DE68921419T2

DE68921419T2 - Grabzahn, Ersatzzahnspitze und Verfahren zum Befestigen einer Zahnspitze.

Info

Publication number: DE68921419T2
Application number: DE68921419T
Authority: DE
Inventors: Terry L Briscoe; Herbert E Jones; John S Kreitzberg
Original assignee: Esco Corp
Current assignee: Esco Corp
Priority date: 1988-10-20
Filing date: 1989-10-20
Publication date: 1995-10-19
Anticipated expiration: 2009-10-21
Also published as: US4903420A; EP0369191B1; KR950007798B1; NZ231100A; DE68921419D1; ATE119230T1; AU617545B2; EP0369191A2; PH25832A; MX166531B; JPH02164942A; MY104470A; PT92057A; ZA897914B; JPH076218B2; BR8905344A; ES2070879T3; PT92057B; CN1015722B; KR900006637A

Description

Allgemeiner Stand der Technik und Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbau einer Zahnspitze für den Bergbau und sie betrifft insbesondere eine Spitze, die einfacher an dem tragenden Zwischenstück angebracht werden kann, jedoch schwerer von diesem entfernbar ist.
Der Standardzahn für den Bergbau ist, ungeachtet der folgenden Zahnentwicklungen in Form der U.S. Patente US-A-4.231.173 (der SUPER CONICAL ) und US-A-4.335.532 (der HELTLOK ), weiterhin die Nummer 77 CONICAL . Bei diesem Zahn handelt es sich um eine Kombination der U.S. Patente US-A-2.919.506 und US-A-3.079.710, wobei ein Stiftverschluß der in dem U.S. Patent US-A-3.126.654 offenbarten Art verwendet wird, wobei es sich bei diesem Patent um das Patent handelt, auf dem der vorkennzeichnende Teil der Ansprüche 1 und 3 basiert.
Die Bezeichnung 77 bezieht sich auf die Tatsache, daß das horizonale Ausmaß der Zahnspitzenbasis an der konischen Achse neben der Hinterseite der Spitze 0,2 Meter (7,7 Inch) beträgt. Die hauptsächliche Schwierigkeit besteht bei diesen Spitzen darin, den Sperrstift anzubringen. Diese Schwierigkeit ist bei den kleineren Zähnen teilweise nicht so schwerwiegend und bei den größeren Zähnen werden eine Spule und ein Keil verwendet. Die Spitze und die Nase des Zwischenstücks weisen zueinander ausgerichtete, sich vertikal erstreckende Öffnungen auf, in denen ein "gerippter" Stift installiert wird, so daß dieser mit einem zusammenpassenden Gurnmiverschluß bzw. einem Schließhaken zusammenwirkt. Es ist häufig vorgekommen, daß der stärkste Mann der Schicht, der mit einem schweren Vorschlaghammer ausgestattet war, Schwierigkeiten dabei hatte, den Sperrstift an die Endposition zu bringen. Hierbei gilt es festzustellen, daß diese Zahnteile ziemlich schwer sind, wobei die Spitze mehr als 45 kg (100 Pfund) und das Zwischenstück mehr als 181 kg bis 227 kg (400 bis 500 Pfund) wiegen. Ein Austausch erfolgt im Freien häufig unter widrigen Umständen. Ferner gilt es festzustellen, daß sich die Spitzen schnell abnutzen und einen Austausch erforderlich machen. Abhängig von der Abriebwirkung des abzubauenden Materials kann eine Spitze nur Stunden bzw. Tage oder Wochen halten. Auf jeden Fall erfolgt, zumindest in bezug auf die Lebensdauer des Zwischenstücks, ein verhältnismäßig häufiger Austausch. Normalerweise hält ein solches Zwischenstück etwa 5 bis ungefähr 30 Austauschspitzen lang.
Durch die vorliegende Erfindung wird die Schwierigkeit des Einbaus durch die Verwendung eines Paars neuartig geformt er Stiftaufnahmeöffnungen in der Spitze gelöst, die die Aufnahme eines komplementär geformten Sperrstiftes ermöglichen. Im besonderen sind die hinteren, allgemein vertikalen Wände der Spitzenstiftöffnungen nun nicht mehr koplanar, sondern sie konvergieren jeweils nach außen zu der entsprechenden Vorderwand der Stiftöffnung. Für Definitionen der Erfindung wird auf die anhängigen Ansprüche verwiesen. In einem nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel weist die vordere Oberfläche des Stifts drei nicht-koplanare Vorsprünge auf.
Die Anwendung nach außen konvergierender Wände und eines Stifts mit einer entsprechenden Neigung ermöglichte: (a) einen größeren Versatz zwischen den inneren Enden der Rückwände der Spitzenöffnung und der Nasenöffnungsrückwand im Vergleich zu dem gleichen früheren, dem Stand der Technik entsprechenden Zahn mit vertikalen Rückwänden in den Spitzenöffnungen, so daß die Spitze an der Nase des Zwischenstücks besser aufgenommen wird; (b) eine geringere Beeinträchtigung des Einbaus; und (c) einen vergrößerten Auflagebereich zwischen dem Stift und den Rückwänden der Stiftöffnung.
Bei den U.S. Patenten US-A-4.182.058 und US-A-4.455.771 handelt es sich um zutreffende, dem Stand der Technik entsprechende Patente, die eine schräge Rückwand in einer der Stiftöffnungen der Spitze darstellen, jedoch für einen anderen Zweck.
Andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus den Einzelheiten der folgenden Beschreibung deutlich.
Die Erfindung wird in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 eine Perspektivansicht, die teilweise im Aufriß dargestellt ist, eines Zahns mit erfindungsgemäßer Spitze sowie erfindungsgemäßem Stift;
Figur 2 einen teilweisen bruchstückartigen Seitenaufriß des dem Stand der Technik entsprechenden Zahns 77 in aufgelösten Teilen;
Figur 3 eine im wesentlichen der Figur 2 entsprechende Ansicht, wobei jedoch die erfindungsgemäße Spitze und der komplementär geformte Stift dargestellt sind;
Figur 4 eine weitere Ansicht des dem Stand der Technik entsprechenden Stifts, wobei der Stift teilweise in den ausgerichteten Öffnungen der Spitze und der Nase des Zwischenstücks montiert ist;
Figur 5 eine der Figur 4 entsprechende Ansicht, wobei jedoch die erfindungsgemäße Spitze und der Stift dargestellt sind,
Figur 6 wiederum eine dem Stand der Technik entsprechende, bruchstückartige, teilweise Seitenaufrißansicht einer Stift- Zwischenstücknase und Spitze im montierten Zustand; und
Figur 7 eine Ansicht der erfindungsgemäßen Konstruktion, die der Darstellung aus Figur 6 entspricht.
In bezug auf die Darstellung aus Figur 1 bezeichnet die Ziffer 10' allgemein die erfindungsgemäße Spitze, die an der allgemein mit 11 bezeichneten Nase des Zwischenstücks 12 angebracht ist. Das Zwischenstück 12 ist mit einer optionalen Verschleißkappe 13 ausgerüstet. Ein Bolzen 14 und ein Stift 15' vervollständigen den Zusammenbau des Baggerzahns. Bei den dem Stand der Technik entsprechenden Elementen fehlt der Strichindex (').
Die wechselseitige Beziehung der Teile des Baggerzahns wird aus der in der Figur 2 abgebildeten Ansicht in aufgelösten Teilen deutlich. Darin ist die Spitze wiederum allgemein durch die Ziffer 10 bezeichnet und umfaßt die vertikal ausgerichteten Öffnungen 16 und 17. Die Nase 11 umfaßt eine sich vertikal erstreckende Öffnung 18, die allgemein mit den Öffnungen 16 und 17 ausgerichtet werden kann. Der Bolzen bzw. Schließhaken 14 ist mit vier Vorsprüngen 19 ausgebildet, die durch zylinderförmige Einsätze der Art entstanden sind, die in US-A-3.126.654 dargestellt und beschrieben ist.
Der Stift 15 (der mit Abstand zur der Spitze-Nase-Kombination oberhalb dieser dargestellt ist) umfaßt fünf Vorsprünge bzw. "Erhebungen", wie dies etwa bei 20 dargestellt ist, wobei sich diese Erhebungen alle auf einer Linie befinden, d.h. die Spitzen liegen auf einer Ebene. Die Rückwand des Stifts ist bei 21 vollständig eben.
In bezug auf das untere Teilstück aus Figur 2 existiert ein Versatz 22 zwischen der Rückseite 23 der Keilnut bzw. Öffnung 18 in der Nase und der Rückseite 24 der Stiftöffnung 16 in der Spitze. Dieser Versatz ermöglicht die Aufnahme der Spitze an der Nase, wenn sich die Oberfläche der Nase abnutzt. Je größer dieser Versatz ist, desto mehr Platz steht für die Aufnahme eines Spitze-Nasen-Zusammenbaus zur Verfügung.
In bezug auf den oberen Teil aus Figur 2 existiert an jedem Ende des Stifts 15 bei 26 und 29 eine große Schräge, um die Einführung des Stifts vorbei an dem Versatz 22 in dem Spitze-Nase- Zusammenbau zu erleichtern.
In Figur 3 werden die gleichen Bezugsziffern für Elemente verwendet, die den gerade in bezug auf Figur 2 beschriebenen Elementen entsprechen. Wo sich ein Element unterscheidet, wurde ein Strichindex (') hinzugefügt. Folglich ist die Nase durch die Ziffer 11 bezeichnet, da sie nicht verändert wurde. Die Spitze wird jedoch allgemein mit 10' bezeichnet, um dadurch anzuzeigen, daß zwischen den beiden Darstellungen ein Unterschied existiert. Der Unterschied zwischen den Spitzen liegt darin, daß an der hinteren Kante jeder der Stiftöffnungen 16' und 17' in der Spitze eine Vorwärtsschräge bzw. Neigung 24' vorgesehen ist. Dadurch wird zwischen der Unterseite (nicht der Oberseite) der Rückwand 24' der Keilnut 16' ein größerer Versatz 22' vorgesehen. Dieser größere Versatz 22' ermöglicht eine erhöhte Aufnahme der Spitze an der Nase in Zusammenwirkung mit der vergrößerten Schrägkante 26' an der Rückseite des Stifts 15'. Diese vergrößerte Schrägkante wird aus dem Vergleich der oberen Teilstücke der Figuren 2 und 3 deutlich und insbesondere durch den Vergleich der Schrägkanten bei 26 in Figur 2 und bei 26' in Figur 3.
In bezug auf das obere Teilstück aus Figur 3 ist zwischen der mittleren Erhebung 20 und jeder der benachbarten Erhebungen 20' ein Versatz 27' vorgesehen. Hiermit wird festgestellt, daß an der Vorderseite des Stifts 15' nicht wie bei dem früheren Stift 15 fünf, sondern nur drei Erhebungen vorgesehen sind. Ein weiteres signifikantes Merkmal des neuartigen Stifts 15' liegt darin, daß die Enden des Stifts am äußersten Ende des Stifts nur mit geringem Radius abgeschrägt sind, so daß sie nicht mit den für den früheren Stift 15 kennzeichnenden großen Schrägen versehen sind.
In den beiden Ansichten aus den Figuren 4 und 5 ist der Stift teilweise in den Stiftöffnungen der zusammengebauten Spitze-Nase- Kombination eingebaut dargestellt. In beiden Fällen werden die Stifte von oben eingeführt. Hiermit wird festgestellt, daß es der Versatz zwischen der Stiftöffnung bzw. der Keilnut in der Nase und der Keilnut in der Spitze an der Stelle 28 an der Unterseite des Zusammenbaus dem Stift erschwert, an dieser Stelle vorbei zu treten. Dies ist der Grund für die große Schräge an dem äußersten unteren Ende der Rückseite des Stifts, wie etwa bei 29, siehe oberes Teilstück aus Figur 2. Hiermit wird ferner festgestellt, daß die erste Erhebung an der Vorderseite des Stifts, wie dies etwa bei 20a in Figur 4 ersichtlich ist, zu dem Zeitpunkt, an dem der Stift 15 während dem Zusammenbau an der Stelle 28 auf das Hindernis stößt, ebenso in Kontakt mit dem letzten Stahlzylinder 19a in dem Gummiverschluß 14 gelangt. Wenn der Stift 15 an der Stelle 28 (oder dem Versatz zwischen der Spitze und der Nase) vorbeitritt, wird der nach vorne und nach unten auf den zylinderförmigen Einsatz 19a gedrängt. Dadurch wird es außerordentlich schwierig, den Stift an dessen Endpositon zu bewegen, da der letzte Stahlzylinder an der Stelle 14a gegen die Innenoberfläche der Spitze gedrängt wird. Es hat sich gezeigt, daß der Stift bei schwierigen Montagen nach dessen Einbau entfernt werden kann, wobei dieser Zylinder zerbrochen und der Gummiverschluß zerstört vogefunden werden.
In der Figur 5 ist der Stift 15' in einen neuen Spitze- und Nasenzusammenbau eingeführt dargestellt. Dabei handelt es sich um die gleiche Stufe des Einbaus wie in Figur 4. Hiermit wird festgestellt, daß in Figur 5 an der Stelle 28' keine wesentliche Beeinträchtigung vorliegt. Dabei handelt es sich um den Kontaktbereich an dem Boden des Inneren der Spitze an dem Zusammenbau, da an der Rückseite des Stifts etwa bei 26' und 29' eine große Schräge vorgesehen ist. Ferner wird hiermit festgestellt, daß nicht versucht wird, den letzten Zylinder in dem Verschluß 14 an dem gleichen Zeitpunkt zusammenzudrücken, an dem der Stift 15' versucht an dem Bereich 28' vorbeizuspringen, sondern daß stattdessen ein Zwischenabstand zwischen dem Stift 15' und dem unteren Zylinder 20a' existiert.
In der Darstellung aus Figur 6 greift der Stift vollständig in dem Zusammenbau aus Spitze 10 und Nase 11 ein. Hiermit wird festgestellt, daß an der Unterseite eine Dimension 30 vorhanden ist, welche den Effekt der großen Schräge an der Rückseite des Stifts 15 in bezug auf den Oberflächenkontakt zwischen dem Stift 15 und der Rückwand 24 der Keilnut 17 darstellt. Hiermit wird ferner festgestellt, daß zwischen der Rückseite der Nasennut und der Rückseite des Stifts nur ein sehr geringer Zwischenabstand existiert, wie etwa bei 31.
In der Darstellung aus Figur 7 ist im Gegensatz dazu ein vollständig eingebauter Stift mit der neuen Spitze 10', einer Standardnase 10 und einem Standardbolzen bzw. Verschluß 14 dargestellt. Es ist unbedingt erforderlich den Unterschied zwischen dem zusammengedrückten Zustand in der Mitte des Gummiverschlusses 14 festzustellen, wie dies durch die Dimension 32 dargestellt ist. Durch diese erhöhte Pressung wird die Spitze 10' fester an der Nase 11 gehalten und die Stabilität des gesamten Systems erhöht sich ebenso. Ferner gilt es das Ausmaß des Zwischenabstands zwischen der Rückseite des Stifts und der Rückseite der Keilnut in der Nase zur Kenntnis zu nehmen, wie etwa bei 31'. Dieser vergrößerte Zwischenabstand ermöglicht eine größere Aufnahme, die durch die erhöhte Pressung des Gurnmiverschlusses vorgesehen wird.
Ein weiteres signifikantes Merkmal dieses Systems ist die Tatsache, daß zwischen der Rückseite des Stifts 15' und der zusammenpassenden Oberfläche der Spitze ein Kontakt von so gut wie 100% existiert. Die Bezugsziffer 30' bezeichnet die geringfügige Abweichung von diesem Wert und bezieht sich auf die Angabe unten rechts in Figur 7.
Die erhöhte Stabilität ergibt sich daraus, daß der Stift 15', um sich aus der Position aus Figur 7 zu bewegen, aus einer durch zwei Grenzflächen zwischen den Schrägen an der hinteren Kante der Stiftöffnungen der Spitze gebildeten Vertiefung nach oben aufsteigen muß. Er wird ferner in einem gekrümmten Teilstück des Verschlusses gestützt, der die drei Erhebungen an der Vordersteite des Stifts umgibt.
Die besonders vorteilhaften Merkmale der Erfindung lauten wie folgt
1. Ein wesentlich einfacherer Einbau des Stifts in den Zusammenbau, aufgrund der Schrägkanten an dem hinteren Ende des Stifts, wobei diese Schrägen geneigte Oberflächen im Bereich von 15º vorsehen und die Beeinträchtigungen beseitigen, die bei dem dem Stand der Technik entsprechenden System vorhanden sind;
2. Die Beseitigung der unteren, äußeren Erhebungen an dem Stift beseitigt die Beeinträchtigung zwischen dieser Erhebung und dem unteren Zylinder beim Einbau;
3. Der vergrößerte zulässige Versatz zwischen der Rückseite der Stiftöffnung in der Nase und der Rückseite der Stiftöffnungen in der Spitze ermöglicht eine höhere Aufnahme der Spitze an der Nase; und
4. Die durch die Erhebungen gestaltete Krümmung an der Vorderseite des Stifts 15' ist nicht geradlinig und dadurch wird der Gummiverschluß dazu gedrängt, sich um diesen Stift zu wickeln, wenn dieser vollständig eingebaut ist.
Hiermit wurde festgestellt, daß das erfindungsgemäße System selbst bei sehr kalter Witterung einfacher eingebaut werden kann, daß es den Gummiverschluß beim Einbau nicht beschädigt (was bei dem früheren System der Fall gewesen ist) und daß es nach dem Einbau stabiler ist. Das erfindungsgemäße System erfordert ferner mehr Energie zum Auseinanderbau, und zwar aufgrund der Schrägen an den beiden Oberflächen und der Krümmung an der Vorderseite des Stifts, die während der Betriebsweise zum Halten des Stifts vorteilhaft ist.

Claims

1. Baggerzahn, mit:

einer Spitze (10') mit allgemein keilförmigem Körper, mit einer vorderen Grabkante und einem hinteren Ende, das eine sich nach vorne erstreckende Öffnung bildet, wobei die Öffnung durch ein Paar entgegengesetzter Wände begrenzt ist, die jeweils ein transversales Loch (16', 17') definieren, das sich durch die Wand erstreckt, wobei jedes der Löcher (16', 17') eine Rückwand (24') und eine Vorderwand (33) aufweist;

einem Zwischenstück (12) mit einem Körper, der eine nach vorne vorstehende Nase (11) und einen Durchgang (18) bildet, der sich vollständig dort hindurch erstreckt, wobei der Durchgang (18) eine Vorderwand und eine Rückwand aufweist, wobei die Vorderwand durch einen elastischen Einsatz (14) gebildet wird, der eine Reihe mit Zwischenabständen versehener Erhebungen (19) aufweist, wobei die Nase (11) des Zwischenstücks (12) an dem hinteren Teil der Spitze (10') in der genannten Öffnung aufgenommen wird, so daß der Durchgang (18) allgemein mit den Löchern (16', 17') in den Spitzenwänden ausgerichtet ist; und

einem Sperrstift (15') mit einem Endenpaar, wobei der Stift in den genannten Löchern (16', 17') in der Spitze (10') und dem Durchgang (18) in dem Zwischenstück (12) aufgenommen wird, um die Spitze (10') an dem Zwischenstück (12) zu sichern;

dadurch gekennzeichnet, daß

jede Rückwand (24') der Spitze (10') geneigt ist, so daß sie nach außen zu der entsprechenden Vorderwand (33) konvergiert;

wobei der Sperrstift (15') eine Vorderwand aufweist, die eine Reihe von Erhebungen (20') bildet, die allgemein konvex angeordnet sind, wobei die Anzahl der Erhebungen (20') geringer ist als die Anzahl der an dem Zwischenstückeinsatz (14) vorgesehenen Erhebungen (19); und wobei

der Sperrstift (15') eine Rückwand aufweist,.die eine Mehrzahl schräger Endsegmente (26', 29') umfaßt, die so ausgerichtet sind, daß sie relativ zueinander nach hinten konvergieren, wobei sich jedes Endsegment (26', 29') in bündigem Eingriff mit einer entsprechenden Rückwand (24') der Löcher (16', 17') der Spitze (10') befindet, und wobei sich die Erhebungen (20') des Sperrstifts (15') zwischen den Erhebungen (19) des Zwischenstückeinsatzes (14) befinden, wenn der Sperrstift (15') die Spitze (10') an dem Zwischenstück (12) sichert.

2. Verfahren zur Befestigung der Zahnspitze (10') gemäß Anspruch 1 an dem Zwischenstück (12) gemäß Anspruch 1, so daß der Baggerzahn gemäß Anspruch 1 gebildet wird, umfassend die folgenden Schritte:

i) Einführung eines Endes des Sperrstifts (15') nach Anspruch 1 in eines der Löcher (16', 17') in der Zahnspitze (10'), so daß eines der schrägen Endsegmente (26', 29') gegenüber der Rückwand (24') eines der Löcher (16', 17') liegt;

ii) Führung des Sperrstifts (15') durch das genannte eine Loch (16', 17') in der Zahnspitze (10') und in den Durchgang (18) des Zwischenstücks (12), bis die schrägen Endsegmente (26', 29') neben und im wesentlichen parallel zu der Rückwand (24') des entsprechenden Lochs (16', 17') in der Spitze (10') liegen;

iii) Weiterführung des Sperrstifts (15'), so daß die schrägen Endsegmente (26', 29') allgemein bündig an den Rückwänden (24') der Löcher (16', 17') der Zahnspitze (10') anstossen, bevor die Erhebungen (20') des Sperrstifts (15') mit allen Erhebungen (19) des Zwischenstückeinsatzes (14) in Eingriff gelangt sind; und

iv) Weiterführung des Sperrstifts (15') nach dem Anstoß der schrägen Endsegmente (26', 29') mit den Rückwänden (24') der Löcher (16', 17') der Zahnspitze (10'), bis die Erhebungen (20') an dem Sperrstift (15') zwischen den Erhebungen (19) an dem Zwischenstückeinsatz (14) aufgenommen werden.

3. Austauschspitze (10') für einen Baggerzahn nach Anspruch 1, mit einem allgemein keilförmigen Körper, der eine vordere Grabkante und ein hinteres Ende umfaßt, welches eine sich nach vorne erstreckende Öffnung aufweist, wobei die Öffnung durch ein Paar entgegengesetzter Wände begrenzt ist, die jeweils ein transversales Loch (16', 17') definieren, das sich durch die Wand erstreckt, wobei jedes der Löcher (16', 17') eine Rückwand (24') und eine Vorderwand (33) aufweist; dadurch gekennzeichnet, daß jede Rückwand (24') der Löcher (16', 17') geneigt ist, so daß sie nach außen zu der entsprechenden Vorderwand (22) konvergiert.

4. Austauschspitze (10') nach Anspruch 3, wobei die Rückwand (24') in einem Winkel von 15 geneigt ist.