DE112014004723T5

DE112014004723T5 - Schaufelkantenschutzsystem

Info

Publication number: DE112014004723T5
Application number: DE112014004723.6T
Authority: DE
Inventors: Douglas C. Serrurier; Arun K. Venugopal
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 2013-10-15
Filing date: 2014-09-29
Publication date: 2016-07-14
Also published as: RU2016115804A; RU2657579C2; AU2014334834B2; WO2015057377A1; CN105593440B; CA2926805C; US20150101218A1; CN105593440A; US9359745B2; AU2014334834A1; CA2926805A1

Abstract

Offenbart wird ein Kantenschutzsegment für ein Kantenschutzsystem eines Bodeneingriffsaufsatzes. Das Kantenschutzsegment umfasst eine erste Seite, eine zweite Seite, eine Breite, einen Keilabschnitt, einen äußeren Schenkel und einen inneren Schenkel. Die zweite Seite ist gegenüberliegend und seitlich zu der ersten Seite angeordnet. Die Breite beträgt bis zu 6 Zentimeter und ist der Abstand zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite. Der äußere Schenkel und der innere Schenkel erstrecken sich jeweils von dem Keilabschnitt. Der Keilabschnitt, der äußere Schenkel und der innere Schenkel erstrecken sich jeweils zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Erdbewegungsmaschinen mit Bodeneingriffsaufsätzen, und insbesondere ein Kantenschutzsystem für eine Schaufel für Erdbewegungsmaschinen.
Hintergrund
In der Technik bekannte Erdbewegungsmaschinen werden allgemein verwendet, um Erde oder Gestein aufzugraben und gelockertes Arbeitsmaterial an einem Arbeitsort von einer Stelle an eine andere zu verbringen. Diese Maschinen und Anlagen umfassen typischerweise einen Bodeneingriffsaufsatz, wie etwa eine Schaufel, die mit einer abgeschrägten Lippe oder Klinge an einer Bodenkante zur Bewegung oder zum Ausheben von Erde oder anderen Arten von Arbeitsmaterial versehen ist. Die Schaufel umfasst oft Bodeneingriffswerkzeuge wie etwa Zahnanordnungen und Kantenschutzvorrichtungen. Zahnanordnungen sind typischerweise beabstandet angeordnet und ragen von der Bodenkante aus nach vor. Kantenschutzvorrichtungen werden zwischen den Zahnanordnungen verwendet, um die Bodenkante der Schaufel während der Verwendung gegen Verschleiß zu schützen.
Das US-Patent Nr. 5,016,365 an H. Robinson betrifft eine verbesserte Verschleißanordnung für ein Bodeneingriffswerkzeug, wie etwa eine Baggerschaufel, umfassend eine Lippenschutzabdeckung, die abnehmbar an der Schaufellippe montiert ist, um die Lippe abzudecken und eine den Verschleiß aufnehmende Fläche bereitzustellen, die die untere Oberfläche des Zahnadapters abdeckt, und die abnehmbar durch Anliegen gegen einen Zahn in Stellung gehalten wird, der abnehmbar an dem Adapter montiert ist, sowie einen flexiblen Stift, der sich durch Ausrichtöffnungen in dem Adapter und der Abdeckung erstreckt.
Die vorliegende Offenbarung zielt darauf ab, ein oder mehrere Probleme der von den Erfindern gefundenen oder im Stand der Technik bekannten Probleme zu lösen.
Zusammenfassung der Offenbarung
Offenbart wird ein Kantenschutzsegment für ein Kantenschutzsystem eines Bodeneingriffsaufsatzes für eine Erdbewegungsmaschine. Der Bodeneingriffsaufsatz umfasst eine Deckplatte, eine Kantenplatte mit einer Basiskante, eine innere Oberfläche, eine äußere Oberfläche, und eine Basisabschrägung. Die Basisabschrägung umfasst eine Fasenfläche benachbart zu der Basiskante und der inneren Oberfläche. Der Bodeneingriffsaufsatz umfasst Zahnanordnungen, die dazu ausgebildet sind, an der Kantenplatte an der Basiskante befestigt zu werden. Die Zahnanordnungen sind der Basiskante entlang beabstandet angeordnet.
Das Kantenschutzsegment umfasst eine erste Seite, eine zweite Seite, eine Breite, einen Keilabschnitt, einen äußeren Schenkel und einen inneren Schenkel. Die zweite Seite ist gegenüberliegend und seitlich zu der ersten Seite angeordnet. Die Breite beträgt bis zu 6 Zentimeter und ist der Abstand zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite. Der Keilabschnitt ist eine dreieckige Prismenform, die sich zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite erstreckt. Der Keilabschnitt umfasst einen führende Kante und eine Kantenpassfläche. Die führende Kante liegt an einem Scheitelpunkt der dreieckigen Prismenform. Die Kantenpassfläche liegt der führenden Kante gegenüber und erstreckt sich zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite. Der äußere Schenkel erstreckt sich von dem Keilabschnitt zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite. Der äußere Schenkel umfasst eine äußere Passfläche benachbart zu der Kantenpassfläche.
Der innere Schenkel erstreckt sich von dem Keilabschnitt zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite. Der innere Schenkel umfasst einen Fasenabschnitt und einen Endabschnitt. Der Fasenabschnitt erstreckt sich von dem Keilabschnitt gewinkelt von dem äußeren Schenkel weg. Der Fasenabschnitt umfasst eine Fasenpassfläche benachbart zu der Kantenpassfläche. Der Endabschnitt erstreckt sich von dem Fasenabschnitt. Der Endabschnitt umfasst eine innere Passfläche von der äußeren Passfläche versetzt und zu dieser hin weisend und benachbart zu der Fasenpassfläche. Die Fasenpassfläche ist schräg relativ zu der inneren Passfläche.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Schaufel für Erdbewegungsmaschinen.
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnittes der Schaufel von 1.
3 ist ein Querschnitt eines Abschnittes der Schaufel von 1.
4 ist ein Querschnitt einer alternativen Ausführungsform eines Abschnittes der Schaufel von 1.
5 ist eine perspektivische Ansicht eines Kantenschutzsegments der Schaufel von 1.
6 ist eine perspektivische Ansicht des Kantenschutzsegments von 5 aus einem alternativen Winkel.
Detaillierte Beschreibung
Die hierin offenbarten Systeme und Verfahren umfassen ein universelles Kantenschutzsystem eines Bodeneingriffsaufsatzes, wie etwa einer Schaufel, für Erdbewegungsmaschinen. In manchen Ausführungsformen umfasst das universelle Kantenschutzsystem eine Vielzahl von Kantenschutzsegmenten, die miteinander in Eingriff stehen und mit der Schaufel verbunden sind. Jedes Kantenschutzsegment ist ausgewählt aus Kantenschutzsegmenten mit vorbestimmten Breiten, um den Basiskantenzwischenraum zwischen zwei Zahnanordnungen zu überdecken, die sich von der Basiskante der Schaufel erstrecken, während ein minimaler Zwischenraum zu jeder Zahnanordnung beibehalten wird. Das universelle Kantenschutzsystem kann verwendet werden, um Basiskantenzwischenräume variierender Länge zu umgeben, kann leichter und einfacher handzuhaben sein als ein großes Materialteil, und muss nicht zugeschnitten werden, um in die Basiskantenzwischenräume zu passen.
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Schaufel 100 für Erdbewegungsmaschinen. Die Erdbewegungsmaschinen können Ausgrabegeräte wie etwa Tieflöffelbagger, Lader und Bagger sein. Die Schaufel 100 umfasst die Deckplatte 110, die Kantenplatte 111, eine erste Seitenwand 120, eine zweite Seitenwand 130, Zahnanordnungen 150, und Kantenschutzsysteme 160. Die Deckplatte 110 kann einen gekrümmten Abschnitt der Schaufel 100 darstellen. Die Kantenplatte 111 ist benachbart zu der Deckplatte 110 und kann metallurgisch mit der Deckplatte 110 verbunden oder damit verschweißt sein. Die Kantenplatte 111 kann eine Basiskante 113 an einem Ende der Kantenplatte 111 umfassen. Die Basiskante 113 erstreckt sich über die Kantenplatte 111 und ist so ausgebildet, dass sie die führende Kante der Kantenplatte 111 ist. Die erste Seitenwand 120 schließt an eine Seite der Deckplatte 110 und der Kantenplatte 111 an, und die zweite Seitenwand 130 schließt an die andere Seite der Deckplatte 110 und der Kantenplatte 111 an. Die erste Seitenwand 120 kann den ersten Seitenriegel 124 und die erste Seitenplatte 122 umfassen, und die zweite Seitenwand 130 kann den zweiten Seitenriegel 134 und die zweite Seitenplatte 132 umfassen. Jeder Seitenriegel kann sich von der Basiskante 113 bis zur Kante der Deckplatte 110 gegenüber der Kantenplatte 111 erstrecken. Jede Seitenplatte kann sich zwischen dem entsprechenden Seitenriegel und der Seite der Deckplatte 110 erstrecken.
Jede Zahnanordnung 150 kann einen Adapterabschnitt 152 und einen Zahnabschnitt 151 umfassen. Der Adapterabschnitt 152 verbindet jede Zahnanordnung 150 mit der Kantenplatte 111 an der Basiskante 113. Der Zahnabschnitt 151 koppelt mit dem Adapterabschnitt 152 und erstreckt sich von der Basiskante 113 weg von der Kantenplatte 111. Die Zahnanordnungen 150 sind in einem Abstand entlang der Basiskante 113 angeordnet und bilden Basiskantenzwischenräume 114 dazwischen.
Die Schaufel 100 kann auch ein Torsionsrohr 140 und Scharnierplatten 145 umfassen. Das Torsionsrohr 140 kann sich zwischen dem ersten Seitenriegel 124 und dem zweiten Seitenriegel 134 distal der Basiskante 113 erstrecken. Die Scharnierplatten 145 können mit dem Torsionsrohr 140 verbunden sein. Die Scharnierplatten 145 können dazu ausgebildet sein, die Schaufel 100 mit dem Arm oder Vorderausleger einer Erdbewegungsmaschine zu verbinden.
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnittes der Schaufel 100 von 1. Jedes Kantenschutzsystem 160 umfasst eine Vielzahl von Kantenschutzsegmenten 200. In der in 2 veranschaulichten Ausführungsform umfasst das Kantenschutzsystem 160 drei Kantenschutzsegmente 200. In anderen Ausführungsformen umfasst das Kantenschutzsystem 160 zwei oder mehr Kantenschutzsegmente 200.
Jedes Kantenschutzsegment 200 umfasst eine Breite 201. Die kombinierten Breiten 201 der Kantenschutzsegmente 200 bestimmen, wie viel von dem Basiskantenzwischenraum 114 durch das Kantenschutzsystem 160 abgedeckt wird. Die Breite 201 jedes Kantenschutzsegments 200 kann aus mehreren vorherbestimmten Breiten, Größen oder Werten ausgewählt sein. In einigen Ausführungsformen können die vorbestimmten Breiten jeweils weniger als die Hälfte des Basiskantenzwischenraums 114, also des Abstands zwischen benachbarten Zahnanordnungen 150, betragen. In einer Ausführungsform sind die vorbestimmten Breiten bis zu 6 Zentimeter (2,36 Zoll) lang. In einer weiteren Ausführungsform betragen die vorbestimmten Breiten von 2 Zentimeter (0,79 Zoll) bis 6 Zentimeter (2,36 Zoll). In noch weiteren Ausführungsformen betragen die vorbestimmten Breiten von 2,5 Zentimeter (0,98 Zoll) bis 5,5 Zentimeter (2,17 Zoll). In einer weiteren Ausführungsform betragen die vorbestimmten Breiten von 2,54 Zentimeter (1 Zoll) bis 5,08 Zentimeter (2 Zoll). In noch einer weiteren Ausführungsform betragen die vorbestimmten Breiten von 3,81 Zentimeter (1,5 Zoll) bis 5,08 Zentimeter (2 Zoll).
In einer Ausführungsform ist die Breite 201 jedes Kantenschutzsegments 200 ausgewählt aus einer ersten vorbestimmten Breite von 5,08 Zentimeter (2 Zoll) und einer zweiten vorbestimmten Breite von 3,81 Zentimeter (1,5 Zoll). In einer weiteren Ausführungsform ist die Breite 201 jedes Kantenschutzsegments 200 ausgewählt aus einer dritten vorbestimmten Breite von 2,54 Zentimeter (1 Zoll). Auch andere vorbestimmte Breiten für die Breite 201 können verwendet werden, wie etwa 2 Zentimeter (0,79 Zoll), 2,5 Zentimeter (0,98 Zoll), 3 Zentimeter (1,18 Zoll), 3,5 Zentimeter (1,38 Zoll), 4 Zentimeter (1,57 Zoll), 4,5 Zentimeter (1,77 Zoll), 5 Zentimeter (1,97 Zoll), 5,5 Zentimeter (2,17 Zoll), 6 Zentimeter (2,36 Zoll), 6,35 Zentimeter (2,5 Zoll), 7,62 Zentimeter (3 Zoll), 8,89 Zentimeter (3,5 Zoll), 10,16 Zentimeter (4 Zoll), 11,43 Zentimeter (4,5 Zoll) und 12,7 Zentimeter (5 Zoll).
Die Schaufel 100 kann einen Adapterzwischenraum 165 zwischen jedem Adapterabschnitt 152 und jedem Kantenschutzsystem 160 umfassen, sowie einen Zahnzwischenraum 166 zwischen jedem Zahnabschnitt 151 und jedem Kantenschutzsystem 160. In einigen Ausführungsformen beträgt der Adapterzwischenraum 165 zumindest 1,5 Zentimeter (0,6 Zoll), und in anderen Ausführungsformen von 1,5 Zentimeter (0,6 Zoll) bis 2,0 Zentimeter (0,8 Zoll). Hingegen beträgt in einigen Ausführungsformen der Zahnzwischenraum 166 zumindest 2,5 Zentimeter (1,0 Zoll), und in anderen Ausführungsformen von 2,5 Zentimeter (1,0 Zoll) bis 3,0 Zentimeter (1,2 Zoll). Der Adapterzwischenraum 165 und der Zahnzwischenraum 166 können verhindern, dass ein Kantenschutzsystem 160 und eine benachbarte Zahnanordnung 150 sich berühren oder aneinander reiben, was sowohl das Kantenschutzsystem 160 als auch die Zahnanordnung 150 beschädigt.
3 ist ein Querschnitt der Kantenplatte 111 der Schaufel 100 von 1. Die Kantenplatte 111 umfasst auch eine Basisabschrägung 112, eine innere Oberfläche 116, eine äußere Oberfläche 117 und eine Fasenfläche 118. Die Basisabschrägung 112 ist benachbart zu der Basiskante 113. Die Basisabschrägung 112 verringert sich von einer allgemeinen Dicke der Kantenplatte 111 bis zur Dicke oder Höhe der Basiskante 113. Die innere Oberfläche 116 ist die Oberfläche der Kantenplatte 111, die sich im Inneren der Schaufel 100 befindet. Die äußere Oberfläche 117 ist die Oberfläche der Kantenplatte 111, die sich außen an der Schaufel 100, gegenüber der inneren Oberfläche 116, befindet. Die äußere Oberfläche 117 kann parallel zur inneren Oberfläche 116 sein.
Die Fasenfläche 118 ist die gewinkelte Oberfläche der Basisabschrägung 112 benachbart zur inneren Oberfläche 116 und Basiskante 113. Die Fasenfläche 118 kann relativ zu der inneren Oberfläche 116 und der äußeren Oberfläche 117 gewinkelt sein. Die Fasenfläche 118 kann von zwanzig Grad bis vierzig Grad relativ zu der inneren Oberfläche 116 und der äußeren Oberfläche 117 gewinkelt sein. In einer Ausführungsform ist die Fasenfläche 118 22,5 Grad relativ zu der inneren Oberfläche 116 und der äußeren Oberfläche 117 gewinkelt. In einer weiteren Ausführungsform ist die Fasenfläche 118 35 Grad relativ zu der inneren Oberfläche 116 und der äußeren Oberfläche 117 gewinkelt.
Jedes Kantenschutzsegment 200 umfasst einen Keilabschnitt 230, einen inneren Schenkel 210 und einen äußeren Schenkel 220. Der Keilabschnitt 230 ist so ausgebildet, dass er benachbart zu der Basiskante 113 ist. Der Keilabschnitt 230 kann einen Keil oder eine dreieckige Prismenform umfassen. Der Keilabschnitt 230 kann eine führende Kante 231 und eine Kantenpassfläche 238 umfassen. Die führende Kante 231 kann an einem Scheitelpunkt der Keilform liegen und kann sich gegenüber oder distal der Kantenpassfläche 238 befinden. Die Kantenpassfläche 238 ist so ausgebildet, dass sie benachbart zu der Basiskante 113 liegt, und kann parallel zu der Basiskante 113 sein.
Der innere Schenkel 210 erstreckt sich von dem Keilabschnitt 230 benachbart zu der Kantenpassfläche 238 weg und deckt einen inneren Abschnitt der Kantenplatte 111 einschließlich eines Abschnitts der Basisabschrägung 112 ab. Der innere Schenkel 210 umfasst den Fasenabschnitt 214 und einen Endabschnitt 212. Der Fasenabschnitt 214 kann sich in einem Winkel kongruent zu der Fasenfläche 118 erstrecken. Der Fasenabschnitt 214 kann die Fasenpassfläche 219 umfassen. Die Fasenpassfläche 219 kann die innere Oberfläche des Fasenabschnitts 214 sein, die so ausgebildet ist, dass sie die Fasenfläche 118 berührt, und kann parallel zu der Fasenfläche 118 sein.
Der Endabschnitt 212 erstreckt sich von dem Fasenabschnitt 214 von dem Keilabschnitt 230 weg. Der Endabschnitt 212 umfasst die innere Passfläche 218. Die innere Passfläche 218 ist die innere Oberfläche des Endabschnitts 212, die so konfiguriert ist, dass sie die innere Oberfläche 116 berührt, und kann parallel zu der inneren Oberfläche 116 sein. Die Fasenpassfläche 219 ist mit einem Fasenwinkel 204 schräg oder spitz gewinkelt relativ zu der inneren Passfläche 218. Der Fasenwinkel 204 kann von 20 bis 40 Grad betragen. In einer Ausführungsform ist der Fasenwinkel 204 22,5 Grad. In einer weiteren Ausführungsform ist der Fasenwinkel 204 35 Grad. In bestimmten Ausführungsformen kann der Fasenwinkel 204 im Wesentlichen gleich dem Winkel der Fasenfläche 118 relativ zu der inneren Oberfläche 116 und der äußeren Oberfläche 117 sein.
Der Endabschnitt 212 kann eine innere Schweißfase 213 umfassen. Die innere Schweißfase 213 ist benachbart zu der inneren Passfläche 218 angeordnet, gegenüber und distal der Fasenpassfläche 219.
Der äußere Schenkel 220 erstreckt sich von dem Keilabschnitt 230 benachbart der Kantenpassfläche 238 und an der gegenüberliegenden Seite der Kantenpassfläche 238 von dem inneren Schenkel 210. Der äußere Schenkel 220 deckt einen äußeren Abschnitt der Kantenplatte 111 ab. Der äußere Schenkel 220 kann sich allgemein parallel zu dem Endabschnitt 212 erstrecken. Der äußere Schenkel 220 umfasst eine äußere Passfläche 228. Die äußere Passfläche 228 ist die innere Oberfläche des äußeren Schenkels 220 und so ausgebildet, dass sie die äußere Oberfläche 117 berührt, und kann allgemein parallel zu der äußeren Oberfläche 117 sein. Die äußere Passfläche 228 kann auch allgemein parallel zu der inneren Passfläche 218 sein. Die innere Passfläche 218 ist zu der äußeren Passfläche 228 versetzt und weist zu dieser. Die Fasenpassfläche 219 ist schräg oder spitz gewinkelt relativ zu der äußeren Passfläche 228. Die Fasenpassfläche 219 kann mit dem Fasenwinkel 204 schräg oder spitz gewinkelt relativ zu der äußeren Passfläche 204 sein. In bestimmten Ausführungsformen kann der Winkel der Fasenpassfläche 219 relativ zu der äußeren Passfläche 228 im Wesentlichen gleich dem Winkel der Fasenfläche 118 relativ zu der inneren Oberfläche 116 und der äußeren Oberfläche 117 sein. Die äußere Passfläche 228 und die Fasenpassfläche 219 sind jeweils benachbart zu der Kantenpassfläche 238, an gegenüberliegenden Enden der Kantenpassfläche 238 oder distal zueinander.
Der äußere Schenkel 220 kann eine äußere Schweißfase 223 umfassen. Die äußere Schweißfase 223 ist benachbart zu der äußeren Passfläche 228 angeordnet, gegenüber und distal der Kantenpassfläche 238. Die Kantenschutzsegmente 200 sind metallurgisch mit der Kantenplatte 111 verbunden oder damit verschweißt. Die innere Schweißfase 213 und die äußere Schweißfase 223 können das Verbinden oder Verschweißen erleichtern.
Jedes Kantenschutzsegment 200 kann auch eine erste Ausnehmung 240 und eine zweite Ausnehmung 241 umfassen. Die erste Ausnehmung 240 befindet sich zwischen der Kantenpassfläche 238 und der Fasenpassfläche 219. Die erste Ausnehmung 240 kann eine Hinterschneidung sein und sich in den Fasenabschnitt 214 erstrecken. Die zweite Ausnehmung 241 befindet sich zwischen der Kantenpassfläche 238 und der äußeren Passfläche 228. Die zweite Ausnehmung 241 kann eine Hinterschneidung sein und sich in den äußeren Schenkel 214 erstrecken. Zusammen mit der ersten Ausnehmung 240 und der zweiten Ausnehmung 241 kann die Kantenpassfläche 238 geringfügig von der Basiskante 113 versetzt sein, wenn das Kantenschutzsegment 200 mit der Kantenplatte 111 gekoppelt ist. Die innere Passfläche 218 kann ebenfalls geringfügig von der inneren Oberfläche 116 versetzt sein, wenn das Kantenschutzsegment 200 mit der Basis 110 gekoppelt ist.
Die äußeren Kanten zwischen jedem Abschnitt oder Schenkel jedes Kantenschutzsegments 200 können abgerundet sein. Die führende Kante 231 kann ebenfalls abgerundet sein.
Jedes Kantenschutzsegment 200 umfasst einen Basiszwischenraum 202 und einen Kantenzwischenraum 203. Der Basiszwischenraum 202 ist der Abstand zwischen dem Endabschnitt 212 und dem äußeren Schenkel 220, und insbesondere der Abstand zwischen der inneren Passfläche 218 und der äußeren Passfläche 228. Der Basiszwischenraum 202 ist zumindest die Dicke der Kantenplatte 111 und ist dazu ausgebildet, die Kantenplatte 111 aufzunehmen. Der Kantenzwischenraum 203 ist der Abstand von der Schnittlinie zwischen der Kantenpassfläche 238 und der Fasenpassfläche 219, und der Schnittlinie zwischen der Kantenpassfläche 238 und der äußeren Passfläche 228. Der Kantenzwischenraum 203 ist zumindest die Höhe der Basiskante 113 und ist dazu ausgebildet, die Basiskante 113 aufzunehmen. Der Kantenzwischenraum 203 kann die erste Ausnehmung 240 und die zweite Ausnehmung 241 umfassen.
In der in 3 veranschaulichten Ausführungsform umfassen der Fasenabschnitt 214, der Endabschnitt 212 und der äußere Schenkel 220 allgemein einen Quader oder eine gerade, rechtwinkelige Prismenform. 4 ist ein Querschnitt einer alternativen Ausführungsform eines Abschnittes der Schaufel 100 von 1. In der in 4 veranschaulichten Ausführungsform sind die äußeren Oberflächen des Endabschnitts 212 und des äußeren Schenkels 220 gekrümmt oder abgerundet, statt einen Quader oder eine gerade, rechteckige Prismenform zu umfassen. Die Ausführungsform in 4 umfasst auch eine Hinterschneidung 216 an der Schnittlinie des Fasenabschnitts 214 und des Endabschnitts 212 benachbart zu der Fasenpassfläche 219 und der inneren Passfläche 218.
In der in 3 veranschaulichten Ausführungsform umfasst der Zahnabschnitt 151 jeder Zahnanordnung 150 ein Stiftloch 155. Ein Stift oder Zapfen kann sich durch jeden Zahnabschnitt 151 und zwischen jeder Zahnanordnung 150 erstrecken. Der Keilabschnitt 230 und die führende Kante 231 jedes Kantenschutzsegments 200 können so ausgebildet sein, dass sie das Stiftloch 155 nicht überlappen oder nicht mit dem Stift oder Zapfen interferieren. In dieser Ausführungsform beträgt der Winkel zwischen den Oberflächen benachbart zu der führenden Kante 231 zwischen 40 Grad und 120 Grad. Die Höhe des Keilabschnitts 230, die Länge einer Linie, die sich von der führenden Kante 231 bis zu der Stelle erstreckt, wo die Linie die Kantenpassfläche 238 schneiden würde und auf diese senkrecht steht, beträgt von 4 Zentimeter (1,57 Zoll) bis 8 Zentimeter (3,15 Zoll).
In der in 4 veranschaulichten Ausführungsform umfasst der Zahnabschnitt 151 jeder Zahnanordnung 150 kein Stiftloch. In dieser Ausführungsform beträgt der Winkel zwischen den Oberflächen benachbart zu der führenden Kante 231 zwischen 45 Grad und 90 Grad. Die Höhe des Keilabschnitts 230 beträgt in dieser Ausführungsform von 8 Zentimeter (3,15 Zoll) bis 12 Zentimeter (4,72 Zoll). Während die Ausführungsformen in 3 und 4 spezifische Winkel und Höhen für den Keilabschnitt 230 abbilden, können auch andere spitze Winkel und Höhen verwendet werden.
5 ist eine perspektivische Ansicht eines Kantenschutzsegments der Schaufel 100 von 1. 6 ist eine perspektivische Ansicht des Kantenschutzsegments 200 von 5 aus einem alternativen Winkel. Unter Bezugnahme auf 5 und 6 umfasst jedes Kantenschutzsegment 200 eine erste Seite 205 (in 5 dargestellt) und eine zweite Seite 207 (in 6 dargestellt). Die erste Seite 205 und die zweite Seite 207 umfassen die Seitenflächen des inneren Schenkels 210, des äußeren Schenkels 220 und des Keilabschnitts 230. Die erste Seite 205 und die zweite Seite 207 sind zueinander versetzt oder gegenüberliegend und seitlich voneinander angeordnet. In einigen Ausführungsformen sind die erste Seite und die zweite Seite parallel. Die erste Seite 205 und die zweite Seite 207 können senkrecht auf die innere Passfläche 218, die Fasenpassfläche 219 und die äußere Passfläche 228 stehen.
Die Kantenschutzsegmente 200 können einen Verriegelungsmechanismus umfassen, um mit benachbarten Kantenschutzsegmenten 200 ausgerichtet oder verbunden zu werden. Der Verriegelungsmechanismus eines ersten Kantenschutzsegments 200 kann mit dem Verriegelungsmechanismus eines zweiten Kantenschutzsegments 200 abgestimmt sein. In der in 5 und 6 veranschaulichten Ausführungsform umfasst der Verriegelungsmechanismus Riegelfortsätze 206 und Riegelausnehmungen 208. Ein oder mehrere Riegelfortsätze 206 und eine passende Anzahl von Riegelausnehmungen 208 können verwendet werden. In der veranschaulichten Ausführungsform erstrecken sich drei Riegelfortsätze 206 von der ersten Seite 205, und drei entsprechende Riegelausnehmungen 208 erstrecken sich in die zweite Seite 207.
Jeder Riegelfortsatz 206 und die entsprechende Riegelausnehmung 208 umfassen dieselbe Gestalt, wobei die Riegelausnehmung 208 eine negative Form des Riegelfortsatzes 206 ist. Die Toleranzen der Riegelfortsätze 206 und der Riegelausnehmungen 208 können ausgebildet und dimensioniert sein, um sicherzustellen, dass die Riegelfortsätze 206 in die entsprechenden Riegelausnehmungen 208 eingeführt werden können. In der in 5 und 6 veranschaulichten Ausführungsform umfassen die Riegelfortsätze 206 und die Riegelausnehmungen 208 eine gerade, kreisförmige Zylinderform. Die Riegelfortsätze 206 und die Riegelausnehmungen 208 können auch aus Prismen und geraden Prismen, etwa dreieckigen Prismen, Quadern, fünfeckigen Prismen etc. gebildet werden.
Während die in 5 und 6 dargestellten Ausführungsformen zeigen, dass die Riegelfortsätze 206 sich von der ersten Seite 205 erstrecken, und die Riegelausnehmungen 208 sich in die zweite Seite 207 erstrecken, können in anderen Ausführungsformen sowohl die erste Seite 205 als auch die zweite Seite 207 beide jeweils Riegelfortsätze 206 und Riegelausnehmungen 208 mit entsprechenden Riegelfortsätzen 206 oder Riegelausnehmungen 208 an der gegenüberliegenden Oberfläche umfassen.
In einigen Ausführungsformen ist jeder Riegelfortsatz 206 ein Wulst, der sich entweder entlang der ersten Seite 205 oder der zweite Seite 207 erstreckt, während jede entsprechende Riegelausnehmung 208 eine Nut ist. In einer Ausführungsform umfasst jedes Kantenschutzsegment 200 einen einzelnen Wulst und eine einzelne Nut.
In einigen Ausführungsformen umfasst der Verriegelungsmechanismus einen Schwalbenschwanz, der von der ersten Seite 205 oder der zweiten Seite 207 wegragt, sowie eine Schwalbenschwanznut, die dem Schwalbenschwanz eines benachbarten Kantenschutzsegments 200 entspricht. Andere Verriegelungsmechanismen wie etwa Schlitze mit entsprechenden Einsätzen zur Verbindung zweier Kantenschutzsegmente 200 können verwendet werden.
Eine oder mehrere der oben genannten Komponenten (oder deren Subkomponenten) können aus einer Legierung, aus Stahl oder aus Gusseisen hergestellt sein.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die Schaufeln und Schilde von Erdbewegungsmaschinen und Werkzeugen können gegen Verschleiß geschützt werden, indem Bodeneingriffswerkzeuge (GET) wie etwa Zähne, Kantenschutzvorrichtungen, und andere Komponenten verwendet werden. GETs werden an der Schaufel oder dem Schild in Bereichen angebracht, wo die schädlichsten Abriebvorgänge und Stöße während des Betriebs der Erdbewegungsmaschinen auftreten können. GETs dienen im Allgemeinen als Verschleißmaterial, das entfernt und ersetzt werden kann, sobald es beschädigt ist. GETs können Beschädigungen an den Schaufeln und Schilden verhindern oder verringern und die Betriebslebensdauer der Schaufeln oder Schilde verlängern, was ein zu frühes Austauschen der Schaufeln und Schilde verhindert. Das Austauschen der GETs statt der Schaufeln und Schilde kann die Betriebskosten beträchtlich verringern, insbesondere in Situationen, die das Graben von harten Materialien wie etwa Granit oder Stein umfassen.
Wie hierin beschrieben, umfasst das Kantenschutzsystem 160 eine Vielzahl von Kantenschutzsegmenten 200, wobei die Breite 201 jedes Segments aus zwei oder mehr vorbestimmten Breiten ausgewählt ist. Das Kantenschutzsystem 160 ist ein universelles System, das verwendet werden kann, um die Basiskante 113 zwischen den Zahnanordnungen 150 über eine beliebige Länge des Basiskantenzwischenraums 114 zu schützen. Die Länge des Basiskantenzwischenraums 114 kann verwendet werden, um die Anzahl der benötigten Kantenschutzsegmente 200 zu bestimmen, sowie um zu bestimmen, welche vorbestimmten Breiten für die Breite 201 jedes Kantenschutzsegments 200 verwendet werden sollte.
Schaufeln 100 können variierende Größen mit ebenso variierenden Konfigurationen von Zahnanordnungen 150 umfassen. Das Kantenschutzsystem 160 kann die Anzahl unterschiedlicher Kantenschutzsegmente 200 begrenzen, die entsprechend der Anzahl der vorbestimmten Breiten hergestellt werden müssen, statt einen einzelnen Kantenschutz für jede denkbare Konfiguration herzustellen. In einigen Ausführungsformen kann die Anzahl der Kantenschutzsegmente 200 zwei oder drei betragen. Das Kantenschutzsystem 160 kann auch verhindern, dass ein Kunde längere Lagerware zuschneiden muss, damit sie in den Basiskantenzwischenraum 114 passt, bevor der Kantenschutz installiert werden kann.
Während das Kantenschutzsystem 160 auf der Kantenplatte 111 montiert wird, können Verriegelungsmechanismen, wie etwa Riegelfortsätze 206 und Riegelausnehmungen 208, helfen, benachbarte Kantenschutzsegmente 200 mit den führenden Kanten 231, den inneren Schenkeln 210 und den äußeren Schenkeln 220 auszurichten. Die Riegelfortsätze 206 und die Riegelausnehmungen 208 können die Kantenschutzsegmente 200 in die richtige Ausrichtung führen, während die Kantenschutzsegmente 200 zusammengebracht werden. Das Ausrichten der Kantenschutzsegmente 200 kann Verschleiß oder Belastungen an jedem Kantenschutzsegment 200 verringern oder verhindern. Zum Beispiel kann ein fehlausgerichtetes Kantenschutzsegment 200 eine exponierte Kante oder einen exponierten Abschnitt aufweisen, der/die früher als andere Abschnitte und Kantenschutzsegmente 200 mit dem Boden in Kontakt gelangt, was zu erhöhtem Verschleiß und erhöhter Belastung an diesem Kantenschutzsegment 200 führen kann.
Bei der Herstellung können die inneren Ecken, etwa die Ecken benachbart zu der Kantenpassfläche 238, Überschussmaterial ansammeln. Dieses Überschussmaterial kann verhindern, dass die Basiskante 113 in den Kantenzwischenraum 203 passt. Die erste Ausnehmung 240 und die zweite Ausnehmung 241 können einen Ausweichraum für das Überschussmaterial bereitstellen, um sicherzustellen, dass die Basiskante 113 in den Kantenzwischenraum 203 passen kann. Die erste Ausnehmung 240 und die zweite Ausnehmung 241 können auch die Ecken benachbart zu der Kantenpassfläche 238 ausrunden, was zu verringerten Belastungskonzentrationen an diesen Stellen führen kann. Die Hinterschneidung 216 des inneren Schenkels kann in ähnlicher Weise eine Ausweichmöglichkeit für jegliches Überschussmaterial bereitstellen und die Belastungskonzentrationen an der inneren Ecke zwischen dem Endabschnitt 212 und dem Fasenabschnitt 214 verringern.
Die vorangehende detaillierte Beschreibung ist rein beispielhafter Natur und soll die Erfindung oder die Anwendung und Verwendungen der Erfindung keinesfalls beschränken. Die beschriebenen Ausführungsformen sind nicht auf die Verwendung in Verbindung mit einem bestimmten Typ von Schaufel für Erdbewegungsmaschinen begrenzt. Obwohl die vorliegende Offenbarung zur leichteren Erklärung eine bestimmte Schaufel abbildet und beschreibt, ist daher klar, dass das Kantenschutzsystem in Übereinstimmung mit dieser Offenbarung in verschiedenen anderen Konfigurationen implementiert werden kann, einschließlich Kombinationen verschiedener Aspekte der offenbarten Ausführungsformen, dass es mit verschiedenen anderen Typen von Schaufeln und Erdbewegungsmaschinen verwendet werden kann, und dass es in anderen Typen von Systemen und Maschinen verwendet werden kann. Darüber hinaus ist nicht beabsichtigt, dass die Offenbarung durch irgendeine Theorie, die im Hintergrund oder der detaillierten Beschreibung dargelegt wird, gebunden ist. Es ist auch klar, dass die Abbildungen überzogen dargestellte Dimensionen umfassen können, um die gezeigten Elemente, auf die Bezug genommen wird, besser zu veranschaulichen; die Abbildungen sind daher nicht als einschränkend gedacht, außer dies wird ausdrücklich angemerkt.

Claims

Kantenschutzsegment (200) für ein Kantenschutzsystem (160) eines Bodeneingriffsaufsatzes für eine Erdbewegungsmaschine, wobei der Bodeneingriffsaufsatz eine Deckplatte (110), eine Kantenplatte (111) mit einer Basiskante (113), eine innere Oberfläche (116), eine äußere Oberfläche (117) sowie eine Basisabschrägung (112) mit einer Fasenfläche (118) benachbart zu der Basiskante (113) und der inneren Oberfläche (116) umfasst, wobei der Bodeneingriffsaufsatz auch Zahnanordnungen (150) umfasst, die dazu ausgebildet sind, an der Kantenplatte (111) an der Basiskante (113) befestigt zu werden, wobei die Zahnanordnungen (150) in einem Abstand entlang der Basiskante (113) angeordnet sind, wobei das Kantenschutzsegment (200) umfasst: eine erste Seite (205); eine zweite Seite (207), die gegenüberliegend und seitlich zu der ersten Seite (205) angeordnet ist; eine Breite (201) von bis zu 6 Zentimeter, wobei die Breite (201) der Abstand zwischen der ersten Seite (205) und der zweiten Seite (207) ist; einen Keilabschnitt (230) mit einer dreieckigen Prismenform, der sich zwischen der ersten Seite (205) und der zweiten Seite (207) erstreckt; einen äußeren Schenkel (220), der sich von dem Keilabschnitt (230) zwischen der ersten Seite (205) und der zweiten Seite (207) erstreckt; einen inneren Schenkel (210), der sich von dem Keilabschnitt (230) zwischen der ersten Seite (205) und der zweiten Seite (207) erstreckt, wobei der innere Schenkel (210) umfasst: einen Fasenabschnitt (214), der sich von dem Keilabschnitt (230) gewinkelt von dem äußeren Schenkel (220) weg erstreckt, und einen Endabschnitt (214), der sich von dem Fasenabschnitt (214) erstreckt; und einen Verriegelungsmechanismus, der dazu ausgebildet ist, das Kantenschutzsegment (200) mit einem benachbarten Kantenschutzsegment (200) auszurichten, wobei der Verriegelungsmechanismus umfasst: einen Riegelfortsatz (206), der sich von der ersten Seite (205) erstreckt, und eine Riegelausnehmung (208), die sich von der zweiten Seite (207) einwärts erstreckt, wobei die Riegelausnehmung (208) die negative Form des Riegelfortsatzes (206) aufweist.
Kantenschutzsegment (200) nach Anspruch 1, wobei die Breite (201) aus einer Vielzahl von vorbestimmten Breiten ausgewählt ist.
Kantenschutzsegment (200) nach Anspruch 2, wobei die Vielzahl von vorbestimmten Breiten eine erste vorbestimmte Breite von 3,81 Zentimeter und eine zweite vorbestimmte Breite von 5,08 Zentimeter umfasst.
Kantenschutzsegment (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Riegelfortsatz (206) und die Riegelausnehmung (208) gerade, kreisförmige Zylinder sind.
Kantenschutzsegment (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Keilabschnitt (230) umfasst: eine führende Kante (231) an einem Scheitelpunkt der dreieckigen Prismenform, und eine Kantenpassfläche (238) gegenüber der führenden Kante (231), die sich zwischen der ersten Seite (205) und der zweiten Seite (207) erstreckt; wobei der äußere Schenkel (220) umfasst: eine äußere Passfläche (228) benachbart zu der Kantenpassfläche (238); wobei der Fasenabschnitt (214) eine Fasenpassfläche (219) benachbart zu der Kantenpassfläche (238) umfasst; und wobei der Endabschnitt (214) eine innere Passfläche (218) umfasst, die zu der äußeren Passfläche (228) versetzt ist und zu dieser hin weist, und benachbart zu der Fasenpassfläche (219) ist, wobei die Fasenpassfläche (219) schräg relativ zu der inneren Passfläche (218) ist.
Kantenschutzsegment (200) nach Anspruch 5, des Weiteren umfassend: eine erste Ausnehmung (240), die sich zwischen der Fasenpassfläche (219) und der Kantenpassfläche (238) befindet; eine zweite Ausnehmung (241), die sich zwischen der äußeren Passfläche (228) und der Kantenpassfläche (238) befindet; und eine Hinterschneidung (216), die sich zwischen der Fasenpassfläche (219) und der inneren Passfläche (218) befindet.
Kantenschutzsystem (160) für eine Schaufel (100) einer Erdbewegungsmaschine, umfassend das Kantenschutzsegment (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 6, wobei das Kantenschutzsystem (160) umfasst: ein zweites Kantenschutzsegment (200) benachbart zu dem Kantenschutzsegment (200), wobei das zweite Kantenschutzsegment (200) umfasst: eine dritte Seite (205), eine vierte Seite (207), die zu der dritten Seite (205) versetzt ist, eine zweite Breite (201) zwischen der dritten Seite (205) und der vierten Seite (207), wobei die zweite Breite (201) aus der Vielzahl vorbestimmter Breiten ausgewählt ist, einen zweiten Keilabschnitt (230) mit einer dreieckigen Prismenform, der sich zwischen der dritten Seite (205) und der vierten Seite (207) erstreckt, einen zweiten äußeren Schenkel (220), der sich von dem zweiten Keilabschnitt (230) zwischen der dritten Seite (205) und der vierten Seite (207) erstreckt, einen zweiten inneren Schenkel (210), der sich von dem zweiten Keilabschnitt (230) erstreckt, wobei der zweite innere Schenkel (210) umfasst: einen zweiten Fasenabschnitt (214), der sich von dem zweiten Keilabschnitt (230) gewinkelt von dem zweiten äußeren Schenkel (220) weg erstreckt, und einen zweiten Endabschnitt (214), der sich von dem zweiten Fasenabschnitt (214) weg erstreckt, und einen zweiten Verriegelungsmechanismus, der dazu ausgebildet ist, das zweite Kantenschutzsegment (200) mit dem Kantenschutzsegment (200) auszurichten.
Schaufel (100) für eine Erdbewegungsmaschine, umfassend eine Vielzahl der Kantenschutzsysteme (160) nach Anspruch 7, wobei die Schaufel (100) umfasst: eine Deckplatte (110); eine Kantenplatte (111), die metallurgisch mit der Deckplatte (110) verbunden ist, wobei die Kantenplatte (111) umfasst: eine Basiskante (113), die sich an einem Ende der Kantenplatte (111) befindet, und eine Basisabschrägung (112), die sich benachbart zu der Basiskante (113) befindet; eine Vielzahl von Zahnanordnungen (150), die mit der Kantenplatte (111) verbunden sind und in einem Abstand entlang der Basiskante (113) angeordnet sind, wobei jede der Vielzahl von Zahnanordnungen (150) umfasst: einen Adapterabschnitt (152), der mit der Kantenplatte (111) verbunden ist, sowie einen Zahnabschnitt (151), der mit dem Adapterabschnitt (152) gekoppelt ist und sich von der Kantenplatte (111) weg erstreckt; und wobei jedes der Vielzahl von Kantenschutzsystemen (160) sich zwischen benachbarten Zahnanordnungen (150) befindet.
Schaufel (100) nach Anspruch 8, wobei jedes der Vielzahl von Kantenschutzsystemen (160) von jeder der Vielzahl von Zahnanordnungen (150) in einem Abstand von zumindest 2,5 Zentimeter angeordnet ist.
Schaufel (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 9, wobei das erste Kantenschutzsegment (200) und das zweite Kantenschutzsegment (200) an die Kantenplatte (111) angeschweißt sind.