用于作业工具的具有延伸行程的螺栓保持组件的制作方法

1.本发明涉及使用作业机具(诸如采矿、建筑和运土机器等)在材料上进行作业的机器领域。具体地，本发明涉及一种螺栓保持组件，其用于将磨损构件(诸如护罩)附接至作业工具等。


背景技术：

2.在机器(诸如采矿、建筑和运土机器等)上的正常使用期间，作业机具(诸如刀片或铲斗等)具有经受磨损的边缘。这些边缘通常由各种类型的磨损件保护。这些磨损件旨在起到牺牲作用，保护刀片的边缘，从而不需要更换更昂贵的刀片或其它类型的作业机具。希望在作业机具的作业边缘上发生损坏或磨损之前更换这些磨损构件。
3.磨损构件的移除和/或更换可能需要从作业工具的边缘拆卸磨损构件，并且在作业机具上组装修理过的或新的磨损构件。机器必须停止使用才能进行这种更换或修理。拆卸和重新组装磨损构件所需的时间可以由用于将磨损构件保持在作业工具上的机构来决定。希望具有允许在工地处快速组装和拆卸以允许机器尽可能快地恢复使用的保持系统或组件。
4.2001年6月5日公布的robinson的美国专利第6,240,663号(“'663专利”)公开了一种用于将磨损构件附接至挖掘唇缘结构的弹性连接系统。特别地，'663专利公开了一种具有带两个向后延伸的支腿的前部的磨损构件，该支腿包括设置在铲斗唇缘顶部上的上部支腿和设置在唇缘下方的下部支腿。'663专利进一步公开了将连接构件焊接至铲斗。连接构件包括直立凸台，其包括圆形开口。
5.同样，'663专利的磨损构件的上部支腿包括突出部。穿过凸台中的圆形开口的紧固件与上部支腿中的突出部接合，以便将磨损构件附接至连接构件。'663专利的连接构件还包括设置在紧固件任一侧上的两个弹簧组件。每个弹簧组件包括在一端处附接至连接构件的杆和围绕杆外接的弹簧。弹簧通过卡环保持在杆的另一端处。'663专利的每个弹簧组件中的杆与磨损构件的上部支腿的向下突出的凸台中的开口接合，使得弹簧保持在凸台和连接构件之间。当紧固件拧紧时，将'663专利的弹簧组件压缩，从而提供偏压力以将磨损构件推压到唇缘上。'663专利还公开了安装保护罩以保护保持系统的部件。
6.然而，'633专利中的保持系统的组装可能是复杂的或麻烦的。此外，用于将磨损构件保持在作业机具上的力的大小可以受到'633专利的保持系统中提供的弹簧力的限制。如果克服了该弹簧力，则磨损构件会不希望地从作业机具上脱落。
7.另外，保持系统的各种部件会磨损，从而减小保持系统脱离的力或距离。这也是不希望的。


技术实现要素：

8.根据本发明的实施例的螺栓保持组件限定水平方向、垂直方向以及垂直于垂直方向和水平方向的横向方向。螺栓保持组件可以包括适配器，该适配器包括向前邻接部和向
后水平定向的鞍部。适配器还可以限定内部孔口。螺栓保持组件可以进一步包括滑动件，该滑动件包括配置为配合在适配器的内部孔口内的向前螺纹部，以及配置为穿过适配器的向后水平定向的鞍部的向后水平定向的叉齿部。向后水平定向的鞍部限定向后水平定向的鞍部的最大水平尺寸，并且向后水平定向的叉齿部限定向后水平定向的叉齿部的最大水平尺寸，该最大水平尺寸等于或大于向后垂直定向的支架部的最大水平尺寸，使得滑动件相对于适配器自由地水平移动，并且水平地延伸经过适配器。
9.提供了一种与根据本发明的实施例的螺栓保持组件一起使用的滑动件。滑动件可以限定水平方向、垂直方向以及垂直于水平方向和垂直方向的横向方向。滑动件可以包括向前螺纹部和向后水平定向的叉齿部。
10.提供了一种与根据本发明的实施例的螺栓保持组件一起使用的适配器。适配器可以限定水平方向、垂直方向以及垂直于水平方向和垂直方向的横向方向。适配器可以包括子组件，该子组件包括前适配器构件和后适配器构件，前适配器构件包括向前邻接部，后适配器构件包括向后水平定向的鞍部，该鞍部限定中心水平延伸的间隙孔和四个水平延伸的贯通孔口，四个水平延伸的贯通孔口围绕中心水平延伸的贯通孔间隔开，从而在平行于横向方向和垂直方向的平面中形成矩形阵列。适配器还可以限定与中心延伸的贯通孔口和四个水平延伸的贯通孔口通信的内部孔口。
附图说明
11.并入本说明书中并且构成其一部分的附图示出了本发明的若干实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。在附图中：
12.图1是采用铲斗组件形式的作业机具的透视图，该铲斗组件使用磨损构件(例如护罩)，该磨损构件使用根据本发明的各种实施例的螺栓保持组件附接至铲斗的唇缘。
13.图2是根据本发明的实施例的螺栓保持组件的分解组装图，该螺栓保持组件用于将磨损构件(例如护罩)附接至图1的铲斗组件的唇缘。
14.图3示出了图2的螺栓保持组件，该螺栓保持组件组装有在螺栓松开时处于向前位置的滑动件。所示的组件可以作为套件或子组件提供。
15.图4示出了图3的螺栓保持组件，该螺栓保持组件组装有在螺栓拧紧时处于向后位置的滑动件。滑动件的突出部显示为突出以接触保持板。突出部允许保持板的行程增加，这有助于补偿保持组件的部件的磨损，并且使保持板相对于磨损构件的接合或脱离的距离最大化。
16.图5是图4的螺栓保持组件的侧视图，示出了接合保持板的突出部。
17.图6是图5的螺栓保持组件在拧紧后的局部剖视图，其导致滑动件接触保持板并且防止保持板从磨损构件移除。
18.图7是图6的磨损构件和保持板的剖视图。
19.图8是图2至图6的螺栓保持组件的后适配器构件的前定向的透视图。
20.图9是图2至图6的螺栓保持组件的后适配器构件的后定向的透视图。
21.图10是图2至图6的保持组件的滑动件的后定向的透视图。
22.图11是图2至图6的保持组件的滑动件的前定向的透视图。
具体实施方式
23.现在将详细参照本发明的实施例，其示例在附图中示出。只要有可能，在所有附图中将使用相同的附图标记来表示相同或相似的零件。在一些情况下，附图标记将在本说明书中表明，并且附图将示出后面跟着字母的附图标记(例如100a、100b)或撇号指示符(诸如100'、100"等)。应当理解，在附图标记后立即使用字母或撇号表明这些特征的形状类似并且具有类似的功能，如当几何形状关于对称平面成镜像时通常的情况一样。为了便于在本说明书中解释，本文通常将不包括字母或撇号，但是可以在附图中示出，以表明在本书面说明书中讨论的特征的重复。
24.现在将描述螺栓保持组件、磨损构件(诸如护罩、工具适配器、刀具、尖端等)、螺栓保持组件的滑动件以及螺栓保持组件的适配器等的各种实施例，该磨损构件配置为附接至作业边缘(诸如作业机具(诸如铲斗)的唇缘)。
25.参照图1-11可以理解根据本发明的实施例的螺栓保持组件200。参见图1和图2，螺栓保持组件200可以限定水平方向(x方向)、垂直方向(z方向)以及垂直于垂直方向(z方向)和水平方向(x方向)的横向方向(y方向)。螺栓保持组件200可以用于将磨损构件102(诸如护罩)附接至作业机具100的作业边缘104(例如铲斗组件100'的唇缘104')。使用螺栓保持组件200可以用于附接磨损构件102的其它应用。
26.如图2至图6所示，螺栓保持组件200可以包括适配器202和滑动件204。适配器202可以包括向前邻接部206和向后水平定向的鞍部208。适配器202还可以限定内部孔口210。滑动件204可以包括向前螺纹部212，其配置为配合在适配器202的内部孔口210内，从而允许滑动件204在内部孔口210内来回移动。滑动件204还可以包括向后水平定向的叉齿部214，其配置为穿过适配器202的向后水平定向的鞍部208。
27.因此，适配器202和滑动件204可以彼此连接，同时允许滑动件204具有将磨损构件102锁定和解锁到作业机具100的作业边缘104上所需的移动自由度(该移动的示例参见图3和图4)。在特定实施例中，内部孔口210可以配置为沿x方向的细长槽，以允许滑动件204沿x方向来回移动。
28.继续参照图2至图6，适配器202可以分成前适配器构件216和后适配器构件218，后适配器构件218配置为附接至前适配器构件216。该设计可以允许螺栓保持组件200与已经在作业机具领域中的焊接式凸台一起使用。这些焊接式凸台216'可以用作前适配器构件216。在这种情况下，水平延伸的贯通孔220(参见图2和图6)可以穿过前适配器构件216的向前邻接部206，但是应当理解，在各种实施例中可以省略该水平延伸的贯通孔220。在一些实施例中，适配器202可以由整片而不是分体材料制成。
29.当适配器是如图2至图4中最佳示出的分体组件时，前适配器构件216可以包括垂直延伸的t形槽222，并且后适配器构件218可以包括径向相对的钩部224(也可以称为茎部)，该径向相对的钩部224配置为配合在t形槽222内，垂直地(沿负z方向)放置在其中。一旦组装，则后适配器构件218不能在正x方向或负x方向上移动，因为后适配器构件218的各个部分将接触前适配器构件216的各个部分，其可能已经经由焊接、紧固等附接至作业边缘104。
30.此外，如图6、图8和图9中最佳示出的，后适配器构件218的向后水平定向的鞍部208限定水平延伸的间隙孔226，该间隙孔226允许螺栓228沿负x方向穿过向后水平定向的
鞍部208，到达滑动件204的向前螺纹部212，并且在将螺栓228附接至组件200或使用螺栓228来拧紧或松开组件200时与其配合。
31.如图8中最佳示出的，后适配器构件218的向后水平定向的鞍部208可以包括内部导轨构件231，其限定向下垂直(沿负z方向)面向的壁架230以及设置在内部孔口210中的向上垂直面向的壁架230'。此外，后适配器构件218可以包括从向后水平定向的鞍部208横向向外(一侧为负y方向，另一侧为正y方向)延伸的外部轨道构件232，其限定与向下垂直面向的壁架230基本上共面的顶部表面234(例如在+/-2mm的垂直测量的距离内)。
32.同样，内部导轨构件231可以限定第一向内横向末端236，并且后适配器构件218的径向相对的钩部224中的至少一个可以限定第二向内横向末端238，该第二向内横向末端238朝向内部远离第一向内横向末端236横向间隔开，使得后适配器构件218的顶部悬于内部导轨构件231和滑动件204之上(还参见图3和图4)。前适配器构件216可以包括从前适配器构件216横向向外延伸的导轨240，该导轨240与后适配器构件218的外部导轨构件232共同延伸(参见图3至图5)。
33.现在将参照图8和图9进一步讨论可以存在于后适配器构件218中或从后适配器构件218中省略的其它特征。四个水平延伸的贯通孔口248围绕中心水平延伸的间隙孔226间隔开，在平行于横向和垂直方向的平面(即，y-z平面)中形成矩形阵列，以允许滑动件的叉齿穿过后适配器构件。此外，内部孔口210可以与中心水平延伸的间隙孔226和四个水平延伸的贯通孔口248通信。后适配器构件218的水平延伸的间隙孔226可以允许螺栓228穿过以到达滑动件204，并且还可以与前适配器构件216的水平延伸的贯通孔220同轴(参见图6)。
34.另外，如图9中最佳示出的，四个水平延伸的贯通孔口248可以包括在向下垂直方向上开口的两个底部槽249，以及具有矩形周边的两个顶部孔口251。后适配器构件218可以进一步包括两个内部肋253，其形成向下垂直面向的壁架230，并且至少部分地限定两个顶部孔口251的矩形周边(还可以部分地限定两个底部槽249，参见图8和图9)。
35.参见图6、图10和图11，将进一步讨论滑动件204。滑动件204可以包括向前螺纹部212，向前螺纹部212包括限定与螺栓配合的螺纹孔口258的第一垂直壁254。在其它实施例中，可以提供螺母，该螺母配置为配合在水平定向的前支架部中以形成向前螺纹部212，并且经由轻微的压配合、焊接、粘合剂等保持在其中。
36.集中于图10和图11，第一垂直壁254可以具有从螺纹孔口258径向偏移的半球形顶部260，以装配到后适配器构件218中并且由后适配器构件218略微覆盖(在图4和图5中最佳示出)。此外，滑动件204的底部表面250可以是平的，以便于其滑动。
37.向后水平定向的叉齿部214可以包括附接至第一垂直壁254的四个水平延伸的叉齿256。在图8和图9中，后适配器构件218的向后水平定向的鞍部208的第二垂直壁262可以限定四个孔口264，该孔口延伸通过第二垂直壁262，并且配置为允许四个水平延伸的叉齿256穿过第二垂直壁262。在其它实施例中，其它构造也是可能的。
38.现在将集中于图10和图11讨论滑动件204的其它细节，该细节在本发明的各种实施例中也可以存在或省略。四个水平延伸的叉齿256可以包括远离彼此水平间隔开的两个底部叉齿266，以及远离两个底部叉齿266垂直间隔开并且也远离彼此水平间隔开的两个顶部叉齿268，从而形成矩形阵列。四个水平延伸的叉齿256中的每一个可以包括端表面270(参见图10)，其一起限定相同的接触平面272，接触平面272在包含诸如图5所示的垂直方向
和水平方向(x轴)的平面中相对于垂直方向(z轴)成锐角。该接触平面272是滑动件204可以将保持板276锁定到如图7所示的锁定位置的地方。
39.此外，如图10中最佳示出的，附接至第一垂直壁254的四个水平延伸的叉齿256可以在垂直于围绕螺纹孔口258的水平方向(即x轴)的平面中限定外周242。四个水平延伸的叉齿256还可以至少部分地在横向方向(即平行于y轴)上远离螺纹孔口258延伸，使得四个水平延伸的叉齿256中的每一个的外侧横向末端244横向地远离第一垂直壁254间隔开(参见距离246)。换句话说，叉齿至少部分地在包含横向和水平方向的平面中轻推。
40.如图5和7中最佳示出的，当滑动件204的叉齿256接合保持板276时，保持板276陷入与磨损构件102的垂直延伸的槽280通信的凹口278中，从而防止保持板276沿z方向从垂直延伸的槽280移除。因此，当螺栓保持组件200阻挡这种移动时，保持板276现在防止磨损构件102沿x方向移除。
41.现在参照图2和图6，磨损构件102可以限定水平延伸的槽282，该槽282配置为容纳螺栓保持组件200的部件。在其它实施例中，其它构造也是可能的。
42.参见图2至图6，如本文先前已经提到的，螺栓保持组件200可以进一步包括螺栓228和保持板276，螺栓228包括轴288和头290，保持板276包括螺栓头间隙孔292，该螺栓头间隙孔292配置为在组装过程期间允许螺栓228的头290穿过保持板276。保持板276还可以包括限定槽296的上部突片294，槽296可以经由工具(诸如杠杆)接合，以便在拧紧螺栓228之前或在松开螺栓228之后移除保持板276(参见图6)，因为滑动件204还未将保持板276锁定到成角度的定向中，在该成角度的定向中保持板276陷入在与磨损构件102的垂直延伸的槽280通信的凹口278中。
43.继续参照图6，螺栓228的轴288可以穿过保持板276的螺栓头间隙孔292和后适配器构件218的间隙孔226，并且接合滑动件204的螺纹。螺栓头290可以接合后适配器构件218，使得一旦将螺栓228的轴288拧入滑动件204中，螺栓228的水平位置就基本上固定并且在没有将螺栓228从滑动件204上拧开的情况下不能从组件200移除。当螺栓228拧紧时，螺栓头290按压在后适配器构件218上，后适配器构件218又按压到固定至作业机具100的作业边缘104的前适配器构件216上。同时，将滑动件204拉向螺栓头290，迫使滑动件204沿水平方向(正x方向)移动，直至保持板276陷入凹口278中。
44.换句话说，螺栓保持组件200可以经配置，使得当螺栓228处于张力下并且适配器202处于压缩下时，拧紧螺栓228导致滑动件204远离适配器202移动并且接合保持板276。为此，向后水平定向的鞍部208限定向后水平定向的鞍部208的最大水平尺寸297(图8中所示)，而向后水平定向的叉齿部214限定最大水平尺寸298(图10中所示)，该最大水平尺寸298等于或大于向后水平定向的鞍部208的最大水平尺寸297，使得滑动件204相对于适配器202自由地水平移动并且按压在保持板276上，从而能够如图4所示水平延伸经过适配器。如图3所示，该差异产生滑动件204的行程距离299。
45.在图6中，还可以看到，保持板276的螺栓头间隙孔292成角度，使得如果保持板276如图所示向前成角度进入凹口278，则螺栓头290仅可以穿过保持板276。也就是说，螺栓头间隙孔的纵轴与保持板276的厚度(最小尺寸)形成斜角。在其它实施例中，其它构造也是可能的。
46.本文所述的表面或特征中的任一个可以具有任何合适的形状，包括平面、弓形等。
术语“弓形”包括任何弯曲形状，包括多项式、正弦曲线、样条曲线、径向、椭圆形等。同样，任何混合或过渡表面可以包括这些弓形形状中的任一个，或可以为平面等。
47.此外，如本文所使用的，术语“上部”、“下部”、“顶部”、“底部”、“后”、“向后”、“向前”、“向前地”、前、水平、垂直、横向等将相对于部件在铲斗组件等的前唇缘上的组装方向进行解释，但当在其它情形中使用部件时，也包括功能等同物。在这种情况下，包括“上部”的这些术语可以解释为“第一”，并且“下部”解释为“第二”等。还将参照笛卡尔坐标系。这种坐标系固有地限定了x轴、y轴和z轴以及相应的x-y、x-z和y-z平面。x轴可以与水平方向共同延伸，y轴可以与横向方向共同延伸，并且z轴可以与垂直方向共同延伸。同样，该坐标系可以相对于组装方向进行解释，其中x方向与组装方向对齐，使得水平、垂直和横向方向不一定严格地按照字面来解释，而是适用于本技术。此外，任何方向(诸如水平、垂直和横向)旨在包括与该方向形成小于45度的角度的方向。
48.作业机具、磨损构件、螺栓保持组件或其部件中的任一个的任何实施例的构造可以变化成不同于本文具体讨论的或附图中示出的构造(例如在各种实施例中，形状、角度和尺寸可以根据需要或期望而变化)。螺栓保持组件的各种部件可以由钢制成。
49.工业实用性
50.实际上，作业机具(诸如铲斗组件)可以与一个或多个磨损构件、螺栓保持组件或根据本文所讨论的实施例中的任一个的螺栓保持组件的部件中的任一个一起出售。在其它情况下，可以提供套件，该套件包括用于用一个或多个磨损构件、螺栓保持组件或根据本文所讨论的实施例中的任一个的螺栓保持组件的部件中的任一个来改装现有作业机具或新购买的作业机具的部件。
51.现在将参照图2讨论使用螺栓保持组件200将磨损构件102附接至作业机具100的方法300。首先，可以经由焊接等将前适配器构件附接至作业机具的作业边缘(步骤302)。然后，可以将后适配器构件安装在滑动构件上，使得叉齿延伸通过后适配器构件(步骤304)。一旦完成这些步骤，就创建子组件(步骤308，诸如图3所示)。
52.然后，通过将后适配器构件与前适配器构件配合，将后适配器构件的钩部垂直地插入到前适配器构件的t形槽中(图2中的步骤310)，可以将该子组件附接至作业机具的作业边缘。接着，将磨损构件水平地(正x方向)插入到作业机具的作业边缘上，使得螺栓保持组件插入到磨损构件的水平延伸的槽中(图2中的步骤312)。此后，可以将保持板插入到垂直延伸的槽中，使得其螺栓头间隙孔与后适配器构件的间隙孔和滑动件对齐(图2中的步骤314)。然后可以将螺栓插入到这些孔中，并且拧入滑动件中(步骤316)。当将螺母拉向螺栓头时，螺栓的持续拧紧导致滑动件向后移动。这又导致滑动件的两个垂直构件接触保持板并且将保持板陷入与磨损构件的垂直延伸的槽通信的凹口中。现在防止了磨损构件的移除。
53.该过程可以颠倒，以便移除磨损构件。在螺栓已经松开并且滑动件已经充分后退之后，可以将磨损板推入垂直定向中，使得其不再陷入凹口中，并且可以从磨损构件移除。然后，可以将磨损构件水平地(负x方向)推离作业机具的作业边缘。
54.应当理解，前面的描述提供了所公开的组件和技术的示例。然而，经设想，本发明的其它实施方式可以在细节上不同于前面的示例。对本发明或其示例的所有引用旨在引用在当时所讨论的特定示例，并且不旨在意味着对本发明的更广泛范围的任何限制。关于某
些特征的区别和贬低的所有语言旨在表明缺乏对这些特征的偏好，但除非另有说明，否则并不完全将其从本发明的范围中排除。
55.除非本文另有说明，否则本文中值的范围的列举仅旨在用作单独提及落在范围内的每个单独值的速记方法，并且每个单独值并入说明书中，如同其在本文中单独列举一样。此外，所列举的数字也是范围的一部分。
56.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，可以对本文所讨论的装置和组装方法的实施例进行各种修改和变化。考虑到本文所公开的各种实施例的说明和实践，本发明的其它实施例对于本领域技术人员将是容易理解的。例如，设备中的一些的构造和功能可以与本文所述的不同，并且任何方法的某些步骤可以被省略、以与具体提到的顺序不同的顺序进行，或者在一些情况下同时或以子步骤或组合进行。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，以产生进一步的实施例，并且可以将各种实施例的特征和方面添加到其它实施例的其它特征或方面或替代其它实施例的其它特征或方面，以便提供进一步的实施例。
57.因此，本发明包括适用法律所允许的所附权利要求中列举的主题的所有修改和等同物。此外，除非本文另有说明或与上下文明显矛盾，否则上述要素在其所有可能变化中的任何组合都由本发明涵盖。