專利名稱：可松開的聯(lián)接組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可松開地將分開的部件固定在一起的聯(lián)接組件，特別是用于將挖 掘等用的磨損組件的元件固定在一起的聯(lián)接組件。
背景技術(shù)：
挖掘設(shè)備通常包括各種磨損部件，以保護下面的產(chǎn)品不致過早磨損。該磨損部件 可以簡單地起保護器的作用(例如，磨損蓋)或可以有另外的功能(例如，挖掘齒)。在任 一種情況下，希望該磨損部件能牢固地固定在挖掘設(shè)備上以防止在使用過程中丟失，而且 還能夠取下和安裝以便于磨損時更換。為了使設(shè)備停機時間最少，希望磨損了的磨損部件 能夠容易和快速地在工地更換。為了使因磨損而必需更換的材料量最少，磨損部件通常由 三個(或多個)元件構(gòu)成。結(jié)果，該磨損元件通常包括固定在挖掘設(shè)備上的支承結(jié)構(gòu)、安裝 在該支承結(jié)構(gòu)上的磨損件和用于將該磨損件固定在該支承結(jié)構(gòu)上的鎖。作為一個例子，挖掘齒通常包括作為支承結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)接器、作為該磨損件的齒尖端 或頂端，和將該尖端固定在該轉(zhuǎn)接器上的鎖或夾持器。該轉(zhuǎn)接器固定在挖掘鏟斗的前端挖 掘刃邊上，并包括向前突出的以確定該尖端的支座的突出部。該轉(zhuǎn)接器可以為單一整體件 或可以由組裝在一起的多個元件構(gòu)成。該尖端包括前端挖掘端和向后開放的容納該轉(zhuǎn)接器 突出部的插孔。該鎖插入該組件中，可松開地將該尖端固定在該轉(zhuǎn)接器上。用于挖掘齒的鎖通常為細長銷元件，該銷元件裝配于由該轉(zhuǎn)接器和該尖端二者合 作確定的開口中。如美國專利No. 5469648，該開口可以沿著該轉(zhuǎn)接器突出部的側(cè)面確定； 或者如美國專利No. 5068986，穿過該突出部確定。在任一種情況下，可以使用大錘子插入和 取出該鎖。錘子擊鎖是費力的工作并有傷害操作者的危險。該鎖通常緊緊地容納在通道中，以防止在使用過程中該鎖彈出和隨之而來的該齒 尖端的丟失。該緊密裝配可這樣實現(xiàn)通過在確定用于該鎖的開口的尖端和轉(zhuǎn)接器中的部 分不對準的孔、通過在該開口中包括橡膠插入件，和/或通過使該鎖和該開口之間尺寸接 近。然而，可以理解，增加該鎖容納在該開口中的緊固程度進一步加重將該鎖敲入和敲出該 組件的困難與傷害服務(wù)人員的危險。另外，該鎖一般缺乏使尖端很緊地緊固在轉(zhuǎn)接器上的能力。雖然橡膠插入件對靜 止的齒提供一定的緊固作用，但在使用過程中的負荷作用下，該插入件不能提供任何真正 緊固所需的強度。當部件磨損時，多數(shù)鎖都不能重新緊固。另外，當元件磨損和緊固程度降 低時，許多用在齒中的鎖容易丟失。這些困難不是嚴格地只限于在挖掘齒中使用鎖，而且適用于在挖掘作業(yè)中使用其 他磨損部件。在另一例子中，該轉(zhuǎn)接器為裝配在確定該支承結(jié)構(gòu)的挖掘鏟斗的唇部上的磨 損件。雖然該尖端經(jīng)受齒中的最多的磨損，但該轉(zhuǎn)接器也磨損并需要及時更換。為了適應(yīng)在工地上更換，可用機械方法將該轉(zhuǎn)接器固定在鏟斗上。一種普通的方法是使用例如在美 國專利No. 3121289中公開的Whisler型轉(zhuǎn)接器。這種情況下，該轉(zhuǎn)接器形成有騎跨在鏟斗 唇部上的分叉腿部。該轉(zhuǎn)接器腿部和鏟斗唇部形成有對準的用于容納鎖的開口。在這種環(huán) 境中，該鎖包括大致C形的筒管和楔形件。該筒管的臂疊置在該轉(zhuǎn)接器腿部的后端上。該 腿部的外表面和該臂的內(nèi)表面各自向后傾斜而和離開該唇部。然后用普通方法將該楔形件 驅(qū)入該開口中以迫使該筒管向后。筒管的這個向后運動使該臂緊緊地將該轉(zhuǎn)接器腿部夾靠 在該唇部上，以防止在使用過程中該轉(zhuǎn)接器運動或松開。如同安裝該尖端一樣，將該楔形件 敲入該開口中是困難和充滿潛在危險的活動。在許多組件中，當需要更換磨損件時，其他因素可進一步增加取出和插入該鎖的 困難。例如，相鄰元件(例如，側(cè)向插入的鎖)的接近(參見美國專利No. 4326348)可在將 鎖敲入和敲出該組件時產(chǎn)生困難。細屑也可能沖擊容納該鎖的開口，使得接近和取出該鎖 困難。另外，在Whisler型結(jié)構(gòu)中，一般必需將鏟斗前端向上轉(zhuǎn)動，以提供將該楔形件從該 組件中打出的入口。鏟斗的這種取向可使鎖的取出困難和危險，因為工人必需從該鏟斗下 面進入該開口并用大錘子將該楔形件向上驅(qū)動。對于可能很大的拉鏟挖掘機鏟斗該危險特 別明顯。另外，因為在使用過程中楔形件可能彈出，因此普通作法是在多數(shù)安裝中將該楔形 件臨時點焊在其附帶的筒管上，這樣使取出楔形件更加困難。已經(jīng)有一些努力來生產(chǎn)用在挖掘設(shè)備中的不用錘子擊的鎖。例如，美國專利 No. 5784813和No. 5868518公開了將尖端固定在轉(zhuǎn)接器上的螺釘驅(qū)動的楔形件式鎖，美國 專利No. 4433496公開了一種將轉(zhuǎn)接器固定在鏟斗上的螺釘驅(qū)動的楔形件。雖然這些裝置 不需要錘子擊，但它們各自都需要很多部件，因此增加了鎖的復(fù)雜性和成本。細屑的侵入還 可使取出困難，因為細屑增加摩擦并干涉螺紋連接。另外，當使用標準螺栓時，可形成細屑 并且“粘結(jié)”在螺紋周圍，使螺栓的轉(zhuǎn)動和部件的松開極困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種改進的聯(lián)接組件，用于以安全、容易和可靠的方式將分開的部件 可松開地固定在一起。另外，本發(fā)明的鎖可通過利用手動或動力扳手而簡單地安裝和取下。 不需要錘子擊打或撬動該鎖來進入該組件和從該組件出來。本發(fā)明特別適用于與挖掘作業(yè)結(jié)合將磨損件固定在支承結(jié)構(gòu)上。本發(fā)明的鎖容易 使用，可以牢固地固定在該磨損組件上，減少將鎖打入和打出磨損組件的危險，可以有效地 將該磨損件緊固在該支承結(jié)構(gòu)上。在本發(fā)明的一個方面中，在有錐度的鎖元件上形成螺紋構(gòu)造，用于將該鎖元件推 入在該組件中的鎖緊位置上。然后，該鎖元件支承在該組件上，將該組件的元件固定在一 起。與簡單地將鎖打入適當位置比較，在該鎖元件上使用螺紋構(gòu)造還減少在使用過程中該 鎖元件被彈出的危險。在本發(fā)明的第一方面中，楔形件和筒管螺紋聯(lián)接在一起，不用錘子擊即可將該楔 形件推入和推出該磨損組件。該楔形件和筒管的直接聯(lián)接不需要螺栓、墊圈、螺母和其他硬 件，這樣可減少部件的數(shù)目。這種有效的結(jié)構(gòu)的結(jié)果是該鎖制造便宜、容易使用、不會因為 部件丟失或損壞或由于細屑或在嚴酷的挖掘環(huán)境中遇到的其他困難而不能工作。另外，可 以有選擇地將該楔形件驅(qū)入該組件中，以提供預(yù)期工作所需要的緊固程度和/或在使用過程中磨損后重新緊固該組件。在一優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，該楔形件包括寬螺距的螺紋構(gòu)造，用于形成大小相當?shù)牟奂苟?(land segment)，該楔形件可利用該槽脊段將壓力直接加在該磨損組件上，用于將該磨損 件固定在該支承結(jié)構(gòu)上。在一個實施例中，沿著該楔形件的外周邊形成螺旋形溝槽，與沿著 該組件的筒管或其他部分的大致槽形凹部中形成的螺旋形隆起部段接合。該楔形件的轉(zhuǎn)動 使該楔形件沿著該筒管運動，進入該磨損組件中和從該磨損組件中出來。該楔形件運動進 入該組件中增加了該鎖的深度，從而使該磨損件在該支承結(jié)構(gòu)上的接合緊固。優(yōu)選的是，提供鎖閂組件，以牢固地將該楔形件固定于適當位置和避免在使用過 程中不希望的部件丟失。在一優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，該楔形件形成有齒，該齒與設(shè)置在諸如筒管、磨 損件或支承結(jié)構(gòu)一類的相鄰元件中的鎖閂相互作用。該齒和鎖閂允許該楔形件在將該楔形 件更遠地推入該開口中的方向上轉(zhuǎn)動，并防止在使該楔形件收回的方向轉(zhuǎn)動。當該磨損件 和/或支承結(jié)構(gòu)開始磨損時，該鎖閂還可將該鎖保持在該組件中。本發(fā)明的鎖簡單、穩(wěn)固、可靠和只需要最少的元件。操作者可以容易直觀地了解該 鎖。不需要錘子擊也可使磨損件的更換容易和減少危險。另外，該鎖能夠有選擇地緊固該 磨損組件，使得當該支承結(jié)構(gòu)部分地磨損時，容易重新緊固該磨損件或使原來的安裝更好。 這些和其他優(yōu)點從以下的附圖和說明中可以清楚。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的將尖端固定在轉(zhuǎn)接器上的聯(lián)接組件的透視圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的鎖的側(cè)視圖；圖3為該鎖的楔形件的透視圖；圖4為該楔形件的放大的部分透視圖；圖5為該鎖的筒管的透視圖；圖6為具有本發(fā)明的聯(lián)接組件的鎖閂的磨損件的透視圖；圖7為圖6所示的磨損件的部分分解透視圖；圖8為沿著圖1的8-8線所取的在組裝狀態(tài)下的該聯(lián)接組件的橫截面圖；圖9為該鎖的另一種筒管的透視圖；圖10為該另一種筒管的分解透視圖；圖11為根據(jù)本發(fā)明的包括該另一種筒管的第二種鎖的側(cè)視圖；該鎖適于在 Whisler型連接中將轉(zhuǎn)接器固定在鏟斗唇部上；圖12為沿著使用圖11所示的鎖的另一個磨損組件的縱軸的橫截面圖；圖13為沿著與圖12相同的線的包括在該楔形件和支承結(jié)構(gòu)之間的插入件的另一 個實施例的橫截面圖；圖14為在圖13所示的另一個實施例中使用的該插入件的透視圖；圖15為另一個楔形件結(jié)構(gòu)的透視圖；圖16為再一個楔形件結(jié)構(gòu)的透視圖；圖17為沿著與圖12相同的線的另一個實施例的橫截面圖；圖18為沿著與圖12相同的線的再一個實施例的橫截面圖；圖18a為表示在沒有托架的鎖上使該磨損件偏移的橫截面圖18b為表示在有托架的鎖上使該磨損件偏移的橫截面圖；圖19為省去該磨損件的圖18所示的另一個實施例中使用的托架的透視圖；圖20為沿著與圖12相同的線的另一個實施例的橫截面圖；圖21為沿著與圖12相同的線的另一個實施例的橫截面圖；圖22為沿著與圖12相同的線的另一個實施例的橫截面圖；圖23為磨損件部分地裝配在唇部上的再一個實施例的透視圖；圖24為在相同取向上的圖23的實施例的側(cè)視圖；圖25為當完全安裝在該唇部上時，帶有在該唇部中的孔的圖23所示磨損件的裝 配的部分橫截面圖。
具體實施例方式本發(fā)明涉及一種用于將分開的部件可松開地固定在一起的聯(lián)接組件。雖然本發(fā)明 有更廣泛的應(yīng)用，但它在挖掘作業(yè)中將磨損件可松開地固定在支承結(jié)構(gòu)方面特別有用。該 磨損件例如可以為尖端、轉(zhuǎn)接器、蓋板或其他可更換的元件。在一優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，鎖10包括楔形件12和筒管14(圖2-5)。雖然該鎖可以用于將 大量的元件固定在一起，圖1中所示為將挖掘機齒的部件固定在一起。在本發(fā)明的該實施 例中，該鎖放置在磨損組件15中，其中該支承結(jié)構(gòu)形成為轉(zhuǎn)接器17，該磨損件被確定為尖 端或頂部19。鎖10容納在磨損組件15中的開口 21中，該開口由尖端19中的孔23和轉(zhuǎn)接 器17中的孔25合作確定，從而可松開地將該尖端固定在該轉(zhuǎn)接器上(圖1和8)。雖然該 孔可以為圓形或其他形狀，但優(yōu)選的是，孔23和25各自在縱向上是細長的以防止該楔形件 和筒管不對準。該楔形件12優(yōu)選為截錐形，帶有向著前端18成錐度的圓形的外表面16 (圖1-4)。 沿著該楔形件的外表面16形成優(yōu)選為寬螺距的螺旋形溝槽20形式的螺紋構(gòu)造22。因此， 在相鄰的螺旋形溝槽段之間存在相當寬的螺旋形的槽脊段24。這個槽脊段呈現(xiàn)出壓靠在轉(zhuǎn) 接器17中的孔25的前表面31上和筒管14中的凹部36的壁37上的大表面積。該較大的 槽脊段能夠使該鎖用可接受的應(yīng)力水平承受大的負荷，并且不需要在該轉(zhuǎn)接器的孔25的 壁上形成螺紋。溝槽20的寬螺距還允許該楔形件快速地運動進出開口 21。在一優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，在該楔形件上的螺紋的螺距大約為1英寸，而形成該螺紋的溝 槽約為1/8英寸寬，但該螺距和溝槽的寬度可以在很寬的范圍內(nèi)改變。優(yōu)選的是，該溝槽形 成有彎曲的拐角，以形成不易受錘子擊打或其他損壞的堅固的螺紋。該楔形件的后端27設(shè) 置有轉(zhuǎn)動構(gòu)造29，以方便與諸如扳手一類的工具接合，來轉(zhuǎn)動該楔形件。在該優(yōu)選實施例 中，構(gòu)造29為方形承窩，但也可以使用其他的結(jié)構(gòu)。該楔形件的錐度可以改變，以使該磨損件在該支承結(jié)構(gòu)上的拉緊可以增加或減 小。例如，如果增加該楔形件的錐度，則該磨損件運動至該支承結(jié)構(gòu)上的設(shè)定位置的速度增 加，但要消耗緊固力(即，轉(zhuǎn)動該楔形件需要更大的扭矩)。可以設(shè)計該楔形件的錐度以與 具體的任務(wù)匹配。在所有情況下，只要該楔形件的前端形成得不太小以提供足夠的強度，該 鎖的固定力就會大致相同。優(yōu)選的是，該筒管14帶有主體26和臂28的大致C形構(gòu)造(圖1，2和5)。在這個 例子中，該臂相當短，從而壓靠在尖端19的孔23的后壁部30上(圖8)。然而，根據(jù)容納該
6鎖的部件的結(jié)構(gòu)和用途，該臂的具體形狀和尺寸可在寬的范圍內(nèi)變化。另外，如果該支承結(jié) 構(gòu)中的開口的尺寸設(shè)定成可允許該主體的后壁壓靠于該磨損件的開口中的后壁部而且該 筒管被充分錨定，則可以完全省去該臂。同樣，在這類結(jié)構(gòu)中，該鎖可以反轉(zhuǎn)，使得該楔形件 壓靠于該磨損件而且該筒管壓靠于該支承結(jié)構(gòu)。該筒管14的主體26形成有大致槽形的凹部36，以容納該楔形件的一部分(圖5)。 該凹部設(shè)置有螺紋構(gòu)造42，將該螺紋構(gòu)造確定為裝配在溝槽20內(nèi)的至少一個突出部。這 樣，可將該楔形件和筒管螺紋聯(lián)接在一起。雖然該突出部可呈現(xiàn)多種形狀和尺寸，但優(yōu)選的 是，凹部36包括在該筒管上的多個隆起部40以與楔形件12上的溝槽20互補。該隆起部 40形成為與該螺旋形溝槽20具有相同螺距的螺旋段，從而該隆起部容納在該溝槽中，以便 當轉(zhuǎn)動該楔形件時使該楔形件從該開口運動進出。雖然優(yōu)選沿著凹部36的全長設(shè)置多個 隆起部40 ；但如果需要，可以設(shè)置較少或甚至一個隆起部。另外，優(yōu)選每個隆起部在整個凹 部36的橫向延伸；但如果需要，可以具有較小的延伸部。在該優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，該螺旋形溝槽20沿著該楔形件的長度具有相同的螺距。由于該 楔形件形成有錐度，該螺紋的角度改變，隨著該溝槽從前端18延伸至后端27，螺紋變得更 淺。這種改變要求在內(nèi)外螺紋之間有余隙空間，使該內(nèi)外螺紋可以合作且可避免互相粘接。 這樣，這種結(jié)構(gòu)形成相對較松的配合螺紋。作為另一種結(jié)構(gòu)，除了或代替筒管上的隆起部40，可在尖端19中確定的孔23的 前壁部上形成與楔形件上的溝槽20接合的(一個或多個)隆起部。如圖6和7所示，可以 簡單地由主體62提供該隆起部；但也可以與在筒管14a上包括主體62a類似，在該孔的前 壁部上包括延伸部和/或其他隆起部(如圖9和10所示)。同樣，(除了或代替其他隆起 部)，可以在轉(zhuǎn)接器17中的孔25的壁結(jié)構(gòu)上形成與溝槽20接合的一個或多個隆起部(或 其他突出部)。在這些方案中，在尖端和/或轉(zhuǎn)接器上形成螺紋構(gòu)造，不需要將該磨損件固 定在該支承結(jié)構(gòu)上的筒管就可將楔形件插入開口中?？梢岳斫猓摷舛酥械目仔栎^小，以允 許在該楔形件和在設(shè)置于該開口后壁上的尖端或隆起部中的孔的后壁部之間直接支承接 觸。還可使該螺紋構(gòu)造反向，使得在該尖端、轉(zhuǎn)接器和/或筒管上形成溝槽，以容納在 該楔形件上形成的螺旋形隆起部。雖然可以利用隆起部在該楔形件上形成螺紋，同時只在 該筒管而不是在該轉(zhuǎn)接器壁上形成溝槽(或反之亦然)，但沒有在相對表面上的匹配溝槽， 該隆起部不能形成與槽脊段24 —樣好的支承表面。然而，在應(yīng)力較低的環(huán)境中，即使當轉(zhuǎn) 接器壁光滑和/或該筒管中的凹部光滑時，也可以使用在該楔形件上的螺旋形隆起部。在 這種方案中，優(yōu)選楔形件94具有帶有鈍的外邊緣98的隆起部96 (圖15)。然而，可設(shè)計在 該楔形件上提供隆起部，以卡入該轉(zhuǎn)接器壁和/或筒管中。最后，該楔形件101可以形成有 攻絲隆起部103，當將該隆起部擰入該組件中時，該攻絲隆起部103在筒管和/或轉(zhuǎn)接器壁 上切出螺紋(圖16)。筒管14中的凹部36向著一個末端38形成錐度，以與該楔形件的形狀互補，并使承靠在該轉(zhuǎn)接器上的該槽脊段24的前部定位成大致垂直，以便與轉(zhuǎn)接器17的突出部堅固、 可靠的接觸(圖5和8)。這個取向可以在將該楔形件緊緊地插入該磨損組件15中時使該 楔形件穩(wěn)定和減少在元件中造成的應(yīng)力。在一優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，該凹部的錐度為該楔形件的錐 度的兩倍，從而將該槽脊段24的前部放置在垂直方向(如圖所示)?？梢岳斫?，這個結(jié)構(gòu)的目的是使該槽脊段的前部基本與在嚴格垂直方向上相反的與該前部接合的元件的壁平行。 在該優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，凹部36帶有凹的曲線，該曲線設(shè)計成當該楔形件在緊固方向上在其突出 行程的終點時與該楔形件的形狀互補。以此方式，該楔形件最好地能夠承受所加負荷并且 在緊固過程中不與該筒管粘接。然而，其他的形狀也可以。在使用中，當將磨損件19安裝在轉(zhuǎn)接器17的突出部46上時，鎖10插入該磨損 組件15的開口 21中(圖1和8)。優(yōu)選的是，該鎖10作為單獨的元件放置在該開口 21中 (即，首先插入筒管)，但在一些情況下可以作為一個單元共同地插入(即，該楔形件部分地 放入該凹部36中)。在任一種情況下，臂28的自由端50放置成與磨損件19中孔23的后 壁部30接合。然后轉(zhuǎn)動該楔形件，將它驅(qū)入開口 21中，使得楔形件12的槽脊段24的前部 壓靠在孔28的前壁部31上，而筒管14的臂28壓在孔23的后壁部30上。該楔形件的繼 續(xù)轉(zhuǎn)動進一步增大了該鎖的深度(即，在平行于尖端在轉(zhuǎn)接器突出部上的運動軸線的方向 上的距離)，使得該臂28將該磨損件19在支承結(jié)構(gòu)17上推得更遠。一旦達到所希望的緊 固程度就停止這個轉(zhuǎn)動。通過在容納鎖的開口 21中使用有錐度的楔形件，在該楔形件的大 部分和該開口的壁之間存在大的間隙。結(jié)果，來自挖掘作業(yè)的細屑通常不會強烈地沖擊該 開口。即使細屑確實沖擊入該開口中，利用扳手轉(zhuǎn)動該楔形件仍可容易地使該楔形件返回。 該楔形件的錐形使得圍繞該鎖的開口在所示取向中的該組件的底部上較大。采用這種配 置，當該楔形件松開時細屑會掉出。在該優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，該楔形件的較寬的溝槽也會使細屑從 該鎖中釋放，并從而避免該鎖“粘接”在該組件中。另外，因為有螺紋的楔形件的錐形，只需 稍一轉(zhuǎn)動該楔形件就可快速地松開該組件。如果需要，可以使用橡膠蓋等(未示出)來阻 止細屑侵入插孔29中。
在一優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，提供了鎖閂組件56以將該楔形件保持在該開口中。如圖2-4和 圖8所示，優(yōu)選在溝槽20內(nèi)設(shè)置棘輪齒58以與鎖閂60合作。通過使該齒凹入該溝槽內(nèi)， 該齒不會破壞該楔形件和該筒管的螺紋聯(lián)接或破壞該楔形件與支承結(jié)構(gòu)17和筒管14的接 合。該棘輪齒適于與安裝在磨損件16 (圖6-8)、筒管14 (圖10和12)或支承結(jié)構(gòu)17 (未示 出)任一個上的鎖閂60接合。該齒傾斜允許使該楔形件在緊固方向轉(zhuǎn)動，但防止在松開方 向轉(zhuǎn)動。該齒通常只沿著溝槽20的大約1/3長度形成，以保證當完全將該楔形件緊固以備 使用時該鎖閂與該齒接合。當然，如果需要，該齒也可以沿著大于或小于該溝槽的大約1/3 長度定位。齒數(shù)及其在該楔形件上的位置很大程度上取決于要聯(lián)接在一起的部件之間的期 望的移動量、以及元件的期望磨損和該鎖的再緊固情況。優(yōu)選的是，該齒沿著該楔形件的后 端(即，該楔形件最寬處)定位，使得該鎖閂60牢固地與該齒接合而且該楔形件的應(yīng)力最 小。然而，其他結(jié)構(gòu)也可以。該齒可以為可反向的形式，它阻止在兩個方向不需要的轉(zhuǎn)動， 但允許在扳手等的力作用下轉(zhuǎn)動_即，在足夠負荷下棘爪可收回以允許該楔形件在緊固或 松開方向轉(zhuǎn)動。另外，還可省去該齒。另一種方案是設(shè)計鎖閂60，將力加在該楔形件上，以 用摩擦力阻止該楔形件在使用過程中的無意轉(zhuǎn)動。優(yōu)選鎖閂60包括主體62和彈性件63，它們裝配在腔64內(nèi)，該腔64在一個孔23 中開放(圖6和7)。該主體設(shè)置有與該楔形件12上的棘輪齒58接合的棘爪65。該彈性 件壓緊棘爪65形成與棘輪齒的接合，并且當將該楔形件的較寬部分驅(qū)入該開口 21中時允 許該主體收回至該腔中。在該優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，主體62包括與筒管14上的隆起部40互補的螺 旋形隆起部66，S卩，該隆起部具有相同節(jié)距并定為成與隆起部40的軌跡匹配。由于操作者將該筒管放置在開口 21中，因此腔60可容納主體62，帶有能使該主體按需要偏移以保證 隆起部66與隆起部40互補的間隙。該間隙不需大(例如，在較大的系統(tǒng)中，約為0.03英 寸)，因為筒管的調(diào)節(jié)范圍小，它可利用臂正確地放置在確定孔23的壁上。另外，因為溝槽 20從楔形件12的前端18伸向后端27，因此溝槽20的寬度可形成得較窄。以此方式，即使 開始不對準，該溝槽也可以容易地與筒管14上的隆起部40和主體62上的隆起部66接合， 并且當該溝槽變窄時逐漸使主體62偏移而與隆起部40對準。優(yōu)選該主體62可用粘合劑 (或通過鑄造)與彈性件63粘接，而該彈性件63又通過粘合劑粘接在腔64中。然而，該主 體和彈性件可利用摩擦或其他手段保持在腔64中。雖然可以使用其他材料，但該主體優(yōu)選 由塑料、鋼或任何其他提供防止在挖掘機工作過程中該楔形件轉(zhuǎn)動所需的力的材料以及橡 膠彈性件構(gòu)成。在使用中，隆起部66容納在溝槽20中。當該楔形件達到緊固位置時，棘爪65與 齒58接合。然而，由于齒的傾斜和提供有彈性件63，當該楔形件在緊固方向轉(zhuǎn)動時，該鎖閂 支撐在該齒上。棘爪65與齒58鎖緊，以防止該楔形件反向轉(zhuǎn)動。當利用扳手在松開方向 轉(zhuǎn)動該楔形件時，該棘爪設(shè)計成與主體62斷開。使該棘爪斷開的力在預(yù)期由扳手加的正常 力以內(nèi)，但仍比通過正常使用挖掘齒加在該楔形件上的扭矩大得多。或者，可以提供槽或其 他裝置，允許該鎖閂收回和該棘爪與該齒脫開以便于該楔形件反向轉(zhuǎn)動。在由于表面磨損 導(dǎo)致齒松開后，隆起部66和隆起部40放置在溝槽20中起到使該楔形件保持在開口 21中 的作用?；蛘?，鎖閂60可以放置在沿著轉(zhuǎn)接器17中的孔25的前壁部51形成的腔內(nèi)。當安 裝在尖端19上時，該鎖閂將如上述起同樣作用。另外，如果需要，可將一插入件(未示出) 放置在楔形件12和孔25的前壁部51之間。該插入件可以像筒管14中的凹部36 —樣包 括帶有隆起部的凹部；或簡單地具有光滑的凹部以容納該楔形件。為了更大的機械優(yōu)點或 其他理由，可以利用該插入件充滿該轉(zhuǎn)接器(或其他支承結(jié)構(gòu))中的大的開口的空間，或適 應(yīng)帶有較小螺距的螺紋的楔形件；并且還提供可承靠在該轉(zhuǎn)接器上的大的表面積。另外，可 使該插入件的前表面與孔25的前壁部51配合，以增加該轉(zhuǎn)接器和該鎖之間的支承面積，并 因而減小在部件中產(chǎn)生的應(yīng)力。還可以使用鎖閂等來保持該插入件在適當位置。在該插入 件中還可提供如鎖閂60 —樣的鎖閂。在另一個實施例(圖9禾Π 10)中，鎖IOa的鎖閂60a安裝在形成于筒管14a的凹 部36a中的腔64a中。如同鎖閂60 —樣，優(yōu)選鎖閂60a包括帶有螺旋形隆起部66a和棘爪 65a的主體以及一彈性件63a。鎖閂60a的工作方式與上述的鎖閂60相同。不論該鎖閂是 否安裝在筒管、磨損件或支承結(jié)構(gòu)上，該楔形件上的齒58用相同方式形成。如圖9所示，隆 起部66a作為一個隆起部40的繼續(xù)部分設(shè)置。雖然，所示的鎖閂60與最接近該楔形件的 后端27的隆起部40對準，但該鎖閂可以在沿著凹部36a的任何地方形成。如果重新放置 該鎖閂，則在楔形件12上的齒58也需要在溝槽20中重新放置以與鎖閂60a的棘爪65a接
I=I ο鎖IOa示出帶有適于用在Whisler型結(jié)構(gòu)中的筒管14a (圖11和12)。然而，帶有 如鎖閂60a —樣的鎖閂的筒管可用于將尖端固定在轉(zhuǎn)接器上，將蓋板固定在唇部上，或?qū)?其他單獨的元件固定在一起。在所示的實施例中，筒管14a的臂28a形成有內(nèi)表面70，當該 臂從主體26a向遠處伸出時該內(nèi)表面岔開以與通常形成于Whisler型轉(zhuǎn)接器17的后端上的傾斜表面72嚙合。在使用中，該轉(zhuǎn)接器17的分叉腿部74騎跨在挖掘鏟斗的唇部76上。 每個腿部包括與在唇部76中形成的孔80對準的細長孔78。對準的孔78、80合作確定容 納鎖IOa的開口 82。與鎖10 —樣，優(yōu)選鎖IOa可作為單獨的元件安裝，而筒管14a則首先 安裝在開口 82中；但也可以作為一個單元安裝，而楔形件12則只部分地放入凹部36a中。 在任一種情況下，一旦將鎖IOa插入開口 82中，在緊固方向轉(zhuǎn)動該楔形件，將該楔形件驅(qū)入 該開口 82中(圖12)。這種驅(qū)動作用繼續(xù)，直至該筒管的臂充分地抓住該轉(zhuǎn)接器放在唇部 上為止。當在腿部74上有細長孔78時，需要將該鎖閂安裝在筒管14或唇部80上。然而， 當使用這種細長開口時，為了將該組件保持在緊固狀態(tài)，在磨損開始出現(xiàn)后，可按這種結(jié)構(gòu) 的需要重新緊固該鎖。上述使用齒的各種鎖的實施例也可用在Whisler型連接中。如上所述，可以設(shè)置插入件90在該支承結(jié)構(gòu)中的孔的前壁部和該楔形件之間作為鎖的一部分(圖13和14)。在所示實施例中，除了插入件90以外，鎖IOb與鎖IOa相同， 因此使用共同的附圖標記。優(yōu)選該插入件包括后表面91，當該楔形件在完全前進位置時，該 后表面提供與該楔形件的形狀互補的光滑的凹部，但其他形狀和/或提供容納在溝槽20中 的隆起部(除了或代替隆起部40)也可以。為了防止在楔形件轉(zhuǎn)動過程中插入件運動，優(yōu) 選該插入件包括與唇部76焊接的唇部92。然而，可以使用鎖閂或其他手段來固定該插入件 在適當位置。該插入件起到的作用是保護該唇部不受磨損和/或填充在該唇部或其他元件 中的大的開口。可以利用根據(jù)本發(fā)明的鎖將其他形式的轉(zhuǎn)接器(或其他磨損件)固定在鏟 斗唇部上，例如在2003年4月30日提出的、題為“用于挖掘機的挖掘刃邊的磨損組件 (Wear Assembly for the Digging Edge of an Excavator)，，白勺同時待審白勺專禾串 i青 No. 10/425，606中公開的，這里全部引入該專利申請作為參考；或在2003年4月30日提出 的、題為“用于挖掘用的挖掘刃邊的磨損組件(Wear Assembly for Excavating Digging Edge)”的同時待審的專利申請No. 10/425, 605中公開的，這里全部引入該專利申請作為參 考?？梢允褂闷渌鞣N備選結(jié)構(gòu)來提供附加的支承或減小在使用過程中的該楔形件 內(nèi)的應(yīng)力，從而延長元件的壽命。作為一個例子，楔形件12和筒管114(圖17)被示出將轉(zhuǎn)接器119固定在挖掘鏟 斗的唇部176上，該楔形件12和筒管114基本上具有與筒管14a相同的構(gòu)造(雖然其他 變型也可以)。在這個例子中，雖然擋塊塊體不是必要的且可以省略，但轉(zhuǎn)接器119的腿部 124的末端適于裝配在擋塊塊體120上用作附加支承。另外，在楔形件12和該唇部中開口 180的前壁之間的插入件190設(shè)置有延伸的臂192，以使該唇部的內(nèi)外表面重疊。這些延伸 的臂提供對插入件的附加支承和可將該臂焊接在該唇部上的增大的表面?？梢岳斫?，為了 適應(yīng)增加的臂的長度，可在該轉(zhuǎn)接器內(nèi)設(shè)置間隙193。在另一個例子中(圖18和19)，在插入件190a和楔形件112之間設(shè)置托架200。 優(yōu)選托架200包括承靠在該楔形件(雖然其他表面也可以)上的槽形后表面202 (像圖14 中的插入件90的表面91 一樣)和彎曲的凹形的前表面204 (即，大致圍繞橫軸彎曲的)。 在該實施例中，插入件190a的后表面191a與托架表面204互補使得大致圍繞橫軸彎曲(代 替例如圖14中所示的插入件90的垂直軸)。然而，大致如同筒管14a或插入件90容納楔 形件12 —樣，托架200的前表面204也具有凹形彎曲的形狀，以確定容納插入件190的大致垂直的槽。然后，該插入件190a的后壁191a將具有互補的凸形或隆起表面的形狀，可放置在所形成的槽內(nèi)。該槽和隆起表面也可顛倒，使該槽在該插入件上以及該隆起表面在該托 架上。唇部176中的開口 180的前壁可形成有凸的壁以便直接靠緊托架200的前表面204， 但插入件190最好來保護該唇部并能夠與現(xiàn)有的唇部結(jié)構(gòu)配合。當使用轉(zhuǎn)接器119時，所加負荷將使該轉(zhuǎn)接器腿部174在縱向偏移，即，沿著唇部 176的內(nèi)外表面向前和向后偏移。雖然使用擋塊塊體120會限制向后運動，但腿部仍力圖 拉向前。任何情況下，腿部的這種偏移可將很大的壓縮負荷加在楔形件上，并在該楔形件上 產(chǎn)生應(yīng)力，這可縮短使用壽命。通過使用托架200，該楔形件12和托架200可圍繞插入件 190a旋轉(zhuǎn)(即，圍繞大致橫軸)，以適應(yīng)腿部的另外的偏移，從而減小在楔形件中的應(yīng)力，因 此增加該楔形件的使用壽命。例如，如圖18a和18b所示，在該轉(zhuǎn)接器的前端加向下的負荷將使轉(zhuǎn)接器119的上 腿部沿著唇部176的內(nèi)表面向前偏移。當不使用擋塊塊體120時，下腿部會伴隨著向后偏 移。在本例子中，上腿部的這個向前偏移可將大的壓縮力加在楔形件上并形成一定大小的 過盈配合H，該過盈配合通常被楔形件的壓縮所適應(yīng)。如圖18b所示，當使用托架時，該上腿 部的向前偏移至少部分地被該托架的偏移所適應(yīng)，使得過盈配合h的大小小于對于轉(zhuǎn)接器 腿部的相同向前偏移量的過盈配合H。楔形件的偏移可以使鎖自動調(diào)節(jié)，以增加承受負荷的接觸表面積，從而減小局部 敲擊鎖元件(特別是楔形件)或?qū)︽i元件其他損害的可能性。在另一個實施例中(圖20)，托架210包括將要放置在插入件190b的凹的后表面 上的彎曲的凸的前表面212 (即，圍繞大致橫軸彎曲)。在該實施例中，如以上對托架200所 述，在負荷作用下，該托架和楔形件可偏移以適應(yīng)轉(zhuǎn)接器119的腿部的偏移。作為另一個備選結(jié)構(gòu)(圖21)，托架220形成有具有偏置構(gòu)造的前表面224。更具 體的是，前表面224包括上部225和下部226，每個都具有如在托架210中使用的凸的彎曲。 前表面224的中心部分227具有切出凹部的凸的彎曲表面，優(yōu)選其原點的曲率半徑與該上 部225和下部226相同。插入件190b具有互補的后表面。因此托架220的工作方式與托 架210基本相同，但更薄以便用在唇部176和轉(zhuǎn)接器119的較小的開口中。作為另一種方案，托架230可與切短的楔形件112 —起使用以適應(yīng)轉(zhuǎn)接器腿部174 的偏移。在該實施例中也去除了筒管。更具體的是，與托架210基本相同，托架230包括凸 的前表面234。然而，托架230還包括靠緊下腿部174的延伸的臂231，以代替筒管14。另外，托架可以同樣與傳統(tǒng)楔形件和筒管結(jié)構(gòu)(即，不轉(zhuǎn)動的楔形件)一起使用， 以使鎖進行同樣的偏移，更好地適應(yīng)該腿部的偏移。在另一個實施例中(圖23-25)，筒管314與磨損件319形成整體形成。在這個結(jié) 構(gòu)中，蓋板319或其他磨損件包括一對騎跨在唇部376上的腿部374。一個腿部374a (在這 個例子中為內(nèi)腿部)形成有用于容納楔形件12的開口 378。筒管314鑄造成(或用其他方 法形成)腿部374的整體部分，以形成開口 378的后壁。筒管314設(shè)置有如上述用于筒管 14a(或筒管14)的相同前端結(jié)構(gòu)。筒管314還進一步從腿部374的內(nèi)側(cè)375突出，以裝配 在唇部376的孔380內(nèi)，靠在后壁381上。腿部374b比腿部374a短，能夠使磨損件319轉(zhuǎn) 動到唇部376上，并將蓋板314放入開口 380中。在圖23和24中，磨損件319部分地圍繞 唇部376旋轉(zhuǎn)，蓋板314則大致放在唇部376的孔380內(nèi)。一旦磨損件319完全裝配在唇部376上，則如上所述插入和緊固楔形件12。 本發(fā)明的鎖也可用在各種不同的組件中以便將分開的部件固定在一起。雖然本發(fā) 明特別適用于將尖端固定在轉(zhuǎn)接器上，以及將轉(zhuǎn)接器或蓋板固定在唇部上，但本發(fā)明也可 用于固定挖掘作業(yè)中的其他磨損件，或簡單地固定可以或不可以用在挖掘作業(yè)中的其他分 開的元件。另外，以上的討論涉及本發(fā)明的優(yōu)選實施例。在不偏離由權(quán)利要求書所確定的 本發(fā)明的精神和較寬方面的條件下，可以有各種其他的實施例，以及作許多改變和改進。
權(quán)利要求
一種用于挖掘設(shè)備的磨損組件，包括支承結(jié)構(gòu)、安裝在該支承結(jié)構(gòu)上的磨損件和可松開地將該磨損件固定在該支承結(jié)構(gòu)上以保護挖掘設(shè)備不受磨損的鎖；該支承結(jié)構(gòu)和該磨損件配合確定用于容納該鎖的開口，該鎖包括楔形件和放置在開口中以將磨損件保持在支承結(jié)構(gòu)上的筒管，該筒管包括槽形的凹部以容納該楔形件和該凹部中的螺紋構(gòu)造，該楔形件在其外表面上形成有螺紋構(gòu)造，該螺紋構(gòu)造與該開口中筒管上的螺紋構(gòu)造螺紋連接，使得該楔形件的轉(zhuǎn)動將該楔形件運動至該開口中以將該鎖緊固在該開口中并將磨損件在支承結(jié)構(gòu)上推得更遠。
2.如權(quán)利要求1所述的磨損組件，其中該楔形件上的螺紋構(gòu)造由螺旋形溝槽確定。
3.如權(quán)利要求2所述的磨損組件，其中該溝槽具有大螺距，使得該楔形件的外表面的 大部分存在于該溝槽的每一對圈之間，為該鎖提供支承表面。
4.如權(quán)利要求2所述的磨損組件，其中該螺紋構(gòu)造在該筒管上形成為與該溝槽接合的 至少一個突出部。
5.如權(quán)利要求1所述的磨損組件，還包括用于將該鎖在緊固狀態(tài)下固定在該開口中的 鎖閂。
6.如權(quán)利要求5所述的磨損組件，其中該鎖閂安裝在該磨損件上。
7.如權(quán)利要求5所述的磨損組件，其中該鎖閂安裝在該筒管上。
8.如權(quán)利要求1所述的磨損組件，其中該筒管與該磨損件接合，該楔形件與該支承結(jié) 構(gòu)接合。
9.如權(quán)利要求1所述的磨損組件，其中該筒管具有包括主體和一對臂的大致C形構(gòu)型。
10.如權(quán)利要求9所述的磨損組件，其中筒管的臂形成有內(nèi)表面，當該臂從主體向遠處 伸出時該內(nèi)表面岔開以與磨損件上的對應(yīng)的傾斜表面嚙合。
11.如權(quán)利要求9所述的磨損組件，還包括與該楔形件接合的在該筒管對面的插入件。
12.如權(quán)利要求1所述的磨損組件，還包括與該楔形件接合的在該筒管對面的插入件。
13.如權(quán)利要求1所述的磨損組件，其中楔形件是有錐度的，使得在該楔形件的大部分 和該開口的壁之間存在大的間隙。
14.如權(quán)利要求1所述的磨損組件，其中楔形件的后端設(shè)置有轉(zhuǎn)動構(gòu)造，以方便與用來 轉(zhuǎn)動該楔形件的工具接合。
15.如權(quán)利要求1所述的磨損組件，其中該楔形件上的螺紋構(gòu)造的角度隨著該溝槽從 前端延伸至后端而變得更淺。
全文摘要
本發(fā)明公開了可松開的聯(lián)接組件。一種包括楔形件(12)和筒管(14)的鎖(10)用于將組件的分開的元件可松開地固定在一起。該楔形件(12)和筒管(14)螺紋連接在一起，不用錘子擊或撬動就可將楔形件驅(qū)入和驅(qū)出該組件中的開口。該楔形件(12)和筒管的直接聯(lián)接不需要螺栓、墊圈、螺母和其它硬件，從而使部件數(shù)目減少。結(jié)果，該鎖制造便宜、容易使用且不會因為部件丟失或破壞或由于細屑或在嚴酷挖掘環(huán)境中遇到的其他困難而變得不能工作。另外，該楔形件(12)可被驅(qū)入該組件中以提供預(yù)期作業(yè)所需的緊固程度，和/或在使用過程中發(fā)生磨損后重新緊固該組件。優(yōu)選設(shè)置鎖閂組件(56)，以將該楔形件(12)牢固地固定在適當位置并避免在使用過程中部件的丟失。
文檔編號E02F3/36GK101831935SQ20101016394
公開日2010年9月15日 申請日期2004年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月30日
發(fā)明者特里·L·布里斯科 申請人:愛斯科公司