DE3140436C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Baggerzahn der im Oberbe­ griff des Patentanspruchs angegebenen Gattung. Ein sol­ cher Baggerzahn ist bereits aus der DE-OS 28 06 442 be­ kannt.

Bei diesem bekannten Baggerzahn ist ein im Vergleich zu einem noch früheren Stand der Technik vergleichsweise schwach dimensionierter Verriegelungsstift vorgesehen, der die Zahnspitze mit dem Zahnhalter verbindet, so daß die die Zahnhalternase durchsetzende Aufnahmeöffnung für diesen Verriegelungsstift entsprechend gering dimensio­ niert werden konnte, was im Vergleich zum früheren Stand der Technik die durch eine solche Aufnahmeöffnung herbei­ geführte Schwächung des Zahnes vermindert.

Bei dem aus der DE-OS 28 06 442 bekannten Baggerzahn ist die angestrebte Stabilisierung der Zahnspitze am Zahnhal­ ter herbeigeführt worden durch eine Kombination von sich an der Zahnspitze nach hinten erstreckenden Zungen und einer speziellen Geometrie der am Zahnhalter ausgebilde­ ten Nase, wobei diese Nase einen quaderförmigen Endab­ schnitt aufweist, so daß die beiden waagerechten Quader­ flächen ein Verhältnis von Breite zu Länge von ungefähr 2,5 und ein Verhältnis von Breite zu Dicke von ungefähr 1,83 aufweisen. Durch diese Kombination von Stabilisierungsmaßnahmen befindet sich der Schwerpunkt der Stabilisierung im hinteren Bereich des Zahnes, was sich in einer beträchtlichen Baulänge und einer daraus folgenden Anfälligkeit des bekannten Baggerzahnes gegen­ über harter Beanspruchung auswirkt.

Im Bereich von Nase und Einstecksockel sind bei dem aus der DE-OS 28 06 442 bekannten Baggerzahn lange, scharfe Kanten vorhanden, welche bei Beanspruchung zu gefährli­ chen Spannungsspitzen führen und die Stabilisierung der Zahnspitze am Zahnhalter gefährden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bagger­ zahn der aus der DE-OS 28 06 442 bekannten Gattung so auszubilden, daß eine gesteigerte Festigkeit des Zahnes und eine gesteigerte Wirksamkeit der Stabilisierung der Zahnspitze am Zahnhalter erreicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale im Patentanspruch gelöst.

Der mit Hilfe der Erfindung erzielbare technische Fort­ schritt ergibt sich zum einen daraus, daß keine die Zahn­ halternase durchsetzende Aufnahmeöffnung für einen Ver­ riegelungsstift vorgesehen ist, was einen schmaleren Na­ senquerschnitt ermöglicht und ein schmaleres Profil ge­ stattet, und zum anderen daraus, daß die Gestaltung von Einstecksockel und Nase aus einem Pyramidenstumpf und einem Rotationskörper mit koinzidierenden Achsen, wie im Kennzeichen des Patentanspruchs definiert, die scharfen, tiefen Ecken und Kanten des bekannten Standes der Technik vermeidet. Die erfindungsgemäße Gestaltung von Einsteck­ sockel und Nase verlagert den Schwerpunkt der Stabili­ sierungsmaßnahmen in den hinteren Bereich der Zahnspitze, was wiederum zur Folge hat, daß sie sich nach hinten er­ streckenden Zungen in erster Linie nicht zur Stabilisie­ rung dienen, sondern zur Sicherung des mit diesen Zungen zusammenwirkenden Verriegelungsgliedes, welches im Gegen­ satz zum Stand der Technik die Nase des Zahnhalters nicht durchsetzt.

Als Folge der erfindungsgemäßen Gestaltung von Einsteck­ sockel und Nase ist es den miteinander in Eingriff stehenden Berührungsflächen von Zahnspitze und Zahnhalter ermöglicht, sich unter unterschiedlichen Lastvektoren re­ lativ zueinander zu verlagern.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungs­ beispieles sowie unter Bezug auf die Zeichnung näher be­ schrieben. In dieser zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Baggerzahns gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine axonometrische Explosionsdarstellung des Baggerzahns von Fig. 1,

Fig. 3 einen Teilschnitt nach der Linie 3-3 in der Fig. 1 zur Erläuterung der an einem Verriegelungsglied einwirkenden radialen Druckkraft und

Fig. 4 einen Teilschnitt nach der Linie 4-4 in der Fig. 1.

Der Baggerzahn 20 besteht aus einem Zahnhalter 21 und einer Zahnspitze 22, wobei der Zahnhalter 21 an einem Baggerkübel an­ gebracht ist. Am Baggerzahn 20 sind ferner eine Abdeckplatte 23 (wahlweise) und ein U-förmiges Verriegelungsglied 24 vorgesehen.

Die Zahnspitze 22 ist mit einer Kante 25, die in die Erde ein­ dringt, sowie mit einem Einstecksockel 26, der sich in die Zahnspitze 22 zu deren Kante 25 hin erstreckt und zum Anbringen am Zahnhalter 21 dient, versehen. Der Zahnhalter 21 besitzt eine nach vorne ragende Nase 27, die in den Einstecksockel 26 paßt. Die Zahnspitze 22 ist so ausgebildet, daß sie sich durch eine geradlinige Bewegung entlang der Längsmittellinie oder Achse des Zahns 20 auf den Zahnhalter 21 aufschieben läßt.

Zur Verbindung von Zahnspitze 22 und Zahnhalter 21 sind an dessen Nase 27 geradlinige Leisten 28 als Flächen eines Pyrami­ denstumpfes 29, die mit Nuten 30 im Einstecksockel 26 zusammen­ wirken, und Flächen eines Rotationskörpers 31 vorgesehen, die mit Flächen im Einstecksockel 26 zur Anlage kommen. Die Achsen des Pyramidenstumpfes 29 und des Rotationskörpers 31 fallen miteinander zusammen und beide Körper 29, 31 durchdringen sich. An der gemeinsamen Basis von Pyramidenstumpf 29 und Rotationskörper 31 ist dessen Durchmesser im wesentlichen gleich der Länge der die Basis durchsetzenden Diagonalen des Pyramidenstumpfes 29. Die Höhe des Rotationskörpers 31, d. h. seine Erstreckung von der gemeinsamen Basis aus, ist kleiner als die Höhe des Pyra­ midenstumpfes 29. In der Ebene der Stirnfläche des Rotations­ körpers 31 ist der Durchmesser dieser Stirnfläche kleiner als die Länge der die Fläche des Pyramidenstumpfes 29 in dieser Ebene durchsetzenden Diagonalen, er ist jedoch größer als die Länge einer Seite des Pyramidenstumpfes 29 in dieser Ebene. Der Einstecksockel 26 weist eine mit der Nase 27 korrespondierende Formgebung auf.

Zum Zusammenbau des Baggerzahns 20 wird der Zahnhalter 21 so positioniert, daß das vordere Ende der Leisten 28 der Nase 27 auf das rückwärtige Ende der Nuten 30 der Spitze 22 ausgerich­ tet ist, worauf die Spitze 22 geradlinig nach hinten auf die Nase 27 aufgeschoben wird. Danach wird das U-förmige Verriege­ lungsglied 24 in zwei seitliche Riegelelemente 33 eingeführt, die als Zungen 34 ausgebildet sind, welche sich von der Spitze 22 nach hinten erstrecken und Kehlen 35 für die Schenkel des Verriegelungsglieds 24 enthalten. Ausnehmungen 36 im Zahnhalter 21 dienen der Aufnahme der Zungen 34, die beim Zusammenbau im letzten Bewegungsstadium in einer geradlinigen Bewegung in die Ausnehmungen 36 eintreten.

Zur Unterbringung des U-förmigen Verriegelungsgliedes 24 ist eine Quernut 37 im oberen Teil des Zahnhalters 21 ausge­ bildet. Das Verriegelungsglied 24 wird im montierten Zustand durch eine geringfügige elastische Abbiegung 38 in den U-Schen­ keln gesichert.

Das Verriegelungsglied 24 besteht aus Federstahl. Da dessen Schenkel Abbiegungen 38 aufweisen, ist einige Kraft erforder­ lich, um das Verriegelungsglied 24 in die Quernut 37 und durch die Kehlen 35 in den Zungen 34 einzuschieben. Jedoch unter­ stützt die dabei entstehende Reaktionskraft das stramme Fest­ halten der Zahnspitze 22 auf der Nase 27. Zusätzlich können die Schenkel des Verriegelungsglieds 24 auch mit Rastelementen versehen sein, die mit Gegenrasten an der Seite des Zahnhalters 21 zusammenwirken.

Eine alternative Maßnahme zum strammen Festlegen der Zahnspitze 22 auf dem Zahnhalter 21 besteht darin, die Schenkel des U-förmigen Verriegelungsglieds 24 in Richtung zu ihren freien Enden hin mit abnehmendem Querschnitt auszubilden, so daß beim Montieren ein Verkeilungseffekt eintritt.

Die hier vorgesehene seitlich von der Längsmittellinie liegen­ de Verriegelung führt dazu, daß das Verriegelungsglied 24 im we­ sentlichen nur einer Druckbelastung und nur unter bestimmten Umständen auch einer Scherbeanspruch unterworfen wird. Kräfte, die normalerweise eine quer gerichtete Scherbeanspruchung und Biegebelastung erzeugen, können nunmehr nur Biegebelastungen hervorrufen (Fig. 3), gleichzeitig können aber in Abhängigkeit von der Richtung der aufgebrachten Kraft auch Längsscherkräfte entstehen.

Die Umwandlung der quer gerichteten Scherbeanspruchung und Biegebelastung in einer Druckbelastung wird durch die externe Verriegelung bewirkt. Wenn die Spitze 22 des Baggerzahns 20 mit einer eine gerade Komponente aufweisenden Kraft gedreht oder verdreht wird, bewegen sich die Zungen 34 aus ihrer im wesentlichen ver­ tikalen Ausrichtung in eine schräge Lage mit Bezug zur Verti­ kalen. Daraus resultiert dann, daß die Kräfte nahe den Unter­ seiten der Zungen 34 radial einwärts gerichtete Druckkräfte sind und nicht quer gerichtete Scherkräfte.

Eine negative Druckkraft bzw. Zugkraft an der Spitze 22 bewegt die Zungen 34 nach vorne. Dadurch gelangt das Verriegelungs­ glied 24 aus seiner vorgespannten, im allgemeinen aber nur gering belasteten Lagerung in einen Zustand, in dem der verformte Abschnitt unter eine Druckspannung gerät, durch welche die Schenkel gestreckt werden. An sich wäre das wiederum eine zer­ störend wirkende und quer gerichtete Scherkraft, die jedoch in eine verhältnismäßig gutartige und in Längsrichtung wirken­ de Druckkraft umgewandelt wird. Die externe Verriegelung führt zu einem vollständig anderen Zusammenwirken, so daß das Verriege­ lungsglied 24 relativ dünn ausgebildet werden kann und mehr Material in diesem Bereich am Zahn 20 vorliegt.

Die externe Verriegelung und die Stabilisierungsflächen er­ möglichen mehrere Wege, einer Kraft einen Widerstand entgegen­ zusetzen, die die Zahnspitze 22 vom Zahnhalter 21 trennen möchte. Diese Widerstandsfähigkeit ist dabei im wesentlichen unabhängig von der Richtung, vom Kraftangriffspunkt und vom Wert der Kraft. Dabei ist auch zu berücksichtigen, daß die Passung zwi­ schen den verschiedenen Teilen variieren kann. Die Zahnspitze und der Zahnhalter 21 sind mit Toleranzen in großen Serien her­ gestellte Teile, so daß irgendeine Spitze 22 einer Serie am selben Zahnhalter 21 völlig unterschiedlich sitzen kann.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel gibt es drei Mög­ lichkeiten, wie einer die Spitze 22 abziehenden Kraft entgegenge­ wirkt werden kann, und wie Versuche zeigten, treten diese drei Möglichkeiten im allgemeinen in Kombination auf. Zunächst können Kraftvektoren aus der Passung zwischen Zahnspitze 22 und -halter 21 sowie einer äußeren Kraft zu einer Verdrehung der Spitze 22 führen, der dadurch entgegengewirkt wird, daß das Ver­ riegelungsglied 24 einer Druckbelastung unterworfen wird (Fig. 3). Unabhängig davon können die Passung und die ausgeübte Kraft die vorgespannte Verriegelung im Bereich ihrer Vorspannung zu einem Arbeiten veranlassen, und zwar in einem Raum S im Bereich der Verriegelung (Fig. 1), so daß die stabilisierende Stirnfläche 32 des Pyramidenstumpfes 29 der Kraft widerstehen muß. Als drittes können die Passung und die ausgeübte Kraft die Verriegelung einer längsgerichteten Scherwirkung unterwerfen.

Für ein Entgegenwirken dieser Kraft ist die Kombination der Leisten 28 und Nuten 30 und der Stabilisierungsflächen vorteilhaft. Da die Leisten 28 in einen Drehkörper eingeschrieben sind (aus­ genommen eine zwei-Grad-Neigung zum leichteren Entformen), ergibt sich ein im wesentlichen konstanter Teilungs- oder Kerndurchmesser für die Leisten 28. Weil die Leisten 28 an den Kegelflächen des Pyramidenstumpfes 29 ausgebildet sind und da­ durch eine Rotationskurve als Hüllkurve haben, ergibt sich eine Verringerung der Leistenhöhe bzw. Nutentiefe, wenn man der Leiste 28 oder Nut 30 nach rückwärts folgt. Daraus resultiert eine Konzentration der Leistenmasse im Spitzenbereich der Nase 27.

Die im Spitzenbereich stärker vortretenden Leisten 28 führen unter einer Stoßbelastung zu einer Klammerwirkung, wie sie auch mit einer Gegenmutter erzeugt werden könnte.

Claims (1)

1. Baggerzahn mit einem Zahnhalter und einer Zahnspitze, wo­ bei der Zahnhalter an seiner Rückseite mit Einrichtungen zum Anschluß an einen Räumkübel oder dergleichen und am Vorderende mit einer sich nach vorn in Richtung auf die Zahnspitze erstreckenden Nase versehen ist und die Zahn­ spitze an ihrem vorderen Ende in eine in das Erdreich eindringende Kante und an ihrem hinteren Ende einen Ein­ stecksockel zur Aufnahme der Zahnhalternase aufweist, wo­ bei die Nase und der Einstecksockel jeweils eine mitein­ ander korrespondierende Formgebung und eine an der Nasen­ spitze sowie am Boden des Einstecksockels jeweils vorge­ sehene im wesentlichen ebene Lagerfläche, welche im we­ sentlichen senkrecht zur Längsachse der Nase angeordnet sind, aufweisen, und mit einer Verriegelungseinrichtung zum lösbaren Verbinden von Zahnspitze und Zahnhalter, wo­ bei an der Zahnspitze sich nach hinten erstreckende Zun­ gen und am Zahnhalter diese Zungen aufnehmende Ausnehmun­ gen sowie ein mit den Zungen zusammenwirkendes Verriege­ lungsglied, welches hinter der Nase angeordnet ist, vor­ gesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsteck­ sockel (26) und die Nase (27) jeweils aus einem Pyramidenstumpf (29) und einem Rotationskörper (31) mit koinzidierenden Achsen gebildet wird, die sich derart durchdringen, daß an ihrer gemeinsamen Basis der Durch­ messer des Rotationskörpers (31) gleich der Länge der Diagonalen des Pyramidenstumpfes (29) ist, daß die Höhe des Rotationskörpers (31) kleiner als die Höhe des Pyra­ midenstumpfes (29) ist und daß der Durchmesser der Stirn­ fläche des Rotationskörpers (31) kleiner als die Länge der Diagonalen aber größer als die Seitenlänge des Pyra­ midenstumpfes (29) in der Ebene der Stirnfläche des Rota­ tionskörpers (31) ist.