PT1314826E - Dispositivo de acoplamento de dentes de escavadora - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "DISPOSITIVO DE ACOPLAMENTO DE DENTES DE ESCAVADORA" A presente invenção refere-se a um encaixe de dente e um dente de acordo com o preâmbulo das reivindicações 1 e 12 respectivamente, e um sistema compreendendo a combinação deste encaixe de dente e dente para o acoplamento de um dente de escavadora que é aplicável nas pás das máquinas escavadoras e, em geral, nas extremidades activas de trabalho de máquinas de terraplanagem semelhantes.

As máquinas utilizadas em trabalhos de engenharia civil que realizam a remoção de materiais, como terras, rochas, etc., têm geralmente extremidades activas nas chamadas pás das escavadoras que são recipientes abertos com formas específicas fixados ao trem de suporte e transporte da máquina e que têm a função de remover o volume de terra ou de terra e pedras mais ou menos soltas, por meio da sua aresta frontal, recolhendo na pá os materiais que foram tornados soltos, permitindo a sua transferência para um veículo que fará o seu transporte para outro local ou simplesmente para depositar o volume de terra e pedras que foi removido, para a sua subsequente substituição, por exemplo, no caso da abertura de uma vala.

As pás das escavadoras e semelhantes sofrem de problemas significativos na aresta activa devido ao alto grau de desgaste a que elas são sujeitadas pelo contacto com a terra e pedras que têm características altamente abrasivas. Por esta razão é necessário equipar a aresta activa da escavadora ou da máquina 1 similar com dentes removíveis, que são componentes removíveis que estão sujeitas à maior parte do desgaste por estarem em contacto directo com o volume de terra e de pedras, e que são, consequentemente, peças de desgaste rápido. Os referidos dentes, que são peças que podem ser substituídas com bastante frequência, têm de combinar características que são, até certo ponto, contraditórias, devido ao facto de serem peças que são frequentemente substituídas nas máquinas escavadoras e semelhantes, o seu custo deve ser relativamente baixo, portanto é necessário excluir a mecanização dos dentes que deverão ser fabricados de um modo simples por fundição ou forjadura de aço de alta resistência. A outra característica contraditória prende-se com a necessidade de a montagem do dente no encaixe de dente localizado na aresta activa da pá das escavadoras ou semelhantes ser realizada com um ajuste suficiente para evitar, tanto quanto possível, qualquer folga entre a regiões de contacto do encaixe de dente e o dente, uma vez que a existência de qualquer folga, de outro modo inevitável, na referida região resultará num aumento das tensões em pontos específicos do contacto entre o dente e o encaixe de dente, as quais aumentarão ainda mais o desgaste localmente, num processo que pode terminar com a quebra das peças e que implica a substituição da peça danificada, ou seja, do dente, com uma maior ou menor frequência, em função do maior ou menor grau de controlo do fenómeno de desgaste acima mencionado. São actualmente conhecidos muitos tipos de acoplamentos entre os dentes das escavadoras e os encaixes de dente, embora todos eles, perante as condições contraditórias a serem atendidas e o trabalho duro a que os referidos componentes estão sujeitos, apresentam defeitos em relação aoue é considerada uma solução ideal em termos da vida útil do dente e diminuição do 2 desgaste excessivo do encaixe de dente, permitindo que este último tenha uma vida útil aceitavelmente prolongada. A patente US n° 5561925 refere-se a uma estrutura de dente e mecanismo de retenção em que uma parte de ponta que coincide com o receptáculo do dente tem superfícies paralelas mutuamente conectadas por uma superfície de extremidade plana. A patente US n° 4625439 refere-se a um meio de retenção de um dente de escavadora que compreende uma parte de ponta em que o dente é fixado por meio de uma cunha em que a parte de desgaste fica directamente encostada contra o apoio. Numa das formas de realização reveladas na descrição da patente, assim como nas figuras da mesma, o apoio apresenta uma área com uma parte frontal que tem uma secção mais ou menos trapezoidal. Este documento revela um encaixe de dente de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1 e um dente de acordo com o preâmbulo da reivindicação 12.

No entanto, nenhuma das patentes referidas revela a estrutura de malhetes duplos invertidos que caracteriza a presente invenção.

Com a finalidade de proporcionar uma melhoria às caracteristicas dos acoplamentos dos dentes das escavadoras, conseguindo rapidez de montagem e segurança e durabilidade do acoplamento entre o dente e o encaixe de dente, o requerente da presente invenção realizou investigações e testes que resultaram num acoplamento para dentes de uma escavadora que tem um melhor desempenho em utilização. 3 0 acoplamento dos dentes de escavadora e semelhantes que é objecto da invenção de acordo com as reivindicações independentes 1, 12 e 19 é do tipo que tem uma projecção na face frontal do encaixe de dente, no sentido substancialmente axial em relação ao eixo longitudinal do encaixe de dente e, em que a secção transversal da região de acoplamento do dente tem um secção transversal decrescente desde a região de inicio até à extremidade livre, onde combinações das áreas de contacto entre o encaixe de dente e o dente são tais que é obtido um acoplamento de contacto entre o dente e o encaixe de dente, dando origem a um aperto seguro com muitas áreas de contacto entre os dois componentes acoplados, a fim de reduzir o desgaste local e com uma disposição de ângulos das áreas de contacto para que as tensões produzidas no dente tendem a produzir um maior encaixe e acomodação do dente com o encaixe de dente. Para obter este resultado, a área de acoplamento do dente com o encaixe de dente tem uma estrutura que é constituída, basicamente, pela união de dois perfis de malhetes invertidos, ou seja, o malhete na primeira região de extremidade é invertido em relação ao malhete na segunda região de extremidade, correspondendo à região de início e à extremidade livre ou ao ponto da chamada "ponta" do encaixe de dente, respectivamente. Isto é, de um modo preferido, complementado por uma estrutura ligeiramente convexa que é localizada em cima de toda a área superior de união entre a base ou início da ponta do encaixe de dente e a extremidade ou a sua projecção que tem uma secção uniforme. A área de união da parte curvada superior da ponta do encaixe de dente com a sua base tem, de um modo preferido, uma região transversal plana e estreita. As faces laterais da ponta do encaixe de dente assumem a forma de facetas, uma delas correspondendo à projecção frontal da secção constante e a outra às faces laterais que podem ser planas ou ligeiramente curvadas com uma convexidade para fora. 4

Com esta disposição é obtido o resultado em que a ponta do encaixe de dente exibe uma resistência mecânica muito maior e, acima de tudo, no seu funcionamento normal, não serem produzidas tensões que tendem a ejectar o dente, as quais constituem um problema recorrente dos actuais encaixes de dente. Numa forma de realização preferida a estrutura ligeiramente curvada, com a convexidade para fora, da face superior da ponta do encaixe de dente permite, para além de um acoplamento muito eficaz entre o dente e o encaixe de dente, um aumento da secção transversal da ponta do encaixe de dente e, consequentemente, uma maior resistência mecânica sobre ela.

Para uma maior compreensão são aqui anexados a titulo de exemplos descritivos mas não limitativos desenhos de uma forma de realização preferida da presente invenção.

As Figuras 1 e 2 são vistas em elevação e em planta, respectivamente, de um encaixe de dente fabricado de acordo com a presente invenção;

As Figuras 3 a 11 são vistas de cortes transversais feitos ao longo das secções planas indicadas na Figura 1;

As Figuras 12 e 13 são as respectivas secções obtidas ao longo das secções planas indicadas; A Figura 14 é uma vista em planta da estrutura do dente e encaixe de dente; A Figura 15 é uma secção longitudinal num plano vertical da estrutura do dente e encaixe de dente conforme indicado; 5 A Figura 16 é uma vista em perspectiva da estrutura do dente e encaixe de dente quando montada.

Conforme mostrado nas Figuras, o acoplamento do dente de escavadora que é objecto da presente invenção tem uma peça 1 em forma de forquilha destinada ao acoplamento com a aresta da pá da escavadora e uma região 2 que se projecta da face 3 posterior da região 1 e se destina a receber o dente de escavadora indicado pelo número de referência 4 nas Figuras 12 e 14 e nas Figuras 15 e 16. A região 1 para acoplamento da escavadora à pá tem a forma de forquilha com um braço 5 superior e um braço 6 inferior que são separados por um recorte definido pelas áreas 7 e 8 planas destinadas a receber a aresta da pá da escavadora e que, numa vista em planta, têm secções com áreas decrescentes desde a região 3 inicial do acoplamento 2 até à extremidade 9 livre, o braço 5 superior tendo também faces 10 e 11 laterais planas. A projecção 2 de acoplamento do dente tem uma combinação de sucessivas regiões que são definidas, basicamente, conforme mostrado nas Figuras 3 a 11, por uma estrutura constituída basicamente por dois malhetes invertidos, ou seja, o malhete na primeira região de extremidade sendo invertido em relação ao malhete na segunda região de extremidade correspondendo, respectivamente, à área 12 inicial do dente e à extremidade 13 da projecção 14 do encaixe de dente que, de um modo correspondente, são complementares em relação à cavidade do dente 4. A referida projecção 14, conforme mostrada pelas secções apresentadas, tem uma secção constante ao longo do seu comprimento. Por esta razão, as faces laterais da ponta do 6 encaixe 2 do dente têm uma estrutura formada substancialmente por duas facetas ligeiramente diferenciadas para que um dos flancos corresponda, respectivamente, à face 15 do corpo da ponta do encaixe de dente e a face 16 plana da terminação da secção 14 constante. 0 outro flanco 17 tem caracteristicas similares, tendo um recorte largo numa disposição 18 substancialmente vertical, que se destina a receber a chaveta 19 que é mostrada em mais pormenor na Figura 15. A face 20 superior da ponta do encaixe de dente tem uma forma geralmente curvada com uma convexidade para fora, unindo a extremidade interna da projecção 14 ao corpo 1 do encaixe de dente por meio de uma pequena área plana dentro da área de união com o referido corpo indicado pelo número de referência 21 na Figura 1 e também na Figura 13.

As faces laterais 15 e 17 podem ser planas ou arqueadas com uma convexidade para fora. A construção da ponta do encaixe de dente com a forma indicada torna possivel nela obter uma resistência muito maior, ao mesmo tempo que elimina as reacções de ejecção do dente que ocorrem habitualmente nos actuais encaixes de dentes de escavadoras.

Pode ver-se nas Figuras 12 e 15 que a chaveta 19 tem uma estrutura geralmente paralelipipédica plana e recta tendo num dos seus flancos menores um recorte 22 largo no qual, por meio de um revestimento 23 vulcanizado, é realizada a união de um inserto 24 recto, tendo uma projecção 25 lateral, proporcionada com arestas arredondadas, que é encaixada num recesso que tem 7 uma forma complementar em relação à da ponta do encaixe de dente.

Esta disposição da chaveta torna assim possível quer a sua fácil introdução através da compressão axial para dentro da sua ranhura, quer uma suficiente retenção sua na ponta do encaixe de dente. A sua remoção é também facilitada pela existência da parte de união que é fabricada com borracha vulcanizada. A disposição aqui descrita permite que o dispositivo de acoplamento de dentes de escavadora objecto da presente invenção torne possível o encaixe do dente com uma folga mínima em todas as áreas de acoplamento, assim como permite a existência de várias áreas de contacto a fim de reduzir o desgaste local, e reduz as componentes de tensão no sentido da ejecção do dente em relação ao encaixe de dente.

Lisboa, 25 de Setembro de 2006

Claims (19)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Encaixe de dente a ser encaixado numa pá de uma máquina de movimentação de materiais, como terras e rochas, a fim de receber um dente (4) , tendo uma parte (2) projectada que tem uma área de secção transversal, pelo menos, parcialmente decrescente em direcção à sua extremidade (13) livre, a referida parte proj ectada destinada a ser localizada, pelo menos, parcialmente , dentro de uma cavidade do referido dente, em que cada uma de duas regiões (12, 14) de extremidade da parte projectada tem substancialmente uma secção transversal na forma de um trapezóide paralelo, caracterizado por, uma primeira (12) das suas regiões de extremidade que conecta a parte projectada ao corpo do encaixe de dente ter na parte inferior o mais comprido dos dois flancos paralelos do trapezóide, e por uma segunda (14) das referidas regiões de extremidade que forma a extremidade (13) livre da parte projectada, ter na parte superior o mais comprido dos dois flancos paralelos do trapezóide.
2. 2. Encaixe de dente de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a distância entre os flancos paralelos ser maior no trapezóide na primeira região (12) de extremidade do que no trapezóide na segunda região (14) de extremidade.
3. 3. Encaixe de dente de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por o lado superior do trapezóide paralelo na primeira região (12) de extremidade estar localizado a uma 1 distância no sentido vertical em cima do lado superior do trapezóide paralelo na segunda região (14) de extremidade.
4. 4. Encaixe de dente de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o lado inferior do trapezóide paralelo na primeira região (12) de extremidade estar localizado substancialmente no mesmo nivel vertical que o lado inferior do trapezóide paralelo na segunda região (14) de extremidade.
5. 5. Encaixe de dente de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por a forma do trapezóide paralelo e a sua dimensão ser a mesma em duas secções transversais a uma distância uma da outra na segunda região (14) de extremidade da parte (2) projectada.
6. 6. Encaixe de dente de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por uma superfície (20) superior da parte (2) projectada, cuja superfície se encaixa nos lados superiores dos referidos trapezóides paralelos nas primeira e segunda regiões de extremidade, ter uma forma convexa.
7. 7. Encaixe de dente de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por uma superfície inferior da parte (2) projectada, cuja superfície se encaixa nos lados inferiores dos referidos trapezóides paralelos nas primeira e segunda regiões de extremidade, ter uma forma substancialmente plana.
8. 8. Encaixe de dente de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por, pelo menos, um dos flancos 2 da parte (2) projectada ter um recesso (18) para receber uma chaveta (19) a fim de manter o dente numa posição desejada no encaixe de dente.
9. 9. Encaixe de dente de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por o recesso (18) para a chaveta se estender num sentido substancialmente vertical.
10. 10. Encaixe de dente de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado por o referido recesso (18) ser dotado com uma região alargada a uma distância das sua entrada para a chaveta, em que a região alargada é adaptada para receber um elemento (24, 25) de fecho da referida chaveta (19) que é disposta de um modo passivel de ser projectada no sentido transversal em relação à referida chaveta.
11. 11. Encaixe de dente de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o encaixe de dente ter uma superfície (3) vertical plana em torno da parte projectada, cuja superfície limita a parte projectada em relação ao corpo do encaixe de dente.
12. 12. Dente (4) a ser conectado num encaixe de dente de uma máquina de movimentação de materiais, tais como terras e rochas, o dente (4) tendo uma cavidade para receber, pelo menos, uma parte de uma parte projectada do encaixe de dente, em que a referida cavidade tem uma área de secção transversal, pelo menos, parcialmente decrescente a partir da sua entrada em direcção à sua extremidade interna, em que cada uma de duas regiões (12, 14) de extremidade da cavidade tem substancialmente a mesma forma de secção transversal de um trapezóide paralelo, caracterizado por, 3 uma primeira das referidas regiões (12) de extremidade, que forma a entrada da cavidade ter o mais comprido dos dois flancos paralelos do trapezóide na parte inferior, e por uma segunda das referidas regiões (14) de extremidade, na proximidade da extremidade interna da cavidade (13), ter o mais comprido dos dois flancos paralelos do trapezóide na parte superior.
13. 13. Dente (4) de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por a distância entre os flancos paralelos ser maior no trapezóide na primeira região (12) de extremidade do que no trapezóide na segunda região (14) de extremidade.
14. 14. Dente (4) de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizado por o lado superior do trapezóide paralelo na primeira região (12) de extremidade estar localizado a uma distância no sentido vertical em cima do lado superior do trapezóide paralelo na segunda região (14) de extremidade.
15. 15. Dente (4) de acordo com qualquer das reivindicações 12-14, caracterizado por o lado inferior do trapezóide paralelo na primeira região (12) de extremidade estar localizado substancialmente no mesmo nivel vertical que o lado inferior do trapezóide paralelo na segunda região (14) de extremidade.
16. 16. Dente (4) de acordo com qualquer das reivindicações 12-15, caracterizado por a forma do trapezóide paralelo e a sua dimensão numa secção transversal ser a mesma em dois planos a uma distância um do outro na segunda região (14) da cavidade. 4
17. 17. Dente (4) de acordo com qualquer das reivindicações 12-16, caracterizado por uma superfície (20) superior que define a cavidade, cuja superfície se encaixa nos lados superiores dos referidos trapezóides paralelos, ter uma forma côncava.
18. 18. Dente (4) de acordo com qualquer das reivindicações 12-17, caracterizado por uma superfície inferior que define a cavidade, cuja superfície se encaixa nos lados inferiores dos referidos trapezóides paralelos nas primeira e segunda regiões (12, 14) de extremidade, ter uma forma substancialmente plana.
19. 19. Sistema de dente (4) para uma pá de uma máquina de movimentação de materiais, tais como terras e rochas, compreendendo um encaixe de dente de acordo com qualquer das reivindicações 1-11 para ser conectado à referida pá e um correspondente dente (4) de acordo com qualquer das reivindicações 12-18 para ser conectado ao referido encaixe de dente. Lisboa, 25 de Setembro de 2006 5