DE69932189T2

DE69932189T2 - Kupplungsvorrichtung für einen Baggerzahn

Info

Publication number: DE69932189T2
Application number: DE69932189T
Authority: DE
Inventors: Javier Pueyo Molina; Jorge Pallas Moreno; Fermin Sanchez Guisado; Jose Lopez Almendros
Original assignee: Metalogenia Patentes SL
Current assignee: Metalogenia Patentes SL
Priority date: 1998-06-08
Filing date: 1999-06-03
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2019-06-04
Also published as: PL196862B1; DE69915639D1; TR200003633T2; CN1304472A; EP1103664A1; ATE262090T1; CA2333387C; US6745503B1; CN1428483A; PT1314826E; US20040172866A1; HU0202558D0; HUP0102115A3; DE69915639T2; JP2002517646A; EP1314826A2; EP1103664B1; ATE331847T1; BR9910903A; AU3933399A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Zahnträger und einen Zahn gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 12 und ein System, das die Kombination dieses Zahnträgers und Zahns aufweist, zum Koppeln von Baggerzähnen, die auf die Eimer von Baggermaschinen und allgemein auf die aktiven Arbeitsränder von Erde bewegenden Maschinen ähnlicher Typen anwendbar ist.
Maschinen für Tiefbauarbeiten, die das Entfernen von Materialien, wie z. B. Erde, Steinen usw., durchführen, weisen allgemein aktive Ränder an den sogenannten Eimern der Bagger auf, die offene Behältnisse einer spezifischen Form sind, die an dem Trag- und Fahrwerk der Maschine befestigt sind und die Funktion aufweisen, die Erdmasse oder Erde und mehr oder weniger lose Steine mittels ihres Vorderrandes zu beseitigen, wobei sie die Materialien, die gelockert wurden, in dem Eimer sammeln, wodurch sie es denselben ermöglichen, zum Transport an einen anderen Ort oder einfach zum Abladen der Masse von Erde und Steinen, die entfernt wurde, beispielsweise, im Fall des Öffnens eines Grabens, zu deren anschließender Neuplazierung, an ein Fahrzeug transferiert zu werden.
Die Eimer von Baggern und dergleichen weisen an dem aktiven Rand aufgrund des hohen Verschleißes, dem sie durch Kontakt mit der Erde und den Steinen, die sehr stark abreibende Charakteristika aufweisen, ausgesetzt ist, beträchtliche Probleme auf. Aus diesem Grund ist es notwendig, den aktiven Rand des Baggers oder der ähnlichen Maschine mit abnehmbaren Zähnen auszustatten, die entfernbare Komponenten sind, die den Großteil des Verschleißes tragen, indem sie mit der Erd- und Steinmasse in direktem Kontakt stehen, und die somit Teile sind, die sehr rasch verschleißen. Diese Zähne, die Teile sind, die relativ häufig ausgetauscht werden können, müssen Charakteristika miteinander kombinieren, die bis zu einem gewissen Grad im Widerspruch zueinander stehen, aufgrund der Tatsache, dass – da sie Teile sind, die an Baggermaschinen und dergleichen häufig ausgetauscht werden – ihr Preis relativ niedrig sein sollte, so dass es notwendig ist, eine Mechanisierung der Zähne auszuschließen, die einfach durch Gießen oder Schmieden eines sehr harten Stahls hergestellt werden sollten. Die andere widersprüchliche Charakteristik liegt in dem Erfordernis, dass die Anbringung der Zähne an dem Zahnträger, der an dem aktiven Rand des Eimers angeordnet ist, für Bagger oder dergleichen mit einer ausreichenden Anpassung bewerkstelligt wird, um so weit wie möglich jegliches Spiel zwischen den einander zugewandten Regionen des Zahnträgers und des Zahns zu vermeiden, da das Auftreten eines Spiels, was ansonsten unvermeidbar ist, in der Region zu einer Erhöhung der Beanspruchungen an bestimmten Kontaktpunkten zwischen dem Zahn und dem Zahnträger führt, was den Verschleiß lokal weiter verstärkt, was schließlich zu einem Bruch der Teile führen kann und was ein mehr oder weniger häufiges Austauschen des verschlissenen Teils, d. h. des Zahns, beinhalten kann, je nachdem, wie die oben erwähnten Verschleißphänomene in größerem oder kleinerem Ausmaß eingedämmt werden können.
Derzeit sind viele Kopplungsarten zwischen den Zähnen von Baggern und den Zahnträgern bekannt, obwohl viele von ihnen angesichts der zu erfüllenden widersprüchlichen Bedingungen und der schweren Arbeit, die diese Komponenten leisten müssen, Mängel bezüglich dessen aufweisen, was man als ideale Lösung bezüglich der Lebensdauer des Zahns und bezüglich eines Vermeidens eines übermäßigen Verschleißes an dem Zahnträger betrachten könnte, was letzteren befähigt, eine annehmbar verlängerte Lebensdauer aufzuweisen.
Die U.S.-Patentschrift Nr. 5561925 bezieht sich auf einen Zahnanordnungs- und Sicherungsmechanismus, bei dem ein Nasenabschnitt, der mit der Höhle des Zahns zusammenpasst, parallele Oberflächen aufweist, die durch eine Oberfläche mit einem flachen Ende miteinander verbunden sind.
Die U.S.-Patentschrift Nr. 4625439 bezieht sich auf eine Baggerzahnsicherungseinrichtung, die einen Nasenabschnitt aufweist, in dem der Zahn mittels eines Keils befestigt ist, bei dem das Verschleißteil direkt an der Halterung landet. Bei einem der Ausführungsbeispiele, die in der Beschreibung des Patents offenbart sind, sowie in den Figuren desselben zeigt die Halterung eine Fläche mit einem vorderen Teil, der einen mehr oder weniger trapezförmigen Schnitt aufweist. Dieses Dokument offenbart einen Zahnträger gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und einen Zahn gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 12.
Jedoch offenbart keine der obigen Patentschriften die doppelt invertierte Schwalbenschwanzstruktur, die die vorliegende Erfindung kennzeichnet.
Um eine Verbesserung der Charakteristika der Kopplungen für Baggerzähne zu erhalten, wobei eine gewisse Montagegeschwindigkeit und eine sichere und dauerhafte Kopplung zwischen dem Zahn und dem Zahnträger erzielt wird, führte der Erfinder der vorliegenden Patentanmeldung Untersuchungen und Tests durch, die zu einer Kopplung für Baggerzähne führten, die im Gebrauch eine verbesserte Leistungsfähigkeit aufweist.
Die Kopplung für Baggerzähne und dergleichen, die der Gegenstand der Erfindung gemäß den unabhängigen Ansprüchen 1, 12 und 19 ist, ist von dem Typ, der auf der Vorderseite des Zahnträgers einen Vorsprung aufweist, welcher bezüglich der Längsachse des Zahnträgers im wesentlichen axial ausgerichtet ist und bei dem der Querschnitt der Zahnkopplungsregion von der Anfangsregion zu dem freien Ende hin abnimmt, wobei die Kombination der Kontaktbereiche zwischen dem Zahnträger und dem Zahn derart ist, dass eine dichte Kopplung zwischen dem Zahn und dem Zahnträger erhalten wird, was zu einer sicheren Befestigung führt, wobei zwischen den zwei gekoppelten Komponenten viele Kontaktbereiche vorliegen, zum Zweck eines Verringerns des lokalen Verschleißes und mit einer Anordnung von Winkeln der Kontaktbereiche derart, dass die an dem Zahn erzeugten Beanspruchungen dazu tendieren, eine stärkere Verkeilung und Passung des Zahns mit dem Zahnträger hervorzurufen. Um dieses Ergebnis zu erhalten, weist der Bereich, der den Zahn mit dem Zahnträger koppelt, eine Struktur auf, die im Grunde durch das Verbinden von zwei umgekehrten Schwalbenschwanzprofilen gebildet wird, das heißt, dass der Schwalbenschwanz an der ersten Endregion im Vergleich zu dem Schwalbenschwanz an der zweiten Endregion umgekehrt ist, die der Anfangsregion bzw. dem freien Ende oder dem Punkt der sogenannten „Nase" des Zahnträgers entsprechen. Dies wird vorzugsweise durch eine leicht konvexe Struktur vor allem des oberen Verbindungsbereichs zwischen der Basis oder dem Beginn der Nase des Zahnträgers und dem Ende oder Vorsprung desselben, der einen einheitlichen Schnitt aufweist, ergänzt. Der Verbindungsbereich des oberen gekrümmten Teils der Nase des Zahnträgers mit der Basis derselben weist vorzugsweise eine schmale, flache Querregion auf. Die Seitenflächen der Nase des Zahnträgers nehmen die Form von Facetten an, wobei eine derselben dem vorderen Vorsprung eines konstanten Schnittes entspricht und eine weitere den Seitenflächen entspricht, die flach oder leicht gekrümmt sein können, wobei die Konvexität nach außen gerichtet ist.
Bei dieser Anordnung wird das Ergebnis erhalten, dass die Nase des Zahnträgers eine viel größere mechanische Festigkeit aufweist und dass vor allem bei einem Normalbetrieb desselben keine Beanspruchungen erzeugt werden, die dazu tendieren, den Zahn auszustoßen, was ein häufig wiederkehrendes Problem der derzeit bekannten Zahnträger ist. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ermöglicht die leicht gekrümmte Struktur, bei der die Konvexität nach außen gerichtet ist, der Oberseite der Nase des Zahnträgers zusätzlich zu einer sehr effizienten Kopplung zwischen dem Zahn und dem Zahnträger eine Vergrößerung des Querschnitts der Nase des Zahnträgers und somit eine größere mechanische Festigkeit an dem letzteren.
Zum besseren Verständnis sind anhand eines erläuternden, jedoch nicht einschränkenden Beispiels Zeichnungen eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung angehängt.
1 und 2 sind ein Aufriss bzw. eine Draufsicht eines gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Zahnträgers.
3 bis 11 sind Schnittansichten durch die bei 1 gege benen Schnittebenen.
12 und 13 sind jeweilige Schnitte durch die angegebenen Schnittebenen.
14 ist eine Draufsicht der Anordnung von Zahn und Zahnträger.
15 ist ein Längsschnitt in einer Vertikalebene der Anordnung von Zahn und Zahnträger, wie sie angegeben ist.
16 ist eine perspektivische Ansicht der Anordnung von Zahn und Zahnträger, wenn sie zusammengebaut ist.
Wie in den Figuren gezeigt ist, weist die Kopplung für Baggerzähne, die der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, ein gabelartiges Teil 1, das zum Koppeln mit dem Rand des Baggereimers gedacht ist, und eine Region 2 auf, die sich von der Rückseite 3 der Region 1 erstreckt und den Baggerzahn aufnehmen soll, in den 12 und 14 und in den 15 und 16 mit 4 angegeben.
Die Region 1 für die Kopplung des Baggers mit dem Eimer ist gabelförmig und weist einen oberen Arm 5 und einen unteren Arm 6 auf, der durch eine durch flache Bereiche 7 und 8 definierte Einkerbung getrennt sind, die den Rand des Baggereimers aufnehmen sollen und die in der Draufsicht Schnitte aufweisen, die von der Anfangsregion 3 der Kopplung 2 zu dem freien Ende 9 hin abnehmen, wobei der obere Arm 5 auch flache Seitenflächen 10 und 11 aufweist.
Der Zahnkopplungsvorsprung 2 weist eine Kombination von aufeinanderfolgenden Regionen auf, die, wie aus den 3 bis 11 hervorgeht, im Grunde durch eine Struktur definiert sind, die im Grunde durch zwei invertierte Schwalbenschwänze gebildet ist, das heißt, dass der Schwalbenschwanz an der ersten Endregion im Vergleich zu dem Schwalbenschwanz an der zweiten Endregion, die dem Anfangsbereich 12 des Zahns bzw. dem Ende 13 des Vorsprungs 14 des Zahnträgers entsprechen, die entsprechend zu dem Hohlraum des Zahns 4 komplementär sind, invertiert ist. Der Vorsprung 14, wie er durch die vorgesehenen Schnitte gezeigt ist, weist über seine gesamte Länge einen konstanten Schnitt auf. Aus diesem Grund weisen die Seitenflächen der Nase des Zahnträgers 2 eine Struktur auf, die im wesentlichen durch zwei sich leicht voneinander unterscheidende Facetten gebildet ist, so dass eine der Lateralen jeweils der Fläche 15 des Körpers der Nase des Zahnträgers bzw. der flachen Fläche 16 des Endes des konstanten Schnittes 14 entspricht. Die andere Laterale 17 weist ähnliche Charakteristika auf, wobei sie in einer im wesentlichen vertikalen Anordnung 18 eine breite Einkerbung aufweist, die den Splint 19, der in 15 ausführlicher gezeigt wurde, aufnehmen soll.
Die Oberseite 20 der Nase des Zahnträgers weist eine im wesentlichen gekrümmte Form auf, wobei die Konvexität nach außen gerichtet ist, wobei das innere Ende des Vorsprungs 14 mittels eines kleinen flachen Bereichs in dem Verbindungsbereich mit dem Körper, der in 1 und auch in 13 mit 21 angegeben ist, mit dem Körper 1 des Zahnträgers verbunden ist.
Die Seitenflächen 15 und 17 können flach oder gekrümmt sein, wobei die Konvexität nach außen gerichtet ist.
Der Aufbau der Nase des Zahnträgers mit der angegebenen Form ermöglicht es, eine viel höhere Festigkeit an derselben zu erhalten und gleichzeitig die Reaktionen des Ausstoßens des Zahns, die üblicherweise bei den derzeit bekannten Anbringungen für Baggerzähne auftreten, zu eliminieren.
Wie aus den 12 und 15 hervorgeht, weist der Splint 19 eine abgeflachte gerade, allgemein parallelepipedförmige Struktur auf, wobei er an einer seiner Nebenseiten eine breite Einkerbung 22 aufweist, in der mittels einer vulkanisierten Beschichtung 23 die Verbindung einer geraden Einlage 24 bewerkstelligt wird, die einen lateralen Vorsprung 25 aufweist, der mit runden Rändern versehen ist, und der in eine Ausnehmung einer komplementären Form der Nase des Zahnträgers in Eingriff genommen ist.
Diese Anordnung des Splints ermöglicht somit seine leichte Einführung durch axiale Komprimierung in seine Rille und eine ausreichende Sicherung desselben in der Nase des Zahnträgers. Eine Entnahme wird ferner durch das Vorhandensein des verbindenden Teils aus vulkanisiertem Gummi ermöglicht.
Mittels der Anordnung, die erläutert wurde, ermöglicht es die Kopplungsvorrichtung für Baggerzähne, die der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, den Zahn mit minimalem Spiel in alle Kopplungsbereiche einzupassen, und ermöglicht ferner zahlreiche Kontaktbereiche, um einen lokalen Verschleiß zu verringern, und verringert die Kraftkomponenten in der Ausstoßrichtung des Zahns bezüglich des Zahnträgers.

Claims

Zahnträger zur Verbindung mit einem Eimer einer Maschine zum Bewegen von Materialien, wie beispielsweise Erde und Gestein, um einen Zahn (4) zu tragen, der einen vorstehenden Abschnitt (2) mit einer zumindest teilweise abnehmenden Querschnittsfläche zu dem freien Ende (13) desselben hin aufweist, wobei der vorstehende Abschnitt für eine Positionierung zumindest teilweise in einem Holraum des Zahns beabsichtigt ist, wobei jede von zwei Endregionen (12, 14) des vorstehenden Abschnitts im Querschnitt im Wesentlichen die Form eines parallelen Trapezes aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erste (12) der Endregionen, die den vorstehenden Abschnitt mit dem Zahnträgerkörper verbindet, die längere der zwei parallelen Seiten des Trapezes an dem unteren Ende aufweist und dass eine Zweite (14) der Endregionen, die das freie Ende (13) des vorstehenden Abschnitts bildet, die längere der zwei parallelen Seiten des Trapezes an dem oberen Ende aufweist.
Zahnträger gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den parallelen Seiten an der ersten Endregion (12) in dem Trapez größer als an der zweiten Endregion (14) in dem Trapez ist.
Zahnträger gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Seite des parallelen Trapezes in der ersten Endregion (12) in einem Abstand in die vertikale Richtung über der oberen Seite des parallelen Trapezes in der zweiten Endregion (14) positioniert ist.
Zahnträger gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Seite des parallelen Trapezes in der ersten Endregion (12) im Wesentlichen auf der gleichen vertikalen Ebene wie die untere Seite des parallelen Trapezes in der zweiten Endregion (14) positioniert ist.
Zahnträger gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Form des parallelen Trapezes und die Größe desselben in zwei Querschnitten in einem Abstand voneinander in der zweiten Endregion (14) des vorstehenden Abschnitts (2) gleich sind.
Zahnträger gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine obere Oberfläche (20) des vorstehenden Abschnitts (2), die die oberen Seiten der parallelen Trapeze in der ersten und der zweiten Endregion verbindet, eine konvexe Form aufweist.
Zahnträger gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine untere Oberfläche des vorstehenden Abschnitts (2), die die unteren Seiten der zwei parallelen Trapeze in der ersten und der zweiten Endregion verbindet, eine im Wesentlichen flache Form aufweist.
Zahnträger gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der lateralen Seiten des vorstehenden Abschnitts (2) eine Ausnehmung (18) zum Aufnehmen eines Splint-Stifts (19) aufweist, um den Zahn in einer erwünschten Position an dem Zahnträger zu halten.
Zahnträger gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (18) für den Stift sich in eine im Wesentlichen vertikale Richtung erstreckt.
Zahnträger gemäß Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (18) in einem Abstand von ihrem Einlass für den Stift mit einer verbreiterten Region versehen ist, wobei die verbreiterte Region zum Aufnehmen eines Verriegelungsbauglieds (24, 25) des Stifts (19) angepasst ist, das in die transversale Richtung des Stifts vorragbar angeordnet ist.
Zahnträger gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnträger eine vertikale flache Oberfläche (3) um den vorstehenden Abschnitt herum aufweist, die den vorstehenden Abschnitt von dem Zahnträgerkörper abgrenzt.
Zahn (4) zur Verbindung mit einem Zahnträger einer Maschine zum Bewegen von Materialien, wie beispielsweise Erde und Gestein, wobei der Zahn (4) einen Hohlraum zum Aufnehmen zumindest eines Teils eines vorstehenden Abschnitts des Zahnträgers aufweist, wobei der Hohlraum eine zumindest teilweise abnehmende Querschnittsfläche von der Mündung desselben zu dem inneren Ende desselben hin aufweist, wobei jede von zwei Endregionen (12, 14) des Hohlraums im Querschnitt im Wesentlichen die Form eines parallelen Trapezes aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste der Endregionen (12), die die Mündung des Hohlraums bildet, die längere der zwei parallelen Seiten des Trapezes an dem unteren Ende aufweist und dass eine zweite der Endregionen (14) in der Nähe des inneren Endes des Hohlraums (13) die längere der zwei parallelen Seiten des Trapezes an dem oberen Ende aufweist.
Zahn (4) gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den parallelen Seiten in dem Trapez an der ersten Endregion (12) größer als an der zweiten Endregion (14) in dem Trapez ist.
Zahn (4) gemäß Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Seite des parallelen Trapezes in der ersten Endregion (12) in einem Abstand in die vertikale Richtung über der oberen Seite des parallelen Trapezes in der zweiten Endregion (14) positioniert ist.
Zahn (4) gemäß einem der Ansprüche 12–14, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Seite des parallelen Trapezes in der ersten Endregion (12) im Wesentlichen auf der gleichen vertikalen Ebene wie die untere Seite des parallelen Trapezes in der zweiten Endregion (14) positioniert ist.
Zahn (4) gemäß einem der Ansprüche 12–15, dadurch gekennzeichnet, dass die Form des parallelen Trapezes und die Größe desselben in einem Querschnitt in zwei Ebenen in einem Abstand voneinander in der zweiten Endregion (14) des Hohlraums gleich sind.
Zahn (4) gemäß einem der Ansprüche 12–16, dadurch gekennzeichnet, dass eine obere Oberfläche (20), die den Hohlraum definiert, die die oberen Seiten der parallelen Trapeze verbindet, eine konvexe Form aufweist.
Zahn (4) gemäß einem der Ansprüche 12–17, dadurch gekennzeichnet, dass eine untere Oberfläche, die den Hohlraum definiert und die die unteren Seiten der parallelen Trapeze in der ersten und der zweiten Endregion (12, 14) verbindet, eine im Wesentlichen flache Form aufweist.
Zahnsystem für einen Eimer einer Maschine zum Bewegen von Materialien, wie beispielsweise Erde und Gestein, das einen Zahnträger gemäß einem der Ansprüche 1–11 zur Verbindung mit dem Eimer und einen entsprechenden Zahn (4) gemäß einem der Ansprüche 12–18 zur Verbindung mit dem Zahnträger aufweist.