BR0306308B1 - Conjunto de desgaste para um escavador e respectiva trava - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CONJUNTO DE DESGASTE PARA UM ESCAVADOR E RESPECTIVA TRAVA".

CAMPO DA INVENçãO A presente invenção refere-se a um dispositivo de acoplamento para prender juntos, de modo liberável, dois componentes separáveis. A tra- va é particularmente adequada para prender um elemento de desgaste em uma montagem com relação a uma operação de escavação ou similar.

ANTECEDENTES DA INVENçãO

Partes de desgaste, particularmente na indústria de escavação, são usualmente compostos de componentes separáveis de modo a minimi- zar a quantidade de material que deve ser substituído quando o elemento de desgaste se torna gasto. Como um exemplo, os dentes de escavação são presos ao longo da borda de escavação de caçambas de escavação para penetrar e abrir o solo antes da caçamba para aperfeiçoar a coleta de mate- rial terroso e proteger a borda de escavação de desgaste prematuro. Tais dentes usualmente compreendem um adaptador, uma ponta ou extremidade e uma trava ou retentor para prender de modo removível a ponta no adapta- dor.

Um adaptador é um componente base que é fixado na borda de escavação de um escavador por solda, fixação mecânica ou sendo fundida como um parte integral do rebordo de caçamba. O adaptador propriamente dito pode ter múltiplas partes, particularmente em dentes com dimensões maiores, mas é comumente um componente único. De qualquer maneira, o adaptador inclui um bico se projetando para frente como uma montagem para o elemento de desgaste. A ponta possui uma configuração em formato geralmente cuneiforme com paredes de topo e de fundo que convergem pa- ra uma borda de escavação. A base ou extremidade traseira da ponta inclui um bocal abrindo para trás pelo qual a ponta é recebida sobre o bico adap- tador. A trava é inserida em uma passagem que é coletivamente definida por aberturas alinhadas no bico adaptador e na ponta. A passagem pode se es- tender através de uma parte central do dente, tanto vertical quanto horizon- talmente ou ser definida externamente ao bico para receber uma trava externa. Ver, por exemplo, Patentes U.S. N° 6.030.143 para Kreitzberg, 6.385.871 para Quarford, e 4.965.945 para Emrich.

Como pode ser apreciado, os dentes de escavação são fre- qüentemente usados sob condições árduas. As cargas aplicadas nas pon- tas, particularmente com caçambas de mineração grandes, podem ser muito grandes, de vários tipos e se movendo continuamente. É importante manter a trava na passagem definida durante o uso de modo que a ponta não seja perdida. A perda da ponta não somente exige substituição da ponta e causa desgaste prematuro do adaptador, mas também pode danificar a maquinaria a jusante pretendida para processar o material escavado. Conseqüente- mente, a trava é usualmente encaixada firmemente dentro da passagem de- finida para inibir sua ejeção ou perda. O engate justo pode ser causado pela inserção de um elemento de aperto resiliente na passagem, furos parcial- mente desalinhados no adaptador e ponta ou dimensionamento preciso en- tre os furos e a trava. No passado, um grande martelo foi tipicamente neces- sário para forçar a trava para dentro e para fora da passagem. Esta tende a ser uma tarefa onerosa e demorada para o operador no campo e expõe o trabalhador a algum risco.

Existe uma necessidade na indústria de uma trava que pode ser facilmente inserida para dentro e para fora do conjunto de desgaste sem martelar e ainda pode eficazmente reter a parte de desgaste no lugar mes- mo sob condições severas.

SUMÁRIO DA INVENçãO A presente invenção refere-se a um dispositivo de acoplamento para reter de modo liberável dois componentes separáveis juntos. O disposi- tivo de acoplamento é especialmente adequado para uso em reter uma parte de desgaste em uma base em operações de escavação. Contudo, a inven- ção poderia ser usada em outros ambientes em que é desejado prender de modo liberável um elemento em outro por meio de uma trava recebida em uma abertura definida pelos componentes unidos.

Em um aspecto da invenção, uma trava é adaptada para instala- ção e remoção sem a necessidade de golpes de martelo repetidos. A trava pode ser instalada e removida no lugar em uma maneira fácil e rápida de modo a reduzir a dificuldade e o tempo tipicamente necessário para trocar um componente gasto por uma nova substituição. Isto é uma vantagem par- ticular quando o dispositivo de acoplamento é usado para prender partes de desgaste em equipamento de escavação grande onde a paralisação do equipamento se traduz em uma perda econômica significante. Adicional- mente, eliminado a necessidade de martelar, o dispositivo de acoplamento da invenção reduz o risco dos usuários serem expostos na substituição de partes de desgaste em operações de escavação.

Em outro aspecto, o dispositivo de acoplamento da invenção é capaz de reter firmemente os componentes juntos mesmo sob carregamento pesado. É usada uma trava que inclui um elemento de travamento móvel entre as posições de liberação e travada de modo que a trava pode ser posi- tivamente retida no conjunto em vez de contar com a firmeza do encaixe.

Conseqüentemente, a trava é igualmente retida no conjunto independente se os componentes são encaixados firmemente ou frouxamente juntos. Isto é uma vantagem particular quando usada com partes que experimentam, des- gaste significante porque a frouxidão se desenvolverá invariavelmente quan- do uma ou ambas as partes se tornam gastas. Neste dispositivo, a trava permanece no conjunto para reter a parte de desgaste ou outro componente no lugar mesmo sob condições árduas e/ou a aplicação de cargas móveis, pesadas - tal como pode ser experimentado durante uma operação de esca- vação.

Em uma modalidade, a trava do dispositivo de acoplamento in- clui dois elementos em que um é suportado de modo móvel pelo outro. O elemento de travamento móvel pode ser deslocado entre uma primeira posi- ção onde se encontra dentro dos limites do corpo de suporte ou elemento base para recepção da trava dentro da montagem e uma segunda posição onde se estende pelo menos parcialmente fora dos limites do elemento base para reter positivamente a trava dentro do conjunto. Em uma construção preferida, o elemento móvel se fixa atrás de uma parede do conjunto na se- gunda posição para impedir positivamente a remoção ou ejeção da trava.

Em tal modalidade, a disposição de acoplamento da invenção é empregada para reter uma parte de desgaste em uma base em uma máqui- na de escavação. O elemento móvel da trava é limitado a movimento rotaci- onal e está livre de qualquer pressão de carregamento da parte de desgaste enquanto é movido de uma posição para a outra. Portanto, este elemento pode ser rodado entre as posições de liberação e travada em um procedi- mento fácil, rápido e seguro para acoplar e desacoplar os componentes jun- tos.

Em outro aspecto da invenção, uma trava é usada para prender uma parte de desgaste em um adaptador ou outra montagem em uma má- quina de escavação. Um corpo ou elemento base da trava é recebido dentro de uma abertura definida na montagem. O corpo inclui uma parte de mancai que se fixa contra uma borda de um furo definido na parte traseira para im- pedir a remoção da parte de desgaste do conjunto. Um elemento de trava- mento da trava é seletivamente móvel entre as posições travada e de libera- ção para reter ou liberar a trava do conjunto. Em uma construção preferida, o elemento de travamento roda com relação ao corpo e uma parte de trava- mento do elemento de travamento é posicionada axialmente além do corpo para minimizar a dimensão exigida da abertura na parte de desgaste, a fim de maximizar a resistência da parte de desgaste.

De acordo com outro aspecto da invenção, uma trava para reter dois componentes juntos inclui um corpo tendo um elemento resiliente com uma abertura e um componente de travamento que roda entre as posições de liberação e travada. O elemento de travamento possui uma haste não- circular que é recebida na abertura do elemento resiliente. A haste e a abertura possuem formatos não-circulares correspondentes tal que o materi- al resiliente deforma quando a haste é rodada. O material resiliente funciona para resistir ao movimento indesejado do elemento de travamento mas per- mitem a atuação da trava em uma maneira fácil, segura e econômica e para fornecer certeza em fixar apropriadamente o elemento de trava nas posições de liberação e travada.

Em um outro aspecto, a trava compreende um elemento de tra- vamento que não somente retém positivamente a trava no conjunto, mas também aperta o conjunto de um componente (por exemplo, a parte de des- gaste) na outra (por exemplo, a montagem). Em uma modalidade, o ele- mento de travamento inclui um carne rotativo que pode ser seletivamente posicionado em uma posição de liberação onde a trava pode ser inserida no conjunto e uma posição travada onde o carne aperta a conexão. De prefe- rência, o carne ainda inclui uma parte que se fixa atrás de uma parede do conjunto na posição travada para reter positivamente a trava no lugar.

Em um outro aspecto, uma trava de acordo com a presente in- venção é adaptada para cooperar com uma tampa para proteger a trava e inibir o acúmulo de pó de minério em torno da trava. O elemento de trava- mento móvel da trava é fornecido com um cabeçote que inclui estrutura para (i) efetuar a rotação do elemento de travamento, (ii) tirar a trava dos compo- nentes unidos e (iii) facilitar a instalação, retenção e remoção da tampa. Em uma construção preferida, o cabeçote inclui partes planas para facilitar a ro- tação do elemento de travamento, uma borda de alavanca para engatar uma ferramenta de alavanca e superfícies chanfradas nos lados externo e interno do cabeçote para permitir que a tampa seja instalada e removida da trava. A ferramenta de alavanca, então, inclui de preferência superfícies de sujeição que engatam de modo correspondente as superfícies chanfradas internas (formando a borda de alavanca) para tirar a trava do conjunto.

Em outro aspecto da invenção, uma parte de desgaste (ou outro componente) inclui paredes que definem um bocal no qual é recebida uma montagem correspondente (por exemplo, um bico adaptador). Uma das pa- redes na parte de desgaste inclui uma abertura através da qual é recebida uma trava. A abertura inclui uma borda traseira como uma superfície de mancai adaptada para apoiar a trava e reter a parte de desgaste na monta- gem. Para fornecer amplo suporte para suportar as cargas aplicadas, a su- perfície de mancai inclui uma espessura substancialmente completa da pa- rede na qual a abertura é definida. Outro lado da abertura, é definido por uma espessura reduzida da parede de modo a formar um recesso em que uma parte da trava pode ser fixada para impedir a remoção da trava do conjunto.

BREVE DESCRIçãO DOS DESENHOS A Figura 1 é uma vista em perspectiva de um dente de escava- ção incorporando um dispositivo de acoplamento de acordo com a presente invenção. A Figura 2 é uma vista em perspectiva do dente com a tampa em vista explodida. A Figura 3 é uma vista em perspectiva do adaptador do dente. A Figura 4 é uma vista em perspectiva da ponta do dente. A Figura 5 é uma vista em perspectiva do dente com a tampa omitida e a trava em vista explodida. A Figura 6 é uma vista em seção transversal tomada ao longo da linha 6-6 na Figura 1. A Figura 7 é uma vista lateral da trava com o elemento de tra- vamento em uma posição travada. A Figura 8 é uma vista dianteira da trava com o elemento de tra- vamento na posição travada. A Figura 9 é uma vista dianteira da trava com o elemento de tra- vamento em uma posição de liberação. A Figura 10 é uma vista traseira da trava. A Figura 11 é uma vista em perspectiva, explodida da trava. A Figura 12 é uma vista dianteira de um elemento de retenção da trava. A Figura 13 é uma vista em seção transversal tomada ao longo da linha 13-13 na Figura 12. A Figura 14 é uma vista de fundo do elemento de travamento da trava. A Figura 15 é uma vista lateral do elemento de travamento da trava. A Figura 16 é uma vista em perspectiva ilustrando a remoção da trava do dente com uma ferramenta de alavanca de acordo com a invenção. A Figura 17 é uma vista em perspectiva aumentada de uma ex- tremidade de trabalho da ferramenta de alavanca. A Figura 18 é uma vista em perspectiva de um dente incorpo- rando uma segunda modalidade de um dente de acordo com a presente in- venção. A Figura 19 é uma vista em perspectiva da segunda modalidade com a tampa mostrada em vista explodida. A Figura 20 é uma vista em perspectiva do adaptador da segun- da modalidade. A Figura 21 é uma vista em perspectiva da ponta da segunda modalidade. A Figura 22 é uma vista em perspectiva da segunda modalidade com a trava mostrada em vista explodida. A Figura 23 é uma vista em perspectiva do adaptador da segun- da modalidade com a trava mostrada na cavidade. A Figura 24 é uma vista em perspectiva da ponta da segunda modalidade com a trava mostrada em um furo na ponta. A Figura 25 é uma vista em seção transversal tomada ao longo da linha 25-25 na Figura 18. A Figura 26 é uma vista em seção transversal tomada ao longo da linha 26-26 na Figura 18. A Figura 27 é uma vista lateral do dente da segunda modalidade com o elemento de travamento da trava na posição de liberação. A Figura 28 é uma vista lateral aumentada da parte de trava do dente da segunda modalidade com o elemento de travamento da trava na posição travada. A Figura 29 é uma vista dianteira da trava da segunda modali- dade com o elemento de travamento na posição de liberação. A Figura 30 é uma vista dianteira da trava da segunda modali- dade com o elemento de travamento na posição travada. A Figura 31 é uma vista traseira da trava da segunda modalida- de. A Figura 32 é uma vista em perspectiva, explodida da trava da segunda modalidade.

DESCRIçãO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS A presente invenção refere-se a um dispositivo de acoplamento 10 para prender de modo liberável dois componentes separáveis juntos. A invenção é especialmente adequada para reter uma parte de desgaste em uma base em uma operação de escavação. Uma construção preferida para a invenção é um dente de escavação, embora o escopo da invenção não seja limitado a um dente de escavação.

Como ilustrado nas Figuras 1-5, um dente 12 de acordo com a presente invenção inclui um adaptador 14, uma ponta ou extremidade 16 e uma trava ou retentor 18. A invenção nesta aplicação é às vezes descrita em termos relativos, tais como "para cima" e "para baixo", para facilidade de ex- plicação. Estes termos em geral são usados para serem entendidos em rela- ção à orientação do conjunto de desgaste como ilustrado na Figura 1. No entanto, o conjunto de desgaste pode ser colocado em todos os tipos de ori- entações e os termos relativos usados para descrever a invenção não pre- tendem ser uma limitação da invenção. O adaptador 14, como ilustrado (Figura 3), inclui um bico se projetando para frente 20 e um par de pernas bifurcadas 22 adaptadas para receber o rebordo de uma caçamba de escavação (não-mostrada). As per- nas são adaptadas para serem presas por meios mecânicos (por exemplo por uma conexão estilo Whisler), mas poderíam também ser soldadas ou fundidas como parte do rebordo. O adaptador poderia também ser composto de múltiplas partes presas juntas por uma trava ou similar, especialmente em dentes de dimensões maiores. De qualquer maneira, o bico 20 tipica- mente se projeta para frente para definir uma montagem para a ponta 16 (embora o bico pudesse estar na ponta e o bocal definido no adaptador). O bico 20 poderia ser formado para ter uma ampla variedade de configurações para satisfazer as necessidades do uso pretendido e/ou outros fatores.

Como um exemplo, o bico é formado como descrito na Patente U.S. N° 5.709.043 para Jones e outros, que é aqui incorporado por referência. Na construção preferida, o bico 20 inclui um par de superfícies convergentes 24 e um par de paredes laterais 28. Uma cavidade 32 é formada em uma das paredes laterais para receber a trava 18. A cavidade 32 possui um formato que corresponde substancialmente ao formato da trava e de preferência possui uma configuração não-circular que estreita quando se estende na direção da extremidade dianteira do bico. Um formato não-circular é preferi- do para impedir a trava de girar durante o uso. A cavidade 32 é definida por uma parede de perímetro 34 e uma parede interna 36. Alternativamente, uma cavidade poderia ser formada em cada parede lateral 28 para permitir a instalação da trava 18 tanto do lado do dente quanto para usar uma trava em cada lado. A ponta 16 inclui uma extremidade de escavação se projetando para frente 38 e uma extremidade de montagem traseira 40 (Figura 4). A extremidade de montagem possui um bocal abrindo para trás 42 para rece- ber o bico 20 no mesmo. O bocal é em geral definido por paredes conver- gentes 44 e paredes laterais 48. A configuração interna do bocal é adaptada para combinar com o formato do bico, tal como descrito na Patente U.S. N° 5.709.043. Um furo 52 é de preferência formado em ambas as paredes late- rais 48 de modo que a ponta possa ser inversamente montada no adaptador para desgaste uniforme e vida mais longa. Contudo, um furo único 52 em uma parede lateral 48 poderia ser fornecido para uma ponta não-reversível. O furo 52 é definido por uma borda periférica 54 e de preferência possui uma configuração externa (isto é, como visto a partir do lado de fora da ponta), similar ao formato da cavidade 32, para receber a trava 18. Enquanto outros formatos para o furo 52 podem ser usados, é preferido combinar o formato de uma trava formatada unicamente para assegurar que a trava será apro- > priadamente orientada quando instalada no dente. Alternativamente, o for- mato da cavidade 32 poderia ser levado em conta para evitar a inserção ina- dequada da trava se o furo 52 é formatado e/ou dimensionado para permitir a inserção da trava em múltiplas orientações. A borda periférica 54 define um recesso 56 ao longo de uma parte inferior do furo 52 para receber uma parte da trava 18, como discutido abaixo. Enquanto o recesso poderia ser formado ao longo de outras partes da borda periférica 54 (ou com múltiplos recessos), não é de preferência formado ao longo da parte de parede trasei- ra 58 do furo 52. A parte de parede traseira 58 se estende substancialmente a espessura total da parede lateral 48 para definir uma superfície de mancai para apoiar a trava e reter a ponta no adaptador mesmo sob carregamento pesado. A trava 18 de preferência inclui dois componentes primários, a saber, um corpo ou elemento base 60 e um elemento de travamento 62(Figuras 6-15). O corpo 60 de preferência compreende um elemento de retenção rígido 63 e um elemento resiliente 64. O elemento de travamento 62 é montado no corpo 60 para movimento entre uma posição de liberação em que a trava pode ser instalada em e removida do dente (ou outro con- junto) e uma posição travada em que a trava é retida no dente.

Em uma construção preferida, o elemento de retenção 63 (Figu- ras 6-13) possui uma base 66 formada com uma configuração para combinar substancialmente com o formato da cavidade 32 no bico 20. A base é uma estrutura oca definindo uma cavidade 68, que possui uma configuração em geral em formato de D que inclui superfícies periféricas planas 70 e uma su- perfície linear 71. Um aro 72 é fornecido em um lado externo da base 66. O aro 72 se estende para frente e para trás da base 66 para definir as faces localizadoras 74 que são adaptadas para se apoiar na parede lateral 28 do bico 20 e desse modo localizar apropriadamente a trava na cavidade 32. A parte traseira 72a do aro 72 é de preferência aumentada para fornecer uma superfície de mancai ampla para se apoiar contra a parte de parede traseira 58 da ponta 16 e desse modo reter a ponta no adaptador. Também, como descrita abaixo, a parte traseira 66a da base 66 possui uma extensão maior que a parte dianteira 66b para fornecer resistência suficiente para as cargas aplicadas esperadas. O elemento de retenção 63 de preferência possui uma depressão rasa, central 75 para receber uma projeção 77 do elemento de travamento 62 ao longo de um lado dianteiro. Esta depressão é fornecida para diminuir a extensão do cabeçote 106 e minimizar o comprimento total da trava. A depressão é de preferência formada pelas provisões de batentes elevados 81, 83 na face dianteira ou externa do elemento de retenção - com um batente 81 se estendendo ao longo do topo da depressão e um batente 83 se estendendo ao longo da frente da depressão. Um furo 85 conecta de- pressão 75 e a cavidade 68. O furo 85 permite o elemento de travamento 62 se estender através do elemento de retenção 63. O elemento resiliente 64 é de preferência formado como um elastômero de uma peça formado de borracha ou similar (Figura 11). O ele- mento resiliente 64 é encaixado dentro da cavidade 68 e assim possui uma superfície externa 86 formatada para combinar em geral com as paredes interiores da cavidade. As superfícies planas 70 impedem qualquer giro do elemento resiliente 64 no elemento de retenção, embora outros dispositivos poderíam ser usados. O elemento resiliente 64 se fixa contra a parede inter- na 71 e inclui uma passagem axial 88 tendo uma configuração de seção transversal quadrada ou outra não-circular. A passagem axial 88 é alinhada com o furo 85. O elemento de travamento 62 é de preferência um elemento unitário, rígido tendo uma haste 90 que é recebida através do furo 85 no elemento de retenção 63 e a passagem axial 88 no elemento resiliente 64 (Figuras 11, 14 e 15). A haste 90 é mais longa que o corpo 60 de modo que se estende para dentro além do elemento resiliente 64. Na construção prefe- rida, um colar 92 é fixado na haste por um pino de rolo (não-mostrado) pas- sado nos furos 94, 96. No entanto, outros meios poderíam ser usados para fixar o colar na haste ou para substituir o colar retendo o corpo e o elemento de travamento juntos. O elemento resiliente é aprisionado entre o colar 92 e a superfície interna 71. A haste 90 de preferência possui uma parte de cabo 97 tendo uma seção transversal quadrada ao longo da maior parte de seu comprimento para combinar com o formato da passagem axial 88, no en- tanto, outros formatos não-circulares poderíam ser usados. A haste 90 tam- bém inclui uma parte circular 99 para encaixar firmemente no furo 85 para estabilizar o elemento de travamento 62 com relação ao elemento de reten- ção 63. A projeção 77 é fixada na haste 90 e, em cooperação com o co- lar 92, prende o elemento de travamento 62 no corpo 60. A projeção 77 se fixa na depressão 75, embora poderia simplesmente se fixar na frente do elemento de retenção 63 (isto é, sem a depressão). Um flange ou aba 104 se estende além da projeção 77 ao longo de um de seus lados, que como descrito abaixo, funciona para reter a trava 18 no dente 12. Alternativamen- te, uma pluralidade de flanges ou similar poderia também ser usada para prender a trava no lugar. A haste 90 termina em um cabeçote 106 que inclui partes planas 107 ou outros meios para facilitar a rotação do elemento de travamento 62.

Em uso, a ponta 16 é colocada no bico 20 do adaptador 14 tal que um dos furos 52 se alinha com a cavidade 32 (Figura 5). A trava 18 é então manualmente colocada através do furo 52 e na cavidade 32. Nenhuma martelada é necessária, embora alguma possa ser usada se desejado para colocar a trava no lugar. A trava é inserida na cavidade 32 até que as faces localizadoras 74 se apoiam na parede lateral 28. Este posicionamento colo- ca a trava suficientemente dentro do exterior da parte de desgaste 16 de modo que é protegida durante o processo de escavação abrasiva. Quando a trava é instalada, a projeção 77 é orientada em sua posição de liberação tal que o flange 104 é posicionado em geral para trás. Nesta posição de libera- ção, o flange 104 está dentro dos limites ou formato de seção transversal periférico do corpo 60 (Figuras 5 e 9). Uma trava 18 é completamente inseri- da na cavidade 32, uma chave de parafuso ou similar (não-mostrada) é usa- da para rodar o elemento de travamento 62 em sentido horário para a posi- ção travada (Figuras 2 e 8). Esta rotação faz o flange 104 se mover para fora dos limites do corpo 60 e no recesso 56 na ponta 16 tal que a extensão 104 se fixa atrás da parte de ressalto 108 da parede lateral 28. Esta disposição retém positivamente a trava no dente sem contar com a força de retenção de um elemento resiliente submetido a carregamento ou a espessura de encai- xar a trava no dente. Enquanto o elemento resiliente 64 inibe o giro do ele- mento de travamento, como descrito baixo, não é submetido a carregamento da parte de desgaste durante o uso. Com o elemento de travamento na po- sição travada, a trava não pode ser removida do dente 12 mesmo se a ponta e/ou adaptador são gastos e encaixam frouxamente juntos.

Além disso, com a trava no lugar, a parte de mancai traseira 72a do aro 72 opõe a parte de parede traseira 58 do furo 52 no ponto 16 para impedir a remoção da ponta do bico adaptador (Figura 6). Com a aplicação de pressão dianteira na ponta, a parte da parede traseira do furo 52 pressio- na contra o aro 72. A parte dianteira 66b do elemento de retenção 63, então, se apóia contra a parte dianteira 110 da cavidade 32. Desde que esta pres- são é aplicada ao longo das seções externas da trave 18, o momento é tam- bém aplicado na trava tendendo a impelir a trava para rodar em torno de um eixo vertical (não-mostrado). Este movimento é resistido pela parte traseira alongada 66a da base 66 apoiando-se na parte traseira 112 da cavidade 32 e a face localizadora dianteira 74 se apoiando na parede lateral 28. A rotação do elemento de travamento 62 é impedida pela parte de cabo quadrado 97 sendo recebida dentro da passagem quadrada 88 do elemento resiliente 64 (Figura 11). Quando o usuário roda o elemento de travamento, os cantos da parte de cabo 97 estiram as paredes laterais da passagem 88. Enquanto o elemento resiliente é de preferência recebido es- treitamente no elemento de retenção 63 com folga para estiramento sendo fornecida na cavidade, a folga pode ser fornecida entre o elemento resiliente 64 e o elemento de retenção 63 para fornecer espaço adicional para estira- mento do material. Alternativamente, o elemento resiliente é composto de uma espuma compressível ou similar. Quando a parte de cabo quadrada 97 passa a posição sobre o centro, o elemento resiliente impele a finalização de uma rotação de 90 graus do elemento de travamento, isto é, até que a parte de cabo seja novamente recebida de modo correspondente dentro da pas- sagem 88. A passagem quadrada, então, tende a impedir o movimento do flange além da posição travada ou posição de liberação. Os batentes 81, 83 funcionam, para impedir a rotação do elemento de travamento na direção errada (Figuras 8, 9 e 12). Por exemplo, na posição travada, o batente 83 impede qualquer movimento em sentido horário adicional. Na posição de liberação, o batente 81 impede qualquer movimento em sentido anti-horário adicional do elemento de travamento.

Se o solo é de uma natureza não-acondicionada, solta, a trava pode ser usualmente tirada do conjunto manualmente. Quando o solo é de uma natureza que acondiciona ou mesmo cimenta, a trava é de preferência alavancada para fora da cavidade 32 quando a ponta precisa ser removida do adaptador (Figura 16). Em uma construção preferida, um relevo de ala- vanca 115 é formado em lados opostos do cabeçote 106. Como visto na Fi- gura 15, o relevo é uma depressão rasa limitada por uma borda periférica 117 exceto ao longo de um lado 117a, que é aberto. O segmento externo define uma borda de alavanca 117b contra a qual uma ferramenta de ala- vanca engata a trava para tirar a trava do dente. A borda de alavanca 117b é uma superfície inclinada em um ângulo de cerca de 125 graus com o chão 117d do relevo para reter a tampa no lugar mas ainda permite a remoção da tampa quando necessário, embora a borda de alavanca 117b pudesse ser variada e colocada em uma ampla faixa de ângulos.

Uma ferramenta de alavanca preferida 121 inclui uma alavanca 123, um ponto de apoio 125 em uma extremidade da alavanca e um par de braços de alavanca 127 (Figuras 15 e 16). Os braços incluem cada uma gar- ra 129 que é direcionada para dentro de modo que apontam na direção um do outro. Cada garra inclui uma superfície de sujeição 137 a um ângulo de cerca de 125 graus com relação à superfície interna 138 dos braços 127 para combinar com o ângulo da borda de alavanca 117b, embora a superfí- cie de sujeição 137 pudesse ser variada e colocada em uma ampla faixa de ângulos. Como visto na Figura 15, o lado aberto 117a se abre para cima quando o elemento de travamento 62 está na posição de liberação para re- moção da trava. Em uso, as garras 129 são abaixadas no relevo 115 por meio do lado aberto 117a, isto é, até que se apoiam na parte de borda 117c. O ponto de apoio 125 é colocado contra uma parte inferior da ponta 16 e a alavanca 123 é forçada para fora pelo usuário. As superfícies de sujeição 137 nas garras 129 engatam de modo correspondente a borda de alavanca 117b para puxar a trava para fora até que a trava seja completamente remo- vida do dente. Uma vez que a trava 18 solta do furo 52, a distribuição de peso da trava oscila o corpo para baixo tal que as garras continuem a enga- tar e prender a borda 117e para reter temporariamente a trava para o usuá- rio agarrar. A trava pode, então, ser removida deslizando manualmente as garras 129 através do lado aberto 117a.

Como notado acima, se desejado, uma tampa de borracha ou outro elastomérico 133 pode ser encaixado dentro do furo 52 para cobrir o furo e impedir o acúmulo de pó de minério em torno da trava. De preferência, a tampa 133 inclui um recesso 135 que em geral combina com o formato do cabeçote 106. A recepção de cabeçote 106 no recesso 135 retém firme- mente a tampa no lugar. A tampa é completamente rebaixada dentro do furo 52 de modo que é protegida de várias forças que podem tender a ejetá-la. O cabeçote 106 é de preferência formado para facilitar a rotação do elemento de travamento, alavancamento da trava e instalação e remoção de uma tampa 133 adaptada para tapar o furo 52 e inibir o acúmulo de pó de minério em torno da trava durante o uso. Como visto nas Figuras 8 e 9, o cabeçote é formado com um exterior hexagonal (embora outros formatos poderíam ser usados) para fornecer partes planas 134 para o engate de uma chave de parafuso (não-mostrada). As superfícies chanfradas 136 são for- necidas adjacentes às duas partes planas opostas 134 para permitir que as paredes do recesso 135 na tampa 133 sejam recebidas sobre o cabeçote para prender a tampa no lugar (Figuras 14 e 15).

Em uma segunda modalidade da presente invenção, uma trava 218 é usada para prender uma ponta 216 em um adaptador 214 (Figuras 18- 32). Nesta modalidade, a trava aplica uma força de aperto no conjunto bem como instalado sem martelamento e retendo positivamente a trava no dente. O adaptador 214 inclui um bico 220 fornecido com uma cavidade 232 em uma parede lateral 228 para receber a trava 218 (Figura 20). A cavi- dade possui um formato não-circular que estreita na direção da extremidade dianteira, embora outros formatos poderíam ser usados. Diferente do adap- tador 14, o adaptador 214 inclui uma estria 225 que se estende para fora da parede lateral 228 na frente da cavidade 232. A estria 225 possui uma confi- guração afunilada que se expande para trás para definir uma face de mancai 226 para a trava 218. A ponta 216 possui um bocal 242 no qual é recebido o bico 220 e os furos 252 em paredes laterais 248 para receber a trava 218 (Figura 21).

Cada um dos furos 252 possui uma configuração para em geral combinar com o formato de trava. A extremidade traseira de cada furo 252 é vertical- mente aumentada para receber o flange de travamento 304 se estendendo do carne 277. A parte aumentada 252a assegura que o usuário inserirá apropriadamente a trava no dente. A fim de acomodar a estria 225, a super- fície interior 245 de cada parede lateral 248 inclui um canal longitudinal 246 que se estende da extremidade traseira da ponta para uma posição na frente do furo 252.

Em uma construção preferida, a trava 218 inclui um corpo 260 e um elemento de travamento 262 (Figuras 22-32). O elemento de travamento 262 é rotativamente montado dentro do corpo 260 para movimento entre as posições de liberação e travada. O corpo 260 compreende um elemento resiliente 264 (composto de borracha ou similar), que é ligado a um elemento de retenção rígido 263 (Figuras 22-32). O elemento de retenção, nesta modalidade, é um elemento de mancai traseiro tendo uma configuração em geral plana. O elemento resi- liente possui um formato de bloco com uma passagem central 288 passando através do mesmo. Na construção preferida, o elemento resiliente possui uma parte dianteira amplamente curvada 264a, de preferência ao longo de um arco em geral circular e superfícies em geral planas 264b, 264c. Estas superfícies planas ajudam a impedir o corpo de girar quando o elemento de travamento é rodado. A passagem central 288 de preferência possui uma seção transversal em formato quadrado (ou outro não-circular) (Figura 32). O elemento resiliente 264 e o elemento de retenção 263 são ligados juntos por adesivo, sendo moldados juntos ou outros meios. As extremidades 263c 263d do elemento de retenção 263 também ajudam o corpo de girar quando o elemento de travamento é rodado, em cooperação com as superfícies pla- nas 264b, 264c do elemento resiliente 264. O elemento de travamento 262 inclui uma haste 290, um carne 277, um flange ou aba 304 e um cabeçote 306. Como com a trava 18, a haste 290 inclui uma parte de cabo 297 com uma seção transversal em geral quadrada (ou outro formato não-circular) que é recebida em uma passagem em formato quadrado 288. O cabo quadrado na passagem quadrada opera como discutido acima para a trava 18. Um colar 292 é de preferência fixado na extremidade livre da haste 290 para prender o elemento de travamento 262 no corpo 260. O colar 292 é de preferência preso no lugar através do uso de um pino de rolo inserido em furos alinhados no colar e haste. Alter- nativamente, o colar poderia ser substituído com uma presilha 291 e arruela 293 como mostrado nas Figuras 31 e 32. Nesta modalidade, uma presilha 292 se estende na haste 290 para aprisionar o elemento resiliente 264 entre a presilha 292 e o elemento de armação 267. A arruela 293 é de preferência colocada entre a presilha 292 e o elemento resiliente 264. É claro, outras disposições poderíam ser usadas. O carne 277 é fixado na haste 290 e possui um formato em geral oblongo. O flange 304 se estende radialmente para fora a partir de um lado do carne 277 entre as extremidades 305, 307. Embora o flange 304 seja ilustrado com um formato arqueado, alongado, outros formatos são possí- veis. O cabeçote 306 possui essencialmente o mesmo formato que o cabe- çote 106 incluindo partes planas e relevo 315.

Em uso, a trava 218 é colocada através do furo 252 e na cavida- de 232 quando o elemento de travamento 262 está em sua posição de libe- ração (Figura 22). Na posição de liberação, a trava 218 possui uma largura A (Figura 29). A trava é inserida no bolso 232 até que a extremidade distai 320 da haste 290 contata a superfície interna 322 da cavidade 232. Nesta posi- ção, a parte externa 324 do elemento de retenção 263 se opõe à parte de parede traseira 258 do furo 252. No entanto, devido ao canal 246, a parte de parede traseira 258 define duas faces de mancai espaçadas 258a, 258b de cada lado do canal 246 que se apoiam nos pontos de mancai 263a, 263b no elemento de retenção 263 (Figuras 21 e 24).

Uma vez que a trava é apropriadamente posicionada, o ele- mento de travamento 262 é rodado, de preferência engatando o cabeçote 306 com uma chave de parafuso (não-mostrado). O carne 277 roda tal que a extremidade 305 pressiona contra a face de mancai 226 para empurrar a trava para trás. A pressão aplicada pelo came 277 quando rodado tal que a extremidade 305 se apóia contra a estria 325 comprime o elemento resiliente 264 contra o elemento de retenção 263. Este deslocamento para trás da tra- va 218, por sua vez, empurra a ponto mais adiante no bico 220. Como visto nas Figuras 29-30, a trava 218 na posição travada possui uma largura B, que é maior que a largura A. Este aumento em largura gera uma função de aperto no conjunto de dente. Também, na posição travada, como com a tra- va 18, o flange 304 é rodado no recesso 256 atrás do ressalto 308 para reter positivamente a trava 218 na cavidade 232 e desse modo impedir a ejeção indesejada da trava.

Quando a trava está para ser removida do dente ou outro con- junto, o came 277 é rodado em sentido anti-horário para a posição de libera- ção. Embora o uso de uma tampa 333 é usualmente eficaz para impedir que pó de minério seja acumulado em torno do cabeçote 306, o pó de minério é freqüentemente forçado no furo 252 em torno da tampa de modo a acumular em cada abertura disponível. Como pode ser visto na Figura 23, o came 277 é alinhado com a parte externa 324 do elemento de retenção 263. Conse- qüentemente, existe um pequeno espaço entre a extremidade 307 e a su- perfície dianteira do elemento de retenção 263. Desde que este espaço compactará usualmente com o pó de minério, a metade de fundo da periferia do came 277 se estendendo entre 305 e 397 (atrás do flange 304) de prefe- rência conforma com um arco substancialmente circular para evitar resistên- cia causada por pó de minério no espaço. A metade superior da periferia do came entre as extremidades 305 e 307 (que se volta para frente na posição de liberação) de preferência conforma com um arco substancialmente elípti- co para efetuar a função de came quando o came é rodado (isto é, efetua as diferentes larguras A e B). Contudo, outros formatos são possíveis.

Para minimizar a criação de momentos dentro da trava, o centro rotacional do came 277 é de preferência alinhado com a face de mancai 226 do bico 220, a parte de mancai externo 324 do elemento de retenção 263 e a parte de parede traseira 258 da ponta 216. Além disso, este alinhamento de came 277 com a parte externa 324 do elemento de retenção 263 permite que o elemento de retenção atue como uma retenção traseira para o movi- mento do carne quando o elemento resiliente 264 deforma significantemente sob carregamento lateral pesado.

Estas e outras modalidades de acordo com a presente invenção podem ser usadas em conjunto com dentes de escavação, outros elementos de desgaste ou outros componentes separáveis. As modalidades descritas pretendem ser ilustrativas e não-limitante do escopo da invenção.

Claims (19)

1. Conjunto de desgaste para um escavador, compreendendo: um componente de base fixado no escavador e dotado de um bico; um componente de desgaste possuindo um bocal para receber o bico e um furo, estendido através do componente de desgaste, que se abre no bocal, o furo apresentando um perfil periférico; e uma trava para prender liberavelmente o componente de des- gaste no componente de base; caracterizado pelo fato de que a trava compreende: um elemento de trava possuindo um cabo e uma projeção lateral, o elemento de trava sendo girável em torno de um eixo longitudinal do cabo entre uma posição liberada e uma posição travada, a rotação sendo livre de movimento axial, sendo que a projeção lateral está dentro do men- cionado perfil periférico do furo na oposição liberada e fora do perfil periféri- co na posição de modo que a projeção lateral fica entre o bico e uma super- fície interna do componente de desgaste; e um membro resiliente não rotativo que engata um lado do cabo para resistir a rotação do elemento de trava entre as posições liberada e tra- vada.

2. Conjunto de desgaste de acordo com a reivindicação 1, ca- racterizado pelo fato de que o elemento resiliente define um furo traspas- sante através do qual o cabo é recebido.

3. Conjunto de desgaste de acordo com a reivindicação 2, ca- racterizado pelo fato de que o cabo e o furo traspassante possuem formatos complementares não circulares para manter o cabo alternativamente na po- sição liberada ou na posição travada.

4. Conjunto de desgaste de acordo com qualquer uma das rei- vindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o cabo possui uma extre- midade formada com uma configuração não circular adaptada a engatar uma ferramenta para girar o cabo.

5. Conjunto de desgaste de acordo com qualquer uma das rei- vindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a trava tem uma extensão axial que é a mesma em cada uma das posições liberada e travada.

6. Conjunto de desgaste de acordo com qualquer uma das rei- vindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o elemento de trava e o elemento resiliente são acoplados entre si para formar uma unidade integra- da para inserção ao longo de um eixo através do referido furo no componen- te de desgaste.

7. Conjunto de desgaste de acordo com a reivindicação 6, ca- racterizado pelo fato de que o elemento de trava inclui um cabeçote possu- indo pelo menos uma parte plana para engate por uma ferramenta para pu- xar axialmente a trava a partir do conjunto.

8. Conjunto de desgaste de acordo com qualquer uma das rei- vindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o elemento resiliente é composto de um corpo e um elemento rígido, sendo que tanto o corpo como o elemento de trava incluem uma superfície de mancai e, na posição trava- da, a superfície de mancai do corpo engata o componente de desgaste e a superfície de mancai do elemento de trava engata o componente de base.

9. Conjunto de desgaste de acordo com a reivindicação 8, ca- racterizado pelo fato de que a superfície de mancai do elemento de trava está espaçada da superfície de mancai do elemento resiliente por uma pri- meira distância quando na posição liberada e por uma segunda distância quando na posição travada, a segunda distância sendo maior do que a pri- meira distância de modo que a trava aperta o ajuste do componente de des- gaste no componente de base quando o elemento de trava é deslocado para a posição travada.

10. Conjunto de desgaste de acordo com qualquer uma das rei- vindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de o componente de desgaste possui uma parede lateral tendo uma face interna e uma face externa que definem a espessura da parede lateral, o furo no componente de desgaste sendo definido na parede lateral por uma parede de borda periférica tendo (1) uma parte traseira com uma face de mancai que se estende substanci- almente a distância inteira entre as faces interna e externa para contatar a trava e desse modo reter o componente de desgaste no componente de ba- se e (2) uma parte de relevo definida por (i) um parede de batente tendo uma espessura que é menor que a espessura da parede lateral e (ii) um re- cesso entre a parede de batente e a superfície interna da parede lateral para receber pelo menos parte do elemento de trava que se estende para fora do mencionado perfil periférico quando o elemento de trava é movido para as- sim impedir a remoção da trava do mencionado furo estendido através do componente de desgaste .

11. Trava para acoplar um componente de desgaste a um com- ponente de base que é fixado a um escavador, caracterizada pelo fato de compreender: um elemento de trava possuindo um cabo e uma projeção lateral, o elemento de trava sendo girável em torno de um eixo longitudinal do cabo entre uma posição liberada e uma posição travada, a rotação sendo livre de movimento axial, sendo que a projeção lateral está dentro do men- cionado perfil periférico do furo na oposição liberada e fora do perfil periféri- co na posição de modo que a projeção lateral fica entre o componente de base e o componente de desgaste; e um membro resiliente não rotativo que engata um lado do cabo para resistir a rotação do elemento de trava entre as posições liberada e tra- vada.

12. Trava de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que o elemento resiliente define um furo traspassante através do qual o cabo é recebido.

13. Trava de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que o cabo e o furo traspassante possuem formatos complementares não circulares para manter o cabo alternativamente na posição liberada ou na posição travada.

14. Trava de acordo com qualquer uma das reivindicações 11a 13, caracterizada pelo fato de que o cabo possui uma extremidade formada com uma configuração não circular adaptada a engatar uma ferramenta para girar o cabo.

15. Trava de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 14, caracterizada pelo fato de que a trava tem uma extensão axial que é a mesma em cada uma das posições liberada e travada.

16. Trava de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 15, caracterizada pelo fato de que o elemento de trava e o elemento resiliente são acoplados entre si para formar uma unidade integrada para inserção ao longo de um eixo através de um furo no componente de desgaste.

17. Trava de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pelo fato de que o elemento de trava inclui um cabeçote possuindo pelo menos uma parte plana para engate por uma ferramenta para puxar axialmente a trava a partir do conjunto.

18. Trava de acordo com qualquer uma das reivindicações 11a 17, caracterizada pelo fato de que o elemento resiliente é composto de um corpo e um elemento rígido, sendo que tanto o corpo como o elemento de trava incluem uma superfície de mancai e, na posição travada, a superfície de mancai do corpo engata o componente de desgaste e a superfície de mancai do elemento de trava engata o componente de base.

19. Trava de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que a superfície de mancai do elemento de trava está espaçada da superfície de mancai do elemento resiliente por uma primeira distância quando na posição liberada e por uma segunda distância quando na posição travada, a segunda distância sendo maior do que a primeira distância de modo que a trava aperta o ajuste do componente de desgaste no componen- te de base quando o elemento de trava é deslocado para a posição travada.