轴的中心轴线以不同横交角度设定的相应安装突起的适配器，可以便利地调整截齿冲角。特别地，适配器可经由传统的保持件组件可释放地保持在支架处，传统保持件组件可选地呈可与轴和截齿支架接合的可释放的夹子、环或者螺栓形式。此外，截齿可借助于对应的保持件可释放地接合在阳型突起处，以在突起和切削头之间提供可释放联接。
[0009]根据本发明的第一方面，提供了一种用于将切削头安装在切割机处的切削头保持组件，该组件包括:支架本体，该支架本体具有在本体的前端和后端之间的方向上延伸的钻孔，端表面定位在钻孔的入口处；伸长切削头轴部，该伸长切削头轴部具有中心纵向轴线并被构造成轴向延伸到钻孔中，以将轴部安装在支架本体处；轴部在一端处由阳型突起终止，该阳型突起构造成被接收在阴型腔体内，该阴型腔体形成于可附接到轴部的切削头内，突起被构造成经由保持件将切削头可释放地保持在轴部处；肩部，该肩部从阳型突起与轴部的第一端的轴向接合处从轴部径向向外突出，肩部的下侧表面被构造成以触碰接触或者几乎触碰接触的方式与端表面匹配，从而在支架本体处支撑轴部的安装；其特征在于，阳型突起的中心纵向轴线与轴部的纵向轴线横交对准，使得相对于轴部以大致倾斜的角度Θ固定阳型突起，以便将切削头相对于支架本体以预定的冲角安装。
[0010]有利地，切削头可旋转地安装在突起处，而适配器(包括伸长轴部和阳型突起)不可旋转地安装在支架本体处，以便当切削头安装在适配器处时维持切削头的预定冲角。根据另一个方面的本发明也可以包括一组或者一套零件，所述一组或一套零件包括多个适配器，所述多个适配器具有不同构造的相应的肩部，以便提供相对于轴部的纵向轴线以不同的相应的角度倾斜或者倾向的相应的阳型突起。这种布置是有利的，允许使用者在支架本体处便利地更换不同适配器，以在使用中保持期望的切削头冲角。
[0011]优选地，肩部被构造为楔形，该楔形具有相对于轴向较薄部分的轴向较厚部分，下侧表面设置在楔形的下侧处。相应的部分代表了绕着中心轴线的肩部周向区域。在绕着轴线的周向方向上，肩部的相对轴向厚度按照光滑的无缝过渡改变，以便提供不间断的环形表面，用以支撑与切削头的后表面以及支架本体的轴向前表面的接触。这种布置有利于有效分布从切削头通过肩部传递到支架本体的负载力。据此且优选地，肩部包括向前面向的表面，以与切削头的向后面向的表面匹配。
[0012]优选地，阳型突起的纵向轴线与轴部的纵向轴线横交的角度在1°到60° ;1°至1」40° ；1°到30° ；2°到20° ;且更优选地5°到15°的范围中。这种布置有效地提供通过在支架本体处更换不同适配器而可获得的不同的冲角设定的期望范围，其中每一个适配器具有不同的相应的倾斜角度。
[0013]优选地，轴部或肩部进一步包括第一锁定构件，且支架本体包括第二锁定构件，第一构件和第二构件被构造成接合轴部并防止轴部在钻孔内旋转。可选择地，第一构件包括从轴部径向突出或从肩部轴向突出的阳型抵接部，且第二构件包括凹部，以至少部分地接收第一构件。互锁的凸耳和沟槽布置是将适配器可旋转地锁定在支架本体处以防止不期望的旋转的便利装置。根据另外的实施例，适配器和支架本体可包括多个凸耳和凹部匹配部件，所述多个凸耳和凹部匹配部件绕着轴部的中心轴线周向地分布且间隔开。另外，相应的锁定部件可设置在适配器和支架本体的不同轴向位置处，这些不同轴向位置包括比如，相对于前部安装的切削头来说:轴向前部位置、轴向中间位置和轴向后部位置。
[0014]优选地，肩部与轴部一体地形成。这样的布置有利地提供可靠的和坚固的适配器，该可靠和坚固的适配器有效地可靠地将负载力从切削头传递到支架本体并且减少应力集中的产生。
[0015]优选地，阳型突起的轴向后部区域包括从肩部轴向向前延伸的凹形或渐缩的环形表面，从而以紧密触碰接触的方式与切削头的腔体内的凸形或渐缩的表面匹配。据此，负载力均匀地并有效地从切削头传递到适配器，同时允许切削头在适配器上旋转。
[0016]优选地，轴部包括足以轴向延伸穿过钻孔的长度，使得轴部的向后的第二端从支架本体的后端突出；并且该组件进一步包括保持件，该保持件可在轴部的第二端处或朝向轴部的第二端安装，从而将轴部可释放地保持在支架本体处。适配器可经由多个不同机构而轴向地锁定在支架本体处，所述多个不同机构包括比如，本领域技术人员可以理解的是:螺纹轴和螺栓布置；可释放夹子；孔和销布置或者凸耳和沟槽布置，以及锁定项圈或者环布置。
[0017]可选地，阳型突起的轴向长度大体上在从肩部向后延伸的轴部的轴向长度的1/4到1/2的范围中。这种布置有效地提供了将切削头固定安装在适配器的前端处，同时提供了适配器在支架本体内的固定安装。
[0018]可选地，保持件包括环，并且突起包括缩进通道，以至少部分地接收环，使得环被径向地容纳在突起和切削头之间。
[0019]根据本发明的第二方面，提供了用于安装在切割机处的切削头组件，该切削头组件包括:如本文所述的保持组件；以及切削头，该切削头具有在第一端处的切削尖端以及从第二端向内突出的腔体，经由阳型突起在腔体内的匹配，将切削头可释放地安装在轴部处。
[0020]优选地，肩部为环形，从而提供了环形的下侧表面。优选地，肩部包括足以将切削头的第二端与支架本体的前端轴向间隔开并在切削头第二端和支架本体前端之间提供空间间隙的轴向长度。该空间间隙足以在切削头和支架本体之间提供非触碰接触，以保证负载力唯一地经由适配器从切削头传递到支架本体。肩部的最小轴向长度因此被构造成在阳型突起的整个倾斜角度范围内避免切削头和支架本体之间的触碰接触。切削头的最后部分和支架本体的相应的最前部分之间的轴向间隔距离可针对具有不同突起倾斜角度的不同适配器而改变。
【附图说明】
[0021]将仅通过示例并参考附图描述本发明的特定实施方式，在附图中:
[0022]图1为根据本发明的特定实施方式的切削头组件的外部侧视图，其中切割头部经由中间柄状适配器而可释放地安装在安装件本体处；
[0023]图2为穿过图1的切削头组件的截面侧视图；
[0024]图3为图2的切削头组件的分解的外部透视图，且为了说明性的目的，已将切削头移除；
[0025]图4为根据本发明另一特定实施方式的切削头保持组件的分解的外部透视图，且为了说明性的目的，已将切削头移除。
【具体实施方式】
[0026]参考图1，切削头组件100适于安装在切割机(未示出)的可旋转切割头部(或滚筒)的外表面处。组件100包括切削头101，该切削头101经由伸长适配器102而可释放且可旋转地安装在切削头支架103处，该伸长适配器102相应地可释放地安装在切削头支架本体103处。切削头101包括大致锥形轮廓，该大致锥形轮廓具有安装切削尖端106的前端104以及被安装在支架本体103的前端107处的后端105。支架本体103经由从支架本体103的一侧侧向突出的安装凸缘109而安装在切割头部(或滚筒)处。肩部110从适配器102径向向外突出，并包括大致楔形的构造。肩部110包括:向前面向的环形表面111，该向前面向的环形表面111定位为与切削头后端105接触；和向后面向的环形表面112，该向后面向的环形表面112定位为与在支架本体前端107处的环形表面113接触。据此，肩部110被构造为将切削头101从支架本体103轴向间隔开，从而这两个部件以非触碰接触的方式间隔开。另外地，切削头101经由肩部110的楔形构造而被安装成相对于适配器102成倾斜的横交角度，以便当切削头101与岩石接触时，提供期望