DE102018204775A1 - Excavator tooth for a bucket wheel excavator - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Baggerzahn (1) für eine Schaufel eines Schaufelradbaggers, mit einem Zahnkopf (10) zum Eingriff in das Grabmaterial und mit einem Aufnahmeschaft (11) zur Anordnung in oder an einer Aufnahme einer Schaufel des Schaufelradbaggers. Erfindungsgemäß sind der Zahnkopf (10) und der Aufnahmeschaft (11) stoffschlüssig miteinander verbunden. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Erneuerung eines solchen Baggerzahnes (1) an einer Schaufel eines Schaufelradbaggers.The present invention relates to an excavator tooth (1) for a bucket of a bucket wheel excavator, with a tooth head (10) for engaging in the grave material and with a receiving shank (11) for placement in or on a receptacle of a bucket of the bucket wheel excavator. According to the tooth head (10) and the receiving shaft (11) are integrally connected to one another. Furthermore, the invention relates to a method for renewal of such an excavator tooth (1) on a blade of a bucket wheel excavator.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Baggerzahn für eine Schaufel eines Schaufelradbaggers, mit einem Zahnkopf zum Eingriff in das Grabmaterial und mit einem Aufnahmeschaft zur Anordnung in oder an einer Aufnahme einer Schaufel eines Schaufelradbaggers.The present invention relates to an excavator tooth for a bucket of a bucket wheel excavator, with a tooth head for engaging in the grave material and with a receiving shaft for mounting in or on a receptacle of a blade of a bucket wheel excavator.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Beispielsweise offenbart die
Aus der
Ähnliche Verbindungen zwischen einem Zahnkopf und einem Aufnahmeschaft sind weiterhin bekannt aus der
Den bekannten Baggerzähnen mit einem Zahnkopf und einem Aufnahmeschaft ist gemein, dass bei mit Bolzen gesicherten Stecksystemen die Verbindung zwischen Zahnkopf und Aufnahmeschaft im Betrieb eine Lockerung erfahren kann, sodass bei fortschreitendem Verschleiß der Zahnkopf an dem Aufnahmeschaft zunehmend beweglicher wird. Dadurch beschleunigt der Verschleiß und der Zahnkopf kann vom Aufnahmeschaft abbrechen. Bei Erhöhung der Passgenauigkeit der Steckverbindung zwischen Zahnkopf und Aufnahmeschaft erhöht sich auch der Fertigungsaufwand, da das Stecksystem eng toleriert werden muss, und insbesondere bei längeren Kegelverbindungen mit einem kleineren Kegelwinkel sind aufwendige Fertigungsverfahren notwendig. Insbesondere sind einfache Passverbindungen mit geschmiedeten oder gegossenen Oberflächen häufig nicht hinreichend, um im längeren Betrieb eine Lockerung des Zahnkopfes am Aufnahmeschaft wirkungsvoll zu verhindern.The well-known excavator teeth with a tooth head and a receiving shaft has in common that in connection with plug-secured plug systems, the connection between the tooth head and receiving shaft can experience a relaxation during operation, so that as the wear progresses, the tooth head becomes increasingly mobile on the receiving shaft. This accelerates the wear and the tooth head can break off from the shank. Increasing the accuracy of fit of the connector between the tooth head and receiving shaft also increases the production cost, since the plug-in system must be closely tolerated, and especially for longer conical connections with a smaller cone angle complex manufacturing processes are necessary. In particular, simple fit joints with forged or cast surfaces are often not sufficient to effectively prevent a loosening of the tooth head on the receiving shaft during prolonged operation.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION
Die Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines Baggerzahns für die Schaufel eines Schaufelradbaggers mit einem Zahnkopf und mit einem Aufnahmeschaft, wobei der Zahnkopf und der Aufnahmeschaft möglichst unterschiedliche Werkstoffe aufweisen und wobei die Verbindung möglichst mechanisch hoch belastbar ausgeführt sein soll.The object of the invention is the development of an excavator tooth for the blade of a bucket wheel excavator with a tooth head and a receiving shaft, wherein the tooth head and the receiving shaft have as different materials and wherein the compound should be designed as mechanically highly resilient.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Baggerzahn gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und ausgehend von einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 10 mit den jeweils kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 1 und 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved starting from a bucket tooth according to the preamble of
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass der Zahnkopf und der Aufnahmeschaft zur Bildung des Baggerzahns stoffschlüssig miteinander verbunden sind.The invention includes the technical teaching that the tooth head and the receiving shaft to form the excavator tooth are materially interconnected.
Kern der Erfindung ist ein einfacher Aufbau eines Baggerzahns mit einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem Zahnkopf und dem Aufnahmeschaft, beispielsweise basierend auf einer Schweißverbindung. Dabei hat sich herausgestellt, dass bei einer entsprechenden Dimensionierung der Schweißverbindung eine hinreichende Festigkeit der Verbindung zwischen dem Zahnkopf und dem Aufnahmeschaft geschaffen werden kann, sodass auch sehr harte Grabmaterialien abgetragen werden können, ohne dass es zu einem Versagen des Baggerzahns kommt. Der wesentliche Vorteil dabei ist, dass der Zahnkopf und der Aufnahmeschaft nicht die gleichen Werkstoffe aufweisen müssen, und der Zahnkopf und der Aufnahmeschaft können mit verschiedenen Fertigungsverfahren hergestellt werden. So besteht vorteilhafterweise die Möglichkeit, dass der Zahnkopf eine höhere Härte als der Aufnahmeschaft aufweist und dass der Aufnahmeschaft eine höhere Zähigkeit als der Zahnkopf aufweist.The core of the invention is a simple construction of an excavator tooth with a material connection between the tooth head and the receiving shaft, for example based on a welded joint. It has been found that with a corresponding dimensioning of the welded joint, a sufficient strength of the connection between the tooth head and the receiving shaft can be created so that even very hard grave materials can be removed without causing a failure of the excavator tooth. The main advantage of this is that the tooth head and the receiving shaft need not have the same materials, and the tooth head and the receiving shaft can be manufactured with different manufacturing processes. Thus, there is advantageously the possibility that the tooth head has a higher hardness than the receiving shaft and that the receiving shaft has a higher toughness than the tooth head.
Beispielsweise kann der Zahnkopf mittels einem Gießverfahren hergestellt sein, und der Aufnahmeschaft kann mittels eines Schmiedeverfahrens hergestellt sein. Auch kann der Zahnkopf eingelassene Hartmetallplättchen aufweisen, und der Zahnkopf kann mit einem Wärmebehandlungsverfahren gehärtet werden, insbesondere kann ein Durchhärten des Zahnkopfes vorgesehen sein, ohne dass diese Wärmebehandlung auch für den Aufnahmeschaft Anwendung finden muss. Wird der Aufnahmeschaft schmiedend hergestellt, kann dieser mit einer hohen Güte zu geringen Kosten bei hoher Stückzahl hergestellt werden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, die geometrischen Toleranzen des Aufnahmeschaftes deutlich enger auszulegen als die geometrischen Toleranzen des Zahnkopfes.For example, the tooth tip may be made by a casting method, and the receiving shaft may be made by a forging method. The tooth head can also have recessed hard metal flakes, and the tooth head can be hardened by a heat treatment method; in particular, a hardening of the tooth head can be provided without this heat treatment also affecting the receiving shaft Must find application. If the receiving shaft is produced by forging, this can be produced with a high quality at low cost in high quantities. In addition, it is possible to interpret the geometric tolerances of the receiving shaft much narrower than the geometric tolerances of the tooth head.
Mit weiterem Vorteil weist der Zahnkopf eine Aufnahmefläche auf, die zur Verbindung des Zahnkopfes mit dem Aufnahmeschaft an einer Stirnfläche des Aufnahmeschaftes anliegt. Beispielsweise können sich zwei Planflächen gegenüberliegen, die durch die Aufnahmefläche und die Stirnfläche gebildet sind, und die beiden Flächen können wenigstens teilweise außenumfänglich mit einer Schweißnaht versehen werden. Der besondere Vorteil der Aufnahmefläche und der Stirnfläche liegt darin, dass diese Flächen nicht zwingend spanend bearbeitet werden müssen, und eine Oberfläche, die durch ein Gießverfahren oder ein Schmiedeverfahren hergestellt wird, kann bereits eine hinreichend genaue Plananlage ermöglichen, insbesondere, wenn beim Schmieden beispielsweise des Aufnahmeschaftes ein Kalibrierschritt mit umfasst ist. Dadurch werden die Herstellungskosten zur Herstellung des Baggerzahns weiter verringert. Selbstverständlich können jedoch für die Bildung der Schweißverbindung notwendige Schweißnahtflächen, Schweißnahtschrägen und dergleichen bearbeitet werden, beispielsweise durch ein Schleifen oder ein Überfräsen. Hohe Genauigkeitsanforderungen müssen dabei jedoch nicht erfüllt werden. Wichtig dabei ist nur, dass eine Verzunderung von der Oberfläche gelöst wird, bevor die Schweißverbindung hergestellt werden soll.With further advantage, the tooth head has a receiving surface, which rests on an end face of the receiving shaft for connecting the tooth head with the receiving shaft. For example, two planar surfaces may be opposite, which are formed by the receiving surface and the end face, and the two surfaces may be provided at least partially externally circumferentially with a weld. The particular advantage of the receiving surface and the end face is that these surfaces do not necessarily have to be machined, and a surface that is produced by a casting process or a forging process can already allow a sufficiently accurate plan system, especially when forging the example Shaft receiving a calibration step is included. As a result, the manufacturing costs for the production of the excavator tooth are further reduced. Of course, however, necessary for the formation of the welded joint weld surfaces, weld bevels and the like can be edited, for example by grinding or over-milling. However, high accuracy requirements do not have to be met. The important thing is that a scaling is released from the surface before the weld is to be made.
Mit besonderem Vorteil sind die Aufnahmefläche und die Stirnfläche komplementär zueinander ausgebildet und bei einer Verbindung des Zahnkopfes mit dem Aufnahmeschaft können die komplementär zueinander ausgebildeten Flächen plan aneinander anliegen. Beispielsweise sind die Aufnahmefläche und die Stirnfläche plan ausgebildet, es ist jedoch auch denkbar, dass die Aufnahmefläche und die Stirnfläche ballig bzw. konkav oder in sonstiger Weise mit einer Topografie versehen sind.With particular advantage, the receiving surface and the end face are complementary to each other and formed at a compound of the tooth head with the receiving shaft, the complementary to each other surfaces trained plan abut each other. For example, the receiving surface and the end face are flat, but it is also conceivable that the receiving surface and the end face are crowned or concave or provided in any other way with a topography.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Aufnahmefläche am Zahnkopf einen Vorsprung aufweist und dass die Stirnfläche des Aufnahmeschaftes eine Vertiefung aufweist, sodass bei einer Verbindung des Zahnkopfes mit dem Aufnahmeschaft der Vorsprung in die Vertiefung eingreift. Dadurch wird die Anordnung des Zahnkopfes an dem Aufnahmeschaft erleichtert und eine korrekte Orientierung des Zahnkopfes am Aufnahmeschaft ist grundsätzlich bereits sicherstellt, sodass anschließend die Herstellung der Schweißverbindung erfolgen kann. Alternativ kann an der Aufnahmefläche die Vertiefung vorgesehen sein und an der Stirnfläche kann der Vorsprung vorgesehen sein.For example, it may be provided that the receiving surface on the tooth head has a projection and that the end face of the receiving shaft has a recess, so that engages in a connection of the tooth head with the receiving shaft of the projection in the recess. As a result, the arrangement of the tooth head on the receiving shaft is facilitated and a correct orientation of the tooth head on the receiving shaft is basically already ensured, so that subsequently the production of the welded connection can take place. Alternatively, the recess may be provided on the receiving surface and on the end face of the projection may be provided.
Der Vorsprung weist mit besonderem Vorteil eine Dachfläche auf, und die Dachfläche ist mit Seitenflächen begrenzt, die an Seitenflächen der Vertiefung anliegen können, in dem die Seitenflächen am Vorsprung und die Seitenflächen an der Vertiefung zueinander komplementär ausgebildet sind. Die komplementäre Ausbildung im Sinne der Erfindung betrifft dabei ein Schlüssel-Schloss-Prinzip oder ein Feder-Nut-Prinzip, insbesondere derart, dass die komplementär zueinander ausgebildeten Flächen im Wesentlichen plan aneinander anliegen können.The projection particularly advantageously has a roof surface, and the roof surface is delimited by side surfaces which can rest against side surfaces of the recess in which the side surfaces on the projection and the side surfaces on the recess are complementary to one another. The complementary design according to the invention in this case relates to a key-lock principle or a spring-groove principle, in particular such that the surfaces complementary to each other can lie substantially flat against each other.
Die Seitenflächen des Vorsprunges und die Seitenflächen der Vertiefung bilden jeweils drei sich am Vorsprung und an der Vertiefung gegenüberliegende Kontaktflächen, die so ausgebildet sind, dass diese zueinander einen Pyramidenstumpf bilden und alle Kontaktflächen des Vorsprunges komplementär ausgebildet auf den Kontaktflächen der Vertiefung spaltlos anliegen, um eine richtungswechselnde Kraftübertragung zu ermöglichen. Werden die Seitenflächen des Vorsprungs und die Seitenflächen der Vertiefung aneinander zur Anlage gebracht, können die Seitenflächen am Vorsprung abschnittsweise einen Schweißflächenbereich bilden, mit dem die Seitenflächen am Vorsprung aus der Vertiefung hervorstehen, und zwischen dem Zahnkopf und dem Aufnahmeschaft entsteht dadurch ein umlaufender Schweißspalt. Der Schweißspalt weist beispielsweise eine dreieckige Querschnittsfläche auf, sodass die Schweißnaht auf einfache Weise von der Außenseite insbesondere vollumfänglich erzeugt werden kann, und sodass zwischen dem Zahnkopf und dem Aufnahmeschaft hohe Querkräfte übertragen werden können. Ein weiterer Vorteil der umlaufenden Schweißnaht liegt darin, dass diese mit einem entsprechenden Werkzeug aufgetrennt werden kann, um den Zahnkopf vom Aufnahmeschaft wieder zu lösen, insbesondere um den Baggerzahn mit einem neuen oder erneuerten Zahnkopf zu versehen. Anschließend kann erneut die Schweißnaht wieder hergestellt werden.The side surfaces of the projection and the side surfaces of the recess each form three on the projection and on the recess opposite contact surfaces which are formed so that they form a truncated pyramid and all contact surfaces of the projection complementarily rest on the contact surfaces of the recess gapless to a to enable direction-changing power transmission. If the side surfaces of the projection and the side surfaces of the recess are brought into abutment with each other, the side surfaces on the projection can form a portion of the weld area, with which the side surfaces protrude from the recess on the projection, and thereby creates a circumferential weld gap between the tooth head and the receiving shaft. The welding gap has, for example, a triangular cross-sectional area, so that the weld can be generated in a simple manner from the outside, in particular completely, and so that high transverse forces can be transmitted between the tooth head and the receiving shaft. Another advantage of the circumferential weld is that it can be separated with a corresponding tool to solve the tooth head of the receiving shaft again, in particular to provide the excavator tooth with a new or renewed tooth head. Subsequently, the weld can be restored again.
Die Erfindung richtet sich weiterhin auf ein Verfahren zur Erneuerung eines Baggerzahns an einer Schaufel eines Schaufelradbaggers, wobei der Zahnkopf und der Aufnahmeschaft des Baggerzahns stoffschlüssig miteinander verbunden, insbesondere verschweißt sind. Das Verfahren sieht dabei vor, dass der Baggerzahn zunächst von der Schaufel des Schaufelradbaggers entnommen wird, anschließend erfolgt ein Auftrennen der stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem Zahnkopf und dem Aufnahmeschaft entlang der Stirnfläche des Aufnahmeschaftes, darauf folgt die spaltlose Positionierung eines neuen oder erneuerten Zahnkopfes an der Stirnfläche des Aufnahmeschaftes und schließlich erfolgt ein erneutes stoffschlüssiges Fügen des neuen oder erneuerten Zahnkopfes mit dem bestehenden, d.h. bereits vorhandenen und vormals verwendeten Aufnahmeschaft.The invention is further directed to a method for renewing an excavator tooth on a blade of a bucket wheel excavator, wherein the tooth head and the receiving shaft of the excavator tooth materially connected to each other, in particular welded. The method provides that the excavator tooth is first removed from the blade of the bucket wheel excavator, followed by a separation of the material connection between the tooth head and the receiving shaft along the end face of the receiving shaft, followed by the gapless positioning of a new or renewed tooth head on the end face the receiving shaft and finally takes place renewed cohesive joining of the new or renewed tooth head with the existing, ie already existing and previously used receiving shaft.
Das Auftrennen der stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem Zahnkopf und dem Aufnahmeschaft kann beispielsweise mit einem Trennschleifgerät vorgenommen werden, insbesondere wenn die stoffschlüssige Verbindung als Schweißverbindung ausgeführt ist. Nach dem Auftrennen der Schweißverbindung können die als Planfläche ausgebildete Aufnahmefläche des erneuerten oder neuen Zahnkopfes und die Stirnfläche des bestehenden Aufnahmeschaftes wieder aneinander gefügt werden, um eine neue Schweißverbindung herzustellen. Insbesondere dann, wenn die Aufnahmefläche und der Zahnkopf mit einem Vorsprung und einer Vertiefung ausgestattet sind, besteht auf einfache Weise die Möglichkeit, eine neue Schweißnaht herzustellen, ohne dass die Aufnahmefläche und/oder die Stirnfläche eine aufwendige Nachbereitung erfordern.The severing of the cohesive connection between the tooth head and the receiving shaft can be carried out, for example, with a cutting-off device, in particular if the cohesive connection is designed as a welded connection. After the separation of the welded joint formed as a flat surface receiving surface of the renewed or new tooth head and the end face of the existing receiving shaft can be joined together again to produce a new welded joint. In particular, when the receiving surface and the tooth head are equipped with a projection and a recess, there is a simple way to produce a new weld without the receiving surface and / or the end face require a complex post-processing.
Figurenlistelist of figures
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
-
1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Baggerzahnes mit einem Zahnkopf und mit einem Aufnahmeschaft in einer jeweils einzelnen Anordnung, -
2 eine Ansicht des Baggerzahns mit einem Zahnkopf, der an dem Aufnahmeschaft gefügt ist, -
3 eine Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des Baggerzahnes mit einem Zahnkopf und einem Aufnahmeschaft, wobei die Aufnahmefläche des Zahnkopfes einen Vorsprung und die Stirnfläche des Aufnahmeschaftes eine Vertiefung aufweisen und -
4 einen Baggerzahn in einer quer geschnittenen Ansicht gemäß dem Ausführungsbeispiel aus3 .
-
1 a first embodiment of an excavator tooth with a tooth head and with a receiving shaft in a respective individual arrangement, -
2 a view of the excavator tooth with a tooth head, which is joined to the receiving shaft, -
3 a view of a second embodiment of the excavator tooth with a tooth head and a receiving shaft, wherein the receiving surface of the tooth head has a projection and the end face of the receiving shaft having a recess and -
4 an excavator tooth in a cross-sectional view according to the embodiment of3 ,
Zur Verbindung der Aufnahmefläche
Die Aufnahmefläche
Hierzu zeigt
Der erfindungsgemäße Baggerzahn
Der Vorsprung
Wird, wie in
Insbesondere für einen Wechsel des Zahnkopfes
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebenen bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten oder räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.The invention is not limited in its execution to the preferred embodiment given above. Rather, a number of variants is conceivable, which makes use of the illustrated solution even with fundamentally different types of use. All of the claims, the description or the drawings resulting features and / or advantages, including structural details or spatial arrangements may be essential to the invention both in itself and in various combinations.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Baggerzahn An excavating tooth
- 1010
- Zahnkopfaddendum
- 1111
- Aufnahmeschaftshank
- 1212
- Aufnahmeflächereceiving surface
- 1313
- Stirnflächeface
- 1414
- Schweißnahtschrägeweld bevel
- 1515
- Vorsprunghead Start
- 1616
- Vertiefungdeepening
- 1717
- Dachflächeroof
- 1818
- Seitenflächeside surface
- 1919
- Seitenflächeside surface
- 2020
- SchweißflächenbereichWelding area
- 2121
- SchweißnahtWeld
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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