本申請要求2014年6月27日提交的美國臨時申請第62/018,502號的利益其通過參考的方式納入本文。

背景技術(shù)：

運土、破土和挖土設(shè)備利用鏟斗、吊鏟抓斗、鏟及其他容器(此后總稱“鏟斗”)，土、砂礫、巖層等通過鏟斗被挖掘并四處運動。典型地，這種鏟斗承載限定它們的挖掘邊緣的唇部，并且唇部進而安裝有需要周期性替換的可消耗構(gòu)件，諸如護罩、用于挖掘齒的適配器、挖掘齒本身等(此后總稱“護罩”)。

護罩和它們與鏟斗的唇部的連接件承受整個鏟斗的最大的磨損和破裂，這是因為它們在運土操作期間遭受不斷的磨耗、震動、沖擊等等。因此，它們需要頻繁的替換。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)來替換護罩相對耗時且勞動強度大，這是因為其典型地需要楔子和夾具等結(jié)構(gòu)的組合，這種組合必須被手動地敲入到位或從它們的鎖定位置敲出。在此期間，挖出設(shè)備必須停用，所有這些都是不希望的，因為這樣做減少了利潤。

本發(fā)明的內(nèi)容

本發(fā)明涉及一種方式，其中，護罩固定到鏟斗的唇部，并且當(dāng)磨損或損壞時替換護罩，并且涉及用于迅速地和有效地從唇部安裝和移除護罩的方法和設(shè)備。

唇部典型地具有向前匯合的上表面和下表面，上表面和下表面與對應(yīng)地向后分開的護罩的腿部接合，護罩的腿部蓋在唇部表面上并且與唇部表面接觸。在許多實施例中，孔可以在唇部中形成，且長圓形孔可以在腿部中形成，長圓形孔與孔對齊并且具有軸向延伸的、間隔開的平坦的壁，壁限定接合臺肩，接合臺肩面對孔且與孔重疊。用于將護罩固定到唇部的連接件可以放置在長圓形鉆孔和孔中，并且具有限定形狀的外表面，用于在壁之間定位，使得連接件可沿著壁軸向地運動并經(jīng)過接合臺肩，同時阻止連接件與腿部中的長圓形鉆孔之間相對的轉(zhuǎn)動。在另一個實施例中，連接件銷的外部和唇部中的孔和在護罩腿部中的鉆孔可以是圓柱形的。

在許多實施例中，連接件可以具有用于插入唇部中的孔的基座和從鉆孔延伸到孔中的外殼。外殼沿軸向分開，并且限定對置的外殼半部，外殼半部環(huán)繞基座以保持基座和外殼彼此軸向?qū)R?；梢跃哂信c外殼外部上的平坦的壁對齊的平坦的壁部段，從而進一步阻止外殼和基座相對于彼此轉(zhuǎn)動。

在鉆孔內(nèi)部的第一側(cè)向突出部可以從外殼延伸到鉆孔的擴大的部分，并且側(cè)向地經(jīng)過孔，以限制外殼可以軸向地運動進入鉆孔的程度。第二側(cè)向突出部可以從基座延伸，從孔延伸進入在第一突出部與唇部之間的空間，并與第一突出部側(cè)向?qū)R?？煽s回的鎖定臂可以嵌入形成在基座的與壁相對的表面中的凹部中。臂的一部分、例如臂的面對外殼中的鉆孔的端部可以側(cè)向和向外朝壁被彈性地推動。

可以通過對齊相應(yīng)的鉆孔和孔并且軸向地滑動連接件而將護罩固定到唇部，連接件基座首先進入鉆孔并且從那里進入孔。在連接件的這種運動期間，向外偏置的鎖定臂端部受力并且縮回到基座中的相關(guān)凹部中。一旦在連接件銷的向下運動期間，鎖定臂端部越過接合臺肩，臂端部就自動地側(cè)向和向外運動以接觸與孔重疊的接合臺肩，由此自動地將基座和外殼鎖定到護罩并且鎖定到唇部。

在許多實施例中，連接件的外殼和基座用軸向延伸的螺栓彼此固定，螺栓接合基座中的螺紋孔。當(dāng)上緊螺栓時，外殼和基座被一起抽出，以設(shè)置面對外殼中的鉆孔的鎖定臂的端部與由外殼形成的接合臺肩之間的軸向距離，其中，接合臺肩允許鎖定臂和接合臺肩之間的最小游隙，當(dāng)它們的自由端越過臺肩時，該最小游隙僅足以允許臂向內(nèi)樞轉(zhuǎn)。為了在唇部上安裝護罩，僅需基座在先地使連接件下落進入鉆孔并且達到必需的程度，接著基座被例如手動地推動進入鉆孔直到鎖定臂可以側(cè)向地擴展到與接合臺肩接合，從而將護罩固定和鎖定到唇部。

隨著鎖定臂的側(cè)向釋放，鎖定臂與接合表面松接合，從而就將連接件固定至唇部。而且，螺栓可以被上緊，以穩(wěn)固地將鎖定臂擠壓到與連接件外殼的接合臺肩接觸。

在各部件之間的分隔線配置成形成窄間隙，窄間隙典型地在至多約1/64”到1/8”的等級內(nèi)，例如，諸如細砂或粉之類的細小的顆粒材料在鏟斗的運行使用期間遷移到窄間隙中。隨著使用，這種顆粒材料在間隙中變得堅實，并且由此進一步使安裝的連接件硬化。

借助在唇部的頂面與接合唇部的頂面的上護罩腿部之間的連接件銷，將護罩穩(wěn)固地附連至唇部。因為連接件銷作為剛性立柱，故而連接件銷對抗作用于護罩上的向下的力。因為護罩的腿部與唇部的匯合面密合地接觸，并且由連接件銷形成的柱阻止護罩相對于唇部的運動，故而護罩變得附連至唇部。在一些實施例中，僅可以通過當(dāng)螺栓仍然在孔和鉆孔中時，首先旋出螺栓，然后單獨將連接件的部件滑動離開鉆孔和孔，從而替換護罩。

為了加速替換護罩，優(yōu)選的是提供具有頭部的螺栓，其可以例如被裝配有諸如螺絲刀或插口之類的適合的轉(zhuǎn)動工具的電鉆驅(qū)動而轉(zhuǎn)動。起動電鉆迅速地旋出螺栓，將螺栓從基座釋放，并且在鉆孔中向上抬升螺栓和外殼至連接件銷可以被抓住、或拉出鉆孔的位置，從而可以安裝新的護罩。因為連接件的基座保持鎖定到唇部，故而螺栓的旋轉(zhuǎn)使螺栓和外殼兩者都在鉆孔中抬升。

以這種方式，典型地可以在小于一分鐘內(nèi)移除磨損的護罩，比根據(jù)過去的方法移除磨損的護罩需要的時間少得多。由于工業(yè)鏟斗上的護罩相對大量以及必須替換它們的頻率相對較高，這導(dǎo)致顯著的成本節(jié)省。

本發(fā)明提供的進一步的優(yōu)點是，甚至當(dāng)如經(jīng)常的情形那樣，在護罩中的鉆孔內(nèi)部的螺栓頭部變得嵌入在運行使用期間累積的硬化的顆粒物質(zhì)中，甚至硬化的混凝土中時，用電鉆等自動地移除磨損的護罩能夠操作螺栓。過去，這需要用鑿子等繁重地移除硬化的材料。

相反的，起動的鉆頭對著嵌入的材料推動引起其破碎，由此釋放并提供通向螺栓頭部的通路，使得電鉆的連續(xù)致動如在先描述的那樣將螺栓從基座旋出。

在先提到的另一個實施例中，樞轉(zhuǎn)臂被往復(fù)運動的爪替換，往復(fù)運動的爪運動越過鎖定表面，以將連接件銷固定和鎖定在位。

附圖說明

圖1是平面圖并且示出了根據(jù)本發(fā)明的可拆卸地附連至鏟斗的唇部的護罩；

圖2是沿著圖1中的線A-A的剖視圖，并且示出了在將護罩固定到唇部的已安裝狀況中的護罩；

圖3是沿著圖2中的線B-B的剖視圖，并且也示出了在其已安裝狀況中的護罩；

圖4和5是也分別沿著圖1和2中的線A-A和B-B的剖視圖，但是示出了在其分離的狀況中并準備移除的連接件銷；

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的已組裝的連接件銷；

圖7是圖6中所示的連接件銷的分解圖；

圖8示出了圖6和7中所示的連接件銷的部件，各部件彼此分離，以便更好地示出它們各自的結(jié)構(gòu)；

圖9是類似于圖1的平面圖，并且示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的連接件銷的另一個實施例；

圖10是沿著圖9中的線A-A的筆直剖視圖；以及

圖11是圖10中所示的連接件銷的放大的剖視圖。

具體實施方式

參考圖1-6，運土設(shè)備(沒有單獨示出)的鏟斗(沒有單獨示出)的唇部2具有向前匯合的上表面4和下表面6，上表面4和下表面6終止在唇部2的前端8處。護罩10(作為提到的術(shù)語還涵蓋可消耗的部件，諸如用于齒的適配器、單獨的齒和可拆卸地固定到唇部的其它連接件)具有向后分開的腿部12，其覆蓋地接合唇部表面4、6。

在本文中使用術(shù)語“前”、“后”、“上”、“下”以簡化說明書，并且它們參考在護罩和連接件銷的安裝和移除期間唇部的典型水平定向。

唇部2具有圓柱形孔16，圓柱形孔16在護罩10的至少一個腿部上與擴大的長圓形鉆孔18連通?？?6和鉆孔18豎直地定向并且將護罩10固定到唇部2上，如在下面進一步解釋的，這全部需要本發(fā)明的連接件銷被手動地下降到鉆孔的向上開口端，并且按需要被向下推動直至連接件銷已經(jīng)達到它的鎖定位置。

連接件銷20具有基座22，基座22大部分在唇部孔16中設(shè)置在唇部2中且基本上不可移動地在唇部孔16中固定唇部2。外殼24在上護罩腿部中從鉆孔18延伸到唇部2中的孔16中，并且螺紋螺栓26將外殼24和基座相互固定。

如在下面更詳細地描述的，已安裝的基座22鎖定到唇部2，使得它不能運動到孔中超過預(yù)置的完全插入的鎖定位置。在此位置，基座不能運動出孔外。因此，整個連接件被鎖定并且也固定在唇部上。當(dāng)護罩需要替換時，使螺栓26倒退，即將螺栓26從基座旋出到圖4和5中所示的螺栓26的釋放位置。

參考圖5-7并且更詳細地關(guān)注連接件銷20的結(jié)構(gòu)，設(shè)置在唇部孔16中的連接件銷20的基座22具有總體圓柱形的中心部段28，圓柱形中心部段28具有圍繞樞軸地安裝的、側(cè)向地突出的鎖定臂30以及由突出部33形成的止擋鼻部32，突出部33從中心部段向外和向上延伸并且在周向上位于各鎖定臂的中間。突出部的彎曲的外表面40的直徑對應(yīng)于唇部中的孔16的直徑，并且允許基座在孔中密合地運動。

在中心部段下端處直徑地相對的樞轉(zhuǎn)凹穴34每個都具有向上開口的凹部，從而在各鎖定臂下端和與它們對置的內(nèi)部樞轉(zhuǎn)凹穴表面處形成相配的樞轉(zhuǎn)表面36。例如，諸如彈簧或可壓縮的泡沫襯墊之類的彈性構(gòu)件38放置在鎖定臂的內(nèi)部和中心部段之間，并彈性地向外推動臂的上端。

在突出部33的上端處的止擋鼻部32位于護罩鉆孔18內(nèi)部。止擋鼻部的下側(cè)42面向下并且尺寸定為使得當(dāng)如在圖2中最佳可見的，止擋鼻部的下側(cè)42與上唇部表面4接合時，中心部段的上端43稍微低于上唇部表面定位。

外殼24沿著豎直的分隔線50縱向地分成第一外殼半部44和第二外殼半部48，從而留下在先提到在各半部的對置表面之間的小間隙。兩個半部一起形成管狀結(jié)構(gòu)，該管狀結(jié)構(gòu)在它的外部可運動地接合唇部孔16和護罩孔18兩者，并且可沿著唇部孔16和護罩孔18滑動。在外殼內(nèi)部的是螺紋螺栓26。螺栓被放置在一個外殼半部的內(nèi)部，且此后各半部放置成一個蓋在另一個上并在各半部之間的腔體中蓋有螺栓。當(dāng)已組裝時，外殼內(nèi)部的腔體形成兩個外殼半部的內(nèi)部，兩個外殼半部形成上孔口部段52、中間的減小直徑的中間孔口部段54和下孔口部段55，螺栓頭部78位于上孔口部段52處，中間孔口部段54容納軸的在螺栓頭部與軸上的螺紋的上端之間的部段，下孔口部段55環(huán)繞基座。選擇中間孔口部段的厚度，使得如以下進一步描述的，當(dāng)螺栓26被上緊并且鎖定臂30的自由端運動到與由護罩腿部形成的接合臺肩86接觸時，中間孔口部段54的下端62接合中心部段的上端43。

螺栓在頭部的下端具有環(huán)形凸緣56，環(huán)形凸緣56的下側(cè)58擱置在由中間孔口部段54的上端60形成的環(huán)形臺肩上。螺栓還具有在環(huán)形凸緣56的下側(cè)58與在螺栓軸上的螺紋66的起點之間的溝槽64。該溝槽足夠?qū)?，以容納并跨過中間孔口部段54，并且允許螺栓在外殼的腔體中轉(zhuǎn)動。

通過分離外殼半部44、48并將最初在外殼半部44、48的一個中放置螺栓26，使得螺栓26的環(huán)形凸緣56擱置在中間孔口部段54的上端60上且螺栓26的溝槽64跨過中間孔口部段，從而在安裝和使用之前組裝連接件銷。接著，將另一個外殼半部放置在螺栓上并將螺栓旋進中心部段。這使得外殼半部44、48和基座從如在圖4和5中總體上示出的初始組裝位置進入如在圖2和3中示出的完全組裝位置。諸如O形圈68之類的墊圈放置在螺栓上的環(huán)形凸緣56的下側(cè)58與中心部段28的上端43之間，以在使用期間防護螺紋不受污染。

第一外殼半部44基本上延伸過連接件銷的全長。它的外部是半圓形的并且符合孔16的直徑和護罩腿部中的鉆孔18的形狀，使得外殼在孔中可軸向地滑動。

第二外殼半部48的軸向長度與第一外殼相同。該外殼的下部69的直徑與第一外殼的外部相同，并且包括軸向延伸的細長切口70，切口70的尺寸定成容納從基座的中心部段28向上延伸并且定位在相應(yīng)的鎖定臂30中間的突出部33。

第二外殼半部48的上部72具有相對于在唇部中的唇部孔16的直徑擴大的截面，該截面是長圓形的并且形成對置的、平行的平坦表面74，各表面74通過小于孔16的直徑而間隔開。因此，護罩腿部12的一部分放在唇部中的孔16上，并且形成一對相對的、面向下的接合臺肩86。外殼的上部還限定另一個豎直的突出部71，突出部71與在突出部33的端部處的止擋鼻部32對齊并且放在停止鼻部32上。

在護罩腿部12中的鉆孔18的外部構(gòu)造對應(yīng)于上外殼部分72的外部構(gòu)造，使得外殼以及整個連接件銷相對于護罩腿部12不可轉(zhuǎn)動。這使得能夠?qū)⒙菟ㄉ暇o進入基座以及將螺栓旋松離開基座。在外殼的下部上，對應(yīng)的平坦表面與在外殼的上部上的平坦表面74對齊。這些平坦表面由樞轉(zhuǎn)凹穴34的外表面和鄰近樞轉(zhuǎn)凹穴的下外殼半部的外表面部分形成。

為了便于連接件的組裝，螺栓頭部78包括電動聯(lián)接部位，諸如螺絲刀槽80、插口頭部82等，用于如使用電鉆時電動地轉(zhuǎn)動螺栓。

在連接件銷的安裝之前，例如在其制造的時候，連接件銷的螺栓26被上緊以將各部分互相固定。通過手動地壓縮臂向內(nèi)鎖定臂使得它們裝配進開口鉆孔18中而安裝連接件銷。連接件銷接著被落入或被推入鉆孔，在鉆孔中連接件銷可以以引力向下滑動，如果需要的話，通過手動推動來輔助(其滑動)。一旦通過彈性構(gòu)件38施加的偏置力已經(jīng)將鎖定臂30的上端移動到了在唇部中的孔16上的接合臺肩86之下，側(cè)向擴展的鎖定臂就將連接件銷在唇部上鎖定并固定在位并且使用準備就緒。為了保護鉆孔18的內(nèi)部不受污染，在安裝完成之后，將優(yōu)選地由諸如橡膠或塑料之類的彈性可變形的材料制成的蓋84放置到鉆孔中，并且在鉆孔中覆蓋螺栓頭部78。

為了替換磨損的護罩，首先移除蓋84，并且優(yōu)選地借助電動(工具)以節(jié)省時間并且破碎可能在使用期間已經(jīng)累積在鉆孔中的任何壓實的固體材料，通過向上退出螺栓26而在孔16和鉆孔18內(nèi)部的原位拆開連接件銷20。接著，將旋出的螺栓和外殼半部44、48可滑動地從鉆孔移除，并且將基座22可滑動地從孔移除。

圖9-11示出了用于將護罩10固定到鏟斗的唇部2的本發(fā)明的另一個實施例。如前所述，護罩的腿部12接合唇部的面向上和面向下的表面4、6。在該實施例中，護罩的上腿部具有圓形貫通鉆孔90，圓形貫通鉆孔90與在唇部的上表面4中的向上開口的凹陷部92連通。凹陷部包括向上開口的腔室94，腔室94遠離腿部中的鉆孔90側(cè)向地延伸。連接件銷96從鉆孔90延伸到直接設(shè)置在鉆孔之下的凹陷部92的一部分中。連接件銷鎖定裝置98位于腔室94中。

類似于在先示出并描述的連接件銷20，連接件銷96具有基座100、部分地環(huán)繞基座的外殼102和可釋放地將外殼固定到基座的螺紋螺栓104。

基座100包括圓柱形中心部段106，圓柱形中心部段106具有帶有螺紋的、向上開口的孔和擴大直徑的下端108。沿著一側(cè)(如圖10中所示例如其后側(cè))的一部分，下端108具有面向下的、向上偏斜的第一接觸表面111，第一接觸表面111與通過在外殼的外部上的凹部107而形成的水平定向的鎖定表面114相交。第二向上偏斜的接觸表面112以如在圖10和11中示出的傾斜角度從鎖定表面向上延伸。

類似于上面描述的連接件銷20的外殼，外殼102縱向地分成兩個外殼半部。外殼102的外部是圓柱形的，并且成形為使得它可以可滑動地插入護罩腿部12中的鉆孔90和唇部2中的凹陷部92，并且可從鉆孔90和凹陷部92收回。示意地示出的定位銷128延伸跨過各半部的對置的表面，并且使它們在豎直方向上對齊。

為了保證鎖定表面114與鎖定裝置98的合適的轉(zhuǎn)動對齊，例如通過提供在基座與外殼之間的對置表面之間的相配的徑向定向溝槽和溝槽接合突出部互鎖件(沒有示出)而將外殼和基座相對于彼此轉(zhuǎn)動地固定。

為了阻止外殼102相對于唇部鉆孔90的轉(zhuǎn)動，并且為了固定鉆孔中的連接件銷96的定向，外殼的上部包括側(cè)向地突出、豎直地定向的突出部116。突出部的下端118接合上唇部表面4，從而限制了連接件銷的向下運動。突出部116的位置選擇為使得當(dāng)它接合鉆孔90中的與其匹配的豎直地定向的溝槽(沒有單獨示出)時，凹部107和接觸表面111、112面朝后腔室94。

鎖定裝置98具有本體121，本體121密合地但可滑動地裝配到凹部腔室94中。本體的前向側(cè)120在小于180度的弧的范圍內(nèi)密合地但可滑動地面對連接件銷96的外部，并且有助于穩(wěn)定完全插入的連接件銷。鎖定爪122可滑動地布置在本體121中的前向開口的通路中，并且包括接合表面124，使用時接合表面124疊置在基座100上的鎖定表面114上，并且由此將連接件銷限制至唇部2。例如，諸如彈性泡沫襯墊、或磁的、電動的、液壓的或氣動的裝置之類的致動器126沿朝向外殼的前向彈性地推動爪122，使得爪的下側(cè)124接觸鎖定表面114。

通過以下步驟來安裝連接件銷96，首先組裝它的部分并且上緊螺栓104，以將連接件銷的所有部件彼此固定。將鎖定裝置98放置到凹部腔室94中，使得它的爪122延伸進入蓋在腿部12中的鉆孔90上的凹陷部92的一部分中。連接件銷的突出部116與和它相關(guān)的溝槽對齊，并且被插入鉆孔中。隨著連接件向下移動，基座100的下接觸表面111接合向上傾斜的爪的鼻部端130，并且推動爪離開連接件銷的向下的路徑，使得連接件可以完全插入凹陷部中。

在爪的接合表面124已經(jīng)運動經(jīng)過在基座100上的鎖定表面114之后，致動器126推動爪進入在鎖定表面之上的空間107。這將基座以及外殼和整個連接件銷鎖定到唇部2。因為，蓋在鎖定裝置上的護罩腿部不允許鎖定裝置運動離開它的腔室，故而連接件銷相對于唇部保持固定。

以與如在先描述的移除連接件20的基本上相同的方式移除連接件銷，即首先旋出螺栓104，接著，在從唇部移除護罩之后，從唇部鉆孔90凹陷部92手動地取出連接件和鎖定裝置的所有部分。

其它變化是在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的。由此，盡管本發(fā)明容許各種修改和替代的結(jié)構(gòu)，但僅在附圖中示出并且已經(jīng)在上面詳細地描述了某些示意性實施例。然而應(yīng)該理解，目的不是要將本發(fā)明限制到特定的形式或公開的形式，而是相反地，目的是要覆蓋如在附加的權(quán)利要求中限定的落入本發(fā)明的精神和范圍的所有修改、替代的結(jié)構(gòu)及其同實施方式。

在描述的發(fā)明上下文中使用的術(shù)語“一”和“一個”和“該”和的類似的指示詞(特別是在以下權(quán)利要求的上下文中)解釋為覆蓋單數(shù)和復(fù)數(shù)兩者，除非本文中另有說明或根據(jù)上下文明顯地矛盾。術(shù)語“包括”、“具有”、“含有”和“包含”解釋為開放的術(shù)語(即，表示“包括但不限于”)，除非另有說明。術(shù)語“連接”解釋為部分地或整體地包含在內(nèi)、附連至、或聯(lián)結(jié)到一起，即使有某物介于其間。除非本文中另有說明，本文中數(shù)值范圍的敘述僅僅想要作為單獨引用落入范圍內(nèi)的每個離散值的簡略方法，并且每個離散值被納入到說明書中，就像它是在本文中單獨地敘述的。本文中描述的所有方法可以以任何適合的順序執(zhí)行，除非本文中另有指示或通過上下文明顯地矛盾。除非另有聲明，本文中提供的任何和全部的示例或示例性語言(例如，“諸如”)的使用僅僅想要更好地闡明本發(fā)明的實施例，而不形成對本發(fā)明的范圍上的限制。在說明書中沒有語言應(yīng)該解釋為表示任何實行本發(fā)明所必要的未被要求的要素。

本文中描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，包括用于實現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明人已知的最好的模式。當(dāng)閱讀上述說明書時，那些優(yōu)選實施例的變化可以變得對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見。發(fā)明人預(yù)料到本領(lǐng)域技術(shù)人員會酌情采用這種變化，并且發(fā)明人想到了以與本文中具體描述的不同的方式實行本發(fā)明。由此，如可適用的法律所允許的，本發(fā)明包括所附權(quán)利要求中敘述的主題的所有修改和等同實施方式。而且，除非本文中另有指示或通過上下文另外明顯地矛盾，本發(fā)明涵蓋上述要素以任何可能的變化而進行組合。