DE102012111842A1

DE102012111842A1 - Tooth for a bucket, in particular for a bucket wheel excavator

Info

Publication number: DE102012111842A1
Application number: DE102012111842.6A
Authority: DE
Inventors: Viktor Raaz
Original assignee: ThyssenKrupp Resource Technologies GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 2012-12-05
Filing date: 2012-12-05
Publication date: 2014-06-05
Also published as: WO2014086896A2; WO2014086896A3

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zahn (1) für eine Schaufel (10), insbesondere für einen Schaufelradbagger, aufweisend einen Zahnkörper (11), der mit einer Aufnahmeseite (12) an einem Schaufelmesser (13) der Schaufel (10) aufnehmbar ist, sodass die Zahnspitze (14) des Zahnes (1) durch Drehung des Schaufelrades (15) eine Bahnbewegung auf einem Schneidkreis (16) ausführt. Erfindungsgemäß weist der Zahnkörper (11) eine sich an seine Zahnspitze (14) anschließende Stützfläche (17) auf, die in Bezug auf die Richtung der Bahnbewegung der Zahnspitze (14) an einer Zahnhinterseite (18) ausgebildet ist.The present invention relates to a tooth (1) for a bucket (10), in particular for a bucket wheel excavator, comprising a toothed body (11) which can be accommodated with a receiving side (12) on a bucket blade (13) of the bucket (10) the tooth tip (14) of the tooth (1) performs a path movement on a cutting circle (16) by rotation of the blade wheel (15). According to the invention, the toothed body (11) has a support surface (17) which adjoins its tooth tip (14) and which is formed with respect to the direction of the path movement of the tooth tip (14) on a tooth back side (18).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zahn für eine Schaufel, insbesondere für einen Schaufelradbagger, aufweisend einen Zahnkörper, der mit einer Aufnahmeseite an einem Schaufelmesser der Schaufel aufnehmbar ist, sodass die Zahnspitze des Zahnes durch Drehung des Schaufelrades eine Bahnbewegung auf einem Schneidkreis ausführt. The present invention relates to a tooth for a blade, in particular for a bucket wheel excavator, comprising a tooth body, which is receivable with a receiving side on a blade of the blade, so that the tooth tip of the tooth performs a path movement on a cutting circle by rotation of the blade wheel.

STAND DER TECHNIK STATE OF THE ART

Die DE 34 44 563 A1 zeigt einen Zahn für eine Schaufel, die an einem Schaufelrad eines Schaufelradbaggers angeordnet ist. Wird das Schaufelrad in Drehbewegung versetzt, so laufen die Schaufeln um die Schaufelradachse des Schaufelrades um, und die Zähne an der Schaufel führen eine Bahnbewegung auf einem jeweiligen Schneidkreis aus. Die Gestalt der Zähne weist teilweise eine Pyramidenform auf, die als Spitzzähne bezeichnet werden. Derartige Zähne laufen von ihrer Aufnahmeseite bis zu ihrer Zahnspitze sich verjüngend zu, und die Zahnhinterseite ist durch eine Planfläche begrenzt, die einen Freiwinkel im Bereich von 20° bis 28° zur Tangente des Schneidkreises einschließt. Weiterhin sind Flachzähne mit einem Zahnkörper gezeigt, die beginnend von der Aufnahmeseite bis zu ihren Zahnspitzen eine zunehmende Breite aufweisen, wobei die Höhe des Zahnkörpers in Richtung zur Zahnspitze abnimmt. Spitzzähne dienen in der Regel zum Abbau von harten Abraummaterialien, und für den Abbau weicher und plastischer Materialien sind Flachzähne mit breiten Zahnspitzen von Vorteil. Harte Abraummaterialien, beispielsweise Hartgestein, weisen beispielsweise eine Druckfestigkeit von ca. 3 bis 5 MPa auf, für die Flachzähne ungeeignet sind und vornehmlich Spitzzähne eingesetzt werden. The DE 34 44 563 A1 shows a tooth for a blade, which is arranged on a paddle wheel of a bucket wheel excavator. When the paddle wheel is rotated, the paddles revolve about the paddle wheel axis of the paddle wheel and the teeth on the paddle make a path motion on a respective cutting circle. The shape of the teeth has partially a pyramidal shape, which are referred to as pointed teeth. Such teeth taper from their receiving side to their tooth tip, and the posterior tooth surface is delimited by a plane surface which includes a clearance angle in the range of 20 ° to 28 ° to the tangent of the cutting circle. Furthermore, flat teeth are shown with a tooth body having starting from the receiving side to their tooth tips an increasing width, wherein the height of the tooth body decreases in the direction of the tooth tip. Tip teeth are typically used to break down tough scraping materials, and flat teeth with broad tooth tips are beneficial for removing soft and plastic materials. Hard Abraummaterialien, such as hard rock, for example, have a compressive strength of about 3 to 5 MPa, are unsuitable for the flat teeth and mainly teeth are used.

Schaufelradbagger sind üblicherweise für die Gewinnung von weichen bis mittelharten Abraummaterialien wie Braunkohle, Kreide, Kalkstein und dergleichen im Einsatz, wofür die Schaufeln häufig mit Spitzzähnen besetzt sind. Beim Schaufelradbagger wird dabei das zu gewinnende Abraummaterial mittels des rotierenden Schaufelrades um eine ca. horizontal rotierende Schaufelradwelle vom Gebirgsverband gelöst, in Schaufeln vertikal angehoben und auf ein Transportband zum Weitertransport gebracht. Das Schaufelrad wird dabei bei der Gewinnung meistens seitlich, ca. parallel zur Schaufelradachse um die vertikale Achse des Oberbaus des Schaufelradbaggers geschwenkt oder linear durch ein Raupenfahrwerk des Schaufelradbaggers geführt. Bucket wheel excavators are commonly used for the recovery of soft to medium rough space materials such as lignite, chalk, limestone and the like, for which the blades are often occupied with pointed teeth. In the bucket wheel excavator while the waste material to be obtained is solved by the rotating paddle wheel about an approximately horizontally rotating Schaufelradwelle from mountain association, raised vertically in blades and placed on a conveyor belt for further transport. The paddle wheel is pivoted in the recovery mostly laterally, approximately parallel to the Schaufelradachse about the vertical axis of the superstructure of the bucket wheel excavator or guided linearly by a crawler undercarriage of the bucket wheel excavator.

Die Auslegerlängen und Schwenkradien des Schaufelrades betragen meist ein Vielfaches der des Schaufelraddurchmessers, und die gesamte Schaufelradaufhängung, insbesondere der Oberbau des Schaufelradbaggers mit dem Schaufelradkopf und dem Kontergewicht ist häufig schwingungsanfällig für Nick- und Torsionsbelastungen. Besonders beim Abbau von horizontalen Hartschichten, eingebettet in weiche Grundmaterialien, führen die periodischen Grabkraftimpulse zur niederfrequenten Nick- beziehungsweise Torsionsschwingung des Schaufelradauslegers und damit des gesamten Oberbaus des Schaufelradbaggers. Dabei kann sich eine vertikale Amplitude am Schaufelrad von 100 mm und mehr einstellen. Diese vertikalen, jedoch auch horizontal auftretenden Schwingungen des Schaufelrades führen zur deutlichen Verstärkung der Grabkraftbelastung an den Zähnen und an der Schaufel, und es entsteht eine erhöhte Torsionsbelastung der Antriebe, insbesondere zur Rotation des Schaufelrades. Als Folge dieser erhöhten Grabkräfte und Schwingungen ergibt sich eine Reduzierung der Förderleistung und der Lebensdauer von wichtigen Grab-, Antriebs- und Stahlbaukomponenten des Schaufelradbaggers. Bedingt durch die Schwingungen ist zum Beispiel bekannt, dass große vertikale Schwingungsamplituden zu starken Kraftbelastungen der Zähne und der Schaufeln ca. senkrecht zur Grabrichtung führen, sodass sich in Bezug auf den Schneidkreis hohe Normalkräfte auf die Zähne einstellen können. Die Folge können Zahnbeschädigungen oder Beschädigungen an den Schaufelmessern sein, über die die Zähne an der Schaufel angebracht sind. The boom lengths and pivot radii of the paddle wheel are usually many times that of the paddle wheel diameter, and the entire paddle wheel suspension, in particular the superstructure of the paddle wheel excavator with the paddle head and the counterweight, is often prone to vibration for pitch and torsion loads. Especially in the degradation of horizontal hard layers, embedded in soft base materials, the periodic digging force pulses lead to low pitch or torsional vibration of Schaufelradauslegers and thus the entire superstructure of the bucket wheel excavator. In this case, a vertical amplitude at the paddle wheel of 100 mm and more can be set. These vertical, but also horizontally occurring oscillations of the blade wheel lead to a significant increase in the digging force load on the teeth and on the blade, and there is an increased torsional load on the drives, in particular for rotation of the blade wheel. As a result of these increased digging forces and vibrations results in a reduction of the capacity and the life of important grave, drive and steel components of the bucket wheel excavator. Due to the vibrations, it is known, for example, that large vertical vibration amplitudes lead to strong force loads of the teeth and the blades approximately perpendicular to the grave direction, so that high normal forces can be set on the teeth in relation to the cutting circle. The result may be tooth damage or damage to the blade blades over which the teeth are attached to the blade.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG DISCLOSURE OF THE INVENTION

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Zähne für eine Schaufel insbesondere eines Schaufelradbaggers zu schaffen, mit denen auftretende Schwingungen im Schaufelradbagger deutlich reduziert werden können. Dabei sollen auftretende Grabkräfte möglichst nicht unnötig ansteigen, und die Zahnkörper der Zähne müssen weiterhin hohen mechanischen Belastungen standhalten können. The invention has for its object to provide teeth for a blade, in particular a bucket wheel excavator, with which occurring vibrations in the bucket wheel excavator can be significantly reduced. In this case, occurring grabbing forces should not increase unnecessarily, if possible, and the toothed bodies of the teeth must continue to be able to withstand high mechanical loads.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Zahn für eine Schaufel, insbesondere für einen Schaufelradbagger, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. This object is achieved starting from a tooth for a blade, in particular for a bucket wheel excavator, according to the preamble of claim 1 in conjunction with the characterizing features. Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass der Zahnkörper eine sich an seine Zahnspitze anschließende Stützfläche aufweist, die in Bezug auf die Richtung der Bahnbewegung der Zahnspitze an einer Zahnhinterseite ausgebildet ist. The invention includes the technical teaching that the toothed body has a support surface adjoining its tooth tip, which is formed with respect to the direction of the path movement of the tooth tip on a tooth back side.

Unter einer Stützfläche wird vorliegend eine den Zahnkörper hinterseitig begrenzende Fläche verstanden, die geeignet ist, den Zahn gegen die neu gebildete Materialböschung abzustützen, wenn die Schaufel mit den Zähnen durch den Gebirgsverband bewegt wird. Folglich ist die Stützfläche derart beschaffen, dass eine Stützkraft von der Materialböschung gegen den Zahn ausgeübt werden kann. Die Stützkraft bildet dabei eine Normalkraft relativ zur Bewegungsrichtung des Zahnes auf dem Schneidkreis, sodass nicht nur die Zahnspitze mit der Oberfläche der neuen Materialböschung in Kontakt steht, sondern auch wenigstens ein Teil der Stützfläche des Zahnkörpers, die sich an die Zahnspitze des Zahnkörpers direkt oder mit einem nur kleinen Zwischenbereich anschließt, sodass die Zahnspitze in die Stützfläche übergeht. In the present case, a support surface is understood to mean a surface which delimits the tooth body on the rear side and which is suitable for supporting the tooth against the newly formed material embankment when the blade is moved by the teeth through the mountain bandage. Consequently, the support surface is such provide that a support force from the material embankment against the tooth can be exercised. The support force forms a normal force relative to the direction of movement of the tooth on the cutting circle, so that not only the tooth tip is in contact with the surface of the new material embankment, but also at least a part of the support surface of the tooth body, which is connected to the tooth tip of the tooth body directly or with a small intermediate area connects, so that the tooth tip merges into the support surface.

Durch die erfindungsgemäße Ausführung der Zähne an den Schaufeln eines Schaufelradbaggers mit einer Stützfläche können Schwingungen im Oberbau des Schaufelradbaggers reduziert werden, insbesondere dadurch, dass Haftgleiteffekte der Zähne, die durch das Abraummaterial bewegt werden, reduziert werden können. So genannte Stick-Slip-Effekte entstehen insbesondere dadurch, dass sich die Zähne an der Schaufel des Schaufelrades bei der Bahnbewegung auf dem Schneidkreis in den Gebirgsverband einziehen können, wobei die Einzugrichtung aus dem Schneidkreis herauslaufen kann. Die Einziehbewegung kann durch periodisches Ausreißen aus dem Gebirgsverband wieder gestoppt werden, wodurch sich im gesamten Oberbau des Schaufelradbaggers Schwingungen aufbauen können. Werden die Zahnkörper jedoch mit Stützflächen ausgeführt, kann der Einzugeffekt der Zähne in den Gebirgsverband deutlich reduziert werden, da durch die Stützfläche das Eindringen der Zähne mit einer senkrechten Bewegungskomponente relativ zum Schneidkreis verhindert wird, da die Oberfläche der neuen Materialböschung gegen die Stützfläche drückt und das Eindringen im Wesentlichen verhindert. Im Ergebnis ergibt sich ein deutlich schwingungsreduzierter Abbau von Abraummaterial, sodass die effektive Materialfördermenge gesteigert werden kann und zudem die Materialbelastung der Komponenten des Schaufelradbaggers reduziert wird. By the inventive design of the teeth on the blades of a bucket wheel excavator with a support surface vibrations in the superstructure of the bucket wheel excavator can be reduced, in particular by the fact that sticking sliding effects of the teeth, which are moved by the space material, can be reduced. So-called stick-slip effects arise in particular in that the teeth on the blade of the blade wheel can move in the path movement on the cutting circle in the mountain range, the feed direction can run out of the cutting circuit. The pull-in movement can be stopped again by periodic tearing out of the mountain range, which can build up vibrations in the entire superstructure of the bucket wheel excavator. However, if the tooth bodies are made with support surfaces, the Einzugeffekt of the teeth can be significantly reduced in the mountain association, since the support surface, the penetration of the teeth is prevented with a vertical movement component relative to the cutting circle, as the surface of the new material embossment presses against the support surface and the Intrusion essentially prevented. The result is a significantly reduced vibration reduction of waste material, so that the effective material flow rate can be increased and also the material load of the components of the bucket wheel excavator is reduced.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zahnes bildet die Stützfläche im Wesentlichen eine Ebene. Die Ebene kann jedoch von einer planen Fläche abweichen und beispielsweise eine geringe Krümmung oder Wölbung insbesondere im Übergang in die Zahnspitze aufweisen. Damit bildet die Stützfläche nicht zwingend eine mathematisch plane Ebene, und unter der Stützfläche wird jede Fläche verstanden, die geeignet ist, einen Abstützeffekt gegen die neue Materialböschung zu erreichen. According to an advantageous embodiment of the tooth according to the invention, the support surface essentially forms a plane. However, the plane can deviate from a plane surface and, for example, have a slight curvature or curvature, in particular in the transition to the tooth tip. Thus, the support surface does not necessarily form a mathematically planar plane, and the support surface is understood to be any surface which is suitable for achieving a supporting effect against the new material embankment.

Die Stützfläche schließt zu einer im Punkt der Zahnspitze angelegten Tangente des Schneidkreises einen Stützflächenwinkel von 0° bis 7 ° und bevorzugt von 2° bis 5° ein. Wird ein sehr kleiner Stützflächenwinkel g ewählt, beispielsweise 0°, so kann sich ein erhöhter Verschleiß der Stützfläche ergeben, wird ein sehr großer Stützflächenwinkel gewählt, beispielsweise 7° oder mehr, so kann die Stützfläche nicht mehr ihre abstützende Wirkung entfalten. Insbesondere kann die Stützfläche bei weiterer Vergrößerung des Stützflächenwinkels in einen Freiwinkel übergehen, sodass der Stützeffekt des Zahnes gegen die Materialböschung den gewünschten Effekt der Schwingungsdämpfung nicht mehr erfüllt. The supporting surface encloses a support surface angle of 0 ° to 7 ° and preferably of 2 ° to 5 ° to a tangent of the cutting circle applied at the point of the tooth tip. If a very small support surface angle g is selected, for example 0 °, then an increased wear of the support surface can result, if a very large support surface angle is selected, for example 7 ° or more, the support surface can no longer develop its supporting effect. In particular, the support surface on further enlargement of the support surface angle can pass into a clearance angle, so that the support effect of the tooth against the material embankment no longer fulfills the desired effect of vibration damping.

Mit weiterem Vorteil weist die Stützfläche eine Fläche auf, die 2% bis 50%, bevorzugt 5% bis 30% und besonders bevorzugt 10% bis 20% der Querschnittsfläche der Aufnahmeseite des Zahnes entspricht. Die Aufnahmeseite bildet die der Zahnspitze gegenüberliegende Seite des Zahnkörpers, und die Querschnittsfläche der Aufnahmeseite wird durch die Querschnittsfläche bestimmt, in die sich beispielsweise das Schaufelmesser in den Zahnkörper hinein erstreckt und die vom äußeren Umfang der Aufnahmeseite umschlossen ist. Das Schaufelmesser bezeichnet dabei den Körper, an dem der Zahn aufgenommen werden kann, und auf gleiche Weise kann auch am Zahnkörper ein Aufnahmeschaft angeformt sein, der sich in eine Aufnahmetasche des Schaufelmessers hinein erstreckt, über die der Zahn an der Schaufel des Schaufelrades angeordnet werden kann. Häufig bildet dabei die Fläche der Aufnahmeseite die größte Querschnittsfläche des Zahnes entlang seiner Mittelachse. With further advantage, the support surface has a surface which corresponds to 2% to 50%, preferably 5% to 30% and particularly preferably 10% to 20% of the cross-sectional area of the receiving side of the tooth. The receiving side forms the tooth tip opposite side of the tooth body, and the cross-sectional area of the receiving side is determined by the cross-sectional area in which, for example, the blade blade extends into the tooth body and which is enclosed by the outer periphery of the receiving side. The blade blade refers to the body on which the tooth can be received, and in the same way, a receiving shaft can be formed on the tooth body, which extends into a receiving pocket of the blade diameter over which the tooth can be arranged on the blade of the blade wheel , Often, the surface of the receiving side forms the largest cross-sectional area of the tooth along its central axis.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Zahnes weist das seitlich zur Richtung der Bahnbewegung gebildete Profil des Zahnkörpers eine S-Form auf, sodass die Zahnspitze entgegen ihrer Bewegungsrichtung auf dem Schneidkreis relativ zur Aufnahmeseite des Zahnkörpers zurückgesetzt ist. Das S-Profil kann durch diejenige Querschnittsfläche durch den Zahn gebildet werden, in der die Zahnmittenachse einliegt, sodass die Querschnittsfläche sich von der Zahnspitze bis in den Aufnahmebereich hinein erstreckt. Durch die in Richtung zur Materialböschung zurückgesetzte Zahnspitze wird die Möglichkeit erreicht, den Hebelarm zwischen dem Verlauf der auf die Stützfläche wirkenden Stützkraft und dem Referenzpunkt des Schaufelmessers zu minimieren, um auf den Zahn wirkende Biegemomente zu reduzieren. According to a further advantageous embodiment of the tooth, the profile of the tooth body formed laterally to the direction of the path movement has an S-shape, so that the tooth tip is set back against its direction of movement on the cutting circle relative to the receiving side of the tooth body. The S-profile may be formed by the cross-sectional area through the tooth, in which the tooth center axis rests, so that the cross-sectional area extends from the tooth tip into the receiving area. The tooth tip, which is set back in the direction of the material embankment, makes it possible to minimize the lever arm between the course of the supporting force acting on the support surface and the reference point of the blade blade in order to reduce bending moments acting on the tooth.

Mit weiterem Vorteil kann die gerade Verbindung zwischen der Zahnspitze und einem Referenzpunkt des Schaufelmessers zur Tangente des Schneidkreises einen Positionswinkel von 35° bis 60°, bevorzugt von 40° bis 55° und besonders bevorzugt von 45° bis 50° aufweisen. Der Referenzpunk t des Schaufelmessers beschreibt dabei einen Punkt auf der vorderen Kante des Schaufelmessers in Richtung zur Zahnspitze, der den geringsten Abstand zur Zahnspitze aufweist. Das Schaufelmesser besteht häufig aus einem länglichen Bauteil mit einer Haupterstreckungsrichtung, und mit weiterem Vorteil kann das Schaufelmesser einen Messeranstellwinkel zur Tangente des Schneidkreises von 10° bis 40°, bevorzugt von 20° bis 35° und besonders bevorzugt von 25° bis 30° aufweisen. Der Messeranstellwinkel wird dabei zwischen der Tangente und der Haupterstreckungsrichtung des Schaufelmessers gemessen. With further advantage, the straight connection between the tooth tip and a reference point of the blade blade to the tangent of the cutting circle have a position angle of 35 ° to 60 °, preferably from 40 ° to 55 ° and particularly preferably from 45 ° to 50 °. The reference point t of the blade blade describes a point on the front edge of the blade blade in the direction of the tooth tip, which has the smallest distance to the tooth tip. The blade knife often consists of an elongated member with a Main extension direction, and with further advantage, the blade diameter can have a knife angle to the tangent of the cutting circle of 10 ° to 40 °, preferably from 20 ° to 35 ° and particularly preferably from 25 ° to 30 °. The knife angle is measured between the tangent and the main extension direction of the blade diameter.

Weiterhin kann der Zahnkörper eine im Wesentlichen ebene Zahnhinterfläche aufweisen, die sich insbesondere an die Stützfläche anschließt und die zur Tangente des Schneidkreises einen Freischnittwinkel von 10° bis 60°, bevorzugt von 20° bis 50° und besonders bevorzugt von 30° bis 40 ° aufweist. Die Zahnhinterfläche kann sich damit über eine Kante von der Stützfläche abgrenzen, und der Winkel der Zahnhinterfläche zur Tangente des Schneidkreises kann dabei etwa 10 mal größer sein als der Stützflächenwinkel. Furthermore, the toothed body may have a substantially planar tooth trailing surface, which adjoins in particular to the support surface and which has a clearance angle of 10 ° to 60 °, preferably from 20 ° to 50 ° and particularly preferably from 30 ° to 40 ° to the tangent of the cutting circle , The tooth trailing surface can thus be delimited over an edge from the support surface, and the angle of the tooth trailing surface to the tangent of the cutting circle can be about 10 times greater than the support surface angle.

Weiterhin weist der Schnittwinkel der Zahnspitze zur Tangente des Schneidkreises einen Wert von 25° bis 60°, bevorzugt von 30° bis 50° und besonders bevorzugt von 35° bis 45° auf. Damit ist der Schnittwinkel gerin gfügig größer als der Messeranstellwinkel, und mit einem möglichst kleinen Schnittwinkel erfolgt eine bessere Durchdringung des Materials und eine bessere Materialführung des Abraummaterials über die Zahnvorderseite, insbesondere da die Zahnvorderseite mit ihrer S-Form eine Materialleitstufe bildet. Furthermore, the angle of intersection of the tooth tip to the tangent of the cutting circle has a value of 25 ° to 60 °, preferably from 30 ° to 50 ° and particularly preferably from 35 ° to 45 °. Thus, the cutting angle clause is slightly greater than the knife angle, and with the smallest possible cutting angle is better penetration of the material and better material management of the space material on the tooth front side, especially as the tooth front side forms a Materialleitstufe with its S-shape.

Die erfindungsgemäße Stützfläche auf der Zahnhinterseite kann sowohl bei Spitzzähnen als auch bei Flachzähnen mit einer breiten Zahnspitze vorteilhaft angewendet werden. Spitzzähne werden durch Zähne gebildet, deren Zahnkörper von ihrer Aufnahmeseite bis zur Zahnspitze sich verjüngend zulaufen und insbesondere eine Trapezform mit seitlich an der Zahnvorderseite vorhandenen Trapezseitenflächen aufweisen. Flachzähne mit einer von der Aufnahmeseite bis zur Zahnspitze zunehmenden Breite in Verbindung mit einer abnehmenden Höhe des Zahnkörpers werden verwendet, um insbesondere sehr weiche, plastische Materialien zu fördern. The support surface according to the invention on the tooth's back can be used advantageously both with pointed teeth and with flat teeth with a broad tooth tip. Toothed teeth are formed by teeth whose toothed bodies taper from their receiving side to the tooth tip and, in particular, have a trapezoidal shape with trapezoidal side surfaces present laterally on the tooth front side. Flat teeth having a width increasing from the receiving side to the tooth tip in conjunction with a decreasing height of the tooth body are used to promote particularly very soft, plastic materials.

BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNG PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt: Further, measures improving the invention will be described in more detail below together with the description of preferred embodiments of the invention with reference to FIGS. It shows:

1 eine schematische Ansicht eines Zahnes an einer Schaufel eines Schaufelrades, 1 a schematic view of a tooth on a blade of a paddle wheel,

2 eine vergrößerte Ansicht eines Zahnes, der an einem Schaufelmesser aufgenommen ist, 2 an enlarged view of a tooth, which is received on a blade diameter,

3 eine Seitenansicht eines Spitzzahnes mit einer auf der Zahnhinterseite dargestellten Stützfläche, 3 a side view of a pointed tooth with a support surface shown on the back of the tooth,

4 eine Frontansicht des Spitzzahnes gemäß 3, 4 a front view of the pointed tooth according to 3 .

5 eine Draufsicht auf den Spitzzahn gemäß 3, 5 a plan view of the pointed tooth according to 3 .

6 eine Seitenansicht eines Flachzahnes mit einer Stützfläche auf der Zahnhinterseite, 6 a side view of a flat tooth with a support surface on the tooth's back side,

7 eine Frontansicht des Flachzahnes gemäß 6 und 7 a front view of the flat tooth according to 6 and

8 eine Draufsicht auf den Flachzahn gemäß 6. 8th a plan view of the flat tooth according to 6 ,

1 zeigt eine schematische Ansicht eines Zahnes 1 in Anordnung an einer Schaufel 10 eines Schaufelrades 15, wie dieses an einem Schaufelradbagger zum Einsatz kommt. Am Schaufelrad 15 ist vereinfacht nur eine Schaufel 10 dargestellt, und an der Schaufel 10 ist ebenfalls vereinfacht nur ein Zahn 1 angeordnet dargestellt. 1 shows a schematic view of a tooth 1 in arrangement on a blade 10 a paddle wheel 15 how it is used on a bucket wheel excavator. At the paddle wheel 15 is simplified only a shovel 10 shown, and on the shovel 10 is also simplified just a tooth 1 arranged shown.

Der Zahn 1 weist einen Zahnkörper 11 auf, und der Zahnkörper 11 erstreckt sich von einer Aufnahmeseite 12 bis zu einer Zahnspitze 14. An der Schaufel 10 ist ein Schaufelmesser 13 angebracht, und auf dem Schaufelmesser 13 ist der Zahnkörper 11 über seine Aufnahmeseite 12 aufgenommen. The tooth 1 has a tooth body 11 on, and the tooth body 11 extends from a receptacle side 12 up to a tooth tip 14 , On the shovel 10 is a scoop knife 13 attached, and on the scoop knife 13 is the tooth body 11 about his recording page 12 added.

Rotiert das Schaufelrad 15 in gezeigter Pfeilrichtung, so führt die Zahnspitze 14 eine Bahnbewegung auf einem Schneidkreis 16 aus, wobei im Punkt der Zahnspitze 14 eine Tangente 19 am Schneidkreis 16 gezeigt ist. Durch die Bahnbewegung des Zahnes 1 wird eine Zahnvorderseite 22 und eine Zahnhinterseite 18 definiert, wobei die Zahnvorderseite 22 in Bewegungsrichtung weist, während die Zahnhinterseite 18 den Zahnkörper 11 entgegen der Bewegungsrichtung des Zahnes auf den Schneidkreis 16 begrenzt. Rotates the paddle wheel 15 in arrow direction shown, so does the tooth tip 14 a web movement on a cutting circle 16 out, being at the point of the tooth tip 14 a tangent 19 on the cutting circle 16 is shown. By the orbital movement of the tooth 1 becomes a tooth front 22 and a tooth back side 18 defined, with the tooth front 22 points in the direction of movement, while the back of the tooth 18 the tooth body 11 against the direction of movement of the tooth on the cutting circle 16 limited.

Der Zahnkörper 11 weist eine Stützfläche 17 auf, die in Bezug auf die Richtung der Bahnbewegung der Zahnspitze 14 an der Zahnhinterseite 18 ausgebildet ist. Die Stützfläche 17 grenzt dabei an die Zahnspitze 14 an. The tooth body 11 has a support surface 17 on that in relation to the direction of the orbit movement of the tooth tip 14 on the back of the tooth 18 is trained. The support surface 17 borders on the tooth tip 14 at.

Der Zahn 1 ist in der Seitenansicht gezeigt, und der Zahnkörper 11, insbesondere die Zahnmittenachse, besitzt seitlich zur Richtung der Bahnbewegung eine S-Form, sodass die Zahnspitze 14 entgegen ihrer Bewegungsrichtung auf dem Schneidkreis 16 relativ zur Aufnahmeseite 12 des Zahnkörpers 11 zurückgesetzt ist. Die zurückgesetzte Position der Zahnspitze 14 und die sich daraus ergebende S-Form des Zahnkörpers 11 ist verdeutlicht durch die abweichenden der Winkel zwischen dem Messeranstellwinkel γ und dem Positionswinkel β, wobei der Messeranstellwinkel γ den Winkel bildet zwischen der Tangente 19 und der Haupterstreckungsrichtung des Schaufelmessers 13, und der Positionswinkel β ergibt sich durch einen Winkel zwischen der Verbindung zwischen der Zahnspitze 14 und einem Referenzpunkt 20 des Schaufelmessers 13. Der Referenzpunkt 20 bildet dabei einen Punkt 20 auf der Vorderkante des Schaufelmessers 13, der einen minimalen Abstand zur Zahnspitze 14 bildet, wenn der Zahnkörper 11 auf dem Schaufelmesser 13 aufgenommen ist. Je stärker die S-Form des Zahnkörpers ist, desto größer wird der Positionswinkel β, und desto größer wird die Abweichung zwischen dem Messeranstellwinkel γ und dem Positionswinkel β. The tooth 1 is shown in side view, and the tooth body 11 , in particular the tooth center axis, has an S-shape laterally to the direction of the path movement, so that the tooth tip 14 against their direction of movement on the cutting circle 16 relative to the recording side 12 of the tooth body 11 is reset. The recessed position of the tooth tip 14 and the resulting S-shape of the tooth body 11 is clarified by the deviating angles between the blade pitch angle γ and the position angle β, wherein the blade pitch angle γ forms the angle between the tangent 19 and the main direction of extension of the blade diameter 13 , and the position angle β is given by an angle between the connection between the tooth tip 14 and a reference point 20 of the blade knife 13 , The reference point 20 forms a point 20 on the front edge of the blade diameter 13 that has a minimal distance to the tooth tip 14 forms when the tooth body 11 on the scoop knife 13 is included. The stronger the S-shape of the tooth body, the larger the position angle β becomes, and the larger becomes the deviation between the blade pitch angle γ and the position angle β.

2 zeigt eine Detailansicht des Zahnes 1 in Anordnung am Schaufelmesser 13, das in nicht näher gezeigter Weise an der Schaufel 10 des Schaufelrades 15 angebracht ist. 2 shows a detailed view of the tooth 1 in arrangement on the blade knife 13 , in a manner not shown on the blade 10 of the paddle wheel 15 is appropriate.

Der Zahnkörper 11 des Zahnes 1 erstreckt sich von seiner Aufnahmeseite 12 bis zu seiner Zahnspitze 14, und wird der Zahn 1 entlang der Böschung bewegt, entsteht ein Versatz zwischen der alten Materialböschung 25 und der neuen Materialböschung 26. Durch die damit definierte Bewegungsrichtung ist der Zahnkörper 11 vorderseitig begrenzt durch die Zahnvorderseite 22 und rückseitig begrenzt durch die Zahnhinterseite 18. Weiterhin ist ein Schneidkreis 16 mit einer im Punkt der Zahnspitze 14 angesetzten Tangente 19 gezeigt, und der Zahn 1 bewegt sich bei Rotation des Schaufelrades 15 auf dem Schneidkreis 16. The tooth body 11 of the tooth 1 extends from its receiving side 12 up to his tooth tip 14 , and becomes the tooth 1 Moving along the embankment creates an offset between the old material embankment 25 and the new material embankment 26 , By thus defined movement direction is the tooth body 11 bounded on the front by the front of the tooth 22 and bounded on the back by the back of the tooth 18 , Furthermore, a cutting circuit 16 with one in the point of the tooth tip 14 attached tangent 19 shown, and the tooth 1 moves with rotation of the paddle wheel 15 on the cutting circle 16 ,

Die vergrößerte Darstellung des Zahnes 1 verdeutlicht die Stützfläche 17, die sich auf der Zahnhinterseite 18 befindet, und die Stützfläche 17 grenzt an die Zahnspitze 14 an. Im weiteren Verlauf ist die Zahnhinterseite 18 begrenzt durch die Zahnhinterfläche 21, über die der Zahnkörper 11 bis in die Aufnahmeseite 12 übergeht. The enlarged view of the tooth 1 clarifies the support surface 17 that are on the back of the tooth 18 located, and the support surface 17 adjoins the tooth tip 14 at. In the further course is the back of the tooth 18 limited by the tooth back surface 21 over which the tooth body 11 to the receiving side 12 passes.

Die Stützfläche 17 schließt mit der Tangente 19 einen Stützflächenwinkel α ein, und der Stützflächenwinkel α ist beispielhaft mit einem Wert von 4° gezeigt. Die sich an die Stützfläche 17 anschließende Zahnhinterfläche 21 schließt einen Freischnittwinkel δ zur Tangente 19 ein, und der Freischnittwinkel δ ist beispielhaft mit einem Wert von 25° gezeigt. The support surface 17 closes with the tangent 19 a support surface angle α, and the support surface angle α is shown by way of example with a value of 4 °. Which is attached to the support surface 17 subsequent tooth surface 21 closes a clearance angle δ to the tangent 19 on, and the clearance angle δ is shown by way of example with a value of 25 °.

Die Zahnspitze 14 geht in die Zahnvorderseite 22 mit einem Schnittwinkel ε über, und der Schnittwinkel ε zwischen der Tangente 19 und der Flächentangente, die sich von der Zahnspitze 14 im Übergang in die Fläche der Zahnvorderseite 22 ergibt, beträgt beispielhaft 35°. The tooth tip 14 goes to the tooth front 22 with an intersection angle ε over, and the intersection angle ε between the tangent 19 and the surface tangent extending from the tooth tip 14 in the transition to the surface of the tooth front 22 results, is exemplary 35 °.

3 zeigt einen Zahn 1 mit einem Zahnkörper 11, wobei der Zahn 1 beispielhaft als Spitzzahn ausgeführt ist. Der Zahnkörper 11 ist vorderseitig begrenzt durch die Zahnvorderseite 22 und rückseitig begrenzt durch die Zahnhinterseite 18. An die Zahnspitze 14 schließt sich rückseitig die Stützfläche 17 an, ferner ist die Tangente 19 des Schneidkreises 16 gezeigt, die durch die Zahnspitze 14 verläuft. 3 shows a tooth 1 with a tooth body 11 where the tooth is 1 exemplified by a pointed tooth. The tooth body 11 is frontally bounded by the tooth front 22 and bounded on the back by the back of the tooth 18 , To the tooth tip 14 closes the back of the support surface 17 also, the tangent is 19 of the cutting circle 16 shown by the tooth tip 14 runs.

Beginnend von der Zahnspitze 14 verläuft die Zahnmittenachse 24 des Zahnkörpers 11 in einer S-Form in Richtung zur Aufnahmeseite 12, wobei der Querschnitt des Zahnkörpers 11 beginnend von der Zahnspitze 14 bis in die Aufnahmeseite 12 kontinuierlich anwächst. Starting from the tooth tip 14 the tooth center axis runs 24 of the tooth body 11 in an S-shape towards the reception side 12 , where the cross section of the tooth body 11 starting from the tooth tip 14 to the receiving side 12 grows continuously.

Die 4 und 5 zeigen eine Vorderansicht und eine Draufsicht auf den Zahn 1 mit dem Zahnkörper 11, wobei durch die Ausbildung des Zahnes 1 als Spitzzahn die Zahnvorderseite 22 seitlich begrenzt ist durch Trapezseitenflächen 23, sodass der Hauptquerschnitt des Zahnes 1 etwa trapezförmig ausgebildet ist. Die Vorderansicht in 4 zeigt die Stützfläche 17 angrenzend an die Zahnspitze 14, weiterhin zeigt die Draufsicht in 5 ebenfalls den Verlauf der Trapezseitenflächen 23 auf der Zahnvorderseite 22. The 4 and 5 show a front view and a top view of the tooth 1 with the tooth body 11 , whereby through the training of the tooth 1 as a pointed tooth the tooth front 22 is laterally limited by trapezoidal side surfaces 23 so that the main cross-section of the tooth 1 is formed approximately trapezoidal. The front view in 4 shows the support surface 17 adjacent to the tooth tip 14 , furthermore, shows the top view in 5 also the course of the trapezoid side surfaces 23 on the tooth front 22 ,

6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Zahnes 1 mit einer S-förmigen Zahnmittenachse 24 von der Zahnspitze 14 bis zur Aufnahmeseite 12, wobei der Zahn 1 einen Flachzahn bildet. Lediglich beispielhaft ist der Referenzpunkt 20 im Bereich der Aufnahmeseite 12 gezeigt, wobei eine Haupterstreckungsrichtung des Schaufelmessers 13 gezeigt ist, die etwa horizontal verläuft. Durch die S-Form des Zahnes 1 ist erkennbar, dass die Zahnspitze 14 unterhalb der Haupterstreckungsrichtung angeordnet ist, wobei auch die Zahnvorderseite 22 eine S-Form aufweist und somit eine Leitstufe für das Abraummaterial bildet. 6 shows a further embodiment of the tooth 1 with an S-shaped tooth center axis 24 from the tooth tip 14 to the reception side 12 where the tooth is 1 forms a flat tooth. Only as an example is the reference point 20 in the area of the recording side 12 shown, wherein a main extension direction of the blade diameter 13 is shown, which runs approximately horizontally. By the S-shape of the tooth 1 is evident that the tooth tip 14 is arranged below the main extension direction, wherein the tooth front side 22 has an S-shape and thus forms a Leitstufe for the space material.

Die 7 und 8 zeigen eine Vorderansicht und eine Draufsicht auf den Flachzahn 1, wobei die Breite B des Zahnes 1 im Bereich der Zahnspitze 14 am größten ist und in Richtung zur Aufnahmeseite 12 des Zahnes 1 kontinuierlich kleiner wird. Derartige Flachzähne dienen zur Förderung weicher, insbesondere plastischer Materialien, wobei auch Flachzähne der gezeigten Bauart eine erfindungsgemäße Stützfläche 17 aufweisen können. Beginnend von der Zahnspitze 14 nimmt die Höhe H des Zahnkörpers 11 zwischen der Zahnvorderseite 22 und der Zahnhinterseite 18 kontinuierlich zu. Jedoch bildet die Zahnvorderseite 22 im Wesentlichen eine in Querrichtung plane Form, um einen vorteilhaften Materialfluss über der Vorderseite zu erreichen. The 7 and 8th show a front view and a plan view of the flat tooth 1 where the width B of the tooth 1 in the area of the tooth tip 14 is largest and towards the reception side 12 of the tooth 1 is continuously smaller. Such flat teeth are used to promote soft, especially plastic materials, with flat teeth of the type shown a support surface according to the invention 17 can have. Starting from the tooth tip 14 takes the height H of the tooth body 11 between the tooth front 22 and the back of the tooth 18 continuously too. However, the tooth front makes 22 essentially a transverse plane shape to achieve a beneficial flow of material over the front.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten oder räumliche Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. The invention is not limited in its execution to the above preferred embodiment. Rather, a number of variants is conceivable, which makes use of the illustrated solution even with fundamentally different types of use. Any features and / or advantages resulting from the claims, the description or the drawings, including constructive details or spatial arrangements, can be essential to the invention, both individually and in the most diverse combinations.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Zahn tooth
10 10: Schaufel shovel
11 11: Zahnkörper tooth body
12 12: Aufnahmeseite Up side
13 13: Schaufelmesser shovel knife
14 14: Zahnspitze tooth tip
15 15: Schaufelrad paddle wheel
16 16: Schneidkreis cutting circle
17 17: Stützfläche support surface
18 18: Zahnhinterseite Tooth back
19 19: Tangente tangent
20 20: Referenzpunkt reference point
21 21: Zahnhinterfläche Tooth back face
22 22: Zahnvorderseite Dental Front Page
23 23: Trapezseitenfläche Trapezoidal side face
24 24: Zahnmittenachse Tooth center axis
25 25: alte Materialböschung old material embankment
26 26: neue Materialböschung new material embankment
α α: Stützflächenwinkel Supporting surface angle
β β: Positionswinkel position angle
γ γ: Messeranstellwinkel Messeranstellwinkel
δ δ: Freischnittwinkel Free cutting angle
ε ε: Schnittwinkel cutting angle
B B: Breite des Zahns Width of the tooth
H H: Höhe des Zahns Height of the tooth

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 3444563 A1 [0002]

Claims

Tooth ( 1 ) for a shovel ( 10 ), in particular for a bucket wheel excavator, comprising a toothed body ( 11 ), with a recording side ( 12 ) on a blade knife ( 13 ) of the blade ( 10 ) is receivable, so that the tooth tip ( 14 ) of the tooth ( 1 ) by rotation of the paddle wheel ( 15 ) a web movement on a cutting circle ( 16 ), characterized in that the tooth body ( 11 ) one to his tooth tip ( 14 ) subsequent support surface ( 17 ) with respect to the direction of orbital movement of the tooth tip ( 14 ) on a tooth back side ( 18 ) is trained.

Tooth ( 1 ) According to claim 1, characterized in that the support surface ( 17 ) substantially forms a plane, in particular which one at the point of the tooth tip ( 14 ) tangent ( 19 ) of the cutting circle ( 16 ) includes a support surface angle (α) of 0 ° to 7 ° and preferably 2 ° to 5 °.

Tooth ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the support surface ( 17 ) forms an area which is 2% to 50%, preferably 5% to 30% and particularly preferably 10% to 20% of the cross-sectional area of the receiving side ( 12 ) of the tooth ( 1 ) corresponds.

Tooth ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the laterally formed to the direction of the path movement profile of the tooth body ( 11 ) has an S-shape, so that the tooth tip ( 14 ) against its direction of movement on the cutting circle ( 16 ) relative to the receiving side ( 12 ) of the tooth body ( 11 ) is reset.

Tooth ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the straight connection between the tooth tip ( 14 ) and a reference point ( 20 ) of the blade ( 13 ) to the tangent ( 19 ) of the cutting circle ( 16 ) has a position angle (β) of 35 ° to 60 °, preferably from 40 ° to 55 ° and particularly preferably from 45 ° to 50 °.

Tooth ( 1 ) According to one of the preceding claims, characterized in that the shovel blade ( 13 ) a knife angle (γ) to the tangent ( 19 ) of the cutting circle ( 16 ) of 10 ° to 40 °, preferably from 20 ° to 35 ° and more preferably from 25 ° to 30 °.

Tooth ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the tooth body ( 11 ) a substantially planar tooth surface ( 21 ), which in particular to the support surface ( 17 ) and that to the tangent ( 19 ) of the cutting circle ( 16 ) has a free-cutting angle (δ) of 10 ° to 60 °, preferably from 20 ° to 50 ° and particularly preferably from about 30 ° to 40 °.

Tooth ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the cutting angle (ε) of the tooth tip ( 14 ) to the tangent ( 19 ) of the cutting circle ( 16 ) has a value of 25 ° to 60 °, preferably from 30 ° to 50 °, and more preferably from about 35 ° to 45 °.

Tooth ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the tooth body ( 11 ) from its recording side ( 12 ) to its tooth tip ( 14 ) tapers and in particular a trapezoidal shape with laterally on the tooth front side ( 22 ) existing trapezoidal side surfaces ( 23 ) having.

Tooth ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the tooth body ( 11 ) from the recording side ( 12 ) to its tooth tip ( 14 ) has an increasing width (B), in particular at a decreasing height (H) of the tooth body ( 11 ).