DE3315024C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen an der Vorderkante von Greifern, Löffeln oder Schaufeln von Hydraulikbaggern, Ladern o. dgl. ange­ ordneten Zahn nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Baggerzähne sind einem erhöhten Verschleiß ausgesetzt, so daß es bekannt ist, diese mit Zahnkronen zu versehen, die nach ihrer Abnutzung durch neue ersetzt werden können.

Bei einem aus der DE-OS 28 06 442 bekannten Baggerzahn sind die hinteren Ränder der Zahnkrone miteinander paarweise gegenüber­ liegenden zapfenförmigen Fortsätzen versehen, die klauenartig in entsprechende seitliche Ausnehmungen des Tragdorns greifen, wobei die oberen und unteren zapfenartigen Fortsätze mit einer vertikalen Bohrung des Tragdorns fluchtenden Bohrungen ver­ sehen sind, an denen ein vertikaler Sicherungsbolzen gehaltert ist. Bei diesem bekannten Baggerzahn treten zwischen der Zahn­ krone und dem Tragdorn bei Belastungen örtliche Spitzen­ pressungen auf, aufgrund derer der Sicherungsbolzen erheblichen Scherkräften ausgesetzt ist.

Bei einem aus der DE-OS 23 08 296 bekannten Zahn nach dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1 sind zwar unerwünscht hohe Flächen­ pressungen zwischen Bereichen der Zahnkrone und dem Tragdorn ver­ mieden. Das aus einem in einer biegsamen Hülse angeordneten Splint bestehende Sicherungselement ist aber erhöhten Scher­ kräften ausgesetzt, weil sich letztlich auf dieses Sicherungs­ element sämtliche Haltekräfte konzentrieren. Eine derartige hohe Beanspruchung des Sicherungselements ist aber unerwünscht, da dieses vorzeitig, also vor einem Zeitpunkt abgeschert werden könnte, zu dem die Zahnkrone nach ihrem Verschleiß durch eine neue ersetzt werden muß.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Zahn nach dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, bei dem sich die Zahn­ krone selbst bei höchsten Belastungen nur mit möglichst geringen Flächenpressungen auf dem Tragdorn abstützt und bei dem insbe­ sondere das Sicherungselement nur geringen Scherkräften ausge­ setzt ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Zahn der gattungs­ gemäßen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentan­ spruchs 1 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Baggerzahn stützen sich bei allen während des Betriebes an den Zahn in den Hauptbelastungsrich­ tungen auftretenden Kräften Teile der Zahnkrone und des Trag­ dorns großflächig aufeinander ab, so daß zwischen den aufein­ ander abgestützten Teilen verhältnismäßig geringe Druckbean­ spruchungen auftreten. Insbesondere verkeilen sich die Zahnkrone und der Tragdorn bei derartigen in den Hauptbeanspruchungsrich­ tungen auftretenden Kräften gleichsam formschlüssig miteinander, so daß der Sicherungsbolzen nur eine sichernde Funktion auszu­ üben hat und nennenswerten Scherkräften nicht ausgesetzt ist.

Aus der DE-AS 14 84 657 ist ein Baggerzahn bekannt, dessen den Tragdorn einfassende Zahnkrone mit dessen seitlichen Wandungen verlängernden Schenkeln versehen sind, die in entsprechende Aus­ nehmungen des Halteteils des Tragdorns greifen. Die Schenkel hintergreifen aber keine als Halteteile ausgebildeten Vorsprünge des Halteteils des Tragdorns, so daß sie nennenswert zu einer Entlastung des Sicherungselements von Scherkräften nicht bei­ tragen können.

Zweckmäßigerweise verläuft die ideelle Achse in einer Ebene quer zu dem Zahn, die rechtwinkelig auf der Oberseite der Zahnkrone in einem Bereich steht, der deren mittleres und hinteres Drittel überlappt. Beispielsweise im Bereich der Zahnspitze angreifende Kräfte erzeugen an diesem Drehmomente, die durch Kräftepaare auf den Tragdorn übertragen werden, die nicht nur breitflächig in diesen eingeleitet werden, sondern auch zu einer den Siche­ rungsbolzen entlastenden Verkeilung der Teile führen.

Der Abstand der ideellen Achse von der Zahnkrone entspricht zweckmäßigerweise etwa der Länge von deren vorderen inneren Zahnflanke.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die hinteren Stirn­ flanken der seitlichen Schenkel der Zahnkrone derart gekrümmt, daß sie beim einschwenkenden Aufsetzen der Zahnkrone auf dem Tragdorn auf komplementären Gegenflächen des Tragdorns abwälzen und im zusammengefügten Zustand auf diesen abgestützt sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben worden.

In den letzten Jahren konnte insbesondere durch Verbesserung der Stahlgüte die Leistungsfähigkeit von Hydraulikbaggern ohne deren Vergrößerung erheblich gesteigert werden. Die erfindungsgemäße Zahnausbildung trägt dieser Verbesserung der Leistungsfähigkeit Rechnung, die insbesondere auch zu höheren Beanspruchungen im Bereich der Schneidlippen der Grabgefäße oder dergleichen von Erdbaumaschinen geführt hat. Bei der erfindungsgemäßen Zahnaus­ bildung bilden die hakenförmig gekrümmten Schenkel der Zahnkro­ nen etwa kreisförmig um die ideelle Achse gekrümmte zahnförmige Lappen, die sich in den entsprechenden Ausnehmungen der Seiten­ teile der Tragdorne verkeilen. Die haken- oder nasenförmigen, durch die seitlichen Schenkel der Zahnkronen gebildeten Vorsprün­ ge sind in ihrer Umfangsform im wesentlichen den entsprechenden seitlichen Ausnehmungen der Tragdorne angepaßt, so daß sich die Teile weitgehend selbsthaltend bei großflächiger Abstützung auf­ einander miteinander verkeilen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines an den Löffelstiel eines Hydraulik­ baggers in üblicher Weise angelenkten Tieflöffels,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines an den Löffelstiel eines Hydraulikbaggers angelenkten Löffels,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Baggerzahns im auseinandergezogenen Zustand seiner Einzelteile,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch den Baggerzahn nach Fig. 3 im zusammengefügten Zustand in vergrößerter Darstellung und

Fig. 5 einen Querschnitt durch den Baggerzahn längs der Linie A-A in Fig. 4.

Aus den Fig. 1 und 2 sind die an den Löffelstielen in üblicher Weise angelenkten Grabgefäße in Form von Löffeln 1 ersichtlich, deren die Vorderkanten bildenden Schneidlippen mit im Abstand voneinander angeordneten Baggerzähnen 2 versehen sind.

Jeder einzelne Baggerzahn 2 besteht aus einem mit der Schneid­ lippe verbundenen pyramidenstumpfförmigen Tragdorn 3, mit dem die auf diesen mit einer Einschwenkbewegung aufgeschobene Zahn­ krone 4 formschlüssig verkeilt und durch einen Sicherungsbolzen 5, der auf einem federnden Block 6 aus elastomerem Material ab­ gestützt ist, gesichert ist.

Der im Querschnitt etwa rechteckige Tragdorn 3 weist auf seiner inneren Seite, d. h. auf der Innenseite des Grabgefäßes, eine etwa kreisbogenförmig um die ideelle, senkrecht auf der Papier­ ebene stehende Achse 7 gekrümmte zylindrische Fläche 8 auf. Diese zylindrische Fläche 8 liegt auf der entsprechend konvex gekrümmten zylindrischen Innenwand 9 der Ausnehmung 10 der Zahn­ krone 4 an. Die Rückseite 11 des Tragdorns 3 weist in ihrem äußeren Bereich eine flache rinnenförmige Vertiefung 12 auf, die mit leichter Krümmung in die angrenzenden Bereiche der Rück­ seite übergeht. Die an der Rückseite 11 anliegende Innenwandung 13 der Ausnehmung 10 der Zahnkrone 4 ist entsprechend komplemen­ tär ausgebildet.

Die seitlichen Wandungen der Ausnehmung 10 der Zahnkrone 4 wei­ sen diese fortsetzende Schenkel in Form von nach innen gekrümm­ ten Nasen 14, 15 auf. Die inneren Flanken 16 dieser Nasen sind ebenfalls etwa kreisbogenförmig um die ideelle Achse 7 gekrümmt. Die äußeren rückwärtigen Stirnseiten 17 dieser Nasen sind eben­ falls bogenförmig gekrümmt, und zwar derart, daß sie bei dem aus Fig. 3 ersichtlichen kreisenden Einschwenken auf vorderen seitlichen Stirnflächen 18 des Tragdorns wälzend abgleiten. Die inneren Flanken 16 und die äußeren Flanken 17 der schenkelförmi­ gen Nasen 14, 15 sind durch einen etwa zylindrisch gekrümmten Scheitelbereich 19 miteinander verbunden. Die nasenförmigen Tei­ le 14, 15 greifen keilförmig in etwa komplementäre Ausnehmungen ein, die angrenzend an die seitlichen Vorsprünge 20 des Trag­ dorns ausgebildet sind. Die schenkelförmigen Nasen sind insge­ samt etwa kreisbogenförmig im Gegenuhrzeigersinn um die ideelle Achse 7 gekrümmt.

Die innere Stirnkante 21 der Innenseite der Zahnkrone endet im Abstand vor den äußeren Stirnkanten 22 der Vorsprünge 20, die durchgehend miteinander verbunden sind, so daß Doppelpassungen vermieden sind.

Durch den Tragdorn 3 und die schenkelförmigen Nasen 14, 15 sind miteinander fluchtende Querbohrungen 23, 24, 25 hindurchgeführt, die zu der Querachse y-y′ geneigt sind. In diesen Querbohrungen ist der Sicherungsbolzen 5 gehaltert, der im wesentlichen einen rechteckigen Querschnitt aufweist und mit endseitigen schenkel­ förmigen Ansätzen 26, 27 versehen ist, die sich auf den der inneren Zahnflanke zugewandten Seiten der Bohrungen 26, 27 in den schenkelförmigen Nasen 14, 15 mit Vorspannung abstützen.

Die Rückseite des Sicherungsbolzens 5 ist mit gewellten Nuten 28 versehen. In diese gewellten Nuten greifen die äußeren Mantel­ flächen von zylindrischen Bolzen 29 ein, die in den Klotz 6 aus elastomerem Material einvulkanisiert sind. Der Klotz 6 ist in einer die Bohrung 23 verbreiternden Bohrung des Tragdorns 3 in der Weise gehaltert, daß sich die Stirnseiten des Klotzes 6 gegen die inneren Wandungen der schenkelförmigen Nasen 14, 15 abstützen.

Aus der Fig. 4 ist ersichtlich, daß eine in Richtung des Pfeils K2 wirkende Kraft bestrebt ist, die Zahnkrone 4 um die ideelle Achse 7 zu verschwenken, so daß die in Richtung der Längsachse x-x′ wirkende Kraft sich als Druckkraft auf die Flächenbereiche N, M und L verteilt.

Wirkt auf den Bereich der Spitze der Zahnkrone 4 eine Kraft in Richtung des Pfeils K1, trachtet diese, die Zahnkrone 4 in Rich­ tung des Pfeils V zu verschwenken, wodurch eine Belastung in Verkeilrichtung auftritt, die großflächig von den entsprechenden Teilen der Zahnkrone auf die entsprechenden Teile des Tragdorns 3 übertragen wird.

Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß bei den in den Hauptbela­ stungsrichtungen auftretenden Kräften K1 und K2 nennenswerte Scherkräfte auf den Sicherungsbolzen 5 nicht auftreten, so daß dieser weder auf Abscheren beansprucht wird noch die Elastizität des diesen vorspannenden Blocks 6 aus elastomerem Material in­ folge wechselnder Beanspruchungen nachläßt.

Tritt eine Belastung in Richtung des Pfeils K3 auf, stützt sich die Zahnkrone 4 in den Flächenbereichen T und L auf den entspre­ chenden Teilen des Tragdorns ab. Lediglich eine rückwärts strei­ chende Beanspruchung der Zahnkrone 4 könnte zu einer erhöhten Belastung des Sicherungsbolzen 4 führen. Eine derartige Bela­ stung in Richtung des Pfeils V′ kommt aber bei einem normalen Betrieb überhaupt nicht oder nur sehr selten vor, so daß diese vernachlässigbar ist.

Durch die schräge Anordnung des Sicherungsbolzens S ist dessen Montage und Demontage wesentlich vereinfacht.

Claims (6)

1. An der Vorderkante von Greifern, Löffeln oder Schaufeln von Hydraulikbaggern, Ladern oder dergleichen angeordneter Zahn, der aus einem mit der als verstärktem Träger ausgebildeten Vorderkante verbundenen, den Zahnhals bildenden Tragdorn und aus einer auf diesen aufgesetzten, mit einer etwa komplemen­ tären Ausnehmung versehenen und mit diesem durch ein Sicherungselement formschlüssig verbundenen Zahnkrone be­ steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Innen- und/oder Außen­ seite (8, 11) des Tragdorns (3) und die an dieser Seite im wesentlichen anliegende Wandung (9, 13) der Ausnehmung (10) der Zahnkrone (4) etwa kreiszylinderförmig ausgebildet ist, wobei die Achse (7) des Zylinders auf seiten der Innenfläche (8) liegt und parallel zur Vorderkante verläuft, daß die seitlichen Wandungen der Zahnkrone (4) mit diese verlängern­ den hakenförmig gekrümmten Schenkeln (14, 15) versehen sind, die gegensinnig gekrümmte seitliche Vorsprünge (20) am Trag­ dorn (3) hintergreifen, daß die einander hintergreifenden Flächen der Zahnkrone (4) und des Tragdorns (3) ebenfalls etwa kreiszylinderförmig und die Achse (7) gekrümmt sind und daß das Sicherungselement (5) die Schenkel (14, 15) und den Tragdorn (3) in einer Querbohrung (23, 24, 25) durchsetzt.

2. Zahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ab­ stand der Achse (7) von der Zahnkrone (4) etwa der Länge der inneren Zahnflanke entspricht.

3. Zahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die hinteren Stirnflanken (17) der seitlichen Schenkel (14, 15) derart gekrümmt sind, daß sie beim ein­ schwenkenden Aufsetzen der Zahnkrone (4) auf den Tragdorn (3) auf komplementären Gegenflächen (18) des Tragdorns (3) abwälzen und im zusammengefügten Zustand auf diesen abge­ stützt sind.

4. Zahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die bogenförmig gekrümmten Flanken der Schenkel (14, 15) durch einen bogenförmig gekrümmten Scheitel­ bereich (19) miteinander verbunden sind.

5. Zahn nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außen­ seite des Tragdorns (3) im Bereich ihres vorderen Drittels mit einer quer verlaufenden flachen rinnenförmigen Ver­ tiefung (12) versehen ist, die mit leichter Krümmung in die angrenzenden Flächen übergeht.

6. Zahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die innere Hinterkante (21) der Zahnkrone (4) im Abstand von den äußeren Vorderkanten (22) der seitlichen Vorsprünge (20) des Tragdorns (3) endet.