EP3775408A1 - Baggerzahn für einen schaufelradbagger - Google Patents

Baggerzahn für einen schaufelradbagger

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Publication number
EP3775408A1
EP3775408A1 EP19713780.5A EP19713780A EP3775408A1 EP 3775408 A1 EP3775408 A1 EP 3775408A1 EP 19713780 A EP19713780 A EP 19713780A EP 3775408 A1 EP3775408 A1 EP 3775408A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tooth
receiving shaft
excavator
tooth head
receiving
Prior art date
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Granted
Application number
EP19713780.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3775408B1 (de
Inventor
Viktor Raaz
Tomasz Kwiatkowski
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koch Solutions GmbH
Original Assignee
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
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Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp AG, ThyssenKrupp Industrial Solutions AG filed Critical ThyssenKrupp AG
Priority to RS20250502A priority Critical patent/RS66822B1/sr
Publication of EP3775408A1 publication Critical patent/EP3775408A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3775408B1 publication Critical patent/EP3775408B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/28—Small metalwork for digging elements, e.g. teeth scraper bits
    • E02F9/2866—Small metalwork for digging elements, e.g. teeth scraper bits for rotating digging elements

Definitions

  • the present invention relates to an excavator tooth for a bucket of a bucket wheel excavator, with a tooth head for engaging in the grave material and with a receiving shaft for mounting in or on a receptacle of a blade of a bucket wheel excavator.
  • CN 202450568 U discloses a bucket tooth for a bucket of an earthmoving machine, such as a bucket wheel excavator.
  • the excavator tooth has a tooth tip and a receiving shaft, and the tooth tip is for engaging the digging material and the receiving shaft is for placement in or on a receptacle of the bucket of the bucket wheel excavator.
  • the tooth head has a material that is different from the material of the receiving shaft, and for renewal of the tooth head this can be solved by the receiving shaft.
  • For attachment of the tooth head on the receiving shaft is a bolt connection.
  • the bolt connection for applications of a bucket wheel excavator is only conditionally suitable when very hard grave materials are present, for example, rocks with a strength of 10 MPa to 20 MPa and above.
  • the result is often a failure of the excavator tooth, when the tooth head breaks off from the receiving shaft.
  • US Pat. No. 5,224,282 A discloses a further excavator tooth for a bucket of an excavator, which, for example, also serves for use in open-pit mining.
  • the tooth head is also connected to the receiving shaft via a bolt connection, which can also fail if very hard grave material is present.
  • Similar connections between a tooth head and a receiving shaft are furthermore known from DE 37 20 855 C1, from EP 0 681 630 B1.
  • the well-known excavator teeth with a tooth head and a receiving shaft has in common that in connection with plug-secured plug systems, the connection between the tooth head and receiving shaft can experience a relaxation during operation, so that as the wear progresses, the tooth head becomes increasingly mobile on the receiving shaft. This accelerates the wear and the tooth head can break off from the shank.
  • Increasing the accuracy of fit of the connector between the tooth head and receiving shaft also increases the production cost, since the plug-in system must be closely tolerated, and especially for longer conical connections with a smaller cone angle complex manufacturing processes are necessary.
  • simple fit joints with forged or cast surfaces are often not sufficient to effectively prevent a loosening of the tooth head on the receiving shaft during prolonged operation.
  • the object of the invention is the development of an excavator tooth for the blade of a bucket wheel excavator with a tooth head and a receiving shaft, wherein the tooth head and the receiving shaft have as different materials and wherein the compound should be designed as mechanically highly resilient.
  • the invention includes the technical teaching that the tooth head and the receiving shaft to form the excavator tooth are materially interconnected.
  • the core of the invention is a simple construction of an excavator tooth with a material connection between the tooth tip and the Shank based on a welded joint. It has been found that with a corresponding dimensioning of the welded joint, a sufficient strength of the connection between the tooth head and the receiving shaft can be created so that even very hard grave materials can be removed without causing a failure of the excavator tooth.
  • the main advantage of this is that the tooth head and the receiving shaft need not have the same materials, and the tooth head and the receiving shaft can be manufactured with different manufacturing processes. Thus, there is advantageously the possibility that the tooth head has a higher hardness than the receiving shaft and that the receiving shaft has a higher toughness than the tooth head.
  • the tooth tip may be made by a casting method, and the receiving shaft may be made by a forging method.
  • the tooth head can also have recessed hard metal flakes, and the tooth head can be hardened with a heat treatment method; in particular, hardening of the tooth head can be provided without this heat treatment also having to find application for the receiving shaft. If the receiving shaft is produced by forging, this can be produced with a high quality at low cost in high quantities. In addition, it is possible to interpret the geometric tolerances of the receiving shaft much narrower than the geometric tolerances of the tooth head.
  • the tooth head has a receiving surface, which rests on an end face of the receiving shaft for connecting the tooth head with the receiving shaft.
  • a receiving surface which rests on an end face of the receiving shaft for connecting the tooth head with the receiving shaft.
  • two planar surfaces may be opposite, which are formed by the receiving surface and the end face, and the two surfaces may be provided at least partially externally circumferentially with a weld.
  • the particular advantage of the receiving surface and the end face is that these surfaces do not necessarily have to be machined, and a surface that is produced by a casting process or a forging process can already allow a sufficiently accurate plan system, especially when forging the example Shaft receiving a calibration step is included. As a result, the manufacturing costs for the production of the excavator tooth are further reduced.
  • weld bevels and the like can be edited, for example by grinding or over-milling.
  • high accuracy requirements do not have to be met.
  • the important thing is that a scaling is released from the surface before the weld is to be made.
  • the receiving surface and the end face are complementary to each other and formed at a compound of the tooth head with the receiving shaft, the complementary to each other surfaces trained plan abut each other.
  • the receiving surface and the end face are flat, but it is also conceivable that the receiving surface and the end face are crowned or concave or provided in any other way with a topography.
  • the receiving surface on the tooth head has a projection and that the end face of the receiving shaft has a recess, so that engages in a connection of the tooth head with the receiving shaft of the projection in the recess.
  • the arrangement of the tooth head on the receiving shaft is facilitated and a correct orientation of the tooth head on the receiving shaft is basically already ensured, so that subsequently the production of the welded connection can take place.
  • the recess may be provided on the receiving surface and on the end face of the projection may be provided.
  • the projection particularly advantageously has a roof surface, and the roof surface is delimited by side surfaces which can rest against side surfaces of the recess in which the side surfaces on the projection and the side surfaces on the recess are complementary to one another.
  • the complementary training in the context of the invention relates to a key-lock principle or a spring-groove principle, in particular such that the complementary mutually formed surfaces can lie substantially flat against each other.
  • the side surfaces of the projection and the side surfaces of the recess each form three on the projection and on the recess opposite contact surfaces which are formed so that they form a truncated pyramid and all contact surfaces of the projection complementarily rest on the contact surfaces of the recess gapless to a to enable direction-changing power transmission. If the side surfaces of the projection and the side surfaces of the recess are brought into abutment with each other, the side surfaces on the projection can form a portion of the weld area, with which the side surfaces protrude from the recess on the projection, and thereby creates a circumferential weld gap between the tooth head and the receiving shaft.
  • the welding gap has, for example, a triangular cross-sectional area, so that the weld can be generated in a simple manner from the outside, in particular completely, and so that high transverse forces can be transmitted between the tooth head and the receiving shaft.
  • Another advantage of the circumferential weld is that it can be separated with a corresponding tool to solve the tooth head of the receiving shaft again, in particular to provide the excavator tooth with a new or renewed tooth head. Subsequently, the weld can be restored again.
  • the invention is further directed to a method for renewing an excavator tooth on a blade of a bucket wheel excavator, wherein the tooth head and the receiving shaft of the excavator tooth are materially connected to one another, namely, welded.
  • the method provides that the excavator tooth is first removed from the blade of the bucket wheel excavator, followed by a separation of the formed by a weld material connection between the tooth head and the receiving shaft along the end face of the receiving shaft, followed by the gapless positioning of a new or renewed Tooth head on the end face of the receiving shaft and finally there is a new cohesive joining of the new or renewed tooth head with the existing, ie already existing and previously used receiving shaft, wherein the cohesive connection is formed by means of a welded joint.
  • the separation of the cohesive connection between the tooth head and the receiving shaft can be carried out, for example, with a cutting-off device, especially since the cohesive connection is designed as a welded connection.
  • the cohesive connection is designed as a welded connection.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of an excavator tooth with a
  • Fig. 2 is a view of the excavator tooth with a tooth head, on the
  • Fig. 3 is a view of a second embodiment of the excavator tooth with a tooth head and a receiving shaft, wherein the receiving surface of the tooth head a projection and the end face of the receiving shaft having a recess and Fig. 4 is an excavator tooth in a cross-sectional view according to the
  • FIG. 1 shows a perspective view of an excavator tooth 1 with a tooth head 10 and with an isolated receiving shaft 11.
  • the tooth head 10 has a receiving surface 12 and extends over the receiving surface 12 approximately in the shape of a truncated pyramid.
  • the receiving shaft 11 has an end face 13, and the receiving surface 12 is for abutment with the end face 13 in order to connect the tooth head 10 with the receiving shaft 11.
  • the two surfaces are formed complementary to each other, and the mutually complementary, i. Matching design is provided according to the embodiment shown in such a way that the receiving surface 12 and the end face 13 can be brought to rest flat against each other.
  • the receiving surface 12 is bounded with a weld bevel 14, so that the flat surface 12 is smaller than the flat surface of the end face 13. If the receiving surface 12 and the end face 13 brought flat to each other, created by the weld bevel 14 a circumferential, triangular throat, for welding the Tooth head 10 can be filled with the receiving shaft 11 with weld metal.
  • Fig. 2 shows the crushing tooth 1 with the tooth head 10, which is connected to the receiving shaft 1 1 with a weld 21.
  • the weld 21 surrounds the receiving surface 12 and the end face 13, so that even very large forces from the tooth head 10 on the receiving shaft 1 1 can be transmitted.
  • the excavator tooth 1 allows the selection of the material for the tooth head 10 regardless of the selection of the material for the receiving shaft 11.
  • the manufacturing process for the preparation of the tooth head 10 and the production of the receiving shaft 11 can be chosen differently.
  • the tooth head 10 a have much higher hardness than the receiving shaft 1 1 to withstand contact with, for example, very hard grave material.
  • the receiving shaft 1 1 has a material which has a very high toughness, which is higher than the toughness of the tooth head 10.
  • the tooth head 10 may be manufactured by means of a casting process, however, the receiving shaft 11 may be made by a forging process.
  • Fig. 3 shows another embodiment of the excavator tooth 1 with a tooth head 10 and with a receiving shaft 11, wherein the tooth head 10 and receiving shaft 11 are shown separated from each other in perspective.
  • the embodiment shows the tooth head 10 with a receiving surface 12 which includes a projection 15, and the end face 13 of the receiving shaft 1 1 has a recess 16. If tooth tip 10 and receiving shaft 1 1 joined together, so the projection 15 can engage in the recess 16, as shown in Fig. 4.
  • the projection 15 has a roof surface 17, and the roof surface 17 is limited with side surfaces 18 which are complementary to side surfaces 19 of the recess 16.
  • the weld 21 can be generated in a triangular, circumferential groove, which is formed by the geometric configuration of the side surface 18 of the projection 15 and the side surfaces 19 of the recess 16.
  • the side surfaces 18 have a wider dimension than the side surfaces 19 of the recess 16, so that when arranging the projection 15 in the recess 16, the side surfaces 18 project beyond a circumferential, the recess 16 bordering flat surface.
  • the advantage of the formation of the receiving surface 12 with the projection 15 and the end face 13 with the recess 16 is that in the sense of a tongue and groove depression a precisely fitting arrangement of the tooth head 10th to the Shaft 1 1 can be done so that subsequently the weld 21 is produced in a simple manner.
  • the weld 21 can be separated, for example with a cutting machine. Subsequently, a new or a renewed tooth head 10 can be provided, which is arranged on the existing receiving shaft 1 1 by generating a new weld 21 again.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Component Parts Of Construction Machinery (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Baggerzahn (1) für eine Schaufel eines Schaufelradbaggers, mit einem Zahnkopf (10) zum Eingriff in das Grabmaterial und mit einem Aufnahmeschaft (11) zur Anordnung in oder an einer Aufnahme einer Schaufel des Schaufelradbaggers. Erfindungsgemäß sind der Zahnkopf (10) und der Aufnahmeschaft (11) stoffschlüssig miteinander verbunden, wobei die stoffschlüssige Verbindung mittels einer Schweißverbindung gebildet ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Erneuerung eines solchen Baggerzahnes (1) an einer Schaufel eines Schaufelradbaggers.

Description

Baggerzahn für einen Schaufelradbagger
B e s c h r e i b u n g
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Baggerzahn für eine Schaufel eines Schaufelradbaggers, mit einem Zahnkopf zum Eingriff in das Grabmaterial und mit einem Aufnahmeschaft zur Anordnung in oder an einer Aufnahme einer Schaufel eines Schaufelradbaggers.
STAND DER TECHNIK
Beispielsweise offenbart die CN 202450568 U einen Baggerzahn für eine Schaufel einer Erdbewegungsmaschine, beispielsweise eines Schaufelradbaggers. Der Baggerzahn weist einen Zahnkopf und einen Aufnahmeschaft auf, und der Zahnkopf dient zum Eingriff in das Grabmaterial und der Aufnahmeschaft dient zur Anordnung in oder an einer Aufnahme der Schaufel des Schaufelradbaggers. Der Zahnkopf weist dabei einen Werkstoff auf, der sich von dem Werkstoff des Aufnahmeschaftes unterscheidet, und zur Erneuerung des Zahnkopfes kann dieser vom Aufnahmeschaft gelöst werden. Zur Befestigung des Zahnkopfes am Aufnahmeschaft dient eine Bolzenverbindung. Nachteilhafterweise ist die Bolzenverbindung für Anwendungen eines Schaufelradbaggers nur bedingt geeignet, wenn sehr harte Grabmaterialien vorliegen, beispielsweise Gesteine mit einer Festigkeit von 10 MPa bis 20 MPa und darüber. Die Folge ist häufig ein Versagen des Baggerzahns, wenn der Zahnkopf vom Aufnahmeschaft abbricht.
Aus der US 5,224,282 A ist ein weiterer Baggerzahn für eine Schaufel eines Baggers bekannt, der beispielsweise auch zum Einsatz im offenen Tagebau dient. Der Zahnkopf ist mit dem Aufnahmeschaft ebenfalls über eine Bolzenverbindung verbunden, die ebenfalls versagen kann, wenn sehr hartes Grabmaterial vorliegt. Ähnliche Verbindungen zwischen einem Zahnkopf und einem Aufnahmeschaft sind weiterhin bekannt aus der DE 37 20 855 C1 , aus EP 0 681 630 B1.
Den bekannten Baggerzähnen mit einem Zahnkopf und einem Aufnahmeschaft ist gemein, dass bei mit Bolzen gesicherten Stecksystemen die Verbindung zwischen Zahnkopf und Aufnahmeschaft im Betrieb eine Lockerung erfahren kann, sodass bei fortschreitendem Verschleiß der Zahnkopf an dem Aufnahmeschaft zunehmend beweglicher wird. Dadurch beschleunigt der Verschleiß und der Zahnkopf kann vom Aufnahmeschaft abbrechen. Bei Erhöhung der Passgenauigkeit der Steckverbindung zwischen Zahnkopf und Aufnahmeschaft erhöht sich auch der Fertigungsaufwand, da das Stecksystem eng toleriert werden muss, und insbesondere bei längeren Kegelverbindungen mit einem kleineren Kegelwinkel sind aufwendige Fertigungsverfahren notwendig. Insbesondere sind einfache Passverbindungen mit geschmiedeten oder gegossenen Oberflächen häufig nicht hinreichend, um im längeren Betrieb eine Lockerung des Zahnkopfes am Aufnahmeschaft wirkungsvoll zu verhindern.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines Baggerzahns für die Schaufel eines Schaufelradbaggers mit einem Zahnkopf und mit einem Aufnahmeschaft, wobei der Zahnkopf und der Aufnahmeschaft möglichst unterschiedliche Werkstoffe aufweisen und wobei die Verbindung möglichst mechanisch hoch belastbar ausgeführt sein soll.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Baggerzahn gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und ausgehend von einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 10 mit den jeweils kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 1 und 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass der Zahnkopf und der Aufnahmeschaft zur Bildung des Baggerzahns stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Kern der Erfindung ist ein einfacher Aufbau eines Baggerzahns mit einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem Zahnkopf und dem Aufnahmeschaft basierend auf einer Schweißverbindung. Dabei hat sich herausgestellt, dass bei einer entsprechenden Dimensionierung der Schweißverbindung eine hinreichende Festigkeit der Verbindung zwischen dem Zahnkopf und dem Aufnahmeschaft geschaffen werden kann, sodass auch sehr harte Grabmaterialien abgetragen werden können, ohne dass es zu einem Versagen des Baggerzahns kommt. Der wesentliche Vorteil dabei ist, dass der Zahnkopf und der Aufnahmeschaft nicht die gleichen Werkstoffe aufweisen müssen, und der Zahnkopf und der Aufnahmeschaft können mit verschiedenen Fertigungsverfahren hergestellt werden. So besteht vorteilhafterweise die Möglichkeit, dass der Zahnkopf eine höhere Härte als der Aufnahmeschaft aufweist und dass der Aufnahmeschaft eine höhere Zähigkeit als der Zahnkopf aufweist.
Beispielsweise kann der Zahnkopf mittels eines Gießverfahrens hergestellt sein, und der Aufnahmeschaft kann mittels eines Schmiedeverfahrens hergestellt sein. Auch kann der Zahnkopf eingelassene Hartmetallplättchen aufweisen, und der Zahnkopf kann mit einem Wärmebehandlungsverfahren gehärtet werden, insbesondere kann ein Durchhärten des Zahnkopfes vorgesehen sein, ohne dass diese Wärmebehandlung auch für den Aufnahmeschaft Anwendung finden muss. Wird der Aufnahmeschaft schmiedend hergestellt, kann dieser mit einer hohen Güte zu geringen Kosten bei hoher Stückzahl hergestellt werden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, die geometrischen Toleranzen des Aufnahmeschaftes deutlich enger auszulegen als die geometrischen Toleranzen des Zahnkopfes.
Mit weiterem Vorteil weist der Zahnkopf eine Aufnahmefläche auf, die zur Verbindung des Zahnkopfes mit dem Aufnahmeschaft an einer Stirnfläche des Aufnahmeschaftes anliegt. Beispielsweise können sich zwei Planflächen gegenüberliegen, die durch die Aufnahmefläche und die Stirnfläche gebildet sind, und die beiden Flächen können wenigstens teilweise außenumfänglich mit einer Schweißnaht versehen werden. Der besondere Vorteil der Aufnahmefläche und der Stirnfläche liegt darin, dass diese Flächen nicht zwingend spanend bearbeitet werden müssen, und eine Oberfläche, die durch ein Gießverfahren oder ein Schmiedeverfahren hergestellt wird, kann bereits eine hinreichend genaue Plananlage ermöglichen, insbesondere, wenn beim Schmieden beispielsweise des Aufnahmeschaftes ein Kalibrierschritt mit umfasst ist. Dadurch werden die Herstellungskosten zur Herstellung des Baggerzahns weiter verringert. Selbstverständlich können jedoch für die Bildung der Schweißverbindung notwendige Schweißnahtflächen, Schweißnahtschrägen und dergleichen bearbeitet werden, beispielsweise durch ein Schleifen oder ein Überfräsen. Hohe Genauigkeitsanforderungen müssen dabei jedoch nicht erfüllt werden. Wichtig dabei ist nur, dass eine Verzunderung von der Oberfläche gelöst wird, bevor die Schweißverbindung hergestellt werden soll.
Mit besonderem Vorteil sind die Aufnahmefläche und die Stirnfläche komplementär zueinander ausgebildet und bei einer Verbindung des Zahnkopfes mit dem Aufnahmeschaft können die komplementär zueinander ausgebildeten Flächen plan aneinander anliegen. Beispielsweise sind die Aufnahmefläche und die Stirnfläche plan ausgebildet, es ist jedoch auch denkbar, dass die Aufnahmefläche und die Stirnfläche ballig bzw. konkav oder in sonstiger Weise mit einer Topografie versehen sind.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Aufnahmefläche am Zahnkopf einen Vorsprung aufweist und dass die Stirnfläche des Aufnahmeschaftes eine Vertiefung aufweist, sodass bei einer Verbindung des Zahnkopfes mit dem Aufnahmeschaft der Vorsprung in die Vertiefung eingreift. Dadurch wird die Anordnung des Zahnkopfes an dem Aufnahmeschaft erleichtert und eine korrekte Orientierung des Zahnkopfes am Aufnahmeschaft ist grundsätzlich bereits sicherstellt, sodass anschließend die Herstellung der Schweißverbindung erfolgen kann. Alternativ kann an der Aufnahmefläche die Vertiefung vorgesehen sein und an der Stirnfläche kann der Vorsprung vorgesehen sein.
Der Vorsprung weist mit besonderem Vorteil eine Dachfläche auf, und die Dachfläche ist mit Seitenflächen begrenzt, die an Seitenflächen der Vertiefung anliegen können, in dem die Seitenflächen am Vorsprung und die Seitenflächen an der Vertiefung zueinander komplementär ausgebildet sind. Die komplementäre Ausbildung im Sinne der Erfindung betrifft dabei ein Schlüssel-Schloss-Prinzip oder ein Feder-Nut-Prinzip, insbesondere derart, dass die komplementär zueinander ausgebildeten Flächen im Wesentlichen plan aneinander anliegen können.
Die Seitenflächen des Vorsprunges und die Seitenflächen der Vertiefung bilden jeweils drei sich am Vorsprung und an der Vertiefung gegenüberliegende Kontaktflächen, die so ausgebildet sind, dass diese zueinander einen Pyramidenstumpf bilden und alle Kontaktflächen des Vorsprunges komplementär ausgebildet auf den Kontaktflächen der Vertiefung spaltlos anliegen, um eine richtungswechselnde Kraftübertragung zu ermöglichen. Werden die Seitenflächen des Vorsprungs und die Seitenflächen der Vertiefung aneinander zur Anlage gebracht, können die Seitenflächen am Vorsprung abschnittsweise einen Schweißflächenbereich bilden, mit dem die Seitenflächen am Vorsprung aus der Vertiefung hervorstehen, und zwischen dem Zahnkopf und dem Aufnahmeschaft entsteht dadurch ein umlaufender Schweißspalt. Der Schweißspalt weist beispielsweise eine dreieckige Querschnittsfläche auf, sodass die Schweißnaht auf einfache Weise von der Außenseite insbesondere vollumfänglich erzeugt werden kann, und sodass zwischen dem Zahnkopf und dem Aufnahmeschaft hohe Querkräfte übertragen werden können. Ein weiterer Vorteil der umlaufenden Schweißnaht liegt darin, dass diese mit einem entsprechenden Werkzeug aufgetrennt werden kann, um den Zahnkopf vom Aufnahmeschaft wieder zu lösen, insbesondere um den Baggerzahn mit einem neuen oder erneuerten Zahnkopf zu versehen. Anschließend kann erneut die Schweißnaht wieder hergestellt werden.
Die Erfindung richtet sich weiterhin auf ein Verfahren zur Erneuerung eines Baggerzahns an einer Schaufel eines Schaufelradbaggers, wobei der Zahnkopf und der Aufnahmeschaft des Baggerzahns stoffschlüssig miteinander verbunden sind, nämlich verschweißt sind. Das Verfahren sieht dabei vor, dass der Baggerzahn zunächst von der Schaufel des Schaufelradbaggers entnommen wird, anschließend erfolgt ein Auftrennen der mittels einer Schweißverbindung gebildeten stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem Zahnkopf und dem Aufnahmeschaft entlang der Stirnfläche des Aufnahmeschaftes, darauf folgt die spaltlose Positionierung eines neuen oder erneuerten Zahnkopfes an der Stirnfläche des Aufnahmeschaftes und schließlich erfolgt ein erneutes stoffschlüssiges Fügen des neuen oder erneuerten Zahnkopfes mit dem bestehenden, d.h. bereits vorhandenen und vormals verwendeten Aufnahmeschaft, wobei die stoffschlüssige Verbindung mittels einer Schweißverbindung gebildet wird.
Das Auftrennen der stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem Zahnkopf und dem Aufnahmeschaft kann beispielsweise mit einem Trennschleifgerät vorgenommen werden, zumal die stoffschlüssige Verbindung als Schweißverbindung ausgeführt ist. Nach dem Auftrennen der Schweißverbindung können die als Planfläche ausgebildete Aufnahmefläche des erneuerten oder neuen Zahnkopfes und die Stirnfläche des bestehenden Aufnahmeschaftes wieder aneinander gefügt werden, um eine neue Schweißverbindung herzustellen. Insbesondere dann, wenn die Aufnahmefläche und der Zahnkopf mit einem Vorsprung und einer Vertiefung ausgestattet sind, besteht auf einfache Weise die Möglichkeit, eine neue Schweißnaht herzustellen, ohne dass die Aufnahmefläche und/oder die Stirnfläche eine aufwendige Nachbereitung erfordern.
BEVORZUGTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL DER ERFINDUNG
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Baggerzahnes mit einem
Zahnkopf und mit einem Aufnahmeschaft in einer jeweils einzelnen Anordnung,
Fig. 2 eine Ansicht des Baggerzahns mit einem Zahnkopf, der an dem
Aufnahmeschaft gefügt ist,
Fig. 3 eine Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des Baggerzahnes mit einem Zahnkopf und einem Aufnahmeschaft, wobei die Aufnahmefläche des Zahnkopfes einen Vorsprung und die Stirnfläche des Aufnahmeschaftes eine Vertiefung aufweisen und Fig. 4 einen Baggerzahn in einer quer geschnittenen Ansicht gemäß dem
Ausführungsbeispiel aus Fig. 3.
Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht einen Baggerzahn 1 mit einem Zahnkopf 10 und mit einem vereinzelten Aufnahmeschaft 11. Der Zahnkopf 10 weist eine Aufnahmefläche 12 auf und erstreckt sich über der Aufnahmefläche 12 etwa pyramidenstumpfförmig. Der Aufnahmeschaft 11 weist eine Stirnfläche 13 auf, und die Aufnahmefläche 12 dient zur Anlage an die Stirnfläche 13, um den Zahnkopf 10 mit dem Aufnahmeschaft 11 zu verbinden.
Zur Verbindung der Aufnahmefläche 12 mit der Stirnfläche 13 sind die beiden Flächen komplementär zueinander ausgebildet, und die zueinander komplementäre, d.h. einander passend gestaltete Ausbildung ist gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel derart vorgesehen, dass die Aufnahmefläche 12 und die Stirnfläche 13 plan aneinander zur Anlage gebracht werden können.
Die Aufnahmefläche 12 ist berandet mit einer Schweißnahtschräge 14, sodass die Planfläche 12 kleiner ausfällt als die Planfläche der Stirnfläche 13. Werden die Aufnahmefläche 12 und die Stirnfläche 13 plan aufeinander gebracht, entsteht durch die Schweißnahtschräge 14 eine umlaufende, dreieckförmige Kehle, die zum Verschweißen des Zahnkopfes 10 mit dem Aufnahmeschaft 11 mit Schweißgut gefüllt werden kann.
Hierzu zeigt Fig. 2 den Brechzahn 1 mit dem Zahnkopf 10, der mit dem Aufnahmeschaft 1 1 mit einer Schweißnaht 21 verbunden ist. Die Schweißnaht 21 umsäumt dabei die Aufnahmefläche 12 bzw. die Stirnfläche 13, sodass auch sehr große Kräfte vom Zahnkopf 10 auf den Aufnahmeschaft 1 1 übertragen werden können.
Der erfindungsgemäße Baggerzahn 1 ermöglicht die Auswahl des Werkstoffes für den Zahnkopf 10 unabhängig von der Auswahl des Werkstoffes für den Aufnahmeschaft 11. Auch die Herstellungsverfahren für die Herstellung des Zahnkopfes 10 und die Herstellung des Aufnahmeschaftes 11 können unterschiedlich gewählt werden. Beispielsweise kann der Zahnkopf 10 eine wesentlich höhere Härte aufweisen als der Aufnahmeschaft 1 1 , um dem Kontakt mit beispielsweise sehr hartem Grabmaterial standzuhalten. Um große Kräfte des Zahnkopfes 10 über die Aufnahme 1 1 in die Schaufel des Schaufelradbaggers ableiten zu können, weist der Aufnahmeschaft 1 1 einen Werkstoff auf, der eine sehr hohe Zähigkeit aufweist, die höher ist als die Zähigkeit des Zahnkopfes 10. Beispielsweise kann der Zahnkopf 10 mittels eines Gießverfahrens hergestellt sein, hingegen kann der Aufnahmeschaft 11 mit einem Schmiedeverfahren hergestellt sein.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Baggerzahns 1 mit einem Zahnkopf 10 und mit einem Aufnahmeschaft 11 , wobei Zahnkopf 10 und Aufnahmeschaft 11 getrennt voneinander perspektivisch dargestellt sind. Das Ausführungsbeispiel zeigt den Zahnkopf 10 mit einer Aufnahmefläche 12, die einen Vorsprung 15 umfasst, und die Stirnfläche 13 des Aufnahmeschaftes 1 1 weist eine Vertiefung 16 auf. Werden Zahnkopf 10 und Aufnahmeschaft 1 1 miteinander gefügt, so kann der Vorsprung 15 in die Vertiefung 16 eingreifen, wie in Fig. 4 dargestellt.
Der Vorsprung 15 weist eine Dachfläche 17 auf, und die Dachfläche 17 ist begrenzt mit Seitenflächen 18, die zu Seitenflächen 19 der Vertiefung 16 komplementär ausgeführt sind.
Wird, wie in Fig. 4 gezeigt, eine Schweißnaht 21 zwischen dem Zahnkopf 10 und dem Aufnahmeschaft 11 hergestellt, so kann die Schweißnaht 21 in einer dreieckförmigen, umlaufenden Kehle erzeugt werden, die gebildet wird durch die geometrische Ausgestaltung der Seitenfläche 18 des Vorsprungs 15 und der Seitenflächen 19 der Vertiefung 16. Die Seitenflächen 18 weisen eine breitere Bemaßung auf als die Seitenflächen 19 der Vertiefung 16, sodass bei einem Anordnen des Vorsprungs 15 in der Vertiefung 16 die Seitenflächen 18 über eine umlaufende, die Vertiefung 16 umrandende Planfläche überragen. Dadurch entsteht die dreieckförmige, umlaufende Nut zur Erzeugung der Schweißnaht 21. Der Vorteil der Ausbildung der Aufnahmefläche 12 mit dem Vorsprung 15 und der Stirnfläche 13 mit der Vertiefung 16 liegt darin, dass im Sinne einer Feder-Nut- Vertiefung eine passgenaue Anordnung des Zahnkopfes 10 an dem Aufnahmeschaft 1 1 erfolgen kann, sodass anschließend auf einfache Weise die Schweißnaht 21 erzeugbar ist.
Insbesondere für einen Wechsel des Zahnkopfes 10 am Aufnahmeschaft 11 , beispielsweise zur Erneuerung des Baggerzahns 1 , kann die Schweißnaht 21 aufgetrennt werden, beispielsweise mit einem Trennschleifgerät. Anschließend kann ein neuer oder ein erneuerter Zahnkopf 10 bereitgestellt werden, der an dem bestehenden Aufnahmeschaft 1 1 durch Erzeugung einer neuen Schweißnaht 21 wieder angeordnet wird.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten oder räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
Bez u q s ze i c h e n l i s te
Baggerzahn Zahnkopf
Aufnahmeschaft
Aufnahmefläche
Stirnfläche
Schweißnahtschräge
Vorsprung
Vertiefung
Dachfläche
Seitenfläche
Seitenfläche
Schweißflächenbereich
Schweißnaht

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Baggerzahn (1 ) für eine Schaufel eines Schaufelradbaggers, mit einem Zahnkopf (10) zum Eingriff in das Grabmaterial und mit einem Aufnahmeschaft (11 ) zur Anordnung in oder an einer Aufnahme einer Schaufel des Schaufelradbaggers, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnkopf (10) und der Aufnahmeschaft (1 1 ) stoffschlüssig miteinander verbunden sind, wobei die stoffschlüssige Verbindung mittels einer Schweißverbindung gebildet ist.
2. Baggerzahn (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnkopf (10) eine Aufnahmefläche (12) aufweist, die zur Verbindung des Zahnkopfes (10) mit dem Aufnahmeschaft (11 ) an einer Stirnfläche (13) des Aufnahmeschaftes (1 1 ) anliegt.
3. Baggerzahn (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmefläche (12) und die Stirnfläche (13) komplementär zueinander ausgebildet sind und bei einer Verbindung des Zahnkopfes (10) mit dem Aufnahmeschaft (1 1 ) plan aneinander anliegen.
4. Baggerzahn (1 ) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmefläche (12) und/oder die Stirnfläche (13) mit einer Schweißnahtschräge (14) wenigstens teilweise berandet sind.
5. Baggerzahn (1 ) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmefläche (12) am Zahnkopf (10) einen Vorsprung (15) aufweist und dass die Stirnfläche (13) des Aufnahmeschaftes (1 1 ) eine Vertiefung (16) aufweist, sodass bei einer Verbindung des Zahnkopfes (10) mit dem Aufnahmeschaft (1 1 ) der Vorsprung (15) in die Vertiefung (16) eingreift.
6. Baggerzahn (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (15) eine Dachfläche (17) und die Dachfläche (17) begrenzende Seitenflächen (18) aufweist, die zu Seitenflächen (19) der Vertiefung (16) komplementär ausgebildet sind.
7. Baggerzahn (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die
Seitenflächen (18) des Vorsprunges (15) und die Seitenflächen (19) der Vertiefung (16) jeweils drei sich am Vorsprung (15) und an der Vertiefung (16) gegenüberliegende Kontaktflächen bilden, die so ausgebildet sind, dass diese zueinander einen Pyramidenstumpf bilden und alle Kontaktflächen (18) des Vorsprunges (15) komplementär ausgebildet auf den Kontaktflächen (19) der Vertiefung (16) spaltlos anliegen, um eine richtungswechselnde Kraftübertragung zu ermöglichen.
8. Baggerzahn (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnkopf (10) eine höhere Härte als der Aufnahmeschaft (11 ) aufweist und dass der Aufnahmeschaft (1 1 ) eine höhere Zähigkeit als der Zahnkopf (10) aufweist.
9. Baggerzahn (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnkopf (10) mittels einem Gießverfahren hergestellt ist und/oder dass der Aufnahmeschaft (11 ) mittels einem Schmiedeverfahren hergestellt ist.
10. Verfahren zur Erneuerung eines Baggerzahnes (1 ) an einer Schaufel eines Schaufelradbaggers gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, wobei das Verfahren wenigstens die folgenden Schritte aufweist:
Entnehmen des Baggerzahnes (1 ) von der Schaufel des Schaufelradbaggers,
Auftrennen der mittels einer Schweißverbindung gebildeten stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem Zahnkopf (10) und dem Aufnahmeschaft (11 ) entlang der Stirnfläche (13) des Aufnahmeschaftes (1 1 ),
spaltlose Positionierung eines neuen oder erneuerten Zahnkopfes (10) an der Stirnfläche (13) des Aufnahmeschaftes (1 1 ) und
stoffschlüssiges Fügen des neuen oder erneuerten Zahnkopfes (10) mit dem bestehenden Aufnahmeschaft (1 1 ), wobei die stoffschlüssige Verbindung mittels einer Schweißverbindung gebildet wird.
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