BR112013013263B1

BR112013013263B1 - conjunto de conexão, acoplamento e mecanismo de liberação

Info

Publication number: BR112013013263B1
Application number: BR112013013263-9A
Authority: BR
Inventors: Benjamin Hughes
Original assignee: Talon Engineering Sdn Bhd
Priority date: 2010-12-07
Filing date: 2011-12-07
Publication date: 2020-11-17
Also published as: AU2016200757C1; CA3030915A1; EA027888B1; EA201700140A1; US20130247428A1; BR112013013263A2; US20180080200A1; PE20181481A1; CL2013001616A1; KR101901468B1; AU2011340794A1; AP2013006977A0; CA2819753C; US9850641B2; EP2649244A4; CN103299006B; MX2013006120A; NZ701811A; CA2819753A1; KR20140020844A

Abstract

CONJUNTO DE CONEXÃO Um acoplamento para conectar ferramentas de penetração no solo a um lábio de urn alcatruz de escavadora ou similar é exposto. O acoplamento usa uma trava rotativa excêntrica, pelo que a rotação da trava altera a distância entre superfícies de suporte e permite assim o aperto da trava.

Description

Campo da Invenção

[0001] A presente invenção se refere à conexão de elementos de desgaste em maquinários. Ela é particularmente dirigida à conexão de ferramentas de penetração no solo, tais como dentes, em alcatruzes de escavadora, mas pode ter aplicação mais ampla.

Antecedentes para a Invenção

[0002] Alcatruzes de equipamento de escavação são sujeitos a significante desgaste abrasivo durante o uso. Por esta razão, ferramentas de penetração no solo substituíveis (GET) são posicionadas em torno dos alcatruzes nas áreas mais suscetíveis a desgaste. Um número de diferentes GET é usado, incluindo anteparos de calcanhar, anteparos de lábio, adaptadores, placas de desgaste e, de forma importante, dentes.

[0003] A conexão de dentes a adaptadores apresentou um desafio consistente, e existem muitos diferentes sistemas atualmente disponíveis que buscam realizar esta tarefa de uma maneira eficiente. Muitos dos sistemas usam um pino de travamento, que passa através de um furo do adaptador. Um tal arranjo tem um problema inerente, na medida em que a provisão de um furo enfraquece o adaptador, bem como encoraja as concentrações de tensão dentro do adaptador. Em adição, pinos de travamento têm a tendência de se encurvar no uso, e a remoção de um pino de travamento encurvado pode ser difícil.

[0004] Outros sistemas usam um sistema de bloqueio. Esses são problemáticos na medida em que não existe usualmente nenhuma capacidade de ajustar ou apertar a conexão, consequentemente os dentes são capazes de ficarem frouxos.

[0005] Um sistema usando tal sistema de travamento é revelado no documento WO 2008/021376. Este sistema usa um elemento de trava em forma C com um dente, disposto para rotacionar sobre um pino cônico dentro de um adaptador pata mover entre uma configuração travada e não travada.

[0006] Membros de desgaste são fixados à base dos dispositivos em outros sistemas, tal como em conexão de brocas a fresadoras. Um exemplo de tal conjunto pode ser visto no documento WO 2010/118249.

[0007] A presente invenção busca prover um arranjo para conexão de elementos de desgaste, particularmente dentes, que trata de alguns desses problemas.

Sumário da Invenção

[0008] De acordo com um aspecto da presente invenção é provido um acoplamento para conectar um elemento de desgaste a uma base, a base incluindo uma primeira superfície de suporte, o elemento de desgaste incluindo uma segunda superfície de suporte; o acoplamento incluindo uma trava rotativa tendo uma primeira face arranjada para se suportar contra a primeira superfície de suporte e uma segunda face arranjada para se suportar contra a segunda superfície de suporte, as posições relativas da primeira e segunda faces variando em torno de um eixo central da trava, de forma que, no uso, a rotação da trava altera a distância entre a primeira e segunda superfícies de suporte.

[0009] É preferido que a primeira face e a segunda face da trava rotativa sejam, ambas, arqueadas, e têm respectivos raios de curvatura, com o raio de curvatura de pelo menos uma da primeira ou segunda face variando em torno de um eixo central de trava. Em uma modalidade preferida da invenção, a segunda face da trava rotativa tem um raio constante de curvatura; isto é, é parte cilíndrica; enquanto que a primeira face tem um raio variável de curvatura; isto é, é conformado ramo uma espiral.

[0010] O elemento de desgaste pode ser arranjado para se alinhar em torno da base ao longo de um eixo longitudinal. O eixo central da trava pode ser perpendicular a este eixo longitudinal, mas é preferido que este eixo central da trava seja orientado em cerca de 10° a 20° em relação à perpendicular.

[0011] A primeira face e segunda face da trava rotativa podem ser posicionadas em um único elemento de suporte. É preferido que o elemento de suporte inclua uma porção de corpo, que é cilíndrica, e tenha uma superfície externa formando a segunda face da trava rotativa. É também preferido que o elemento de suporte tenha uma porção de engate projetando-se a partir de um lado da porção de corpo, a porção de engate tendo uma superfície externa, pelo menos uma parte da qual forma a primeira face da trava rotativa.

[0012] A porção de engate pode ser formada a partir de uma porção introdutória, que pode incluir uma borda externa substancial mente retilínea, unida a uma porção espiralada. A porção de engate pode ser geralmente anular, com uma parede externa e uma parede interna. Neste arranjo, a parede externa da porção espiralada forma a primeira face da trava rotativa.

[0013] A altura da porção de engate em relação à porção de corpo pode variar em torno do espaço anular. É preferido que a altura da porção espiralada esteja em um mínimo em uma extremidade da porção introdutória, e em um máximo em um local na porção espiralada que é posicionada em uma linha que é perpendicular à porção introdutória e que passa através do eixo central da trava.

[0014] O elemento de suporte pode ser acoplado a um elemento operável. Em uma modalidade preferida, o elemento operável inclui uma projeção chaveada que engata com um rebaixo chaveado no elemento de suporte.

[0015] É preferido que a trava rotativa seja retida dentro do elemento de desgaste. O elemento de desgaste pode ter uma cavidade interna, com uma abertura passando através de uma parede lateral do elemento de desgaste para dentro da cavidade, e a trava podendo ser recebida dentro da cavidade. É preferido que a cavidade inclua uma região interna em que o elemento de suporte pode ser recebido, a região interna incluindo a segunda face de suporte, e uma região externa em que o elemento operável pode ser recebido. Em uma modalidade preferida da invenção, as regiões interna e externa são separadas por um anel denteado, arranjado para engatar com um anel denteado posicionado em torno da trava rotativa. Pelo menos um dos anéis denteados é resiliente, de forma que o engate dos respectivos dentes irá manter a trava em uma desejada posição angular, mas pelo que a aplicação de angular ao elemento operável irá causar a deformação do anel denteado resiliente para permitir a rotação da trava.

[0016] Em uma modalidade preferida da invenção, o elemento operável inclui um rebaixo de recepção de ferramenta, em que é posicionado um tampão formado pelo menos parcialmente de material resiliente. O arranjo é de forma que a inserção de uma ferramenta no rebaixo de recepção de ferramenta causa a compressão do tampão, e a remoção da ferramenta permite o retorno do tampão para seu estado não comprimido.

[0017] A base pode incluir uma parede lateral tendo um rebaixo, o rebaixo tendo uma parede arqueada que forma a primeira superfície de suporte. É preferido que o rebaixo seja geralmente adelgaçado na direção para a parede arqueada. O rebaixo pode incluir um ressalto espaçado a partir da parede arqueada, o ressalto sendo arranjado para engatar com a parede interna da porção de engate do elemento de suporte em algumas posições angulares, para promover o desengate do elemento de desgaste a partir da base durante a remoção.

[0018] O elemento de desgaste pode ser um dente de escavadora, e a base pode ser um adaptador. Nesta modalidade, é preferido que o adaptador inclua um nariz tendo um parte superior e um fundo, cada um do parte superior e do fundo incluindo duas superfícies de suporte substancialmente planas separadas por superfícies de união côncavas.

[0019] O dente de escavadora tem uma cavidade substancialmente completar em formato ao nariz de adaptador, tendo superfícies de suporte substancialmente planas separadas por superfícies de união convexas. As superfícies de união convexas do dente têm curvatura ligeiramente menores do que as superfícies de união côncavas do nariz de adaptador.

[0020] De acordo com um segundo aspecto da presente invenção é provido um acoplamento para conectar um elemento de desgaste a uma base, a base incluindo uma primeira superfície de suporte, o elemento de desgaste incluindo uma segunda superfície de suporte; o acoplamento incluindo uma trava rotativa tendo uma primeira face arranjada para se suportar contra a primeira superfície de suporte e uma segunda face arranjada para se suportar contra a segunda superfície de suporte, a trava tendo um eixo central em torno do que ela pode ser girada, a primeira e segunda faces sendo ambas axialmente e circunferencialmente espaçada em relação ao eixo central da trava, de forma que, no uso, a trava pode ser girada entre uma posição em que a primeira e segunda faces se suportam contra a primeira superfície de suporte e segunda superfície de suporte, respectivamente, e uma posição em que a primeira face não se suporta contra a primeira superfície de suporte ou a segunda face não se suporta contra a segunda superfície de suporte. Isto permite o engate e o desengate seletivos da trava em virtude do giro. Embora em uma modalidade preferida a presente invenção seja permitido o aperto da trava, será apreciado que, em sua forma mais simples, a invenção pode simplesmente atuar ramo uma trava para engatar o acoplamento.

[0021] De acordo com um terceiro aspecto da presente invenção é provido um acoplamento para conectar um elemento de desgaste a uma base, o acoplamento incluindo uma trava tendo pelo menos duas posições: uma posição travada, pela qual o elemento de desgaste é restringido de se mover em relação à base e uma posição destravada, em que o elemento de desgaste é capaz de se mover em relação à base de uma maneira irrestrita, e em que o movimento da trava da posição travada para a posição destravada impulsiona o elemento de desgaste para longe a partir da base.

[0022] É preferido que a trava seja rotativa, e que as duas posições correspondem às duas posições angularmente espaçadas da trava, e que a rotação da trava da posição travada para a posição destravada causa o movimento do elemento de desgaste em relação à base. O movimento do elemento de desgaste é preferivelmente translacional, e pode ser radial em relação à trava rotação.

[0023] Em um quarto aspecto da invenção, a trava do terceiro aspecto funciona simplesmente ramo um mecanismo de liberação para o elemento de desgaste, ao invés de como uma trava. De acordo com este quarto aspecto da invenção é provido um mecanismo de liberação para um elemento de desgaste montado sobre uma base, o mecanismo de liberação tendo pelo menos duas posições: uma primeira posição em que o elemento de desgaste é capaz de ser acoplado à base, e uma segunda posição em que o mecanismo de liberação impulsiona o elemento de desgaste para longe a partir da base.

[0024] É preferido que o mecanismo de liberação seja rotativo, e que as duas posições correspondam às duas posições angularmente espaçadas do mecanismo de liberação, e que a rotação do mecanismo de liberação da primeira posição para a segunda posição causa o movimento do elemento de desgaste em relação à base. O movimento do elemento de desgaste é preferivelmente translacional, e pode ser radial em relação ao mecanismo de liberação rotação.

[0025] De acordo com um quinto aspecto da presente invenção, é provida uma trava para acoplar um elemento de desgaste a uma base, a trava incluindo uma cavidade para engate com uma ferramenta, em que um tampão é contido dentro da cavidade, o tampão sendo resilientemente compressível de forma que uma ferramenta pode engatar com a cavidade por compressão do tampão. Quando a ferramenta é removida, o tampão pode retornar para sua configuração original. Desta maneira, o ingresso de poeira e matéria particulada na cavidade é substancialmente impedido.

Breve Descrição dos Desenhos

[0026] Será conveniente descrever mais detalhadamente a invenção com referência às modalidades preferidas do mecanismo de acoplamento da presente invenção. Outras modalidades são possíveis, e consequentemente a particularidade da seguinte discussão não deve ser entendida como suplantando a generalidade da descrição precedente da invenção. Nos desenhos:

[0027] a Figura 1 é uma perspectiva de um adaptador e dente tendo um acoplamento de acordo com a presente invenção, mostrada antes do acoplamento;

[0028] a Figura 2 é uma perspectiva do adaptador e dente da Figura 1 mostrados acoplados;

[0029] a Figura 3 é uma perspectiva dianteira de um nariz do adaptador da Figura 1, mostrando um primeiro lado;

[0030] a Figura 4 é uma perspectiva traseira do nariz de adaptador da Figura 3, mostrando um segundo lado;

[0031] a Figura 5 é uma vista externa de uma abertura de recepção de trava no dente da Figura 1, mostrado antes da recepção de um anel denteado;

[0032] a Figura 6 é uma vista interna da abertura de recepção de trava da Figura 5;

[0033] a Figura 7 é uma vista externa da abertura de recepção de trava da Figura 5, mostrada com o anel denteado inserido;

[0034] a Figura 8 é uma vista interna da abertura de recepção de trava da Figura 7;

[0035] a Figura 9 (a) é uma vista lateral da abertura de recepção de trava da Figura 5;

[0036] a Figura 9 (b) é uma seção transversal através da linha P-P marcada na Figura 9a;

[0037] a Figura 10 é uma vista explodida de uma trava a partir do acoplamento da Figura 1, observado a partir do exterior;

[0038] a Figura 11 é uma vista explodida da trava da Figura 10, observada a partir de dentro;

[0039] a Figura 12 é um conjunto de vistas laterais e plana de um elemento de suporte dentro da trava da Figura 10;

[0040] a Figura 13 é um conjunto de vistas laterais e plana de um elemento operável dentro da Figura 10;

[0041] a Figura 14 (a) é uma vista lateral do elemento de suporte da Figura 12;

[0042] a Figura 14 (b) é uma seção transversal através da linha D-D marcada na Figura 14(a);

[0043] a Figura 14 (c) é uma seção transversal através da linha E-E marcada na Figura 14(a);

[0044] a Figura 14 (d) é uma seção transversal através da linha F-F marcada na Figura 14(a);

[0045] a Figura 14 (e) é uma seção transversal através da linha G-G marcada na Figura 14(a);

[0046] a Figura 14 (f) é uma seção transversal através da linha H-H marcada na Figura 14(a);

[0047] a Figura 14 (g) é uma seção transversal através da linha l-l marcada na Figura 14(a);

[0048] a Figura 14 (h) é uma seção transversal através da linha J-J marcada na Figura 14(a);

[0049] a Figura 15 (a) é uma vista traseira do dente da Figura 1, mostrado recebendo a trava da Figura 10;

[0050] a Figura 15 (b) é uma vista traseira do dente da Figura 15a, mostrado com a trava no local;

[0051] a Figura 16 é uma vista lateral do adaptador e dente da Figura 1 durante o acoplamento;

[0052] a Figura 17 é uma seção transversal através da linha A-A marcada na Figura 16;

[0053] a Figura 18 é uma seção transversal através da linha 0-0 marcada na Figura 17;

[0054] a Figura 19 é uma ampliação de uma porção da Figura 17 mostrando a trava da Figura 10;

[0055] a Figura 20 é uma vista lateral do adaptador e dente da Figura 1 em seguida ao acoplamento;

[0056] a Figura 21 é uma seção transversal através da linha C-C marcada na Figura 20;

[0057] a Figura 22 é uma seção transversal através da linha K-K marcada na Figura 21;

[0058] a Figura 23 é uma ampliação de uma porção da Figura 21 mostrando a trava da Figura 10;

[0059] a Figura 24 é uma perspectiva de uma ferramenta de impulsão sendo usada para operar o acoplamento da Figura 1;

[0060] a Figura 24 (a) é uma vista explodida de uma porção da trava da Figura 10;

[0061] a Figuras 25 (a) a 25(c) são seções transversais sequenciais da ferramenta de impulsão da Figura 24, no uso;

[0062] a Figura 26 é uma vista plana do adaptador e dente da Figura 1;

[0063] a Figura 27 é uma seção transversal através da linha Q-Q marcada na Figura 26;

[0064] a Figura 28 é uma vista plana do adaptador e dente da Figura 1;

[0065] a Figura 29 é uma seção transversal através da linha Z-Z marcada na Figura 28;

[0066] a Figura 30 é uma vista plana do adaptador e dente da Figura 1;

[0067] a Figura 31 é uma seção transversal através da linha R-R marcada na Figura 30;

[0068] a Figura 32 é uma seção transversal através da linha W-W marcada na Figura 31;

[0069] a Figura 33 é uma seção transversal através da linha X-X marcada na Figura 31;

[0070] a Figura 34 é uma perspectiva do nariz do adaptador da Figura 1, mostrando algumas das áreas de suporte do nariz;

[0071] a Figura 35 é uma perspectiva de um lábio de alcatruz e anteparo de lábio tendo um acoplamento de acordo com a presente invenção, mostrado antes do acoplamento;

[0072] a Figura 36 é uma perspectiva do lábio de alcatruz e anteparo de lábio da Figura 35 mostrado acoplado;

[0073] a Figura 37 é uma perspectiva traseira do anteparo de lábio da Figura 35;

[0074] a Figura 38 é uma perspectiva traseira do anteparo de lábio da Figura 35 mostrado com uma vista explodida de uma trava, a partir de dentro do acoplamento da Figura 35;

[0075] a Figura 39 é uma seção transversal do lábio de alcatruz e anteparo da Figura 35 durante o acoplamento; e

[0076] a Figura 40 é uma seção transversal do lábio de alcatruz e anteparo da Figura 35 mostrado acoplado.

Descrição Detalhada de Modalidades Preferidas

[0077] Com referência às Figuras, a Figura 1 mostra uma porção de um lábio 10 de um alcatruz de escavadora, sobre o qual é posicionado um adaptador 20. Um dente 70 é mostrado pronto para a afixação ao adaptador 20.

[0078] O adaptador 20 tem uma parte de corpo 21; um nariz 22 estendendo-se para frente da parte de corpo 21, sobre a qual o dente 70 pode ser posicionado, e duas pernas 24 estendendo-se para trás da parte de corpo 21 em torno do lábio 10.

[0079] O nariz 22 pode ser mais claramente visto nas Figuras 3 e 4. Ele tem uma parede dianteira 26, uma parte superior 28, uma primeira parede lateral 30, uma base 32, e um segundo parede lateral 34. A parte superior 28 e a base 32 se estendem, cada, a partir da parte de corpo 21 para a parede dianteira 26. A parte superior 28 e a base 32 não são paralelas, mas são geralmente anguladas uma na direção para a outra de forma que o nariz 22 se reduz em altura na direção para a parede dianteira 26, com a parede dianteira 26 sendo em torno de metade da altura da parte de corpo 21.

[0080] A primeira e segunda paredes laterais 30, 34, se estendem, cada uma, a partir da porção de corpo 21 para a parede dianteira 26. A primeira e segunda paredes laterais 30, 34 são, cada, escalonadas a partir da porção de corpo 21, mas em seguida são geralmente paralelas na direção para a parede dianteira 26. A parte superior 28, base 32 e parede dianteira 26 são assim, todas, geralmente retangulares, enquanto que a primeira e segunda paredes laterais 30, 34 são geralmente trapezoidais.

[0081] Os formatos precisos dessas superfícies serão discutidos mais detalhadamente abaixo.

[0082] A primeira parede lateral 30 e a segunda parede lateral 34 incluem, cada, um rebaixo 40. O rebaixo 40 tem uma borda traseira 42, que é geralmente paralela à parte mais traseira da respectiva parede lateral 30, 34, e uma borda dianteira arqueada 44, que se estende a partir de qualquer extremidade da borda traseira 42 na direção para a parede dianteira 26.

[0083] O rebaixo 40 é geralmente adelgaçado, de forma que ele aumenta em profundidade na direção para a parede dianteira 26. O rebaixo 40 tem uma base 46, que é parte de formato de tronco de cone, o eixo de cone sendo aproximadamente perpendicular à parede lateral 30, 34 e sendo posicionado na direção para a borda traseira 42, e o ângulo de cone sendo extremamente raso. Na modalidade mostrada, o eixo de cone é atualmente cerca de 110 para longe da perpendicular, com uma extremidade externa do eixo mais próxima à parede dianteira 26 do que a uma extremidade interna. A base 46 é assim ligeiramente convexa. A parte traseira da base 46, que é a borda traseira 42, é substancialmente nivelada com a parede lateral 30, 34. A parte dianteira da base 46, que é posicionada embaixo do centro da borda dianteira 44, é espaçada para dentro a partir da parede lateral 30, 34. Uma parede de rebaixo arqueada 48 se estende entre a borda dianteira 44 e a base 46. A parede de rebaixo 48 é orientada em cerca de 75° com relação à parede lateral 30, 34. A altura da parede de rebaixo 48 assim se adelgaça desde zero em suas bordas externas, nas extremidades da borda traseira 42, para uma altura máxima no centro da borda dianteira 44.

[0084] Cada parede lateral 30, 34 também inclui um ressalto de posicionamento 50. O ressalto 50 é posicionado dentro do rebaixo 40, e tem uma face externa 52. A face externa 52 é geralmente retangular com bordas superior e inferior paralelas 54 estendendo-se a partir da borda traseira 42 do rebaixo 40 na direção para a parede dianteira 26. A face externa 52 é ligeiramente convexa, com as bordas superior e inferior 54 sendo paralelas a um eixo central do nariz de adaptador 22 e sendo niveladas com a borda traseira 42, e uma linha de centro da face externa 52 projetando-se ligeiramente mais alto.

[0085] A face externa 52 tem uma borda dianteira 55. Os cantos entre a borda dianteira 55 e as bordas superior e inferior 54 são curvadas, com um raio de curvatura em torno de um terço do comprimento da borda dianteira 55. O ressalto 50 tem uma parede lateral 56 que é geralmente perpendicular à face externa 52, e se estende entre a face externa 52 e o rebaixo base 46. A parede lateral 56 consiste de duas porções triangulares planas embaixo das bordas superior e inferior 54, uma porção dianteira retangular 58, e duas porções de união parcialmente cônicas. A porção dianteira 58 é espaçada a partir da parte mais dianteira da parede de rebaixo 48.

[0086] O dente 70 tem uma cavidade interna 72 que é geralmente complementar em formato ao nariz 22 do adaptador 20. O dente 70 tem uma primeira parede lateral 74 que se posiciona sobre a primeira parede lateral 30 do nariz 22.

[0087] Uma abertura de recepção de trava 76 se estende através de a primeira parede lateral 74 entre uma superfície externa do dente 70 e a cavidade interna 72. A abertura 76 é geralmente circular, e arranjada para se alinhar com o rebaixo 40 quando o dente 70 é posicionado em torno do adaptador 20. A abertura de recepção de trava 76 é mostrada em detalhe nas Figuras 5 a 9.

[0088] A abertura 76 não é perpendicular à primeira parede lateral 74, mas é, de fato, orientada em um ângulo de aproximadamente 10° a 15° na direção para a parte traseira da cavidade 72. Isto pode ser mais claramente visto na Figura 9.

[0089] A abertura de recepção de trava 76 tem três partes: um rebaixo de dente 78 estendendo-se para dentro da primeira parede lateral 74 a partir da cavidade interna 72; um rebaixo de posicionamento de trava 80 estendendo-se para dentro da primeira parede lateral 74 a partir da superfície externa do dente 70; e uma porção de recepção de anel 82 posicionada entre o rebaixo de dente 78 e um rebaixo de posicionamento de trava 80. O rebaixo de dente 78 e o rebaixo de posicionamento de trava 80 são ambas circulares, sendo coaxiais e de diâmetro similar. A porção de recepção de anel 82 é substancialmente circular, e é de diâmetro menor do que o rebaixo de dente 78 e rebaixo de posicionamento de trava 80. A abertura 76, por conseguinte, tem uma configuração escalonada.

[0090] A porção de recepção de anel 82 tem um número de aberturas chaveadas em torno de sua periferia, a fim de receber seguramente um anel denteado 84 dentro do anel denteado 84, que pode ser feito de alumínio ou um plástico duro, tem uma superfície interna geralmente circular formada por uma pluralidade de dentes de retenção 86. O anel denteado 84 tem projeções chaveadas externas dimensionadas e conformadas para ser ajustadas por pressão dentro da porção de recepção de anel 82 da abertura 76. Quando o anel denteado 84 é assim provido dentro de a abertura 76, como mostrado na Figura 7, os dentes 86 definem a separação entre o rebaixo de dente 78 e o rebaixo de posicionamento de trava 80.

[0091] O dente 70 é acoplado ao nariz 22 do adaptador 20 por meio de uma trava 100. A trava 100 pode ser vista nas Figuras 10 e 11.

[0092] A trava 100 inclui um elemento de suporte 102, um anel de engate denteado 104, e um elemento operável 106. A trava 100 também inclui um parafuso 108 e um tampão 110.

[0093] O elemento de suporte 102, que é mostrado na Figura 12, tem uma porção de corpo geralmente cilíndrica 112 dimensionada para se posicionar dentro do rebaixo de dente 78 do dente 70. A porção de corpo 112 tem um primeiro lado 114 orientado, no uso, na direção para o exterior do dente 70; e um segundo lado 116 orientado, no uso, na direção para a cavidade 72.

[0094] O primeiro Iado114 inclui um rebaixo chaveado, posicionado centralmente, 118, estendendo-se para dentro da porção de corpo 112.

[0095] Uma porção de engate 120 é posicionado no segundo lado 116, estendendo-se para o exterior a partir da porção de corpo 112.

[0096] A porção de engate 120 tem uma face externa geralmente anular 122, que é angulada em relação aos lados 114,116 da porção de corpo 112. A porção de engate 120 tem assim uma parede externa 124 e uma parede interna 125 que se estendem em um ângulo de aproximadamente 75° a 80° a partir do segundo lado 116 da porção de corpo 112, a parede externa 124 e parede interna 125, ambas, estendendo-se entre o segundo lado 116 da porção de corpo 112 e a face externa 122. A altura da parede externa 124 e parede interna 125 varia circunferencialmente em torno da face externa 122.

[0097] Embora a face externa 122 tenha sido descrita como geralmente anular, o espaço anular não é circular. Ele inclui uma porção introdutória 126, a porção introdutória tendo uma borda externa (isto é, parte da parede externa 124) incluindo tanto uma porção parcialmente cilíndrica, tendo um raio próximo ao raio da porção de corpo 112 e uma porção substancialmente retilínea. A face externa 122 também inclui uma porção espiralada 127 que gradualmente aumenta em raio através de aproximadamente 300°, a partir de um raio mínimo, onde ele se une à porção de borda substancialmente retilínea da porção introdutória 126, para um raio máximo onde ele se une à porção parcialmente cilíndrica da porção introdutória 126. A altura da parede externa 124 e da parede interna 125 está em um mínimo na porção parcialmente cilíndrica da porção introdutória. A altura da parede externa gradualmente aumenta ao longo da porção introdutória 126 e então a porção espiralada 127, atingindo uma altura máxima em um local em cerca de 215° em torno do espaço anular a partir da porção de altura mínima. A altura então diminui através dos restantes 135° da porção espiralada 127. Isto pode ser visto através da consideração das seções transversais sequenciais da Figura 14.

[0098] Será também observado que a parede externa 124 e parede interna 125 não são da mesma altura, com a parede externa 124 sendo mais alta do que a parede interna em torno da porção espiralada 127 e a parede interna sendo mais alta do que a parede externa ao longo da porção introdutória 126.

[0099] Uma abertura de recepção de parafuso 128 passa centralmente através da porção de corpo 112, dentro do espaço anular da porção de engate 120. A abertura de recepção de parafuso 128 é rebaixada no segundo lado 116 da porção de corpo 112, novamente dentro do espaço anular da porção de engate 120.

[00100] O anel de engate denteado 104 tem dentes de engate 130 arranjados em torno de seu exterior, dimensionados para engatar com os dentes de retenção 86 do anel denteado 84. O anel de engate denteado 104 é formado a partir de um material resiliente, tal como borracha.

[00101] O anel de engate denteado 104 tem uma abertura central chaveada 132 que corresponde com o rebaixo chaveado do elemento de suporte 102.

[00102] O elemento operável 106, mais bem visto na Figura 13, tem uma porção de corpo geralmente cilíndrica 134 dimensionada para posicionamento dentro do rebaixo de posicionamento de trava 80 do dente 70. A porção de corpo 134 tem um primeiro lado 136 orientado, no uso, na direção para o exterior do dente 70; e um segundo lado 138 orientado, no uso, na direção para a cavidade 72.

[00103] O primeiro Iado136 inclui uma cavidade ou rebaixo tendo lados de quadrado, centralmente posicionado, 140, estendendo-se para dentro da porção de corpo 134.

[00104] Uma projeção chaveada 142 é posicionada no segundo lado 138, estendendo-se para o exterior a partir da porção de corpo 134. A projeção chaveada 142 é dimensionada e conformada para engatar tanto com a abertura central 132 do anel de engate 104 e do rebaixo chaveado 118 do elemento de suporte 102. A projeção chaveada 142 inclui uma abertura de recepção de parafuso, centralmente posicionada, 144.

[00105] O tampão 110 é de lado quadrado, e arranjado para ser posicionado dentro do rebaixo de lado quadrado 140. O tampão 110 é formado de um material resiliente, fixado a uma placa de base rígida. A placa de base inclui uma abertura de engate de parafuso, internamente rosqueada, 145.

[00106] O arranjo é de forma que o anel de engate 104 e o elemento de suporte 102 podem ser providos, por sua vez, na projeção chaveada 142 do elemento operável 106, e esses três elementos da trava 100 podem ser retidos conjuntamente pelo parafuso 108 passando através das respectivas aberturas de recepção 128, 144 e sendo atarraxado na abertura de engate de parafuso 145. Será apreciado que o arranjo chaveado impede a rotação relativa, e o parafuso 108 fixa os componentes conjuntamente para impedir o movimento axial relativo. É também notado que o anel de engate 104, sendo borracha, pode ser vulcanizado ao elemento operável 106.

[00107] A trava 100 pode ser provida dentro do dente 70, como mostrado nas Figuras 15(a) e 15(b), com o elemento de suporte 102 inserido a partir da cavidade 72 e o elemento operável 106 inserido a partir do exterior do dente 70.

[00108] A operação da trava 100 no acoplamento do dente 70 ao nariz de adaptador 22 será agora descrita.

[00109] Para preparar o acoplamento para o uso, a trava 100 é girada dentro da abertura de dente 76 para uma posição em que a porção introdutória 126 da porção de engate 120 é orientada na direção para a parte dianteira do dente 70. Isto significa que a face externa 122 da porção de engate 120 é geralmente paralela ao interior da parede lateral de dente 74, pois a região de altura máxima da porção de engate 120 é posicionada dentro da porção do rebaixo de dente 78 que se estende mais para longe para dentro a partir da parede interna.

[00110] O dente 70 pode agora ser deslizado sobre o nariz de adaptador 22, para a posição mostrada nas Figuras 16 a 19. Nesta posição, a parte mais alta da face externa 122 da porção de engate 120 se posiciona adjacente à parte traseira da face externa 52 do ressalto 50 do nariz de adaptador 22. Uma porção da parede interna 125 da porção de engate 120 adjacente à porção introdutória 126 encosta-se e se suporta contra a porção dianteira 58 da parede lateral 56 do ressalto 50.

[00111] A rotação no sentido horário da trava 100 causa o movimento da porção de engate 120 em relação ao rebaixo de adaptador 40. Devido ao raio crescente da porção espiralada 127, quando a trava 100 é girada, a parede interna 125 da porção de engate 120 cessa para se suportar contra o ressalto 50, mas a parede externa 124 da porção de engate 120 se suporta contra a parede de rebaixo 48. A parte mais alta da porção de engate 120 se move para dentro do rebaixo 40, aumentando assim a área de suporte de contato entre a parede externa 124 e a parede de rebaixo 48.

[00112] A rotação da trava 100 através de 180° é mostrada nas Figuras 20 a 23. Nesta posição, a trava 100 retém firmemente o dente 70 em relação ao adaptador 20. Em particular, a parede externa 124 da porção de engate 120 é uma primeira face da trava 100, suportando-se contra uma primeira superfície de suporte 150 sendo a parede de rebaixo 48 do adaptador 20; e a periferia externa da porção de corpo 112 do elemento de suporte 102 é uma segunda face da trava 100, suportando-se contra uma segunda superfície de suporte 152 sendo o rebaixo de dente 78 do dente 70.

[00113] Será apreciado que o arranjo é de forma que a trava aperta contra ambas as primeira e segunda superfícies de suporte 150, 152 sem requerer necessariamente a rotação por 180°.

[00114] Quando a remoção da trava 100 é requerida, a trava 100 pode ser girada na direção oposta. Quando a parede interna 125 entra em contato com o ressalto 50, outra rotação atua para empurrar o dente 70 para longe a partir da parte de corpo 21 do adaptador 20, permitindo a fácil remoção do dente 70. Isto pode ser visualizado como o movimento da trava 100 entre uma posição travada, em que a trava se suporta contra tanto a primeira quanto a segunda superfícies de suporte 150, 152; e uma posição destravada em que a parede interna 125 se suporta contra a porção dianteira 58 do ressalto 50, impulsionando assim o dente 70 para longe a partir do adaptador 20. Será apreciado que o dente 70 é impulsionado para longe em uma direção radial a partir da trava 100, e que seu movimento é, por conseguinte, translacional.

[00115] Desta maneira, a trava 100 funciona ωmo um mecanismo de liberação para o dente 70, movendo-se entre uma primeira posição (a posição travada) em que o dente 70 pode ser acoplado ao adaptador 20, e uma segunda posição (a posição destravada) em que o dente 70 é impulsionado para longe a partir do adaptador 20.

[00116] A trava 100 é mantida em uma desejada posição angular pelo engate entre os dentes de retenção 86 do anel denteado 84 e os dentes de engate 130 do anel de engate 104. Quando rotação da trava 100 é requerida, esta pode ser efetuada usando uma chave de ferramenta de extremidade quadrada 160, como mostrado nas Figuras 24 e 25.

[00117] O tampão 110 é resiliente, com uma cobertura externa 111. A inserção da chave de ferramenta de extremidade quadrada 160 no rebaixo de lado quadrado 140 causa a compressão do tampão 110, dentro do rebaixo de lado quadrado 140. Quando a chave de ferramenta 160 é removida, o tampão 110 se expande para encher novamente o rebaixo 140. Esta sequência pode ser vista nas Figuras 25(a) a 25(c).

[00118] Em adição à trava 100, o acoplamento do dente 70 ao adaptador 20 é assistido pelo formato complementar do nariz de adaptador 22 e a cavidade de dente 72.

[00119] A parte superior 28 e base 32 do nariz 22, cada, têm uma superfície contornada, e incluem uma primeira superfície de suporte 170 e segunda superfície de suporte 172, que são substancialmente planas, e são separadas por superfícies de união côncavas 174. A primeira e segunda superfícies de suporte 170, 172 são, cada, mais estreitas do que a largura do nariz 22, com a primeira superfície de suporte 170 sendo posicionada dentro de uma porção aparentemente escavada 176 da parte superior 28 e base 32, perto da parede dianteira 26.

[00120] A cavidade de dente 72 é amplamente complementar em formato ao nariz de adaptador 22, com superfícies convexas tendo curvatura ligeiramente menor do que as superfícies de união côncavas 174. Isto assegura pequenas folgas em torno das superfícies encurvadas, e contato total ao longo das superfícies de suporte planas 170, 172.

[00121] A conexão de suporte entre o adaptador 20 e o dente 70 é em uma porção central do nariz de adaptador 22. Isto pode ser visto em uma comparação entre uma seção transversal tomada através do centro, ramo na Figura 27, e uma seção transversal tomada na direção para o lado, como na Figura 29.

[00122] Embora o acoplamento tenha sido descrito ramo estando entre um dente e adaptador, será apreciado que outros acoplamentos de GET podem ser travados conjuntamente de uma maneira similar. As Figuras 35 a 40 mostram um anteparo de lábio 180 sendo conectado a um lábio de alcatruz 10, sobre o qual foi montado um acoplamento de trava 182 similar à primeira parede lateral 30 do nariz de adaptador 22. Uma trava 100 idêntica àquela descrita em relação ao dente 70 pode ser usada para acoplar o anteparo de lábio 180 ao acoplamento de trava 182 de uma maneira análoga.

[00123] Modificações e variações que seriam aparentes para uma pessoa especializada são consideradas estarem dentro do escopo da presente invenção.

Claims

1. Conjunto de conexão incluindo um elemento de desgaste (70), uma base (20) e um acoplamento para conectar o elemento de desgaste à base, a base incluindo uma primeira superfície de suporte (150), o elemento de desgaste incluindo uma segunda superfície de suporte (152); o acoplamento incluindo uma trava rotativa (100) tendo uma primeira face (124) disposta para se suportar contra a primeira superfície de suporte e uma segunda face (112) disposta para se suportar contra a segunda superfície de suporte, o conjunto sendo caracterizado pelo fato de que a primeira face e segunda face da trava rotativa são posicionadas em um único elemento de suporte (102), e em que as posições relativas das primeira e segunda faces variam em torno de um eixo central da trava, as posições relativas das primeira e segunda faces sendo adaptadas de forma que, em uso, a rotação da trava altera a distância entre a primeira e segunda superfícies de suporte.

2. Conjunto de conexão de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira face e a segunda face da trava rotativa são, ambas, arqueadas, e têm respectivos raios de curvatura, com o raio de curvatura de pelo menos uma da primeira ou segunda face variando em torno de um eixo central de trava.

3. Conjunto de conexão de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a segunda face da trava rotativa tem um raio de curvatura constante e a primeira face tem um raio de curvatura variável.

4. Conjunto de conexão de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o elemento de desgaste é disposto para se alinhar em torno da base ao longo de um eixo longitudinal, e o eixo central da trava é orientado em cerca de 10° a 20° em relação a uma linha perpendicular ao eixo longitudinal.

5. Conjunto de conexão de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o elemento de suporte inclui uma porção de corpo (112), que é cilíndrica, e tem uma superfície externa formando a segunda face da trava rotativa.

6. Conjunto de conexão de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizadopelo fato de que a base compreende uma parede lateral (30) tendo um rebaixo (40), o rebaixo compreendendo uma borda dianteira arqueada (44) que forma a primeira superfície de contato.

7. Conjunto de conexão de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o rebaixo é geralmente adelgaçado na direção para a parede arqueada.

8. Conjunto de conexão de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o elemento de suporte tem uma porção de engate (120) projetando- se a partir de um lado (116) da porção de corpo, a porção de engate tendo uma superfície externa (122), pelo menos uma parte da qual forma a primeira face da trava rotativa.

9. Conjunto de conexão de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a porção de engate é formada a partir de uma porção introdutória (126) unida a uma porção espiralada (127), a porção introdutória tendo uma borda externa substancialmente retilínea.

10. Conjunto de conexão de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 ou 9, caracterizadopelo fato de que a altura da porção de engate em relação à porção de corpo varia em torno da porção de engate.

11. Conjunto de conexão de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizadopelo fato de que a primeira e segunda faces são ambas axialmente e circunferencialmente espaçadas em relação ao eixo central da trava, de forma que, no uso, a trava pode ser girada entre uma posição em que a primeira e segunda faces se suportam contra a primeira superfície de suporte e segunda superfície de suporte, respectivamente, e uma posição em que a primeira face não se suporta contra a primeira superfície de suporte e/ou a segunda face não se suporta contra a segunda superfície de suporte.

12. Acoplamento para conectar uma ferramenta de penetração (70) no solo em alcatruzes de escavadora (10), caracterizadopelo fato de o acoplamento incluir uma trava tendo pelo menos duas posições: uma posição travada pela qual a ferramenta de penetração no solo é restringida de se mover em relação ao alcatruz de escavadora e uma posição destravada em que a ferramenta de penetração no solo é capaz de se mover em relação ao alcatruz de escavadora de uma maneira irrestrita, e em que o movimento da trava da posição travada para a posição destravada impulsiona a ferramenta de penetração no solo para longe a partir do alcatruz de escavadora.

13. Mecanismo de liberação para uma ferramenta de penetração de solo montada sobre um alcatruz de escavadora, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de liberação tem pelo menos duas posições: uma primeira posição em que a ferramenta de penetração no solo é capaz de ser acoplada ao alcatruz de escavadora, e uma segunda posição em que o mecanismo de liberação impulsiona a ferramenta de penetração no solo para longe a partir do alcatruz de escavadora.

14. Mecanismo de liberação de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de liberação é rotativo, com as duas posições correspondentes às duas posições angularmente espaçadas do mecanismo de liberação, e com rotação do mecanismo de liberação da primeira posição para a segunda posição causando o movimento da ferramenta de penetração no solo em relação ao alcatruz de escavadeira.

15. Mecanismo de liberação de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o movimento da ferramenta de penetração no solo é substancialmente translacional.