具有合成绳装置的施工机器的制作方法

本发明涉及一种施工机器，并且更具体地说涉及具有合成绳装置的施工机器。

背景技术：

电铲和拉索属于施工机器的类别，这类施工机器用于在采矿期间移除大量覆土和矿石。电铲通常包括吊杆、枢转地连接于吊杆的中点的铲斗手柄以及枢转地连接于铲斗手柄的一个端部的铲勺斗(也称为铲斗)。线缆从升降卷筒经由吊杆的远侧端部处的滑轮延伸至支承铲斗的铲斗手柄的端部。线缆通过连接于升降卷筒的电动、液压和/或机械马达收卷或开卷，以选择性地提升和下降铲斗。拉索通常包括由升降线缆和拖拽线缆连接的桅杆或三式结构、吊杆以及勺斗组件。升降线缆从拉索壳体的顶部延伸至吊杆的端部，并且进一步下降至勺斗组件。拖拽线缆从拉索壳体的前基部延伸至勺斗组件。这些线缆通过连接于升降卷筒和拖拽卷筒的电动和/或机械马达收卷或开卷，以选择性地提升和下降勺斗组件。

在大多数电铲和拉索中，线缆借助锚固件连接于卷筒，这些锚固件安装于卷筒的外表面。具体地说，圆柱形轴环或套圈钎焊至每个线缆的端部。锚固件然后围绕它们的周界焊接至卷筒的外表面，且每个线缆的套圈布置在对应的锚固件内。线缆延伸通过锚固件以缠绕在卷筒周围。在2006年8月10日授予Schneider等人的德国专利1020050040816中公开了示例性升降卷筒。

虽然用在施工机器中的传统线缆在一些应用中可能是可接受的，但线缆也可能存在问题。例如，线缆由于有限的抗弯曲疲劳性而须频繁地更换。由于线缆重且刚硬，因而更换可能困难、费时且昂贵。此外，在线缆磨损时，绳的线股可能断开并且产生故障危害。此外，线缆具有极大的弯曲半径，这在机器上需要大卷筒和槽轮。

本发明的施工机器和合成绳装置解决上文阐述的问题和/或本领域其它问题的一个或多个。

技术实现要素：

在一个方面中，本发明涉及用于施工机器的合成绳装置。该合成绳装置可包括具有端部的合成绳和锚固件，该锚固件具有形成在其中的开口，以接纳合成绳的端部。锚固件能可移除地连接于施工机器。合成绳装置还可包括止挡件，该止挡件联接于合成绳的端部并且构造成抑制合成绳的端部通过锚固件。

在另一个方面中，本发明涉及将合成绳连接于施工机器的方法。该方法可包括使得合成绳的端部通过锚固件，以及将止挡件联接于合成绳的端部，从而抑制合成绳滑动通过锚固件。该方法可进一步包括将锚固件连接于施工机器。

在又一方面中，本发明涉及施工机器。该施工机器可包括基部和操作地连接于基部的工具。施工机器还可包括卷筒、马达以及合成绳装置，该卷筒安装于基部，该马达构造成驱动卷筒，且该合成绳装置将卷筒操作地连接于工具。该合成绳装置可具有合成绳、第一锚固件以及第二锚固件，该合成绳具有第一端部和第二端部，该第一锚固件具有形成在其中的开口以接纳合成绳的第一端部，且该第二锚固件具有形成在其中的开口以接纳合成绳的第二端部。第一锚固件能可移除地连接于卷筒，且第二锚固件能可移除地连接于工具。合成绳装置还可具有至少一个止挡件，该至少一个止挡件联接于合成绳的第一端部和第二端部，并且构造成抑制合成绳的第一端部和第二端部通过第一和第二锚固件。

附图说明

图1是示例性公开的施工机器的示意图；

图2是可结合图1的机器使用的示例性公开的合成绳装置的等轴视图；以及

图3-13是示出示例性锚固件的等轴视图，这些锚固件可形成图2的合成绳装置的一部分。

具体实施方式

图1说明机器10的示例性实施例。机器10可执行与诸如施工、采矿的工业或本领域已知的任何其它工业相关联的某类操作。例如，机器10可体现为土方类型的施工机器，例如图1中示出的绳铲。作为绳铲，机器10可包括爬行器12、基部14以及龙门架(也称为A框架)16，该基部操作地连接于爬行器12，且该龙门架刚性地安装于基部14的与爬行器12相对的顶侧。机器10还可包括吊杆18、铲斗手柄20、工具(例如，铲斗或铲勺斗)22以及一个或多个合成绳装置(“装置”)24，该吊杆枢转地连接于基部14的前引端部，该铲斗手柄枢转地连接于吊杆18的中点，该工具枢转地连接于铲斗手柄20的远侧端部，且该一个或多个合成绳装置将龙门架16和/或基部14连接于吊杆18和/或工具22。应注意的是，术语“施工机器”在通用意义上使用，以包括施工机器、采矿机器、园林机器等等。还应注意的是，图1中示出的绳铲仅仅是示例性的，并且旨在仅仅说明合成绳装置24的一个可能应用。按照需要，其它机器(例如，拉索、起重机、管道层、非公路拖运卡车等等)可类似地装配有所公开合成绳装置24的等同物或变型。

爬行器12可以是结构单元，该结构单元支承机器10的移动。在所公开的示例性应用中，爬行器12自身是可移动的，具有诸如脚部、履带和/或轮子的一个或多个牵引装置，这些牵引装置被驱动以在作业表面26上推进机器10。然而，在其它应用中，爬行器12可更换为固定平台，该固定平台构造成用于与作业表面26直接接合。

基部14可相对于爬行器12绕垂直轴线28枢转。在基部14绕轴线28枢转时，经附连的龙门架16、吊杆18、铲斗手柄20、工具22和/或装置24可类似地枢转，以改变工具22与作业表面26的径向接合角度。此外，基部14可容纳动力源(例如，燃烧发动机)30以及由动力源30驱动的内部卷筒(例如，升降卷筒、拖拽卷筒等等)32。

龙门架16可以是装置框架，例如是通用A形框架，其构造成将装置24的一个或多个锚固于基部14。龙门架16沿垂直方向远离爬行器12从基部14延伸。龙门架16可相对于工具22位于吊杆18后方，并且在所公开的示例性实施例中，固定在单个定向和位置中。装置24的各部分可从龙门架16的顶点延伸至吊杆18的远侧端部，由此将容纳在工件22内的吊杆18、工具22以及负载的重量传递到基部14中。这些装置24可通常是静止的。

吊杆18可在基部端部处枢转地连接于基部14，并且通过装置24的一个或多个限制为相对于作业表面26成期望垂直角度。附加的装置24可从卷筒32经由位于吊杆18的远侧端部处的滑轮机构34并且围绕工具22的滑轮机构36延伸。这些装置24可通常是动态的，具有选择性地由卷筒32收卷和开卷以影响工具22相对于作业表面26的高度和角度的各部分。例如，当卷筒32沿第一方向驱动时，静止装置24的有效长度可缩短，以导致工具22提升和远离作业表面26向后倾斜。相反，当卷筒32沿第二方向驱动时，静止装置24的有效长度可加长，以导致工具22下降并且朝向作业表面26向前倾斜。

铲斗手柄20可在一个端部处枢转地连接于吊杆18的一般中点，并且在相对端部处连接于工具22的邻近于滑轮机构36(例如，滑轮机构36后方)的角部。在该位置中，铲斗手柄20可用于维持工具22远离吊杆18的期望距离，并且在动态装置24的有效长度改变时确保工具22移动通过期望的弧度。在所公开的实施例中，铲斗手柄20可在更靠近吊杆18的基部端部的位置处连接于吊杆18，单其它构件也是可能的。在一些构造中，铲斗手柄20可设有反铲臂转折油缸(未示出)，其用于延伸或缩回铲斗手柄20。这样，可调节工具22和吊杆18(以及工具22的弧形轨迹)之间的距离。应注意的是，如果期望的话，其它连杆机构可附加地或替代地用于将基部14连接于工具22。

卷筒32能可旋转地安装在基座38内，该基座固定地连接于基部14并且经由齿轮系(未示出)操作地连接于动力源30。如图2中所示，卷筒32可包括主体40，该主体大体是圆柱形的并且是中空的。在所公开的实施例中，主体40是锻造部件，但也可使用铸件或轧制部件。主体40的第一端部42可连接(例如，螺接或焊接)于齿轮系的部件(例如，未示出的三脚架)，并且用作输入端部，该输入端部接纳足以旋转主体40的转矩。主体40的第二和相对端部44可包括轮毂46，该轮毂搁抵在基座38的轴承内部(参照图1)。主体40可具有中心轴线47，该中心轴线通过轮毂46和外部环形表面48。多个环形凹槽50可形成在外部环形表面48内。凹槽50可螺旋围绕主体40并且构造成接纳并引导装置24的各部分。

至少一个安装特征件52可凹入在卷筒主体40的外部环形表面48内并且构造成接纳装置24的一个或多个端部53。虽然所公开的安装特征件52示作位于卷筒32的轴向端部处，但可设想的是，安装特征件52可替代地沿主体40的轴向方向对中。并且如果包括一个以上的安装特征件52，则安装特征件52可围绕主体40的周界对称地定位以改进卷筒32的平衡。例如，当包括两个安装特征件52时，安装特征件52可定位成相对于主体40彼此相对。

安装特征件52可以是锻造或铸造部件，该锻造或铸造部件随后连接(例如，螺接或焊接)在卷筒32的主体40上的对应位置处(例如，在主体40中的对应孔或凹部)。在所公开的示例中，安装特征件52通常是拱形且中空的，具有构造成在内部接纳装置24的端部的凹穴54。一个或多个保持器56可在凹穴54的端部处向内延伸一定距离，以保持相关联的装置端部53。在此种构造中，保持器56可用作用于端部53的轴环。可设想的是，如果期望的话，安装特征件52可具有不同的阴型构造或者替代地具有阳型构造(例如，钩部、螺柱等等)，其构造成接合和限制装置24的端部53。还可设想的是，安装特征件52可与主体40一体地形成。应注意的是，相同或其它装置24的其它端部53能以与端部53如图所示连接于图2中卷筒32的安装特征件52的方式相同或类似的方式连接于机器10的其它部分(例如，连接于基部14、龙门架16、吊杆18、铲斗手柄20、工具22等等)。因此，图2中示出的装置端部53与安装特征件52的接合应被认为仅仅是示例性的并且等同地适用于机器10的任何其它部分。

如图2中所示(并且在图3-13的不同示例中)，尤其地，每个装置24可包括合成绳(“绳”)58、锚固件60以及止挡件62，该锚固件位于装置24的一个或两个端部53处并且能可移除地连接于机器10(例如，连接于卷筒32的安装特征件52)，且该止挡件联接于绳58的相关联端部。锚固件60可构造成接纳绳58，而止挡件62可构造成抑制绳58的相关联端部通过锚固件60。这样，绳58中的任何张力可借助止挡件62、锚固件60以及安装特征件52传递至机器10(例如，传递至卷筒32)。

绳58可以是由许多较小直径纤维制造的超高分子量聚乙烯类型的绳。绳58可具有小于水的密度(例如，约15％的水密度)，且对张力疲劳、弯曲疲劳、紫外线和化学侵蚀具有高耐受性。绳58可比钢质线缆更具挠性，以允许便于操作性、由卷筒32卷取以及安装。在一些实施例中，涂层63可施加于绳58。涂层63可施加于绳58的仅仅一些部分(例如，施加于仅仅端部)或者施加于绳58的整个长度。涂层63可具有特定着色和/或将特定特性提供给绳58。例如，当涂层63仅仅施加在缠绕在卷筒32周围的绳58的端部处时，涂层63可具有鲜亮着色(例如，红色或橙色)。在该情形中，涂层63的颜色可在开卷期间用作向机器10的操作者的警报，即绳58接近最大开卷长度。在另一示例中，涂层63可增大绳58在外部环形表面48上的抓持，以使得需要安装特征件52来保持来自绳58的较少张力负载。在该情形中，涂层63可由挠性合成材料制作并且可以具有或可以不具有这里分布的研磨添加剂(例如，沙子)，该挠性合成材料例如是聚氨酯、氯丁橡胶、聚乙烯或其它耐磨非金属材料。

如图3和图4中所示，锚固件60可以是具有构造成接纳绳58的相关联端部的开口65的单件式楔形件，或者由构造成接纳绳58夹在其间的两个部件制成的楔形件。在任一构造中，锚固件60的内表面可以是锥形的，以使得在绳58的相关联端部进一步拉动到锚固件60中时，锚固件60向上开通至更大横截面积。在将绳58完整地拉过锚固件60之后，止挡件62可形成在绳58的端部内或者以其它方式连接于该端部。之后，绳58能以其进入的方式返回从锚固件60拉出，直到止挡件62与锚固件60的锥形内表面接合至充分的程度，以致绳58的进一步拉动被接合限制为止。

在图3的示例中，止挡件62可通过绳58的端部的反向编织来形成。也就是说，止挡件62可以是绳58的端部处由于反向编织引起的扩大或增大纤维浓度。

例如图4的替代实施例中所示，锚固件60自身可通过绳58的相关联端部形成。确切地说，锚固件60可以是通过将端部或绳58双倍翻回到自身之上形成的环部或眼孔。之后，止挡件62可通过反向编织绳58的松弛端部来形成。在该示例中，锚固件60可布置在阳型安装特征件52之上。

图5的锚固件60可类似于图4的锚固件。具体地说，图6的锚固件60可以包括通过将绳58的端部双倍翻回到自身之上且然后反向编织形成的环部。然而，与图4的实施例不同，图6的锚固件60还可包括布置在环部内部的金属插入件67。插入件67可有助于将环部的张力负载分布在阳型安装特征件52周围，并且还有助于保持环部免受由于与安装特征件52接合引起的磨损影响。

在图6的示例中，止挡件62还可通过绳58的端部形成，但以不同的材料形成以产生不同的结果。具体地说，绳58的端部可擦伤，以使得构成绳58的纤维64隔开以填充锚固件60内部的空间。在一些实施例中，单单这样就足以抑制绳58返回从锚固件60中拉出。然而，在其它实施例中，可采取附加的保持措施。例如，可将封装材料(例如，树脂)66放置到锚固件60内部的空间中、围绕绳58的松弛纤维，并且允许硬化和与擦伤的纤维结合。在该示例中，松弛纤维和硬化封装材料可一起包括止挡件62。

在图7的实施例中，锚固件60可并非必须具有锥形内表面(但这也是可能的)。例如，锚固件60可具有直壁形内表面。在该实施例中，止挡件62包括多个尖状物，这些尖状物围绕锚固件60的内表面彼此隔开。尖状物可直接地向内突出并且突入到绳58中(例如，通过绳58大约25-50％)，或者指向绳58的松弛端部，以提供较高阻力来抵抗绳58的拉出。可设想的是，根据需要，尖状物可与锚固件60一体地形成或者在形成之后附连于锚固件60。

如图8中所示，锚固件60可再次具有相对直壁形内表面。在该示例中，止挡件62可以是夹持件，该夹持件与绳58的松弛端部接合并且具有比锚固件60的内部横截面积较大的外部横截面。这样，止挡件62可产生与锚固件60的机械连结。在一些情形中，附加的保持装置可需要与图8的止挡件62和锚固件60相组合。例如，销钉68可通过绳58并且接合锚固件60。在一些情形中，在锚固件60和止挡件62连接于绳58之后，销钉68可从锚固件60的相对侧部驱动以完整地通过绳58并进入锚固件60的另一侧部。

图9中示出的止挡件62可具有与图3的止挡件62共同的特征件。具体地说，图3和9的两者中的止挡件62可通过反向编织绳58的松弛端部来制造，以扩大端部。然而，在图9中，锚固件60进一步通过将从绳58的纤维中分出的纤丝70缠绕在绳58的扩大端部周围来制造。可设想的是，根据需要，纤丝70可由与绳58相同的材料或者由不同材料制成。当与图3的构造相比，图9的构造可产生较轻质和/或较廉价的方案。

在图10A和10B的实施例中，锚固件60可以是夹持件或模锻夹子，该夹持件或模锻夹子在松弛端部附近压缩在绳58周围。在所示出的示例中，模锻夹子在压缩期间压平，以使得经压缩夹子的宽度(在图10B中示出)变得大于厚度(在图10A中示出)。在模锻夹子经压缩并压平时，模锻夹子的位置处的绳58也变得压缩和压平，从而导致绳58在夹子的相对端部处散开。在该构造中，绳58的散开可用作止挡件62。

锚固件60在图11的实施例中是马蹄形的并且包括类似形状的内部通道。可设想的是，锚固件60在该实施例中可形成(例如，铸造或压印)为单个一体部件，或者形成为两个半部，这两个半部然后结合在一起(例如，螺接或焊接在一起)。在使得绳58的松弛端部通过锚固件60的内部通道之后，夹持件类型的止挡件62可施加于端部。类似于上文描述的图8所示实施例，图11的止挡件62可具有比内部通道的横截面积较大的外部横截面积，由此抑制止挡件62(和绳58)拉动通过锚固件60。

在图12中示出的实施例中，锚固件60可以是套圈，其具有带有多个环形设置开口65的大体环状形状。在此种构造中，绳58的纤维可彼此隔开并且通过开口65。应注意的是，绳58的纤维可仍以自然分组设置，每个组均可通过单独的开口65。每组纤维的松弛端部可然后与单独的止挡件62接合。在该示例中，止挡件62可包括绳结、反向编织、夹持件、模锻夹子或任何其它类型的止挡件62。

在图13中说明的最终实施例中，锚固件60可再次是单件或双件式楔形件(类似于图3和4的实施例)，且止挡件62可再次包括尖状物(类似于图7的实施例)。然而，在图13的实施例中可采用附加的保持装置。确切地说，附加的多件式(例如，四件式)楔形件72可定位在绳58的端部处的擦伤部内，并且用于将经擦伤的纤维向外推入到尖状物中且抵靠于楔形件的内部锥形壁。在所示出的示例中，楔形件72可以是可调节楔形件。具体地说，凸轮状锁定件74可通过楔形件72的中心并且能旋转以增大楔形件72的直径。例如，锁定件74可具有锥形的带螺纹外表面，以使得锁定件74螺接到楔形件72中越远，锁定件74就导致楔形件72径向向外扩张的程度越大。在一些实施例中，在楔形件72已扩张至期望位置之后，封装材料可注入到绳58的经擦伤端部中，以增大锚固件60和止挡件62的保持能力。在所公开的实施例中，锁定件74包括一个或多个注入端口76，该一个或多个注入端口与楔形件72中的对应端口78连通。端口76、78可提供用于将封装混合物均匀地分布通过经擦伤纤维的方式。

应注意的是，根据需要，端部53的不同实施例的每个的一个或多个特征件可组合。例如，不同端部实施例的任何一个可包括尖状物、销钉、封装材料、反向编织、成环、擦伤、模锻等等。

工业实用性

所公开的合成绳装置可用在任何施工机器应用中，其中，期望部件的寿命、可靠性、成本以及易于使用性。所公开的合成绳装置可具体地适用于绳铲和拉索。所公开的合成绳装置会由于增大的耐磨性和抗弯曲疲劳性、较轻重量以及与机器10的改进连接装置而具有改进的寿命和可靠性。所公开的合成绳装置还可需要较少的检查和更换。并且当所公开的合成绳装置需要更换时，减小的密度和增大的挠性会降低完成更换的成本和麻烦。

对于本领域技术人员显而易见的是，能对所公开的合成绳装置和机器作出各种修改和改变。考虑到所公开的合成绳装置和机器的说明和实践，其它实施例对本领域技术人员会是显而易见的。所考虑的说明和示例旨在仅仅是示例性的，其真实范围由以下权利要求及其等同物所指明。