DE2806442A1

DE2806442A1 - Baggerzinken

Info

Publication number: DE2806442A1
Application number: DE19782806442
Authority: DE
Inventors: Kerwin Lee Davis
Original assignee: Esco Corp
Current assignee: Esco Corp
Priority date: 1977-02-18
Filing date: 1978-02-15
Publication date: 1978-08-24
Also published as: JPS53137501A; PH17346A; GB1557152A; MX146374A; JPS624492B2; AU3328578A; AR220531A1; BE864091A; CA1069960A; NZ186480A; ZA78940B; DE2806442C2; AU511771B2; BR7800858A

Description

Die Erfindung betrifft einen Baggerzinken bzw* Grabzinken.

In den letzten Jahren haben gummibereifte Frontlader mit großer Kapazität in weitem Umfang im Bergbaubetrieb Eingang gefunden, deren Arbeiten vorher von Gleiskettenschaufelbaggern oder Schleppschaufelmaschinen ausgeführt wurden. Die Bezeichnung "mit großer Kapazität" bezieht sich auf Ladebehälter mit einem Fassungsvermögen in der Größenordnung von 7 bis 12 m^ (9 bis 15 cubic yards). Die Haupteinflußgrößen dieser Entwicklung sind bei den beträchtlich niederen Investitionskosten, der besseren Verfügbarkeit bei den Förderarbeiten der Maschinen zur-Erfüllung einer großen Nachfrage und bej. einer besseren Yielseitigkeit und Flexibilität bei der Anwendung zu suchen ο

Die typischen Anwendungsgebiete für Frontlader sind das Abtragen von Abraummaterialien und das Aufladen von Erz oder

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TELEX OB-29 38O

TELEGRAMME MONAPAT TELEKOPIERER

Kohle. Abraum bildet meist ein Gemisch aus feinen und mittelgroßen bis großen Blöcken oder Platten von Schüttgut, wie zum Beispiel Sandstein, Kalkstein, Basalt, Quarzgestein, das mit Schiefer und Ton vermischt ist. Erze sind üblicherweise Gemische aus feinen und kleinen bis mittelgroßen Klumpen, die dichter als das Abraummaterial sind. Kohle, die gewichtsmäßig leichter als Abraummaterial ist, wird üblicherweise abgesprengt und ist in Gesteinsgängen oder Berggängen abgelagert, die häufig in mehreren Schichten vorkommen, die durch Abraumschichten getrennt sind. Die Ladebehälter von Frontladern benötigen im allgemeinen Zinken, um diese Materialien abzuräumen und aufzuladen.

Damit ein !Frontlader mit Material an dem stirnseitig angebrachten Eadebehälter beladen werden kann, muß er sich zuerst nahezu horizontal in das Material hineinbewegen und schwenkt dann unter Ausführung eines Bogens unter Einschluß des Materials . nach oben. Hierbei trifft der Ladebehälter und der Lader auf das zuvor genannte Material auf, das infolge von sehr extremen Schwankungen bezüglich der Größe und Έοrm sowie GewichtsSchwankungen" sehr schwer aufzuladen ist. Die Klumpen oder Platten versuchen sich ineinander zu verkeilen und machen eine hohe Energie erforderlich, um das Material zu durchdringen und in den Ladebehälter einzubringen oder zu befördern. Unebene Grundflächen, die hierbei üblicherweise vorhanden sind, machen es zudem noch schwieriger, in das Material einzudringen.

Zur Überwindung dieser vielseitigen und mannigfachen Schwierigkeiten beim Beladen bewegt ein Frontlader, der über ein Drehchassis auf Gummirädern läuft, den Ladebehälter hydraulisch unter Ausführung einer Bogenbahn oder kombinierten Richtungen auf und ab, wobei zwei Arten von mittlerer bis starker Belastung auf die Zinkenanordnung ausgeübt werden. Zuerst tritt die Belastung beim Eindringen auf, die entsteht, wenn der Vorderlader und der Ladebehälter in das zu verladende Material fortschreitend eindringen. Durch di· Ter-

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änderlichkeit der Materialgröße, des Materialgewichtes und der lage ist es erforderlich, daß die Zinken das Material meißeln und ausbrechen, sowie sich unter das Material analog eines Planierfahrzeuges eingraben. Zweitens treten eine Hubbelastung oder Belastungen durch unregelmäßige Bewegungen des Ladegutes infolge der Veränderlichkeit der Materialform und -lage bei der Auf- und Abwärtsbewegung der Zinken auf, damit der Ladebehälter sowohl in Vorwärtsrichtung als auch in Aufwärtsrichtung durch schmale Öffnungen zwischen den Klumpen, Blöcken oder Platten eindringen kann. Insbesondere hat die Hubbeanspruchung oder die Beanspruchung durch unregelmäßige Bewegungen des Ladegutes auf die Zinkenanordnung ihre Ursache in dem sporadischen Eingreifen der Zinken, so daß ein Verrücken des Materials schwierig wird, wobei sich hierzu die Zinken auf- oder ab- oder nach der Seite hin bewegen, um an dem als Hindernis in dem Wege stehenden Material vorbeizukommen. Fernsr ist darauf hinzuweisen, daß diese Belastungen nicht gleichmäßig verteilt über die Breite des Ladebehälters auftreten, so daß die verschiedenen Zinken verschiedenen Beanspruchungen durch unregelmäßige Bewegung des Ladegutes und durch das Eindringen gleichzeitig ausgesetzt sind.

Die Stärke dieser Hubkräfte führt bei den üblichen Grabzinken, insbesondere bei jenen zu Schwierigkeiten, die sich aus Bauteilen zusammensetzen, die durch eine vertikal verlaufende Sperre oder Keilverbindung festgelegt sind. Eine vertikal verlaufende Sperre bildet hierbei eine bevorzugte Ausführungsform zum Verbinden des Spitzenteiles und des Ansatzstückes des Zinkens. Da die Spitzenteile meist schnell verschleißen, müssen sie häufig, meist täglich, ausgetauscht werden. Durch eine vertikal verlaufende Sperre kann das Spitzenteil von dem Ansatzstück leicht gelöst werden, indem man ein Schlagstück oder einen Schlaghammer verwendet, um den Sperrbolzen auszutreiben« Eine horizontal angeordnete Sperre läßt sich im Gegensatz hierzu nur unter Schxuierigkeiten handhaben und lösen, da im all-

gemeinen zwischen benachbarten Zinken nur ein kurzer Abstand vorhanden ist, wodurch die Anwendung eines Treibwerkzeuges oder Dornes und eines Schlagstückes oder eines bogenförmig ausgebildeten Schlaghammers so stark begrenzt sind, so daß man Zinken mit horizontal angeordneten Sperren auf diesem Gebiet als "außergewöhnlich umständliche Gelenkverbindungen" (knuckle-busters) bezeichnet.

Trotz dieser bekannten Vorteile der vertikal verlaufenden Sperren sind bei unter schweren Einsatzbedingungen arbeitenden Zinken für Vorderlader horizontal verlaufende Sperren verwendet worden, da die Zinken mit vertikal verlaufenden Sperren von Fall zu Fall einen frühzeitigen Laderverschleiß, Brüche und den Verlust des Bolzens mit sich brachten. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß die kritischen Flächenbereiche für den Verschleiß bei einem Zinken in den Keilflächenbereiciien des Einsteclcteiles für den spitz ausgebildeten Teil und des als Ansatz ausgebildeten Paßstückes vor der Keilnut oder der Sperröffnung liegen. Diese bei Bagger- bzw·. Grabzinken auftretenden Nachteile hat man versucht durch zusätzliche Lagerflächen zu mindern, die beispielsweise nach den US-PS¹en 1 205 969, 2 311 4-63 und 3 079 710 vorgeschlagen sind.

Die Erfindung schlägt vor, unter Ausnutzung der überzeugenden Vorteile eines vertikal montierten Zapfens oder einer vertikal angebrachten Keilsperre, einen Grab- bzw. Baggerzinken derart auszubilden, daß er auch bei starken, auf ihn einwirkenden Hubbeanspruchungen,wie bei einem Vorderlader, widerstandsfähig ist, indem die zusätzliche Lagerfläche derart ausgelegt ist, daß sie ein Verhältnis von Breite zu Länge von ungefähr 2,5 aufweist, und daß die Flächen so voneinander getrennt liegen, daß der zwischen den Flächen liegende ausgesparte Bereich ein Verhältnis von Breite zu Dicke von ungefähr 1,8 hat. Insbesondere werden das als Ansatz ausgebildete Paßstück und das Einsteckstück

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für das Spitzenteil durch nach vorne konvergierende oberseitige und bodenseitige Wandungen begrenzt, die in einer im wesentlichen kastenförmig ausgebildeten Spitze enden, die ihrerseits im"wesentlichen parallele, zur Stabilisierung beitragende Ober- und Unterflächen bildet - wobei jede dieser !Flächen ein Verhältnis von Breite zu Länge von ungefähr 2,5 aufweist, und die getrennt liegenden Flächen ein Verhältnis.von Breite zu Dicke von ungefähr 1,8 aufweisen - so daß man eine optimale Auslegung hat, bei der die Erfordernisse der Oberflächenbereiche, der Festigkeit, des Gewichts und der äußeren Gestalt des Spitsentexles in ausgeglichener Weise berücksichtigt sind. Diese Ausge^aogenheit ist bei folgendem Vorschlag gegeben: (1) Oberflächenbereich: ein großer Oberflächenbereich vermindert den Lagerdruck bei den Hubbeanspruchungen und verringert hierdurch das VerschleißaaS zwischen dein als Ansatz ausgebildeten AnpaSstück und dem Spitzenteil an diesen Flächen; (2) Festigkeit: eine Konstruktion mit maximaler Festigkeit bei minimalem Gewicht wird durch eine schmale, tiefe kastenförmige Spitze an dem als Ansatz ausgebildeten Anpaßstück erzielt\ (3) spitzenförmige Außengestalts eine spitzenförmige Außengestalt, die zum vorteilhaften Eindringen in das dicht gepackte Material mit einem sich verjüngenden Profil dient, erhält man dadurch, daß eine breite, flache kastenförmige Spitze an dem Ansatzstück und dem Spitzenteil vorgesehen ist. Die Erfindung ermöglicht eine optimale Ausgewogenheit unter Berücksichtigung dieser Erfordernisse»

Ein bevorzugter Gedanke der Erfindung liegt in einem Grabbzw. Baggerzinken, der insbesondere zur Verblendung bei Vorderladern mit großer Leistungskapazität bestimmt ist, bei denen der Baggerzinkenzahn wiederholt Hubbeanspruchungen ausgesetzt ist, wobei nach der Erfindung jedes Anpaßstück und Spitzenstück des Zinkens mit einheitlich, bemessenen Lagerflächen ausgestattet ist»

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung.

Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Vorderladers mit Zinken, die nach der Erfindung ausgebildet sind,

Figur 2 ist eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Baggerzinkens in auseinandergezogener Darstellung, wobei die Bauteile getrennt dargestellt sind und das Anpaßstück bzw. das Anschlußstück nur teilweise dargestellt ist,

Figur 3 ist eine Draufsicht auf das Spitzenstück des Zinkens in Figur 2,

Figur 4- ist eine Seitenansicht des Spitzenstücks nach den Figuren 2 und 3₅

Figur 5 ist eine Draufsicht auf das Anpaß- bzw. Anschlußstück für den Zinken nach Figur 2, und

Figur 6 ist eine Seitenansicht des Anpaß- bzw. Anschlußstückes nach den Figuren 2 und 5·

Bei der dargestellten Ausführungsform ist insbesondere unter Bezugnahme auf Figure 1 ein insgesamt mit Rädern versehener Schlepper und ähnliches bezeichnet, der an seinem vorderen Ende einen Ladebehälter 11 trägt, der mit mehreren Grab- bzw. Baggerzinken 12 längs der vorderseitigen Bodenkante 13 versehen ist. Der Lädebehälter 11 ist in einer Stellung gezeigt, in der er in das Material eindringt oder einfährt und in dem Ladebehälter 11 befindet sich eine kleine Materialmenge 14-.

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Wenn noch, weiter Material aufgenommen werden soll, wird der Ladebehälter nach, oben geschwenkt sowie -vorsorglich, nach. der Seite hin, um das Ladegut zu verdichten»

Die Zinken, die sich als sehr vorteilhaft bei den harten, zuvor beschriebenen Einsatzbedingungen erwiesen haben, umfassen ein Tragelement 15 (das normalerweise als Anschlußbzw. Anpaßstück bezeichnet wird), das an der Bodenwandung des Ladebehälters 11 beispielsweise durch Anschweißen an der Unterflache 16 befestigt ist. Da das Anschlußstück 15 nicht das Hauptbauteil zum Eindringen in das Material bildet, ist zur Erfüllung der Lebenserwartung dieses derart ausgelegt, daß es mehrere austauschbare Spitzenteile aufnehmen kann, von denen eines in Figur 2 mit 17 bezeichnet ist. Das Spitzenteil 17 weist eine stirnseitige oder zum Eindringen bestimmte Kante 18 an einem Ende und am anderen Ende ein Einsteckteil 19 auf, das in Figur 4 in gebrochener Linie eingetragen ist. Das Einsteckstück 19 ist an das Vorderteil oder den nasenförmigen Fortsatz 20 des Anschlußstückes 15 angepaßt und nimmt diesen auf. .

TJm das Spitzenteil 17 mit dem Anschlußstück 15 lösbar fest zu verbinden, sind zueinander fluchtende Öffnungen, wie zum Beispiel 21, 22 und 23, vorgesehen» Wie sich beim Vergleichen der Darstellungen in den Figuren 2 und 4 entnehmen läßt, sind die öffnungen 21 und 23 in dem Spitzenteil 17 vorgesehen und die öffnung 22 ist in dem Anschlußstück 15 vorgesehen. Die öffnung 22 in dem Anschlußstück 15 ist vergrößert, um ein federnd nachgiebiges Absperrelement 24 aufzunehmen und zu tragen (vgl. hierzu den oberen, rechts liegenden Abschnitt in Figur 2), wobei das Absperrelement als eine Sperre für einen länglichen, in vertikaler Richtung verlaufenden Bolzen 25 dient, der die fluchtenden öffnungen 21 bis 23 durchzieht.

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Das Einsteckstück 19 (vgl. Figur 4) wird von oberseitigen und unterseitigen Wandungen 26 und 27 und von Seitenwandüngen 28 und 29 gebildet (vgl. Figur 3). Die Seitenwandungen 28 und 29 verlaufen in Vorwärtsrichtung geringfügig konvergierend, um den notwendigen Einzug beim Ausheben au liefern. Der in Vorwärtsrichtung konvergierende Verlauf der oberseitigen und bodenseitigen Wandungen 26 und 27 wird dadurch verbessert und optimal, daß die Wandungen 26 und 27 (und die entsprechenden gegenüberliegenden Wandungen 30 und 3^ - vgl- Figuren 5 und 6) in Längsrichtung parabolförmig gewölbt ausgebildet sind.

Das Einsteckstück 19 und das daran angepaßte Ansatzstück enden jeweils in einer Spitze, die kastenförmig ausgebildet ist und mit 32 beim Einsteckstück und mit 19 und 33 beim Ansatzstück 20 bezeichnet ist (vgl. Figuren 4- und 6). Die kastenförmige Spitze 32 bei dem Sinsteckstück 19 ist im allgemeinen mit parallelen oberen und unteren Flächen 3^- und versehen, die eine Verlängerung der oberseitigen und bodenseitigen Wandungen 26 und 27 bilden. Die zuvor beschriebenen Vorteile bei der Verwendung eines derartigen Baggerzinkens erhält man erfindungsgemäß dann, wenn die Flächen 34- und. (und die entsprechenden Flächen 36 und 37) im Spitzenteil 33 des Ansatzes 20 derart ausgelegt sind, daß sie ein Verhältnis von Breite zu Länge von ungefähr 2,5 aufweisen. Unter Länge ist die Abmessung des Zinkens in Längsrichtung zu verstehen, d.h. die Abmessung der Teile, die zwischen dem zum Eindringen bestimmten Ende 18 und dem offenen Ende des Einsteckstückes 19 liegen. Die üblichen Zinken waren beispielsweise aus Flachmaterial hergestellt, das 115 mm breit, 13 mm lang und 30 mm dick war. Hierbei erhält man ein Verhältnis von Breite zu Länge (W/L) mit 8,85-> und ein Verhältnis von Breite zu Dicke (W/T) von 3»83 bei einem Zinken mit einer Nennabmessung von ungefähr 14-0 mm (5 1/2 inch) an der Basis des Ansatzstückes. Der erfindungsgemäße Zinken besitzt ein entsprechendes Flächenverhältnis von 2,55 und ein Verhältnis

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von Breite zu Dicke (W/T) von 1,83 bei einer Breite von 71,5 Dna, einer Länge von 28 mm und einer Dicke von 39 nun· Bei einer größeren Abmessung des erfindungsgemäßen Zinkens, der einem üblichen Zinken mit einer Nennbreite von ungefähr 215 mm (8 1/2 inch) an der Basis des Ansatzstückes entspricht, ist eine Breite von 114 mm, eine Länge von 44 mm und eine Dicke von 63,5 mm vorgesehen. Hierdurch erhält man ein Verhältnis von Breite zu Länge (W/L) mit 2,59 und ein "Verhältnis von Breite zu Dicke (W/T) mit 1,80.

Gleichzeitig hat sich als vorteilhaft erwiesen, eine Keilnutöffnung vorzusehen, wie sie in der beigefügten Zeichnung dargestellt ist. Beispielsweise erstreckt sich jede der Wandungen 26 bis 29 nach rückwärts unter Bildung eines Ansatzes 38 bis 41 (vgl. Figuren 3 und 4). Die Ansätze 38 bis 41 sind in entsprechend ausgelegten Ausnehmungen 42 bis 45 in deia Anschluß stück 15 aufgenommen. Die Ansätze 38 und 39 stehen nach hinten weiter als die Ansätze 40 und 41 vor und man kann der Zeichnung entnehmen, daß die Eückwandungen 21a und 23a der fluchtenden Öffnungen 21 und 23 in einem Abstand rückwärts von den rückwärtigen Kanten der Zungen 40 und 41 liegen. Hierdurch wird die Keilverbindung in dem Ansatz 20 nach rückwärts verlegt, so daß man eine einstückig ausgebildete Einheit erhält, die den extremen Biegebeanspruchungen, insbesondere jenen besser standhält, die beim Hubvorgang oder bei der unregelmäßigen Bewegung des Ladegutes auftreten.

Beim Einsatz während den Hubbeanspruchungen oder den Beanspruchungen infolge der unregelmäßigen Bewegung des Ladegutes kommen die zur Stabilisierung dienenden Flächen 34 und oder 35 und 37 zur Anlage. Diese Flächen sind geringfügig in einem Abstand zueinander angeordnet, um miteinander eine Passung zu bilden, und sind entsprechend der zuvor beschriebenen optimalen relativen Abmessungen ausgelegt, so daß sie den maximal auftretenden Biegebeansprüchungan beim Hubvorgang standhalten können. Die nach rückwärts verlaufenden An-

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sätze 38 bis 41 können ebenfalls sekundär zur Widerstandsfähigkeit gegen derartige Biegebeanspruchungen beitragen. Obgleich vorzugsweise alle vier Ansätze 38 bis 4-1 zur Verwendung kommen sollten, kann es bei einigen Anwendungsfällen ausreichend sein, nur die oberen und unteren Ansätze 38 und 39 vorzusehen, die erforderlichenfalls verstärkt sein können.

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Leerse ite

Claims

Patentanspruch

Grab- bzw. Baggersinken, der als Spitzenteil ausgebildet ist und insbesondere den sieb, wiederholenden Hubbeansppuchungen bei Erdarbeiten standhält, dadurch gekennzeichnet, daß ein metallischer, relativ länglicher Körper (17) mit' einer zum Eindringen bestimmten Kante (18) an dem vorderseitigen Ende und einem Einsteckstück (19) an dem rückseitigen Ende vorgesehen ist, das zur Aufnahme eines Ansatzstückes eines Anschlußteiles bestimmt ist, das Einsteckstück (19) von oberseitigen, unterseitigen und seitlich liegenden Wandungen (26 bis 29) gebildet wird, wobei die Seitenwandungen (28, 29) im allgemeinen parallel verlaufen und die bodenseitigen und unterseitigen Wandungen (26, 27) nach vorne konvergieren und in einer im allgemeinen kastenförmig ausgebildeten Spitze (32) enden, die im allgemeinen zur Stabilisierung dienende parallele Ober- und Unterflächen (34, 35) bildet, daß jede Fläche (34, 35) ein Verhältnis von Breite zu länge (W/L) von unfähr 2,5 und in getrennter Lage ein Verhältnis von Breite zu Dicke (W/T) von ungefähr 1,8 aufweist, daß 3ede. der Wandungen (26 bis 29) nach hinten unter Bildung eines ein-

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ORIGINAL INSPECTfD

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TELEKOPIERER

stückig damit ausgebildeten Ansatzes (38, 41) -verlängert ist, und daß die den oberseitigen und bodenseitigen Wandungen (26, 27) zugeordneten Ansätze (38, 41) mit fluchtenden Öffnungen (21, 23) versehen sind, die zur Aufnahme eines Sperrbolzens (24) dienen.

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