CN113389126A - 无锤切削刀头保持*** - Google Patents

Abstract

一种切削刀头包括具有回转体、外周表面和从外周表面延伸的第一保持凸块的后适配器部。该切削刀头还包括前部，以及被布置在该后适配器部与该前部之间的中间套环部。

Description

无锤切削刀头保持***

技术领域

本发明涉及工具适配器和保持***，这些工具适配器和保持***用于将工具(诸如切削刀头)附接至旋转工具(诸如用于铣床(例如冷铣刨机等)中的切削滚筒。具体地，本发明涉及一种无锤切削刀头保持***，该***可以容易地从该切削滚筒上拆卸该切削刀头，或者容易地将该切削刀头组装到切削滚筒。

背景技术

诸如切削滚筒的旋转工具通常由诸如冷铣刨机等的铣床使用，以用于剥离诸如土壤、松散岩石、沥青、路面、混凝土等的工作表面。可以想象，这些旋转工具可以使用适于执行必要工作的切削刀头。这些切削刀头易于磨损。因此，一旦这些切削刀头磨损，通常就需要进行更换。或者，可能需要根据加工材料改变一种类型的切削刀头用于另一种类型的切削刀头。例如，一个切削刀头可以很好地适于劈裂混凝土，而另一个切削刀头可以更好地适于劈裂沥青。

由于这些原因，已经开发了工具适配器(也称为工具夹具)，从而可以更换切削刀头而不需要更换整个切削滚筒。通常，切削刀头被压在工具夹具中，然后用压配合和/或螺纹紧固件保持。一旦零件磨损，需要通过锤击或使用气动工具或液压工具来更换。

例如，美国专利第5,067,775号公开了一种用于将采矿工具或耐磨套筒可旋转地保持在支撑块中的保持器。其包括由至少两个半环形构件组成的可移除套环，每个半环形构件具有从其内径延伸的凸缘和围绕其外径设置的凹槽。该可移除的套环在该采矿工具或该耐磨套筒的后部周围是可圆周地安装的，该后部在安装在该支撑块中时从该支撑块延伸。该延伸后部具有环圆周地布置在其中的凹槽。当半环形构件围绕其配合时，每个构件的凸缘与采矿工具或耐磨套筒的后部中的凹槽配合。围绕每个半环形构件的凹槽组合地限定围绕套环的基本上连续的凹槽。卡环可移除地安装在围绕可移除套环的基本连续的凹槽中。

然而，这种已知的保持***以及其他已知的保持***可能不如所希望的坚固并且容易组装/拆卸。因此，需要进一步改进这些保持***。

发明内容

根据本发明的实施例的保持***可以包括底座和工具适配器。该底座可以包括保持部，该保持部限定第一锁定机构接纳腔，工具适配器接纳腔，以及与该第一锁定机构接纳腔和该工具适配器接纳腔连通的第一保持凸块接纳凹槽。该底座还可以包括安装部，该安装部包括与该第一锁定机构接纳腔和该工具适配器接纳腔间隔开的底部附接表面。该工具适配器可以包括旋转表面，以及从该旋转表面延伸的第一保持凸块，该第一保持凸块被配置为在该底座的第一保持凸块接纳凹槽内滑动。

根据本发明的实施例的切削刀头可以包括具有回转体、外周表面和从外周表面延伸的第一保持凸块的后适配器部。该切削刀头还可以包括前部，以及被布置在该后适配器部与该前部之间的中间套环部。

根据本发明的实施例的底座可以包括保持部，该保持部限定第一锁定机构接纳腔、适配器部接纳腔，以及与该第一锁定机构接纳腔和该适配器部接纳腔连通的第一保持块接纳凹槽。因此，保持部可以是中空的。该底座还可以包括安装部，该安装部包括与该第一锁定机构接纳腔和该适配器部接纳腔间隔开的底部附接表面。该安装部可以是实心的。

附图说明

并入本说明书并构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的若干实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：

图1是一种机器的透视图，该机器可以使用根据本发明的实施例的无锤切削刀头保持***来将工具(诸如切削工具刀头)附接至旋转切削滚筒组件上。

图2是从机器上移除下来的图1的机器的旋转切削滚筒组件的透视图，其示出了连接到切削滚筒构件的多个切削工具组件。

图3是从图2的旋转切削滚筒组件移除的切削工具组件的透视图。

图4是图3的切削工具组件的分解组装图。

图5是根据本发明的实施例的工具适配器(也可称为刀头夹具)的透视图。

图6是顶部定向的分解剖视图，其示出了具有工具适配器部的工具，该工具适配器部组装到夹具块或从该夹具块拆卸，以组装或拆卸图3的切削工具组件。

图7示出了安装在保持***中的工具，该保持***包含在图6的夹具块中。该保持***被示出为处于解锁配置中。

图8示出了处于锁定配置的图7的保持***。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的实施例，其示例在附图中示出。在所有附图中，尽可能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，在本说明书中将指示参考数字，并且附图将示出参考数字后面跟随字母，例如100a、100b，或跟随撇号，例如100’、100”等。应当理解，在参考数字之后立即使用字母或素数表示这些特征具有类似的形状并具有类似的功能，如当几何结构关于对称平面成镜像时的通常情况。为了便于在本说明书中解释，字母和撇号通常不包括在本文中，但可以在附图中示出以指示在本书面说明书中讨论的具有类似或相同功能或几何形状的特征的重复。

本文将描述关于切削工具组件(也可称为保持***)、底座或保持器以及用于附接至旋转切削滚筒组件等的切削工具的设备和方法的各种实施例。

在一些实施例中，该保持***可以允许更容易地替换切削工具而不需要锤子。在一些实施例中，可以采用3/4棘轮。

图1示出了具有协作以完成任务的多个***和部件的示例性机器100。机器100可体现为执行与诸如采矿、建筑、农业、运输、运土或任何其他已知工业等工业相关联的某种类型的操作的移动式机器。例如，机器100可以是诸如冷铣刨机的铣床。机器100可包括动力源102和一个或多个底架组件104，该底架组件可由动力源102驱动。

动力源102可以在一定范围的输出速度和扭矩下驱动机器100的底架组件104。动力源102可以是发动机，诸如柴油发动机、汽油发动机、气体燃料动力发动机或任何其他合适的发动机。动力源102还可以是非燃烧动力源，诸如燃料电池、动力储存装置或本领域已知的任何其他动力源。

底架组件104可包括履带106。该底架组件104可以经由液压缸108附接至机器100，该液压缸108可以升高或降低或旋转以将机器100竖直地或水平地定位在相对于工作表面的期望位置处。可以采用其他类型的底架，诸如采用轮子、步行机构等的底架。

包括旋转切削滚筒组件112(最好参见图2)的器具组件110在图1中被示出为附接至机器100的底部并且从该底部延伸，使得该器具组件可以在工作表面上方悬停所希望的距离。器具组件110包括两个液压侧板114(图1中仅示出其中一个，但是应当理解，类似的侧板位于机器的相对侧)，其具有用于监测和定位旋转切削滚筒组件112(图2中示出)的位置传感器(未示出)。在侧板114之间延伸的盖板(图1或图2中未示出)通常用于部分地包围旋转切削滚筒组件112，该盖板位于切削滚筒的上方和后面。传动装置(图1中未示出)可操作地连接至动力源102和旋转切削滚筒组件112，从而允许动力源102驱动旋转切削滚筒组件112旋转并撕碎工作表面。

如图1所示，器具组件110装配有液压软管116以供给喷射到旋转切削滚筒组件112上的水，从而有助于在使用中从旋转切削滚筒组件112去除碎屑。这些碎屑被机器100转移到可折叠的输送机***118，该输送***将材料输送到另一个车辆或倾倒场地，废弃的材料在那里被拖离工作区域。

还示出了驾驶室120，其容纳座椅122和控制器124，以供操作者用于控制机器100的各种功能。该机器以及器具组件110的配置可以根据需要或希望而变化。图1的机器仅作为示例提供，因为其他类型的机器被认为在本发明的范围内。

现在查看图2，该旋转切削滚筒组件112包括基本上圆柱形的滚筒构件126，该滚筒构件带有多个切削工具组件200，这些切削工具组件以本领域已知的方式围绕其圆周附接至该滚筒构件126。例如，切削工具组件200可以具有块或底座202，该块或底座被焊接或以其他方式粘附或紧固到滚筒构件126。可以设想，底座202可以与滚筒构件126一体地形成，具有与滚筒构件126一体的构造。在滚筒构件126的轮毂204上显示了一系列螺栓孔206，用于将切削滚筒构件126附接至器具组件110。切削工具组件200被示出为沿着围绕滚筒构件126的圆周的螺旋路径附接至切削滚筒构件126，每个切削工具组件200的切削刀头300以与相邻切削工具组件200’稍微不同的攻角沿着该螺旋路径延伸。可以设想，每个切削工具组件的布置、配置和攻角可以根据需要或期望而变化。

从图3和图4开始，将更详细地讨论根据本发明的实施例的切削工具组件200(也可称为保持***)。

该切削工具组件200可以包括底座202，该底座包括保持部210(由于该部分保持了切削刀头和/或工具适配器等而得名)，该保持部限定第一锁定机构接纳腔212、工具适配器接纳腔214，以及与第一锁定机构接纳腔212和工具适配器接纳腔214连通的第一保持凸块接纳凹槽216。

底座202还可以包括安装部218(由于该部分用于将底座安装到轮毂等而得名)，该安装部包括底部附接表面219，该底部附接表面与第一锁定机构接纳腔212和工具适配器接纳腔214(或作为整体的保持部210)间隔开。

如图4中最佳所示，该切削工具组件200还可以包括工具适配器220(可以是工具适配器部)，该工具适配器包括回转表面222(例如，圆柱形、圆锥形等)和从该回转表面222延伸的第一保持凸块224，该第一保持凸块被配置为在该底座202的第一保持凸块接纳凹槽216内滑动。例如，参见图4和图6中的双头箭头400，其表示工具适配器***底部或从该底部取出工具适配器。

现在参考图3、图4和图6至图8，可以看出第一保持套筒226和第一锁定保持器228可以布置在第一锁定机构接纳腔212中。可以从卡特彼勒公司或其相关公司、供应商等之一购得商品名为CAPSURE的这些部件。

在图3、图4、图6和图7中，锁定机构，特别是第一锁定保持器228处于解锁配置，这允许相对于底座***或取出工具适配器。在图8中，第一锁定保持器228处于锁定配置，防止工具适配器从底座移除。因此，切削工具组件200准备好在图8中使用。锁定和解锁操作由图3中的箭头402表示，这表明将第一锁定保持器228沿顺时针或逆时针方向旋转预定量(例如180度)可以实现所希望的效果。

现在查看图4和图6，可以理解，切削刀头300可以附接至工具适配器220。更具体地，切削刀头300和工具适配器220可以作为整体彼此连接。可替代地，工具适配器220’可以采取例如图5所示的单独主体的形式，该单独主体可以使用第一保持凸块224’附接至基部202，如在本文刚刚描述的。在这种情况下，可以使用如本文先前在背景技术部分中描述的已知方法将切削刀头附接至工具适配器220’，诸如使用压配合、弹簧加载杆、卡环等，或者根据本发明的各种实施例可以采用另一组锁定机构和保持凸块等。

在图5中，可以理解的是，工具适配器220’的凸缘254限定键槽256，该键槽与底座202上的键258(参见图4)配合，从而有助于防止工具适配器220一旦附接至基部202上就旋转。这可能不是本发明的其他实施例的情况。

聚焦图4，底座202的保持部210可以进一步包括第一环形部230，该第一环形部限定工具适配器接纳腔214，并且还可以限定第一纵向轴线232，该第一纵向轴线232相对于底座202的安装部218沿垂直于第一纵向轴线232的方向居中，当沿着第一纵向轴线232观察时与安装部形成“i”形。

此外，底座202的保持部210可进一步包括第一环形耳部234，其限定与第一环形部232的第一纵向轴线垂直相交的第一正交纵向轴线236。该第一环形耳部234还可限定前面所述的第一锁定机构接纳腔212。

同样地，底座202的保持部210可以进一步包括第二环形耳部234’，其限定与第一正交纵向轴线236共线的第二正交纵向轴线236’。第二环形耳部234’可限定第二锁定机构接纳腔212’和与第二锁定机构接纳腔212’和工具适配器接纳腔214连通的第二保持凸块接纳凹槽216’。

当围绕第一纵向轴线232旋转180度时，这些不同的特征可以是相同的，但不一定是这样。在一些实施例中，当由于耳部而沿第一纵向轴线232观察时，底座202的保持部210和安装部218可相对于彼此形成“T”形状或“t”形状。

此外，图4示出了第二保持套筒226和第二锁定保持器228可以被布置在第二锁定机构接纳腔212中。第一锁定保持器和第二锁定保持器以及第一保持套筒和第二保持套筒可以彼此类似或相同地配置，但不是必须如此。

保持套筒中的任一者可由诸如聚氨酯的弹性材料制成，并包括部分环形配置(例如周向延伸大约180度)，该部分环形配置包括具有从外周面238延伸的至少一个制动器肋240的外周面238。另外，任一个锁定保持器可以由刚性材料诸如钢、铁、灰铸铁、铸铁等制成，并且可以包括工具接合部242(可以具有用于接纳工具的插口)，该工具接合部242包括止挡部244(也可以被称为突片)，以及锁定部244，该锁定部244包括突块接纳狭槽246和捕捉表面248。该锁定保持器还可以具有一个或多个制动器凹槽，这些制动器凹槽用于与该保持套筒的制动器肋配合以便将该锁定保持器保持在锁定或解锁状态中。第一锁定机构接纳腔212可以由第一邻接表面250和第二邻接表面252界定，该第一邻接表面250和第二邻接表面252围绕第一正交纵向轴线236彼此间隔开180度。

在图3的组装状态下，可以理解，当锁定或解锁锁定机构时，止挡部244从一个邻接表面250旋转到另一个邻接表面252。当锁定时，如图8所示，捕捉表面248阻挡保持凸块224的移动以及工具适配器/切削刀头的取出。

现在将参照图4、图6至图8来讨论根据本发明的实施例的可设置为替换零件的切削刀头300。

切削刀头300可以包括后适配器部302，该后适配器部包括具有外周表面306的回转体304(即，通过围绕轴线旋转几何形状而形成的本体，例如圆柱形本体、圆锥形本体等)以及从该外周表面306延伸的第一保持凸块224。而且，切削刀头300可以包括前工作部308(由于该部分具有诸如对加工材料进行加工的点等的工作边缘或工作特征而得名)和设置在后适配器部302和前工作部308之间的中间套环部310。

在一些实施例中，外圆周表面306是圆柱形表面(例如参见图4)。在其他实施例中，外圆周表面306’是圆锥形表面(例如参见图5)。在本发明的其他实施例中这些表面的其他配置是可能的。

如本文所提到的，前工作部、中间套环部和后适配器部可以作为整体的材料件结合在一起(参见图4、图6至图8)，或者例如当使用图5的工具适配器等时，可以被分割成分离的部件的组件。当分割成分离的部件时，前工作部可以被称为“前部”，直到添加切削刀头或切削特征部，诸如尖端等。例如，图5中的凸缘254可以被认为是中间套环部，圆周表面306’可以是后适配器部的一部分，并且前部可以被设计成保持如在本文先前所讨论的切削刀头。

在图4中，该回转体304可以限定径向方向312和圆柱形轴线314。中间套环部310可以限定撬动狭槽316，该撬动狭槽被轴向地布置在第一保持凸块224的前方，该第一保持凸块224可以被用来容易地从底座202移除切削刀片300(还参见图3)。

此外，后适配器部302可以进一步包括第二保持凸块224’(参见图4和图6至图8)，该第二保持凸块224’从外圆周表面306延伸并且与第一保持凸块224轴向对齐。与第一保持凸块224相比以相反的方式面向径向方向312，使得当从顶部观察时，后适配器部302限定“t”或“+”形状(参见图6至图8)。

接下来，将从图4开始讨论根据本发明的实施例的底座202，其可以设置为替换零件。

底座202可以包括保持部210，该保持部限定第一锁定机构接纳腔212、适配器部接纳腔214，以及与第一锁定机构接纳腔212和适配器部接纳腔214连通的第一保持凸块接纳凹槽216。因此，由于这些空隙的存在，保持部210的特征可以是中空的。

另一方面，安装部218包括与第一锁定机构接纳腔212间隔开的底部附接表面219(可以是弧形的以匹配滚筒)，以及适配器部接纳腔214。因此，安装部218可以表征为实心的以提供强度和刚度。

在一些实施例中，适配器部接纳腔214’完全延伸穿过保持部210。这可能不是本发明的其他实施例的情况。

此外，保持部210可以限定第二保持凸块接纳凹槽216’，该第二保持凸块接纳凹槽与第一保持凸块接纳凹槽216对准并且还与适配器部接纳腔214连通，从而在沿着第一纵向轴线232观察时与第一保持凸块接纳凹槽216和适配器部接纳腔214’形成“Φ”形状(在其侧面上)。

第一保持凸块接纳凹槽214和第二保持凸块接纳凹槽214、214’可以相同地配置，并且由侧表面258和与侧表面258形成钝角的一对成角度表面260界定。因此，这些凹槽可以类似地成形为包括圆锥形表面262和端面264的保持凸块。类似地，适配器部接纳腔214’可以由上圆柱形表面266和下圆柱形表面268界定。因此，这些表面可以匹配后适配器部302的外圆周表面306的圆柱形轮廓。

同样如前所述，保持部210可包括限定第一锁定机构接纳腔212的第一耳部(例如，234)和限定第二锁定机构接纳腔212的第二耳部(例如，234)。第一耳部和第二耳部可配置为使得当沿着第一纵向轴线232观察时，保持部210与安装部218形成“T”形状或“t”形状。

应当注意的是，切削刀头、适配器和底座的细节以及它们的构造、配置、组装方法等仅作为示例提供，并且可以设想本发明的其他实施例是可能的。

如在本文讨论的切削刀头、适配器，和底座的任何实施例的不同特征的布置、功能，和尺寸可以根据需要或希望改变为不同于在本文具体提及的。

工业实用性

实际上，根据在本文描述的任何实施例的使用这些部件中的任何部件的工具适配器、切削工具组件、旋转切削工具组件、器具组件、切削刀头、锁定机构、底座或机器可以在OEM(原始设备制造商)或售后市场环境中销售、购买、制造或以其他方式获得。

工具适配器、切削刀头和底座的任何部分可以由刚性材料诸如钢、铁、灰铸铁、铸铁等制造。

该保持***可以如下组装和使用以用于将切削刀头或适配器附接至底座。首先，如在本文之前所描述的(例如，焊接)将该底座附接至该滚筒。第二，通过首先压缩弹性保持套筒(参见图4和图6中的箭头404)直到其通过底切270(参见图6到图8)被截留在锁定机构保持腔中，从而将锁定机构组装到底座中。第三，锁定保持器放置在保持套筒中并通过唇缘272(参见图6至图8)保持在锁定机构保持腔中(参见图4和图6中的箭头406)。应当理解，这些步骤可以以不同的顺序进行。例如，第二步骤和第三步骤可以在第一步骤之前完成。

第四，如果锁定保持器还没有旋转到解锁配置(参见图3中的箭头402)。那么，将锁定保持器旋转至如图8所示的锁定配置。现在，该切削刀头准备好使用。可以通过反转这些步骤中的一者或多者来实现拆卸。

如果刀头磨损或者由于任何原因需要更换刀头，则使用者可以用诸如如前所述的棘轮的工具将锁定保持器旋转到解锁配置。然后，该工具可以用工具诸如撬棒来移除，如在本文先前所描述的。这可以提供比先前已知的方法和保持***更容易且更坚固的组装和拆卸方法。

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设备和组装方法的实施例进行各种修改和变化。通过考虑本文所公开的各种实施例的说明书和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。例如，设备中的一些可以与在本文描述的不同地构造和运行，并且任何方法的某些步骤可以被省略，以与具体提及的不同的顺序执行，或者在一些情况下同时执行或者在子步骤中执行。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，以创建进一步的实施例，并且可以将各种实施例的特征和方面添加到其他实施例的其他特征或方面，或者替换其他实施例的其他特征或方面，以便提供更进一步的实施例。

因此，意图是说明书和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真实范围和精神由所附权利要求及其等效物指示。

Claims (10)

1.一种切削刀头，包括：

后适配器部，包括回转体、外周表面，以及从所述外周表面延伸的第一保持螺母；

前部；和

中间套环部，被布置在所述后适配器部与所述前部之间。

2.根据权利要求1所述的切削刀头，其中，所述外圆周表面是圆柱形表面，并且所述前部是前工作部。

3.根据权利要求2所述的切削刀头，其中，所述前工作部、所述中间套环部，以及所述后适配器部是作为整体的材料件结合在一起的。

4.根据权利要求2所述的切削刀头，其中，所述回转体限定径向方向和圆柱形轴线，并且所述中间套环部限定撬动狭槽，所述撬动狭槽被轴向地布置在所述第一保持凸块的前方。

5.根据权利要求4所述的切削刀头，其中，所述后适配器部进一步包括第二保持凸块，所述第二保持凸块与所述第一保持凸块轴向对齐并且与所述第一保持凸块相比以相反的方式面向所述径向方向，这样使得所述后适配器部限定‘t’形状或‘+’形状。

6.一种底座，包括：

保持部，限定第一锁定机构接纳腔、适配器部接纳腔和与所述第一锁定机构接纳腔和所述适配器部接纳腔连通的第一保持凸块接纳凹槽；和

安装部，包括底部附接表面，所述底部附接表面与所述第一锁定机构接纳腔和所述适配器部接纳腔间隔开；

其中，所述安装部是实心的并且所述保持部是空心的。

7.根据权利要求6所述的底座，其中，所述适配器部接纳腔完全延伸穿过所述保持部。

8.根据权利要求6所述的底座，其中，所述保持部限定第二保持凸块接纳凹槽，所述第二保持凸块接纳凹槽与所述第一保持凸块接纳凹槽对准并且还与所述适配器部接纳腔连通，与所述第一保持凸块接纳凹槽和所述适配器部接纳腔形成“Φ”形状。

9.根据权利要求8所述的底座，其中，所述第一保持凸块接纳凹槽和所述第二保持凸块接纳凹槽相同地配置，所述第一保持凸块接纳凹槽和所述第二保持凸块接纳凹槽由侧表面和与所述侧表面形成钝角的一对成角度的表面定界，并且所述适配器部接纳腔由上圆柱形表面和下圆柱形表面定界。

10.根据权利要求6所述的底座，其中，所述保持部包括限定所述第一锁定机构接纳腔的第一耳部和限定第二锁定机构接纳腔的第二耳部，所述第一耳部和所述第二耳部被配置为使得所述保持部与所述安装部形成“T”形状或“t”形状。

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