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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Baggerzahn, der als ein mit dem Boden in Eingriff kommendes Werkzeug dient, und einen Grundkörper für den Baggerzahn.
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Technischer Hintergrund
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Herkömmlicherweise sind bei einer Arbeits- bzw. Baumaschine, wie beispielsweise einem Hydraulikbagger, der Erdaushub durchführt, beispielsweise aushebende Zahnelemente an einem vorderen Ende eines Löffels installiert. Eine Schneidkante des Zahnelementes dringt beim Baggern bzw. Ausheben in ein Aushubobjekt, wie beispielsweise Erde oder Stein, ein. Aufgrund des Abriebs an dem Aushubobjekt beim Eindringen kommt es zu Abrieb bzw. Verschleiß an dem Zahnelement.
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Um die Lebensdauer des Zahnelementes zu verlängern, ist ein Baggerzahn vorgeschlagen worden, mit dem Verschleiß verzögert werden kann. Beispielsweise offenbart die
japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-92208 (Patentdokument 1) einen Baggerzahn, mit dem Verschleiß verzögert werden kann, indem eine verschleißfeste Schicht an jedem Mittelabschnitt einer oberen Fläche und einer unteren Fläche des Baggerzahns in der Breitenrichtung ausgebildet wird.
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Liste der Anführungen
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Patentdokument
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- Patentdokument 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. JP 2004-092 208 A
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Da der Baggerzahn als Ganzes die Form eines Keils hat, enthält die Schneidekante einen linearen Abschnitt, der die Aushubrichtung schneidet. Der lineare Abschnitt dient als ein ”Messer”, das das Aushubobjekt ”schneidet”, und es tritt eine Kraft beim Eindringen auf. Obwohl bei dem von Patentdokument 1 offenbarten Baggerzahn das allgemeine Maß an Verschleiß, das durch den Aushubvorgang verursacht wird, verringert wird, sind beide Seitenabschnitte der Messerschneide Verschleiß ausgesetzt, und daher verkürzt sich die Länge des linearen Abschnitts der Schneidkante. Das heißt, die Form der Schneidkante des Baggerzahns wird im Verlauf des Aushubs rund. Dadurch verringert sich, trotz des geringeren Maßes an Verschleiß an der Messerschneide die Kraft, mit der die Schneidkante in das Aushubobjekt eindringt.
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Die vorliegende Erfindung ist angesichts der oben aufgeführten Probleme gemacht worden, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, einen Baggerzahn sowie einen Grundkörper für den Baggerzahn zu schaffen, bei denen eine Kraft, mit der eine Messerschneide beim Eindringen in ein Aushubobjekt eindringt, stark bleibt.
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Lösung des Problems
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Ein Aspekt eines Baggerzahns der vorliegenden Erfindung schließt einen Grundkörper und eine verschleißfeste Schicht ein. Der Grundkörper hat ein Ende und ein anderes Ende. Die verschleißfeste Schicht ist an dem Grundkörper ausgebildet, und ihre Härte ist höher als die des Grundkörpers. Der Grundkörper enthält eine vordere Endfläche, eine erste Fläche, eine zweite Fläche, ein Paar erster Abschrägungsflächen sowie ein Paar zweiter Abschrägungsflächen. Die vordere Endfläche befindet sich an dem einen Ende. Die erste Fläche und die zweite Fläche erstrecken sich jeweils von der vorderen Endfläche bis zu dem anderen Ende und sind einander zugewandt. Die paarigen ersten Abschrägungsflächen erstrecken sich jeweils von der vorderen Endfläche auf das andere Ende zu und bilden einen stumpfen Winkel mit der ersten Fläche an der vorderen Endfläche. Die paarigen zweiten Abschrägungsflächen erstrecken sich jeweils von der vorderen Endfläche auf das andere Ende zu und bilden einen stumpfen Winkel mit der zweiten Fläche an der vorderen Endfläche. Die verschleißfeste Schicht enthält einen ersten Abschnitt der verschleißfesten Schicht und einen zweiten Abschnitt der verschleißfesten Schicht. Der erste Abschnitt der verschleißfesten Schicht ist an der vorderen Endfläche ausgebildet. Der zweite Abschnitt der verschleißfesten Schicht ist jeweils an den paarigen ersten Abschrägungsflächen sowie den paarigen zweiten Abschrägungsflächen ausgebildet.
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Gemäß einem Aspekt des Baggerzahns der vorliegenden Erfindung ist der erste Abschnitt der verschleißfesten Schicht an der vorderen Endfläche ausgebildet, und ist der zweite Abschnitt der verschleißfesten Schicht an den ersten sowie den zweiten Abschrägungsflächen ausgebildet, die sich an Seitenabschnitten der vorderen Endfläche befinden. So ist es möglich, zu verhindern, dass das vordere Ende und Seitenabschnitte der Klingenkante verschlissen werden, wodurch verhindert werden kann, dass die Schneidkante des Baggerzahns rund wird, oder verhindert werden kann, dass sich die Breite des linearen Abschnitts der Schneidkante verschmälert. Damit kann eine Kraft, mit der die Schneidkante beim Eindringen in ein Aushubobjekt eindringt, stark bleiben.
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Bei dem oben beschriebenen Baggerzahn hat die vordere Endfläche eine sechseckige Form. Damit kann Last, die auf Ecken der vorderen Endfläche wirkt, gegenüber dem Fall verringert werden, in dem die vordere Endfläche eine viereckige Form hat. So kann verhindert werden, dass die Ecken der vorderen Endfläche verschlissen werden. Das heißt, es kann verhindert werden, dass die vordere Endfläche in runder Form verschlissen bzw. abgerieben wird.
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Bei dem oben beschriebenen Baggerzahn enthält die verschleißfeste Schicht einen dritten Abschnitt der verschleißfesten Schicht, der an der ersten Fläche oder/und der zweiten Fläche ausgebildet ist. Damit kann verhindert werden, dass die erste Fläche oder/und die zweite Fläche verschlissen wird/werden. Dadurch kann verhindert werden, dass der allgemeine Verschleiß an dem Baggerzahn während eines Aushubvorgangs fortschreitet.
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Bei dem oben beschriebenen Baggerzahn sind der zweite Abschnitt der verschleißfesten Schicht und der dritte Abschnitt der verschleißfesten Schicht so ausgebildet, dass sie das eine Ende des Grundkörpers umschließen. Damit kann verhindert werden, dass die Umgebung des Grundkörpers an der Seite der Schneidkante verschlissen wird. Dadurch kann verhindert werden, dass die Schneidkante des Baggerzahns in runder Form verschlissen wird. Das heißt, da die ursprüngliche Form der Klingenkante aufrechterhalten werden kann, ist es möglich, zu verhindern, dass die Kraft beim Eindringen abnimmt.
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Ein weiterer Aspekt eines Baggerzahns der vorliegenden Erfindung schließt einen Grundkörper sowie eine verschleißfeste Schicht ein. Der Grundkörper hat ein Ende, das dem einen Ende gegenüberliegende andere Ende sowie ein Loch, das in einer Endfläche des anderen Endes ausgebildet ist. Die verschleißfeste Schicht ist an dem Grundkörper ausgebildet und hat eine Härte, die höher ist als die des Körpers. Die vordere Endfläche befindet sich an dem einen Ende. Eine erste Fläche und eine zweite Fläche erstrecken sich jeweils von der vorderen Endfläche bis zu dem anderen Ende und sind einander zugewandt. Ein Paar erster Abschrägungsflächen erstrecken sich jeweils von der vorderen Endfläche auf das andere Ende zu und sind jeweils mit beiden Enden einer Seite der ersten Fläche an die vordere Endfläche angrenzend verbunden, so dass sie einen stumpfen Winkel mit der ersten Fläche bilden. Ein Paar zweiter Abschrägungsflächen erstrecken sich jeweils von der vorderen Endfläche auf das andere Ende zu und sind jeweils mit beiden Enden einer Seite der zweiten Fläche an die vordere Endfläche angrenzend verbunden, so dass sie einen stumpfen Winkel mit der zweiten Fläche bilden. Die paarigen ersten Abschrägungsflächen und die paarigen zweiten Abschrägungsflächen sind miteinander an der vorderen Endfläche verbunden. Die verschleißfeste Schicht enthält einen ersten Abschnitt der verschleißfesten Schicht, einen zweiten Abschnitt der verschleißfesten Schicht sowie einen dritten Abschnitt der verschleißfesten Schicht. Der erste Abschnitt der verschleißfesten Schicht ist an der vorderen Endfläche ausgebildet. Der zweite Abschnitt der verschleißfesten Schicht ist jeweils an den paarigen ersten Abschrägungsflächen und den paarigen zweiten Abschrägungsflächen ausgebildet. Der dritte Abschnitt der verschleißfesten Schicht ist jeweils an einem Ende der ersten Fläche und der zweiten Fläche ausgebildet.
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Gemäß einem weiteren Aspekt des Baggerzahns der vorliegenden Erfindung ist der erste Abschnitt der verschleißfesten Schicht an der vorderen Endfläche ausgebildet, und ist der zweite Abschnitt der verschleißfesten Schicht an den ersten und den zweiten Abschrägungsflächen ausgebildet, die sich an Seitenabschnitten der vorderen Endfläche befinden. So kann verhindert werden, dass das vordere Ende und die Seitenabschnitte der Schneidkante verschlissen werden. Dadurch kann verhindert werden, dass die Schneidkante in runder Form verschlissen wird. Damit ist es möglich, dass die Kraft, mit der die Schneidkante beim Eindringen in ein Aushubobjekt eindringt, stark bleibt. Des Weiteren kann, da der dritte Abschnitt der verschleißfesten Schicht jeweils an der ersten und der zweiten Fläche ausgebildet ist, verhindert werden, dass die erste Fläche und die zweite Fläche verschlissen werden. Damit kann verhindert werden, dass der Verschleiß an der Schneidkante des Baggerzahns fortschreitet. Des Weiteren ist die vordere Endfläche in einer sechseckigen Form ausgebildet, da die paarigen ersten Abschrägungsflächen und die paarigen zweiten Abschrägungsflächen miteinander an der vorderen Endfläche verbunden sind. Damit kann verhindert werden, dass die Ecken der vorderen Endfläche verschlissen werden, wodurch es möglich wird, die vordere Endfläche in einer der ursprünglichen Form ähnlichen Form zu halten.
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Ein Grundkörper für einen Baggerzahn der vorliegenden Erfindung enthält ein Ende und das andere Ende, eine plane vordere Endfläche, eine erste Fläche, eine zweite Fläche, ein Paar erster planer Abschrägungsflächen sowie ein Paar zweiter planer Abschrägungsflächen. Die vordere Endfläche befindet sich an dem einen Ende. Die erste Fläche und die zweite Fläche erstrecken sich jeweils von der vorderen Endfläche bis zu dem anderen Ende und sind einander zugewandt. Die paarigen ersten Abschrägungsflächen erstrecken sich jeweils von der vorderen Endfläche aufeinander zu und bilden mit der ersten Fläche einen spitzen Winkel an der vorderen Endfläche. Die paarigen zweiten Abschrägungsflächen erstrecken sich jeweils von der vorderen Endfläche auf das andere Ende zu und bilden mit der zweiten Fläche an der vorderen Endfläche einen spitzen Winkel. Die von der ersten Fläche, der zweiten Fläche, den paarigen ersten Abschrägungsflächen und den paarigen zweiten Abschrägungsflächen umschlossene vordere Endfläche hat eine sechseckige Form.
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Bei dem Grundkörper für den Baggerzahn der vorliegenden Erfindung ist es, da die vordere Endfläche und die ersten sowie die zweiten Abschrägungsflächen, die sich an Seitenabschnitten der vorderen Endfläche befinden, plan sind, einfach, eine verschleißfeste Schicht daran auszubilden. Durch die verschleißfesten Schichten kann verhindert werden, dass das vordere Ende und die Seitenabschnitte der Klingenkante verschlissen werden. Damit kann verhindert werden, dass die Schneidkante des Baggerzahns in runder Form verschlissen wird. Dementsprechend ist es möglich, dass die Kraft, mit der die Schneidkante beim Eindringen in ein Aushubobjekt eindringt, stark gehalten wird. Des Weiteren ist es, da die vordere Endfläche eine sechseckige Form hat und des Weiteren die verschleißfesten Schichten ausgebildet sind, möglich, zu verhindern, dass die Ecken der vorderen Endfläche verschlissen werden, so dass die vordere Endfläche in einer der ursprünglichen Form ähnelnden Form gehalten werden kann.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Bei der vorliegenden Erfindung kann, wie oben beschrieben, die Kraft, mit der die Schneidkante beim Eindringen in ein Aushubobjekt eindringt, stark bleiben.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine Perspektivansicht, die schematisch einen Aufbau eines Hydraulikbaggers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
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2 ist eine Perspektivansicht, die schematisch einen Aufbau eines an einer Schaufel anzubringenden Baggerzahns gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
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3 ist eine Perspektivansicht, die schematisch den Aufbau des Baggerzahns gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von einem Ende her gesehen zeigt;
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4 ist eine Perspektivansicht, die schematisch den Aufbau des Baggerzahns gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von dem anderen Ende her gesehen zeigt;
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5 ist eine Perspektivansicht, die schematisch einen Aufbau eines Grundkörpers für einen Baggerzahn gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
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6 ist eine schematische Schnittansicht entlang einer Linie VI-VI in 3;
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7 ist eine schematische Schnittansicht entlang einer Linie VII-VII in 3;
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8 ist eine Schnittansicht, die schematisch einen Aufbau eines Verbindungsabschnitts zwischen einem Grundkörper und einer verschleißfesten Schicht gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
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9 ist eine Perspektivansicht, die schematisch Strukturen von Baggerzähnen und Schnittkanten-Schutzeinrichtungen zwischen an einer Schaufel anzubringenden Baggerzähnen gemäß einer Abwandlung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Zunächst wird ein Aufbau einer Arbeits- bzw. Baumaschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Im Folgenden wird ein Hydraulikbagger beschrieben, der als ein Beispiel für die Baumaschine dient, bei der das Prinzip der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann, es ist jedoch anzumerken, dass die vorliegende Erfindung bei jeder beliebigen Baumaschine eingesetzt werden kann, die mit einem Baggerzahn versehen ist.
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Ein Hydraulikbagger 1 enthält, wie unter Bezugnahme auf 1 zu sehen ist, im Allgemeinen einen Unterwagen 2, einen Oberwagen 3 sowie eine Arbeitsausrüstung 4. Unterwagen 2 ist so eingerichtet, dass er sich entsprechend der Drehung eines Paars seitlicher Raupenketten 2a autonom bewegt. Oberwagen 3 ist auf Unterwagen 2 angeordnet und kann sich frei drehen. Arbeitsausrüstung 4 ist schwenkbar an der Vorderseite von Oberwagen 3 gelagert und kann sich frei nach oben und nach unten bewegen. Arbeitsausrüstung 4 enthält einen Ausleger 4a, einen Löffelstiel 4b, einen Löffel 4c, Hydraulikzylinder 4d und dergleichen.
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Im Allgemeinen bilden Unterwagen 2 und Oberwagen 3 einen Grundkörper eines Arbeits- bzw. Baufahrzeugs. Oberwagen 3 enthält eine Kabine 5, die an einer vorderen linken Seite (Vorderseite des Fahrzeugs) angeordnet ist, einen Motorraum 6 zum Aufnehmen eines Motors sowie ein Ballastgewicht 7, die an einer hinteren Seite (hintere Seite des Fahrzeugs) angeordnet sind. In der vorliegenden Ausführungsform definieren sich die vordere Seite, die hintere Seite, die linke Seite und die rechte Seite des Fahrzeugs relativ zu einer Bedienungsperson, die in Kabine 5 sitzt.
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Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 2 ein Aufbau eines an Löffel 4a anzubringenden Baggerzahns 100 beschrieben. Ein Ende von Löffel 4c ist mit einer Vielzahl von Baggerzähnen 100 versehen. Die Baggerzähne 100 sind klauenförmige Elemente, die an einem vorderen Ende eines Aushubabschnitts von Löffel 4c angebracht sind, so dass Löffel 4c, der an einem vorderen Ende von Löffelstiel 4b von Arbeitsausrüstung 4 angebracht ist, befähigt wird, Aushub durchzuführen.
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Jeder der Vielzahl von Baggerzähnen 100 ist an einem Zwischenstück 42 von Löffel 4c über eine Haltebolzenanordnung 43 angebracht. Haltebolzenanordnung 43 ist ein Element, mit dem Baggerzahn 100 an Zwischenstück 42 gehalten wird und damit nicht abfällt. Haltebolzenanordnung 43 enthält eine Haltebolzeneinheit, eine Schraube, eine Scheibe und eine Buchse. Ein Durchgangsloch ist in Zwischenstück 42 in seiner Breitenrichtung ausgebildet, und Haltebolzenanordnung 43 wird über das Durchgangsloch und ein Durchgangsloch 17 eingeführt, das sich in Baggerzahn 100 befindet und weiter unten beschrieben wird, um Baggerzahn 100 an Zwischenstück 42 zu halten.
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Baggerzahn 100 enthält, wie unter Bezugnahme auf 3 bis 5 zu sehen ist, im Wesentlichen einen Grundkörper 10 sowie eine verschleißfeste Schicht 20. Grundkörper 10 hat ein Ende 10a und das andere Ende 10b. Das eine Ende 10a befindet sich an der vorderen bzw. oberen Endseite von Baggerzahn 100, und das andere Ende 10b befindet sich an der unteren Endseite von Baggerzahn 100. Das heißt, das andere Ende 10b liegt dem einen Ende 10a gegenüber. Baggerzahn 100 hat die Form eines Keils, der zu seinem vorderen Ende hin dünner wird.
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Grundkörper 10 enthält eine vordere Endfläche 11, eine erste Fläche 12, eine zweite Fläche 13, ein Paar erster Abschrägungsflächen 14, ein Paar zweiter Abschrägungsflächen 15, ein Paar seitlicher Flächen 16, ein Paar Durchgangslöcher 17 sowie ein Loch 18. Die ersten Abschrägungsflächen 14, die zweiten Abschrägungsflächen 15 sowie die seitlichen Flächen 16 bilden seitliche Abschnitte von Baggerzahn 100 oder Grundkörper 10.
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Die vordere Endfläche 11 befindet sich, wie hauptsächlich in 5 dargestellt, an dem einen Ende 10a. Die vordere Endfläche 11 hat eine plane Oberfläche. Die vordere Endfläche 11 hat eine sechseckige Form. Die vordere Endfläche 11 wird von der ersten Fläche 12, der zweiten Fläche 13, den paarigen ersten Abschrägungsflächen 14 und den paarigen zweiten Abschrägungsflächen 15 umschlossen. Die sechseckige Fläche ist ein abgeflachtes Sechseck, bei dem jede Seite eine gerade Linie ist und der Abstand zwischen einer Seite, die an die erste Fläche 12 angrenzt, und einer Seite, die an die zweite Fläche 13 angrenzt, kürzer ist. Die Seite, die an die erste Fläche 12 angrenzt, und die Seite, die an die zweite Fläche 13 angrenzt, haben gleiche Länge, und die anderen vier Seiten, die an die ersten und die zweiten Abschrägungsflächen angrenzen, haben gleiche Länge, die kürzer ist als die der Seite, die an die erste Fläche 12 angrenzt.
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Die erste Fläche 12 und die zweite Fläche 13 erstrecken sich jeweils von der vorderen Endfläche 11 (ein Ende 10a) bis zu dem anderen Ende 10b. Die erste Fläche 12 und die zweite Fläche 13 sind einander zugewandt. Der Abstand zwischen der ersten Fläche 12 und der zweiten Fläche 13 nimmt von einem Ende 10a zum anderen Ende 10b hin geringfügig zu. Das eine Ende der ersten Fläche 12 und das der zweiten Fläche 13 sind jeweils als eine plane Fläche ausgebildet.
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Die paarigen ersten Abschrägungsflächen 14 erstrecken sich jeweils von der vorderen Endfläche 11 auf das andere Ende 10b zu. Die paarigen ersten Abschrägungsflächen 14 sind jeweils mit beiden Enden der Seite der ersten Fläche 12 an die vordere Endfläche 11 angrenzend verbunden, so dass sie einen stumpfen Winkel mit der ersten Fläche 12 bilden. Jede der paarigen ersten Abschrägungsflächen 14 ist plan und hat eine nahezu rechteckige Fünfeckform. Die Länge von einem Ende 10a der paarigen ersten Abschrägungsflächen 14 zu dem anderen Ende 10b beträgt ungefähr 40% der Länge des Baggerzahns 100.
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Die paarigen zweiten Abschrägungsflächen 15 sind eine plane Fläche symmetrisch zu den paarigen ersten Abschrägungsflächen 14. Die paarigen zweiten Abschrägungsflächen 15 erstrecken sich jeweils von der vorderen Endfläche 11 auf das andere Ende 10b zu. Die paarigen zweiten Abschrägungsflächen 15 sind jeweils mit beiden Enden der Seite der zweiten Fläche 13 an die vordere Endfläche 11 angrenzend verbunden, so dass sie einen stumpfen Winkel mit der zweiten Fläche 13 bilden. Die paarigen ersten Abschrägungsflächen 14 und die paarigen zweiten Abschrägungsflächen 15 sind miteinander an der vorderen Endfläche 11 und an einem Bereich nahe an der vorderen Endfläche 14 verbunden. Ein Teil der ersten Abschrägungsfläche 14 und ein Teil der zweiten Abschrägungsfläche 15, die nicht direkt verbunden sind, sind über eine Seitenfläche 16 miteinander verbunden, die weiter unten beschrieben wird.
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Seitenfläche 16 ist, wie hauptsächlich in 4 gezeigt, an beiden Seiten von Grundkörper 10 ausgebildet und schneidet sowohl die erste Fläche 12 als auch die zweite Fläche 13. Die Seitenfläche 16 ist im Wesentlichen plan, und ein Teil derselben befindet sich zwischen der ersten Abschrägungsfläche 14 und der zweiten Abschrägungsfläche 15. Durchgangsloch 17 ist jeweils an Seitenflächen 16 an beiden Seiten ausgebildet. Loch 18 ist an einer Endfläche des anderen Endes 10b ausgebildet. Loch 18 ist in Grundkörper 10 von dem anderen Ende 10b zu einem Ende 10a hin ausgebildet. Durchgangsloch 17 ist in Verbindung mit Loch 18 ausgebildet. Nachdem Zwischenstück 42 in Loch 18 eingeführt ist, wird Haltebolzenanordnung 43 über Loch 17 eingeführt, um so Baggerzahn 10 an Löffel 4c zu halten.
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Die hauptsächlich in 3 und 4 gezeigte verschleißfeste Schicht 20 hat eine Härte, die höher ist als die von Grundkörper 10, und weist Verschleißfestigkeit auf. Als ein Material für Grundkörper 10 wird beispielsweise niedrig legierter Stahl (wie z. B. Mangan-Stahl oder Chrom-Molybdän-Stahl) eingesetzt, der einen Kohlenstoffgehalt von 0,2 Gew.-% bis 0,4 Gew.-% hat und mittels Abschrecken und Anlassen so bearbeitet wird, dass er eine Härte von 45 bis 50 HRC hat. Die Härte der verschleißfesten Schicht 20 hängt von in der Schicht dispergierten harten Teilchen 20b ab und beträgt ungefähr 80 bis 100 HRC.
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Die verschleißfeste Schicht 20 enthält einen ersten Abschnitt 21 der verschleißfesten Schicht, einen zweiten Abschnitt 22 der verschleißfesten Schicht sowie einen dritten Abschnitt 23 der verschleißfesten Schicht. Es ist akzeptabel, dass die verschleißfeste Schicht 20 wenigstens einen ersten Abschnitt 21 der verschleißfesten Schicht und einen zweiten Abschnitt 22 der verschleißfesten Schicht enthält. Die verschleißfeste Schicht 20 wird über Auftragschweißen an Grundkörper 10 ausgebildet.
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Der erste Abschnitt 21 der verschleißfesten Schicht ist an der vorderen Endfläche 11 ausgebildet. Der erste Abschnitt 21 der verschleißfesten Schicht ist in einem Band an der vorderen Endfläche 11 ausgebildet, und daher hat der erste Abschnitt 21 der verschleißfesten Schicht eine sechseckige Form, die der vorderen Endfläche 11 entspricht.
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Der zweite Abschnitt 22 der verschleißfesten Schicht ist jeweils an den paarigen ersten Abschrägungsflächen 14 und den paarigen zweiten Abschrägungsflächen 15 ausgebildet. Jeder zweite Abschnitt 22 der verschleißfesten Schicht ist in einer Bandform an jeder ersten Abschrägungsfläche 14 und jeder zweiten Abschrägungsfläche 15 ausgebildet. Jeder zweite Abschnitt 22 der verschleißfesten Schicht ist so ausgebildet, dass er bis zu der Schneidkante reicht. Der zweite Abschnitt 22 der verschleißfesten Schicht kann jedoch so ausgebildet sein, dass er um einen Abstand von 1 bis 3 mm von der vorderen Endfläche 11 getrennt ist, wobei selbst in diesem Fall jedoch der zweite Abschnitt 22 der verschleißfesten Schicht so ausgebildet ist, dass er bis zu der Schneidkante reicht.
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Die Breite des ersten Abschnitts 21 der verschleißfesten Schicht in der Richtung, in der die erste Fläche 12 der zweiten Fläche 13 zugewandt ist (in der kürzeren Richtung), und die Breite des zweiten Abschnitts 22 der verschleißfesten Schicht in der Richtung, die die Richtung schneidet, die von der vorderen Endfläche 11 zu dem anderen Ende 10b hin verläuft (in der kürzeren Richtung), liegen in einem Größenbereich von 10 mm bis 50 mm. Vorzugsweise haben die Breiten eine Größe von 15 mm bis 35 mm.
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Der dritte Abschnitt 23 der verschleißfesten Schicht ist jeweils an der ersten Fläche 12 und der zweiten Fläche 13 ausgebildet. Der dritte Abschnitt 23 der verschleißfesten Schicht ist in zwei Teilen jeweils an der ersten Fläche 12 und der zweiten Fläche 13 ausgebildet. Der dritte Abschnitt 23 der verschleißfesten Schicht ist in einer Bandform an einem Ende 10a jeweils an Teilen der ersten Fläche 12 und der zweiten Fläche 13 in der Nähe der vorderen Endfläche 11 ausgebildet. Jeder dritte Abschnitt 23 der verschleißfesten Schicht ist so ausgebildet, dass er bis zu der Messerschneide reicht. Der dritte Abschnitt 23 der verschleißfesten Schicht kann so ausgebildet sein, dass er von der vorderen Endfläche 11 um einen Abstand von 1 mm bis 3 mm getrennt ist, jedoch ist der dritte Abschnitt 23 der verschleißfesten Schicht auch in diesem Fall so ausgebildet, dass er bis zu der Schneidkante reicht. In der vorliegenden Ausführungsform ist der dritte Abschnitt 23 der verschleißfesten Schicht sowohl an der ersten Fläche 12 als auch an der zweiten Fläche 12 ausgebildet, jedoch ist es akzeptabel, wenn er nur an einer Fläche ausgebildet ist. Als Alternative dazu ist es akzeptabel, wenn kein dritter Abschnitt 23 der verschleißfesten Schicht vorhanden ist.
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In der vorliegenden Ausführungsform sind die vordere Endfläche, jedes eine Ende der ersten und der zweiten Fläche sowie die ersten und die zweiten Abschrägungsflächen als eine plane Fläche ausgebildet, es ist jedoch nicht notwendig, dass sie eine geometrisch vollständig plane Fläche sind. Es ist akzeptabel, wenn diese Flächen soweit plan ausgebildet sind, dass die Ausbildung der verschleißfesten Schicht nicht behindert wird, wie dies weiter unten beschrieben ist.
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Der erste Abschnitt 21 der verschleißfesten Schicht, der zweite Abschnitt 22 der verschleißfesten Schicht und der dritte Abschnitt 23 der verschleißfesten Schicht haben jeweils eine Dicke von beispielsweise 4 mm bis 7 mm.
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In der vorliegenden Ausführungsform sind zweite Abschnitte 22 der verschleißfesten Schicht und dritte Abschnitte 23 der verschleißfesten Schicht so ausgebildet, dass sie ein Ende 10a von Grundkörper 10 umschließen.
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Dabei bedeutet, wenn die zweiten Abschnitte 22 der verschleißfesten Schicht und die dritten Abschnitte der verschleißfesten Schicht so ausgebildet sind, dass sie den Grundkörper 10 umschließen, dass Grundkörper 10 im Wesentlichen von den zweiten Abschnitten 22 der verschleißfesten Schicht und den dritten Abschnitten 23 der verschleißfesten Schicht umschlossen ist und ein Zwischenraum zwischen dem zweiten Abschnitt 22 der verschleißfesten Schicht und dem dritten Abschnitt 23 der verschleißfesten Schicht vorhanden sein kann. Die Abmessung des Zwischenraums kann beispielsweise von 1 bis 3 mm betragen. Der Beschreibung zufolge umschließen der zweite Abschnitt 22 der verschleißfesten Schicht und der dritte Abschnitt 23 der verschleißfesten Schicht den Grundkörper 10 nicht durchgehend. Wenn es möglich ist, den zweiten Abschnitt 22 der verschleißfesten Schicht und den dritten Abschnitt 23 der verschleißfesten Schicht bis zu den Ecken von Grundkörper 10 zu verschweißen, können der zweite Abschnitt 22 der verschleißfesten Schicht und der dritte Abschnitt 23 der verschleißfesten Schicht so ausgebildet sein, dass sie Grundkörper 10 durchgehend umschließen.
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Es kann, wie unter Bezugnahme auf 3 und 6 zu sehen ist, ein Zwischenraum zwischen dem ersten Abschnitt 22 der verschleißfesten Schicht und dem zweiten Abschnitt 22 der verschleißfesten Schicht vorhanden sein. Zwei zweite Abschnitte 22 der verschleißfesten Schicht können an der ersten Fläche 12 mit einem dazwischen ausgebildeten Zwischenraum ausgebildet sein. Desgleichen können zwei zweite Abschnitte 22 der verschleißfesten Schicht an der zweiten Fläche 13 mit einem dazwischen ausgebildeten Zwischenraum ausgebildet sein. Jeder der ersten bis dritten Abschnitte 21 bis 23 der verschleißfesten Schicht kann an seinem Außenumfangsrand rund ausgebildet sein.
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Die erste Abschrägungsfläche 14 ist, wie unter Bezugnahme auf 3 und 7 ersichtlich ist, in einem Winkel θ relativ zu Seitenfläche 16 abgeschrägt. Desgleichen ist die zweite Abschrägungsfläche 15 in dem Winkel θ relativ zu Seitenfläche 16 abgeschrägt. Der Winkel θ kann beispielsweise 45° betragen. Jeder der zweiten Abschnitte 22 der verschleißfesten Schicht ist so eingerichtet, dass er sich relativ zu der ersten Fläche 12 und der zweiten Fläche 13 nach außen erstreckt.
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Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 8 der Aufbau eines Verbindungsabschnitts zwischen Grundkörper 10 und der verschleißfesten Schicht 20 ausführlich beschrieben. 8 stellt ein Muster dar, bei dem die verschleißfeste Schicht 20 an der vorderen Endfläche 11 von Grundkörper 10 ausgebildet ist.
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Die verschleißfeste Schicht 20 enthält eine Verschweißung 20a sowie harte Teilchen 20b. Die harten Teilchen 20b sind innerhalb des gesamten Materials von Verschweißung 20a verteilt.
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Die verschleißfeste Schicht 20 wird aufgebracht, indem harte Teilchen 20b, die aus Wolframkarbid mit 7 Gew.-% Co-Teilchen mit einer Korngröße von 0,5 mm bis 4 mm bestehen, in ein Schmelzbad aus Schweißmaterial 20a eingeleitet werden, das mittels einer Lichtbogenelektrode hergestellt wird. Als Schweißmaterial 20a kann beispielsweise Weicheisen eingesetzt werden. Als harte Teilchen 20b kann jede beliebige Substanz, die Karbid als einen Hauptbestandteil enthält, eingesetzt werden. Als Beispiele für Karbid lassen sich TiC, ZrC, HfC (Gruppe IVB), VC, NbC, TaC (Gruppe VB), Mo2C, W2C, WC (Gruppe VIB) und dergleichen anführen.
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Zunächst wird die vordere Endfläche als eine plane Fläche (mit einer unterbrochenen Linie in 8 dargestellt) ausgebildet. Die verschleißfeste Schicht 20 wird durch Verschweißen an der vorderen Endfläche 11 ausgebildet, die durch die plane Fläche gebildet wird. Beim Verschweißen wird die vordere Endfläche 11 zum Schmelzen gebracht und vermischt sich mit der verschleißfesten Schicht 20. Damit wird, wie in 8 dargestellt, nach der Ausbildung der verschleißfesten Schicht 20 die vordere Endfläche 11 in eine konkave Form gebracht, die von der verschleißfesten Schicht 20 her eingelassen ist.
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Die obenstehende Beschreibung bezog sich auf ein Beispiel, bei dem Baggerzahn 100 bei Löffel 4c an dem Hydraulikbagger eingesetzt wurde, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
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Im Folgenden wird ein Beispiel beschrieben, bei dem Baggerzahn 100 an einem Löffel eingesetzt wird, der an einem vorderen Abschnitt einer Baumaschine, wie beispielsweise einem Bulldozer oder einem Radlader, angebracht ist.
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In 9 sind an einem Löffel 50 als einer Abwandlung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von Baggerzähnen 100 sowie eine Vielzahl von Schnittkanten-Schutzeinrichtungen 52 zwischen Baggerzähnen (Schutzelement, mit Boden in Eingriff befindliches Werkzeug) an einem vorderen Ende eines mit dem Boden in Eingriff kommenden Abschnitts angebracht. In 9 sind die anderen Teile mit Ausnahme des auseinandergezogenen Baggerzahns 100 schematisch vereinfacht.
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Ein an dem vorderen Ende von Löffel 50 ausgebildetes Einführelement 50a wird in das Innere von Baggerzahn 100 eingeführt. Anschließend wird eine Haltebolzenanordnung 53 in Durchgangsloch 17 von Baggerzahn 100 und ein Durchgangsloch 50aa von Einführelement 50a eingeführt, um Baggerzahn 100 relativ zu Einführelement 50a zu halten.
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Die Schnittkanten-Schutzeinrichtungen 52 zwischen den Baggerzähnen sind jeweils zwischen der Vielzahl von Baggerzähnen 100 als ein Schutzelement angeordnet, um Kantenabschnitte von Löffel 50 zu schützen, und weisen ähnlich wie der oben beschriebene Baggerzahn 100 einen hohlen Teil (Loch) im Inneren auf. Ein Einführelement 50b, das am vorderen Ende von Löffel 50 ausgebildet ist, wird in den hohlen Teil im Inneren der Schnittkanten-Schutzeinrichtung 52 zwischen den Baggerzähnen eingeführt. Anschließend wird eine Haltebolzenanordnung 54 in Durchgangsloch 52a der Schnittkanten-Schutzeinrichtung 52 zwischen den Baggerzähnen und ein Durchgangsloch 50ba von Einführelement 50b eingeführt, um die Schnittkanten-Schutzeinrichtung 52 zwischen den Baggerzähnen relativ zu dem Einführelement 50b zu halten. Die Haltebolzenanordnungen 53 und 54 haben den gleichen Aufbau wie die oben beschriebene Haltebolzenanordnung 43.
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Im Folgenden werden die vorteilhaften Effekte einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Bei dem Baggerzahn 100 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die ersten und zweiten Abschnitte 21 und 22 der verschleißfesten Schicht an der vorderen Endfläche 11 sowie ersten und zweiten Abschrägungsflächen 14 und 15 ausgebildet, die sich an Seitenabschnitten der vorderen Endfläche 11 befinden. So kann verhindert werden, dass das vordere Ende und die Seitenabschnitte der Schnittkante verschleißen. Damit kann verhindert werden, dass die Schneidkante von Baggerzahn 100 abgerundet wird, oder verhindert werden, dass die Breite eines linearen Abschnitts der Schneidkante kleiner wird. Dadurch ist es möglich, dass die Kraft, mit der die Schneidkante beim Eindringen in ein Aushubobjekt eindringt, stark bleibt.
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Bei dem oben beschriebenen Baggerzahn hat die vordere Endfläche 11 eine sechseckige Form. Damit kann die auf die Ecken der Seitenabschnitte der vorderen Endfläche 11 wirkende Last gegenüber dem Fall verringert werden, in dem die vordere Endfläche eine viereckige Form hat. So ist es möglich, zu verhindern, dass die Ecken der vorderen Endfläche verschleißen. Dadurch kann verhindert werden, dass der zweite Abschnitt 22 der verschleißfesten Schicht von jeder der paarigen ersten Abschrägungsflächen 14 und der paarigen zweiten Abschrägungsflächen 15 gelöst werden.
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Bei Baggerzahn 100 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der dritte Abschnitt 23 der verschleißfesten Schicht an einer ersten Fläche 12 oder/und einer zweiten Fläche 13 ausgebildet. So kann verhindert werden, dass die erste Fläche 12 oder/und die zweite Fläche 13 verschlissen wird/werden. Dadurch kann verhindert werden, dass die Länge von einem Ende 10a zu dem anderen Ende 10b des Baggerzahns 100 verkürzt wird.
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Bei Baggerzahn 100 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind der zweite Abschnitt 22 der verschleißfesten Schicht und der dritte Abschnitt 23 der verschleißfesten Schicht so ausgebildet, dass sie Grundkörper 10 umschließen. Damit kann verhindert werden, dass der Umfang bzw. Rand von Grundkörper 10 verschlissen wird. Dadurch kann verhindert werden, dass sich die Breite und die Dicke der Messerschneide von Baggerzahn 100 verringern.
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Bei Baggerzahn 100 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann verhindert werden, dass die erste Fläche 12 und die zweite Fläche 13 verschleißen, da der dritte Abschnitt 23 der verschleißfesten Schicht an der ersten und der zweiten Fläche 12 und 13 ausgebildet sind. Damit kann verhindert werden, dass sich die Dicke der Messerschneide von Baggerzahn 100 verringert. Des Weiteren hat, da die paarigen ersten Abschrägungsflächen 14 und die paarigen zweiten Abschrägungsflächen 15 an der vorderen Endfläche 11 miteinander verbunden sind, die vordere Endfläche eine sechseckige Form. Dadurch kann verhindert werden, dass der zweite Abschnitt 22 der verschleißfesten Schicht jeweils von den paarigen ersten Abschrägungsflächen 14 und den paarigen zweiten Abschrägungsflächen 15 gelöst wird.
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Bei Grundkörper 10 für den Baggerzahn einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann, da die verschleißfeste Schicht 20 an der vorderen Endfläche 11 ausgebildet sein kann und sich erste und zweite Abschrägungsflächen 14 und 15 an Seitenabschnitten der vorderen Endfläche 11 befinden können, mit der Ausbildung der verschleißfesten Schicht 20 verhindert werden, dass die Schneidkante und die Seitenteile derselben verschlissen werden. Damit kann verhindert werden, dass die Schneidkante von Baggerzahn 100 abgerundet wird, oder verhindert werden, dass die Breite eines linearen Abschnitts der Schneidkante verkleinert wird. Dadurch kann die Kraft, mit der die Schneidkante beim Eindringen in ein Aushubobjekt eindringt, stark bleiben. Des Weiteren kann, da die vordere Endfläche eine sechseckige Form hat, verhindert werden, dass die verschleißfeste Schicht 20 von den paarigen ersten Abschrägungsflächen 14 und den paarigen zweiten Abschrägungsflächen 15 abgezogen wird.
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Es sollte klar sein, dass die hier offenbarten Ausführungsformen zu Veranschaulichungs- und Beschreibungszwecken dargestellt worden sind, jedoch nicht in allen Aspekten beschränkt sind. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung soll nicht auf die oben stehende Beschreibung beschränkt sein, sondern durch den Schutzumfang der Patentansprüche definiert werden, und umschließt alle bezüglich der Bedeutung und des Schutzumfangs den Ansprüchen äquivalenten Abwandlungen.
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Industrielle Einsatzmöglichkeiten
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Die vorliegende Erfindung wird vorteilhafterweise bei einem Baggerzahn sowie einem Grundkörper derselben eingesetzt, wie sie in einer Arbeitsmaschine zum Einsatz kommen.
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Liste der Bezugszeichen
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1: Hydraulikbagger; 2: Unterwagen; 2a: Raupenkette; 3: Oberwagen; 4: Arbeitsausrüstung; 4a: Ausleger; 4b: Löffelstiel; 4c, 50: Löffel; 4d: Hydraulikzylinder; 5: Kabine; 6: Motorraum; 7: Ballastgewicht; 10: Grundkörper; 10a: ein Ende; 10b: anderes Ende; 11: vordere Endfläche; 12: erste Fläche; 13: zweite Fläche; 14: erste Abschrägungsfläche; 15: zweite Abschrägungsfläche; 16: Seitenfläche; 17, 32a, 32c, 33a, 50aa, 50ba, 52a: Durchgangsloch; 18: Loch; 20: verschleißfeste Schicht; 20a: Schweißmaterial; 20b: hartes Teilchen; 21: erster Abschnitt der verschleißfesten Schicht; 22: zweiter Abschnitt der verschleißfesten Schicht; 23: dritter Abschnitt der verschleißfesten Schicht; 43, 53: Haltebolzenanordnung; 42: Zwischenstück; 43: Zapfenanordnung; 50a, 50b: Einführelement; 52: Schnittkanten-Schutzeinrichtung zwischen Baggerzähnen; 100: Baggerzahn
