СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ ДЛЯ ВЫСВОБОЖДАЕМОГО СОЕДИНЕНИЯ РАБОЧЕЙ МАШИНЫ С РАБОЧИМ ИНСТРУМЕНТОМ И СПОСОБ ДЛЯ НЕГО
CONNECTION UNIT FOR RELEASED CONNECTION OF WORKING MACHINE WITH WORKING TOOL AND METHOD THEREFOR

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к соединительному узлу рабочей машины, а, более конкретно, к соединительному узлу, содержащему множество блокировочных механизмов для соединения рабочего инструмента с рабочей машиной с возможностью отсоединения.
Уровень техники
Множество традиционных рабочих машин, таких как машины в строительной и лесотехнической промышленности, выполняют различные задачи, например, функции подъема краном или земляные работы. Для выполнения некоторых из данных функций, машины могут содержать рабочий инструмент, соединенный с плечом стрелы с возможностью снятия. Рабочим инструментом может быть отвал, ковш и т.д. Для соединения одного или более рабочих инструментов с плечом стрелы с возможностью снятия может использоваться соединитель.
Раскрытие изобретения
В одном варианте осуществления предложенного изобретения предложен соединительный узел для соединения рабочего инструмента с рабочей машиной. Соединительный узел содержит корпус, имеющий передний конец и задний конец; первый фиксирующий механизм, выполненный с возможностью поворота вокруг шарнира из первого положения во второе положение, при этом первый фиксирующий механизм выполнен с возможностью соединения с рабочим инструментом в первом положении и отсоединения во втором положении; и второй фиксирующий механизм, содержащий штырь, имеющий первый конец и второй конец, язычок, соединенный со штырем вблизи второго конца, и пружину, расположенную между первом концом и вторым концом, причем второй фиксирующий механизм выполнен с возможностью перемещения в осевом направлении и с возможностью поворота вокруг оси; при этом второй фиксирующий механизм выполнен с возможностью перемещения между заблокированным положением и незаблокированным положением; при этом, при перемещении первого фиксирующего механизма из второго положения в первое положение второй фиксирующий механизм автоматически перемещается в заблокированное положение.
В одном примере данного варианта осуществления в первом положении первый фиксирующий механизм находится в заблокированном положении. Во втором примере, при перемещении второго фиксирующего механизма из заблокированного положения в незаблокированное положение штырь перемещается в осевом направлении из своего заблокированного положения в наружное положение, а язычок поворачивается в положение, в котором по меньшей мере одно из второго конца и язычка находится в контакте с первым фиксирующим механизмом, удерживая штырь в наружном положении. В третьем примере первый фиксирующий механизм в незаблокированном положении выполнен с возможностью перемещения между первым и вторым положениями. В четвертом примере вторая пружина соединена с первым фиксирующим механизмом.
В пятом примере соединительный узел содержит пружинную опору, соединенную с возможностью поворота с первым фиксирующим механизмом; и фиксатор, жестко соединенный с корпусом; при этом вторая пружина расположена между пружинной опорой и фиксатором. В шестом примере корпус образует продольную ось, которая проходит через шарнир, а вторая пружина расположена ниже оси в первом положении и выше оси во втором положении. В седьмом примере первый фиксирующий механизм остается во втором положении, когда вторая пружина расположена выше оси. В восьмом примере второй фиксирующий механизм автоматически перемещается в свое заблокированное положение после того, как задний край первого фиксирующего механизма перемещается мимо штыря, а штырь выводится из контакта с первым фиксирующим механизмом.
В еще одном примере данного варианта осуществления пружина смещает штырь из его наружного положения во внутреннее положение после того, как штырь больше не находится в контакте с первым фиксирующим механизмом. В дополнительном примере на переднем конце корпуса образован участок с крюком, при этом участок с крюком выполнен с возможностью соединения с рабочим инструментом с возможностью отсоединения. В другом примере во втором положении участок с крюком соединен с рабочим инструментом до тех пор, пока корпус не повернется в положение, в котором рабочий инструмент высвобождается из участка с крюком.
В дополнительном варианте осуществления рабочая машина содержит раму, поддерживаемую по меньшей мере одним взаимодействующим с землей механизмом; кабину, установленную на раму, при этом кабина содержит по меньшей мере один элемент управления для управления функционированием машины; рабочий инструмент управляемый с возможностью выполнения рабочей функции; соединительный узел для соединения рабочего инструмента с рабочей машиной, при этом соединительный узел содержит корпус, имеющий передний конец и задний конец; первый фиксирующий механизм, выполненный с возможностью поворота вокруг шарнира из первого положения во второе положение, при этом первый фиксирующий механизм выполнен с возможностью соединения с рабочим инструментом в первом положении и отсоединения во втором положении; и второй фиксирующий механизм, содержащий штырь, имеющий первый конец и второй конец, язычок, соединенный со штырем вблизи второго конца, и пружину, расположенную между первым концом и вторым концом, причем второй фиксирующий механизм выполнен с возможностью перемещения в осевом направлении и с возможностью поворота вокруг оси; при этом второй фиксирующий механизм выполнен с возможностью перемещения между заблокированным положением и незаблокированным положением; при этом, при перемещении первого фиксирующего механизма из второго положения в первое положение второй фиксирующий механизм автоматически перемещается в заблокированное положение.
В одном примере данного варианта осуществления во втором положении соединительный узел управляемо поворачивается с помощью гидравлического цилиндра с отцеплением рабочего инструмента от соединительного узла. Во втором примере в заблокированном положении первый фиксирующий механизм удерживается в первом положении; а в незаблокированном положении первый фиксирующий механизм выполнен с возможностью перемещения между первым и вторым положениями. В третьем примере, при перемещении второго фиксирующего механизма из заблокированного положения в незаблокированное положение штырь перемещается в осевом направлении из своего заблокированного положения в наружное положение, а язычок поворачивается в положение, в котором по меньшей мере одно из второго конца и язычка находится в контакте с первым фиксирующим механизмом, удерживая штырь в наружном положении.
В четвертом примере машина содержит пружинную опору, соединенную с возможностью поворота с первым фиксирующим механизмом; фиксатор, жестко соединенный с корпусом; и вторую пружину, соединенную с пружинной опорой и фиксатором, чтобы поддерживать сжимающее усилие против первого фиксирующего механизма. В пятом примере корпус образует продольную ось, которая проходит через шарнир; при этом вторая пружина расположена ниже оси в первом положении и выше оси во втором положении. В шестом примере первый фиксирующий механизм остается во втором положении, когда вторая пружина расположена выше оси. В седьмом примере второй фиксирующий механизм автоматически перемещается в свое заблокированное положение после того, как задний край первого фиксирующего механизма перемещается мимо штыря, а штырь и язычок выходят из контакта с первым фиксирующим механизмом с возможностью отсоединения. В восьмом примере на переднем конце корпуса образован участок с крюком, при этом участок с крюком выполнен с возможностью соединения с рабочим инструментом с возможностью отсоединения.
В другом варианте осуществления предложен способ отсоединения рабочего инструмента от рабочей машины. Способ включает обеспечение соединительного узла, содержащего корпус, пружину, первый фиксирующий механизм и второй фиксирующий механизм, при этом второй фиксирующий механизм содержит штырь, имеющий первый конец и второй конец, и язычок, соединенный со штырем на втором конце; перемещение штыря в осевом направлении наружу из своего заблокированного положения; вращение штыря до тех пор, пока второй фиксирующий механизм не войдет в контакт с первым фиксирующим механизмом; поворот первого фиксирующего механизма вокруг шарнира; перемещение первой пружины из положения ниже оси, проходящей через шарнир, в положение выше оси; освобождение штыря рабочего инструмента из первого фиксирующего механизма; и отсоединение рабочего инструмента от рабочей машины.
В одном примере данного варианта осуществления способ включает разблокирование второго фиксирующего механизма после этапа вращения. В другом примере штырь вращают до тех пор, пока язычок не войдет в контакт со стопором, соединенным с первым фиксирующим механизмом. В третьем примере способ включает вставку инструмента в отверстие, образованное в первом фиксирующем механизме; поворот инструмента в положение вниз; и перемещение первого фиксирующего механизма из первого положения во второе положение; при этом штырь освобождается из первого фиксирующего механизма во втором положении. В четвертом примере способ включает сохранение контакта между первым и вторым фиксирующими механизмами во втором положении.
В пятом примере способ включает сжимание первой пружины между соединительным узлом и первым фиксирующим механизмом. В шестом примере способ включает сохранение второго штыря рабочего инструмента соединенным с соединительным узлом на переднем конце корпуса после этапа освобождения. В седьмом примере способ включает поворот соединительного узла для освобождения соединительного узла от второго штыря перед этапом отсоединения.
В еще одном варианте осуществления предложенного изобретения предложен способ соединения рабочего инструмента с рабочей машиной. Способ включает обеспечение соединительного узла, содержащего корпус, пружину, первый фиксирующий механизм и второй фиксирующий механизм, при этом второй фиксирующий механизм содержит штырь, имеющий первый конец и второй конец, язычок, соединенный со штырем на втором конце, и вторую пружину; расположение первого фиксирующего механизма в открытом положении, а второго фиксирующего механизма в незаблокированном положении относительно первого фиксирующего механизма; введение первого фиксирующего механизма в контакт с рабочим инструментом; инициирование поворота первого фиксирующего механизма вокруг шарнира; поворот первого фиксирующего механизма вокруг шарнира для соединения рабочего инструмента с первым фиксирующим механизмом; автоматическое высвобождение второго фиксирующего механизма из контакта с первым фиксирующим механизмом; перемещение второго фиксирующего механизма из его незаблокированного положения в заблокированное положение; и соединение рабочего инструмента с рабочей машиной.
В одном примере этап перемещения включает разжимание второй пружины второго фиксирующего механизма после этапа освобождения. Во втором примере этап вращения включает поворот первого фиксирующего механизма из открытого положения в закрытое положение. В третьем примере способ включает обеспечение возможности поворота первого фиксирующего механизма вокруг шарнира, когда второй фиксирующий механизм находится в незаблокированном положении; и предотвращение поворота первого фиксирующего механизма вокруг шарнира, когда второй фиксирующий механизм находится в заблокированном положении. В четвертом примере способ включает размещение второго фиксирующего механизма наружу от корпуса в незаблокированном положении; и размещение второго фиксирующего механизма внутрь от корпуса в заблокированном положении.
В пятом примере способ включает расположение пружины над продольной осью, проходящей через шарнир, перед этапом вращения. В шестом примере способ включает перемещение пружины сверху оси ниже оси во время этапа вращения. В седьмом примере способ включает зацепление участка с крюком соединительного узла с рабочим инструментом перед этапом контакта. В восьмом примере способ включает поворот соединительного узла вокруг рабочего инструмента после этапа зацепления для того, чтобы выполнить этап контакта. В девятом примере способ включает соединение рабочего инструмента на первом конце корпуса через участок с крюком, а на втором конце через первый фиксирующий механизм, при этом первый конец и второй конец отделены друг от друга промежутком. В еще одном примере способ включает размещение язычка в положении позади первого фиксирующего механизма в заблокированном положении.
В еще одном дополнительном варианте осуществления предложен соединительный узел для соединения рабочего инструмента с рабочей машиной. Соединительный узел содержит пару продольных корпусов, имеющих передний конец и задний конец; пластину, соединенную между парой корпусов на ее заднем конце, при этом пластина содержит образованную в ней щель; участок с крюком, образованный на переднем конце пары корпусов, при этом участок с крюком образует первую полость, выполненную с возможностью приема первого штыря рабочего инструмента; первый фиксирующий механизм, образующий множество отверстий и содержащий пальцевый участок, при этом пальцевый участок частично образует вторую полость, выполненную с возможностью приема второго штыря рабочего инструмента; штырь шарнира, располагаемый в одном из множества отверстий первого фиксирующего механизма, при этом штырь шарнира выполненный с возможностью поворотного соединения первый фиксирующий механизм с парой корпусов, обеспечивая возможность поворота первого фиксирующего механизма вокруг первой оси поворота; первую пружину, имеющую первый конец и второй конец, при этом первый конец соединен с первым фиксирующим механизмом с возможностью поворота вокруг второй оси поворота; и второй фиксирующий механизм, содержащий штырь, имеющий первый конец и второй конец, язычок, соединенный со штырем вблизи второго конца, и вторую пружину, расположенную между первым и вторым концами, причем второй фиксирующий механизм выполнен с возможностью перемещения в осевом направлении и с возможностью поворота вокруг оси; при этом первый фиксирующий механизм выполнен с возможностью поворота вокруг первой оси поворота между первым положением и вторым положением, а второй фиксирующий механизм выполнен с возможностью перемещения между заблокированным положением и незаблокированным положением; при этом: в первом положении первый фиксирующий механизм выполнен с возможностью соединения со вторым штырем рабочего инструмента, а язычок расположен позади от первого фиксирующего механизма, блокируя поворот первого фиксирующего механизма из его первого положения, а второй фиксирующий механизм находится в заблокированном положении; а во втором положении первый фиксирующий механизм смещается посредством поворота из первого положения, так что пальцевый участок выполнен с возможностью расположения по меньшей мере частично между парой корпусов и вторым штырем, а второй фиксирующий механизм расположен в осевом направлении снаружи в незаблокированном положении и находится в контакте с первым фиксирующим механизмом.
В одном примере данного варианта осуществления соединительный узел содержит пружинную опору, соединенную с возможностью поворота с первым фиксирующим механизмом; и фиксатор, жестко соединенный с парой корпусов; при этом первая пружина расположена между пружинной опорой и фиксатором. Во втором примере один из пары корпусов образует продольную ось, которая проходит через первую ось поворота; при этом первая пружина расположена ниже продольной оси в первом положении и выше продольной оси во втором положении. В третьем примере второй фиксирующий механизм автоматически перемещается в заблокированное положение из незаблокированного положения после того, как задний край первого фиксирующего механизма перемещается мимо штыря, при этом штырь выводится из контакта с первым фиксирующим механизмом, а вторая пружина смещает второй фиксирующий механизм внутрь таким образом, что язычок располагается позади первого фиксирующего механизма.
Краткое описание чертежей
Упомянутые выше аспекты настоящего изобретения и способ их получения станут более очевидны, а само изобретение более понятным посредством ссылки на следующее описание вариантов осуществления изобретения, сделанное в сочетании с сопровождающими чертежами, на которых:
Фиг.1 представляет собой вид сбоку машины;
Фиг.2 представляет собой вид в перспективе сбоку части узла стрелы и рабочего инструмента;
Фиг.3 представляет собой частичный вид сбоку соединительного узла для соединения узла стрелы по фиг.2 с рабочим инструментом;
Фиг.4 представляет собой еще один частичный вид сбоку соединительного узла фиг.3;
Фиг.5 представляет собой еще один частичный вид сбоку соединительного узла, отсоединенного от рабочего инструмента;
Фиг.6 представляет собой еще один частичный вид сбоку соединительного узла, отсоединенного от заднего штыря рабочего инструмента;
Фиг.7 представляет собой еще один частичный вид сбоку соединительного узла, отсоединенного от рабочего инструмента;
Фиг.8 представляет собой частичный вид сбоку соединительного узла, соединенного с передним штырем рабочего инструмента;
Фиг.9 представляет собой частичный вид сбоку соединительного узла, соединенного с задним штырем рабочего инструмента;
Фиг.10 представляет собой еще один частичный вид сбоку соединительного узла, частично соединенного с рабочим инструментом;
Фиг.11 представляет собой вид сбоку в перспективе и в поперечном разрезе соединительного узла фиг.3 в соединенном положении;
Фиг.12 представляет собой вид сбоку в перспективе и в поперечном разрезе соединительного узла по фиг.3 в отсоединенном положении;
Фиг.13 представляет собой изображение в разобранном виде соединительного узла по фиг.3;
Фиг.14 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую один пример отсоединения рабочего инструмента от соединительного узла по фиг.3; а
Фиг.15 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую один пример соединения рабочего инструмента с соединительным узлом по фиг.3.
Соответствующие ссылочные позиции используются для обозначения соответствующих деталей на нескольких изображениях.
Подробное описание изобретения
Варианты осуществления предложенного изобретения, описанные ниже, не считаются исчерпывающими или ограничивающими изобретение точными формами, раскрытыми в следующем подробном описании. Вместо этого варианты осуществления выбраны и описаны таким образом, чтобы другие специалисты в данной области техники могли оценить и понять принципы и практические подходы предложенного изобретения.
На фиг.1 показан иллюстративный вариант осуществления рабочей машины. Машина проиллюстрирована в виде погрузчика 100 с обратной лопатой. Однако, предложенное раскрытие не ограничено погрузчиком с обратной лопатой и может распространяться на другие рабочие машины, такие как экскаватор, гусеничный трактор, лесозаготовительная машина, трелевочный трактор, самоходный грейдер или любая другая рабочая машина. В связи с этим, в то время как фиг.1 и предстоящее описание могут относиться к погрузчику с обратной лопатой, следует понимать, что объем правовых притязаний предложенного изобретения распространяется за пределы погрузчика с обратной лопатой, и где применимо вместо этого будет использоваться термин «машина» или «рабочая машина». Термин «машина» или «рабочая машина» предполагается более широким и кроме погрузчика с обратной лопатой для целей данного изобретения охватывает другие транспортные средства.
Со ссылкой на Фиг.1 машина 100 содержит шасси 102, образующее конструкцию рамы. Источник мощности или двигатель 104 может обеспечивать энергией множество тяговых устройств, в качестве иллюстрации передние колеса 106 и задние колеса 108. Также в пределах объема правовых притязаний предложенного изобретения тяговые устройства транспортного средства 10 могут включать в себя, например, ремни или стальные гусеницы. При использовании двигатель 14 приводит в движение передние и/или задние колеса 16 и 18 посредством трансмиссии (не показано), заставляя транспортное средство 10 двигаться по земле.
Машина 100 фиг.1 также может содержать кабину 110 оператора, поддерживаемую на шасси 102, для размещения и защиты оператора машины 100. Кабина 110 оператора может содержать множество органов управления для работы машины. На фиг.1 для управления направлением движения машины 100 может использоваться рулевое колесо 112. В дополнение, для управления одной или более рабочими функциями машины 100 могут использоваться другие органы 114 управления, такие как джойстики, педали, переключатели, кнопки и тому подобное.
Машина 100 может содержать погрузчик 116 в сборе, расположенный на переднем конце, и обратную лопату 118 в сборе на ее заднем конце. Машина 100 может дополнительно содержать по меньшей мере один рабочий инструмент, в качестве иллюстрации первый рабочий инструмент 120 (т.е. ковш погрузчика), соединенный с погрузчиком 116 в сборе, и второй рабочий инструмент 138 (т.е. ковш обратной лопаты), соединенный с обратной лопатой 118 в сборе. Могут использоваться другие подходящие рабочие инструменты, такие как, например, отвалы, вилы, культиваторы и косилки. Рабочие инструменты 120 и 138 подвижно соединены с шасси 102 для зачерпывания, перемещения и сваливания в отвал грязи и других материалов.
Как показано на фиг.1, первый рабочий инструмент 120 подвижно соединен с передним концом шасси 102 посредством первой стрелы 122 в сборе, которая содержит множество гидравлических исполнительных механизмов для перемещения первого рабочего инструмента 120 относительно шасси 102. Иллюстративная первая стрела 122 в сборе содержит гидравлические подъемные цилиндры 124 для поднимания и опускания первой стрелы 122 в сборе и гидравлический цилиндр 126 наклона для наклона (напр., земляных работ и сваливания в отвал) первого рабочего инструмента 120.
Второй рабочий инструмент 138 подвижно соединен с задним концом шасси 102 посредством второй стрелы 128 в сборе, которая содержит рукоять 140 стрелы, стойку 142 стрелы, рычажный механизм 144 в сборе и множество гидравлических исполнительных механизмов для перемещения второго рабочего инструмента 138 относительно шасси 102. Иллюстративная вторая стрела 128 в сборе может содержать множество гидравлических цилиндров 130 поворота для поворота второй стрелы 128 в сборе из стороны в сторону, гидравлический подъемный цилиндр 132 для поднимания и опускания второй стрелы 128 в сборе, гидравлический цилиндр 134 подачи для сгибания второй стрелы 128 в сборе и гидравлический цилиндр 136 наклона для наклона (напр., земляных работ и сваливания в отвал) второго рабочего инструмента 138. Оператор может управлять перемещением первого и второго рабочих инструментов с использованием органов 114 управления, расположенных внутри кабины 110 оператора.
Со ссылкой на Фиг.2 показана часть рабочей машины 200. Конкретно, показана рукоять 204 стрелы, продолжающаяся назад от стойки стрелы (не показано). Рычажный механизм 206 в сборе шарнирно соединен с рукоятью 204 стрелы, а соединительный узел 210 соединен с рычажным механизмом 206 в сборе. По аналогии с гидравлическим исполнительным механизмом 136 наклона фиг.1 также показан гидравлический исполнительный механизм 208. Гидравлический исполнительный механизм 208 может приводиться в действие с помощью одного или более органов 114 управления из кабины 110 оператора. Для выполнения рабочей функции за счет приведения в действие гидравлического исполнительного механизма 208 можно функционально управлять рычажным механизмом 206 в сборе и соединительным узлом 210.
В одном примере рабочий инструмент 202, например, ковш может быть соединен с возможностью снятия с соединительным узлом 210. Рабочий инструмент 202 может содержать первый штырь 212 и второй штырь 214. Первый штырь 212 может располагаться в сторону переднего конца рабочего инструмента 202, тогда как второй штырь 214 может располагаться в сторону его заднего конца. В любом случае оператор может задействовать органы 114 управления для того, чтобы соединять соединительный узел 210 с рабочим инструментом 202. Это будет дополнительно описано в данном раскрытии.
В традиционных рабочих машинах, таких как обратная лопата, может иметься два механизма для фиксации или соединения рабочего инструмента с машиной. Машиной можно управлять с целью соединения одного механизма с рабочим инструментом, но второй механизм обычно требует выхода оператора из машины и ручного манипулирования вторым механизмом для соединения с рабочим инструментом. Государственные правила техники безопасности могут требовать соединения обоих механизмов с рабочим инструментом перед тем, как машина приводится в действие. Однако, часто не имеется средства предотвращения приведения машины в действие без помещения обоих механизмов в их соответствующие заблокированные состояния. Другими словами, если оператор не хочет выходить из машины после фиксации первого механизма с рабочим инструментом, на месте нет ничего для предотвращения приведения машины в действие.
При условии, что неэффективно и непродуктивно требовать выхода оператора из машины каждый раз, когда к ней присоединяют новый рабочий инструмент, существует необходимость иметь возможность автоматически приводить в действие второй механизм для соединения или фиксации машины с рабочим инструментом. Как будет описано в данном документе, соединительный узел 210 представляет собой основанный на пружине узел, который предоставляет автоматический фиксирующий механизм для закрепления рабочего инструмента на машине без необходимости выхода из машины оператора машины и вручную соединения или фиксации машины и инструмента. В дополнение, соединительный узел 210 дополнительно предоставляет оператору визуальное подтверждение, что соединительный узел находится либо в незаблокированной, либо в заблокированной конфигурации.
Со ссылкой на Фиг.3 и 13 показан один проиллюстрированный вариант осуществления соединительного узла 210. Соединительный узел 210 содержит пару удлиненных корпусов 302, отделенных друг от друга. Первая пластина 304 может быть присоединена между парой корпусов 302 в задней части соединительного узла 210, тогда как вторая пластина 1300 может быть присоединена между ними в передней части узла 210. Каждая пластина может быть сварена, например, с парой удлиненных корпусов 302. Как показано на фиг.2, первая пластина 304 может содержать образованную в ней щель 306. Щель 306 может быть по существу U-образной. Однако, форма образованной щели 306, может быть овальной, прямоугольной, квадратной и тому подобное.
Соединительный узел 210 содержит передний конец, образованный парой лап 344 с крюками. Лапы 344 с крюками образуют полость 342 для приема второго штыря 214 рабочего инструмента 202. Узел 210 может содержать задний конец, который содержит первый фиксирующий механизм 308 и второй фиксирующий механизм 310. Первый фиксирующий механизм 308 шарнирно соединен с корпусами 302 посредством штыря 322 шарнира. Штырь 322 шарнира может представлять собой удлиненный штырь, который находится внутри отверстия, образованного в каждом корпусе 302, а первый фиксирующий механизм 308 выполнен с возможностью поворота вокруг первой оси 328 поворота. Штырь 322 шарнира может содержать на одном конце увеличенную головку, а для закрепления штыря 322 на его противоположном конце может использоваться стопорное кольцо 1318. Между увеличенной головкой и стопорным кольцом, пара шайб 1312, пара подшипников 1314 и распорный подшипник 1316 может быть расположен между первым фиксирующим механизмом 308 и штырем 322 шарнира.
Второй фиксирующий механизм 310 может быть образован удлиненным штырем 312, который проходит через отверстие, образованное в одном из корпусов 302. Отверстие для штыря 312 второго фиксирующего механизма 310 может быть отделено от отверстия для штыря 322 шарнира, но местоположение каждого находится в общем в сторону задней части соединительного узла 210. Второй фиксирующий механизм 310 может дополнительно содержать язычок 314, который соединен с ним. Например, язычок 314 может быть приварен к штырю 312. Язычок 314 может продолжаться в направлении, которое по меньшей мере частично перпендикулярно продольной оси, образованной штырем 312. Язычок 314 может быть присоединен на одном конце штыря 312, тогда как ручка присоединена на его противоположном конце. Вследствие этого, штырь 312 выполнен с возможностью перемещения с возможностью поворота и в осевом направлении относительно пары корпусов 302.
В дополнение, второй фиксирующий механизм 310 может содержать пружину 1302, которая смещает штырь 312 в сторону положения, образованного внутри корпусов 302. Это будет описано более подробно ниже. Пружина 1302 расположена между первым кольцом 1304 и первым стопорным кольцом 1310 на одном конце и вторым кольцом 1306 и вторым стопорным кольцом 1308 на его противоположном конце. Например, первое кольцо 1304 и первое стопорное кольцо 1310 могут быть расположены ближе всего к ручке, тогда как второе кольцо 1306 и второе стопорное кольцо 1308 могут быть расположены ближе всего к язычку 314. Как описано ранее, пружина 1302 расположена между кольцами и стопорными кольцами и сжимается, когда штырь 1312 перемещают в осевом направлении наружу и в сторону от соединительного узла 210. В некоторых аспектах пружина 1302 может быть постоянно сжата при сборке штырем 312, а когда штырь 312 тянут наружу, он дополнительно сжимает пружину 1302.
Первый фиксирующий механизм 308 может быть образован парой корпусов, как показано на фиг.13. Каждый корпус содержит множество образованных в нем отверстий, одно из которых предназначено для штыря 322 шарнира, как описано ранее. Каждый корпус первого фиксирующего механизма 308 содержит палец 316 в форме полумесяца, который имеет искривление для образования полости 318. Как показано на фиг.3, полость 318 частично образована внутренней поверхностью пальца 316 вдоль одной стороны и внутренней поверхностью 320 корпуса вдоль противоположной стороны. Полость 318 может быть образована в виде продольного канала, имеющего ширину, которая приблизительно составляет диаметр второго штыря 214. В некоторых вариантах осуществления для надежного зацепления ширина может быть немного больше, чем диаметр второго штыря 214. В других вариантах осуществления ширина может быть значительно больше, чем диаметр штыря 214. В любом случае при соединении соединительного узла 210 с рабочим инструментом 202, полость 318 принимает второй штырь 214. Как будет описано ниже, палец 316 может быть повернут для дальнейшего прикрепления второго штыря 214 рабочего инструмента 202 внутри полости 316 в соединенном положении.
Стопор 326, образованный удлиненным штырем, также может быть соединен с отверстием, образованным в одном из корпусов первого фиксирующего механизма 308. При сборке часть стопора 326 может продолжаться из отверстия. Это будет дополнительно описано ниже.
Соединительный узел 210 может упоминаться, как соединительный узел пружинного типа. Как показано на фигурах 3-13, соединительный узел 210 может содержать пружину 330. Пружиной 330 может быть цилиндрическая пружина, тороидальная пружина, конусная пружина или пружина любого другого известного типа. Пружина может прикладывать постоянное усилие пружины против первого фиксирующего механизма 308. Данное усилие пружины может варьировать на основании положения первого фиксирующего механизма 308 и пружины 330.
Пружина 330 содержит первый конец и второй конец. Первый конец может быть соединен с пружинной опорой 332, а второй конец может быть соединен с фиксатором 334. Пружинная опора 332 образует корпус, который может содержать выдвинутый участок 1330, который встает внутри пружины 330. Корпус пружинной опоры 332 может дополнительно образовать отверстие 1328 для приема штыря 336. Штырь 336 образует вторую ось 338 поворота, и дополнительно его принимают отверстия, образованные в первом фиксирующем механизме 308. Штырь 336 может быть прикреплен или соединен с первым фиксирующим механизмом 308 через стопорное кольцо 1320. Таким образом, пружинная опора 332 и первый конец пружины 330 шарнирно соединен с первым фиксирующим механизмом 308 вокруг второй оси 338 поворота. В связи с этим, шарнирное перемещение пружины 300 и пружинной опоры 332 может обеспечивать возможность правильного выравнивания пружины 330.
Фиксатор 334 или пружинный фиксатор может быть соединен с боковой пластиной 1300 фиг.13. Боковая пластина может содержать пару отверстий для прикрепления к ней фиксатора 334. Как показано на фиг.13, фиксатор 334 может быть принят внутри большего отверстия, образованного в боковой пластине 1300, а для соединения фиксатора 334 с боковой пластиной 1300 могут дополнительно использоваться шайба 1324, пластина 1322 фиксатора и крепежные приспособления 1326. В проиллюстрированных вариантах осуществления фиксатор 334 может быть жестко соединен с боковой пластиной 1300. Однако, в других вариантах осуществления фиксатор 334 может быть подвижно соединен с боковой пластиной 1300 с возможностью поворота или иным образом.
Как лучше всего показано на фиг.3, колпачковый винт 340 или другое крепежное приспособление может быть соединено по резьбе с фиксатором 334. Во время процесса сборки пружина 330 может быть под значительным напряжением. Таким образом, чтобы обеспечить возможность ее сборки и разборки, колпачковый винт 340 может использоваться для сдавливания пружины 330. Вследствие этого, фиксатор 330 может быть просверлен и нарезан для поддержки использования колпачкового винта в процессах сборки и разборки.
Со ссылкой на Фиг.3 соединительный узел 210 показан в соединенном или заблокированном положении 300. В данном положении соединительный узел 210 соединен со вторым штырем 214 рабочего инструмента 202. Первый фиксирующий механизм 308 находится в первом или соединенном положении, а второй фиксирующий механизм 310 находится в заблокированном положении. В заблокированном положении язычок 314 второго фиксирующего механизма 310 может быть расположен позади или сзади первого фиксирующего механизма 308. В связи с этим первый фиксирующий механизм 308 неспособен или заблокирован от поворота вокруг первой оси 328 поворота. Кроме того, штырь 312 второго фиксирующего механизма 310 расположен внутри в осевом направлении (т.е. осевое внутреннее положение продолжается в страницу фиг.3). Таким образом, первый фиксирующий механизм 308 остается соединен со вторым штырем 214.
Также в соединенном положении 300 фиг.3 пружина 330 находится ниже первой оси 324. Показана первая ось 324, проходящая через первую ось 328 поворота и второй конец пружины 330. Как будет описано ниже, положение пружины 330 относительно данной первой оси 324 изменится, когда соединительный узел 210 соединяют и отсоединяют от рабочего инструмента 202.
В соединенном положении 300 фиг.3 первый штырь 212 рабочего инструмента 202 расположен внутри второй полости 342, образованной плечом 344 с крюком соединительного узла 210. Ориентация соединительного узла 210 может быть такая, что он расположен под острым углом относительно горизонтальной оси (не показано), проходящей через ось 328 поворота. Это обеспечивает достаточную опору для соединения рабочего инструмента 202 с машиной.
Для того, чтобы высвободить рабочий инструмент 202 из соединительного узла 210, на фиг.14 показан один пример способа 1400 для этого. Данный пример предоставляет ряд блоков для выполнения способа. Квалифицированному специалисту в данной области будет ясно, что в других примерах некоторые из данных этапов могут не потребоваться, тогда как в дополнительных примерах могут выполняться дополнительные этапы. Таким образом, Фиг.14 предназначена для неограничивающего примера, как высвободить или отсоединить рабочий инструмент 202 из соединительного узла 210.
В блоке 1402 ручку на втором фиксирующем механизме 310 можно потянуть в осевом направлении наружу, так чтобы штырь 312 и язычок 314 больше не располагались непосредственно позади или сзади первого фиксирующего механизма 308. Например, на фиг.11, штырь 312 и язычок 314 показаны с расположением в положении 1100 в осевом направлении внутрь. В данном положении 1100 язычок 314 и по меньшей мере часть штыря 312 расположены сзади или позади задней поверхности 1102 (т.е. заднего края 902 фиг.9) первого фиксирующего механизма 308. Данное положение 1100 штыря 312 и язычка 314 в осевом направлении внутрь упоминается, как заблокированное положение второго фиксирующего механизма 310. В действительности, второй фиксирующий механизм 310 по меньшей мере частично препятствует или предотвращает поворот первого фиксирующего механизма 308 из положения на фиг.11 в положение на фиг.5, которое описано более подробно ниже.
В блоке 1402 штырь 312 и язычок 314 второго фиксирующего механизма 310 тянут в осевом направлении наружу в направлении, показанном стрелкой 1104 на фиг.11. Это освобождает первый фиксирующий механизм 308 из помещения в заблокированном положении в блоке 1406. Другими словами, со вторым фиксирующим механизмом 310, движущимся в осевом направлении наружу, путь, по которому первый фиксирующий механизм 308 выполнен с возможностью поворота в направлении против часовой стрелки, освобождается и таким образом становится беспрепятственным.
Однако, в данном варианте осуществления пружина 1302 второго фиксирующего механизма 308 смещает штырь 312 для возврата в положение фиг.3. Таким образом, в блоке 1404 второй фиксирующий механизм 310 поворачивается в направлении по часовой стрелке, как показано стрелкой 400 на фиг.4. Второй фиксирующий механизм 310 выполнен с возможностью поворота до тех пор, пока язычок 314 не войдет в контакт с поверхностью 1202 стопора 326 как лучше всего проиллюстрировано на фигурах 4 и 12. В данном положении второй фиксирующий механизм 310 находится в незаблокированном положении 1200, потому что пружина 1302 сжимается и толкает штырь 312 и язычок 314 в осевом направлении внутрь и в контакт с первым фиксирующим механизмом 308.
В незаблокированном положении фиг.4 второй фиксирующий механизм 310 также по меньшей мере частично выступает наружу дальше, чем в заблокированном положении фиг.3. например, штырь 312 может смещаться на один или более дюймов наружу из корпуса 302 соединительного узла 210. В других примерах смещение может быть более маленьким, но смещение второго фиксирующего механизма 310 обеспечивает визуальное указание или подтверждение оператору машины, что второй фиксирующий механизм 310 был разблокирован. Аналогичным образом, когда второй фиксирующий механизм 310 находится в заблокированном положении фиг.3, второй фиксирующий механизм 310 не расположен в осевом направлении снаружи, и это обеспечивает визуальный индикатор заблокированного положения.
После того, как второй фиксирующий механизм 310 перемещают в незаблокированное положение, способ 1400 может переходить в блок 1408, при этом первый фиксирующий механизм 308 может быть разблокирован. Для этого стержень или другой инструмент 402 может быть вставлен через щель 306 в первой боковой пластине 304 для зацепления первого фиксирующего механизма 308. После зацепления может выполняться блок 1410 таким образом, что стержень или инструмент 402 может быть повернут в направлении по часовой стрелке, как указано стрелкой 502 на фиг.5. Вращательное перемещение стержня или инструмента 402 вызывает аналогичное шарнирное перемещение первого фиксирующего механизма 308 по часовой стрелке вокруг первой оси 328 поворота в незаблокированное положение 500.
В незаблокированном положении 500 фиг.5 полость 318 ориентирована по меньшей мере частично в сторону земли (т.е. вниз). В некоторых аспектах полость 318 может находиться под углом относительно вертикальной оси (не показано), проходящей через первую ось 328 поворота. В любом случае первый фиксирующий механизм 308 повернут в положение, в котором из него может быть высвобожден второй штырь 214. Учитывая массу рабочего инструмента 202, второй штырь 214 может выскальзывать или иным образом выдвигаться из полости 318. Это возможно еще и потому, что первый штырь 212 все еще соединен с передним концом соединительного узла 210, а рабочий инструмент 202 может свешиваться или смещаться от него от земли на несколько дюймов или более.
В дополнение, в блоке 1412 положение пружины 330 изменяется из соединенного или заблокированного положения фиг.3 в отсоединенное или незаблокированное положение фиг.5. На фиг.5 пружина 330 теперь расположена выше первой оси 324. В положении фиг.5 пружина 330 может выступать в качестве стопора, удерживая первый фиксирующий механизм 308 в разблокированном или открытом положении.
Хотя не показано подробно, штырь 312 второго фиксирующего механизма 310 может содержать на своем конце фаску. В дополнение, первый фиксирующий механизм 308 может содержать фаску или наклонную плоскость, образованную в ней для облегчения плавного перемещения штыря 312 и первого фиксирующего механизма 308 в процессе шарнирного перемещения первого фиксирующего механизма 308. фаска и наклонная плоскость могут не содержаться в других вариантах осуществления. Кроме того, данное шарнирное перемещение может вызывать перемещение во втором фиксирующем механизме 310, а конкретно, штыря 312. например, штырь 312 может проталкиваться дальше наружу по мере перемещения стопора 326. В некоторых случаях это перемещает второй фиксирующий механизм 310 в промежуточное положение или «готовое для блокировки» положение. Таким образом, как будет описано, второй фиксирующий механизм 310 перемещают в положение для запуска или высвобождения в заблокированное положение.
Как проиллюстрировано на фиг.6, первый фиксирующий механизм 308 находится во втором положении 600 (т.е. в разблокированном или открытом положении) таким образом, что из него освобождается второй штырь 214. В данном положении 600 пальцевый участок 316 первого фиксирующего механизма 308 находится между корпусом 302 и вторым штырем 214, так чтобы второй штырь 214 нельзя было просто повторно зацепить. Также в данном положении первый штырь 212, однако, остается зацеплен во второй полости 342 и находится в контакте с плечом 344 с крюком. Плечо 344 с крюком может образовать нижний порог 602, который в данном положении 600 имеет вогнутую форму. В блоке 1414 данная вогнутая форма может предотвращать выскальзывание или иное перемещение первого штыря 212 из полости 342. Данное частичное соединение сохраняется дополнительно, так как масса рабочего инструмента 202 вызывает высвобождение второго штыря 214 из заднего конца соединительного узла 210 и перемещение по дугообразному пути 604.
Для отсоединения первого штыря 212 из соединительного узла 210 способ 1400 может переходить в блок 1416, в котором весь соединительный узел 210 поворачивается в направлении против часовой стрелки, показанном стрелкой 700 на фиг.7. В связи с этим, соединительный узел 210 ориентирован таким образом, что его передний конец 702 смещен вниз, а его задний конец 704 смещен вверх. В проиллюстрированном варианте осуществления фиг.7 рабочий инструмент 202 отцеплен от соединительного узла 210.
Далее со ссылкой на Фиг.15 проиллюстрирован один пример способа 1500 соединения рабочего инструмента с машиной. В данном случае на фиг.8 также проиллюстрированы рабочий инструмент 202 и соединительный узел 210. Способ 1500 может содержать ряд выполняемых блоков для соединения рабочего инструмента 202 и соединительного узла 210. В первом блоке 1502 способа 1500 первый штырь 212 рабочего инструмента 202 может быть сцеплен с передним концом 702 соединительного узла 210. Для этого соединительный узел 210 может управляемо перемещаться посредством гидравлического исполнительного механизма 208, которым управляет оператор машины. Плечо 344 с крюком может быть ориентировано в положении 800 фиг.8 таким образом, что полость 342, образованная в переднем конце 702 соединительного узла 210, принимает внутри первый штырь 212. После того, как полость принимает штырь, может выполняться блок 1504 с поворотом соединительного узла 210 в направлении по часовой стрелке, показанном стрелкой 802.
Когда соединительный узел 210 поворачивается в направлении 802 по часовой стрелке, может выполняться блок 1506, в котором внутренняя поверхность 320 полости первого фиксирующего механизма 308 входит в контакт со вторым штырем 214. После того, как первый фиксирующий механизм 308 входит в контакт со вторым штырем 214, дальнейшее перемещение второго штыря 214 в полость 318 вынуждает первый фиксирующий механизм 308 поворачиваться вокруг первой оси 328 поворота в направлении против часовой стрелки, показанном стрелкой 900 фиг.9.
Способ 1500 соединения может переходить в блок 1510, в котором первый фиксирующий механизм 308 продолжает поворачиваться вокруг первой оси 328 поворота до тех пор, пока его задний край 902 не пройдет мимо второго фиксирующего механизма 310. Когда он проходит второй фиксирующий механизм, штырь 312 или язычок 314 высвобождается из контакта с первым фиксирующим механизмом 308 в блоке 1512, инициируя за счет этого автоматическое перемещение второго фиксирующего механизма 310 из незаблокированного положения в заблокированное положение фиг.3. Другими словами, пружина 1312 второго фиксирующего механизма 310 высвобождается в блоке 1512 и автоматически смещает штырь 312 и язычок 314 в осевом направлении внутрь в их соответствующие заблокированные положения. В заблокированном положении 1000 фиг.10 язычок 312 теперь расположен непосредственно позади или сзади первого фиксирующего механизма 308, так что предотвращается поворот первого фиксирующего механизма 308 в его незаблокированное положение.
На фиг.10 второй штырь 214 снова зацеплен первым фиксирующим механизмом 308 и расположен внутри полости 318. В данном положении способ выполняет блок 1516 таким образом, что пружина 330 снова перемещается в положение сверху первой оси 324 в положение ниже первой оси 324 для дополнительной фиксации или прикрепления второго штыря 214 к соединительному узлу 210. следует отметить, что в данном способе 1500 для фиксации второго фиксирующего механизма 310 не требуется вмешательства оператора. Другими словами, в упомянутом выше способе и конструкции второй фиксирующий механизм 310 может автоматически высвобождаться из незаблокированного положения в заблокированное положение. В данном варианте осуществления единственное вмешательство происходит, когда второй фиксирующий механизм 310 перемещают из заблокированного положения в незаблокированное положение.
Упомянутые выше способы предназначены только в качестве примеров соединения и отсоединения соединительного узла 210 с рабочим инструментом. Рабочий инструмент 202 показан и описан в виде ковша, но это может быть отвал или рабочий инструмент любой другой формы. Кроме того, соединительный узел 210 может быть соединен с рабочей машиной любого типа. Несмотря на то, что в данном документе показан и описан погрузчик с обратной лопатой, он предназначен только в качестве одного примера рабочей машины, которая содержит конструкцию и функцию соединительного узла 210.
Несмотря на то, что выше были раскрыты варианты осуществления, включающие принципы предложенного изобретения, предложенное изобретение не ограничено раскрытыми вариантами осуществления. Вместо этого предполагается, что данная заявка охватывает любые изменения, варианты применения или адаптации изобретения с использованием его общих принципов. Кроме того, предполагается, что данная заявка охватывает такие отклонения от предложенного изобретения, которые попадают в пределы известной или общепринятой практики в области, к которой относится данное изобретение, и которые попадают в рамки приложенной формулы изобретения.