專利名稱：挖掘機、安裝裝置以及挖掘工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種挖掘機和安裝裝置，以及用于這種挖掘機的挖掘工具。
背景技術(shù)：
挖掘機是一種主要用于搬運泥土或負載、進行挖掘作業(yè)以及進行破壞的工程機 械。諸如掘土機的挖掘機通常包括具有底架和上部架的驅(qū)動單元，其中，上部架具有電 機和能夠相對于底架旋轉(zhuǎn)的艙體部。挖掘機還包括具有挖掘工具，諸如鏟斗、鏟子、用 于破碎凍土的鉤子、浙青切斷機或夾持工具的組件，該組件經(jīng)由安裝裝置連接到挖掘機 的底部，并且通常使用至少液壓操縱的提升臂來進行液壓控制。當在礦山中使用例如挖掘鏟斗挖掘碎石時，地面可能是堅硬而又粗糙的，這意 味著需要很大的力來使挖掘鏟斗向前移動。然而，如果允許挖掘鏟斗在垂直平面內(nèi)移上 和移下，并且遵從下表面輪廓，則挖掘鏟斗變得更容易向前移動。同時，地面被刮得更 平整，因此鏟斗安裝裝置上的力將更小。在許多應用中利用了鏟斗振動，通常，挖掘鏟斗樞轉(zhuǎn)安裝在沿挖掘機的向前行 駛方向中延伸的軸上。挖掘鏟斗繞所述軸從一側(cè)振動到另一側(cè)，并且壓縮力，即使挖掘 鏟斗向前移動的力由設(shè)置在所述軸的周邊以及挖掘鏟斗的軸附件上的滑軌吸收。這種結(jié) 構(gòu)的一個缺點在于，由于滑軌中的摩擦力，滑軌進一步阻止了挖掘鏟斗的移動，因此與 壓縮力相比，鏟斗振動阻力變得更大。實現(xiàn)鏟斗振動的另一種方式是將鏟斗安裝裝置制成柔性的。如果鏟斗安裝裝置 是柔性的，則其在鏟斗振動時發(fā)生扭轉(zhuǎn)。這樣，疲勞損壞挖掘機結(jié)構(gòu)的風險高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種改進的挖掘機。該目的是通過這樣一種挖掘機來實現(xiàn)的，其包括驅(qū)動單元、可拆卸或不可拆卸 的挖掘工具、以及安裝裝置，所述安裝裝置包括至少兩個設(shè)置成連接到所述挖掘工具上 的臂。挖掘機包括位于至少兩個不同位置的彈性裝置。所述彈性裝置設(shè)置成在所述挖掘 工具安裝在所述安裝裝置上時允許所述挖掘工具相對于所述驅(qū)動單元在至少一個平面內(nèi) 運動，從而允許所述挖掘工具在所述至少一個平面內(nèi)振動。由于所述彈性裝置設(shè)置在至 少兩個不同的位置，例如在所述安裝裝置的各側(cè)上，因此所述挖掘工具的一側(cè)可以運動 而基本上不影響所述挖掘工具的另一側(cè)。術(shù)語“彈性裝置”是指諸如彈簧的裝置，或能夠彈性變形的諸如橡膠、塑料或 泡沫的材料。該術(shù)語排除了挖掘機固定安裝的部件之間的不可避免的游隙，這種游隙可 導致挖掘機結(jié)構(gòu)的疲勞損壞。值得注意的是，術(shù)語“至少兩個不同的位置”并不排除彈性裝置可形成為在所 述至少兩個不同位置中的至少兩個位置之間延伸的單個結(jié)構(gòu)。然而，這種術(shù)語排除了基 本上整個安裝裝置都由彈性材料制成。即，本發(fā)明的挖掘機中的安裝裝置在除了振動方向外的所有方向中都是剛硬的，從而避免了挖掘機的固定連接部件之間的不可避免的游隙。這種結(jié)構(gòu)為挖掘機提供了有利于挖掘工具振動的堅固的安裝裝置，S卩，該安裝 裝置有利于所述挖掘工具從一側(cè)擺動到另一側(cè)，和/或上下擺動，和/或在一些其他平面 內(nèi)擺動。可通過改變彈性裝置的種類、剛性和/或尺寸和/或布置來改變振動阻力和振 動運動的尺度。由于振動是經(jīng)由例如彈簧的彈性裝置來吸收，而不是通過扭轉(zhuǎn)安裝裝置 本身或挖掘機的一些其他部件來吸收，因此本發(fā)明的挖掘機能夠抵抗疲勞。此外，用于 振動挖掘工具的力獨立于壓縮力。因此，這種挖掘機能夠以有效而又簡單的方式來振動 挖掘工具。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述安裝裝置設(shè)置成固定連接到所述驅(qū)動單元上， 并且所述至少兩個臂設(shè)置成經(jīng)由第一接頭而以可移動的方式連接到所述挖掘工具上，由 此通過所述第一接頭來設(shè)置所述彈性裝置。例如，所述彈性裝置僅通過臂接頭設(shè)置在每 個臂的一端或設(shè)置在其附近。所述彈性裝置設(shè)置在所述至少兩個臂上，或者在它們之間 設(shè)置在挖掘工具上，或設(shè)置在所述至少兩個臂以及挖掘工具兩者上。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，所述安裝裝置設(shè)置成固定連接到所述驅(qū)動單元 上，并且所述至少兩個臂設(shè)置成經(jīng)由第二接頭而以可移動的方式連接到所述安裝裝置的 一部分上，由此將所述彈性裝置設(shè)置在所述第二接頭中。所述彈性裝置設(shè)置在所述至少 兩個臂上和/或設(shè)置在安裝裝置的所述一部分上，或設(shè)置在它們之間。根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例，所述安裝裝置設(shè)置成經(jīng)由第三接頭而以可移動的 方式連接到所述驅(qū)動單元上，并且通過所述第三接頭來設(shè)置所述彈性裝置。在這種情況 下，通過允許整個安裝裝置相對于所述驅(qū)動單元運動而實現(xiàn)所述挖掘工具的振動。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述彈性裝置設(shè)置成只允許所述挖掘工具相對于所 述驅(qū)動單元基本上在一個平面內(nèi)運動，例如垂直平面，即，垂直于挖掘機在縱向方向上 的延伸的平面。如果挖掘機用于例如挖掘基本豎直的表面，則所述彈性裝置可設(shè)置成僅 允許所述挖掘工具在基本水平的平面內(nèi)運動，即垂直于挖掘機在高度方向上的延伸的平根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，所述彈性裝置包括彈性材料，機械彈簧，例如板 簧、圓柱形或錐形螺旋彈簧、環(huán)形彈簧、片簧、盤簧或扭轉(zhuǎn)彈簧。作為替換或者補充， 所述彈性裝置可包括氣壓彈簧。例如，可將所述彈性裝置設(shè)置成，如果挖掘機要用于挖 掘基本水平的表面，則當其被卸載時基本上水平地保持住所述挖掘工具。根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例，所述至少兩個臂為提升臂。可替代地，所述臂只 支撐所述挖掘工具。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，所述至少兩個臂是能夠單獨操縱的， 例如通過液壓或氣動元件?？商娲兀鲋辽賰蓚€臂可設(shè)置成一起操縱。因此，挖掘 工具可拆卸地或不可拆卸地安裝在本發(fā)明的安裝裝置上。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述至少兩個臂安裝在所述安裝裝置的球軸承中。 由于所有的臂關(guān)節(jié)都具有球關(guān)節(jié)軸承而不是襯套，因此消除了邊緣切割的風險。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，所述安裝裝置包括防止所述挖掘工具相對于所述 驅(qū)動單元在至少一個平面內(nèi)運動的鎖定裝置。例如，如果挖掘機用于挖掘基本水平的表 面，則可防止所述挖掘工具在挖掘機的橫向方向中運動。
本發(fā)明涉及一種挖掘機，其例如用于挖掘作業(yè)、破壞、材料處理、森林或花園 工作、除雪或河道疏浚。這種挖掘機的重量可高達20噸或更高，并且包括重達一噸或更
重的工具。本發(fā)明還涉及一種安裝裝置，其設(shè)置成使用在本發(fā)明的挖掘機中，由此所述安 裝裝置包括位于至少兩個不同位置的彈性裝置，所述彈性裝置設(shè)置成當挖掘工具安裝在 所述安裝裝置上時允許所述挖掘工具相對于所述挖掘機的驅(qū)動單元在至少一個平面內(nèi)運 動，從而允許所述挖掘工具在所述至少一個平面內(nèi)振動。本發(fā)明進一步涉及一種設(shè)置成使用在根據(jù)本發(fā)明實施例的挖掘機中或安裝在根 據(jù)本發(fā)明實施例的安裝裝置上的挖掘工具，例如鏟斗、鏟斗、用于破碎凍土的彎鉤、浙 青切斷機、垃圾組件或夾持工具。挖掘工具包括位于至少兩個不同位置的彈性裝置，所 述彈性裝置設(shè)置成當挖掘工具安裝在所述挖掘機的安裝裝置上時允許所述挖掘工具相對 于所述驅(qū)動單元在至少一個平面內(nèi)運動，從而允許所述挖掘工具在所述至少一個平面內(nèi) 從一側(cè)振動到另一側(cè)。


下面，參照示意性附圖來更加詳細地描述本發(fā)明，其中圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的挖掘機；圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的挖掘機的縱斷面；圖3顯示了從后面看的、具有根據(jù)本發(fā)明一個實施例的安裝裝置的挖掘鏟斗；圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的挖掘工具和安裝裝置的縱斷面，圖5顯示了從后面看的、具有根據(jù)本發(fā)明一個實施例的安裝裝置的挖掘鏟斗； 和圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的安裝裝置的一側(cè)的分解圖。應當注意的是，這些附圖并不一定是按比例繪制的，為了清晰起見，對有些特 征的尺寸進行了夸大。
具體實施例方式圖1顯示了挖掘機10，例如帶式挖掘機，其包括驅(qū)動單元11、挖掘工具12-即 所示實施例中的挖掘鏟斗、以及鏟斗安裝裝置14。挖掘鏟斗12的A、B各側(cè)均設(shè)置成在 粗箭頭20所示的基本豎直的平面內(nèi)上下運動，S卩，挖掘工具12設(shè)置成在基本豎直的平面 內(nèi)從一側(cè)振動到另一側(cè)。圖2示意性顯示了挖掘機10，其驅(qū)動單元11使挖掘鏟斗12在粗箭頭18所示的 方向上在堅硬而粗糙的底面16上方運動。挖掘鏟斗12設(shè)置成在基本豎直的平面內(nèi)振動， 并且遵從底面輪廓16，因此挖掘鏟斗12變得更容易向前移動。與此同時，底面16被刮 得更平整，因此鏟斗安裝裝置14所受到的力更小。安裝裝置包括可以是支撐臂或提升臂 的兩個臂30，其長度是可調(diào)的或不可調(diào)的。圖2指出了彈性裝置38在安裝裝置14的一側(cè)A上可設(shè)置的不同位置，從而實現(xiàn) 挖掘工具12的相應側(cè)(A)在至少一個平面，例如粗箭頭20所示的基本豎直的平面內(nèi)的鏟 斗振動。即，彈性裝置38可通過將各臂30連接到挖掘機鏟斗上而設(shè)置在安裝裝置14的各側(cè)A、B的兩個不同位置中。作為替代形式或是作為補充，可通過將各臂30連接到安 裝裝置14上而設(shè)置彈性裝置38。作為替代形式或是作為補充，可通過將安裝裝置14連 接到驅(qū)動單元11上而設(shè)置彈性裝置38。圖3和圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的、從后面以及從側(cè)面看的挖掘機鏟斗 12和安裝裝置14。在所示的實施例中，安裝裝置14的安裝板26設(shè)置成固定連接到挖掘 機的驅(qū)動單元11上。安裝裝置14包括使用可單獨操縱的液壓提升油缸28而可單獨操縱 的兩個提升臂30。安裝裝置還包括兩個傾斜油缸32。各提升臂30均連接到挖掘機鏟斗 12上。值得注意的是，臂30并不一定必須連接到挖掘工具12的下部或連接到安裝裝置 14的下部。在圖3和4中，彈性裝置38在安裝裝置14各側(cè)(A和B)的兩個不同位置上設(shè) 置在安裝裝置14和提升臂30之間，以便允許各提升臂30相對于安裝裝置14在至少一個 平面內(nèi)，即，在所示實施例中的豎直平面內(nèi)運動，并因此使鏟斗能夠在該平面內(nèi)振動。 即，彈性裝置38設(shè)置在基本平行于挖掘工具12的振動平面的一個平面內(nèi)。圖3和4所示安裝裝置14的更加詳細的略圖顯示在圖5中，安裝裝置14的一側(cè) A的分解圖顯示在圖6中。參照圖5和6，在所示的實施例中，安裝裝置14是對稱的，并且包括抗扭橋接 器22。然而，值得注意的是，根據(jù)本發(fā)明的挖掘機10并不一定需要在其結(jié)構(gòu)、臂30的 布置、部件之間的連接以及彈性裝置38的類型、剛性、尺寸以及布置等方面對稱。換言 之，挖掘機10并不一定需要在其兩側(cè)具有相同的結(jié)構(gòu)。橋接器22繞安裝板26上的軸24安裝，并且連接到兩個提升油缸28上。兩個 提升臂30也安裝在相同的軸24上。兩個提升臂30、橋接器22、提升油缸28以及兩個 傾斜油缸32安裝在球關(guān)節(jié)軸承34上。提升臂30經(jīng)由叉形接頭36和諸如板簧的彈性裝置38A、38B連接到橋接器22 上。因此，提升臂30前端可在豎直平面20內(nèi)相對于橋接器22上下運動。彈性裝置38 設(shè)置成平行于橋接器22而保持住提升臂30。使用鎖定裝置，諸如包括例如塑料材料并且靠近橋接器22 —側(cè)的滑軌40來鎖定 提升臂30，以防止其橫向運動?？墒褂弥伟?2和利用螺母44鎖定的切換桿46來調(diào)節(jié) 滑軌40。當提升臂30完全投入挖掘時，使用壓縮力來向前移動挖掘鏟斗12。挖掘鏟斗 12經(jīng)由軸48而固定安裝在關(guān)節(jié)軸承上的提升臂30前孔中。橋接器22的前凸耳具有一體 安裝的限定套筒50。在卸載狀態(tài)中，限定套筒的中心與軸48—致。限定套筒50的內(nèi)徑 大于軸48的外徑。例如，限定套筒50的內(nèi)徑比軸48的外徑大5cm。因此，挖掘鏟斗 接頭可在豎直平面20內(nèi)向上或向下運動的值達到軸48的外部半徑與限定套筒50的內(nèi)部 半徑之間的差值，即在給定的實施例中達到5cm。然而，可使用具有不同內(nèi)徑的套筒50 來自由選擇往復運動?？筛鶕?jù)應用場合來選擇例如高達IOcm或更大的振動距離。通過將挖掘鏟斗12安裝在根據(jù)本發(fā)明的挖掘機10的安裝裝置14上，能夠以下 述方式使挖掘鏟斗運動i)當挖掘鏟斗運動時，挖掘鏟斗12利用其靜負載處于下表面輪廓16上并遵從該 輪廓。并未使用提升油缸28來提升挖掘鏟斗12。
)當挖掘鏟斗在未加載狀態(tài)下運動時，挖掘鏟斗12利用小于其靜負載的負載處 于下表面輪廓16上并遵從該輪廓。提升油缸28經(jīng)由例如儲氣器(未顯示)提供一定的 提升力。因此，挖掘機10具有更好的牽引性。iii)當挖掘鏟斗在加載狀態(tài)下運動時，挖掘鏟斗12利用大于其靜負載的負載處于 下表面輪廓16上并遵從該輪廓。提升油缸28經(jīng)由例如儲氣器(未顯示)提供一定的提 升力。因此，表面被刮得更堅硬。本發(fā)明的許多變型對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是明顯的。例如，雖然權(quán)利要求涉 及挖掘機，但是本發(fā)明也適用于任何包括工具的工程機械。
權(quán)利要求
1.一種挖掘機(10)，包括驅(qū)動單元(11)、挖掘工具(12)以及用于所述挖掘工具(12) 的安裝裝置(14)，所述安裝裝置(14)包括設(shè)置成連接到所述挖掘工具(12)上的至少兩個 臂(30)，其特征在于，所述挖掘機(10)包括位于至少兩個不同位置(A，B)中的彈性裝 置(38)，所述彈性裝置(38)設(shè)置成當所述挖掘工具(12)安裝在所述安裝裝置(14)上時 允許所述挖掘工具(12)相對于所述驅(qū)動單元(11)在至少一個平面(20)內(nèi)運動，從而允 許所述挖掘工具(12)在所述至少一個平面內(nèi)振動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的挖掘機(10)，其特征在于，所述安裝裝置(14)設(shè)置成固定 地連接到所述驅(qū)動單元(11)，并且所述至少兩個臂(30)設(shè)置成經(jīng)由第一接頭以可移動的 方式連接到所述挖掘工具(12)，由此通過所述第一接頭來設(shè)置所述彈性裝置(38)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的挖掘機(10)，其特征在于，所述安裝裝置(14)設(shè)置成固 定地連接到所述驅(qū)動單元(11)，并且所述至少兩個臂(30)設(shè)置成經(jīng)由第二接頭以可移動 的方式連接到所述安裝裝置(14)的一部分，由此通過所述第二接頭來設(shè)置所述彈性裝置 (38)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的挖掘機(10)，其特征在于，所述安裝裝置(14)設(shè)置成經(jīng)由 第三接頭以可移動的方式連接到所述驅(qū)動單元(11)，并且通過所述第三接頭來設(shè)置所述 彈性裝置(38)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的挖掘機(10)，其特征在于，所述彈性裝置(38) 設(shè)置成僅允許所述挖掘工具(12)相對于所述驅(qū)動單元(11)在基本上一個平面內(nèi)運動。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的挖掘機(10)，其特征在于，所述一個平面(20)為垂直平面 (H), S卩，垂直于所述挖掘機在縱向方向上的延伸的平面。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的挖掘機(10)，其特征在于，所述彈性裝置(38) 包括彈性材料、機械彈簧和/或氣壓彈簧。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的挖掘機(10)，其特征在于，所述至少兩個臂 (30)為提升臂。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的挖掘機(10)，其特征在于，所述至少兩個臂 (30)是能夠單獨操縱的。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的挖掘機(10)，其特征在于，所述至少兩個臂 (30)安裝在所述安裝裝置(14)中的球軸承(34)中。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的挖掘機(10)，其特征在于，所述挖掘機(10) 包括用于防止所述挖掘工具(12)能夠相對于所述驅(qū)動單元(11)在至少一個平面內(nèi)運動的 鎖定裝置(40，42，44，46)。
12.—種安裝裝置(14)，其特征在于，所述安裝裝置(14)設(shè)置成使用在如前述權(quán)利 要求中任一項所述的挖掘機(10)中，由此所述安裝裝置(14)包括位于至少兩個不同位置 (A，B)中的彈性裝置(38)，所述彈性裝置(38)設(shè)置成當所述挖掘工具(12)安裝在所述 安裝裝置(14)上時允許所述挖掘工具(12)相對于所述驅(qū)動單元(11)在至少一個平面內(nèi) 運動，從而允許所述挖掘工具(12)在所述至少一個平面內(nèi)振動。
13.—種挖掘工具(12)，其特征在于，所述挖掘工具(12)設(shè)置成使用在如權(quán)利要求 1-11中任一項所述的挖掘機(10)中或安裝在如權(quán)利要求12所述的安裝裝置(14)上，由 此所述挖掘工具(12)包括位于至少兩個不同位置(A，B)中的彈性裝置(38)，所述彈性裝置(38)設(shè)置成當所述挖掘工具(12)安裝在所述挖掘機的安裝裝置(14)上時允許所述 挖掘工具(12)相對于所述挖掘機的驅(qū)動單元(U)在至少一個平面內(nèi)運動，從而允許所述 挖掘工具(12)在所述至少一個平面內(nèi)振動。
全文摘要
一種挖掘機(10)，包括驅(qū)動單元(11)、挖掘工具(12)以及用于所述挖掘工具(12)的安裝裝置(14)，所述安裝裝置(14)包括設(shè)置成連接到所述挖掘工具(12)上的至少兩個臂(30)。所述挖掘機(10)包括位于至少兩個不同位置(A，B)的彈性裝置(38)，所述彈性裝置(38)設(shè)置成當所述挖掘工具(12)安裝在所述安裝裝置(14)上時允許所述挖掘工具(12)相對于所述驅(qū)動單元(11)在至少一個平面(20)內(nèi)運動，從而允許所述挖掘工具(12)在所述至少一個平面內(nèi)振動。
文檔編號E02F3/76GK102016184SQ200980115271
公開日2011年4月13日 申請日期2009年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月29日
發(fā)明者烏爾夫·瓊森, 卡爾-古斯塔夫·馬丁松, 斯文-奧克·古斯塔夫松, 杰斯珀·尼爾森, 馬茨·克里斯特森 申請人:阿特拉斯·科普柯鑿巖設(shè)備有限公司