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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Baggerzahn zur Anbringung
an einer Grabekante eines Baggers.
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Hintergrund
der Erfindung
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Baggerzähne wurden
lange Zeit entlang der Grabekante von Schaufeln und anderem Grabegerät befestigt,
um den Boden aufzubrechen und den Grabevorgang zu verbessern. Die
Zähne sind
gewöhnlich
aus einer Mehrzahl von Teilen geformt, um die Größe des äußeren Verschleißelements
zu verringern, welches häufigen
Austausch benötigt.
Im Allgemeinen umfasst ein Baggerzahn einen Adapter, eine Spitze
und einen Verschluss, um die Spitze an dem Adapter zu befestigen.
Der Adapter weist ein hinteres Montageende auf, welches zur Anbringung
an der Grabekante eines Baggers gestaltet ist, und eine nach vorne
vorragende Nase zur Montage der Spitze. Die Spitze ist ein geneigtes
keilförmiges
Element, versehen mit einer vorderen Grabekante und einem sich nach
hinten öffnenden
Sockel, angepasst, um über
der Nase des Adapters aufgenommen zu werden.
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Baggerzähne werden üblicherweise
schweren Belastungen durch große
Kräfte
ausgesetzt, die aus einer großen
Vielzahl von Richtungen aufgebracht werden. Demzufolge müssen die
Spitzen fest an dem Adapter angebracht sein, um nicht nur axialen
Kräften,
sondern auch ebenso vertikal und lateral gerichteten Kräften zu
widerstehen. Vertikale Kräfte sind
besonders störend
gewesen, da sie große
Hebelkräfte
erzeugen, welche dazu neigen, die Spitze von dem Adapter abzudrehen.
Während
die geneigten Wände
der Adapternase ein Lager für
die Spitze vor sehen, spielt der Verschluss eine große Rolle beim
Widerstehen dieser Hebelkräfte.
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Zusätzlich bewirkt
eine Abnutzung der Zahnkomponenten eine Lockerheit in der Verbindung,
welche unter bestimmten Umständen
zu einem Verlust des Stifts und damit der Spitze führen kann.
Bei einem Ansatz die Lebensdauer des Aufbaus zu erhöhen, wird
der Stift gewöhnlich
sehr eng in die definierte Öffnung
eingesetzt. Folglich wird der Stift mit Gewalt in die und aus der Öffnung getrieben.
Der Stift wird typischerweise durch wiederholte Schläge mit einem
schweren Vorschlaghammer eingefügt.
Wie man sich denken kann, ist dies eine beschwerliche und zeitaufwendige
Aufgabe, insbesondere im Fall der größer dimensionierten Zähne.
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Bei
einem weiteren Ansatz einem Verlust der Spitze zu verringern, wird
häufig
ein Elastomer vor dem Stift platziert, um eine enge Passung zwischen der
Spitze und dem Adapter beizubehalten. Während das Elastomer wirkt,
um die Spitze auf den Adapter zu ziehen, verringert es gleichzeitig
die Fähigkeit
des Verschlusses den auftretenden Hebelkräften zu widerstehen. Insbesondere
wird unter einer Hebelkraft die Spitze in eine allgemeine Drehrichtung
um die Adapternase getrieben. Falls demnach eine nach unten gerichtete
Kraft an die Vorderseite der Spitze ausgeübt wird, neigt die hintere
obere Seite der Spitze dazu, nach vorne und oben gezogen zu werden.
Diese Bewegung drückt
den Stift gegen das Elastomer, was eine größere Freiheit der Bewegung
der Spitze bietet und somit ein höheres Risiko für deren
Verlust.
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Um
das sich auf den Verschlussstift zum Zurückhalten der Spitze Verlassen
zu verringern, wurden Anstrengungen unternommen, um eine Verbindung
auszubilden, welche eine höhere
Stabilität
für die
Spitze vorsieht. Das US-Patent 4,231,173 für Davis offenbart einen Zahn,
wobei die Apices der Adapternase und des Sockels ausgeformt sind,
so dass sie eine Kistenform aufweisen. Bei dieser Konstruktion erstrecken
sich planare Stirnflächen
im Allgemeinen parallel zu der Achse des Zahns entlang der Ober-
und Unterseite der Nase, um einen höheren Widerstand gegen ein
Verdrehen der Spitze unter Hebelkräften vorzusehen als bei Nasen,
welche geneigte Wände
entlang ihrer gesamten Länge
aufweisen. Der Zahn des Davis-Patents schließt weiter rückwärtsgerichtete Dorne ein, aufgenommen
in Ausbuchtungen, zum Vorsehen eines zusätzlichen Widerstands gegen
die Hebelkräfte.
Da jedoch die Dorne sich außerhalb
von dem Körper
der Spitze erstrecken, besitzen sie weniger Widerstandsfestigkeit.
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Das
US-Patent Nr. 3,196,956 an Ratkowski 5,423,138 an Livesay et al.
sahen ebene Lageroberflächen
vor, welche parallel zur Achse des Zahns entlang den rückwärtigen Teilen
der Nase liegen. Die rückwärtige Anordnung
dieser Lageroberflächen
wird einen Grad an Stabilität
beim Widerstehen gegen Hebelkräfte
vorsehen. Jedoch führt
die Verwendung dieser Oberflächen
zu scharfen Ecken, welche an der Nase und dem Sockel ausgebildet
sind. Die Schaffung solcher Ecken bewirkt größere Belastungskonzentrationen
an diesen Punkten unter Last, was wiederum die Gesamtfestigkeit
des Zahns schwächt.
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Die
Page Engineering Company hat einen Zahn hergestellt, welcher zwei
Sätze von
Lagerstirnflächen
entlang den oberen und unteren Wänden
der Nase einschließt.
Die Lagerstirnflächen
sind im Allgemeinen parallel zu der Achse des Zahns. Jedoch unterbricht
die Verwendung solcher Lagerstirnflächen entlang dem hinteren Ende
der Nase die Ausbildung eines sanften Übergangs der Nase und den Füßen. Im
Ergebnis ist die Übergangsstruktur
hohen Belastungskonzentrationen ausgesetzt und einem erhöhten Risiko
des Versagens. Um die Schwäche
in dem Zahn von Page zu überwinden,
offenbart das US-Patent Nr. 4,233,761 die Verwendung von Rippen
entlang der Nase, um eine höhere
Festigkeit vorzusehen. Obwohl die Rippen die Festigkeit der Nase steigern
würden,
beseitigt die Gestaltung nicht die Punkte hoher Belastung an der
Nase. Darüber
hinaus würde
die Ausbildung von Nuten entlang der Innenseite der Spitze dazu
führen,
dass die Spitze schwächer
ist und anfälliger
für einen
Ausfall.
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Das
US-Patent
US 3,623,247 zeigt
eine auswechselbare Spitze eines Grabezahns für eine Ausrüstung für Erdarbeiten oder dergleichen,
welche einen Sockelhohlraum aufweist, in welchem ein zahnartiger
Träger
aufgenommen ist. Die Spitze wird an dem Träger durch einen Querstift zurückgehalten. Zentrale
Teile einer Kontaktoberfläche
der Spitze oder Trägermittel
innerhalb des Hohlraums sind vorgesehen, um Belastungen zu verringern,
indem diese zu Seitenbereichen der Spitze mit verhältnismäßig hoher
Festigkeit geleitet werden.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Baggerzahn, welcher
eine verbesserte Stabilität
zur Montage der Spitze vorsieht. Insbesondere sind die Nase des
Adapters und der Sockel der Spitze mit Lagerstirnflächen vorgesehen,
welche sich im Wesentlichen parallel zu der longitudinalen Achse des
Zahns erstrecken. Die Lageroberflächen sind in der Lage den vertikalen
Druck- und Hebelkräften besser
zu widerstehen, welche während
einer vertikalen Belastung an dem vorderen Ende der Spitze aufgebracht
werden.
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Gemäß der Erfindung
sind die Nase und ein Sockel jeweils durch ein Paar von oberen und
unteren konvergierenden Wänden,
ein Paar von Seitenwänden
und zwei Sätzen
von Lagerstirnflächen
gebildet, welche sich im Wesentlichen parallel zu der Achse des
Zahns erstrecken. Die Lagerstirnflächen können in Reihen ausgebildet
sein, so dass ein Satz von Lagerstirnflächen weiter von der longitudinalen Achse
des Zahns beabstandet ist als der andere Satz von Lagerstirnflächen. Die
hinteren Lagerstirnflächen sind
entlang den Ecken der Nase lokalisiert (d. h. an den Verbindungspunkten
der oberen und unteren Wände
mit den Seitenwänden).
Auf diesem Weg ist der Zahn besser in der Lage, einen starken Widerstand
gegen aufgebrachte vertikale Belastungen vorzusehen ohne Punkte
mit höherer
Belastung am Übergang
zwischen der Nase und dem Montageabschnitt zu erzeugen. In einem
weiteren Aspekt der Erfindung weiten sich die Lagerstirnflächen signifikant aus,
wenn sie sich in eine rückwärtige Richtung
erstrecken. Als Ergebnis ist eine breite Lageroberfläche am hinteren
Ende der Spitze und des Adapters vorgesehen, um einen verbesserten
Widerstand gegen aufgebrachte Hebelkräfte vorzusehen.
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Gemäß der Erfindung
sind die Nase und der Sockel jeweils durch obere und untere konvergierende
Wände,
ein Paar von Seitenwänden
und eine Mehrzahl von Lagerstirnflächen definiert, welche sich im
Wesentlichen parallel zu der Achse des Zahns erstrecken. Eine Lagerstirnfläche ist
zwischen den Seiten- und konvergierenden Wänden in stumpfen Winkeln dazu
vorgesehen. Mit dieser Konstruktion wird die Ausbildung von scharfen
Ecken mit den damit verbundenen hohen Belastungskonzentrationen,
wie im Stand der Technik, vermieden.
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Ein
ausziehbarer, wiederverwendbarer Verschluss ist verwendet, um ein
Verschleißelement
an einem Adapter zu befestigen. Der Verschluss schließt eine
Basis und einen Körper
ein, welche zur relativen Bewegung zwischen verriegelten und gelösten Positionen
zusammen gekoppelt sind. Die ausziehbare Art des Verschlusses erlaubt
eine einfache Installation und Entfernung des Verschleißelements
und vermeidet das Erfordernis den Verschluss in oder aus Position
mit wiederholten Schlägen
eines Vorschlaghammers zu treiben.
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In
einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verschleißelement
vorgesehen, angepasst zur Verwendung mit einem ausziehbaren Verschluss,
mit einem Loch, welches sich entlang einer transversalen Achse erstreckt.
Das Loch schließt
eine hintere Stirnfläche
ein, welche ein inneres Segment einschließt, das zu der transversalen
Achse des Lochs konvergiert, während
es sich nach außen
erstreckt, und ein äußeres Segment
davon geht über
zu einer im Wesentlichen parallelen Ausrichtung zu der transversalen
Achse, um ein unzulässiges
Schließen
des Lochs zu verhindern. Die transversal konvergierende Oberfläche greift
mit der Lagerstirnfläche
des Verschlusses zum Verschließen
und Festmachen der Spitze an dem Adapter ein. Alternativ ist eine
orthogonale Wand vorgesehen, an der Außenseite und benachbart zu
dem konvergierenden Segment, um den äußeren Abschnitt des Lochs teilweise
oder vollständig
zu schließen.
Die orthogonale Wand verhindert eine übermäßige Ausdehnung des Verschlusses.
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In
einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Adapter vorgesehen,
angepasst zur Verwendung mit einem ausziehbaren Verschluss, mit
einem Loch, welches sich entlang einer transversalen Achse erstreckt.
Das Loch schließt
zumindest eine Rippe ein, welche als ein Anschlag für den ausziehbaren
Verschluss funktioniert. Der Verschluss erstreckt sich dann zwischen
der Rippe und der Lagerstirnfläche des
Verschleißelements,
um das Verschleißelement fest
an Ort und Stelle an dem Adapter zu halten.
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In
einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Verschleißelement
an dem Adapter durch ein festes Verschlusselement befestigt, versehen
mit einer vorderen konvexen Lagerstirnfläche, angepasst, um mit einer
Oberfläche
des Adapters einzugreifen, und einer hinteren konkaven Lagerstirnfläche, angepasst,
um mit einer Oberfläche
des Verschleißelements
einzugreifen. Der feste Verschluss schließt weiter einen elastischen
Riegel ein, welcher lösbar durch
einen Halter zurückgehalten
wird, definiert an der Spitze, um ein unbeabsichtigtes Lösen des
Verschlusses von dem Zahnzusammenbau zu verhindern.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Seitenansicht eines Zahns in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht eines Adapters in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
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3 ist
eine perspektivische Ansicht einer Spitze in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung.
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4 ist
eine Querschnittsansicht, aufgenommen entlang der Linie 4-4 in 3.
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5 ist
eine teilweise Bodendraufsicht des Adapters.
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6 ist
eine Querschnittsansicht, aufgenommen entlang einer Linie 6-6 in 1.
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7 ist
eine Schnittansicht eines ausziehbaren Verschlusses in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung.
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8 ist
eine Seitenansicht eines Gehäuses für den ausziehbaren
Verschluss.
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9 ist
eine Bodenansicht des Gehäuses.
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10 ist
eine Querschnittsansicht, aufgenommen entlang einer Linie 10-10
in 8.
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11 ist
eine Seitenansicht eines Verschlusses für den ausziehbaren Verschluss.
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12 ist
eine Draufsicht auf den Verschluss.
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13 ist
eine Querschnittsansicht, aufgenommen entlang einer Linie 13-13
in 11.
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14 ist
eine Seitenansicht einer zentralen Schraube für den ausziehbaren Verschluss.
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15 ist
eine Draufsicht einer Anschlagsplatte für den ausziehbaren Verschluss.
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16 ist
eine Querschnittsansicht einer zweiten Ausführungsform eines ausziehbaren
Verschlusses, montiert in einem Zahnzusammenbau.
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17 ist
eine Seitenansicht eines Verschlusses für die zweite Ausführungsform
eines ausziehbaren Verschlusses.
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18 ist
eine Rückansicht
des Verschlusses für
die zweite Ausführungsform
eines ausziehbaren Verschlusses.
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19 ist
eine Draufsicht auf den Verschluss für die zweite Ausführungsform
eines ausziehbaren Verschlusses.
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20 ist
eine Querschnittsansicht, aufgenommen entlang einer Linie 20-20
in 17.
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21 ist
eine Schnittansicht einer dritten Ausführungsform eines ausziehbaren
Verschlusses.
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22 ist
eine Seitenansicht einer Leistungsschraube für die dritte Ausführungsform
eines ausziehbaren Verschlusses.
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23 ist
eine Draufsicht auf die Leistungsschraube.
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24 ist
eine Seitenansicht eines Ankers für die dritte Ausführungsform
eines ausziehbaren Verschlusses.
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25 ist
eine Bodenansicht des Ankers.
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26 ist
eine perspektivische Ansicht eines Adapters in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform
eines Baggerzahns.
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27 ist
eine perspektivische Ansicht einer Spitze in Übereinstimmung mit der zweiten
Ausführungsform
eines Zahns.
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28 ist
eine teilweise Draufsicht im teilweisen Schnitt der zweiten Ausführungsform
eines Zahns.
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29 ist
eine teilweise Seitenansicht im teilweisen Schnitt der zweiten Ausführungsform
eines Zahns ohne einen Verschluss.
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30 ist
eine teilweise Draufsicht des Adapters für die zweite Ausführungsform
eines Zahns.
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31 ist
eine Draufsicht für
einen Verschluss der zweiten Ausführungsform eines Zahns.
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32 ist
eine perspektivische Ansicht eines Adapters in Übereinstimmung mit einer dritten Ausführungsform
eines Baggerzahns.
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33 ist
eine perspektivische Ansicht für eine
Spitze für
die dritte Ausführungsform
eines Zahns.
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34 ist
eine perspektivische Ansicht eines alternativen Verschleißelements
in Übereinstimmung
mit der ersten Ausführungsform
eines Baggerzahns.
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35 ist
eine Seitenansicht des alternativen Verschleißelements.
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36 ist
eine Draufsicht auf das alternative Verschleißelement.
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37 ist
eine Querschnittsansicht, aufgenommen entlang einer Linie 37-37
in 36.
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38 ist
eine Querschnittsansicht, aufgenommen entlang einer Linie 38-38
in 36.
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39 ist
eine Querschnittsansicht, aufgenommen entlang einer Linie 39-39
in 36.
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40 ist
eine perspektivische Ansicht eines alternativen Adapters in Übereinstimmung
mit der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. welcher integral gegossen ist mit der
Lippe einer Schaufel.
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41 ist
eine teilweise Draufsicht auf einen alternativen Adapter in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung.
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42 ist
eine teilweise Querschnittsansicht einer vierten Ausführungsform
eines ausziehbaren Verschlusses.
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43 ist
eine Seitenansicht eines Stiftkörpers
der vierten Ausführungsform.
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44 ist
eine Bodenansicht des Stiftkörpers
der vierten Ausführungsform.
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45 ist
eine Bodenansicht eines Abstandhalters der vierten Ausführungsform.
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46 ist
eine Seitenansicht des Abstandhalters der vierten Ausführungsform.
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47 ist
eine Seitenansicht einer Basis der vierten Ausführungsform.
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48 ist
eine teilweise Draufsicht eines Adapters, ausgebildet, um den Verschluss
der vierten Ausführungsform
aufzunehmen.
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49 ist
eine teilweise Seitenansicht des Adapters, ausgebildet, um den Verschluss
der vierten Ausführungsform
aufzunehmen.
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50 ist
eine Seitenansicht eines Stöpsels zur
Verwendung in Verbindung mit der vierten Ausführungsform des Verschlusses.
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51 ist
eine Draufsicht auf den Stöpsel.
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52 ist
eine Schnittansicht eines Lochs, ausgebildet in einer Seitenwand
eines Verschleißelements,
angepasst zur Verwendung mit einem ausziehbaren Verschluss.
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53 ist
eine teilweise Querschnittsansicht einer fünften Ausführungsform eines ausziehbaren Verschlusses.
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54 ist
eine teilweise Draufsicht eines Adapters, ausgebildet, um den Verschluss
der fünften Ausführungsform
aufzunehmen.
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55 ist
eine teilweise Seitenansicht eines Adapters, ausgebildet, um den
Verschluss der fünften
Ausführungsform
aufzunehmen.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Baggerzähne, welche an die Grabekante
eines Baggers angebracht sind. Obwohl die vorliegende Anmeldung
die Verwendung der Zähne
nur im Zusammenhang mit deren Anbringung an eine Baggerschaufel
diskutiert, können
sie auch an einer breiten Spannweite von Baggerausrüstung befestigt
sein. Des Weiteren wird der Betrieb der Ausrüstung die Zähne dazu veranlassen, viele
unterschiedliche Orientierungen anzunehmen. Nichtsdestotrotz sind
die Elemente der Zähne
zum Zweck der Erläuterung
ab und zu im Bezug auf relative Richtungen, wie etwa oben und unten
beschrieben. Diese Richtungen sollen bezüglich der Orientierung der
Zähne verstanden werden,
wie sie in 1 gezeigt ist, falls nicht anders angegeben.
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Ein
Baggerzahn 10 in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung schließt eine Spitze 12, einen
Adapter 13 und einen Verschluss 14 (1 bis 15)
ein. Der Adapter schließt
ein hinteres Montage- oder Basisende 18 und eine nach vorne
vorragende Nase 20 (1, 2 und 5)
ein. Die Spitze 12 weist eine im Allgemeinen geneigte Form auf,
welche eine vordere Grabekante 15 und einen sich nach hinten öffnenden
Sockel 16 zum Aufnehmen einer Nase 20 (3)
ausbildet. Der Verschluss 14 wirkt, um die Spitze 12 lösbar an
dem Adapter 13 zu befestigen (7).
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Das
Basisende 18 des Adapters 13 ist mit einem Paar
von gegabelten Beinen 22, 24 versehen, um beiderseits
von der Lippe einer Schaufel zu liegen (1 und 2).
Bei dieser Konstruktion sind die Beine 22, 24 an
einem Ort entlang der Lippe verschweißt. Dennoch kann der Adapter
an der Schaufel auf eine Reihe unterschiedlicher Arten und Weisen angebracht
werden, z. B. einschließlich
der Verwendung nur eines einzelnen verschweißten Beins, einer Verbindung
nach Whisler Art oder einer Anbringung, wie sie in der ebenfalls
anhängigen
US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/554,158 offenbart ist, eingereicht
durch die Erfinder Larren F. Jones, Robert E. McClanahan and Hezekiah
R. Holland am 6. November 1995 und mit dem Titel "Wear Assembly for
a Digging Edge of An Excavator" (Anwaltsaktenzeichen
51291.51872), welche hier durch Bezugnahme enthalten sein soll.
Alternativ kann ein Basisende 18' des Adapters 13' als ein integral
gegossener Abschnitt der Lippenkonstruktion 25 ausgebildet
sein (40). Die Konzepte der vorliegenden
Erfindung haben eine Anwendbarkeit in einem großen Bereich von Adapterkomponenten,
ungeachtet, ob sie an der Lippe des Baggers durch Verschweißen, mechanischen
Anbringen, integrales Gießen
oder anderweitig fixiert sind.
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Die
Nase 20 des Adapters 13 weist einen hinteren Körperabschnitt 30 auf,
welcher im Allgemeinen keilförmig
ist, und einen kastenförmigen
Spitzenabschnitt 32 (1, 2 und 5).
Der hintere Körperabschnitt 30 ist
durch ein Paar von Seitenwänden 34, 35,
oberen und Bodenwänden 38, 39 und
Lagerstirnflächen 42 definiert.
Die Seitenwände 34, 35 sind
im Allgemeinen ebene Oberflächen,
welche im Wesentlichen parallel zueinander sind; dennoch ist gewöhnlicher
Weise aus Gründen
der Herstellung eine leichte Neigung vorgesehen. Die oberen und
Bodenwände 38, 39 sind
geneigt, um einen Körperabschnitt
zu definieren, welcher eine im Allgemeinen keilförmige Konfiguration aufweist.
Eine Lagerstirnfläche 42 ist
an jeder Verbindung der Seitenwände 34, 35 mit
den oberen und Bodenwänden 38, 39 vorgesehen.
Die Lagerstirnflächen 42 sind
im Wesentlichen planare Oberfläche,
welche sich longitudinal entlang den hinteren Abschnitten der Nase 20 erstrecken,
so dass sie im Wesentlichen parallel zu der longitudinalen Achse 45 des
Zahns sind.
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Auf
Grund der Neigung der oberen und Bodenwände 38, 39,
weiten sich die Lagerstirnflächen 42 um
einiges, wenn sie sich nach hinten erstrecken. Die Ausbildung von
großen
Lagerflächen
an dem hinteren Ende der Spitze ist vorteilhaft, da sie einen festen
und stabilen Widerstand gegen die aufgebrachten Hebelkräfte vorsehen.
Wie am besten in 6 zu sehen, sind die Lagerstirnflächen 42 geneigt,
um vier schräge
Ecke für
einen Körper 30 auszubilden,
welche breite stumpfe Winkel mit den Wänden 34–35, 38–39 ausbilden.
Bei der bevorzugten Konstruktion sind die Lagerstirnflächen mit
einem Winkel α von etwa
150° bis
160° zu
den oberen und Bodenwänden 38, 39 geneigt.
Obwohl die Neigung der Lagerstirnflä chen 42 variiert sein
kann, sollten sie eine größere horizontale
als vertikale Orientierung auf Grund der größeren Belastungen in einer
vertikalen Richtung aufweisen. Wie verstanden werden kann, sehen
die vier Lageroberflächen
eine sehr stabile Befestigung für
die Spitze vor, während
sie weniger Belastungskonzentration an den Ecken erzeugen als ein
herkömmlich
geneigt gelagerter Zahn mit 90° Ecken.
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Der
Spitzenabschnitt 32 der Nase schließt vordere-, obere- und Bodenlagerstirnflächen 47–48 ein,
welche mit den distalen Abschnitten der Seitenwände 34, 35 eine
kastenförmige
Spitze für
eine Nase 20 ausbilden (2 und 5).
Lagerstirnflächen 48 sind
im Wesentlichen planar und liegen im Wesentlichen parallel zur Achse 45 des
Zahns 10. Eine vordere Lagerstirnfläche 47 erstreckt sich
im Allgemeinen orthogonal zwischen oberen und Bodenlagerstirnflächen 48,
um Druckkräften,
allgemein in der Richtung des Pfeils 54 (1),
zu widerstehen. Wie festgestellt werden kann, erstrecken sich die
hinteren Lagerstirnflächen 42 und
Spitzenlagerstirnflächen 48 jede
im Wesentlichen parallel zur Achse 45, um einen stabilen
Rahmenaufbau zur Abstützung
von der Spitze 12 unter einer Belastung in vertikalen Richtungen vorzusehen,
wie etwa durch Pfeile 57, 58 bezeichnet.
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Neben
der Tatsache, dass sie im Wesentlichen parallel zur Achse 45 sind,
bilden die Lagerstirnflächen 42, 48 Reihen
der Abstützung
für eine
Spitze 12 aus (1 und 2). Genauer
bilden die Lagerstirnflächen 48 stabilisierende
Oberflächen
an der Spitze der Nase 20, um der Bewegung nach oben oder
nach unten der Grabekante 20 der Spitze 12 zu widerstehen.
Lagerstirnflächen 42 sind
nach hinten von einer Spitze 32 beabstandet, um so vertikal
auseinander gezogene Reihen von Lageroberflächen relativ zu den Spitzenlagerstirnflächen 48 auszubilden. Als
Ergebnis sind die Lagerstirnflächen 42 weiter voneinander
beabstandet und weiter von einer Achse 45, um so besser
den aufgebrachten Hebelkräften
zu widerstehen.
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Wie
verstanden werden kann, weist der Sockel 16 im Wesentlichen
die gleiche Konfiguration wie die Nase 20 auf (3).
Insbesondere weist der Sockel 16 ei nen kastenförmigen vorderen
Abschnitt 64 an seiner Spitze auf und einen im Wesentlichen keilförmigen hinteren
Hohlraum 66. Der vordere Abschnitt 64 schließt vordere-,
obere- und Bodenlagerstirnflächen 67, 68 ein,
welche angepasst sind, um an den Lagerstirnflächen 47, 48 der
Nase 20 jeweils anzuliegen. Genauso schließt der Hohlraum 66 Lagerstirnflächen 72 ein,
welche angepasst sind, um gegen die Lagerstirnflächen 42 anzuliegen.
Die oberen und Bodenwände 78, 79 des
Hohlraums 66 sind geneigt, um sich im Allgemeinen parallel
oder leicht divergent (in einer Richtung nach hinten) von den oberen
und Bodenwänden 38, 39 der
Nase 20 zu erstrecken. Die Wände 78, 79 sind
jedoch von den Wänden 38, 39 beabstandet,
um sicherzustellen, dass der Lagereingriff entlang des Eingriffs
der Lagerstirnflächen 42, 72 stattfindet
(6). Der Hohlraum 66 schließt weiter
Seitenwände 74, 75 ein,
welche allgemein parallel zu den Seitenwänden 34, 35 sind
(3), aber leicht davon beabstandet sind.
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In
der bevorzugten Konstruktion schließt eine Rückwand 84 der Spitze 12 zweite
Lagersegmente 84a, angrenzend den Seitenwänden 34, 35, ein,
welche angepasst sind, um an Schultern 76 anzuliegen, welche
an dem Adapter 13 an dem hinteren Ende der Nase 20 ausgebildet
sind (3 und 5). Ein lagernder Eingriff zwischen
den Segmenten 84a und den Schultern 86 tritt bevorzugt
nach einer kleinen Menge an Betriebsabnutzung an einem Nasenende 47 auf,
um weiter Druckkräften
zu widerstehen, welche in der Richtung von Pfeil 54 (1) aufgebracht
werden.
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Wie
oben diskutiert, sind Lagerstirnflächen 42, 47–48, 67–68, 72 der
Nase 20 und des Sockels 16 im Wesentlichen ebene
Oberflächen.
Der Ausdruck "im
Wesentlichen eben" ist
so gedacht, dass er nicht nur die bevorzugte Konstruktion als flache Oberflächen einschließt, sondern
auch Lagerstirnflächen,
welche gekrümmt
sind, so dass sie breite konvexe oder konkave Formen aufweisen.
Zusätzlich
erstrecken sich, wie oben angemerkt, Lagerstirnflächen 42, 48–49, 68–69, 72 im
Wesentlichen parallel zur Achse 45. Der Begriff "im Wesentlichen parallel" ist gedacht, dass
er die bevorzugte Konstruktion einschließt, wobei diese Oberflächen nach hinten
von der Achse 45 um einen schmalen Winkel divergieren (z.
B. um etwa 1–7
Grad) zu Herstellungszwecken.
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In
einer Ausführungsform,
und insbesondere für
Zähne großer Größe, ist
die Spitze 12 lösbar
an einem Adapter 13 durch einen Verschluss 14 angebracht
(7 bis 15). Ein Verschluss 14 ist
ein ausziehbarer Verschluss, welcher ein Gehäuse 90 einschließt, welches
eine Basis zur Aufnahme eines Stiftzusammenbaus 91 definiert.
Der Stiftzusammenbau weist einen Körper 92, eine zentrale
Schraube 96 und eine Feder 94 auf, zum Vorspannen
des Stiftkörpers 92 nach
außen.
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Ein
Gehäuse 90 ist
ein stabiles, hohles Element mit einer inneren Oberfläche 97,
welche einen allgemeinen zylindrischen Hohlraum 98 definiert,
der an einem Ende offen ist (5 bis 8).
Die äußere Oberfläche 101 ist
innerhalb eines Lochs 103 in einer Seitenwand 35 des
Adapters 13 eingepasst (2). Während eine äußere Oberfläche 101 und ein
Loch 103 bevorzugt D-förmig
(9) sind, um eine Montage des Verschlusses in seiner
richtigen Orientierung sicherzustellen, könnten andere Konfigurationen
verwendet werden. Ein Keil 105 erstreckt sich entlang einer
inneren Wand 97, um mit einer Keilnut 107 zusammenzuwirken,
um eine Drehung des Stiftkörpers 92 zu
verhindern (8, 9 und 11).
Eine röhrenförmige Nabe 109 erstreckt
sich nach oben von der Bodenwand 111 des Gehäuses 90 (7, 8 und 10).
Die Nabe 109 schließt eine
innere Bohrung 113 ein, welche über einen Teil ihrer Länge mit
einem Gewinde versehen ist, um eine Schraube 96 aufzunehmen.
Eine Bohrung 113 erstreckt sich vollständig durch die Nabe 109 und
eine Bodenwand 111, um ein Entfernen des Verschlusses von
dem Loch 103 zu erleichtern, wie unten beschrieben. In
diesem unteren Abschnitt schließt
eine Bohrung 113 eine Rippe 114 ein, nach außen angewinkelt
an der Bodenseite, um einen in Position schnappenden Stöpsel 116 aufzunehmen.
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Ein
Stiftkörper 92 ist
fügend
zur gleitbaren Bewegung in und aus dem Hohlraum 98 aufgenommen
(7 und 11 bis 13). Eine
abgestufte Öffnung 115,
welche einen schmalen Abschnitt 117 und einen weiten Abschnitt 119 aufweist,
erstreckt sich durch den Stiftkörper.
Der Gesamtaufbau des Zahns der Erfindung platziert die Feder 94 zusammengedrückt zwischen
einer Bodenwand 111 und einer Schulter 121, definiert
in einer Öffnung 115,
um einen Stiftkörper 92 in
eine Richtung nach außen
vorzuspannen. Ein Stiftkörper 92 schließt weiter
einen Kopf 120 mit einer breiten gekrümmten Stirnfläche 122 zum
Eingreifen mit der Spitze 12 ein. Eine Stirnfläche 122 ist
bevorzugt vorgesehen mit einem großen Durchmesser der Krümmung, um
einen sicheren Eingriff mit der Spitze auch dann vorzusehen, wenn sich
die Spitze hoch und herunter an der Adapternase 20 verschiebt
(11 bis 13).
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Eine
zentrale Schraube 96 schließt einen mit Gewinde versehenen
Schaft 123, eine Reihe voneinander beabstandeten Krägen 125–127 und
einen Kopf 129 (7 und 14) ein.
Ein Schaft 123 erstreckt sich durch eine Öffnung 115 und
ist über
ein Gewinde aufgenommen in einer Bohrung 113 der Nabe 109.
Eine Anschlagplatte 133, versehen mit einer Klaue 135,
greift mit der Schraube 96 in einen Spalt 137 ein,
definiert zwischen einem äußeren Kragen 127 und
einem mittleren Kragen 126 (7 und 14 bis 15).
Die Anschlagplatte 133 ist an der oberen Stirnfläche 139 des
Stiftkörpers 92 durch
einen Bolzen 141 oder andere Anbringungsmittel befestigt.
Ein Elastomerring 143 liegt auch in dem Spalt 137 zwischen
der Anschlagsplatte 133 und dem Kragen 126 (7).
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Um
die Spitze 12 an dem Adapter 13 zu installieren,
wird der Verschluss 14 in das Loch 103 eingeführt. Die
Schraube 96, zugänglich
in einer Nut 144, definiert in dem Kopf 120, wird
so gedreht, dass sie sich in die Nabe 109 bewegt und, auf
Grund der Anschlagsplatte 133, den Stiftkörper 92 in
das Gehäuse 90 gegen
die Vorspannung der Feder 94 treibt. Eine Drehung der Schraube 96 wird
fortgesetzt bis der Kopf 120 völlig in dem Hohlraum 98 eingezogen ist.
Die Spitze 12 kann dann an der Nase 20 des Adapters 13 angepasst
werden.
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Die
Spitze 12 schließt
ein Loch 145 in zumindest einer der Seitenwände 147 (oder
alternativ einer konvergierenden oberen oder Bodenwand 38, 39) der
Spitze ent lang einer im Allgemeinen transversalen Achse 146 (3 und 4)
ein. Ein Loch kann in beiden Seitenwänden ausgebildet sein, so dass die
Spitze für
eine längere
Lebensdauer umgedreht werden kann. Dennoch braucht nur ein Loch
zur Befestigung der Spitze an dem Adapter vorgesehen zu sein. Ein
Loch 145 weist weiter bevorzugt eine allgemein D-förmige Konfiguration
auf. Ein Loch 145 ist mit einer Lagerstirnfläche 151 an
seiner hinteren Seite vorgesehen, um passend eine Stirnfläche 122 des Kopfes 120 einzugreifen.
Eine Stirnfläche 151 weist eine
breite gekrümmte
Form auf, um die Schaukelbewegung aufzunehmen, welche typischerweise
durch eine Spitze wahrgenommen wird, welche an einem Adapter während der
Benutzung montiert ist. Die Stirnfläche 151 ist so geneigt,
dass sie zu der transversalen Achse 146 des Lochs 145 konvergiert,
wenn sich dieses nach außen
um etwa den gleichen Winkel wie eine Stirnfläche 122 erstreckt
(z. B. 10° bis
30° Grad),
so dass sie fortfährt
eng durch die Stirnfläche 122 des
Kopfes 120 in Eingriff zu sein, ungeachtet des Grades der
Abnutzung. Die Stirnfläche 151 kann eine
einzelne Oberfläche
sein, welche zu der transversalen Achse des Lochs konvergiert, wenn
es sich nach außen
erstreckt, oder eine Stirnfläche 151 kann eine
zweiteilige Oberfläche
sein, welche ein inneres Segment einschließt, welches zu der transversalen Achse
des Lochs konvergiert, wenn es sich nach außen erstreckt, und ein äußeres Segment,
welches einen weichen Übergang
zu einer im Wesentlichen parallelen Ausrichtung mit der transversalen
Achse 146 macht, um ein unzulässiges bzw. übermäßiges Schließen des
Lochs (4) zu vermeiden. In jedem der beiden Fälle greift
der transversal konvergierende Abschnitt der Stirnfläche 151 mit
der Lagerstirnfläche
des Stiftkörpers
zum Verschließen
und Befestigen der Spitze an dem Adapter ein.
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Sobald
die Spitze 12 auf einer Nase 20 montiert ist,
wird die Schraube 96 gedreht, um sie aus einem Gehäuse 90 herauszubewegen
(7). Eine Bewegung der Schraube 96 trägt einen
Stiftkörper 92 in
die gleiche Richtung, bis eine Stirnfläche 122 fest gegen
eine Lagerstirnfläche 151 des
Lochs 145 anliegt. Während
die Schraube 96 fortfährt
sich zu drehen, bewegt sie sich nach außen ohne einen Stiftkörper 92,
so dass ein Elastomerring 143 zwischen einen mittleren
Kragen 126 und eine Anschlagsplatte 133 gequetscht
wird. Eine Schraube 96 soll gedreht werden, bis ein Ring 143 einen
festen Widerstand gegen ein weiteres Drehen erzeugt. Auf diese An
und Weise drückt
die starke Kraft der Feder 94 unabhängig auf eine Lagerstirnfläche 151,
um die Spitze an dem Adapter zu halten. Wenn sich die Teile abzunutzen
beginnen, kann die Feder 94 fortfahren, die Spitze 12 in
festem Verhältnis
zu einem Adapter 12 zu treiben, bis ein Ring 143 vollständig ausgedehnt
ist. An diesem Punkt verhindert ein Anliegen der Anschlagsplatte 133 gegen
einen Kragen 127 jegliche weitere Bewegung des Stiftkörpers nach
außen.
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Dichtungen
sind überall
in dem Verschluss vorgesehen, um die schädliche Auswirkung von Erdverschmutzungen
zu minimieren (7). In der bevorzugten Ausführungsform
ist eine Dichtung 159 in einem Spalt 161 platziert,
definiert zwischen den Krägen 125, 126.
Eine Dichtung 163 ist weiter um den Stiftkörper 92 zwischen
seiner äußeren Oberfläche und
der inneren Oberfläche 97 des
Gehäuses 90 vorgesehen.
Eine Elastomerkappe 165 ist bevorzugt über einen Kopf 129 angepasst,
um Verschmutzungen daran zu hindern, sich in dem Rücksprung
anzusammeln, angepasst, um ein Drehwerkzeug (nicht gezeigt) aufzunehmen.
Zu guter Letzt ist ein Elastomerstöpsel 116 mit einem
Schnappsitz zusammengedrückt
und in den Boden der Bohrung 113 eingesetzt.
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Um
eine abgenutzte Spitze von dem Adapter zu entfernen, wird eine Schraube 96 einfach
in eine Nabe 109 gedreht bis ein Kopf 120 des
Stiftkörpers 92 vollständig in
den Hohlraum 98 zurückgezogen
ist. Falls der Verschluss schwer abgenutzt ist, kann die Entfernung
des Verschlusses durch Lösen
der Schraube 96 von dem Stift 90 unterstützt werden. Dies
wird erreicht, indem erst die Schraube gedreht wird, um den Stift
völlig
auszufahren, wobei die gesamte Federkraft, welche innerhalb des
Verschlusszusammenbaus wirkt, abgebaut wird. Dies erlaubt ein einfaches
Entfernen der Anschlagsplatte 133. Nach Entfernen der Anschlagsplatte,
wird die Schraube 96 in den Zusammenbau gedreht, ohne den
Stift 90. Diese Bewegung der Schraube nach unten wird deren
unteres Ende 171 veranlassen, den Stöpsel 116 aus der Bohrung 113 zu
drücken,
so dass das Ende 171 gegen die Bodenwand 173 des Lochs 103 drückt. Die
Schraube 96 wird dann das Gehäuse 90 teilweise aus
dem Loch 103 drücken, wobei
das gegriffen und entfernt werden kann.
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In
einer alternativen Ausführungsform
kann ein Verschluss 175 verwendet werden, um die Spitze 12 an
dem Adapter 13 in ziemlich der gleichen Art und Weise wie
Verschluss 14 (16 bis 20)
zu sichern. Genauer schließt
der Verschluss 175 ein allgemein D-förmiges Gehäuse 177, einen Stiftkörper 179,
einen Kolben 181 und eine Feder 183 ein, um den
Stiftkörper 179 aus
dem Gehäuse
vorzuspannen. Der Verschluss 175 ist angepasst, um innerhalb des
Lochs 103 in dem Adapter 13 eingepasst zu sein. Das
Gehäuse 177 definiert
eine Basis für
den Verschluss und schließt
einen Hohlraum 185 zum Aufnehmen des Stiftkörpers 179,
des Kolbens 181 und der Feder 183 ein. Ein Anschlag 187 ragt
nach innen vom Gehäuse 177 vor
und wird in einem Schlitz 189 aufgenommen, definiert im äußeren des
Stiftkörpers 179 (16).
Der Anschlag 187 wirkt, um die äußeren und inneren Begrenzungen
des Wegs für
den Stiftkörper 179 festzusetzen
und um den Stift axial mit dem Gehäuse auszurichten.
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Ein
Stiftkörper 179 wird
wahlweise in und aus einem Hohlraum 185 bewegt, um die
Spitze 12 in Eingriff zu nehmen und zu lösen. Der
Stiftkörper 179 definiert
eine Öffnung 190,
welche sich dort hindurch in drei abgestuften Segmenten 191–193 erstreckt (16 bis 17).
Das erste Segment 191 definiert eine schmale Bohrung, welche
bevorzugt mit Gewinde versehen ist, um einen Schmiernippel 197 oder eine
andere Fluidverbindung sicher aufzunehmen. Das zweite Segment 192 ist
breiter als das erste Segment und definiert Kammern 198, 199,
geteilt durch einen Kolben 181. Das dritte Segment 193 ist
breiter als das zweite Segment und definiert eine innere Schulter 201.
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Das
dritte Segment 193 ist bevorzugt angrenzend an die Schulter 201 mit
Gewinde versehen, um darin einen ringförmigen Kragen 203 zu
befestigen, angepasst, um die Kammer 199 abzuschließen, mit
Ausnahme des Durchgangs der Kolbenstange 205. Eine hohle
Kolbenstange 205 ist für
ein Gewinde in einer Bohrung 204 in einer Bodenwand 206 des Gehäuses 177 verankert.
Eine Feder 183 ist in Kompression zwischen dem Kragen 203 und
der Bodenwand 206 platziert, so dass sie den Stiftkörper 179 aus
dem Gehäuse 177 vorspannt.
Ein Seitendurchgang 207 ist definiert, um sich durch den
Stiftkörper 179 zu
erstrecken und mit der Kammer 199 fluidmäßig zu verbinden.
Ein Schmiernippel 210 oder eine andere Fluidverbindung
ist am Ende des Durchgangs 207 befestigt, um Schmierstoff
oder anderes Fluid zu/von Kammer 199 zuzuführen und
abzuführen.
Innerhalb der hohlen Bohrung der Kolbenstange ist ein Auswerferstift 214 enthalten.
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Der
Stiftkörper 179 weist
weiter einen Kopf 216 auf, welcher eine breite gekrümmte Lagerstirnfläche 218 einschließt (17 bis 19).
Die Lagerstirnfläche 218 liegt
gegen die Lagerstirnfläche 151 der
Spitze 12 in der gleichen Art und Weise wie die Lagerstirnfläche 122 des
Verschlusses 14 an. Eine Kerbe 220 ist vorgesehen,
um Zugang zu den Schmiernippeln 197, 210 vorzusehen.
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Im
Betrieb wird der Verschluss 175 zuerst in das Loch 103 des
Adapters 13 eingefügt.
Schmierstoff oder anderes Fluid wird durch den Durchgang 207 und
in die Kammer 199 zugeführt,
um so den Kopf 216 völlig
in den Hohlraum 185 zurückzuziehen. Die
Spitze 12 wird auf der Nase 22 des Adapters 13 platziert.
Das Fluid wird dann von der Kammer 199 über den Durchgang 207 abgelassen,
um es der Feder 183 zu gestatten die Lagerstirnfläche 218 des Kopfs 216 in
Kontakt mit der Lagerstirnfläche 151 der Spitze 12 zu
drücken
(16). In einer bevorzugten Konstruktion wird der
Stiftkörper 179 alleine
durch die Feder 183 abgestützt, um die Spitze 12 zu
halten und eng auf die Nase 20 zu ziehen. Als eine Alternative kann
Schmierstoff oder anderes Fluid in die Kammer 198 zugeführt werden,
um den Stiftkörper 179 in
seiner herausgezogenen und verriegelten Position zu halten.
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Um
den Verschluss 175 von dem Loch 103 zu entfernen
(d. h. nachdem die Spitze entfernt worden ist), wird Schmierstoff
oder anderes Fluid in die Kammer 198 gepumpt. Sobald der
Stiftkörper 179 seine
maximale Ausdehnung erreicht hat, bewirkt ein andauerndes Auffüllen der
Kammer 198, dass der Auswerferstift 214 durch
die Kolbenstange 205 und gegen die Bodenwand 273 des
Lochs 103 getrieben wird. Der Eingriff des Stiftkörpers 179 gegen
einen Anschlag 187 wird das Gehäuse 177 veranlassen aus
dem Loch 103 durch die Bewegung des Auswerferstifts 214 herausgetrieben
zu werden.
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In
einer anderen alternativen Ausführungsform
umfasst ein Verschluss 225 ein Gehäuse 227, einen Stiftkörper 229,
eine Leistungsschraube 231 und einen Verschlussbolzen 233 (21 bis 25).
Das Gehäuse 227 definiert
eine Basis für den
Verschluss und schließt
einen zentralen Hohlraum 235 ein, welcher den Stiftkörper 229 bewegbar aufnimmt.
Ein Keil und eine Keilnut, wie für
Verschluss 14 beschrieben und dargestellt, sind vorgesehen,
um ein Drehen des Stiftkörpers
zu verhindern. Eine zentrale Bohrung 241 erstreckt sich
durch den Stiftkörper 229 zur
Aufnahme der Leistungsschraube 231. Die Schraube 231 schließt einen
mit Gewinde versehenen Schaftabschnitt 243 und einen Kopfabschnitt 245 ein.
Der Schaftabschnitt 243 und die Bohrung 241 sind
jeweils mit großen
zusammenpassenden Gewinden 247 (bevorzugt etwa 1 Inch (25
mm) oder größerer Durchmesser)
zur Bewegung des Stiftkörpers 229 in
und aus dem Gehäuse 227 ausgebildet.
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An
der Basis des Verschlusses 225 ist ein Anker 249 für die Leistungsschraube 231 und
den Verschlussbolzen 233 vorgesehen. Der Anker 249 schließt einen
mit Gewinde versehenen Schaftabschnitt 250 ein, welcher
in einer mit Gewinde versehenen Bohrung 251 in dem Gehäuse 227 befestigt ist,
und einen vorstehenden Kopfabschnitt 253, welcher in einer
Aussparung 255, definiert in dem Ende der Leistungsschraube 231,
aufgenommen ist. Zusammenpassende Nute 257, 258 sind
im Kopfabschnitt 253 und der Aussparung 255 zum
Aufnehmen eines Schnapprings 261 vorgesehen, welcher die zwei
Komponenten 231, 249 zusammenhält. Eine mit Gewinde versehene
Bohrung 263 in dem Anker 249 nimmt über ein
Gewinde den Verschlussbolzen 233 auf. Das Bodenende der
Bohrung 263 weist eine quadratische oder sechseckige Aussparung
auf (25), welche es erlaubt, in der Gewindebohrung 251 festgemacht
zu werden. Der Boden der Leistungsschraube 231 sitzt auf
der Basis 265, welche eine zentrale Öffnung 267 einschließt, durch welche sich
der Anker 249 erstreckt, und eine Gegenbohrung 268 für eine scheibenförmige Dichtung (21).
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Im
Gebrauch greift ein Schraubenschlüssel oder dergleichen (nicht
gezeigt) ein und dreht die Leistungsschraube 231 über Flächen 269.
Ein Drehen der Leistungsschraube bringt den Stiftkörper 229 dazu
in den Hohlraum 235 zurückzuziehen,
so dass die Spitze 12 auf dem Adapter 13 platziert
werden kann. Die Leistungsschraube 231 wird dann in die andere
Richtung so weit gedreht, dass sie funktionieren wird, um die Lagerstirnfläche 271 des
Stiftkörpers 229 nach
außen
und gegen die hintere Stirnfläche 251 des
Lochs 145 zu treiben. Sobald die Leistungsschraube 231 vollständig gedreht
ist, wird der Verschlussbolzen 233 gegen eine Verschlussunterlegscheibe
(nicht gezeigt) festgemacht, so dass der Kopf 273 im Zusammenwirken
mit der Basis 265 die Leistungsschraube 231 in
einer festen Position klemmt. Diese klemmende Anordnung hindert
die Leistungsschraube daran, sich während des Gebrauchs von dem
Stiftkörper
zu lösen.
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Obwohl
die Verwendung eines Gehäuses
es dem Verschluss ermöglicht,
vollständig
abgedichtet zu sein, um den Eintritt von Verunreinigungen zu verhindern,
umfasst der ausziehbare Verschluss bevorzugt einen Stiftzusammenbau
ohne ein Gehäuse. Durch
Eliminieren des Gehäuses
sind weniger Teile erforderlich und die einzelnen Teile sind allgemein
jedes von größerer und
festerer Größe für die Lochgröße, welche
in der Adapternase benötigt
wird. In einer bevorzugten Konstruktion schließt ein Verschluss 276 einen
im Allgemeinen hohlen Stiftkörper 279 mit einem
inneren, mit Gewinde versehenen Hohlraum 280 und eine Basis 282 ein,
welche über
ein Gewinde in dem Hohlraum des Stiftkörpers aufgenommen ist (42 bis 47).
Der Verschluss 276 ist in ein transversales Durchgangsloch 284 eingepasst,
ausgebildet in der Nase 286 des Adapters 289 (48 bis 49).
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Der
Stiftkörper 279 weist
einen äußeren Keil 290 auf,
welcher zusammenpassend in einer Keilnut 292 aufgenommen
ist, ausgebildet in dem Loch 284, um eine Drehung des Stiftkörpers zu
verhindern (43 bis 44 und 48 bis 49).
Obwohl der Keil 290 bevorzugt eine längliche Erhebung ist, könnte die
Stiftkörperkonstruktion
eine breite Vielfalt von Formen aufweisen, um eine Drehung des Stiftkörpers innerhalb
des Lochs 284 zu verhindern. Der Stiftkörper schließt weiter eine Lagerstirnfläche 292 an
seinem äußeren Ende 294 (43)
ein, um mit der Lagerstirnfläche 151 der
Spitze 12 einzugreifen. Wie für Verschluss 14 angemerkt,
weist die Lagerstirnfläche 292 bevorzugt
eine breite, gekrümmte Form
auf, um eine Bewegung der Spitze während eines Grabebetriebs besser
aufnehmen zu können. Das äußere Ende 294 ist
mit einer Endwand 296 abgeschlossen, um den Eintritt von
Erdverschmutzungen in die Gewinde zu verhindern und eine größere Festigkeit
zum Halten der Spitze an der Adapternase vorzusehen.
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Eine
Basis 282 ist ein axiales Element mit einem Hauptsegment 298,
versehen mit einem Bereich 298a, welcher mit einem Gewinde
versehen ist, welcher mit den inneren Gewinden des Hohlraums 280 eingreift,
und einem allgemein glatten Kopfbereich 298b (42 und 47).
Wenn die Basis 285 gedreht wird, erstreckt sich der Stiftkörper 279 und
zieht sich zurück
zwischen eine verriegelte Position, wo sich der Körper 279 in
die Öffnung
in dem montierten Verschleißelement
erstreckt, und einer Löseposition, wo
der Körper 279 vollständig in
dem Loch 284 in dem Adapter aufgenommen ist. Eine Nut ist
ausgebildet, um eine Dichtung 279a aufzunehmen (z. B. einen
O-Ring), welche mit der inneren Wand des Holraums 280 eingreift,
um Erdverunreinigungen am Eintritt in den mit Gewinde versehnen
Bereich zu hindern. Eine Schraubenfeder 300 ist bevorzugt
in dem Hohlraum 280 zwischen der Basis 282 und
einer Endwand 296 positioniert, um ein versehentliches Lösen des
Stiftkörpers
während
des Gebrauchs zu vermeiden. Jedoch können andere Mittel verwendet werden,
um einer ungewollten Drehung zwischen der Basis und dem Körper Widerstand
entgegenzusetzen, bewirkt durch Vibrationen und andere Kräfte, welche
während
des Gebrauchs des Baggerzahns festgestellt werden können. Eine
Stange 302 ragt nach außen von dem Segment 298 vor,
innerhalb der Schraubenfeder 300, um eine Überdrehung
der Basis beim Zurückziehen
des Stiftkörpers 279 zu
verhindern.
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Ein
verengter Nackenabschnitt 303 erstreckt sich nach außen von
dem Hauptsegment 298, um eine nach außen zeigende Schulter 304 auszubilden (47).
Der Nacken 303 und die Schulter 304 sind angepasst,
um mit einem Paar von Rippen 305 zusammenzuwirken, welche
innerhalb des transversalen Lochs 284 des Adapters 289 ausgebildet
sind (42 und 47 bis 49).
Die Schulter 304 schlägt
an das Ende der Rippen 305 an, während sich 303 zwischen
den gegenüberliegenden
Rippen 305 erstreckt. Auf diese Art und Weise bieten die
Rippen eine feste Oberfläche,
gegen welche sich die Basis 282 drücken kann, wenn der Körper 279 nach
außen
durch Drehung der Basis 282 ausgefahren wird. Die Lagerstirnfläche 292 kann
gegen eine Stirnfläche 151 gedrückt werden,
um das Verschleißelement
(z. B. eine Spitze oder einen zweiter Adapter) eng auf eine Nase 286 zu
ziehen. Obwohl andere Konstruktionen als die Rippen als Anschläge verwendet
werden könnten,
sind die Rippen bevorzugt, da sie eine ausreichende Festigkeit vorsehen
und Hindernisse zum Ausstoßen
der Erdverunreinigungen auf das Zurückziehen des Stiftkörpers 279 hin
minimieren.
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Ein
zweiter, mit Gewinde versehener Teil 306 erstreckt sich
nach außen
von dem Nacken 302, um eine Verschlussmutter 307 aufzunehmen
(42 und 47). Der
mit Gewinde versehene Abschnitt 306 ist schmäler als
der Nacken 302, um durch Rippen 305 aufgenommen
zu werden und eine zweite Schulter 308 zu bilden. Eine
Unterlegscheibe 309, platziert gegen die Schulter 308,
bildet einen Anschlag, gegen welchen die Verschlussmutter 307 festgezogen
wird. Die Rippen 305 sind somit zwischen dem Hauptsegment 298 und
der Unterlegscheibe 309 enthalten, um den Verschluss 276 innerhalb
des Lochs 282 zu sichern. Andere Anordnungen, wie etwa
eine nach außen
vorgespannte Arretierung (nicht gezeigt), um die Unterlegscheibe
zu tragen, könnten
alternativ verwendet werden, um den Verschluss innerhalb des Lochs 284 zu
sichern. Der Spalt zwischen der Schulter 304 und der Unterlegscheibe 309 ist
etwas länger
als die Länge
der Rippen 305, so dass die Rippen locker durch den Verschluss 276 gehalten
werden. Auf diese Art und Weise setzt sich die Unterlegscheibe 309 nicht
gegen die Rippen fest und hindert dadurch die Drehung des Körpers 279.
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In
der bevorzugen Konstruktion ist ein Abstandhalter 311 zwischen
der Schulter 304 und der Unterlegscheibe 309 vorgesehen
(42 und 45 bis 46).
Der Abstandhalter schließt
ein Paar von Schlitzen 311a ein, welche die Rippen 305 so
aufnehmen, dass die Rippen an im Wesentlichen drei Seiten von dem
Abstandhalter 311 und dem Nacken 303 umgeben sind.
Das Äußere des
Abstandhalters 311 weist im Wesentlichen den gleichen Durchmesser
wie die Basis 282 auf, so dass ein glatter Weg für eine Bewegung
der Erdverschmutzungen aus dem Loch 284 während des
Zurückziehens
des Stiftkörpers 279 vorgesehen
ist. Der Abstandshalter 311 weist in etwa die gleiche Länge auf
wie die Rippen 305, so dass er auch locker zwischen den
Schultern 304 und der Unterlegscheibe 309 enthalten
ist. Ein weicher Gummi- (oder anderer Elastomer)-Stöpsel 328 (50 und 51)
mit einem schrittweisen Hohlraum 329 ist bevorzugt in das
Loch 284 über
einen Kopf 310 und eine Mutter 307 gedrückt, um
den Eintritt von Erdverschmutzungen in das Loch 284 zu erschweren
oder zu verhindern. Eine Metallkappe 330 oder dergleichen
ist bevorzugt an dem Stöpsel
fixiert, um ein Entfernen von dem Loch 284 durch Aufbrechen
oder Ziehen zu ermöglichen.
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Um
eine anfängliche
Verschlussinstallation zu erreichen, wird der Verschluss 276 ohne
die Unerlegscheibe, den Abstandhalter und die Mutter in das Loch 284 und
gegen die Rippen 305 eingeführt, bevor das Verschleißelement
an der Nase 286 platziert wird. Der Abstandhalter und die
Unterlegscheibe werden dann von dem gegenüberliegenden Ende des Lochs 284 über den
Abschnitt 303 und gegen die Stirnfläche 308 bzw. die Basis 282 eingeführt. Die Verschlussmutter
wird auf die Gewinde 306 der Basis 282 aufgeschraubt.
Dann ist das Verschleißelement installiert.
Wenn zum ersten Mal zusammengebaut, wird die Verschlussmutter gedreht,
nachdem sie gegen die Unterlegscheibe 309 festsitzt, um
so die gesamte Basis 282 zu drehen. Wenn sich der Körper nach
außen
bewegt und gegen die Lagerstirnfläche 151 drückt, wird
die Verschlussmutter ausbringbar festgemacht auf dem mit Gewinde
versehenen Abschnitt 306, um ein versehentliches Lösen der
Mutter während
des Gebrauchs zu verhindern. Während
der Benutzungsvorgänge
des Verschlusses 276, nach dem ersten Festmachen der Verschlussmutter 307, ist
ein sechseckiger oder anderer Kopf 310 vorgesehen zum Drehen
der Basis 282. Das Ersetzen eines abgenutzten Verschleißelements
wird erreicht mit einem Ratschen-Schraubenschlüssel oder einem Luftdruck-Schraubenschlüssel, aufgesetzt
auf den Kopf 310, um den Körper 279 herauszuziehen
und dann wieder herauszustrecken.
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Bei
Verwendung des Verschlusses 276 muss ein Loch an jeder
Seite des Verschleißelements
vorgesehen sein. Ein Loch (nicht gezeigt) ist vorgesehen, um den
Benutzer in die Lage zu versetzen, Zugang zur Verschlussmutter 307 und
den Kopf 310 zur Drehung zu haben. Das andere Loch 332 definiert
die Lagerstirnfläche 333,
angepasst, um an der Lagerstirnfläche 292 des Verschlusses
anzuliegen (52). Das Loch 332 in
dem Verschleißelement weist
bevorzugt einen äußeren Abschnitt
auf, welcher sich auf eine Breite verengt, welche weniger ist die
Breite des Stiftkörpers 279,
um als ein Anschlag zu wirken. Der Abschnitt des Lochs außerhalb
der Lagerstirnfläche 333 ist
teilweise oder vollständig
geschlossen, um eine Wand 334 auszubilden, welche im Allgemeinen
orthogonal zur Bewegung des Stiftkörpers ist, um den Anschlag
auszubilden; dennoch könnten
andere Konfigurationen natürlich
verwendet werden. Auf diese Art und Weise kann der Stiftkörper nicht
versehentlich aus dem Zusammenbau herausgedrückt werden, in dem Fall, dass
eine abgenutzte Adapternase eine Bewegung des Verschleißelements
nach hinten in einem Umfang erlaubt, dass die Lagerstirnfläche 292 in
der Lage ist, hinter die Lagerstirnfläche 151 zu fahren.
Dennoch können
einheitliche Öffnungen
an beiden Seiten verwendet werden, falls gewünscht, oder falls das Verschleißteil dazu
gedacht ist, auswechselbar montiert zu werden.
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In
einem alternativen Verschluss 276' wird das Hauptsegment 298' des Basiselements 282' ausgefahren,
um den Nacken und den Abstandhalter zu eliminieren (53).
In dieser Anordnung schließt das
Basiselement Nuten 314 ein, um Rip pen 305' aufzunehmen
(53 bis 55). Die
Unterlegscheibe 309 und die Verschlussmutter 307 werden dann
gegen die Schulter 304' des
ausgefahrenen Hauptsegments gedrückt.
In dieser Ausführungsform verhindern
die Rippen eine Drehung der Basis. Entsprechend ist ein sechseckiger
Sockel 317 oder dergleichen in dem äußeren Ende des Stiftkörpers ausgebildet,
um den Stiftkörper
zum Ausfahren und Zurückfahren
des Stiftkörpers
zu drehen. Das äußere Ende
des Stiftkörpers
ist mit einer einheitlichen frustalen Oberfläche 318 versehen,
um mit der Lagerstirnfläche 151 des
Verschleißelements
einzugreifen.
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Eine
Halterungsstange 319 ist bevorzugt innerhalb des Verschlusses
vorgesehen, um ein übermäßiges Ausfahren
des Verschlusses zu verhindern (53). In
der bevorzugten Konstruktion schließt die Stange 319 einen
Bolzen 321 ein, welcher über ein Gewinde an dem Stiftkörper angebracht
ist. Eine Verschlussunterlegscheibe 323 ist vorgesehen,
um ein versehentliches Lösen
während
der Benutzung zu verhindern. Die Stange 319 schließt weiter
ein einen reduzierten Abschnitt 325, welcher mit einer transversalen
Schraube 327 in der Basis 282' zusammenwirkt, um eine Drehung
und eine begrenzte axiale Bewegung zwischen der Stange und der Basis zu
erlauben.
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Eine
Spitze 12a kann an einem Adapter 13a befestigt
werden über
einen abweichenden Verschluss 14a (26 bis 31).
In dieser Ausführungsform
weist der Verschluss 14a einen starren Körper 275 auf,
mit vorderen und hinteren gekrümmten
Lagerstirnflächen 277, 278 (31).
Die vordere Lagerstirnfläche 277 weist
eine breite, konvexe Form auf, definiert durch einen langen Krümmungsradius. Die
hintere Lagerstirnfläche 278 weist
eine konkave Form auf, welche durch einen kleineren Krümmungsradius
definiert ist. In der bevorzugten Konstruktion sind die Lagerstirnflächen 277, 278 um
ein gemeinsames Zentrum ausgebildet. Ein Riegel 281, welcher ein
Elastomer 283 aufweist, und eine feste metallische Spitze 285 ragen
nach außen
vor, um den Körper 275 in
dem Zahnzusammenbau zurückzuhalten. In
der bevorzugten Ausführungsform
ragt der Riegel 281 von der vorderen Lagerstirnfläche 277 vor; nichtsdestotrotz
könnte
der Riegel in andere Richtungen vorragen.
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Komplementäre Löcher 287, 288 sind
in Seitenwänden 34, 147 des
Adapters 13 und der Spitze 12 jeweils definiert
(26 bis 30). Ein
Loch 287 in dem Adapter 13 schließt eine
gekrümmte
vordere Lagerwand 291 ein, geformt, um passend an der vorderen
Lagerstirnfläche 277 des
Körpers 275 anzuliegen.
In gleicher Weise weist das Loch 288 eine hintere gekrümmte Lagerwand 293 auf
zum passenden Anliegen gegen die Lagerstirnfläche 278 des Körpers 275.
Obwohl die vordere Wand 295 des Lochs 288 bevorzugt
eine gekrümmte
Konfiguration aufweist, um eine einfache Drehung des Verschlusses 14a in dem
Loch 278 zu erlauben, ist sie von der vorderen Lagerstirnfläche 277 beabstandet.
Ein Halter ist in der vorderen Wand 295 ausgebildet, um
den Riegel 281 aufzunehmen und zurückzuhalten. In der bevorzugten
Konstruktion wird der Riegel in einer Nut 297 aufgenommen
und durch einen Dornabschnitt 299 zurückgehalten. Durch die Aufnahme
der Spitze 285 in der Nut 297 werden die Druckkräfte, denen
durch die Lagerstirnflächen 277, 278 widerstanden
wird, nicht gegen den Riegel aufgebracht. Als Ergebnis wird ein
Elastomer 283 nur verwendet, um ein versehentliches Lösen des
Verschlusses 14a von dem Zahn zu vermeiden, und es widersteht
keinen Kräften,
welche dazu tendieren, die Spitze 12a von dem Adapter 13a zu
ziehen. Ein Schlitz 301 ist bevorzugt in einem Dornabschnitt 299 ausgebildet,
um den Eintritt eines schlanken Werkzeugs (z. B. einen Schraubenzieher)
zu erlauben, um den Riegel von dem Halter zurückzuziehen und zu lösen.
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Ein
Adapter 13b kann auch ausgebildet werden in einem Loch 103b,
welches sich (vertikal oder horizontal) vollständig durch die Nase zur Aufnahme eines
herkömmlichen
Verschlusses erstreckt (41). In
dieser Konstruktion würde
das Loch 103b, welches sich völlig durch die Adapternase 20b erstreckt,
mit Löchern
ausgerichtet sein, welche in den Wänden der Spitze vorgesehen
sind. Andernfalls würde
ein Adapter 13b die gleiche Nasenkonstruktion wie Adapter 13 aufweisen.
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In
einer alternativen Ausführungsform
umfasst ein Zahn eine Spitze 312 und einen Adapter 313 (32 bis 33).
Die Spitze 312 weist eine keilförmige Konfiguration auf, welche
eine vordere Grabekante 315 und einen sich nach hinten öffnenden Sockel 316 einschließt. Der
Adapter 313 schließt
sich nach hinten erstreckende Beine 322, 324 ein,
welche von der vorderen Lippe einer Schaufel abgespreizt sind, und
eine nach vorne vorragende Nase 320 zur Montage der Spitze.
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Die
Nase 320 schließt
eine vordere Lagerstirnfläche 347 ein,
welche angepasst ist, um gegen die Basiswand 367 des Sockels 316 anzuliegen,
um Druckbelastungen an dem Zahn zu widerstehen (32 bis 33).
Obere und Bodenlagerstirnflächen 348,
welche im Wesentlichen parallel zu der longitudinalen Achse 345 des
Zahns 310 liegen, sind an den Apices der Nase 320 und
des Sockels 316 vorgesehen, um einer Bewegung der Grabekante 315 nach
oben und nach unten zu widerstehen. In der bevorzugten Konstruktion
sind die Lagerstirnflächen 348 leicht
bezüglich
ihren Zentren geneigt, um eine größere vordere Lagerstirnfläche 347 vorzusehen.
Nichtsdestotrotz könnten
die Stirnflächen 348 ausgebildet
sein, um sich über
die Nase ohne eine Neigung gerade zu erstrecken.
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Obere
und Bodenwände 338, 339 neigen sich
von den Lagerstirnflächen 348 weg,
wenn sie sich nach hinten erstrecken, um die Nase mit ausreichender
Festigkeit auszustatten, um den auftretenden Kräften während des Gebrauchs zu widerstehen. Entlang
den Seiten der Nase ist ein zweiter Satz von Lagerstirnflächen 342 ausgebildet,
welche auch im Wesentlichen parallel zur Achse 345 liegen.
Die Lagerstirnflächen 342 sind
nicht nur nach hinten von den Lagerstirnflächen 348 beabstandet,
sondern auch vertikal nach außen
davon beabstandet, um die günstige
Reihenkonstruktion der Lagerstirnflächen vorzusehen. Im Allgemeinen
parallele Seitenwände 334, 335 definieren
die Seiten der Nase. Eine Schulter 351 ist entlang dem
hinteren Ende der Nase vorgesehen, um einen Verschlussstift (nicht
gezeigt) vorzusehen. In der bevorzugten Konstruktion ist die Spitze
an der Nase befestigt, wie in US-Patent Nr. 5,469,648 an Emrich
beschrieben, das hier durch Bezugnahme eingebunden ist. Nichtsdestotrotz
könnten
andere Verschlussanordnungen verwendet werden.
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Eine
Spitze 312 weist einen Sockel 316 auf, welcher
im Allgemeinen passend über
der Nase 320 aufgenommen ist (33). Demgemäß schließt der Sockel 316 Lageroberflächen 367, 368 ein,
welche gegen Lageroberflächen 347, 348 anliegen,
um den aufgebrachten Kräften
zu widerstehen. Der Sockel schließt ferner hintere Lageroberflächen 372 ein, zum
anliegenden Eingriff mit Lagerstirnflächen 342. Obere und
Bodenwände 378, 379 erstrecken
sich im Allgemeinen parallel oder leicht divergierend in eine rückwärtige Richtung
zu den oberen und Bodenwänden 337, 338,
aber sie sind davon beabstandet, um eine Behinderung mit dem Eingriff
der Lageroberflächen
zu vermeiden.
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Die
Montagekonstruktion der vorliegenden Erfindung kann auch verwendet
werden, um Verschleißelemente
unterschiedlich zu Spitzen zu montieren. Zum Beispiel weisen bestimmte
große
Zähne einen
Adapter (nicht gezeigt) auf, der an der Grabekante eines Baggers
befestigt ist, eine andere Adapterkomponente 400 (verkauft
von ESCO Corporation als ein KWIK-TIP®-Adapter)
und eine Spitze (nicht gezeigt). Der Adapter 400 (34 bis 39)
weist einen sich nach hinten öffnenden
Sockel 402 zur Aufnahme über der Nase des Adapters (nicht
gezeigt) auf, befestigt an der Grabekante, und eine nach vorne vorragende
Nase 404 zum Montieren der Spitze (nicht gezeigt). In der
bevorzugten Konstruktion weist die Nase 404 eine herkömmliche
Gestaltung zur Montage der Spitze auf; obwohl die Nase in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung geformt sein könnte. Ein Loch 405 ist
vorgesehen zum Aufnehmen eines Verschlussstifts und eines Elastomers (nicht
gezeigt), um die Spitze an der Nase zu befestigen. In der bevorzugten
Ausführungsform
ist ein Loch 406 in einer Seitenwand 408 (oder
beiden, falls das Element undrehbar ist) des Teils zum Aufnehmen eines
Verschlusses 14 vorgesehen zum lösbaren Befestigen des Adapters 400 an
Ort und Stelle.
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Wie
bei der Spitze 12 ist der Sockel 402 geformt,
dass er einen kistenförmigen
inneren Abschnitt 410 an seiner Spitze einschließt und einen
rückwärtigen Hohlraumabschnitt 412 (36 bis 39).
Der innere Abschnitt 410 schließt ein obere und Bodenlagerstirnflächen 414 zum
Widerstehen von vertikalen Belastungen, und eine vordere Lagerstirnfläche 416 zum
Widerstehen von Druckbelastungen. Der Hohlraumabschnitt 412 schließt ein ein
Paar von allgemein parallelen Seitenwänden 419, 420,
ein Paar von nach hinten divergierenden oberen und Bodenwänden 423, 424 und
vier Lagerstirnflächen 428 in
jeder Ecke des Sockels. Die Lagerstirnflächen 428 sind auf die
gleiche Art und Weise ausgebildet wie die oben beschriebenen Lagerstirnflächen 42.
Die Lagerstirnflächen 428 erstrecken
sich im Wesentlichen parallel zu der longitudinalen Achse 430 des
Zahns, um eine stabilisierte Zahnkonstruktion auszubilden. Darüber hinaus
sind die Lagerstirnflächen 428 weiter
von der Achse 430 positioniert, um eine Reihenkonstruktion mit
den Lagerstirnflächen 414 auszubilden.
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Die
obige Erläuterung
betrifft die bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung. Verschiedene andere Ausführungsformen
wie auch viele Änderungen
und Abwandlungen können
ohne Abweichen von der Erfindung, wie sie beansprucht ist, vorgenommen
werden.