本公开涉及在材料上执行工作的机器(如运土机等)的领域。具体地，本公开涉及一种地面接合工具适配器，其可以将工具保持在挖斗的唇缘等上。
背景技术：
在诸如包括电动钢索铲的采掘机的机器上的正常使用期间，地面接合工具适配器可能在它们的跨坐挖斗的唇缘等的腿部中经受应力。这些部件由于严酷的操作或材料条件而经历极高的负荷的情况并不罕见。典型地，当发生该情况时，适配器的腿部可能从铲斗等脱落。在更换这些部件时，这会导致机器意外停机。
图1示出了现有技术中已知的动力或采掘铲100。所示的铲的类型是电动钢索铲，并且包括用于在采矿或采石场环境中挖掘材料的铲斗102。铲斗102具有多个工具适配器106所附接的下部前唇缘104和构造成破碎材料以促进其进入铲斗102的内部的工具108。图2示出了与机器孤立的这种类似的铲斗102的放大图，所述铲斗具有与稍后在图3中所述的不同的适配器106和尖端或工具108以及与稍后在图3中所述的相似的那些适配器106′和工具或尖端108′的交替序列。
技术实现要素：
提供了一种用于使用保持机构将工具附接到工作器具的工具适配器，所述工具适配器包括限定凹槽的主体，所述凹槽限定邻接或加强表面。所述主体也可以包括构造成便于工具的附接的鼻部分，包括侧表面的第一腿部，包括侧表面的第二腿部，将所述腿部和所述鼻部分连接在一起的喉部分，其中至少一个腿部限定构造成接收保持机构的孔。所述第一腿部和所述第二腿部以及所述喉部分也限定包括闭合端部和敞开端部的狭槽。所述狭槽可以限定组装到工作器具上的方向，并且所述邻接表面可以面朝组装方向，并且在组装方向上测量的从所述邻接表面到所述喉部测量的最小距离小于在组装方向上测量的从所述孔到所述喉部的最小距离。
提供了一种用于使用保持机构将工具附接到工作器具的工具适配器，所述工具适配器包括主体，所述主体包括从限定邻接或加强表面的腿部的侧表面延伸的突起。所述主体也可以包括构造成便于工具的附接的鼻部分，包括侧表面的第一腿部，包括侧表面的第二腿部，将所述腿部和所述鼻部分连接在一起的喉部分，其中至少一个腿部限定构造成接收保持机构的孔。所述第一腿部和所述第二腿部以及所述喉部分也限定包括闭合端部和敞开端部的狭槽。所述狭槽可以限定组装到工作器具上的方向，并且所述邻接表面可以面朝组装方向，并且在组装方向上测量的从所述邻接表面到所述喉部测量的最小距离小于在组装方向上测量的从所述孔到所述喉部的最小距离。
提供了一种与包括唇缘的工作工具一起使用的工具适配器组件。所述组件可以包括用于使用保持机构将工具附接到工作器具的工具适配器，所述工具适配器包括限定加强表面的主体。所述主体也可以包括构造成便于工具的附接的鼻部分，包括侧表面的第一腿部，包括侧表面的第二腿部，将所述腿部和所述鼻部分连接在一起的喉部分，其中至少一个腿部限定构造成接收保持机构的孔。所述第一腿部和所述第二腿部以及所述喉部分也限定包括闭合端部和敞开端部的狭槽。所述狭槽可以限定组装到工作器具上的方向，并且所述邻接表面可以面朝组装方向，并且在组装方向上测量的从所述加强表面到所述喉部测量的最小距离小于在组装方向上测量的从所述孔到所述喉部的最小距离。所述组件还可以包括止动构件，所述止动构件至少部分互补地构造成与所述加强表面配合。
附图说明
并入本说明书并构成本说明书的一部分的附图示出了本公开的若干实施例，并且与描述一起用于解释本公开的原理。在附图中：
图1是现有技术中已知的采掘铲的透视图。
图2是与采掘铲孤立示出的铲斗的透视图。
图3是附接到例如图1和2中所示的铲斗的下部前唇缘的工具，适配器和保持机构的放大截面图，示出了由尖端上的向下负荷导致的力学。
图4是根据本公开的实施例的附接到铲斗的唇缘的工具适配器，保持机构和止动构件的透视图。
图5是如图4中所示的工具适配器，保持机构和止动构件以及铲斗的唇缘的俯视图。
图6是如图4中所示的工具适配器，保持机构和止动构件以及铲斗的唇缘的侧视图。
图7是如图4中所示的工具适配器，保持机构和止动构件以及铲斗的唇缘的仰视图。
图8示出了图4至7的部件如何工作，并且更具体地，示出了当向下负荷施加到适配器的鼻部时止动构件如何防止工具适配器的底腿部的移动。
图9示出了图4至7的部件如何工作，并且更具体地，示出了当侧向负荷施加到适配器的鼻部时止动构件如何防止工具适配器的腿部的移动。
图10是逐个在图4至9中示出的的工具适配器的透视图。
图11是图10的工具适配器的侧视图。
图12是图10的工具适配器的俯视图。
图13是图4至9的止动构件的透视图。
图14是图13的止动构件的俯视图，示出了附接到唇缘的各种方法。
图15是止动构件的替代实施例。
图16是图15的止动构件的俯视图，示出了附接到唇缘的各种方法。
图17是根据本公开的另一实施例的另一工具适配器的透视图。
图18是分解组装图，示出了工具适配器，保持机构和止动构件如何附接到铲斗的唇缘。
在附图中提供笛卡尔坐标系统。
具体实施方式
现在将详细参考本公开的实施例，其示例在附图中示出。在尽可能的情况下，在整个附图中将使用相同的附图标记来表示相同或相似的部分。在某些情况下，附图标记将在本说明书中指出，并且附图将示出在后面跟着字母的附图标记，例如，100a，100b等。应当理解的是，紧接在附图标记之后使用字母指示这些特征具有相似的形状并且具有相似的功能，当几何结构关于对称平面成镜像时通常就是这样。为了便于在本说明书中进行解释，字母通常将不包括在本文中，但是可以在附图中示出以指示在本书面说明书中讨论的特征的重复。
图3是附接到例如图1和2中所示的铲斗的唇缘104的前边缘110的适配器106和尖端108的横截面图。如图所示，腿部112从鼻部114分叉，形成将鼻部和腿部连接在一起的喉部分116。腿部112跨坐铲斗102的唇缘104的顶表面118和底表面120。孔或开孔122通过唇缘104从顶表面118延伸到底表面120。本领域中公知的保持机构124示出为在该孔122中定位，其接合适配器106的腿部112和孔122的前部126，防止适配器106朝着唇缘104向前移动。同时，适配器106的喉部116接触唇缘104的前边缘110的弧边128，防止适配器朝着铲斗的内部向后移动。
唇缘104和适配器106之间的任何游隙由包括凸轮构件或楔形物132的保持机构124去除，所述凸轮构件或楔形物向后推动在面向前的斜坡表面134上，该面向前的斜坡表面134位于适配器106的靠近用于保持机构的孔122的后部附近。通过旋转卷盘136导致推动动作，使其及其保持构件138向下行进到孔中直到在保持构件138的前面140与孔122的前面126之间进行接触，同时楔形构件132接触适配器106并且向后推动适配器直到唇缘104的前边缘110的弧边128接触适配器106的喉部116。
在操作期间在工具和适配器上的负荷循环期间，力从工具或尖端传递到适配器鼻部。这些力有可能导致通常跨坐在铲斗等的唇缘顶侧和底侧上的适配器的腿部碎裂。
从图3可以看出，当由向下作用于尖端或工具108的力引起逆时针扭矩或力矩时，没有任何东西阻止上和下腿部112的前部分142分别向前和向后移动。当然，当向上的力作用于尖端或工具时力和应力反向，这可能同样存在问题。
现在参见图4至7，示出了工作工具组件200，其包括用于使用保持机构206将工具(未示出)附接到工作器具204的工具适配器202。尽管到目前为止讨论的工作工具组件和器具主要被限制到铲斗等，但是应当注意的是，其它工作器具(如耙子，剪子等)也包括在本公开内容中。一般而言，工作器具是操纵工作材料(如泥土，岩石，木材，钢铁等)的任何东西，而工具或尖端实际上接触并完成对工作材料的大部分工作。
这些图中所示的适配器202包括限定笛卡尔坐标系或x，y和z方向的主体208。主体208包括鼻部分210，包括侧表面214的第一腿部212，包括侧表面218的第二腿部216，将腿部212、216和鼻部分210连接在一起的喉部分220，并且至少一个腿部限定构造成接收保持机构206的孔。对于该实施例，两个腿部212、216限定构造成接收保持机构206的孔222。此外，孔222示出为在适配器组装到工作器具上的方向上具有细长形状的狭槽。而且，鼻部构造成具有凸起240或便于将工具或尖端附接到适配器的其它特征。所有这些特征也存在于图3中。
然而，适配器202的主体208也包括或限定邻接表面226。对于该实施例，适配器202的主体208包括从腿部212、216的侧表面214、218延伸的突起227和实际上在该突起的面向后表面上的邻接表面226，也就是说，邻接表面面朝组装方向230。如图6中最佳所见，第一和第二腿部212、216以及喉部分220限定包括闭合端部和敞开端部的狭槽228。从狭槽的闭合端部朝着敞开端部移动限定组装到工作器具上的方向230。对于该实施例，适配器202附接到铲斗的下部前唇缘232，但是适配器和加强系统可以附接到任何工作器具的边缘。因此，术语“唇缘”应当被广义地解释并且包括工作器具的任何边缘。
如图11和12中最佳所见，在组装方向230上测量的从邻接表面226到喉部220测量的最小距离234小于在组装方向230上测量的从孔222到喉部220的最小距离237。组装方向230在图4至9中示出为在大致y方向上。
图4至9示出了提供加强或止动构件236，其至少部分互补地构造成与适配器202的主体208的邻接表面226配合。唇缘232和适配器202两者限定孔122、222，一旦适配器完全滑到唇缘上所述孔可以对准(在图18中最佳可见)。当如图所示完成时，保持机构206至少部分地定位在适配器和唇缘的孔中，防止以相对于图3已经描述的方式将适配器202从唇缘232去除。
关注图4至9的适配器202和止动构件236，可以看出有四个止动构件236，其在右侧和左侧邻近上和下腿部212、216。每个止动构件236是相同的并且具有彼此相邻的两个邻接表面262、264(在图13和14中示出)。这些邻接表面262、264接触突起227的向后邻接面226和腿部212、216的侧表面214、218上的互补形状的邻接表面。这提供了至少两个方向(如x和y方向)上的额外加强。鼻部210包括侧表面上的凸起240，所述凸起用于使用本领域中已知的方法和装置将尖端或工具保持到适配器的鼻部。
图8示出了如果向下的力施加到工具或尖端(未示出)，则该力传递到适配器202的鼻部210并且通过接触底部止动构件236b的底腿部216。这防止底腿部移动或弯曲，减小腿部中的应力。突起227的邻接表面226和止动构件236都在负y方向上比适配器202的孔222更靠近喉部220(通过比较图7和8最佳地理解)。这通过将邻接表面226移动远离孔222而提供更大的强度。
返回图8，当向上的力施加到鼻部210上时，则顶部止动构件236a将防止顶腿部214在y方向上移动，防止顶腿部中的不希望的应力。
在另一方面，图9示出了如果适配器202的鼻部210经受如该图中所示的方向上的侧向负荷会发生什么情况。然后如该图中所示的顶部止动构件236c下压在适配器202的侧邻接表面242上(参见图13和14)，防止其移位导致不希望的应力。
现在将读者的注意力转向图10至12，可以孤立地看到图4至9中所示的工具适配器202的各种视图。如前所述，工具适配器202包括主体208。主体208包括鼻部分210，包括侧表面214的第一腿部212，包括侧表面218的第二腿部216，将腿部212、216和鼻部分210连接在一起的喉部分220，并且至少一个腿部限定构造成接收保持机构的孔。对于该实施例，两个腿部212、216都具有这个孔222。应当注意的是，提供x，y，z坐标，并且除了鼻部210的凸起240之外，适配器主体202关于y-z平面对称。而且，腿部212、216及其突起227关于x-y平面是相当对称的。
对于如图所示的该实施例，第一腿部212和第二腿部216以及喉部分220限定包括闭合端部和敞开端部的狭槽228。狭槽限定组装到工作器具上的方向230，其被示出为y方向。x方向将基本上平行于适配器将附接到其上的工作器具的唇缘延伸。在组装方向(y)上测量的从邻接表面到喉部测量的最小距离234小于在组装方向(y)上测量的从孔到喉部的最小距离237。
如图所示，邻接表面大致垂直于组装方向(y)。如本文所使用的，对角的实质值的引用意味着它在该角的5度以内，其可以相当于诸如适配器的许多部件可能具有的拔模角，以便于从模具或铸造装置去除部件。也如图所示，邻接表面226是后向邻接表面，意味着其面向y方向。
突起227具有z方向上的预定高度，y方向上的宽度，和x方向上的深度。替代地，高度，宽度和深度可以表达为x，y和z方向上的厚度。沿着y方向测量的突起227的厚度246可以为至少40mm，并且可以优选为至少60mm。沿着x方向测量的突起227的厚度248可以为至少20mm，并且更优选为至少40mm。z方向上的突起的厚度250可以为至少40mm，并且更优选为至少60mm。取决于应用，这些厚度和突起的形状和尺寸可根据需要进行修改。
在大多数情况下，腿部212、216的侧表面214、218构造成用作侧邻接表面242。否则，x方向上的突起的深度将必须足够大，使得止动构件可以足够远以避免接触适配器主体的腿部的侧表面。当腿部的侧表面是侧邻接表面时，它通常大致垂直于x方向，但不一定如此。
参见图12，腿部212、216的侧表面214、218沿着y方向在x方向上移动。更具体地，侧表面214、218沿着y方向朝着适配器202的后部朝着孔222向内移动(参见图12和17中的部分203)，减小靠近其后端的适配器的厚度。可以预期的是，在本公开的其它实施例中腿部的侧表面可以不移动或缓动。
本文中讨论的任何邻接表面可以根据需要或期望与任何笛卡尔平面形成锐角或钝角。稍后参考图17给出这样的示例。
现在参见图13和14，可以看到对于该实施例是焊接件的图4至9的止动构件236的细节。止动构件236大致为“u”形，具有侧邻接表面262，其构造成与图4至9的适配器202的腿部212、216的侧邻接表面242互补配合。
类似地，止动构件236包括前邻接表面264，其构造成与适配器202的后邻接表面226互补配合。应当注意的是，任何类型的表面可以用作如本文中所述的邻接表面，包括但不限于波形的，平坦的或直的，复合成角的等。止动构件236的“u”形状产生适于与塞或角焊缝268一起使用的凹窝或凹陷266，以将焊接件附接到工作器具的唇缘。替代地，可以使用角焊缝270来附接焊接件，所述角焊缝接触跨坐凹陷266的后侧表面272并且接触焊接件的后表面274。或者，可以使用这些焊缝的一些组合。该止动构件的构造使其轮廓最小化，使得其由适配器的侧突起遮挡，限制其与诸如岩石等的工作材料接触，这减少其磨损并且可以延长其寿命。此外，该构造使制造焊接件所需的材料量最小化，降低了成本。
图15和16示出了焊接件的形式的止动构件236′的又一实施例。该止动构件236′可以被描述为与如果图13和14的止动构件236关于与该止动构件236的后侧表面272重合的平面成镜像可以获得的大致相同。因此，图15和16的止动构件236′限定大致矩形的周边和在其中心的凹穴或凹槽276，其构造用于与塞焊缝278一起使用以将其附接到工作器具的唇缘。替代地，不用作邻接表面的表面280可以用于使用角焊缝282将焊接件连接到唇缘。该设计具有的优点是它有助于避免组装误差，原因是围绕通过凹槽的轴线的180度旋转实际上产生相同的最终结果。焊接件的合适邻接表面284将接触适配器上的互补形状的邻接表面。在一些情况下，可以使用两种类型的塞和角焊缝。
图17描绘了工具适配器300的另一实施例。除了已作出以下调整之外，该实施例与针对图4至9的工具适配器300所描述的类似地构造并且具有类似的特征。代替突起，凹槽302设在适配器300的腿部306的侧表面304上。凹槽302由后邻接表面308和侧邻接表面310限定。后邻接表面308大致垂直于y方向，而侧邻接表面310相对于y方向成角，形成约10度的角α。换句话说，凹槽部分地由表面310限定，所述表面与y方向形成可以具有约10度的值的倾斜角α。可以提供止动构件以与工具适配器的该实施例一起使用，其具有可以同时接触工具适配器的这些邻接表面的互补形状的邻接表面。而且，凹槽构造有面朝组装方向的开口320。也提供面向与组装方向垂直的方向的表面321。沿着来自该表面321的表面法线，可以看到有也垂直于组装方向的开口323，其与狭槽(在图11中标记为228)连通。
替代地，凹槽302的成角表面310可以仅提供间隙，使得止动构件的角部不限制其与后邻接表面接触。该角也允许提供成角表面和后邻接表面之间的更宽混合部314，其在负荷施加到向后邻接表面时减小应力。也可以看出，该混合部将成角表面连接到邻接表面。在这样的实施例中，腿部的侧表面可以用作侧邻接表面。
类似于上面针对其它实施例所述的突起227，凹槽具有z方向上的预定高度h，y方向上的宽度w，和x方向上的深度d。沿着y方向测量的凹槽的宽度可以为至少40mm，并且可以优选为至少130mm。沿着x方向测量的凹槽的深度可以为至少20mm，并且更优选为至少40mm。z方向上的凹槽的高度可以为至少40mm，并且更优选为至少60mm。取决于应用，凹槽和表面的形状和尺寸可以根据需要进行修改。
而且，凹槽相对于间隙凹槽，喉部和将间隙凹槽混合到由腿部和喉部限定的狭槽中的过渡部分的相对放置与上面关于包括突起的实施例描述的相同。在y方向上从后邻接表面到喉部的最小距离316小于从腿部的孔到喉部的最小距离318。
工业实用性
在现场，当工具适配器停止工作时会出现问题。这可能会导致采掘，建造或其它经济活动的重大成本。同时，更换使用图3中所示的工具适配器，工作器具和相关的唇缘结构以及工具保持机构的所有系统可能是非常昂贵的。因此，需要一种以成本效益高的方式在现场改装这样的系统的方法。使用本文中所述的改进的增强系统的改装套件或组件可以被制造或销售，其包含本文中所述的任何工具适配器或止动构件结构。根据需要，这样的套件也可以包含或不包含保持机构。现在将描述修改工作工具组件的方法。该方法也适用于销售或创造新系统或组件。
图18是图4的系统的分解组装图，所述系统可以用于改装现有系统或创造新系统以用于将工具适配器应用和加强到工作器具。
首先，用于修改工作工具组件的方法包括提供工作器具的步骤，所述工作器具包括具有前边缘110和通过其中的孔122的唇缘104，包括保持机构124的工具适配器组件，止动构件236，以及工具适配器202，其限定孔222并且包括腿部212、216，邻接表面226，和喉部220。这些必要部分可以以多种方式被提供。这包括一个或多个部件被制造，销售，购买，现场已经存在等的情况。
该方法还包括以下步骤：将工具适配器202的腿部212、216滑动到唇缘上，直到适配器的喉部邻近前边缘或实际上接触前边缘，并且唇缘和工具适配器的孔122、222至少部分地对准(参见图18的步骤400)，通过将保持机构插入唇缘和适配器的孔中使用保持机构将工具适配器附接到唇缘上(步骤402)，并且一旦止动构件和适配器两者附接到唇缘，在邻近适配器的邻接表面的位置处将止动构件附接到唇缘上(步骤404)。这可以沿着适配器的组装方向向适配器提供加强，当提供前或后邻接面时情况就是这样。将止动构件附接到唇缘的步骤可以在使用保持机构将工具适配器附接到唇缘上的步骤之后发生。
按照该顺序执行这些步骤具有以下附加优点：允许适配器的邻接表面处于其适当位置，其中适配器的喉部被压靠在工作器具的唇缘的前边缘上。然后当止动构件被附接时，其邻接表面将与适配器的邻接表面精确对准，并且处于适当位置以提供足够的支撑。替代地，止动构件可以在工具适配器之前附接到唇缘，但是这需要精确测量止动构件的位置，这可能是困难的，尤其是在现场。在制造环境中，固定装置可能会使这变得可行。在任何情况下，邻接表面可以沿着适配器的组装方向定位在喉部和适配器的孔之间，如先前所述，但情况可能并非总是如此。
附接止动构件的步骤可以包括将止动构件焊接到唇缘(步骤406)。或者，它可以包括将止动构件紧固到唇缘(步骤408)，原因已经在上面参考图17进行了解释。而且，将适配器从唇缘滑出的步骤可以在不拆卸止动构件的情况下完成。当止动构件不在拆卸方向上产生底切时也是如此，图4和18的实施例同样如此。然而，可以预期的是，这些图的止动构件可以放置在突起的前方而不是它们的后方，并且在那里抵靠突起的前面和腿部的侧表面(参见图12)。在该情况下，在去除适配器之前将需要拆卸止动构件。
也可以预期的是，止动构件可以直接铸造到唇缘中。这可以消除在唇缘已制造或铸造之后附接止动构件的需要。而且，可更换的耐磨垫可以放置在止动构件上以形成邻接表面。这可能需要将耐磨垫螺栓连接到止动构件上的另一组装或拆卸步骤。
对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可以对本文中讨论的装置和组装方法的实施例进行各种修改和变化。考虑到本文中公开的各种实施例的说明和实施，本公开的其它实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。例如，一些设备可以被构造并且不同于本文中所述起作用，并且任何方法的某些步骤可以被省略，按照与具体提到的不同的顺序被执行或者在一些情况下同时或在子步骤中被执行。此外，可以对各种实施例的某些方面或特征进行变化或修改以创造进一步的实施例，并且各种实施例的特征和方面可以被添加到或替代其它实施例的其它特征或方面以便提供更进一步的实施例。
因此，说明书和示例旨在认为是示例性的，本发明的真实范围和精神由下面的权利要求及其等效物限定。