ES2268172T3 - Dispositivo para el acoplamiento de dientes de excavadora. - Google Patents

Abstract

Portadientes para conectarse a un cubo de una máquina para mover materiales, tales como tierra y rocas, con el fin de llevar un diente (4), que tiene una parte (2) de proyección con una zona de sección transversal al menos parcialmente decreciente hacia su extremo (13) libre, estando diseñada dicha parte de proyección para situarse al menos parcialmente en una cavidad de dicho diente, en el que cada una de las dos regiones (12, 14) de extremo de la parte de proyección tienen sustancialmente la forma de un trapezoide paralelo en sección transversal caracterizado porque una primera (12) de dichas regiones de extremo, que conecta la parte de proyección al cuerpo del portadientes, tiene el más largo de los dos lados paralelos del trapezoide en la parte inferior, y porque una segunda (14) de dichas regiones de extremo, que forma el extremo (13) libre de la parte de proyección, tiene el más largo de los dos lados paralelos del trapezoide en la parte superior.

Description

Dispositivo para el acoplamiento de dientes de excavadora.

La presente invención se refiere a un portadientes y un diente según el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 12, respectivamente, y a un sistema que comprende la combinación de este portador de diete y diente para el acoplamiento de dientes de excavadora que es aplicable a los cubos de máquinas excavadoras y, en general, para los bordes de trabajo activos de máquinas de movimiento de tierra de tipos similares.

Las máquinas para trabajo de ingeniería civil que efectúan la retirada de materiales tales como tierra, rocas, etc, generalmente tienen bordes activos en los llamados cubos de las excavadoras, que son receptáculos abiertos de forma específica fijados al mecanismo de apoyo y desplazamiento de la máquina y que tiene la función de retirar la masa de tierra o tierra y más o menos piedras sueltas, mediante su borde frontal, recogiendo en el cubo los materiales que se han soltado, permitiendo que se transferirlos a un vehículo para su transporte a otro sitio o simplemente para depositar la masa de tierra y piedras que se ha retirado, para su sustitución ulterior, por ejemplo, en el caso del apertura de una zanja.

Los cubos de las excavadoras y similares experimentan problemas significativos en el borde activo debido al alto grado de desgaste al que está sometido por el contacto con la tierra y las piedras, que tienen características muy abrasivas. Por esta razón, es necesario equipar el borde activo de la excavadora o máquina similar con dientes desmontables, que son componentes que pueden retirarse y que se llevan la mayor parte del desgaste por estar en contacto directo con la masa de tierra y piedras, y que, por tanto, son partes que se desgastan muy rápidamente. Dichos dientes, que son partes que pueden intercambiarse con bastante frecuencia, deben combinar características que son hasta un cierto grado contradictorias, debido al hecho de que, siendo partes que se cambian frecuentemente en máquinas excavadoras y similares, su precio debe ser relativamente bajo, de modo que es necesario excluir la mecanización de los dientes, que deben fabricarse simplemente mediante fundición o forja de acero de alta resistencia. La otra característica contradictoria yace en la necesidad de que el montaje del diente en el portadientes localizado en el borde activo del cubo para excavadoras o similares se realice con el suficiente ajuste para evitar tanto como sea posible cualquier huelgo entre las regiones enfrentadas del portadientes y el diente, ya que el que tenga lugar el huelgo, que por otro lado es inevitable, en dicha región da como resultado un aumento en las tensiones en puntos específicos de contacto entre el diente y el portadientes, lo cual aumenta adicionalmente el desgaste local, en un proceso que puede acabar en la rotura de las partes y que implica el cambio, más o menos frecuente, de la parte desgastada, es decir, el diente, según cómo los fenómenos de desgaste anteriormente mencionados puedan controlarse en mayor o menor grado.

Actualmente, se conocen muchos tipos de acoplamiento entre los dientes de las excavadoras y los portadientes, aunque todos ellos, dadas las condiciones contradictorias que deben cumplirse y el duro trabajo al que dichos componentes están sometidos, muestran defectos con respecto a lo que podría considerarse una solución ideal en términos de duración del diente y el evitar el desgaste excesivo en el portadientes, permitiendo que el último tenga una duración aceptablemente prolongada.

La patente de los EE.UU. 5561925 se refiere a un montaje de diente y mecanismo de retención en el que una parte de saliente que coincide con el receptáculo del diente tiene superficies paralelas interconectadas por una superficie de extremo plana.

La patente de los EE.UU. 4625439 se refiere a un medio de retención de diente de excavación que comprende una parte de saliente en la que el diente se fija mediante una cuña en la que parte del desgaste va a parar directamente contra el soporte. En una de las realizaciones dadas a conocer en la memoria descriptiva de la patente, así como en las figuras de la misma, el soporte muestra una zona con una parte frontal que tiene una sección más o menos trapezoidal. Este documento da a conocer un portadientes según el preámbulo de la reivindicación 1 y un diente según el preámbulo de la reivindicación 12.

Sin embargo, ninguna de dichas patentes da conocer la doble estructura de cola de milano invertida que caracteriza a la presente invención.

Con el fin de obtener una mejora en las características de los acoplamientos para los dientes de excavadora, logrando una rapidez de montaje y un acoplamiento seguro y duradero entre el diente y el portadientes, el inventor de la presente solicitud de patente ha llevado a cabo investigaciones y pruebas que han dado como resultado un acoplamiento para los dientes de la excavadora que tiene un rendimiento en uso mejorado.

El acoplamiento para los dientes de excavadora y similares que es objeto de la invención según las reivindicaciones independientes 1, 12 y 19 es del tipo que tiene una proyección en la cara frontal del portadientes, dirigido de manera sustancialmente axial con respecto al eje longitudinal del portadientes, y en el que la sección transversal de la región de acoplamiento de diente tiene una sección transversal que disminuyen desde la región inicial hasta el extremo libre, en el que la combinación de las zonas de contacto entre el portadientes y el diente es tal que se obtiene un acoplamiento estrecho entre el diente y el portadientes, dando lugar a una sujeción segura, con muchas zonas de contacto entre los dos componentes acoplados, con el fin de reducir el desgaste local y con una disposición de ángulos de las zonas de contacto tal que las tensiones producidas en el diente tienden a producir acuñamiento y ajuste mayores del diente con el portadientes. Con el fin de obtener este resulto, la zona que acopla el diente con el portadientes tiene una estructura que se constituye básicamente mediante la unión de dos perfiles de cola de milano inversos, es decir, estando la cola de milano en la primera región de extremo invertida en comparación con la cola de milano en la segunda región de extremo, correspondientes a la región inicial y al extremo libre o punto del llamado "saliente" del portadientes, respectivamente. Esto se complementa, preferiblemente, mediante una estructura ligeramente convexa, sobre toda la zona superior de conexión entre la base o el inicio del saliente del portadientes y el extremo o proyección del mismo que tiene una sección uniforme. La zona de conexión de la parte curvada superior del saliente del portadientes con la base del mismo tiene preferiblemente una región transversal plana estrecha. Las caras laterales del saliente del portadientes toman la forma de facetas, correspondiendo una de ellas a la proyección frontal de sección constante y otra a las caras laterales, que pueden ser planas o ligeramente curvadas con la convexidad hacia el exterior.

Con esta disposición se obtiene el resultado de que el saliente del portadientes muestra una resistencia mecánica muy superior y, sobre todo, en un funcionamiento normal del mismo no se producen tensiones que tiendan a expulsar el diente, lo cual constituye un problema recurrente de los portadientes actualmente conocidos. En una realización preferida la estructura ligeramente curvada, con la convexidad dirigida hacia fuera, de la cara superior del saliente del portadientes permite, además de un acoplamiento muy eficaz entre el diente y el portadientes, un aumento en la sección transversal del saliente del portadientes, y por tanto una mayor resistencia mecánica del último.

Para una mayor comprensión se adjuntan a modo de ejemplo explicativo pero no limitante, dibujos de una realización preferida de la presente invención.

Las figuras 1 y 2 son vistas en alzado y en planta, respectivamente, de un portadientes producido según la presente invención.

Las figuras 3 a 11 son vistas en sección a través de los planos de sección indicados en la figura 1.

Las figuras 12 y 13 son secciones respectivas a través de los planos de sección indicados.

La figura 14 en una vista en planta del montaje de diente y portadientes.

La figura 15 es una sección longitudinal en un plano vertical del montaje de diente y portadientes tal como se indica.

La figura 16 es una vista en perspectiva del montaje de diente y portadientes cuando está montado.

Tal como se muestra en las figuras, el acoplamiento para los dientes de excavadora que es el objeto de la presente invención tiene una parte 1 similar a una horquilla diseñada para acoplarse con el borde del cubo de la excavadora y una región 2 que se proyecta desde la cara 3 posterior de la región 1 y que está diseñada para alojar el diente de la excavadora, indicado por el 4 en las figuras 12 y 14 y en las figuras 15 y 16.

La región 1 para el acoplamiento de la excavadora al cubo tiene forma de horquilla con un brazo 5 superior y un brazo 6 inferior que están separados por una indentación definida por zonas 7 y 8 planas diseñadas para alojar el borde del cubo de la excavadora y que en planta tienen secciones que disminuyen desde la región 3 inicial del acoplamiento 2 hasta el extremo 9 libre, teniendo además el brazo 5 superior caras 10 y 11 laterales planas.

La proyección 2 de acoplamiento de diente tiene una combinación de regiones sucesivas, que se define básicamente, tal como se observará en las figuras 3 a 11, mediante una estructura constituida básicamente por dos colas de milano invertidas, es decir, estando la cola de milano en la primera región de extremo invertida en comparación con la cola de milano en la segunda región de extremo correspondientes, respectivamente, a la zona 12 inicial del diente y al extremo 13 de la proyección 14 del portadientes, que de manera correspondiente son complementarios a la cavidad del diente 4. Dicha proyección 14, tal como se muestra por las secciones proporcionadas, tiene una sección constante a lo largo de su longitud. Por esta razón, las caras laterales del saliente del portadientes 2 tienen una estructura formada sustancialmente por dos facetas ligeramente diferenciadas de modo que uno de los laterales se corresponde, respectivamente, a la cara 15 del cuerpo del saliente del portadientes y la cara 16 plana de la terminación de sección 14 constante. El otro lateral 17 tiene características similares, teniendo una indentación amplia con una disposición 18 sustancialmente vertical, que está diseñada para alojar la chaveta 19 de retén, que se muestra con mayor detalle en la figura 15.

La cara 20 superior del saliente del portadientes tiene una forma generalmente curvada con la convexidad dirigida hacia fuera, uniendo el extremo interior de la proyección 14 al cuerpo 1 del portadientes mediante una zona plana pequeña en la zona de conexión con dicho cuerpo indicada por el número 21 en la figura 1 y también en la figura 13.

Las caras 15 y 17 laterales pueden ser planas o curvadas, con la convexidad dirigida hacia fuera.

La construcción del saliente del portadientes con la forma indicada hace posible la obtención de una resistencia muy superior sobre el mismo, eliminando al mismo tiempo las reacciones de expulsión del diente que habitualmente se producen en los montajes actualmente conocidos para los dientes de excavadora.

Tal como se observará en las figuras 12 y 15, la chaveta 19 de retén tiene una estructura aplanada recta generalmente de paralelepípedo, que tiene en uno de sus lados menores una indentación 22 amplia en la que, mediante un recubrimiento 23 vulcanizado, se efectúa la unión de una pieza 24 de inserción recta, que lleva una proyección 25 lateral, provista de bordes redondeados, que se engancha en un rebaje de forma complementaria del saliente del portadientes.

Esta disposición de la chaveta de retén por tanto hace posible tanto su sencilla introducción mediante compresión axial en su ranura, como la suficiente retención de la misma en el saliente del portadientes. La retirada también se facilita por la existencia de la parte de unión de caucho vulcanizado.

Mediante la disposición que se ha explicado, el dispositivo de acoplamiento para dientes de excavadora que es objeto de la presente invención hace posible el encaje del diente con un huelgo mínimo en todas las zonas de acoplamiento, así como permite numerosas zonas de contacto con el fin de reducir el desgaste local, y reduce las componentes de fuerza en la dirección de expulsión del diente con respecto al portadientes.

Claims (19)

1. Portadientes para conectarse a un cubo de una máquina para mover materiales, tales como tierra y rocas, con el fin de llevar un diente (4), que tiene una parte (2) de proyección con una zona de sección transversal al menos parcialmente decreciente hacia su extremo (13) libre, estando diseñada dicha parte de proyección para situarse al menos parcialmente en una cavidad de dicho diente, en el que cada una de las dos regiones (12, 14) de extremo de la parte de proyección tienen sustancialmente la forma de un trapezoide paralelo en sección transversal caracterizado porque una primera (12) de dichas regiones de extremo, que conecta la parte de proyección al cuerpo del portadientes, tiene el más largo de los dos lados paralelos del trapezoide en la parte inferior, y porque una segunda (14) de dichas regiones de extremo, que forma el extremo (13) libre de la parte de proyección, tiene el más largo de los dos lados paralelos del trapezoide en la parte superior.

2. Portadientes según la reivindicación 1, caracterizado porque la distancia entre los lados paralelos es mayor en el trapezoide en la primera región (12) de extremo que en el trapezoide en la segunda región (14) de extremo.

3. Portadientes según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el lado superior del trapezoide paralelo en la primera región (12) de extremo se sitúa a una distancia en dirección vertical por encima del lado superior del trapezoide paralelo en la segunda región (14) de extremo.

4. Portadientes según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el lado inferior del trapezoide paralelo en la primera región (12) de extremo se sitúa sustancialmente en el mismo nivel vertical que el lado inferior del trapezoide paralelo en la segunda región (14) de extremo.

5. Portadientes según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la forma del trapezoide paralelo y su tamaño son los mismos en dos secciones transversales a una distancia la una de la otra en la segunda región (14) de extremo de la parte (2) de proyección.

6. Portadientes según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una superficie (20) superior de la parte (2) de proyección, superficie que conecta los lados superiores de dichos trapezoides paralelos en la primera y segunda región de extremo, tiene una forma convexa.

7. Portadientes según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una superficie inferior de la parte (2) de proyección, superficie que conecta los lados inferiores de dichos trapezoides paralelos en la primera y segunda región de extremo, tiene una forma sustancialmente plana.

8. Portadientes según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos uno de los lados laterales de la parte (2) de proyección tiene un rebaje (18) para alojar una chaveta (19) de retén con el fin de sostener el diente en una posición deseada en el portadientes.

9. Portadientes según la reivindicación 8, caracterizado porque el rebaje (18) para la chaveta se extiende en una dirección sustancialmente vertical.

10. Portadientes según la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque dicho rebaje (18) está provisto de una región ensanchada a una distancia de su entrada para la chaveta, en el que la región ensanchada está adaptada para alojar un elemento (24, 25) de bloqueo de dicha chaveta (19), que se dispone de manera que puede proyectarse en la dirección transversal de dicha chaveta.

11. Portadientes según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el portadientes tiene una superficie (3) plana vertical alrededor de la parte de proyección, superficie que limita la parte de proyección desde el cuerpo del portadientes.

12. Diente (4) para conectarse a un portadientes de una máquina para mover materiales, tales como tierra y rocas, teniendo el diente (4) una cavidad para alojar al menos una parte de una parte de proyección del portadientes, en el que dicha cavidad tiene una zona de sección transversal al menos parcialmente decreciente desde su boca hacia su extremo interior, en el que cada una de las dos regiones (12, 14) de extremo de la cavidad tiene sustancialmente la forma de un trapezoide paralelo en sección transversal, caracterizado porque una primera (12) de dichas regiones de extremo, que forma la boca de la cavidad, tiene el más largo de los dos lados paralelos del trapezoide en la parte inferior, y porque una segunda (14) de dichas regiones de extremo, próxima al extremo interior de la cavidad (13), tiene el más largo de los dos lados paralelos del trapezoide en la parte superior.

13. Diente (4) según la reivindicación 12, caracterizado porque la distancia entre los lados paralelos es mayor en el trapezoide en la primera región (12) de extremo que en el trapezoide en la segunda región (14) de extremo.

14. Diente (4) según la reivindicación 12 ó 13, caracterizado porque el lado superior del trapezoide paralelo en la primera región (12) de extremo se sitúa a una distancia en la dirección vertical por encima del lado superior del trapezoide paralelo en la segunda región (14) de extremo.

15. Diente (4) según cualquiera de las reivindicaciones 12- 14, caracterizado en el lado inferior del trapezoide paralelo en la primera región (12) de extremo se sitúa sustancialmente en el mismo nivel vertical que el lado inferior del trapezoide paralelo en la segunda región (14) de extremo.

16. Diente (4) según cualquiera de las reivindicaciones 12-15, caracterizado porque la forma del trapezoide paralelo y su tamaño en una sección transversal son los mismos en dos planos a una distancia el uno del otro en la segunda región (14) de extremo de la cavidad.

17. Diente (4) según cualquiera de las reivindicaciones 12-16, caracterizado porque una superficie (20) superior que define la cavidad, superficie que conecta los lados superiores de dichos trapezoides paralelos, tiene una forma cóncava.

18. Diente (4) según cualquiera de las reivindicaciones 12-17, caracterizado porque una superficie inferior que define la cavidad, superficie que conecta los lados inferiores de dichos trapezoides paralelos en la primera y segunda región (12, 14) de extremo, tiene una forma sustancialmente plana.

19. Sistema de diente (4) para un cubo de una máquina para mover materiales, tales como tierra y rocas, que comprende un portadientes según cualquiera de las reivindicaciones 1-11 para que esté conectado a dicho cubo y un diente (4) correspondiente según cualquiera de las reivindicaciones 12-18 para que esté conectado a dicho portadientes.