Ковш с регулируемым объемом для экскаватора или погрузчика

Изобретение относится к области горного дела, в частности к ковшам экскаваторов или погрузчиков. Технический результат - уменьшение стоимостных затрат, а также возможность легко и на месте работы регулировать объем ковша. Ковш для экскаватора или погрузчика содержит неподвижную конструкцию, образующую жесткий внешний элемент, и один или более подвижных элементов, которые являются дополнительными к неподвижной конструкции и выполнены с возможностью скольжения внутри нее с помощью адаптированных устройств. Причем адаптированные устройства образованы поршнями, прикрепленными как к неподвижной конструкции, так и к подвижным элементам таким образом, чтобы активировать их совместное перемещение. Скользящие направляющие расположены параллельно направлению продвижения поршней. При этом ковш имеет контур, который позволяет осуществить присоединение штока соответствующего поршня, но оставляет свободным пространство для перемещения противоположного штока и позволяет осуществить присоединение соответствующих скользящих направляющих. 10 з.п. ф-лы, 41 ил.

 

Настоящее изобретение относится к ковшу с регулируемым объемом для экскаватора или погрузчика.

Согласно известному уровню техники ковши для экскаваторов или погрузчиков, применяющихся в экскаваторах, землеройных машинах или машинах для перемещения материалов, обычно имеют конструкцию с постоянным и неизменяемым объемом.

Основной недостаток, который имеют обычные ковши для экскаваторов или погрузчиков, заключается в том, что поскольку их объем не изменяется, для каждого конкретного индивидуального случая необходимы машины с различным объемом ковша.

Этот недостаток приводит к увеличению стоимостных затрат в связи с необходимостью иметь в распоряжении много машин, а также из-за существенной потери времени во время работы, когда требуется машина, отличная от той, которая используется, из-за задержки работы, запроса на необходимую машину, ожидания ее доставки на место работы и ее установки.

В патенте Японии JP 56059929 описан ковш погрузчика, вместимость или объем которого может регулироваться путем фиксации двух частей цилиндра на внутренней поверхности центрального фиксированного элемента ковша погрузчика. Два поршня, по одному с каждой стороны, выходят из цилиндра в противоположных направлениях; указанные поршни соответственно закреплены на двух подвижных боковых пластинах для регулирования объема ковша погрузчика. Недостатком такого устройства является то, что ход поршня может максимально достигать значения, соответствующего половине длины тела цилиндра, то есть центрального элемента ковша погрузчика и, следовательно, максимальное увеличение общего объема ковша погрузчика ограничено в большинстве случаев шириной центрального элемента.

В патенте Германии DE 29517230 описан ковш экскаватора трапецеидальной формы с варьируемой шириной. Для обеспечения движения боковых элементов предусмотрены выемки, расположенные по меньшей мере частично внутри ковша. Это представляет существенное неудобство, поскольку шток контактирует с обрабатываемым материалом (песком, мусором и т.д.), что сопряжено с частыми засорами.

В европейском патенте ЕР 0435796 боковые элементы скользят внутри центрального жестко установленного элемента из двойного листа, внутреннего и внешнего. Недостатком устройства по указанному патенту является то, что песок, шлам или навозная жижа могут проникать за счет взаимного трения подвижной части, входящей внутрь центрального фиксированного элемента, что может привести к блокированию всего устройства вскоре после начала эксплуатации.

В патенте США US 3782573 описан регулируемый ковш погрузчика, недостатком которого является то, что он предназначен только для малых весов и для несвязных материалов. Слабостью данного ковша является тот факт, что он выполнен в форме буквы L, в частности проблема, связанная с прекращением связи между плоской базой и вертикальными стенками.

Эти недостатки были устранены с помощью ковша с регулируемым объемом для экскаватора или погрузчика согласно настоящему изобретению.

Задачей настоящего изобретения является разработка ковша для экскаватора или погрузчика, который позволяет легко и на месте работы регулировать его объем в соответствии с различными требованиями.

Поставленная задача достигается за счет того, что ковш с регулируемым объемом для экскаватора или погрузчика согласно изобретению выполнен частично из неподвижной конструкции и частично из одного или более подвижных элементов, которые выполнены с возможностью скольжения по неподвижной конструкции посредством применяемых устройств для взаимного передвижения для регулирования ширины ковша и соответственно его объема с помощью простых операций.

Согласно предпочтительному варианту адаптированные устройства образованы поршнями, прикрепленными как к неподвижной конструкции, так и к подвижным элементам таким образом, чтобы активировать их взаимное перемещение.

Для содействия поршням, которые активируют перемещение подвижных элементов, параллельно направлению активирования поршней установлены скользящие направляющие.

Неподвижная конструкция имеет, по существу, С-образную форму и содержит жесткий внешний элемент, внутри которого скользит один или более дополнительных подвижных элементов.

Некоторые из преимуществ, которые достигаются с использованием настоящего изобретения, представлены ниже.

Основное преимущество настоящего изобретения заключается в экономии затрат, которая достигается вследствие удовлетворения различных потребностей с помощью одного инструмента путем регулирования ширины ковша, что позволяет увеличить в два или более раз рабочий объем одной машины.

Дополнительное преимущество заключается в адаптируемости ковша даже во время работы без необходимости потери времени. Например, для осуществления копания требуемого поперечного сечения в проходе и шириной 80 см можно использовать 60-сантиметровый ковш, расширенный с обеих сторон на 10 см. Если во время копания неожиданно встретится глыба или рыхлый выступ, то для того чтобы расширить копание, не требуется останавливать работу для замены ковша, а достаточно активировать расширение ковша, преодолеть критическую ситуацию и далее снова уменьшить ширину ковша, чтобы продолжать обычное копание с требуемым поперечным сечением в проходе.

Тот факт, что конструкция ковша для экскаватора или погрузчика согласно изобретению тяжелее, чем обычные ковши, не является недостатком, потому что машина, на которой он применяется, всегда очень тяжелая и разница, возникающая в связи с весом ковша, не имеет решающего значения. Если необходимо, всегда возможно придать дополнительную устойчивость машине, когда требуется перемещать более тяжелые грузы.

Фиг.1 представляет собой вид неподвижной конструкции с рамой для присоединения к экскаватору.

Фиг.2 представляет собой вид подвижного элемента, прикрепленного к неподвижной конструкции.

Фиг.3 и 4 представляют собой соответственно виды сбоку подвижных элементов.

Фиг.5 и 6 представляют собой виды спереди подвижных элементов.

Фиг.7 представляет собой вид спереди ковша экскаватора по фиг.2 в закрытом положении.

Фиг.8 представляет собой вид впереди ковша экскаватора по фиг.2 в открытом положении.

Фиг.9 представляет собой вид сверху ковша экскаватора по фиг.2 в закрытом положении.

Фиг.10 представляет собой вид сзади ковша экскаватора по фиг.2 в закрытом положении.

Фиг.11 представляет собой вид в перспективе, показывающий только неподвижную конструкцию ковша экскаватора с двумя подвижными элементами.

Фиг.12 представляет собой вид сбоку ковша погрузчика согласно изобретению.

Фиг.13 представляет собой вид спереди ковша погрузчика по фиг.12 в закрытом положении.

Фиг.14 представляет собой вид спереди ковша погрузчика по фиг.12 в открытом положении.

Фиг.15 представляет собой вид в перспективе, показывающий только жесткую конструкцию ковша погрузчика с подвижным элементом.

Фиг.16 представляет собой вид сбоку малого ковша экскаватора с двумя парами цилиндров.

Фиг.17 представляет собой вид в разрезе ковша экскаватора из фиг.16.

Фиг.18 представляет собой вид спереди ковша экскаватора по фиг.12 в открытом положении.

Фиг.19 представляет собой вид, идентичный виду по фиг.18, но показывающий ковш экскаватора в закрытом положении.

Фиг.20 представляет собой вид в плане ковша экскаватора по фиг.19.

Фиг.21 представляет собой вид сзади ковша экскаватора по фиг.20.

Фиг.22 представляет собой вид сбоку среднего ковша экскаватора с тремя парами цилиндров.

Фиг.23 представляет собой вид в разрезе ковша экскаватора по фиг.22.

Фиг.24 представляет собой вид спереди ковша экскаватора по фиг.23, показанного в закрытом положении.

Фиг.25 представляет собой вид, идентичный виду по фиг.24, но показывающий ковш экскаватора в открытом положении.

Фиг.26 представляет собой вид в плане ковша экскаватора по фиг.25.

Фиг.27 представляет собой вид сзади ковша экскаватора по фиг.26 в закрытом положении.

Фиг.28 представляет собой вид сбоку большого ковша экскаватора с четырьмя парами цилиндров.

Фиг.29 представляет собой вид в разрезе ковша экскаватора по фиг.28.

Фиг.30 представляет собой вид спереди ковша экскаватора по фиг.30, но показывающий ковш экскаватора в закрытом положении.

Фиг.31 представляет собой вид, идентичный виду по фиг.30, но показывающий ковш экскаватора в закрытом положении.

Фиг.32 представляет собой вид в плане ковша экскаватора по фиг.31.

Фиг.33 представляет собой вид сзади ковша экскаватора по фиг.31.

Фиг.34 представляет собой вид сбоку ковша погрузчика с тремя парами цилиндров.

Фиг.35 представляет собой вид в разрезе ковша погрузчика по фиг.34.

Фиг.36 представляет собой вид спереди ковша погрузчика по фиг.35, показанного в открытом положении.

Фиг.37 представляет собой вид, подобный виду по фиг.36, но показывающий ковш погрузчика в закрытом положении.

Фиг.38 представляет собой вид в плане ковша погрузчика по фиг.37.

Фиг.39 представляет собой вид сзади ковша погрузчика по фиг.38.

Фиг.40 и 41 представляют собой вид спереди ковша экскаватора в открытом положении.

На различных чертежах одинаковые элементы для справки обозначены одинаковыми цифрами.

На фиг.1 цифра для справки 10 обозначает раму ковша для закрепления на стреле экскаватора (не показано на чертежах), которая обычно предусмотрена в традиционных экскаваторах и погрузчиках.

Болты для закрепления к экскаватору проходят через отверстия 11 и 12.

Согласно изобретению неподвижная конструкция 17 жестко прикреплена к раме 10, имеет, по существу, С-образную форму и предпочтительно изготовлена из согнутого металлического листа со сплошным и/или коробчатым сечением для придания ей большой жесткости и прочности.

Подвижные элементы, выполненные с возможностью скольжения внутри неподвижной конструкции 17, позволяют изменять объем ковша посредством своего скольжения. Подвижные элементы также предпочтительно изготовлены из металлической пластины, согнутой в С-образную форму, и их внешний контур является дополнительным к внутреннему контуру неподвижной конструкции 17.

Подвижные элементы прикреплены к неподвижной конструкции 17 с помощью приводов, состоящих, например, из поршней, причем термин «поршень» используется для обозначения сборки, состоящей из цилиндра, поршня и соответствующего штока.

На фиг.2 изображен подвижный элемент 13, используемый в неподвижной конструкции 17.

Согласно конкретному примеру варианта осуществления на фиг.3 и 4 отдельно показаны два внутренних подвижных элемента 13 и 14. Подвижные элементы идентичны и зеркально симметричны, за исключением выступающего крыла, обозначенного ссылочными номерами 18 и 19. Эти крылья 18 и 19 предназначены соответственно для прикрепления подвижных элементов 13 и 14 к неподвижной конструкции 17.

Два поршня, показанных для примера на фиг.2 и обозначенных ссылочными номерами 15 и 16, прикреплены с помощью цилиндра к неподвижной конструкции 17, и штоки соответственно прикреплены к выступающим крыльям 18 и 19 в отверстиях 35 и 36. Два поршня 15 и 16 параллельны друг другу и работают таким образом, чтобы осуществлять перемещение в двух взаимно противоположных направлениях.

Крылья 18 и 19 имеют такую форму, чтобы позволить как присоединение штока соответствующего поршня, так и сохранение свободного пространства для движения противоположного штока и присоединение соответствующих двух скользящих направляющих.

На иллюстрируемом примере показаны две скользящие направляющие для каждого подвижного элемента, соответственно 20 и 21 для подвижного элемента 13, и 22 и 23 для подвижного элемента 14.

На крыле 18 подвижного элемента 13 выполнены отверстия 30 и 31 для прохода направляющих 20 и 21, а на крыле 19 подвижного элемента 14 выполнены отверстия 32 и 33 для прохода направляющих 22 и 23. Одинаковые соответствующие отверстия 40, 41, 42, 43 выполнены на неподвижной конструкции 17, которая показана на фиг.1.

На фиг.2 показан вид сбоку подвижного элемента 13 с крылом 18, которое позволяет присоединять поршень 16 и направляющие 20 и 21.

На фиг.5 и 6 показаны контуры подвижных элементов 13 и 14 с крыльями 18 и 19, на которых показаны оси отверстий.

Фиг.7 представляет собой вид спереди ковша экскаватора с подвижными элементами 13 и 14 в закрытом положении.

Подобно этому фиг.8 представляет собой вид спереди ковша экскаватора с подвижными элементами 13 и 14 в открытом положении. В открытом положении направляющие 20 и 22, которые выступают за неподвижную конструкцию 17, становятся видимыми.

Два поршня 15 и 16, видимые на виде сверху на фиг.9, присоединяются соответственно к двум крыльям 18 и 19 и действуют в противоположных направлениях. Верхняя скользящая направляющая 20, присоединенная к крылу 18 подвижного элемента 13, может быть также видна.

На фиг.10 показаны задние направляющие 21 и 23 и поршень 16, вид сзади.

Фиг.11 представляет собой вид в перспективе неподвижной конструкции 17 с двумя подвижными элементами 13 и 14, на котором элемент 13 показан в закрытом положении, расположенным внутри неподвижной конструкции 17, а элемент 14 показан в открытом, т.е. удлиненном положении, выходящим за неподвижную конструкцию 17.

На фиг.12, 13, 14 и 15 показан пример варианта осуществления изобретения, применяемого для ковша погрузчика. Принцип работы, по сути, одинаков, и только рама присоединения к машине другая.

Были приняты те же ссылочные обозначения, которые применялись для ковша1 экскаватора, с единственным добавлением знака штриха.

На фиг.12 представлен вид сбоку ковша погрузчика согласно изобретению. Можно видеть, что единственным существенным различием по сравнению с ковшом экскаватора является различие в положении рамы 10 для ковша погрузчика. В самом деле, вместо расположения над ковшом экскаватора, рама 10 располагается за ковшом погрузчика. Соответственно, конфигурация неподвижной конструкции 17 крыла 18 и расположение поршня 16 и направляющих 20 и 22 изменяется, но основной принцип остается неизменным.

Фиг.13 представляет собой вид спереди ковша погрузчика по фиг.12 в закрытом положении, и фиг.14 представляет собой вид спереди ковша погрузчика по фиг.12 в открытом положении. Фиг.15 представляет собой вид в перспективе, показывающий только жесткую конструкцию 17 ковша погрузчика с одним подвижным элементом 13'. Цифра 24 обозначает стрелу погрузчика, к которой присоединяется рама 10'.

Поршни присоединены к экскаватору с помощью линий электропитания или гидравлических линий.

На фиг.16-21 показан малый ковш экскаватора, в целом обозначенный цифрой 1, который отличается наличием двух пар приводных цилиндров или поршней, обозначенных цифрами 101 и 102 соответственно. Как показано на фигуре 17, пара приводных цилиндров или поршней 102 закреплена на ребре жесткости, выполненном заодно с неподвижной конструкцией 17 и расположенном в вертикальной плоскости симметрии неподвижной конструкции 17.

На фиг.22-27 показан средний ковш экскаватора, в целом обозначенный цифрой 2, который отличается наличием трех пар приводных цилиндров или поршней, обозначенных соответственно 201, 202 и 203. Как показано на фигуре 23, пара приводных цилиндров или поршней 203 закреплена на ребре жесткости, выполненном заодно с неподвижной конструкцией 17 и расположенном в вертикальной плоскости симметрии неподвижной конструкции 17.

На фиг.28-33 показан большой ковш экскаватора, в целом обозначенный цифрой 3, отличающийся наличием четырех пар приводных цилиндров или поршней, обозначенных цифрами 301, 302, 303 и 304 соответственно. Как показано на фигуре 29, пара приводных цилиндров или поршней 303, 304 закреплена на ребре жесткости, выполненном заодно с неподвижной конструкцией 17 и расположенном в вертикальной плоскости симметрии неподвижной конструкции 17.

На фиг.34-39 показан ковш погрузчика, в целом обозначенный цифрой 4, который отличается наличием трех пар приводных цилиндров или поршней, обозначенных цифрами 401, 402 и 403 соответственно. Как показано на фигуре 35, пара приводных цилиндров или поршней 403 закреплена на ребре жесткости, выполненном заодно с неподвижной конструкцией 17 и расположенном в вертикальной плоскости симметрии неподвижной конструкции 17. На фигуре 40 в качестве примера проиллюстрирована возможность расширить раскрыв подвижного элемента 13 до величины, соответствующей ширине неподвижной конструкции 17 благодаря использованию специального положения фиксации приводных цилиндров 15, 16.

На фигуре 40 также показано, каким образом благодаря взаимной независимости приводных цилиндров на двух подвижных элементах 13, 14 можно получить различное расширение для каждого из двух подвижных элементов.

На фигуре 40, на которой ширина неподвижной конструкции 17 обозначена как L, показан подвижный элемент 14 с расширением, равным L/2, и подвижный элемент 13 с расширением, равным ширине L неподвижной конструкции.

Аналогичным образом, расширяя неподвижную конструкцию 17, можно утроить ширину ковша экскаватора, как показано на фигуре 41.

Область техники, к которой относится изобретение, также включает вариант осуществления с разным количеством скользящих направляющих и/или поршней, их различным расположением или размерами, и независимо от способа их активирования, например гидравлические или масляные поршни, электрические поршни и тому прдобное.

Фактически эти характеристики зависят от требований рынка, производства и использования и от размера ковша экскаватора или погрузчика. Более того, понятно, что также включаются варианты, которые имеют различное число подвижных элементов, например с телескопическим или гармошкообразным сочленением.

В заключении, поршни могут быть заменены другими видами приводов, такими как цепи, червяки, ремни и тому подобное, прикрепляемыми к неподвижной конструкции и к подвижным элементам.

Настоящее изобретение включает в себя все подробные разновидности и модификации, которые могут быть очевидны для специалистов в данной области техники и не выходят за объем настоящего изобретения, но понятно, что они включены в объем формулы изобретения, которая представлена далее.

1. Ковш для экскаватора или погрузчика, содержащий неподвижную конструкцию (17, 17'), образующую жесткий внешний элемент, и один или более подвижных элементов (13, 14, 13'), которые являются дополнительными к неподвижной конструкции (17, 17') и выполнены с возможностью скольжения внутри нее с помощью адаптированных устройств (15, 16, 16'), причем адаптированные устройства образованы поршнями (15, 16, 16'), прикрепленными как к неподвижной конструкции (17, 17'), так и к подвижным элементам (13, 14, 13') таким образом, чтобы активировать их совместное перемещение, отличающийся тем, что скользящие направляющие (20, 21, 22, 23, 20', 22') расположены параллельно направлению продвижения поршней (15, 16, 16'), при этом ковш имеет контур, который позволяет осуществить присоединение штока соответствующего поршня (15, 16, 16'), но оставляет свободным пространство для перемещения противоположного штока и позволяет осуществить присоединение соответствующих скользящих направляющих (29, 21, 22, 23, '20', 22').

2. Ковш для экскаватора или погрузчика по п.1, отличающийся тем, что неподвижная конструкция (17, 17') ,по существу, имеет С-образную форму и выполнена из согнутого металлического листа со сплошным и/или коробчатым сечением.

3. Ковш для экскаватора или погрузчика по п.1, отличающийся тем, что подвижные элементы (13, 14, 13') выполнены из металлического листа, согнутого в С-образную форму, и имеют внешний контур, который дополняет внутренний контур неподвижной конструкции (17, 17').

4. Ковш для экскаватора или погрузчика по п.1, отличающийся тем, что два внутренних подвижных элемента (13, 14, 13') идентичны и зеркально симметричны, за исключением выступа (18, 19, 18'), который выполнен с возможностью присоединения подвижных элементов (13, 14) к неподвижной конструкции (17, 17').

5. Ковш для экскаватора или погрузчика по пп.1 или 4, отличающийся тем, что поршни (15, 16, 16') прикреплены с помощью цилиндра к фиксированной конструкции (17, 17'), в то время как шток закреплен выступом (18, 19, 18') в отверстиях (35, 36), причем поршни установлены параллельно друг другу и выполнены с возможностью перемещения в двух взаимно противоположных направлениях.

6. Ковш с регулируемым объемом для экскаватора или погрузчика по п.1, отличающийся тем, что в нем имеются две скользящие направляющие (20, 21 и 22, 23, 20', 22') для каждого подвижного элемента (13, 14, 13').

7. Ковш для экскаватора или погрузчика по пп.1 или 4, отличающийся тем, что отверстия (39, 31 и 32, 33) расположены на выступах (18, 19, 18') подвижных элементов (13, 14, 13') для прохода направляющих (20, 21 и 22, 23, 20', 22'), причем соответствующие одинаковые отверстия (40, 41 и 42, 43) расположены на неподвижной конструкции (17, 17').

8. Ковш для экскаватора или погрузчика по пп.1 или 4, отличающийся тем, что поршни (15, 16, 16') присоединены к экскаватору с помощью линий питания или гидравлических линий.

9. Ковш для экскаватора или погрузчика по п.1, отличающийся тем, что он содержит две пары приводных цилиндров или поршней.

10. Ковш для экскаватора или погрузчика по п.1, отличающийся тем, что он содержит три пары приводных цилиндров или поршней.

11. Ковш для экскаватора или погрузчика по п.1, отличающийся тем, что он содержит четыре пары приводных цилиндров или поршней.

Приоритет:

25.02.2003 по пп.1-11.