用於將附件聯接到機器的聯接器的製作方法
2023-07-04 23:34:01
專利名稱：用於將附件聯接到機器的聯接器的製作方法
用於將附件聯接到機器的聯接器本發明涉及用於將附件(例如鏟鬥)聯接到機器(例如液壓挖掘機)的聯接器。液壓挖掘機是安裝有一系列鏟鬥的機器，以在地面上挖洞和溝渠。它們還可安裝有液壓錘、抓斗或其他附件，以在拆建行業中進行寬範圍的工作。這些鏟鬥例如初始地設計成通過兩個銷連接到挖掘機。前銷安裝到挖掘機的主挖掘臂，並且後銷安裝穿過鏟鬥的後面並且安裝到稱為傾斜連接件(tipping link)的臂上。傾斜連接件通過液壓缸致動，當液壓缸延伸和收回時，液壓缸使得鏟鬥圍繞挖掘臂旋轉。該作用允許鏟鬥挖掘、填充、保持以及卸載其載荷。鏟鬥和其他附件需要定期地更換。這通常是長的過程，但近些年，已發明了快速聯接器並且現在已普遍使用。存在許多不同類型和形式的快速聯接器，並且作為現有技術可提及 EP-A-1318242 和 WO 2008/051095。由於一些死亡事故，英國健康和安全執行部門、英國標準學會和國際標準化組織已關注快速聯接器的安全方面。現在以下需求處於強制狀態第一接合系統，以附接和保持鏟鬥或其他附件；第二鎖定元件，以在發生第一接合力喪失下阻止鏟鬥或其他附件脫離聯接器；以及第二鎖定元件必須具有足夠的強度，以經得起在滿功率下通過致動系統會施加給其的力或在如果第一接合力不起作用時通過正常的工作力會施加給其的力。根據本發明，提供了一種用於將附件聯接到機器的臂的聯接器，該聯接器包括結構件(structure),其具有第一爪和第二爪；第一保持裝置，其用於將附件的第一銷鎖定在所述第一爪中；第二保持裝置，其用於將附件的第二銷鎖定在所述第二爪中；致動裝置，其用於使所述第一保持裝置在第一位置和第二位置之間運動，在第一位置，所述第一保持裝置將所述第一銷鎖定在所述第一爪中，在第二位置，所述第一保持裝置未將所述第一銷鎖定在所述第一爪中，該布置使得如果所述第一保持裝置在所述第一位置，所述第二保持裝置將所述第二銷鎖定在所述第二爪中，並且，如果所述第一保持裝置在所述第二位置，所述第二保持裝置未將所述第二銷鎖定在所述第二爪中；以及限制裝置，其用於在所述致動裝置出現故障時限制所述第一保持裝置從所述第一位置至所述第二位置的運動。所述致動裝置可包括液壓缸和活塞的布置。所述限制裝置可包括彈簧裝置，致動裝置逆著所述彈簧裝置的動作起作用，從而使所述第一保持裝置從所述第一位置運動到所述第二位置。優選地，所述第一保持裝置被滑動件支撐，該滑動件通過所述致動裝置是可運動的。在這種情況下，如果所述限制裝置包括彈簧裝置，則所述彈簧裝置可具有附接到所述滑動件的一端和通過所述結構件固定的相對端。在優選實施例中，如果所述第一保持裝置在所述第一位置，所述滑動件將所述第 二保持裝置維持在用於將所述第二銷鎖定在所述第二爪中的位置。在這種情況下，如果所述第一保持裝置在所述第二位置，聯接器可使得所述滑動件未將所述第二保持裝置維持在用於將所述第二銷鎖定在所述第二爪中的位置。例如，所述滑動件可具有槽，如果所述第一保持裝置在所述第二位置，所述第二保持裝置可運動到所述槽中。所述第二保持裝置可包括樞轉構件，所述樞轉構件設置有彈簧推動裝置(springurging mean)，如果所述第一保持構件在所述第二位置時，彈簧推動裝置驅動所述構件離開所述第二銷。在這種情況下，所述彈簧推動裝置可包括圍繞所述樞轉構件的樞軸的螺旋彈簧裝置(coil spring means)。在優選實施例中，所述第一保持裝置包括鉤構件。優選地，所述第二銷在第一方向進入所述第二爪，第一方向大體平行於所述第一保持裝置從所述第一位置運動到所述第二位置的方向，所述第一銷在第二方向進入所述第一爪,第二方向大體垂直於所述第一方向。優選地，聯接器包括鎖定布置，如果所述聯接器的縱軸未布置在允許發生所述致動裝置將所述第一保持裝置運動到所述第二位置的方向上，則所述鎖定布置阻止所述致動裝置將所述第一保持裝置運動到所述第二位置。在聯接器的使用中所述方向可以是垂直方向或多至在垂線任一側的給定角度。在這種情況下，所述爪中的一個可面向平行於所述縱軸的方向，如果所述爪中的所述一個爪在使用所述聯接器時未面朝上或未以在垂線任一側的所述給定角度面朝上，則所述鎖定布置阻止所述致動裝置將所述第一保持裝置運動到所述第二位置。所述鎖定布置可包括支撐第一可運動的鎖定元件和第二可運動的鎖定元件的構件，如果所述縱軸未布置在允許發生所述致動裝置將所述第一保持裝置運動到所述第二位置的方向上，則所述第一可運動的鎖定元件和第二可運動的鎖定元件中的至少一個處於阻 止所述致動裝置將所述第一保持裝置運動到所述第二位置的位置。在這種情況下，所述鎖定元件可作用於所述第一保持裝置。例如，所述第一保持裝置可設置有第一腔室和第二腔室，如果所述縱軸未布置在允許發生所述致動裝置將所述第一保持裝置運動到所述第二位置的方向上，所述鎖定元件中的至少一個經由所述腔室中的相應一個與所述第一保持裝置接合，以阻止所述致動裝置將所述第一保持裝置運動到所述第二位置。所述鎖定元件可以是在重力下可運動的。所述鎖定元件中的至少一個可在所述鎖定布置的所述構件的孔中是可運動的。所述鎖定元件可以是滾珠支承件(ball bearing)。本發明的優選實施例在於滑動件的作用和位置，滑動件致動保持構件並將保持構件維持在適當位置中。該保持構件始終將附件(尤其是挖掘機鏟鬥)的前銷鎖定在適當位置中，並且僅在滑動件液壓地向前運動時才允許前銷離開聯接器。在保持構件始終鎖定前銷時，附接到滑動件的保持鉤還被維持在適當位置以鎖定附件的後銷。後銷和前銷的這種鎖定通常通過由液壓缸施加的壓力實現(第一接合)。然而，如果第一接合動力喪失，第二鎖定開始作用。第二鎖定是維持滑動件的彈簧力的組合作用，這繼而將保持構件維持在鎖定位置。滑動件的作用、保持構件和保持鉤的位置的獨特特徵確保在第一接合故障發生時鏟鬥將不通過任一銷脫離。本發明的優選實施例的另一個特徵是在第一接合出現故障後允許鏟鬥發出響聲。這將警告操作者存在需要解決的問題。雖然第二鎖定將使得鏟鬥發出響聲，還將不能夠脫1 接合。應領會，本發明可應用於除鏟鬥外的其他形式的附件，例如液壓錘或抓斗。現將參考附圖來描述本發明，其中圖I示出附接到根據本發明的優選實施例的聯接器的挖掘機鏟鬥；圖2是聯接器的透視圖；圖3是聯接器的部件的剖開透視圖；圖4是示出聯接器的第一保持裝置和滑動件的分解圖；
圖5示出聯接器的液壓缸；圖6a_6c是在聯接器中使用的推動彈簧裝置的視圖；圖7是聯接器的部件的詳細截面圖；圖8-10是聯接器在不同操作階段的垂直剖開視圖；圖Ila和Ilb是貫穿用於根據本發明的聯接器的安全鎖定布置的截面；以及
圖12a至15a和12b至15b是貫穿具有圖11和Ilb的布置的在多個角位置處的聯接器的截面。聯接器I包括第一和第二鋼製側部部分2，每個側部部分具有設置有軸襯的第一開口 3和第二開口 4。在使用時，穿過開口 3和4的銷分別聯接到液壓挖掘機的傾斜連接件和主臂，並且鏟鬥5附接到聯接器I (見圖I)。側部部分2被鋼製主支撐結構件6支撐並且在側部部分2之間是鋼製滑動件7，滑動件具有槽8。滑動件7被安裝成在一對內部棒9(在結構件6的每側上具有一個內部棒)上滑動並且用螺栓連接到隨滑動件運動的保持件10。結構件6還經由凸緣11支撐具有活塞13和活塞杆14的液壓驅動缸12。在缸12的相對的側上是油輸入/輸出孔15和16，油輸入/輸出孔15和16中的一個與圖中活塞13的右側連通且另一個(經由導管17)與圖中活塞13的左側連通。杆14的端部以環形部分18的形式被接納在滑動件7上的一對U形夾(clevis) 19之間並且通過延伸穿過U形夾的銷20緊固到這對U形夾19。每個U形夾19與滑動件7下面的保持鉤21為一體。U形夾19和21鉤構件被焊接到滑動件7，但是它們可與滑動件7鑄造成整體鑄件。杆14可抵抗第一和第二彈簧22 (在缸12的每側上有一個)的動作作用於滑動件7o每個彈簧22的一端附接到由結構件6支撐的相應的夾具(fixture) 23，每個彈簧22的另一端附接到滑動件7上的直立構件24。保持鉤21充當第一接合系統的部分。結構件6的底面在每側上界定後爪25和前爪26。每個前爪26利用焊接到爪26並且在爪26的底部之間延伸以提供襯裡布置27的鋼製襯裡做內襯。在前爪26之間是保持夾構件28。構件28附接到樞軸29，圍繞樞軸29存在螺旋彈簧裝置30 (見圖6a_6c)，螺旋彈簧裝置30作用以在圖中的向上方向上推動構件28。更具體地，彈簧裝置30包括一對螺旋彈簧段31，螺旋彈簧段31通過接納在構件28底面中的凹槽33中的支段32連接，每個段31終止於末端叉狀物(end prong) 34，每個末端叉狀物支撐在襯裡布置27的內側上(見圖7)。在圖8-10中，示出挖掘機鏟鬥的後銷和前銷35和36，銷35接納在後爪25中，並且銷36接納在前爪26中。現將描述聯接器的操作。
圖8示出處於完全鎖定位置的聯接器I。如果第一接合系統出現故障，聯接器通過將後銷和前銷35和36鎖定在聯接器內來保持鏟鬥。這通過滑動件7的以下獨特動作來實現定位保持夾構件28以鎖定前銷36，並且定位保持鉤21以將後銷35鎖定在適當位置中。如可從圖8看見，保持鉤21夾持後銷35，這繼而將前銷36拉到前爪26中。現在在該位置，滑動件7逆著彈簧裝置30的動作將保持夾構件28維持在鎖定位置中，並且兩個銷35和36分別被鎖定在爪25和26中。圖9示出聯接器I處於其中缸12的液壓已不起作用的位置。彈簧22將拉動滑動件7，將其維持在鎖定位置。後銷35被保持鉤21捕捉並且前銷31被保持夾構件28捕捉。因此，兩個銷35和36被安全地保持在聯接器I的主體內。保持鉤21可藉助於其與銷35的接合僅向後運動到主結構件6將允許的程度。聯接器I的優點是，在這種模式中，鉤21的位置將允許鏟鬥發出響聲，以在第一接合故障的情 況下警告操作者存在問題。圖10示出聯接器I處於完全釋放位置。該位置僅可在來自缸12的液壓動力下實現。滑動件7通過缸12向後運動，使保持鉤21隨其運動。後銷35現已釋放。滑動件7的動作還能夠使保持夾構件28通過彈簧裝置30向上推動並且固定到滑動件7的槽8中。保持夾構件28現已運動成遠離前爪26，從而釋放前銷36。將看見，在圖中，前爪26在與鉤21的運動方向大體平行的第一方向上面朝外，然而後爪25在圖中在與第一方向大體垂直的第二方向上面朝下。因此，後銷35在大體垂直於前銷36進入和離開前爪26的方向的方向上進入和離開後爪25。現將描述上面的聯接器的優選形式，如果聯接器處於對於聯接器發生解除鎖定來說不安全的位置時，即，如果面向平行於聯接器縱軸的方向的前爪26直接面朝下或以多至在垂線任一側的給定角度面朝下時，則聯接器不可能被意外地或非故意地解除鎖定(即，被置於完全釋放的位置)。對於解除鎖定聯接器的安全位置為使前爪26直接面朝上或以在垂線任一側的給定角度面朝上(在這種情況下，如果聯接器處於其完全釋放的位置，則鏟鬥或具有在爪26中的銷的其他附件的重量將不使得鏟鬥或其他附件與機器脫離)。即，聯接器不能被置於完全釋放的位置，除非爪26在使用聯接器時面朝上且聯接器的縱軸在垂直方向或以在垂線任一側的給定角度延伸。用於上述目的，設置了另外的鎖定布置38，包括經由凸緣40螺栓連接到支撐結構件6的每側的鋼製構件39。從聯接器的縱軸偏移並且在構件39的一側上，鋼製構件39包括傾斜成角度的機械加工孔41，以接納第一鋼製滾珠支承件42-見圖11a。孔41與第一腔室43連通，第一腔室43在鉤21的頂部並且與孔41對準。從聯接器的縱軸偏移並且在構件39的從孔41的相對側上，構件39的底面形成有腔室44，腔室44與鉤21的頂部中的第二腔室45對準-見圖lib。具有第二鋼製滾珠支承件46，其可被接納在腔室45中。現將參考圖12a至15a(其示出在不同位置處的貫穿聯接器、貫穿孔41的截面)和圖12b至15b (其示出在相應位置處的貫穿聯接器、貫穿腔室45的截面)描述另外的鎖定布置的操作。聯接器包括圖I至10的聯接器(除了缸12在遠離U形夾19的端部處可樞轉地安裝到凸緣11外)，為了清楚，一些零件已從圖12a至15a和圖12b至15b中刪除。
在圖12a和12b中，聯接器的縱軸是垂直的，爪26直接面朝上。在圖中，滾珠支承件46已在重力作用下運動到腔室45中，並且滾珠支承件42已在重力作用下運動到孔41的頂部，使得聯接器可被置於如示出的其完全釋放的位置。在圖13a和13b中，聯接器從垂線旋轉通過60°，即對於地面成40°，在該位置，滾珠支承件46仍處於腔室45中，但滾珠支承件42已在重力作用下運動而進入腔室43，從而將聯接器置於鎖定狀態並且通過經由滾珠支承件42使鉤21與構件39接合而阻止聯接器被置於完全釋放的位置。在圖14a和14b中，聯接器以與圖13a和13b相反的方向從垂線旋轉通過60°，在該位置，滾珠支承件42已在重力作用下運動到孔41的頂部，而滾珠支承件46已在重力作用下運動進入腔室44，從而將聯接器置於鎖定狀態並且通過經由滾珠支承件46使鉤21與構件39接合而阻止聯接器被置於完全釋放的位置。在圖15a和15b中，聯接器已旋轉成使得爪26直接面朝下，滾珠支承件46現在位於腔室45中，而滾珠支承件42已在重力作用下運動進入腔室43，從而將聯接器置於鎖定狀態並且通過經由滾珠支承件42使鉤21與構件39接合而阻止聯接器被置於完全釋放的位置。因此，聯接器僅在如果爪26直接面朝上或以實施例中的多至在垂線任一側60度的給定角度的方向面朝上時，會被置於完全釋放的位置。另外地，藉助於經由滾珠支承件42和46中的一個使鉤21與構件39接合，使聯接器處於鎖定狀態。權利要求
1.一種用於將附件聯接到機器的臂的聯接器，所述聯接器包括 結構件，其具有第一爪和第二爪； 第一保持裝置，其用於將附件的第一銷鎖定在所述第一爪中； 第二保持裝置，其用於將所述附件的第二銷鎖定在所述第二爪中； 致動裝置，其用於使所述第一保持裝置在第一位置和第二位置之間運動，在所述第一位置，所述第一保持裝置將所述第一銷鎖定在所述第一爪中，在所述第二位置，所述第一保持裝置未將所述第一銷鎖定在所述第一爪中，該布置使得如果所述第一保持裝置在所述第一位置，所述第二保持裝置將所述第二銷鎖定在所述第二爪中，並且，如果所述第一保持裝置在所述第二位置，所述第二保持裝置未將所述第二銷鎖定在所述第二爪中；以及 限制裝置，其用於在所述致動裝置出現故障時限制所述第一保持裝置從所述第一位置運動至所述第二位置。
2.根據權利要求I所述的聯接器，其中所述致動裝置包括液壓缸和活塞的布置。
3.根據權利要求I或2所述的聯接器，其中所述限制裝置包括彈簧裝置，所述致動裝置逆著所述彈簧裝置的動作起作用，從而使所述第一保持裝置從所述第一位置運動到所述第二位置。
4.根據任一前述權利要求所述的聯接器，其中所述第一保持裝置被滑動件支撐，所述滑動件通過所述致動裝置是可運動的。
5.根據從屬於權利要求3的權利要求4所述的聯接器，其中所述彈簧裝置具有附接到所述滑動件的一端和通過所述結構件固定的相對端。
6.根據權利要求4或5所述的聯接器，其中如果所述第一保持裝置在所述第一位置，所述滑動件將所述第二保持裝置維持在用於將所述第二銷鎖定在所述第二爪中的位置。
7.根據權利要求6所述的聯接器，其中，如果所述第一保持裝置在所述第二位置，所述滑動件不會將所述第二保持裝置維持在用於將所述第二銷鎖定在所述第二爪中的位置。
8.根據權利要求7所述的聯接器，其中所述滑動件具有槽，如果所述第一保持裝置在所述第二位置，所述第二保持裝置能夠運動到所述槽中。
9.根據任一前述權利要求所述的聯接器，其中所述第二保持裝置包括樞轉構件，所述樞轉構件設置有彈簧推動裝置，如果所述第一保持構件在所述第二位置，則所述彈簧推動裝置驅動所述構件離開所述第二銷。
10.根據權利要求9所述的聯接器，其中所述彈簧推動裝置包括圍繞所述樞轉構件的樞軸的螺旋彈簧裝置。
11.根據任一前述權利要求所述的聯接器，其中所述第一保持裝置包括鉤構件。
12.根據任一前述權利要求所述的聯接器，其中所述第二銷在第一方向進入所述第二爪，所述第一方向大體平行於所述第一保持裝置從所述第一位置運動到所述第二位置的方向，所述第一銷在第二方向進入所述第一爪，所述第二方向大體垂直於所述第一方向。
13.根據任一前述權利要求所述的聯接器，包括鎖定布置，如果所述聯接器的縱軸未布置在允許發生所述致動裝置將所述第一保持裝置運動到所述第二位置的方向上，則所述鎖定布置阻止所述致動裝置將所述第一保持裝置運動到所述第二位置。
14.根據權利要求13所述的聯接器，其中在所述聯接器的使用中所述方向是垂直方向或多至在垂線任ー側的給定角度。
15.根據權利要求14所述的聯接器，其中所述爪中的一個爪面向平行於所述縱軸的方向，如果所述爪中的所述ー個爪在使用所述聯接器時未面朝上或未以在垂線任ー側的所述給定角度面朝上，則所述鎖定布置阻止所述致動裝置將所述第一保持裝置運動到所述第二位置。
16.根據權利要求13至15中任一項所述的聯接器，其中所述鎖定布置包括支撐第一可運動的鎖定元件和第二可運動的鎖定元件的構件，如果所述縱軸未布置在允許發生所述致動裝置將所述第一保持裝置運動到所述第二位置的方向上，則所述第一可運動的鎖定元件和第二可運動的鎖定元件中的至少ー個處於阻止所述致動裝置將所述第一保持裝置運動到所述第二位置的位置。
17.根據權利要求16所述的聯接器，其中所述鎖定元件作用於所述第一保持裝置。
18.根據權利要求17所述的聯接器，其中所述第一保持裝置設置有第一腔室和第二腔室，如果所述縱軸未布置在允許發生所述致動裝置將所述第一保持裝置運動到所述第二位置的方向上，所述鎖定元件中的至少ー個經由所述腔室中的相應ー個與所述第一保持裝置接合，以阻止所述致動裝置將所述第一保持裝置運動到所述第二位置。
19.根據權利要求16至18中任一項所述的聯接器，其中所述鎖定元件是在重力下可運動的。
20.根據權利要求16至19中任一項所述的聯接器，其中所述鎖定元件中的至少ー個在所述鎖定布置的所述構件的孔中是可運動的。
21.根據權利要求16至20中任一項所述的聯接器，其中所述鎖定元件是滾珠支承件。
全文摘要
公開了一種用於將附件(5)聯接到機器的臂的聯接器(1)。聯接器包括結構件(6)，其具有第一爪和第二爪(25、26)；第一保持裝置(21)，用於將附件的第一銷(35)鎖定在所述第一爪中；第二保持裝置(28)，用於將附件的第二銷(36)鎖定在所述第二爪中；和致動裝置(12、13、14)，用於使所述第一保持裝置在第一位置和第二位置之間運動，在第一位置，第一保持裝置將所述第一銷鎖定在所述第一爪中，在第二位置，第一保持裝置未將所述第一銷鎖定在所述第一爪中。該布置使得如果所述第一保持裝置在所述第一位置，所述第二保持裝置將所述第二銷鎖定在所述第二爪中，並且，如果所述第一保持裝置在所述第二位置，所述第二保持裝置未將所述第二銷鎖定在所述第二爪中。聯接器還包括限制裝置(22)，用於在所述致動裝置出現故障時限制所述第一保持裝置從所述第一位置至所述第二位置的運動。
文檔編號E02F3/36GK102667004SQ201080052379
公開日2012年9月12日 申請日期2010年10月20日 優先權日2009年10月21日
發明者克裡斯多佛·克雷格·加蘭德, 彼得·亨利·懷特, 約翰·雷金納德·瓦格斯塔夫 申請人:懷特斯材料處理有限公司