切割钻头保持组件的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种切割钻头保持组件，用于将切割钻头安装在切割机处。该组件包括支架本体，该支架本体具有通孔，用以接收钻头轴。保持器抵靠在所述支架本体和钻头轴上作用，且所述保持器包括第一和第二邻接构件，所述邻接构件在所述本体和钻头轴之间提供可靠且恒定的锁定力。
【专利说明】切割钻头保持组件
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于将切割钻头安装到切割机处的切割钻头保持组件，并且特别地但是不排它地涉及一种用于切割钻头的支架，该支架将切割钻头以固定且可释放的方式附接至切割机。
【背景技术】
[0002]岩石切割机和挖掘机已经被研发出来，用于各种特定领域，包括采矿、挖沟、开挖隧道、地基钻孔、路面铣刨等。通常，旋转滚筒或钻头形式的驱动本体包括多个可替换的切割钻头，这些切割钻头提供了用于材料面或矿物面的接触点。
[0003]例如，移动采矿机包括可旋转的切割头部，其中该切割头部设置在旋转滚筒上。当钻头接触矿层的表面时，钻头偶尔会损坏并且不可避免地磨损，从而导致切割效率降低和需要进行更换。因此，期望通过可释放的安装组件将切割钻头安装在切割头部处，所述安装组件使得能够在维修和修理期间便利而又快速地更换钻头。
[0004]在US3, 342，53UUS3, 627，38UUS4, 343，516、W02010/027315、US2011/0278908 和EP2514918中描述了切割钻头(替代地称作“切割截齿(cutting pick) ”或“刀具截齿(toolpick) ”)安装件。
[0005]切割钻头被研发出来，其可被认为落入至少两种常规类型。第一常规类型包括在伸长柄的一端处附接的鼻部，而第二常规类型包括具有内部空腔的钻头头部，该钻头头部配合在形成伸长柄的“适配器”的端部上。在这两种情况中，轴或柄都通过形状保持器而被接纳在安装件本体内并保持在安装件本体处。
[0006]然而，将(所述类型的)切割截齿安装到安装件本体或驱动本体上的传统方法包括压配合、带螺纹螺母或锁定垫圈布置结构，所述布置结构通常设置在切割钻头轴或适配器的后端处。这些用于将轴或适配器保持在安装件本体处的传统装置带来了很多缺点。特别地，压配合套筒在安装和移除方面通常显得笨重，并且压配合套筒通常需要额外的专用工具，以用于快速移除。带螺纹螺母或通常的螺钉螺纹布置结构在多尘的环境中是不利的，在多尘的环境中，由于切割机运行所处的脏污环境，螺纹很快会被阻塞。此外，由于在操作期间的机器振动和切割振动，需要经常重新紧固螺母和螺钉螺纹紧固件，以确保切割钻头不变得移位。传统的锁定垫圈布置结构也存在类似的不利之处，这在于:在使用期间，垫圈磨损，从而导致支架本体处的轴或适配器出现不期望的移动，这也导致降低了切割效率并且对截齿支架(pick holder)造成损坏。因此，需要一种能够解决这些问题的切割钻头保持组件。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种用于将切割钻头安装到切割机处的切割钻头保持组件，该切割钻头保持组件提供附接钻头的固定装置，并且该切割钻头保持组件允许在黑暗和含尘的环境(例如矿井)中便利且快速地更换磨损或损坏的钻头。进一步的目的是提供一种将切割钻头安装到切割机处的装置，该装置能够有效地自锁，并且不需要重新紧固或人工干预，以确保切割钻头是牢固的，而且不会由于钻头在安装组件内松动或不正确的附接而导致切割效率受到影响或安装组件的部件受到损害。
[0008]通过提供保持或安装组件来实现所述目的，该组件包括:锁定保持器，该锁定保持器被构造用以在切割钻头(或安装切割钻头的轴或适配器)与将钻头联接至切割头部的支架本体之间施加和维持恒定的锁定力。该保持器和组件构造有利的是，为钻头(或钻头轴/适配器)提供了恒定的返回力，以确保钻头在钻头的支架内被保持在完全匹配的位置中，并且不会在机器运行期间由于切割振动而松动。
[0009]本发明同等地适用于各种不同类型的切割截齿，其中直接或间接为钻头(或钻头头部)提供安装件的轴、柄或套筒被安装并被保持在附接至驱动装置或切割头部的安装件本体处。因此，所述保持器或安装组件是兼容的，并且有效地将切割钻头保持在驱动本体处，其中切割钻头能够以可释放的方式安装于适配器或柄或具有从钻头头部向后凸出的柄的钻头处。
[0010]按照本发明的第一方面，提供了一种用于将切割钻头安装在切割机处的切割钻头保持组件，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延伸的通孔；钻头轴，该钻头轴附接或能够附接到钻头头部，所述钻头轴被构造为在轴向上延伸通过所述孔，钻头轴的后区域被构造为从后端凸出并且包括邻接部分；保持器，该保持器能够绕钻头轴的后区域定位，以便以可释放的方式将钻头轴保持在本体处；其特征在于:所述保持器包括沿着孔的轴向方向间隔开的且被联接的第一和第二邻接构件，用以一起弹性地轴向压缩；该第一邻接构件用以与本体的后端接触，第二邻接构件用以与钻头轴的邻接部分接触，从而在压缩的情况下提供保持力，以将钻头轴保持在本体处。
[0011]优选地，保持器包括楔形构造，这在于:第一和第二邻接构件在各自的第一端处被附接，从而所述邻接构件的相对的各自的第二端一起抵抗压缩。有利地是，所述保持组件和保持器具有相对较简单的构造，且没有会为对于机械岩石挖掘和切割的环境来说常见的灰尘和其它材料提供陷入区域的螺钉螺纹或卷簧布置结构。因此，所述保持器在使用期间不易于堵塞或积聚污物和尘粒，并且因此所述保持器能够在严酷的工作环境中维持有效。优选地，保持器包括具有弯曲或折叠区域的单个的整体件，从而第一构件和第二构件以相对于彼此的锐角从弯曲或折叠区域凸出。楔形的折叠的板状的保持器便于制造和安装在切割钻头的适配器上或围绕适配器安装。例如，保持器可以通过轻轻地捶打到位而被便利地锚固在轴上。
[0012]所述保持器的优点在于:能够抵抗轴或适配器相对于支架本体的旋转。这种构造提供了轴向和径向的锁定，这有效地延长了支架的使用寿命，这是由于磨损/研磨被减轻了。
[0013]优选地，第一和第二构件具有各自的凹部，该凹部的尺寸允许保持器在后区域处被定位于轴的外表面上和围绕外表面定位。优选地，第一和第二邻接构件基本是平面的。优选地，第一构件的凹部的尺寸大于第二构件的凹部的尺寸，从而第一构件能够在轴上轴向地滑动，以维持保持力。有利地是，第二构件中的凹部的形状轮廓与切割钻头轴的周向形状轮廓相同或相近，以允许将保持器夹持或“夹紧”在将要被锁定在适当位置的轴上。因此，避免了保持器的不期望的损失或移动。第一构件中的相对扩大的凹部允许第一构件轴向移动远离第二构件，以便在切割钻头和壳体本体之间施加恒定的保持力。
[0014]可选地，第一和第二构件中的每一个都包括头部部分和一对腿部，所述腿部从每个各自的头部部分延伸出去，并彼此间隔开，以容纳轴的至少一部分，且第一和第二构件的各个腿部联接在一起，从而各个头部一起抵抗沿着钻头轴的轴向方向的压缩。优选地，第一和第二构件的腿部在弯曲和折叠区域处径向向内弯曲，从而腿部周向地围绕切割钻头轴的弯曲外表面缠绕。即，腿部被构造成:当保持器在轴上被被锤打到位时，腿部径向向外偏转，然后返回到腿部的“中立的”径向向内弯曲的状态，以围绕钻头轴。
[0015]优选地，第一和第二构件形成为整体件，且第一和第二构件的各自的腿部通过弯曲或折叠区域而被联接在一起。这种结构的有利之处在于，使保持器的由于切割振动引起的被削弱的部分最小化，并且避免了污垢和尘粒的积聚，而所述污垢和尘粒否则会干涉切割钻头处的保持力。
[0016]可选地，第一构件在第一平面中延伸，第二构件在第二平面中延伸，第一平面和第二平面以相对于彼此的锐角突出。在第一和第二构件之间限定的所述角度被优化，以确保向切割钻头施加适当的保持力，同时使保持器所需的空间最小化。由此，所述组件和保持器是紧凑的且轻质的。
[0017]可选地，邻接区域包括从轴径向突出的肩部。可选地，肩部通过在轴的后区域处凹进的凹槽限定。周向延伸的肩部的优点在于，确保施加恒定的锁定力，并且周向延伸的肩部独立于保持器、钻头轴和/或切割钻头绕支架本体的孔或轴的轴线的任何旋转。
[0018]根据另外的实施例，邻接区域可以包括任何形式的径向延伸的凸缘，该凸缘提供了抵靠保持器的一部分的座或装置，从而使保持器能够抵靠着支架本体被支撑在适当位置中。
[0019]可选地，组件进一步包括可拆卸的钻头头部，所述钻头头部以可释放的方式安装在轴的前端处。这种布置结构的优点在于，允许在不需要更换整个钻头轴的情况下更换钻头头部。因此，每次钻头磨损或损坏需要更换时，使材料的使用最小化。有利地是，保持器包括弹簧钢材料。因此，保持器被构造成在含尘的环境中是耐磨的，并且保持器在切割操作期间能够容纳所遇到的很大的振动力，而不会受到损坏或磨损。
[0020]根据本发明的第二方面，提供了一种采矿机的切割头部，该切割头部包括多个如本申请要求保护的切割钻头保持组件。根据本发明的第三方面，提供了一种切割机，该切割机包括多个如本申请要求保护的切割钻头保持组件。根据本发明的第四方面，提供了一种具有切割头部的连续采矿机，所述切割头部具有多个如本申请要求保护的切割钻头保持组件。
【专利附图】
【附图说明】
[0021 ] 现在参照附图仅通过示例并参考附图来详细描述本发明的具体实施例，在附图中:
[0022]图1是根据本发明具体实施例的切割钻头保持组件的透视图，其中切割钻头安装在钻头轴处，并且切割钻头通过可弹性压缩的保持器而被保持在支架本体处；
[0023]图2是图1所示的切割钻头轴的透视图；
[0024]图3是图1所示的可弹性压缩的保持器的透视图；
[0025]图4是图1所示的支架本体的后部、钻头轴和保持器的透视图；
[0026]图5是图1所示的保持组件的后视透视图，其中所述保持组件接合有叉形工具，用以将保持器从围绕钻头轴的定位移走；并且
[0027]图6是图5所示的组件的后视透视图，其中为了说明目的，移除了钻头轴肩部的最后部分。
【具体实施方式】
[0028]通过示例并参照切割机或切割刀具来说明本发明，其中切割钻头以可释放的方式安装在柄状适配器的一端处，所述柄状适配器则被保持在与驱动本体或切割头部的区域附接或从该区域突出的安装件本体处。在说明书中引用的“切割钻头轴”包括引用提供安装切割钻头的装置的适配器、柄或轴，其中切割钻头指的是切割机或组件的如下部件，该部件具有尖锐部分或另外特定构造的端部区域，用于与待切割或待挖掘的岩石或矿物材料接触。
[0029]参照图1，切割钻头组件100适于安装在滚筒(未示出)的外表面处，所述滚筒构成了连续采矿机(未示出)的从动的可旋转的切割头部(未示出)的一部分。组件100通过基部安装件104而被安装到滚筒，所述基部安装件104从大致圆柱形的壳体本体101的外表面103径向凸出。本体101包括前端107和对应的后端106。通孔110在前端107和后端106之间轴向延伸穿过本体101。
[0030]后端106通过大致平面的环形面111限定，所述环形面111在通孔100的后开口和本体外表面103之间径向延伸。伸长轴102被安装在本体101中，并且特别地，轴102在孔110内轴向延伸，从而从前端107和后端106轴向伸出。轴102通过阳型突起108而被在前端处终止，所述阳型突起108被构造成被接纳在切割钻头(未示出)中形成的阴型空腔内，以允许将钻头固定地和以可互换的方式安装在轴102处。即，当钻头被安装在轴102处时，钻头从前端107在阳型突起108上并绕着阳型突起108延伸。因此，钻头指的是在切割头部切割旋转期间的组件100的最前部部分。
[0031]轴102的最后部分109被构造成从后端106、面111和孔110向后伸出。通过绕着后轴区域109的一部分并在该部分上延伸的保持器105，轴102被保持并锚固在本体101处。特别地，保持器105包括大体楔形的构造，其中第一构件相对于第二构件被弹性偏压，以便分别邻接本体101和轴102的区域，并且施加恒定的保持力，从而在本体101内迫使轴102向后并牢固地将钻头锁定在安装组件100处。
[0032]参照图2，轴102包括沿着轴102的轴向长度具有大致一致的半径的主轴长度202，该主轴长度202约等于孔110的轴向长度。主轴长度202的前端被径向扩展的凸缘201终止，该凸缘被构造成抵靠着本体的前端107就坐。阳型突起108包括大体圆柱形的鼻部200，该鼻部200的半径约等于主轴长度202的半径。应当理解的是，鼻部200的形状和构造是可选择的，以符合切割钻头(未示出)的匹配区域的形状和构造。后轴区域109包括环形凹槽203，该环形凹槽203在后轴区域109处轴向终止主轴长度202。凹槽203在其轴向后端处被相对较短的圆柱形部分204终止，所述圆柱形部分的半径对应于主轴长度202的半径。因此，凹槽203和部分204之间的连接部限定了环形肩部205，当把轴102安装在本体101中时，该环形肩部205从本体后面111轴向向后地定位。肩部205提供了与保持器105的一部分接触的邻接区域，而保持器105的另一部分被构造成与本体后面111邻接。部分200、202、203和204均包括具有大体圆柱形的形状和构造的外部表面或外表面。
[0033]参照图3，保持器105包括第一大致平面的构件301和第二大致平面的构件300，该第一大致平面的构件301和第二大致平面的构件300经由弯曲或折叠区域306而被联接在一起。第一和第二构件301、300以相对于彼此的锐角从弯曲区域306突出，以致保持器105的外形轮廓类似于楔形件。此外，保持器105形成为整体件，该保持器105在保持器105的主长度的中间区域处被折叠，从而限定对置的第一构件301和第二构件300。
[0034]第一构件301和第二构件300中的每一个都包括相应的头部部分303、302，所述头部部分303、302形成在最远离折叠区域306的相对端处。每个头部303、302部分地由各自的凹部307、308限定，所述凹部307、308沿着每个构件301、300从折叠区域303向着每个头部303、302突出。特别地，在预折叠构造中，凹部307、308被成形为沿着保持器105的纵长方向大致中心定位的单个椭圆形孔，并且该椭圆形孔大致延伸保持器105的全宽度。在图3所示的折叠构造中，第一和第二构件301、300可以被认为包括一对间隔开的腿部304、305，该腿部304、305在折叠区域306和每个头部303、302之间延伸。形成在第二构件300中的凹部308的形状轮廓限定出稍微大于半圆的一段圆弧。凹部307比凹部308更为伸长，并且凹部307从折叠区域306延伸出更大的距离，从而在折叠区域306和头部端部边缘310之间的方向上，第一头部303的长度小于第二头部302的相应长度。尽管第二构件被夹持(或轴向锁定)在凹槽203的外表面周围，但通过凹部307限定的较大的开口仍允许第一构件301在凹槽203内轴向移动。特别地，凹部307的最内部的区域309被维持在距离凹槽203的径向向外的位置处，而腿部304、305夹紧在凹槽203的面向外表面上。当腿部304、305 (相对于孔110和轴102的轴线)在弯曲部分306的区域处沿径向方向向内渐缩时，上述联接动作是有帮助的，从而有效地“夹持”在轴102的凹槽区域203上。
[0035]参照图4，保持器105有利地安装在组件100的后区域处，并且保持器105在向前钻进旋转期间被本体101有效地遮蔽。因此，使得围绕保持器105区域的尘粒积聚最小化。此外，保持器105的简单的折叠构造确保维持轴向锁定力，即使在尘粒在后区域106、109周围积聚的情况下。在所意图的结构中，第二构件300被定位成与肩部205邻接，并且第二构件300相对于意图为与后表面111邻接的第一构件301被定位在最后。首先由于肩部205和后表面111的轴向分离，其次由于两个构件301、300相对于彼此延伸的角度，因此保持器的头部303、302被维持在轴向压缩在一起的状态中。特别地，构件301、300以稍微压缩的状态被锁定在部分204和表面111之间，以致各个头部303在肩部205和表面111之间施加恒定的轴向扩张力。因此，在保持器105的制造期间，通过改变第一和第二构件301、300相对于彼此从弯曲区域306突出的角度，可以有选择地调节所述扩张力的大小。根据特定实施例，第一和第二构件301、300从区域306延伸的角度在5-40°的范围内。
[0036]参照图5和6，通过操作人员使用锤子，使保持器105可以在轴102上被安装于适当位置处，从而迫使腿部304，305径向分离并允许在凹部208内在凹槽203的外表面周围完全匹配或放置。通过施加与轴102和孔110的轴线垂直的拉力或推力，可以便利地移除保持器105，以允许将轴102从本体101抽出。特别地，通过具有双叉端501的工具500，可以便利地进行移除，所述双叉端501利用足够的力与折叠区域306的每一侧接合，以允许腿部304、305径向分离。在保持器105被移除的情况下，轴102可以被从孔110中自由地抽出，以进行维修或维护。
[0037]应当理解的是，凹部307的形状和构造不限于椭圆形的或部分圆形的轮廓，且凹部307的形状和构造可以包括矩形或任何其它弯曲的或多边形的轮廓，凹部307的形状和构造相对于凹槽区域203的外表面周向尺寸是“过大的”，以允许沿着轴102的长度进行一些轴向移动，从而提供必需的扩张(锁定)力。优选地，凹部308的形状轮廓与带槽的区域203的区域的外表面形状轮廓匹配，以提供滑动配合并避免保持器105从轴102周围的不期望的移动。
[0038]根据进一步具体实施例，在通孔110的区域和轴的主长度202处提供“轻的”压配合布置结构，从而提供用于将轴102保持在本体101处的主要机构。在这种构造中，在切割期间出现本体101和轴102之间的压配合联接临时破坏或临时损失的情况下，保持器105提供了辅助的保持机构和备用锁定装置。有效地是，保持器105确保了轴102被保持联接到本体101，从而压配合锁定可以在随后的切割道次(cutting pass)时进行重新接合。应当理解的是，本体101内以及轴102处的压配合部件可以包括任何现有技术中已知的常规布置结构。
【权利要求】
1.一种切割钻头保持组件(100)，用于将切割钻头安装在切割机处，所述组件包括: 支架本体(101)，所述支架本体(101)具有在所述本体(101)的前端(107)和后端(106)之间延伸的通孔(110)； 钻头轴(102)，所述钻头轴(102)附接或能够附接到所述钻头的头部，且所述钻头轴(102)被构造成穿过所述通孔(110)轴向延伸，所述轴(102)的后区域(109)被构造成从所述后端(106)突出且包括邻接部分(205)； 保持器(105)，所述保持器(105)能够围绕所述轴(102)的所述后区域(109)定位，从而以可释放的方式将所述轴(102)保持在所述本体(101)处； 其特征在于: 所述保持器(105)包括第一邻接构件(301)和第二邻接构件(300)，所述第一邻接构件(301)和所述第二邻接构件(300)沿着所述通孔(110)的轴向方向间隔开，且被联接起来，以便一起弹性地轴向压缩； 所述第一邻接构件(301)用以接触所述本体(101)的所述后端(106)，所述第二邻接构件(300)用以接触所述轴(102)的所述邻接部分(205)，以便在压缩的情况下提供保持力，从而将所述轴(102)保持在所述本体(101)处。
2.如权利要求1所述的组件，其中所述保持器(105)包括楔形构造，其中所述第一邻接构件(301)和所述第二邻接构件(300)在各自的第一端处附接，从而所述邻接构件(301，300)的相对的各个第二端一起抵抗压缩。
3.如前述权利要求中任一项所述的组件，其中所述保持器(105)包括具有弯曲或折叠区域(306)的单个的整体件，从而所述第一构件(301)和所述第二构件(300)以相对于彼此的锐角从所述弯曲或折叠区域(306)突出。
4.如权利要求3所述的组件，其中所述第一和第二构件(301，300)包括各自的凹部(308，307)，所述凹部(308，307)的尺寸允许所述保持器(105)在所述后区域(109)处被定位在所述轴(102)的外表面上和围绕所述外表面定位。
5.如权利要求3或4所述的组件，其中所述第一和第二邻接构件(301，300)是大致平面的。
6.如权利要求4所述的组件，其中所述第一构件(301)的凹部(307)的尺寸大于所述第二构件(300)的凹部(308)的尺寸，从而所述第一构件(301)能够在所述轴(102)上轴向滑动，以维持所述保持力。
7.如前述权利要求中任一项所述的组件，其中所述第一和第二构件(301，300)中的每一个都包括头部部分(303，302)和一对腿部(304，305)，所述腿部从各自的所述头部部分(303.302)延伸，所述头部部分(303,302)间隔开，以容纳所述轴(102)的至少一部分，所述第一和第二构件(301，300)的各自的腿部(304，305)联接在一起，从而各自的头部部分(303.302)一起抵抗压缩。
8.如权利要求7所述的组件，其中所述第一和第二构件(301，300)形成为整体件，并且所述第一和第二构件(301，300)的各自的腿部(304，305)通过所述弯曲或折叠区域(306)而被联接在一起。
9.如前述权利要求中任一项所述的组件，其中所述第一构件(301)在第一平面中延伸，而所述第二构件(300)在第二平面中延伸，所述第一和第二平面以相对于彼此的锐角突出。
10.如前述权利要求中任一项所述的组件，其中所述邻接区域(209)包括从所述轴(102)径向突出的肩部。
11.如前述权利要求中任一项所述的组件，进一步包括可拆卸的钻头头部，所述钻头头部以可释放的方式安装在所述轴(102)的前端处。
12.如前述权利要求中任一项所述的组件，其中所述保持器包括弹簧钢材料。
13.—种采矿机的切割头部，包括多个前述权利要求中任一项所述的切割钻头保持组件(100)。
14.一种切割机，包括多个如权利要求1-12中任一项所述的切割钻头保持组件(100)。
15.一种具有切割头部的连续采矿机，所述切割头部具有多个如权利要求1-12中任一项所述的切割钻头保持组件(100)。
【文档编号】E21C35/19GK104514560SQ201410557574
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年9月5日 优先权日:2013年9月6日
【发明者】乔·法代, 翰尼斯·沃伊蒂克 申请人:山特维克知识产权股份有限公司