EA007081B1

EA007081B1 - Система изнашивающихся деталей для съёмной установки изнашивающихся деталей для рабочего инструмента землеройной машины

Info

Publication number: EA007081B1
Application number: EA200501044A
Authority: EA
Inventors: Магнус Карлссон; Никлас Молин
Original assignee: Комби Веар Партс Аб
Priority date: 2002-12-23
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2006-06-30
Also published as: RS20050500A; MA27611A1; JP4481833B2; CZ2005446A3; UA84413C2; AU2003292898B2; RS49987B; LT1590534T; NO20053584L; EP1590534A1; BR0317643A; CN1748063B; SE0203856D0; SK50632005A3; EA200501044A1; MXPA05006859A; BR0317643B1; AU2003292898A1; SE0203856L; CN1748063A

Abstract

Изобретение относится к системе (1) изнашивающихся деталей, предназначенной для рабочего инструмента землеройной машины такого типа, который содержит несущую деталь (3), имеющую переднюю торцевую деталь (8), и сменную изнашивающуюся и/или заменяемую деталь (2), расположенную над этой торцевой деталью и содержащую полость (7) в форме колпака (6), которая, когда изнашивающаяся деталь (2) установлена на место, предназначена охватывать торцевую деталь и закреплена на ней при помощи по меньшей мере одного запорного устройства (27), размещенного во взаимодействующих отверстиях (28), торцевая деталь и полость имеют передние, задние и боковые контактные зоны (9, 22, 23), каждая из которых содержит контактные поверхности (10, 25, 26), расположенные одна на несущей детали и одна на изнашивающейся детали, для поглощения действующих вертикальной, горизонтальной и боковой сил F, Fи F. Контактные поверхности (25, 26) предназначены взаимодействовать так, чтобы, с одной стороны, обеспечивать, чтобы контакт между контактными поверхностями имел место в первую очередь в общем центре Мдвух радиусов (углубления и выступа), по существу, в горизонтальной плоскости YZ, а затем по мере развития износа симметрично вокруг этой средней контактной точки как увеличивающаяся контактная зона (22', 23).

Description

Область техники

Настоящее изобретение относится к системам изнашивающихся деталей для рабочего инструмента землеройной машины, содержащим несущую деталь, жестко прикрепленную к рабочему инструменту и содержащую, по существу, клиновидную или зубцеобразную переднюю торцевую деталь, выступающую в рабочем направлении инструмента, и сменную изнашивающуюся и/или заменяемую деталь, разъемно установленную над этим несущим зубцом и содержащую расположенную сзади полость, по существу, в форме колпака, которая соответствует несущему зубцу несущей детали и взаимодействует с ним, и которая, когда изнашивающаяся и/или заменяемая деталь установлена на место, предназначена для того, чтобы охватывать несущий зубец, и прикреплена к нему посредством разъемного запорного механизма, содержащего по меньшей мере одно запорное устройство, проходящее через взаимодействующие отверстия, выполненные в несущей детали и в изнашивающейся и/или заменяемой детали, несущий зубец и полость изнашивающейся и/или несущей части имеют переднюю, заднюю и боковую контактные зоны, расположенные по отношению к, по существу, поперечно-вертикальной плоскости симметрии ΧΖ под прямыми углами к продольной оси симметрии Υ системы изнашивающихся деталей, каждая из зон содержит по меньшей мере две взаимодействующие контактные поверхности, некоторые из которых взаимодействуют друг с другом только после определенного заданного износа, одна контактная поверхность расположена на несущей детали и одна - на изнашивающейся и/или заменяемой детали, и они предназначены для поглощения вертикальных, горизонтальных и боковых сил Р_х, Р_у и Ρ_ζ, действующих в отношении упомянутой оси симметрии Υ и горизонтальной плоскости ΥΖ, проходящей вдоль нее, из этих контактных зон по меньшей мере одна пара передних контактных зон для поглощения вертикальных сил Р_х расположена в основном горизонтально параллельно и на каждой стороне оси симметрии Υ и горизонтальной плоскости ΥΖ, в то время, как по меньшей мере одна пара задних контактных зон образует определенный угол с упомянутой осью Υ и плоскостью ΥΖ и на каждой их стороне; по меньшей мере одна пара каждой из передних и задних контактных зон для поглощения боковых сил Ρζ расположена, по существу, параллельно друг другу, но в боковом направлении смещены попарно, и на каждой стороне оси симметрии Υ и, по существу, вертикально по отношению к горизонтальной плоскости ΥΖ; а контактные зоны, предназначенные для поглощения горизонтальных сил Р_у, содержат, с одной стороны, по меньшей мере одну переднюю контактную зону, расположенную, по существу, перпендикулярно оси симметрии Υ и горизонтальной плоскости ΥΖ, и, с другой стороны, по меньшей мере две задние контактные зоны, две из которых образованы взаимодействующими вращающимися соединениями, расположенными сбоку при вертикальном расположении и на каждой стороне оси симметрии Υ и имеющими общую ось вращения Υ, каждое из этих соединений содержит углубление и выступ, содержащие соответствующие контактные поверхности, расположенные по одной на каждой соединительной детали.

Постановка задач и уровень техники - система соединения

В настоящее время существует ряд различных промышленных систем изнашивающихся деталей для сменных изнашивающихся и/или заменяемых деталей для рабочих инструментов землеройных машин, особенно зубьев на ковше экскаватора. Системы изнашивающихся деталей такого рода обычно содержат две главных соединительных детали в форме так называемых «охватывающей детали» и «охватываемой детали»; с одной стороны, передняя изнашивающаяся деталь в форме сменного острия зуба, и с другой стороны - задняя несущая деталь, которая постоянно прикреплена к ковшу. Для того чтобы добиться динамичного и в то же время надежного прикрепления сменного острия зуба к держателю, соединительные детали также содержат систему соединения, являющуюся общей для деталей и имеющую разъемный запорный механизм. Каждая такая система соединения имеет весьма характерную геометрию для того, чтобы таким образом попытаться удержать изнашивающуюся деталь зуба на месте эффективным, безопасным и функционально надежным способом, вызывая только минимальный износ, до тех пор, пока изнашивающаяся деталь из-за тем не менее неизбежного износа не должна будет быть заменена новой, изнашивающейся деталью.

Системы соединения такого рода могут быть сформированы так, см., например, заявку на патент Великобритании ΟΌ-Ά-2151207 или фиг. 7 в шведском описании патента 8Е-В-469561, что одна, первая, соединительная деталь охватывает концевую деталь, в дальнейшем называемую также зубцом, противоположной второй соединительной детали - которая взаимодействует с первой соединительной деталью вокруг всех ее внешних сторон как колпак, отсюда также название «колпачная система». Одно решение для системы соединения обычно получают посредством одного или более по отношению к продольному направлению зуба, по существу, поперечных запорных устройств, например клина, перфорированной трубы и т.д., которые вводятся через специально сделанные отверстия для запорных устройств, выполненные в колпаке и зубце. Эти запорные устройства могут быть размещены по центру зуба или на одной или обеих сторонах зуба. Свободному внешнему кольцевому краю колпака, далее называемому поясом зуба, обычно соответствует край, противоположный поясу зуба и взаимодействующий с поясом зуба, расположенный на держателе, далее называемый поясом зубца.

Известные промышленные колпачные системы такого типа очень часто сформированы так, чтобы поглощать нагрузки (Р), которые действуют параллельно или приблизительно параллельно оси симметрии геометрии соединения в Υ-направлении к режущему краю острия зуба, т.е. по существу вдоль плос

- 1 007081 кости, проходящей в продольном направлении зуба, см. фиг. 1, через одну или более специально сформированные и взаимодействующие контактные зоны, которые расположены под определенным углом к упомянутой оси симметрии и плоскости, ниже называемыми продольной осью, и горизонтальной плоскостью или ΥΖ-плоскостью. Каждая такая контактная зона содержит по меньшей мере две взаимно противоположные и взаимодействующие контактные поверхности, по меньшей мере одна из которых расположена в первой соединительной детали, в то время как вторая расположена во второй соединительной детали. Когда эти контактные поверхности расположены в основном перпендикулярно упомянутой продольной оси симметрии Υ, т.е., по существу, в поперечно-вертикальной плоскости (ΧΖ), дальнейшее проникновение прекращается зубцом на держателе, так что эти поверхности далее называются также упорными поверхностями. Другой способ состоит в том, чтобы разместить контактные поверхности под определенным наклоном к разным плоскостям, за счет чего нагрузка поглощается силами трения, которые возникают из-за расклинивающего эффекта между поверхностями.

Понятно, однако, что при использовании инструмента образуются не только нагрузки, параллельные продольной плоскости симметрии, в Υ-направлении, геометрии соединения, но также и нагрузки, которые отклоняются от Υ-направления. По существу каждая нагрузка (Р) содержит осевую составляющую силу Ру, которая образуется параллельно продольному направлению симметрии Υ геометрии соединения и действует перпендикулярно поперечно-вертикальной плоскости в Х-направлении, далее также называемой ΧΖ-плоскостью, с одной стороны, боковую поперечную составляющую силу в Ζнаправлении, Ρ_ζ, которая действует перпендикулярно продольной вертикальной плоскости геометрии соединения, далее называемой боковой плоскостью или ΧΥ-плоскостью, и, с другой стороны, дополнительную поперечную составляющую силу Р_х, которая действует в Х-направлении перпендикулярно ΥΖплоскости геометрии соединения, т.е. упомянутой горизонтальной плоскости.

Обозначения, которые использованы ниже, такие как вертикальные поверхности, боковые поверхности, горизонтальные поверхности и т.п., могут быть выведены из вышеупомянутых определений для упомянутых сил и плоскостей.

Те нагрузки на острие зуба, которые приводят к возникновению поперечных сил, т.е. двух последних поперечных составляющих сил Р_х и Ρ_ζ, частично поглощаются посредством аналогичных контактных зон, содержащих вертикальные и боковые контактные поверхности, размещенные под разными углами к направлениям воздействия.

Составляющие силы Р_х, Р_у и Ρ_ζ могут также в результате соотношения их плеч рычага приводить к возникновению скручивающих нагрузок, которые должны поглощаться посредством двойных контактных зон, расположенных на каждой стороне оси, вокруг которой осуществляется вращение. Каждая из этих контактных зон состоит, так же, как и раньше, по меньшей мере из двух взаимодействующих контактных поверхностей. Например, скручивающая нагрузка, которая вызвана поперечной составляющей силой Р_х, поглощается по меньшей мере одной передней и одной задней контактной зоной по отношению к Υ-направлению, эти контактные зоны соответственно расположены, по существу, параллельно Υоси симметрии на каждой стороне запорного устройства и на их соответствующей противоположной соединительной части.

Например, в системах соединения, которые известны из упомянутых описаний 8Е-В-469561 и ОВА-2151207, несущая деталь и зуб соответственно содержат, если смотреть в вертикальном продольном сечении (XΥ), V-образные вогнутую и выпуклую упорные поверхности соответственно, сужающиеся к режущему краю зуба, эти упорные поверхности взаимодействуют и поглощают осевые силы Р_у, но поглощают также скручивающие нагрузки, обусловленные вертикальными силами Р_х вокруг Ζ-оси. Предусмотрены продольные выступы с соответствующими выемками для того, чтобы поглощать боковые силы Ρ_ζ. Кроме того, пояса несущей детали и зуба содержат ν-образные и прямоугольные выступы и углубления соответственно, которые дополняют друг друга и которые также для своей детали действуют как упорные поверхности, т. е. они контактируют друг с другом вдоль их вертикальных торцевых поверхностей после того, как соединительные детали были сведены вместе в положение с общими концами. Эти выступы и углубления соответственно предназначены здесь для того, чтобы ограничивать подвижность между несущей деталью и зубом, являющуюся следствием неизбежных производственных допусков, но они также будут поглощать скручивающие нагрузки, которые могут привести к появлению нежелательных соотношений плеч рычага после определенного периода асимметричного износа.

Во время работы фактически все поверхности контакта, включая упорные поверхности, будут ободраны, изношены и деформированы в разной степени во время беспорядочного динамического движения между изнашивающейся деталью, несущей деталью и запорным устройством. Более того, и зуб, и несущая деталь будут подвержены, по существу, одинаковому износу с тем результатом, что они должны будут быть заменены, когда износ достигнет максимального уровня. Это очень дорого, и поскольку каждая несущая деталь, кроме того, приварена к ковшу, время простоя значительно больше, чем при быстрой замене только изношенной части.

Поэтому желательно обеспечить систему соединения, которая позволит подвергать износу, по существу, только изнашивающуюся деталь, в то время как несущая деталь и запорное устройство в основном будут избавлены по меньшей мере от внешнего износа, и в которой неизбежный износ между кон

- 2 007081 тактными поверхностями деталей, насколько это возможно, будет иметь место только в отношении заданных и специально для этого сделанных поверхностей.

Другая и очень серьезная проблема вышеупомянутых систем соединения состоит в том, что запорное устройство подвергается риску быть отрезанным посредством поперечных сил, которые возникают, с одной стороны, когда зуб и несущая деталь смещаются горизонтально друг к другу из-за постоянного износа угловых упорных поверхностей и упорных поверхностей на поясах, а, с другой стороны, когда система соединения подвергается вредным вращательным нагрузкам вокруг непредусмотренного контакта, возникшего из-за износа, между поясами системы изнашивающихся деталей. Для того чтобы избежать этого, предусмотрена упорная зона, которая действует как граница сразу с момента соединения, за счет нее вертикальные торцевые поверхности двух поясов, по меньшей мере, первоначально не находятся во взаимном контакте. Пример этого показан в описании американского патента И8-Л-2689419, в котором передняя, по существу, вертикальная упорная поверхность расположена на переднем крае несущего зубца для взаимодействия с соответствующей внутренней упорной поверхностью внутри полости изнашивающейся детали.

По мере увеличения износа на первоначальных вертикальных упорных поверхностях, предназначенных для износа, образуется вторая и нежелательная вторичная контактная зона между задним краем пояса зуба изнашивающейся детали и передним краем пояса держателя, т.е. вторичная упорная зона образуется вокруг пояса зуба и пояса держателя в вертикальной плоскости ΧΖ соответствующего пояса, эти края/вертикальные плоскости изначально не пересекались, а эта вторичная упорная зона будет постепенно увеличиваться.

Если теперь зуб подвергается воздействию поперечной силы Е_х и Ε_ζ, действующей по направлению к оси симметрии Υ геометрии соединения, на острие зуба, вращательные движения в системе соединения будут все более зависеть от положения вторичных нежелательных упорных поверхностей. Новые упорные поверхности на поясе в совокупности с запорным устройством, таким образом, заменят предыдущие переднюю и заднюю горизонтальные контактные поверхности и соответствующие переднюю и заднюю вертикальные боковые поверхности контакта вдоль ΥΖ и ΧΥ-плоскости соответственно, эти контактные поверхности были предназначены для ограничения поперечных сил Е_х и Ε_ζ соответственно, которые были так нежелательны для запорного механизма. Скручивающее действие рычага, которое очень вредно для прочности, в этом случае будет иметь место для большинства нагрузок, это действие приведет к возникновению поперечных сил, которые срежут запорное устройство.

В системе соединения в соответствии с И8-Л-2689419 запорный клин является самым слабым на сужающемся конце, точнее там, где упомянутые поперечные силы могут быть наибольшими, т. е. на поверхностях трения между изнашивающейся деталью и несущей деталью, из-за соотношения плеч рычага упомянутых нагрузок и из-за того, что зазор между поясами все время в равной степени большой, с тем результатом, что нежелательная вторичная контактная зона образуется достаточно легко, так что получается соотношение плеч рычага, наиболее нежелательное для конструкции.

Далее, когда на контактных и упорных поверхностях имеет место большой износ, оставшийся материал между отверстиями для запорного устройство в колпаке и задним краем изнашивающейся части и материал между горизонтальными поверхностями трения несущего зубца и отверстием для запорного устройства в зубце будет ослаблен так, что будут образовываться трещины, после чего соединение разъединяется. Для того чтобы попытаться избежать этого, толщина материала на сторонах изнашивающейся детали и вокруг отверстия для запорного устройства увеличена в Ζ-направлении, в то же время пояс зуба изнашивающейся детали снабжен усилением в форме выступа, направленного назад к несущей детали, так что фактическое отверстие для запорного устройства может быть перемещено назад. Толщина материала зубца тоже таким образом увеличена на уровне его отверстия для запорного устройства. Такое решение увеличивает стоимость и сложность изготовления, в то же время увеличенная толщина материала зубца также означает более высокий профиль зуба в части над зубцом, что неудачно с точки зрения проникновения. Более того, так называемый обмен будет хуже из-за материала, который обязательно накладывается в направлении назад к изнашивающейся детали известного зуба. Получение наибольшего возможного обмена является существенным для конструкции нового зуба. Для того чтобы создать оптимальный зуб, деталь, которая остается, когда зуб износился, должна быть настолько легкой, насколько это возможно. Поскольку цена изнашивающихся частей часто может быть выражена в Кр/кг, и поскольку преобладающий износ имеет место на острие зуба, т.е. на той части изнашивающейся детали, которая находится впереди внутренней полости, зуб должен иметь наименьшую возможную долю веса позади острия зуба, определенного в соответствии с вышеуказанным.

Другие важные цели настоящего изобретения состоят в том, чтобы предотвратить возможность случайного образования описанных вторичных контактных зон между поясами зуба и держателя и, по меньшей мере, существенно сократить риск того, что вторичная контактная зона будет способствовать возникновению поперечных сил, которые неблагоприятны для запорного механизма.

Из-за сужающейся формы несущего зубца в направлении переднего края ранее известные системы соединения продемонстрировали склонность к перемещению зуба вперед, когда вертикальная нагрузка приложена к острию зуба, т.е. к соскальзыванию зуба вдоль несущей детали, осуществляя «прыжок с

- 3 007081 трамплина», таким образом подвергая запорное устройство нежелательному напряжению. Поэтому требуется, чтобы конструкция системы изнашивающихся деталей была доступной, что исключит или, по меньшей мере, сведет к минимуму эту склонность.

Запорный механизм - общая часть

В настоящее время в основном представлены два вида различных запорных устройств, с одной стороны, жестких, а с другой стороны, упруго работающих запорных устройств.

Жесткие запорные устройства имеют жесткий запорный корпус, который, например, может быть прямым, имеющим форму стержня или клина. Упругие запорные устройства обычно содержат до некоторой степени упругий элемент, например пружину или эластомер, который сжимается при каждой установке и удалении запорного устройства, при помощи этого элемента зуб насаживается на несущую деталь посредством силы, созданной предварительным натяжением упругого элемента, в то же время предотвращая смещение запорного устройства из его положения. Запорные устройства могут быть также классифицированы в зависимости от того, как расположен запорный механизм, т.е. от того, предназначено ли запорное устройство быть установленным вертикально или горизонтально по отношению к геометрии соединения зуба. У обоих видов есть преимущества и недостатки, но поскольку современные потребители часто выбирают вертикальные запорные устройства из-за большего удобства их использования, т. е. более простой установки и удаления, и в некоторой степени из-за того, что вертикальные запорные устройства позволяют иметь более низкий профиль зуба с сопутствующей более высокой проникающей способностью, остается попытаться уменьшить или избавиться от недостатков вертикальных запорных устройств. Эти недостатки прежде всего заключаются в наличии риска того, что запорное устройство, когда к острию зуба приложена динамическая вертикальная нагрузка, «выпадет» из отверстия для запорного устройства, так что острие зуба отвалится, а также в том, что упомянутые вертикальные нагрузки подвергнут запорный механизм воздействию гораздо более существенных поперечных сил в случае вертикального расположения, чем в случае горизонтального расположения.

Трехсекционный запорный механизм

Известные запорные устройства обычно удаляются посредством мощных ударов молотком, что означает, что более жесткие виды быстрее выходят из строя из-за износа и деформации, которая возникает на корпусе запора и вдоль отверстия для запорного устройства. Клиновидный тип, хотя его легче устанавливать и удалять, также имеет большую склонность к расшатыванию из-за вибраций и динамических напряжений, которые возникают при нормальной работе.

В случае упругих запорных устройств упомянутое предварительное натяжение будет ускорять старение упругого элемента и тем самым сокращать максимальный срок службы запорного механизма. Когда резина или пружина стареет, предварительное натяжение, необходимое для того, чтобы запорное устройство оставалось размещенным в отверстии, несмотря на упомянутые проблемы с вибрациями, неблагоприятными допустимыми уровнями, износом и другими напряжениями на контактных поверхностях и т.д., которые отрицательно влияют на горизонтальные перемещения изнашивающейся детали по несущей детали, будет фактически неуклонно уменьшаться до тех пор, пока запорное устройство просто не сможет выпасть само. Для того чтобы запорный механизм всегда имел контакт с зубом и держателем и тем самым предварительно натягивать зуб на держатель, необходимо относительное большое расстояние для предварительного натяжения, а именно расстояние, на которое упругий элемент сжимается и расширяется. Упругий элемент должен также быть способен осуществлять большое количество меняющихся циклов сжатия в течение длительного периода времени без подвергания запорного элемента чрезмерному сжатию, оставаясь при этом способным выполнять свои функции, тем самым повышая требования к качеству и, следовательно, цену. Чрезмерное сжатие часто является тем, что в первую очередь ограничивает срок службы запорного устройства, в результате чего размеры эластомеров часто увеличивают для того, чтобы компенсировать проблемы чрезмерного сжатия.

Поэтому одно из требований состоит в том, чтобы суметь создать запорный механизм, который предпочтительно никогда не требует сжатия большего, чем сжатие, необходимое для того, чтобы достигнуть предварительного натяжения, необходимого для работы, или который, по существу, требует только немного большего сжатия в связи с установкой и удалением запорного устройства. Другое требование состоит в том, чтобы запорное устройство можно было вставить приблизительно на половину длины перед тем, как станет необходимой установка с помощью молотка. Это имеет то преимущество, что не нужно обеспечивать устойчивость запорного устройства вручную, когда его забивают молотком.

Решение вышеупомянутых проблем, которое было ранее принято в отношении упругих запорных устройств, состоит в том, что запорное устройство и приемное отверстие для запорного устройства были сконструированы так, что различные пластинки запорного устройства, например подвижные входящая(ие) в контакт деталь(и), которая(ые) неподвижно прикреплена(ы) к упругому элементу или управляется им, после первоначального избыточного сжатия элемента во время введения запорного устройства через отверстие для запорного устройства в колпаке достигает(ют) дополнительной внутренней полости внутри отверстия для запорного устройства в зубце, эта полость несколько более широкая, чем действительное отверстие в колпаке. Входящие в контакт детали запорного устройства теперь могут быть вставлены в эту полость посредством небольшого расширения упругого элемента. В этом случае запорное

- 4 007081 устройство, расположенное в полости, не всегда требует такого предварительного натяжения, как при первоначальном введении, для того, чтобы достичь необходимого запирания. Однако упругие запорные устройства такого типа, введенные во внутреннюю полость, трудно удалять, поскольку становится труднее добиться сжатия, которое необходимо для удаления запорного устройства. Вышеупомянутый способ удаления запорного устройства ударами молотка часто приводит, в случае использования пружины, к тому, что упомянутая пружина ломается. Если используется корпус, упругий во всех направлениях, то вместо этого получают упругость по отскоку, которая вызвана тем, что упругий элемент не может расширяться в другом направлении при ударе, с тем результатом, что сжатие и расширение имеют место в основном в том же направлении, что и удары молотка.

Выемка для запорного механизма

Известное решение состоит в том, чтобы использовать упругий резиновый стержень, более тонкий в середине, чтобы компенсировать расширение резины при сжатии, или сделать поперечное сечение отверстия для запорного устройства несколько больше, чем поперечное сечение запорного устройства, т. е. предусмотреть дополнительное пространство, которое сохраняется пустым исключительно для расширения резины для того, чтобы допустить удаление запорного устройства; оно работает, только если это пространство не заполняется грязью. «Грязь», т.е. снег, глина, почва и т.д., будет действительно быстро проникать внутрь и заполнять это дополнительное пространство. Более того, при высыхании или замораживании до состояния компактного тела замена зубьев делается более трудной.

Эти запорные устройства поэтому также очень трудно разобрать после некоторого времени использования. Если сделать дополнительное пространство вдоль отверстия достаточно большим или непрерывным для того, чтобы обеспечить удаление грязи, вместо этого появляется недостаток, состоящий в том, что прочность зуба естественным образом снижается при уменьшении толщины материала без фактического решения проблемы налипания грязи. Поэтому существует серьезная потребность в создании значительно усовершенствованного запорного устройства, которое обладает преимуществом простой установки и удаления клиновидной формы, преимущественной пружиной упругого запорного устройства без ее предварительного натяжения, приводящего к преждевременному старению резины, и свойством, состоящим в том, что «грязь» не будет иметь возможности скапливаться или, по меньшей мере, не будет иметь возможности препятствовать расширению упругой детали запорного устройства, достаточному для того, чтобы запорное устройство было легко отсоединено, даже наружу из внутренней пустой полости, предназначенной для запорного устройства.

Расположение пальца и поперечной зоны

В зоне проскальзывания между зубом и несущей деталью, см., например, И8-2689419, детали 58, 59 на фиг. 15, возникает поперечная сила, критическая для срока службы запорного устройства, которая обусловлена горизонтальными перемещениями между соединительными деталями. Упомянутая зона проскальзывания, более того, имеет наихудшее соотношение плеч рычага из всех систем изнашивающихся деталей колпачного типа, т.е. самое длинное плечо рычага от Υ-оси симметрии, с тем результатом, что поперечные силы, вызванные скручивающими нагрузками, наиболее интенсивны в этой области. Эти поперечные силы создают риск отрезания запорного устройства с тем результатом, что желательно сплошное поперечное сечение только однородной части корпуса запора. В поперечном сечении, в котором корпус запора ослаблен полостью для эластомера, не должны поэтому создаваться поперечные силы или должны создаваться минимальные поперечные силы. В то же время при таком типе запорного устройства крепежная пластина запорного устройства должна быть размещена не выше, чем на одном уровне с внутренней стороной зуба внутри колпака, т.е. «крышей колпака», для того, чтобы закрепить запорное устройство в его положении, в силу чего также определяется положение верхнего края упомянутой полости для эластомера. Запорное устройство, осуществляющее закрепление в несущей части вместо крыши колпака, приводит к нежелательным нагрузкам, передаваемым через запорное устройство к несущей части. Оптимальным случаем нагрузки является случай, когда все динамические нагрузки передаются непосредственно от зуба к несущей части и никогда через запорное устройство. Оптимальное использование запорного устройства состоит единственно в том, чтобы препятствовать выпадению изнашивающейся детали, когда инструмент поднимается с поверхности земли, и удерживать специальные контактные поверхности соединительных деталей во взаимном контакте без зазора. Кроме того, расположение крепежной пластины напротив крыши колпака приводит к тому, что полость для эластомера оказывается так высока, что упомянутое сплошное поперечное сечение не может быть получено. Поэтому другая потребность состоит в создании запорного устройства, которое разрешает этот конфликт интересов.

Цель изобретения и его отличительные признаки

Поэтому основной целью настоящего изобретения является создание усовершенствованной системы изнашивающихся деталей для установки сменных изнашивающихся деталей на рабочем инструменте землеройной машины, эта система изнашивающихся деталей устраняет или, по меньшей мере, существенно ослабляет все или большинство описанных выше проблем.

Другая основная цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы создать существенно усовершенствованный запорный механизм для упомянутой системы изнашивающихся деталей, в котором

- 5 007081 одновременно могут быть использованы полезные свойства различных типов запоров, причем лучшим способом, чем раньше.

Упомянутая цель и другие цели, которые не были перечислены, достигаются в объеме того, что раскрыто в настоящих независимых пунктах формулы. Варианты осуществления изобретения приведены в независимых пунктах формулы.

Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением создана усовершенствованная система изнашивающихся деталей для установки сменных изнашивающихся и/или заменяемых деталей на землеройной машине, которая отличается тем, что общая ось вращения Ζ расположена, по существу, в горизонтальной плоскости ΥΖ и, по существу, перпендикулярно направлению установки запорного устройства, тем, что упомянутые углубления выполнены на изнашивающейся и/или заменяемой детали и обращены вогнуто вперед в продольном направлении последней, предпочтительно содержат соответствующую торцевую поверхность радиуса Κι, по существу, радиально изогнутую вокруг Ζ-оси, тем, что выступы расположены на несущей детали и обращены выпукло вперед в общем продольном направлении соединительных деталей, предпочтительно содержат соответствующую торцевую поверхность радиуса Κ₂, по существу, радиально изогнутую вокруг Ζ-оси, боковые контактные поверхности предпочтительно имеют различные радиусы Κ,ι, Κ₂ и предназначены взаимодействовать таким образом, чтобы, с одной стороны, ограничивать продвижение изнашивающейся и/или заменяемой детали к несущей детали, и, с другой стороны, обеспечить, чтобы контакт между боковыми контактными поверхностями, в первую очередь, имел бы место в общем центре М₀ двух радиусов Κι, Κ₂, по существу, в горизонтальной плоскости ΥΖ, а во вторую очередь, по мере развития износа, симметрично вокруг этой центральной точки М₀как увеличивающаяся контактная зона.

В соответствии с другими аспектами усовершенствованной системы изнашивающихся деталей в соответствии с изобретением:

- запорное устройство, вертикально расположенное во взаимодействующих отверстиях между изнашивающейся и/или заменяемой деталью и несущей деталью, и отверстия в изнашивающейся и/или заменяемой детали и несущей детали разделены по меньшей мере на три различных участка в продольном направлении взаимодействующих отверстий, среди которых участок

- сквозь одну стенку колпака - отверстия для запорного устройства, который является первым в направлении установки запорного устройства, эта стенка ограничивает полость изнашивающейся и/или заменяемой детали на первой стороне, имеет самое широкое поперечное сечение, в то время как третий участок

- сквозь вторую стенку колпака, противоположную первой стенке - отверстия для запорного устройства, который является последним в направлении установки запорного устройства, имеет самое маленькое поперечное сечение, и первым вставляемый третий участок запорного устройства, который предназначен для того, чтобы после окончания установки проходить через и точно устанавливать участок во второй стенке колпака третьего отверстия для запорного устройства, имеет самое маленькое поперечное сечение, в то время как второй участок запорного устройства в направлении установки, который проходит через участок - через зубец несущей детали - второго отверстия для запорного устройства, имеет несколько большее поперечное сечение, чем первым вставляемый третий участок запорного устройства, но в то же время несколько меньшее, чем участок упомянутого второго отверстия для запорного устройства, в результате чего, это отверстие для запорного устройства через несущий зубец содержит остающуюся пустую полость, даже после установки запорного устройства, а последним вставляемый первый участок запорного устройства имеет самое широкое поперечное сечение запорного устройства, которое соответствует участку - сквозь первую стенку колпака - первого отверстия для запорного устройства,

- запорное устройство относится к такому типу, который содержит жесткий корпус запорного устройства, имеющий упруго деформируемый упругий материал, вставленный в корпус запорного устройства, этот материал направляет по меньшей мере одну подвижную входящую в контакт деталь в заданное положение,

- запорное устройство содержит по меньшей мере две подвижных входящих в контакт детали, нагруженные упруго деформируемым упругим материалом, эти входящие в контакт детали представляют собой крепежную пластинку для разъемного запирания устройства в заранее заданном положении запирания, и упорную пластинку, которая посредством своего упруго деформируемого упругого материала предназначена для того, чтобы прижимать контактные зоны изнашивающейся и/или заменяемой детали и несущей детали друг к другу,

- запорное устройство содержит внутреннюю полость для упруго деформируемого упругого материала, эта полость имеет первое щелевое отверстие на своей одной стороне, предназначенное для расширения упруго деформируемого упругого материала наружу от корпуса запорного устройства, когда он подвергается нагрузке во время удаления запорного устройства, и одну или более дополнительных щелевых отверстий, через которые отдельные входящие в контакт детали в состоянии, в котором запорное устройство является свободным от внешних нагрузок, выступают определенным образом за пределы корпуса запорного устройства,

- 6 007081

- отверстие для запорного устройства в зубце несущей детали содержит первый участок в направлении установки, который, по меньшей мере, шире в первом направлении, предпочтительно, по существу, в Υ-направлении и предпочтительно также шире в другом направлении, в этом случае, по существу, в Ζ-направлении, чем соответствующий участок корпуса установленного запорного устройства, этот участок отверстия для запорного устройства содержит первый сектор и второй сектор, причем первый сектор шире, чем соответствующий корпус запорного устройства в упомянутом первом направлении, и предназначен для создания полости для крепежной пластинки в ее вытянутом положении, запирающей запорное устройство, в то время как второй сектор упомянутого первого участка отверстия для запорного устройства в зубце несущей детали шире в упомянутом втором направлении, чем оставшийся(еся) участок(ки) корпуса запорного устройства, который идет следующим в направлении удаления и предпочтительно сформирован как угловая наклонная поверхность, имеющая отверстие с наибольшим поперечным сечением, расположенное первым в направлении установки запорного устройства, этот второй сектор вместе с корпусом установленного запорного устройства предназначен для создания или формирования пространства для расширения упруго деформируемого упругого материала, когда он подвергается нагрузке во время удаления запорного устройства,

- имеется соединенный с отверстием для запорного устройства в колпаке зуба поперечный палец, который выступает на некоторую определенную длину внутрь в направлении установки запорного устройства и расположен на внутренней стороне крыши колпака, напротив этого пальца должна быть закреплена крепежная пластинка для того, чтобы производить перемещение крепежной пластинки вниз в направлении установки запорного устройства, и, следовательно, большая толщина материала на соответствующем конце корпуса запорного устройства, поскольку отверстия для корпуса запорного устройства и полость, в которой действует крепежная пластинка, расположены внутри зоны проскальзывания между зубом и несущей деталью в направлении установки запорного устройства,

- наклонная поверхность, которая расширяется вниз в направлении установки запорного устройства, расположена на стороне корпуса запорного устройства, обращенной к упомянутому пальцу, так что корпус запорного устройства и палец не контактируют друг с другом,

- поперечное сечение корпуса установленного запорного устройства на одном уровне с внутренней стороной крыши колпака состоит из однородного жесткого сплошного поперечного сечения или поперечного сечения, которое является сплошным в пределах по меньшей мере 50% или более,

- соотношение плеч рычага от Υ-оси симметрии до контактной точки М₀ между колпаком зуба и несущей частью равно нулю или меньше, чем радиус К₂ выступа,

- расстояние между торцевыми поверхностями боковых соединений в их общем центре М0, расположенном, по существу, в горизонтальной плоскости ΥΖ, равно нулю или в основном меньше, чем между торцевыми поверхностями поясов для того, чтобы гарантировать, что вторичные контактные зоны, которые увеличиваются на каждом из соединений по мере увеличения износа между изнашивающейся и/или заменяемой деталью и несущей деталью, имеют симметричное положение вокруг упомянутого общего центра М0,

- радиус К| для соответствующего углубления предпочтительно несколько больше, чем радиус К₂для соответствующего выступа, в результате чего промежуток, т.е. зазор, изменяется в зависимости от того, какие радиусы выбираются, и контакт между этими изогнутыми торцевыми поверхностями будет в первую очередь в общем центре разных радиусов Κι, К₂ в горизонтальной плоскости, так чтобы затем, после некоторого определенного износа, перерасти симметрично в радиальную контактную зону вокруг этой средней контактной точки М0 по мере развития износа,

- имеются по меньшей мере две задние контактные зоны, симметричные по отношению к оси Υсимметрии, в которых угол наклона к Υ-оси симметрии внутренней продольной периферийной линии Р₁вдоль отверстия (28В) для запорного устройства больше, чем внешней боковой продольной периферийной линии Р₁₁,

- различные контактные поверхности содержат множество разных, расположенных симметрично наклонов, конусных форм и закруглений по отношению к горизонтальной плоскости ΥΖ, боковой плоскости ΧΥ и вертикальной плоскости ΧΖ, несколько являются параллельными, но смещенными вбок для того, чтобы достичь очень точного наведения при установке и удалении деталей, так что система изнашивающихся деталей в сборе становится практически свободной от зазора и от застревания,

- предусматривается, что скручивающие нагрузки, вызванные вращением изнашивающейся и/или заменяемой детали по отношению к несущей детали, будут поглощаться непосредственно или после некоторого незначительного износа по меньшей мере одной из передних контактных зон во взаимодействии, по меньшей мере, с упомянутой контактной зоной на задних боковых соединениях.

Преимущества и результаты изобретения - система соединения

Вышеупомянутым тенденциям зуба соскальзывать с несущей носовой части эффективно противодействует имитация так называемого эффекта выдвижного ящика, т. е. отдельные контактные поверхности между несущей деталью и зубом зажмут и тем самым «удержат вместе» детали по отношению друг к другу.

- 7 007081

Один вариант осуществления, имеющий больший угол наклона к Υ-оси симметрии внутренней продольной периферийной линии Р₁ вдоль отверстия для запорного устройства двух симметричных задних по существу горизонтальных контактных зон, дает дополнительные преимущества. Такой большой угол делает возможным посредством смещения острия вверх на несущую деталь в Υ-направлении поглощать производственные допуски с минимальным зазором между острием и держателем, что дает хорошую прочность и тем самым уменьшает износ. Плохая установка и ненадежное запорное устройство увеличивают риск разрушения зуба или потери зубьев.

«Эффект выдвижного ящика», описанный выше, разный наклон, конусность и закругление различных контактных поверхностей по отношению к определенным выше горизонтальной плоскости, боковой плоскости и вертикальной плоскости означает, что получают очень точную наводку при установке и удалении деталей, и что зуб в сборе практически свободен от зазоров.

Запорное устройство обычно не подвергается никаким реальным сжимающим нагрузкам и имеет по существу только удерживающую функцию, в то время как зуб поднимается в направлении вверх от поверхности земли, которая обрабатывается.

Боковой радиус, вторичная упорная поверхность

Заранее установленная контактная зона между соответствующими поясами на торцевых поверхностях поясов, в то время как остальные части поясов зуба и держателя обычно отделены друг от друга, существенно снижает риск вредных соотношений плеч рычагов.

Трехсекционный запорный механизм

В соответствии с настоящим изобретением достигаются преимущества, заключающиеся в том, что запорное устройство может быть вставлено наполовину своей длины до того, как дойдет до выступающих пластинок или участков с большим поперечным сечением, для которых требуется молоток, в том, что запорное устройство не требует удерживания вручную во время последнего этапа вставки - забивания, а также в том, что установка и удаление запорного устройства, особенно если зубья расположены относительно близко друг к другу, осуществляется значительно легче в случае вертикально расположенного запорного устройства по сравнению, например, с горизонтально расположенным запорным устройством для использования с вышеупомянутым зубом в и8-А-2689419.

Другое достигаемое преимущество состоит в том, что не требуется сжатия упругого элемента до значительно большей степени во время фактической установки и удаления по сравнению со сжатием упругого элемента тогда, когда система готова к работе. Нет необходимости в чрезмерном сжатии элемента для того, чтобы получить достаточно большое расстояние предварительного натяжения и поэтому может быть использован весь путь движения упругого элемента в рабочем положении.

Выемка для запорного механизма

Что касается вышеупомянутой проблемы загрязнения, настоящее изобретение в другом варианте осуществления решает эту проблему путем создания запорного механизма, включая в Ζ-направлении, см. фиг. 1, 10, 11 и 15, с участками с поперечными сечениями разного размера с самым большим в верхней части, и поскольку в отверстии для запорного устройства в зубцеобразной детали выполнена специальная угловая наклонная поверхность, см. фиг. 15Ь, удаление запорного устройства приведет к созданию пустого пространства для меньших размеров посредством разницы в размере поперечных сечений. Результатом этого является то, что расширяющаяся часть резины, вызванная вдавливанием пластин, может выдвинуться в созданное таким образом пустое пространство. Удаление запорного устройства поэтому, по существу, не зависит от проникновения грязи.

Другое преимущество состоит в том, что поскольку поперечное сечение запорного устройства и отверстия для запорного устройства является в высшей степени асимметричным в обоих направлениях Υ и Ζ (в соответствии с фиг. 1), сборщику нет необходимости учитывать, как запорное устройство должно быть повернуто при применении.

Расположение пальца и поперечной зоны

В соответствии с настоящим изобретением и его вариантами осуществления достигается преимущество, состоящее в том, что допустимо смещение вниз пластинок запорного механизма, так что внутренняя полость, в которую доходят пластинки, сдвигается из непосредственной поперечной зоны между зубом и несущей деталью. Поперечные нагрузки будут поглощаться практически однородным поперечным сечением жесткого корпуса запора запорного устройства. Для того чтобы дополнительно увеличить прочность запорного устройства, щелевое отверстие в корпусе запора для расширения эластомера выполнено только на одной боковой поверхности корпуса запора, см. фиг. 13.

Контактные поверхности, которые определенно предназначены действовать как поверхности износа, обнаруживаются только между острием и корпусом запорного устройства, а не между несущей деталью и запорным устройством. Контакт между упорной пластинкой и несущей деталью служит только для придания необходимой опоры для создания упомянутого предварительного натяжения острия на держатель и для достижения меньшего зазора. Ни одна из пластинок конструкции не предназначена для поглощения какой-либо динамической нагрузки, вызванной использованием инструмента, за счет чего функционирование и срок службы системы значительно улучшаются. Несущая деталь вследствие этого подвержена минимальному износу на всех поверхностях, которые не предназначены специально для это

- 8 007081 го, например, упорная поверхность впереди зубца, с тем результатом, что несущая деталь может быть повторно использована много раз до того, как возникнет необходимость замены.

Перечень чертежей

Ниже изобретение будет описано более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых фиг. 1 - принципиальная схема в разобранном виде в перспективе деталей системы изнашивающихся деталей в соответствии с настоящим изобретением для изнашивающихся или сменных деталей для установки на рабочем инструменте землеройной машины, причем соединительные детали этой системы изнашивающихся деталей содержат переднюю изнашивающуюся деталь в форме сменного острия зуба, заднюю несущую деталь для крепления к конкретному рабочему инструменту и систему соединения для упомянутых деталей, имеющую общий запорный механизм, которые показаны с координатными осями так, чтобы показать геометрию соединения, фиг. 2 - схематичный чертеж в перспективе деталей несущей детали в соответствии с фиг. 1, если смотреть сверху и под углом спереди, фиг. 3 - схематический чертеж в перспективе деталей изнашивающейся детали в соответствии с фиг.1, если смотреть сверху и под углом спереди, фиг. 4а - схематический чертеж в перспективе деталей изнашивающейся детали в соответствии с фиг.1, если смотреть сверху и под углом сзади, фиг. 4Ь - вид с торца деталей изнашивающейся детали в соответствии с фиг. 1, если смотреть сзади, фиг. 5 - схематический чертеж в перспективе деталей соединительных деталей, образующих часть системы изнашивающихся деталей и собранных для создания землеройного устройства в форме зуба в соответствии с фиг.1, если смотреть сверху и под углом спереди, фиг. 6 - вид в перспективе собранных соединительных деталей в соответствии с фиг. 5, если смотреть под углом сбоку, фиг. 7 - схематический вид сбоку собранных вместе соединительных деталей в соответствии с фиг. 5, если смотреть сбоку, специально показывающий первоначальный зазор между поясами изнашивающейся и несущей деталей соответственно, и предпочтительное положение общего бокового соединения, расположенного на каждой стороне соединительных деталей и между поясами, это боковое соединение содержит выступ и углубление, взаимодействующее с этим выступом, и имеет две упорных поверхности разных радиусов, расположенные непосредственно напротив друг друга и размещенные радиально вокруг Ζ-оси, фиг. 8 - схематический вид сверху деталей собранных вместе соединительных деталей в соответствии с фиг.1, если смотреть сверху, фиг. 9 - вид снизу деталей собранных соединительных деталей в соответствии с фиг. 1, если смотреть снизу, фиг. 10 - вид спереди деталей собранных вместе соединительных деталей в соответствии с фиг. 1, если смотреть спереди, фиг. 11 - схематический вид в перспективе деталей запорного устройства, показанного на фиг. 1, если смотреть спереди и под углом сверху, этот вид ясно показывает упорную пластинку запорного устройства, а также то, что запорное устройство является в высшей степени асимметричным и в Υ, и в Ζ направлении, фиг. 12 - схематичное вертикальное продольное сечение деталей собранных вместе соединительных деталей в соответствии с фиг.7, фиг. 13 - схематическое горизонтальное продольное сечение, если смотреть снизу, деталей собранных вместе соединительных деталей в соответствии с фиг. 7, ясно показывающее поперечное сечение запорного устройства, вставленного в отверстие для запорного устройства, на этом поперечном сечении показаны щелевое отверстие в корпусе запорного устройства, предназначенное для расширения запорного элемента в форме эластомера, упорная пластинка и крепежная пластинка, расположенные соответственно на передней и задней стороне корпуса запора, фиг. 14:1-4 - схематически показано развитие износа, начиная с только что собранного зуба до зуба, который настолько изношен, что начали использоваться боковые соединения. Некоторые детали изнашивающейся детали вырезаны для того, чтобы лучше показать развитие износа, фиг. 15:а-б - показаны схематические поперечные сечения деталей собранных вместе соединительных деталей в соответствии с фиг. 7, если смотреть сзади, фиг. 16 - увеличенная деталь запорного механизма, содержащая верхнюю деталь запорного устройства и верхнее отверстие для запорного устройства в поясе изнашивающейся детали.

Подробное описание вариантов осуществления

Как видно на фиг. 1, детали системы 1 изнашивающихся деталей в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения показаны схематично, система 1 изнашивающихся деталей предназначена для разъемной установки сменных изнашивающихся и/или заменяемых деталей 2 на рабочем инструменте землеройной машины, более конкретно зубьев на ковше машины (подробно не показано).

- 9 007081

Изобретение, которое ниже описано более подробно, относится в первую очередь, конечно, к деталям, которые предназначены расходоваться, т.е. изнашиваться, но любые сменные рабочие детали, которые имеют разные функции в связи с использованием конкретного рабочего инструмента, также подпадают под идею изобретения. Ниже изобретение будет описано более подробно только для варианта осуществления, содержащего зубья.

Система 1 изнашивающихся деталей показана на фиг. 1 вместе с системой координат, содержащей три координатные оси X, Υ, Ζ для пояснения взаимного положения и величины по отношению друг к другу описанных ниже сил, частей и деталей. Составляющие силы Р_х, Р_у и Ρ_ζ, обусловленные действующей нагрузкой (Ρ) в соответствии с показанной системой координат, описаны более подробно ниже.

Система 1 изнашивающихся деталей содержит две основные взаимодействующие соединительные детали 2, 3. С одной стороны, передняя изнашивающаяся деталь 2 в форме сменного острия зуба и, с другой стороны, задняя неподвижная несущая деталь 3 для постоянного крепления к конкретному рабочему инструменту (не показан подробно).

Для того чтобы добиться динамического и в то же время надежного крепления сменного острия 2 зуба к держателю 3, система 1 изнашивающихся деталей также содержит разъемную систему 4 соединения, общую для упомянутых соединительных частей 2, 3, эта система также называется колпачной системой, имеет характерную геометрию 4 соединения и разъемный запорный механизм 5. Ось симметрии геометрии 4 соединения в Υ-направлении, вдоль или параллельно которой предполагается действие всех осевых сил Р_у, лучше показана на фиг. 1 и 5-9.

Первая передняя соединительная часть 2, см. фиг. 3, содержит задний сектор 6, содержащий большую полость 7, см. особенно фиг. 4а, эта полость предназначена в основном охватывать как колпак 6 все внешние стороны передней торцевой части 8 противоположной второй соединительной детали 3, передняя торцевая часть которой суживается вперед в Υ-направлении, т.е. является клиновидной или зубцеобразной, см. фиг. 2.

Колпак 6 и зубец 8 содержат множество специально сформированных поверхностных зон 9, которые взаимодействуют друг с другом сразу или после определенного износа, особенно см. фиг. 12, 13, 14 и 15. Каждая такая поверхностная зона 9 содержит по меньшей мере две противоположные взаимодействующие контактные поверхности 10 или неконтактирующие поверхности 11, см. фиг. 2 и 4, по меньшей мере одна из которых расположена на первой соединительной части 2, в то время как другая расположена на второй соединительной части 3.

Контактные поверхности 10, которые, например, могут иметь, по существу, плоскую, выпуклую или вогнутую форму и т.д., в зависимости от их положения, содержат направляющие поверхности, поверхности скольжения, поверхности трения или упорные поверхности 10, которые расположены с различными наклонами, протяженностью и положением по отношению друг к другу и к системе координат для того, чтобы создать геометрию 4 соединения, характерную для изобретения. Контактные поверхности 10 здесь предназначены для того, чтобы нести нагрузку друг от друга при взаимодействии, или сразу после установки соединительных частей 2, 3, или после некоторого определенного износа некоторых поверхностей 10. Особые свойства и положения некоторых упомянутых поверхностных зон 9 и контактных поверхностей 10 будут описаны более подробно ниже.

В показанном здесь варианте осуществления задняя часть 12 держателя 3, см. фиг. 2, содержит две противоположные входящие в контакт ножки 13, 14, выступающие назад от зубца 8, эти входящие в контакт ножки предназначены быть закрепленными неподвижно, по существу, постоянно посредством крепежного соединения на конкретном рабочем инструменте, например посредством сварного соединения или болтового соединения (не показано) - в примере, показанном на чертежах, посредством сварного соединения на каждой стороне действующего переднего торца рабочего инструмента (не показано).

Свободному наружному кольцевому сектору 15 колпака 6, см. фиг. 4а-4Ь, далее называемому поясом 15 зуба, соответствует сектор 16, противоположный поясу 15 зуба и взаимодействующий с ним, этот сектор, далее называемый поясом 16 держателя, расположен на держателе 3, см. фиг. 2. Каждый пояс 15, 16 содержит, по существу, вертикально размещенный край или торцевую поверхность 17, 18, эти торцевые поверхности 17, 18 взаимно противоположны.

Две геометрии 4 соединения, содержащие меняющиеся направляющие поверхности, поверхности скольжения, трения или упорные поверхности 10 и некоторые неконтактирующие поверхности 11, которые, по меньшей мере, изначально не контактируют с зубом 2, эти поверхности 10, 11 взаимодействуют для создания упомянутой разъединяемой системы 4 соединения, расположены, с одной стороны, на внешней стороне зубца 8 задней соединительной детали 3 и вдоль торцевой поверхности 18 пояса 16 зубца для создания внешней геометрии 4 соединения этой соединительной детали 3, и, с другой стороны, внутри передней соединительной детали 2 на внутренней стороне колпака 6 и вдоль торцевой поверхности 17 пояса 15 зуба для создания внутренней геометрии 4 соединения.

На той торцевой поверхности 18 пояса 16 зубца, которая обращена к изнашивающейся детали 2, т.е. ее переднего края, на обеих сторонах несущей детали 3, т.е. на сторонах, которые на фиг. 2 показаны как расположенные, по существу, параллельно вертикальной продольной плоскости симметрии (ΧΥ) в соот

- 10 007081 ветствии с вышеопределенной системой координат, размещен боковой вертикальный выступ 19 некоторого определенного радиуса 20, выступающий в направлении зуба 2.

Двум выступам 19 соответствуют два углубления 21, расположенные прямо напротив них и выполненные в торцевой поверхности 17 пояса 15 зуба, т.е. его заднем крае (см. фиг. 4а-4Ь), на каждой стороне внешнего периметра колпака 6. Углубления 21 предназначены взаимодействовать с выступами 19 сразу после соединения соединительных деталей 2, 3 для образования двух боковых вращающихся соединений 22, 23 или углубления 21 и выступы 19 расположены на небольшом расстоянии друг от друга посредством зазора 24, см. фиг. 14:1, за счет чего упомянутое взаимодействие имеет место только после некоторого определенного износа некоторых определенных контактных поверхностей 10, предпочтительно также в определенном взаимном порядке износа для контактных поверхностей 10, о которых идет речь.

Схематичный боковой вид собранных вместе соединительных деталей 2, 3 в соответствии с фиг. 14:1 показывает этот первоначальный зазор 24 между поясами 15, 16 изнашивающейся детали и несущей детали 2, 3 соответственно, и предпочтительное положение одного из двух общих боковых соединений 22, расположенных на каждой стороне соединительных частей 2, 3 и между поясами 15, 16, эти боковые соединения содержат две торцевые поверхности 25, 26, расположенные прямо напротив друг друга и размещенные, по существу, радиально вокруг Ζ-оси, см. фиг. 4Ь и 2 и имеющие взаимно различные радиусы Κι, Κ₂, см. фиг. 14:1.

Радиус Κι соответствующего углубления 21 предпочтительно несколько больше, чем радиус К₂ соответствующих выступов 19, что приводит к тому, что промежуток, т.е. зазор 24, меняется в зависимости от выбранных радиусов, и к тому, что контакт между этими изогнутыми торцевыми поверхностями 25, 26 будет первоначально иметь место в общем центре разных радиусов Κι, Κ₂ в горизонтальной плоскости (ΥΖ), т.е. в той точке М₀ выступов 19, которая больше всего выступает из торцевой поверхности 18 пояса 16 зубца, см. фиг. 14:2, так, чтобы затем после некоторого определенного износа симметрично перерасти в радиальную контактную зону 22', 23' вокруг этой средней контактной точки, которая поэтому образует, по существу, источник М₀ вращающего момента по мере развития износа.

По существу, заранее установленные радиальные контактные зоны, общие для соединительных частей 2, 3, между обращенными друг к другу торцевыми поверхностями 25, 26 соответствующих поясов 15, 16, т.е. соединения 22, 23, таким образом созданные на каждой стороне соединительных частей 2, 3, вокруг средних контактных точек М0 которых и вдоль контактных зон которых соответственно предполагается динамичное взаимодействие зуба 2 и несущей детали 3 с сопутствующей передачей нагрузок, приводят к тому, что остальные части поясов 15, 16 зуба и несущей детали отделены друг от друга, поскольку между ними значительный зазор 24. Это предотвращает износ между поясами 15, 16 вне специально созданных контактных зон 22, 23 между упомянутыми торцевыми поверхностями 25, 26.

Настоящая конструкция предотвращает или, по меньшей мере, сводит к минимуму риск вредных вторичных контактных зон и, следовательно, возможные неблагоприятные соотношения плеч рычага, которые могут возникнуть где-либо еще вдоль вертикальных торцевых поверхностей 17, 18 между зубом 2 и несущей деталью 3. Возможное возникновение вышеописанной проблемы с неблагоприятными поперечными силами тоже таким образом предотвращается.

Запорный механизм

Запорный механизм 5 содержит запорное устройство 27, см. фиг. 11, и отверстие 28 для запорного устройства, которое проходит поперек продольного направления Υ системы 1 изнашивающихся деталей и, по существу, вертикально через зубец 8 и две взаимно противоположные верхнюю 6' и нижнюю 6 стенки колпака 6 и которое предназначено для запорного устройства 27, см. фиг. 2, 3 и 4, плюс фиг. 12.

Трехсекционный запорный механизм

Корпус 29 запорного устройства 27 и отверстие 28 для запорного устройства содержат множество параллельных поперечных сечений разного размера, см. фиг. 11 и 12, которые в корпусе 29 запорного устройства размещены так, что самое маленькое сечение 29С находится внизу, а самое большое 29А в самом верху в направлении вставки запорного устройства 27, это также относится к поперечному сечению отверстия 28 для запорного устройства в верхней 6' и нижней стенках 6 колпака зуба 2, т.е. верхнее отверстие 28А больше, чем нижнее отверстие 28С.

Корпус 29 запорного устройства и отверстие 28 для запорного устройства сделаны так, что поперечные сечения отверстий 28А и 28С для запорного устройства в колпаке 6 зуба 2 и поперечные сечения 29А и 29С корпуса 29 запорного устройства, если положения сечений соответствуют, являются одинаковыми, не считая необходимых допусков, т.е. эти поперечные сектора хорошо соответствуют друг другу. Жесткий корпус 29 запорного устройства, выполненный предпочтительно из стали, действует как механическая распорка, препятствуя таким образом выдергиванию/выпадению зуба 2 из несущей детали 3.

Запорное устройство 27 содержит кроме корпуса 29 запорного устройства ряд подвижных входящих в контакт деталей 30, 31, см. фиг. 11 и 12, которые предназначены действовать через непрерывные щелевые отверстия 41, 42 в корпусе 29 запорного устройства, эти щелевые отверстия описаны ниже более подробно, и упругий элемент 32 (см. фиг. 12 и 13), размещенный в полости 43 внутри корпуса 29, имеющей дополнительное непрерывное щелевое отверстие 44 для расширения эластомера 32 при сжатии, описанные более подробно ниже. Упругий элемент 32 предназначен создавать силу упругости, ко

- 11 007081 торая действует на входящие в контакт детали 30, 31, тем самым они выдавливаются наружу в их наружное выдвинутое положение. В показанном варианте осуществления изобретения вступающие в контакт детали 30, 31 образованы двумя металлическими, по существу, вертикально расположенными пластинками 30, 31, эти пластинки 30, 31, с одной стороны, состоят из передней упорной пластинки 30 и задней крепежной пластинки 32. Эти пластинки 31, 32 прикреплены к упругому элементу 32 подходящим образом, или пластинки 31, 32 содержат устройства или поперечные сечения, которые предотвращают возможность выпадения пластинок 31, 32 через упомянутые отверстия 41, 42, см. фиг. 12.

На фиг. 13 показано поперечное сечение запорного устройства 27 и отверстия 28 для запорного устройства снизу в горизонтальной плоскости (ΥΖ), т.е., по существу, на одном уровне с серединой упорной пластинки 30. На передней стороне отверстия 28В для запорного устройства в зубце 8 предусмотрена, в показанном варианте осуществления, передняя полость 33, предназначенная для приема упорной пластинки 30. Отверстие 28В в зубце 8 также содержит заднюю полость 34, см. фиг. 12, вдоль всей задней стороны запорного устройства 27, т.е. поперечное сечение 28В отверстия 28 для запорного устройства в зубце 8 больше в Υ-направлении, чем в соответствующем поперечном сечении 29В корпуса 29 запорного устройства. Направленная назад скошенная под углом наклонная поверхность 35 выполнена на задней стороне упомянутого отверстия 28В для запорного устройства в зубце 8, за счет чего ширина поперечного сечения отверстия 28В в Υ-направлении монотонно возрастает в направлении вверх к крыше 36 колпака, т.е. верхней внутренней стороне колпака 6, см. фиг.16. Эта верхняя часть 35 задней полости 34 предназначена для крепежной пластинки 31. Размер, включая также упорную пластинку 32, полностью выдвинутую упругим элементом 32, несколько меньше, чем размер 29А, за счет чего упругий элемент 32 производит определенное предварительное натяжение, предназначенное для того, чтобы удерживать зуб 2 в положении на несущей детали 3, в то же время он предотвращает выпадение запорного устройства 27 из его положения в отверстии 28 для запорного устройства. С другой стороны, поперечное сечение 28В отверстия 28 для запорного устройства в зубце 8 может быть больше, чем два отверстия 28А, 28С в колпаке 6, суть состоит в том, что создается заднее пустое пространство таким образом, что отсутствует контакт на участке между корпусом 29 запорного устройства и отверстием 28В для запорного устройства в зубце 8. Таким образом, на этом участке исключается возможность износа.

Более того, в результате последовательно расширяющихся, имеющих разный размер сечений 29А, В и С запорного устройства, и 28А и 28С отверстия 28 для запорного устройства достигаются вышеупомянутые необходимые преимущества, состоящие в том, что запорное устройство 27 может быть вставлено почти наполовину своей длины до того, как оно подойдет к большим сечениям или выступающим пластинкам 30, 31, требующим использования молотка, и в том, что нет необходимости удерживать запорное устройство 27 вручную во время последней части процесса вставки забивания.

Еще одно достигаемое преимущество заключается в том, что нет необходимости сжимать упругий элемент 32 в значительно большей степени во время установки и удаления по сравнению со сжатием, которое имеет упругий элемент 32, когда система 1 изнашивающихся деталей готова к работе, поскольку самое верхнее наибольшее поперечное сечение 28А отверстия 28 для запорного устройства сформировано немного большим, чем наибольшее поперечное сечение одной или другой пластинки 30, 31 в активном запирающем положении запорного устройства. Кроме того, упругий элемент 32 не нуждается в избыточном сжатии для того, чтобы получать достаточно большое расстояние предварительного натяжения и может быть использован весь путь движения упругого элемента 32 в рабочем положении. Тот факт, что пластинки 30, 31 запорного устройства незначительно трутся о стенку отверстия 28А для запорного устройства в колпаке 6 в ходе установки/удаления и о стенку отверстия 28В для запорного устройства в зубце 8 во время работы, означает, что риск износа пластинок 30, 31 и стенки 28В невелик. Основная причина того, почему пластинки 30, 31 запорного устройства незначительно трутся о стенку отверстия 28В запорного устройства во время работы, состоит в том, что запорное устройство 27 относительно свободно сопровождает изнашивающуюся и/или заменяемую деталь 2 при ее перемещениях по отношению к несущей детали 3 в Υ-направлении благодаря задней полости 34. Перемещения вместо этого ограничены контактными зонами 9 системы 1 изнашивающихся деталей. Для того чтобы, например, облегчить удаление запорного устройства 27, возможно исключить полость 33 и предусмотреть непосредственное действие упорной пластинки 30 на стенку отверстия 28В, см. пунктирную линию на фиг. 12, поскольку осевые силы Е_у, обусловленные фактической работой, не должны поглощаться посредством запорного устройства 27. Основная функция запорного устройства 27 состоит в том, как упоминалось ранее, чтобы удерживать зуб 2 в поднятом положении на несущей детали 3, в то же время посредством крепежной пластинки 31 оно должно предотвращать выпадение запорного устройства 27 из его положения в отверстии 28 для запорного устройства.

Отверстие 28В для запорного устройства в зубце 8 также содержит вторую угловую наклонную поверхность 37, которая выполнена на одной стороне упомянутой части 28В отверстия 28 для запорного устройства, в результате этой угловой наклонной поверхности 37 ширина поперечного сечения отверстия 28В в Ζ-направлении неуклонно возрастает в направлении вверх к нижней стороне крыши 36 колпака, см. фиг. 15Ь. Верхнее отверстие 28А для запорного устройства в колпаке 6 также содержит одну боковую но все же, по существу, вертикальную дополнительную наклонную поверхность 38, эта наклонная по

- 12 007081 верхность 38 образует продолжение упомянутой боковой угловой наклонной поверхности 37 отверстия 28В для запорного устройства.

Соответственно запорное устройство 27 включает в себя увеличение поперечного сечения в Ζнаправлении в виде верхнего бокового вертикального выступа 39, см. фиг. 1, этот выступ 39 за исключением необходимых допусков, имеет такую же форму, что и упомянутая боковая вертикальная наклонная поверхность 38. (Следует отметить, что сечение на фиг. 15Ь выбрано так, что нижняя часть 29С запорного устройства 27 и выступ 39 не показаны). С другой стороны, запорное устройство 27 может предпочтительно не иметь выступа, соответствующего боковой угловой наклонной поверхности 37 отверстия 28В в Ζ-направлении, так что существует пустое пространство 40, см. фиг. 15Ь, от внутренней стороны крыши 36 колпака вниз до, по существу, верхнего края вышеупомянутого щелевого отверстия 44, выполненного в одной стороне корпуса 29 запорного устройства, это щелевое отверстие 44 предназначено для расширения эластомера 32 при сжатии эластомера 32 в связи с удалением запорного устройства 27. Понятно, что даже с дополнительным выступом такого рода функционирование, которое будет описано более подробно ниже, так же, как и результат будут, по существу, такими же.

Запорное устройство 27 и отверстие 28 для запорного устройства поэтому сконструированы так, что поперечные сечения отверстий 28А, 28С для запорного устройства в колпаке 6 зуба и поперечные сечения корпуса 29А, 29С запора, когда положения сечений совпадают, являются одинаковыми, не считая необходимых допусков, т. е. эти сектора хорошо соответствуют друг другу, см. фиг. 8-10 и 12. Проникновение грязи поэтому становится более затруднительным, но все же не полностью исключается из-за упомянутых допусков, с тем результатом, что есть риск заполнения грязью пустого пространства 40 вдоль одной стороны запорного устройства 27, созданного угловой наклонной поверхностью 37 отверстия 28В для запорного устройства.

Настоящее изобретение решает эту проблему грязи посредством того, что когда запорное устройство 27 удаляется, вследствие чего оно перемещается на некоторое расстояние вверх в Х-направлении, в то время как сжатие резины 32 посредством вдавливания пластинок 30, 31 вызывает асимметричное расширение эластомера 32 вбок только в направлении, допустимом щелевым отверстием 44, пустое пространство 40 будет постоянно перемещаться в верхнем направлении благодаря разнице в размере в Ζнаправлении между разными поперечными сечениями 29А, 29В и 29С соответственно запорного устройства 27 и соответствующими поперечными сечениями отверстия 28 для запорного устройства. Результат этого заключается в том, что расширяющаяся часть эластомера 32, обусловленная вдавливанием пластинок 30, 31, всегда имеет возможность выдвинуться в пустое пространство 40, которое таким образом постоянно создается в верхнем направлении. Если запорное устройство 27 должно также содержать вышеупомянутый дополнительный выступ, соответствующий этому изначально пустому пространству 40, пустое пространство 40 будет по-прежнему создаваться по мере выдвижения запорного устройства 27 вверх из отверстия 28 для запорного устройства. Удаление запорного устройства 27 поэтому, по существу, не зависит от проникновения грязи.

Расположение пальца и поперечной зоны

Предусмотрен выступающий вниз поперечный палец 45, см. фиг. 16, соединяющийся с верхним, большим отверстием 28А для запорного устройства в колпаке 6 зуба 2 и расположенный на внутренней стороне крыши 36 колпака, напротив которой должна быть закреплена задняя крепежная пластинка 31 запорного устройства 27. Это дает преимущество, заключающееся в том, что допустимо перемещение крепежной пластинки 31 вниз, так что отверстия 35, 42, в которых действует пластинка 31, таким образом перемещаются из непосредственной поперечной зоны между зубом 2 и несущей деталью 3, эта поперечная зона дополнительно перемещается слегка вверх в результате того, что корпус 29 запорного устройства и палец 45 свободны от взаимного контакта в силу расширяющейся вниз наклонной поверхности 46, которая была выполнена на задней стороне корпуса 29 запорного устройства и обращена к упомянутому пальцу 45. Дополнительное преимущество, имеющее действительно большое значение, заключается в том, что когда крепежная пластинка 31 перемещается вниз, полость 43 для эластомера 32 может также перемещаться вниз, за счет чего поперечные нагрузки будут поглощаться вдоль практически однородного поперечного сечения жесткого корпуса 29 запорного устройства 27. Для того чтобы дополнительно увеличить прочность запорного устройства 27, отверстие 44 в корпусе 29 запора для расширения эластомера 32 выполнено только на одной боковой поверхности корпуса запора, см. фиг. 13.

Поверхностные зоны системы соединения

Каждая нагрузка (Е), которая действует на зуб, поглощается геометрией 4 соединения посредством вышеупомянутых, специально сформированных и взаимодействующих поверхностных зон 9, содержащих взаимно противоположные и изначально взаимодействующие контактные поверхности 10, расположенные в или на несущей детали 3, и другие контактные поверхности 10 в или на изнашивающейся детали 2, которая взаимодействуют с упомянутой несущей деталью, а также некоторые из поверхностей 11, которые не контактируют в начале работы, и которые после некоторого износа вступают в контакт друг с другом.

Вертикальная сила Е_х, приложенная к острию 2 зуба, будет поглощаться геометрией 4 соединения, с одной стороны, посредством одной из двух передних плоских горизонтальных контактных зон 9а, 9Ь (см.

- 13 007081 фиг. 12 и 156), определяемых стороной зуба, с которой действует сила Р_х, и с другой стороны, на заднем краю и, если смотреть в горизонтальной плоскости симметрии ΥΖ, на противоположной стороне упомянутой передней горизонтальной контактной зоны 9а или 9Ь, посредством двух задних контактных зон 9с и 96, которые симметричны по отношению к отверстию 28 для запорного устройства и продольной оси Υ симметрии, и расположены под углом к горизонтальной плоскости симметрии ΥΖ, см. фиг. 12 и 15а, по существу горизонтальные граничные линии этих зон 9с, 96, если представить поперечные сечения изнашивающейся и несущей деталей 2, 3 соответственно, образуют участки между закругленными углами 9£ в этом случае, по существу, «прямоугольно-эллиптических» поперечных сечений, см. фиг. 15а-156. Задние контактные зоны 9с, 96 переходят в соответствующую периферийную боковую граничную зону 9д, 911. которая параллельна боковым граничным зонам 91, 9_) передних контактных зон, см. фиг. 13, 15а и 156, которые могут быть параллельны Υ-оси симметрии, но которые предпочтительно расположены по отношению к ней под небольшим углом.

Таким же образом боковая сила Ρ_ζ, приложенная к острию 2 зуба, поглощается посредством одной из пар передних плоских боковых граничных зон 91, 9_) в геометрии 4 соединения и на заднем краю, на противоположной стороне конкретной пары упомянутых передних боковых граничных зон 91, 9ф если смотреть в вертикальной плоскости симметрии ΧΖ, посредством, по отношению к продольной оси Υ симметрии, двух симметричных задних, по существу вертикальных пар боковых граничных зон 9д, 91, периферийная линия этих боковых граничных зон 9д, 91, 91, 9ф если представить поперечные сечения изнашивающейся и несущей деталей 2, 3 соответственно, образует вертикальные края, по существу, «прямоугольно-эллиптических» поперечных сечений.

Осевая сила Р_у поглощается, см. фиг. 13, вышеупомянутым образом посредством одной или более контактных зон 9е, 22, 23, каждая из которых состоит по меньшей мере из двух противоположных и взаимодействующих поверхностей 10е, 10е', 25, 26 контакта, которые расположены, по существу, перпендикулярно упомянутой продольной оси симметрии Υ и с радиусом Κι, К₂ или с наклоном такой величины, что функционирование является практически таким же, т.е. функционирование похоже на вышеупомянутые внешнюю и внутреннюю упорные поверхности, расположенные или действующие, по существу, в поперечно-вертикальной плоскости (ΧΖ), и из которых одна поверхность 10е, 26 контакта расположена на несущей детали 3, а другая 10е', 25 на изнашивающейся детали 2. После более сильного износа конкретные первоначально не контактирующие поверхности 11 и сильно наклоненные поверхности, действующие как зоны проскальзывания между зубом 2 и несущей деталью 3, т.е. те поверхности, которые обладают или приобрели некоторый расклинивающий эффект, могут также поглощать некоторую часть нагрузки. Идеал, однако, состоит в том, чтобы, по существу, перпендикулярная контактная зона 9е и радиальные контактные зоны 22, 23 посредством вертикального переднего края 10е зубца 8 напротив аналогичной вертикальной внутренней стороны 10е' изнашивающейся детали 2, см. фиг. 4Ь, и торцевые поверхности 25, расположенные радиально вокруг Ζ-оси, на углублении 21 изнашивающейся детали 2, и торцевые поверхности 26, расположенные радиально вокруг Ζ-оси на выступах 19 несущей детали 3 поглощают, по существу, всю осевую нагрузку Р_у, следовательно, по существу, весь износ.

По мере увеличения износа на исходных вертикальных 10е, 10е' и «радиально вертикальных» упорных поверхностях 25, 26, предназначенных для износа, вторичная контактная зона 22' неизбежно будет образовываться и постепенно увеличиваться, но теперь только после некоторого предварительно определенного большего износа и более длительного периода использования, а затем в значительной степени или только немного на внутренней упорной зоне 9е, на двух боковых вращательных соединениях 22, 23 и на более наклонных контактных зонах 9, а не так, как раньше, по большей части бесконтрольно и в очень неблагоприятных положениях в отношении изменяющихся соотношений плеч рычагов, между задним краем 17 пояса 15 зуба изнашивающейся детали 2 и передним краем 18 пояса 16 несущей детали 3.

Передние, парные вертикальные боковые и горизонтальные контактные зоны 91, 9_) и 9а, 9Ь соответственно имеют протяженность, практически параллельную Υ-оси симметрии, проходящей через носовую часть 8 держателя 3. Каждый общий продольный «закругленный край» 9£ между двумя смежными, передними боковыми и горизонтальными контактными зонами 91, 9_) и 9а, 9Ь соответственно и промежуточная периферийная линия расположены параллельно с соответствующим краем и периферийной линией для каждого воображаемого поперечного сечения упомянутых задних парных вертикальных боковых и горизонтальных контактных зон 9д, 91 и 9с, 96 соответственно, см. фиг. 1, 13 и 15. Таким образом, оказывается эффективное противодействие вышеупомянутой тенденции зуба 2 к соскальзыванию с носовой части 8 держателя, посредством имитации так называемого эффекта выдвижного ящика, т.е. конкретные поверхности 10 контакта между несущей деталью 3 и зубом 2 сожмутся и таким образом заблокируют детали 2, 3 вместе.

Скручивающие нагрузки, которые возникают благодаря составляющим силам Р_х, Р_у и Ρ_ζ, первоначально поглощаются посредством одной из передних и одной из задних контактных зон 9 на каждой стороне оси, вокруг которой имеет место вращение в соответствии с вышеописанным. Во время работы все контактные поверхности 10, сначала упорные поверхности 10е, 10е' 25, 26, будут поэтому во время неравномерных динамических перемещений между изнашивающейся деталью 2, несущей деталью 3 и запорным устройством 27 обдираться, изнашиваться и деформироваться, но зуб 2 будет изнашиваться зна

- 14 007081 чительно больше из-за внешнего износа с тем результатом, что в течение длительного времени только эта деталь 2 должна будет заменяться до того, как потребуется замена несущей детали 3. Это означает, что материальные затраты и время простоя значительно сокращаются.

Поскольку выступы 19 и углубления 19 в соответствии с изобретением по меньшей мере изначально исключают нежелательные соотношения усилий и асимметричный износ, которые ранее причиняли столько трудностей, поперечные силы, которые срезают запорное устройство 27, когда система 1 изнашивающихся деталей подвергается вращательным нагрузкам, сведены к минимуму, поскольку контакт между поясами системы в течение длительного времени имеет место только в месте, предназначенном для этой цели, т.е. в начальной точке М₀.

Положения вторичных упорных зон в совокупности с запорным устройством 27 поэтому не заменяют специально предназначенных передних и задних горизонтальных и боковых контактных поверхностей 10. Крутящее усилие, которое очень полезно для прочности, будет всегда существовать для всех возможных нагрузок, это усилие не приведет к возникновению каких-либо поперечных сил, серьезных с точки зрения конструкции. Более того, те поперечные силы, которые все-таки возникают в зоне проскальзывания между несущей деталью 3 и изнашивающейся деталью 2, будут действовать в почти сплошном поперечном сечении только однородной части запорного корпуса 29А, 29С.

Альтернативные варианты осуществления

Изобретение не ограничивается показанным вариантом осуществления и может быть изменено различными способами в объеме формулы изобретения.

На чертежах к настоящей заявке на патент, например, передняя «соединительная часть» несущей детали 3 представляет собой упомянутый зубец 8, который охватывается задней «соединительной частью» зуба 2, поэтому эта часть представляет собой колпак 6. Понятно, что возможна и обратная взаимосвязь между колпаком и зубцом. Под идею изобретения подпадает поэтому и взаимная смена положений углублений 21 и выступов 19, такая что выступы расположены на поясе 15 изнашивающейся детали 2 и наоборот. В этом случае вышеупомянутый обмен ухудшается.

Кроме того, в варианте осуществления, показанном на чертежах, выступы 19 представляют собой две по существу полукруглые выступающие части, которые проходят радиально от пояса 16 зубца в направлении изнашивающейся детали 2, этим выступам 19 соответствуют, по существу, полукруглые выемки 21, выполненные в противоположной контактной поверхности 25, в колпаке 6 зуба 2. Для выполнения углублений 21 и выступов 19 вместо двух взаимодействующих обычных полукруглых радиусов К₁, Р₂ может быть использована несколько более ступенчатая «угловая» выпуклая или вогнутая форма при условии сохранения определенной возможности вращения вокруг центральной оси, по существу, в горизонтальной плоскости ΧΥ, т.е. при небольшом соотношении усилий.

Суть состоит в том, что независимо от износа результирующее соотношение плеч рычага будет настолько благоприятным, насколько возможно для функционирования и фактического запирания, например, благодаря тому, что крутящее усилие является настолько небольшим, насколько это возможно, что означает, что средняя контактная точка, начальная точка М₀, между контактными зонами 22, 23 упомянутых углублений 21 и выступов 19 должна лежать, по существу, в горизонтальной плоскости (ΥΖ) и параллельно боковой плоскости ΧΥ вдоль Υ-оси симметрии соответственно.

Понятно также, что число, размер, наклон, расположение, строение поверхности и форма поверхностей 10, 11, образующих часть геометрии 4 соединения, подстраиваются под характеристики или требования, которые в данный момент существуют для системы 1 изнашивающихся деталей и конкретного рабочего инструмента, с тем результатом, что все другие конструкции в отношении поверхностей 10, 11 подпадают под идею изобретения.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Система (1) изнашивающихся деталей для рабочего инструмента землеройной машины, относящаяся к типу, содержащему несущую деталь (3), присоединенную к инструменту и содержащую несущий зубец (8), и изнашивающуюся и/или заменяемую деталь (2), размещенную на этом несущем зубце (8) и содержащую полость (7), предназначенную для охвата несущего зубца (8) и закрепленную на нем посредством запорного механизма (5) сквозь несущую деталь (3) и изнашивающуюся и/или заменяемую деталь (2), несущий зубец (8) и полость (7) изнашивающейся и/или заменяемой детали (2) имеют контактные зоны (9, 22, 23), каждая из которых содержит по меньшей мере две взаимодействующие контактные поверхности (10, 25, 26), некоторые из которых взаимодействуют друг с другом только после некоторого заданного износа, причем эти контактные поверхности расположены одна на несущей детали (3), а другая на изнашивающейся или заменяемой детали (2) и предназначены для поглощения сил Е_х, Е_уи Ε_ζ этих контактных зон (9, 22, 23), при этом по меньшей мере одна пара передних контактных зон (9а, 9Ь) расположена на каждой стороне продольной оси симметрии Υ системы (1) изнашивающихся деталей, в то время как по меньшей мере одна пара задних контактных зон (9с, 96) образует определенный угол с упомянутой осью Υ и на каждой ее стороне;

- 15 007081 по меньшей мере одна пара передних и одна пара задних контактных зон (91, 9_) и 9д, 911) расположена с боковым смещением попарно и на каждой стороне оси симметрии Υ;

и контактные зоны, которые содержат, с одной стороны, по меньшей мере одну переднюю контактную зону (9е) и, с другой стороны, по меньшей мере две задние контактные зоны (9, 22, 23), две из которых образованы взаимодействующими соединениями (22, 23) с общей осью вращения Ζ, причем каждое из этих соединений (22, 23) содержит углубление (21) и выступ (19), каждое из которых содержит соответствующую контактную поверхность (25, 26), расположенную по одной на каждой соединительной детали (2, 3), отличающаяся тем, что упомянутые углубления (21) содержат соответствующую торцевую поверхность (25) и тем, что выступы (19) содержат соответствующую торцевую поверхность (26), причем эти поверхности (25, 26) предназначены для такого взаимодействия, чтобы, с одной стороны, ограничивать продвижение изнашивающейся и/или заменяемой детали (2) к несущей детали (3), а с другой стороны, обеспечивать, чтобы контакт между контактными поверхностями (25, 26) сначала устанавливался в общем центре М₀ упомянутых торцевых поверхностей, а затем, по мере развития износа, вокруг этой средней контактной точки М₀ как увеличивающаяся большая контактная зона (22', 23').
2. Система (1) изнашивающихся деталей по п.1, отличающаяся тем, что запорный механизм (5) содержит по меньшей мере одно запорное устройство (27), расположенное во взаимодействующих отверстиях (28Ά, 28В, 28С) сквозь несущую деталь (3) и изнашивающуюся и/или заменяемую деталь (2), и тем, что запорное устройство (27) и отверстия (28Ά, 28В, 28С) в изнашивающейся и/или заменяемой детали (2) и несущей детали (3) разделены по меньшей мере на три разных участка (29Ά, 29В, 29С и 28Ά, 28В, 28С) в продольном направлении отверстий (28Ά, 28В, 28С), среди которых участок (28Ά), который является первым в направлении установки запорного устройства (27), имеет самое широкое поперечное сечение (28Ά), в то время как третий участок (28С) отверстия для запорного устройства, который является последним в направлении установки запорного устройства (27), имеет самое маленькое поперечное сечение (28С), а вставляемый первым третий участок (29С) запорного устройства (27) имеет самое маленькое поперечное сечение, в то время как второй участок (29В) запорного устройства в направлении установки имеет несколько большее поперечное сечение (29В), чем вставляемый первым третий участок (29С) запорного устройства (27), но в то же время несколько меньшее, чем участок (28В) упомянутого второго отверстия для запорного устройства, при этом вставляемый последним первый участок (29Ά) запорного устройства (27) имеет самое большое поперечное сечение (29Ά) запорного устройства (27).
3. Система (1) изнашивающихся деталей по п.2, отличающаяся тем, что запорное устройство (27) относится к такому типу, который содержит жесткий корпус (29) запорного устройства, имеющий упругий материал (32), вставленный в корпус (29) запорного устройства, причем этот материал направляет по меньшей мере одну подвижную входящую в контакт деталь (30, 31) в заданное положение.
4. Система (1) изнашивающихся деталей по любому из пп.2-3, отличающаяся тем, что запорное устройство (27) содержит по меньшей мере две подвижные вступающие в контакт детали (30, 31), нагруженные упругим материалом (32), причем эти входящие в контакт детали представляют собой крепежную пластинку (31) для разъемного запирания запорного устройства (27) в заданном положении запирания и упорную пластинку (30), которая выполнена с возможностью посредством упругого материала (32) прижимать контактные зоны (9, 22, 23) изнашивающейся и/или заменяемой детали (2) и несущей детали (3).
5. Система (1) изнашивающихся деталей по любому из пп.2-4, отличающаяся тем, что запорное устройство (27) содержит полость (43) для упругого материала (32), которая имеет первое щелевое отверстие (43), предназначенное для расширения упругого материала (32), когда он подвергается нагрузке во время удаления запорного устройства (27), и, дополнительно, одно или более щелевых отверстий (41, 42, 43), через которые конкретные входящие в контакт детали (30, 31), в состоянии, когда запорное устройство (27) свободно от внешних нагрузок, выступают наружу от корпуса (29) запорного устройства (27).
6. Система (1) изнашивающихся деталей по любому из пп.2-5, отличающаяся тем, что отверстие (28В) для запорного устройства в зубце (8) несущей детали (3) содержит первый участок (35, 37) в направлении установки, который по меньшей мере в первом направлении шире, чем соответствующий участок (29В') корпуса (29) установленного запорного устройства (27), причем этот участок (35, 37) отверстия (28В) для запорного устройства содержит первый сектор (35) и второй сектор (37), этот первый сектор (35), который шире, чем соответствующий корпус (29) запорного устройства в упомянутом первом направлении, предназначен образовывать полость (35) для крепежной пластинки (31) в ее вытянутом положении, блокирующем запорное устройство (27), в то время как второй сектор (37) предназначен образовывать или формировать пространство (40) для расширения упруго деформируемого упругого материала (32), когда он подвергается нагрузке во время удаления запорного устройства (27).
7. Система (1) изнашивающихся деталей по любому из пп.2-6, отличающаяся тем, что предусмотрен палец (45), соединяющийся с отверстием (28Ά) для запорного устройства в колпаке (6) зуба (2), расположенный на внутренней стороне крыши (36) колпака (6), причем напротив этого пальца (45) закреплена крепежная пластина (31) запорного устройства (27).

- 16 007081
8. Система (1) изнашивающихся деталей по п.7, отличающаяся тем, что наклонная поверхность (46), которая расширяется вниз в направлении установки запорного устройства (27), расположена на стороне корпуса (29) запорного устройства, обращенной к упомянутому пальцу (45) так, что корпус (29) запорного устройства и палец (45) не контактируют друг с другом.
9. Система (1) изнашивающихся деталей по любому из пп.2-8, отличающаяся тем, что поперечное сечение корпуса (29) установленного запорного устройства (27) на одном уровне с внутренней стороной крыши (36) колпака (6) состоит из однородного жесткого сплошного поперечного сечения или поперечного сечения, которое является сплошным в пределах по меньшей мере 50% или более.
10. Система (1) изнашивающихся деталей по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что соотношение плеч рычага от Υ-оси симметрии до контактной точки М₀ между колпаком (6) зуба (2) и несущей деталью (3) равно нулю или меньше, чем радиус К₂ выступа (19).
11. Система (1) изнашивающихся деталей по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что расстояние между торцевыми поверхностями (25, 26) боковых соединений (22, 23) в их общем центре М0 равно нулю или значительно меньше, чем между торцевыми поверхностями (17, 18) поясов изнашивающейся и/или заменяемой детали (2) и несущей детали (3).
12. Система (1) изнашивающихся деталей по любому из пп.10-11, отличающаяся тем, что радиус К₁соответствующего углубления (21) больше, чем радиус К₂ соответствующего выступа.
13. Система (1) изнашивающихся деталей по любому из пп.2-12, отличающаяся тем, что она имеет по меньшей мере две задние контактные зоны (9), в которых угол наклона к Υ-оси симметрии внутренней продольной периферийной линии Р] вдоль отверстия (28В) для запорного устройства больше, чем внешней боковой продольной периферийной линии Р_и.
14. Система (1) изнашивающихся деталей по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что различные контактные поверхности (10, 11, 25, 26) содержат множество разных наклонов, конических форм и закруглений, причем некоторые из них параллельны, но смещены в боковом направлении.
15. Система (1) изнашивающихся деталей по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что скручивающие нагрузки, вызванные вращением изнашивающейся и/или заменяемой детали (2) по отношению к несущей детали (3), будут поглощаться сразу или после некоторого незначительного износа, по меньшей мере, упомянутыми контактными зонами (25, 26) на задних боковых соединениях (22, 23).