ES2351424T3 - Dispositivo para fijar de manera desmontable dos piezas mecánicas entre sí. - Google Patents

Abstract

El dispositivo de fijación amovible de dos piezas mecánicas comprende un pasador que bloquea de manera desmontable una primera pieza con respecto a una segunda pieza, un elemento retenedor asociado al pasador y un elemento tensor cargado elásticamente, que colaboran para evitar que el pasador se salga de su posición de bloqueo; se caracteriza porque además comprende al menos dos superficies inclinadas cuya forma general es la de un saliente orientado en la dirección axial del pasador, de modo que, al girar el pasador, el elemento retenedor recorre dichas superficies inclinadas y el pasador se mueve entre la posición de bloqueo y la posición de desbloqueo contra la fuerza axial al eje del pasador ejercida por dicho elemento tensor. El montaje y desmontaje de las piezas se realiza de manera sencilla, pero al mismo tiempo la fijación durante el trabajo de la excavadora es sólida y fiable.

Description

Dispositivo para fijar de manera desmontable dos piezas mecánicas entre sí.

La presente invención se refiere a un dispositivo desmontable para unir dos piezas mecánicas, que comprende una clavija que bloquea de manera desmontable una primera pieza con respecto a una segunda pieza, un elemento retenedor asociado a la clavija y un elemento tensor cargado elásticamente, que colabora para impedir que la clavija se salga de su posición de bloqueo.

Antecedentes de la invención

Las máquinas excavadoras y similares, tales como las usadas en minería y obras públicas, se usan para sacar, mover y cargar tierra y piedras. Estas máquinas están dotadas habitualmente de una cuchara unida a un brazo mecánico. La cuchara está dotada de un reborde biselado u hoja en un lado frontal destinado para golpear contra y penetrar en la tierra y la masa pétrea. Es habitual montar dientes asociados a la hoja que sobresalen hacia delante desde la misma para impedir un desgaste excesivo de la hoja y ayudar en la penetración en la tierra. Sin embargo, dichas hojas también están sometidas a desgaste y roturas, por lo que deben sustituirse a menudo y además, dependiendo del trabajo que vaya a realizar la máquina, puede ser deseable cambiar el tipo o la forma de los dientes. Para facilitar dicha sustitución, fijada a la hoja de la cuchara de una manera más o menos permanente hay una barra dentada y dientes, de manera que cada diente se monta de manera desmontable sobre la barra dentada por medio de una clavija. Dicha clavija habitualmente atraviesa los orificios del diente y un paso que atraviesa la barra dentada para fijar el diente a la barra dentada.

Se usa un dispositivo retenedor para impedir que la clavija se salga de su posición de ensamblaje, fijando la clavija en dicha posición de ensamblaje. El dispositivo retenedor habitualmente incluye elementos elásticos que habitualmente aplican una fuerza que empuja la clavija hacia su posición de ensamblaje. Cuando las disposiciones habituales operan en condiciones difíciles, la clavija tiende a desplazarse en contra de la fuerza de empuje del dispositivo retenedor. Entonces la clavija puede salirse de la barra dentada, perdiéndose posiblemente la clavija y el diente. La pérdida de un diente y/o una clavija puede ser muy importante según el lugar de funcionamiento del mismo, tal como minas o canteras por ejemplo, puesto que pueden dañar otras máquinas, tales como trituradoras, que funcionan en el mismo lugar de producción que la máquina que usa el diente.

La patente estadounidense n.º 4.918.843 da a conocer una disposición en la que el dispositivo retenedor es una arandela de muelle que se sitúa en una cavidad de la barra dentada que define un alojamiento que recibe dicha arandela y la coloca concéntricamente con respecto a los orificios correspondientes del diente y la barra dentada, funcionando dicha arandela y por tanto deformándose en la dirección perpendicular al eje axial de la clavija. El diámetro de la clavija es mayor que el del orificio de la arandela, de manera que la clavija encaja en la arandela por medio de un rebaje que existe en la superficie de la clavija cuando se aplica un esfuerzo mecánico, que consiste habitualmente en golpear la clavija con un martillo o mazo. Este requisito de golpear la clavija para encajarla en la arandela es evidentemente incómodo y arduo puesto que habitualmente es necesario golpear la clavija horizontalmente, una operación difícil puesto que el espacio entre las barras dentadas ubicadas en la hoja de una cuchara es limitado, requiriendo el uso de herramientas auxiliares que sólo hacen más difícil el ensamblaje y desmontaje de la clavija, aumentando el riesgo de un accidente para el o los operarios. Este dispositivo retenedor se ve afectado por la calidad del material de la arandela de muelle usada puesto que la clavija queda retenida por la misma y la retención de la clavija será más o menos fiable según la misma. El rebaje que existe en la clavija para insertar la arandela debilita asimismo la clavija, rompiéndose posiblemente esta última debido al trabajo llevado a cabo por el conjunto de diente-barra dentada y la concentración de esfuerzos en dicho rebaje.

La patente estadounidense n.º 5.983.534 da a conocer un sistema de bloqueo para la clavija que es giratoria y no requiere martilleo. En este sistema, la clavija incorpora un elemento elástico que puede ejercer una fuerza contra una parte del diente o barra dentada con el fin de apretar el acoplamiento entre ambas, y un elemento retenedor cargado elásticamente que sobresale radialmente de una pared cilíndrica de la clavija y susceptible de introducirse en una cavidad del diente o barra dentada cuando la clavija, una vez insertada, se hace girar un ángulo predeterminado por medio de la aplicación de una herramienta en un extremo axial de la clavija. Una muesca permite la introducción del elemento retenedor cuando la clavija se inserta axialmente en un paso definido tanto por el diente como por la barra dentada cuando se acoplan. Una vez que se inserta la clavija, una superficie en rampa actúa como una leva para empujar el elemento retenedor hacia el interior de la clavija a medida que se gira esta última hasta alcanzar la posición angular de dicha cavidad, siendo lanzado el elemento retenedor hacia el interior de la cavidad debido al efecto de dicha carga elástica. El desmontaje de la misma se prevé o bien mediante la rotura del elemento retenedor debido a la acción de golpeo con un martillo en la dirección axial sobre la clavija o bien la colaboración de superficies inclinadas del alojamiento con superficies inclinadas correspondientes de la cabeza del elemento retenedor para empujar este último hacia el interior, o bien mediante una fuerza axial ejercida sobre la clavija, o bien aplicando un par de giro a la
misma.

Esta disposición conlleva una gran complejidad para la clavija, puesto que incorpora dos piezas móviles alojadas y retenidas en cavidades respectivas del cuerpo de la clavija y cargadas elásticamente por medio de muelles helicoidales, lo que afecta negativamente a su coste de producción. Además, las piezas móviles y los muelles elásticos alojados en la clavija son altamente susceptibles de verse afectados por la acumulación de polvo y tierra, que combinados con la humedad pueden formar una pasta de tipo arcilla que puede bloquear los muelles y las posibilidades de movimiento de las piezas móviles cuando se seca, lo que conlleva la necesidad de destruirlas mediante martilleo cuando es necesario desmontar los dientes.

En este tipo de sistemas, los esfuerzos requeridos para el desmontaje superan los esfuerzos de ensamblaje puesto que además de las dificultades del diseño y la construcción, el desmontaje se ve afectado porque durante la operación, la clavija y el elemento retenedor pueden llegar a deformarse y puede introducirse tierra adicionalmente en el alojamiento de la clavija, haciendo difícil su extracción.

Descripción de la invención

Para superar los inconvenientes mencionados y simplificar el ensamblaje y desmontaje de un diente en una barra dentada, y más generalmente de dos piezas mecánicas, una hembra y otra macho, entre sí, el dispositivo de unión según la presente invención se caracteriza por el hecho de que comprende además al menos dos planos inclinados, cuya forma general es la de un saliente orientado en la dirección axial de la clavija, de manera que cuando se gira la clavija, el elemento retenedor discurre a lo largo de dichos planos inclinados y la clavija se mueve entre dos posiciones, la posición de bloqueo de clavija y la posición de desbloqueo o introducción, en contra de la fuerza axial a la clavija ejercida por dicho elemento tensor. Dicho elemento retenedor tiene cuatro caras paralelas, dos a dos, siendo las dos caras superior e inferior las que permiten ejercer la presión sobre el elemento tensor así como facilitar el deslizamiento del elemento retenedor, y por tanto el giro de la clavija, para alcanzar la posición de bloqueo.

El elemento tensor no debe estar significativamente cargado elásticamente una vez que se ubica en su posición de ensamblaje puesto que si estuviera muy cargado, podría producir los siguientes resultados:

-

Con el tiempo, la posible pérdida de las propiedades elásticas del elemento tensor en sistemas con poco desgaste, y

-

la relajación del elemento tensor permite que el elemento retenedor vuelva a su posición de reposo debido a la existencia de fuerzas con componentes aleatorias, sin embargo si el elemento tensor estuviera muy cargado elásticamente en su posición de trabajo, estaría sometido a fuerzas repetitivas (de compresión y giro) que podrían acumularse con el tiempo y mover el elemento retenedor desde su posición de bloqueo hasta su posición de introducción.

Gracias a estas características, tanto la operación de ensamblaje de las dos piezas como de desmontaje se llevan a cabo de manera sencilla sin necesidad de golpear la clavija, pero al mismo tiempo la unión durante el trabajo es sólida y fiable. Esto es posible porque además de sus características constructivas, la suciedad a la que se verá sometido el dispositivo durante el trabajo no afecta al funcionamiento del mismo. Esto se debe a que el elemento tensor ocupa un espacio que no se ve afectado por dicha suciedad y, por tanto, le permite realizar su función de compresión independientemente de la suciedad existente, puesto que cuando se comprime el elemento tensor, se abre un espacio inexistente previamente, lo que permite el movimiento de la suciedad acumulada.

Como el dispositivo de unión no requiere martilleo para su ensamblaje o desmontaje, también permite ensamblar un mayor número de barras dentadas o piezas macho en la cuchara de una máquina.

Los dos planos inclinados, en combinación con la carga elástica del elemento tensor y el elemento retenedor, hacen muy difícil que la clavija, con dicho elemento retenedor, se salga de su posición de bloqueo. Durante la operación de trabajo de la misma, la clavija puede recibir esfuerzos tanto longitudinales como transversales, pero es muy improbable que reciba esfuerzos que provoquen un giro de la misma, de manera que el retenedor de la clavija no podrá desplazarse desde su posición de bloqueo hasta la posición de introducción de la clavija en la cavidad formada por la pieza macho y la pieza hembra.

Una característica del dispositivo retenedor es que puede adaptarse a sistemas retenedores ya existentes.

En una realización, los planos inclinados se forman en una cara del elemento tensor.

En una realización alternativa, los planos inclinados se forman en al menos una de las superficies de contacto entre la pieza macho y la pieza hembra, es decir, en al menos una de las superficies internas de la pieza hembra o en al menos una de las superficies externas de la pieza macho. En este caso, la misma superficie de la pieza que contiene dichos planos inclinados puede dotarse de una cavidad que aloja el elemento retenedor de la clavija en su posición de bloqueo.

Los planos inclinados preferiblemente forman dos rampas enfrentadas entre sí con un saliente entre ambas, y una de las pendientes es más pronunciada que la otra. Por tanto, se garantiza una mayor facilidad durante el ensamblaje en el giro de la clavija desde la posición de introducción de clavija hasta la posición de bloqueo, y se dificulta el movimiento opuesto de modo que se impide que la clavija se libere del alojamiento entre la pieza macho y la pieza hembra, provocando que una de las piezas se libere de la otra mientras se trabaja.

En una realización, la clavija comprende un cuerpo, cuya forma es la de una superficie de revolución. Dicho cuerpo puede ser troncocónico para facilitar la introducción y extracción de la clavija, o cilíndrico; la forma cilíndrica será más apropiada en las realizaciones en las que la clavija se desplaza axialmente durante la operación de ensamblaje o desmontaje. Además, la clavija es preferiblemente una clavija pasante, es decir, atraviesa los dos lados de la pieza hembra, facilitando la extracción de la clavija presionando en el lado opuesto al lado de introducción si la clavija se queda atascada. El elemento retenedor objeto de la presente invención también puede usarse en sistemas de fijación entre una pieza macho y una pieza hembra en los que la clavija no es una clavija pasante.

La sección de la clavija puede tener diferentes formas geométricas, prefiriéndose que tenga una sección circular debido no sólo a una mejor resistencia a las tensiones a las que está sometida así como un mejor ajuste en el dispositivo retenedor, sino también para una fabricación más sencilla. Otra sección que tiene la clavija es ovalada o elíptica, de manera que cuando la clavija gira tras introducirse, la zona de mayor longitud entra en contacto con la pared del alojamiento de la pieza macho. También pueden usarse otras secciones geométricas cuyos vértices son redondeados en el presente dispositivo retenedor.

Una variante de realización de la invención con una clavija troncocónica prevé incluir al menos dos planos inclinados en forma de rampa, separados entre sí por una sección plana con efectos de autoapriete para compensar los efectos de desgaste y mantener de ese modo el conjunto tirante. Por medio de esta realización, además de girar, la clavija realiza un movimiento axial que garantiza la retención puesto que el bloqueo de la clavija es más difícil ya que requiere un giro y un movimiento axial simultáneo. Esta variante prolonga la vida del acoplamiento puesto que permite usar un mayor número de piezas hembra con una única pieza macho. Éste es el caso porque al permitir el apriete de la fijación entre la pieza macho y la pieza hembra, permite que se mantenga la tensión entre ambas, compensando el aumento de la holgura generado por el desgaste de la pieza macho durante su vida a medida que se cambian diferentes piezas hembra.

En el sentido de simplificar el dispositivo de la invención tanto como sea posible, el elemento retenedor constituye un saliente transversal de la clavija y preferiblemente se interbloquea con la misma.

Se prevé que uno de los extremos de la clavija presente un acoplamiento para una herramienta, por medio de la que puede aplicarse un movimiento de giro a dicha clavija alrededor de su eje longitudinal.

Una variante de realización prevé que el elemento tensor sea un segmento curvado de un material elástico en combinación con un segmento metálico que se dispone sobre dicho material elástico. Como constituye un segmento de arandela, el elemento tensor se monta sin dificultades alrededor del cuerpo de la clavija y debido a su parte metálica, permite facilitar el movimiento de giro del retenedor sobre el elemento tensor.

También es posible que el elemento tensor esté formado por una arandela o bien de un material elástico combinado con un material metálico, o bien únicamente de un material metálico en forma de un muelle para aplicaciones en caliente.

Además, el elemento tensor puede no tener una parte metálica, sino más bien estar constituido únicamente por un material elastomérico.

El elemento tensor puede tener cualquier forma además de las mencionadas, arandela o segmento curvado, siempre que dicho elemento tensor permita el giro del elemento retenedor.

En una realización, el elemento tensor se monta o construye sobre la clavija, específicamente sobre el elemento retenedor interbloqueado con la clavija.

Una de las dos piezas preferiblemente comprende una cavidad para alojar el elemento tensor.

Con fines constructivos, una de dichas piezas puede dotarse de un orificio con una muesca para poder introducir la clavija con el saliente o el elemento retenedor.

En una realización particularmente útil de la invención, dicha primera pieza es un diente y dicha segunda pieza es una barra dentada, particularmente de una cuchara de una máquina excavadora o similar.

También se prevé la construcción de un diente adaptado para usarse en dicho dispositivo retenedor.

Breve descripción de los dibujos

Para entender mejor lo que se ha expuesto, se adjuntan varios dibujos en los que se han representado diversas realizaciones prácticas esquemáticamente y sólo a modo de ejemplo no limitativo.

En los dibujos:

La figura 1 muestra una vista en perspectiva de un conjunto de diente-barra dentada de una cuchara de una máquina excavadora con un dispositivo según una realización de la invención;

la figura 2 muestra una vista en perspectiva del diente de la figura 1;

la figura 3 muestra dos vistas laterales del diente de la figura 1;

la figura 4 muestra dos vistas en sección del diente de la figura 2 según A-A;

la figura 5 muestra una vista en sección del diente de la figura 3, según B-B;

la figura 6 muestra una vista lateral de la barra dentada de la figura 1;

la figura 7 muestra una vista en sección de la barra dentada de la figura 6 según C-C;

la figura 8 muestra un perfil en planta y una vista en sección de una clavija cilíndrica;

la figura 9 muestra un perfil en planta y una vista en sección de una clavija troncocónica;

la figura 10 muestra tres vistas de un elemento tensor según una realización de la invención y aplicable en el conjunto de la figura 1;

la figura 11 muestra tres vistas sucesivas que muestran el funcionamiento de un dispositivo según una realización de la invención;

la figura 12 muestra una vista en perspectiva de un conjunto de diente-barra dentada de una cuchara de una máquina excavadora con un dispositivo según una realización de la invención;

la figura 13 muestra una vista lateral de la barra dentada de la figura 12;

la figura 14 muestra una vista en sección de la barra dentada de la figura 13 según D-D:

la figura 15 muestra una vista en sección del diente y del diente de la figura 12;

la figura 16 muestra un elemento tensor aplicable en el conjunto de la figura 12;

la figura 17 muestra un elemento tensor aplicable en el conjunto de la figura 12;

la figura 18 muestra un elemento tensor aplicable en el conjunto de la figura 12;

la figura 19 muestra una vista en perspectiva de un conjunto de diente-barra dentada de una cuchara de una máquina excavadora con un dispositivo según una realización de la invención;

la figura 20 muestra una vista lateral del diente de la figura 19;

la figura 21 muestra una vista en sección del diente de la figura 20;

la figura 22 muestra una vista lateral de la barra dentada de la figura 19;

la figura 23 muestra una vista en sección de la barra dentada de la figura 22 según E-E;

la figura 24 muestra tres vistas de un elemento tensor aplicable al conjunto de la figura 19;

la figura 25 muestra tres vistas sucesivas que muestran el funcionamiento de un dispositivo según la realización de la invención mostrada en la figura 19;

la figura 26 muestra una vista en perspectiva de un conjunto de diente-barra dentada de una cuchara de una máquina excavadora con un dispositivo según una realización de la invención;

la figura 27 muestra una vista en perspectiva de un conjunto montado de diente-barra dentada de una cuchara de una máquina excavadora con un dispositivo según la figura 26;

la figura 28 muestra un elemento tensor aplicable en el conjunto de la figura 26;

la figura 29 muestra tres vistas sucesivas que muestran el funcionamiento de un dispositivo según el conjunto de la figura 26;

la figura 30 muestra dos vistas de un elemento tensor según una realización de la invención;

la figura 31 muestra una vista en sección de un diente según una realización de la invención;

la figura 31a muestra un detalle del diente de la figura 13;

la figura 31b muestra un detalle ampliado del diente de la figura 13a;

la figura 32 muestra dos vistas de un elemento tensor según una realización alternativa de la invención;

la figura 33 muestra tres vistas sucesivas que muestran el funcionamiento de un dispositivo que usa el elemento tensor de la figura 32;

la figura 34 muestra una vista en perspectiva de un conjunto de diente-barra dentada de una cuchara de una máquina excavadora con un dispositivo según una realización de la invención;

la figura 35 muestra una vista en planta, en alzado y en sección de una clavija;

la figura 36 muestra una vista en planta, en alzado y en sección de una clavija;

la figura 37 muestra tres vistas sucesivas que muestran el funcionamiento de un dispositivo según una realización de la invención con la clavija de la figura 35;

la figura 38 muestra una vista lateral de una barra dentada según una realización de la invención aplicable con la clavija de la figura 35 o la figura 36;

la figura 39 muestra tres vistas sucesivas que muestran el funcionamiento de un dispositivo según una realización de la invención con la clavija de la figura 36 y la barra dentada de la figura 38.

Descripción de realizaciones preferidas

A continuación se describen realizaciones de la invención aplicadas, a modo de ejemplo, al ensamblaje y desmontaje de un diente en una barra dentada de una cuchara de una máquina excavadora, pero está claro que el dispositivo puede usarse para la unión desmontable de otro tipo de piezas mecánicas.

En referencia a las figuras 1 a 11, un conjunto 1 de diente-barra dentada comprende un diente 10, una barra 20 dentada, una clavija 30 y un elemento 40 tensor elástico, este último formado por un elemento 43 metálico ubicado sobre un elemento 44 elástico.

La clavija 30 está dotada de un cuerpo, cuya forma es la de una superficie de revolución, y de un saliente 31 transversal que constituye un elemento retenedor para la propia clavija. Uno de los extremos de la clavija 30 contiene un rebaje 32 con la forma adecuada para acoplar una herramienta por medio de la que puede aplicarse un movimiento de giro a la clavija alrededor de su eje longitudinal.

El diente 10 está dotado de un orificio 11 con una muesca 12 para poder introducir la clavija 30 con el saliente o el elemento retenedor 31. También puede incluir un orificio 11a con una muesca 12a en la superficie o pared lateral opuesta a la anterior, de manera que permite la introducción de la clavija a través de cualquiera de los dos lados. La barra 20 dentada incluye un orificio 21 para la clavija 30 y una cavidad 22 para alojar el elemento 40 tensor. Asimismo, es posible incluir también un orificio 21a y una cavidad 22a en la superficie de la barra dentada opuesta a la anterior.

Con la clavija montada en el conjunto, el elemento 40 tensor no debe estar cargado o significativamente cargado elásticamente, permaneciendo dicho elemento 40 tensor entre la cavidad 22 y el elemento 31 retenedor. Dicho elemento 40 tensor es un segmento curvado y tiene la función de dificultar el movimiento hacia atrás, producido posiblemente debido a las vibraciones que tienen lugar en el proceso de excavación, del elemento 31 retenedor desde su posición de ensamblaje (posición C en la figura 11) hasta su posición de introducción o extracción (posición A en la figura 11).

El conjunto 1 de diente-barra dentada se monta en primer lugar acoplando el diente 10 y la barra 20 dentada con el elemento 40 tensor alojado previamente en la cavidad 22 de la barra 20 dentada, introduciendo luego la clavija en los orificios del diente y el alojamiento de la barra dentada y, finalmente, girando la clavija por medio de una herramienta adecuada hasta la posición de ensamblaje o bloqueo en la que queda atrapado el elemento 31 retenedor de la clavija 30 entre el diente y la barra dentada. Debido a la forma del orificio 11 del diente 10, la clavija 30 sólo puede introducirse en la posición precisa en la que el elemento 31 retenedor pasa a través de la muesca 12.

En esta realización, mostrada en la figura 11 en tres posiciones A, B y C, el elemento 40 tensor, formado por la parte 43 metálica y la parte 44 elástica, es plano y una superficie interna del diente 10 está dotada de dos superficies 13a y 13b inclinadas que terminan en un saliente 14. En la misma superficie interna del diente, junto a la superficie 13b inclinada, hay una cavidad 15 para alojar el elemento 31 retenedor de la clavija 30 en su posición de bloqueo (posición C en la figura 11).

La superficie 13a inclinada presenta una primera rampa suave que sí que obstruye excesivamente el movimiento hacia delante del elemento 31 retenedor desde la posición A hasta dicha posición de bloqueo C, y una segunda rampa 13b pronunciada que hace más difícil el movimiento hacia atrás del elemento retenedor desde la posición C hasta dicha posición de desbloqueo A. El elemento 40 tensor se aloja en la cavidad 22 y no puede desplazarse, pero puede comprimirse puesto que es elástico, y esta compresión permite el movimiento hacia delante del elemento 31 retenedor a lo largo de las superficies 13a y 13b inclinadas, pasando a través del saliente 14 (posición B en la figura 11). Además, tal como se mencionó anteriormente, cuando la clavija está en su posición de bloqueo final, el elemento 40 tensor no mantiene una carga de compresión elástica significativa.

Para desmontar el diente 10, la clavija 30 simplemente se gira desde su posición de bloqueo hasta la posición de introducción o desbloqueo con fuerza suficiente de modo que el elemento 31 retenedor comprime el elemento 40 tensor incluso más y supera la rampa pronunciada de la superficie 13b, entonces sólo queda extraer con facilidad la clavija de la barra dentada y del diente.

En esta realización, los movimientos de la clavija 10 son de traslación y giro y el cuerpo de la clavija será preferiblemente cilíndrico (véase la figura 8). La clavija tiene dos movimientos de traslación hasta su posición de ensamblaje, confiriendo por tanto mayor seguridad al dispositivo retenedor dado que su extracción requiere un movimiento de traslación en un sentido y posteriormente un movimiento de traslación en el sentido opuesto al anterior, haciendo así difícil el desmontaje accidental de la clavija, y por tanto del diente mientras se trabaja. La clavija en esta realización es preferiblemente cilíndrica dado que los espacios para el posible alojamiento de suciedad entre la clavija y el alojamiento de la misma en la barra dentada están limitados a la superficie externa de la clavija. Si la clavija usada en esta realización fuese troncocónica, podría haber problemas en la extracción de la misma puesto que la suciedad que se introduce mientras que el dispositivo está trabajando podría impedir el movimiento de traslación de la clavija cuando llena los espacios que existen entre la clavija y el alojamiento en la barra dentada, creando cuñas de suciedad alrededor de la superficie externa de la clavija.

En otra realización de la invención tal como se muestra en las figuras 12 a 18, en lugar de ser un segmento curvado, el elemento tensor puede ser una arandela 70 circular compuesta por una parte 74 elástica y una parte 73 metálica. Cuando el diente y la barra dentada se aplican a operaciones de trabajo en caliente, dicho elemento 70 tensor con una parte metálica y otra parte elástica puede sustituirse por una arandela metálica, tal como un muelle 76 o muelle 75 por ejemplo.

En esta realización, los movimientos de la clavija 30 también son axialmente de giro de manera que el cuerpo de la clavija será preferiblemente cilíndrico, puesto que si fuese troncocónico dicho movimiento de traslación sólo sería posible a expensas de un escaso ajuste de la clavija 30 en el diente 10 y la barra 20 dentada.

En otra realización representada en las figuras 19 a 25, el elemento 80 tensor está dotado de una superficie 87 de entrada plana y dos superficies 85a y 85b inclinadas, que terminan en un saliente 81, separando dichas superficies inclinadas la posición de introducción o desbloqueo inicial (correspondiente a la superficie 87 plana) del elemento 61 retenedor junto con la clavija 60 (posición A en la figura 25) de su posición de ensamblaje o bloqueo final, superficie 86 plana del elemento 80 tensor (posición C en la figura 25). El procedimiento de ensamblaje y desmontaje de esta realización es similar al de la realización explicada previamente, y en esta realización, la posición de bloqueo de la clavija 60 es fija en virtud de la interacción entre el elemento 80 tensor elástico, el elemento 61 retenedor, la superficie 86 plana y la superficie 22. En dicha figura 25, puede observarse cómo se comprime el elemento 80 tensor con respecto a la línea de referencia R-R cuando la clavija gira axialmente y dicho elemento tensor se comprime debido a la acción del elemento 61 retenedor, sin haber desplazamiento axial de la clavija 60. En estos casos en los que sólo hay un movimiento de giro y no uno axial de la clavija, es preferible que la clavija sea troncocónica puesto que durante la operación de desbloqueo, el que sea troncocónica facilita su extracción, puesto que el contacto entre la superficie de la clavija y del alojamiento es menor y por tanto si el hueco entre la clavija y las paredes del alojamiento se llenarán de suciedad, el esfuerzo requerido para desplazar axialmente la clavija será menor. Asimismo, si la clavija llega a deformarse durante el trabajo del dispositivo retenedor, si dicha clavija fuese cilíndrica, sería más complicado el giro de la misma puesto que habría un mayor contacto entre la clavija y el alojamiento en la barra dentada debido a la sección constante de la clavija, sin embargo puesto que es troncocónica, no se dificultará el giro debido a que hay menos contacto con el alojamiento en la barra dentada.

En esta realización, se ha usado una clavija 60 troncocónica (figura 9), aunque como en todas las realizaciones explicadas, puede usarse indistintamente clavijas troncocónica y cilíndrica, aunque evidentemente el uso de una en vez de la otra será más ventajoso según la realización.

En otra realización de la invención representada en las figuras 26 a 29, el elemento 100 tensor, con una parte 103 metálica y una parte 104 elástica, preferiblemente con una forma de segmento curvado, está dotado de dos superficies 105a y 105b inclinadas hacia abajo separadas entre sí por una sección 101 plana en su parte 103 metálica. También hay una zona 106 plana en el extremo de dicho elemento 100 tensor. El funcionamiento es idéntico al ya descrito para las realizaciones anteriores, pero permite diferentes posiciones de ensamblaje para aumentar la presión sobre el elemento 61 retenedor de la clavija 60 preferiblemente troncocónica del diente 10. Por medio de esta configuración, es posible desplazar la clavija hacia el interior a medida que se desgasta el diente 10 o la barra 20 dentada debido al efecto de los golpes y las vibraciones generados entre el diente 10 y barra 20 dentada.

En la figura 29 se representan tres posiciones A, B y C en las que se observa el giro axial y el desplazamiento de traslación axial de la clavija 60 a lo largo de la superficie 103 metálica del elemento 100 tensor.

Otra realización de la invención, representada en las figuras 30 y 31, comparte el mismo principio técnico que el descrito en las figuras 26 a 29, con dos superficies 53a y 53b inclinadas hacia abajo, separadas entre sí por una superficie 54 plana, y dichas superficies ubicadas en la superficie o pared interna del diente 10. En esta realización, tras la superficie 53 inclinada la superficie o pared interna del diente 10 tiene otra superficie 55 plana en la que termina el recorrido del elemento 61 retenedor de la clavija 60, siendo dicha clavija 60 preferiblemente troncocónica. El elemento 130 tensor usado para esta realización, formado por una parte 133 metálica sobre una parte 134 elástica, preferiblemente con una forma de segmento curvado, tiene su superficie superior plana, recta y inclinada, correspondiente a la parte metálica, con respecto a su superficie inferior que es plana y recta, correspondiente a su parte elástica.

En las figuras 32 y 33 se representa otra realización, que tiene el mismo principio de funcionamiento que todas las realizaciones y es similar en su construcción a la realización mostrada en las figuras 26 a 29. En esta variante, el elemento 90 tensor tiene, como en las demás, un elemento 93 metálico situado encima de una parte 94 elástica, teniendo la superficie superior de la parte 93 metálica del elemento tensor una primera superficie 97 plana seguida por una superficie 95a inclinada, tras la que hay dispuesta una segunda superficie 95b inclinada y que termina en una segunda superficie 96 plana. La segunda superficie 95b inclinada es casi perpendicular a las superficies 97, 96 planas. El funcionamiento de esta realización es similar a los anteriores, dotando el sistema de fijación de un sistema de autoapriete.

Este dispositivo facilita la extracción de la clavija de su alojamiento dado que cuando se gira la herramienta de desensamblaje, la clavija se sale debido sólo al efecto del elemento tensor que la empuja hacia fuera. La diferencia de altura entre la primera superficie 97 plana del elemento 90 tensor y la segunda superficie 96 plana de dicho elemento 90 tensor es el recorrido del desplazamiento axial de la clavija, permitiendo la disposición de parte de la clavija fuera de su alojamiento antes de la introducción de la clavija en el alojamiento. Este dispositivo es aplicable preferiblemente en sistemas de dragado.

En otra realización mostrada en las figuras 34 a 39, el elemento 113, 123 tensor podría montarse o construirse sobre la clavija 110, 120, específicamente sobre el elemento 111, 121 retenedor y tener superficies inclinadas enfrentadas que definen una nervadura 14, 125 o bien en la superficie interna del diente 10 o bien en la superficie externa de la barra 20 dentada.

Específicamente, y en vista de las figuras 34, 35 y 37, el elemento 113 tensor se ubica en la parte inferior del elemento 111 retenedor de la clavija 110, ubicando las superficies 13a, 13b inclinadas enfrentadas que definen una nervadura 14 en la superficie interna del diente 10, quedando un alojamiento 15 para el elemento 111 retenedor en su posición de ensamblaje. En este dispositivo, la clavija 110 lleva a cabo un desplazamiento de traslación y giro axial.

Sin embargo en vista de las figuras 36, 38 y 39, si el elemento 123 tensor se ubica en la parte superior del elemento 121 retenedor de la clavija 120, las superficies 127a, 127b inclinadas enfrentadas que definen una nervadura 125 deben ubicarse en la superficie externa de la barra 20 dentada, precedidas en ambos lados por las superficies 124, 126 planas. En este caso, el desplazamiento de la clavija es también de traslación y giro axialmente.

Pueden alternarse ambas configuraciones según los requisitos de trabajo, pudiéndose cambiar los movimientos llevados a cabo por la clavija.

Por otro lado, la forma específica de las superficies inclinadas puede ser cualquier forma adecuada para facilitar el giro de la clavija desde la posición de desbloqueo hasta la posición de bloqueo y al mismo tiempo impedir que el elemento retenedor se libere de la posición de bloqueo durante el funcionamiento normal de la excavadora. También es posible disponer más de dos superficies inclinadas si la realización así lo requiere, principalmente en aquellas realizaciones que permiten varias posiciones de apriete entre el diente y la barra dentada a medida que se deforma la barra dentada.

La invención se ha descrito haciendo referencia a varias realizaciones específicas, pero un experto en la técnica podría combinar las diferentes realizaciones según los requisitos de aplicación e introducir variaciones y sustituir algunos elementos por otros elementos técnicamente equivalentes, que también estarán comprendidos dentro del alcance de protección definido por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (34)

1. Dispositivo (1) desmontable para unir dos piezas mecánicas que comprende una clavija (30, 60, 110, 120) que bloquea de manera desmontable una primera pieza (10) hembra con respecto a una segunda pieza (20) macho, un elemento (31, 61, 111, 121) retenedor asociado a la clavija (30, 60, 110, 120) y un elemento (40, 70, 75, 76, 80, 100, 90, 130, 113, 123) tensor cargado elásticamente, que actúan conjuntamente para impedir que la clavija (30, 60, 110, 120) se salga de su posición de bloqueo, caracterizado por el hecho de que comprende una superficie con al menos dos superficies (13a, 13b, 85a, 85b, 105a, 105b, 53a, 53b, 95a, 95b, 127a, 127b) planas o inclinadas de manera que cuando el elemento (31, 61, 111, 121) retenedor gira dicho elemento (31, 61, 111, 121) retenedor discurre a lo largo de dichas superficies (13a, 13b, 85a, 85b, 105a, 105b, 53a, 53b, 95a, 95b, 127a, 127b) inclinadas moviéndose entre al menos dos posiciones en contra de la fuerza ejercida axialmente al eje de la clavija (30, 60, 110, 120) por dicho elemento (40, 70, 75, 76, 80, 100, 90, 130, 113, 123) tensor.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que las superficies (85a, 85b, 105a, 105b, 95a, 95b) inclinadas se forman en una cara del elemento (80, 100, 90) tensor.

3. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que las superficies (13a, 13b, 53a, 53b, 127a, 127b) inclinadas se forman en una de dichas piezas (10, 20) y en al menos una de las superficies de contacto entre ambas piezas (10, 20).

4. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que la misma superficie de dicha pieza (10, 20) que contiene planos (13a, 13b) inclinados está dotada de una cavidad (15) que aloja el elemento (31, 61, 111) retenedor de la clavija (30, 60, 110) en su posición de bloqueo.

5. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que los planos (13a, 13b, 53a, 53b, 127a, 127b) inclinados forman dos rampas enfrentadas con una nervadura entre ambas.

6. Dispositivo según las reivindicaciones 4 y 5, caracterizado por el hecho de que el elemento (40, 70, 75, 76) tensor tiene sus superficies superior e inferior planas, rectas y paralelas entre sí.

7. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por el hecho de que los planos (105a, 105b, 53a, 53b) inclinados forman al menos dos rampas (105a, 105b, 53a, 53b) inclinadas hacia abajo separadas entre sí por una sección (101, 54) plana.

8. Dispositivo según las reivindicaciones 4 y 7, caracterizado por el hecho de que el elemento (130) tensor tiene su superficie superior plana, recta e inclinada con respecto a su superficie inferior plana y recta.

9. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por el hecho de que los planos (95a, 95b) inclinados forman al menos dos rampas (95a, 95b) inclinadas, una detrás de la otra, teniendo una de ellas (95b) una pendiente más pronunciada que la otra (95a).

10. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la clavija (30, 60) tiene la forma de una superficie de revolución.

11. Dispositivo según la reivindicación 10, caracterizado por el hecho de que la clavija (60) es troncocónica.

12. Dispositivo según la reivindicación 11, caracterizado por el hecho de que la clavija (30) es cilíndrica.

13. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la clavija tiene una sección circular.

14. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la clavija tiene una sección elíptica.

15. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el elemento (31, 61, 111, 121) retenedor constituye un saliente transversal de la clavija (30, 60, 110, 120).

16. Dispositivo según la reivindicación 15, caracterizado por el hecho de que el elemento (31, 61, 111, 121) retenedor se une a la clavija (30, 60, 110, 120).

17. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que uno de los extremos de la clavija (30, 60, 110, 120) tiene un acoplamiento (32, 62, 112, 122) para una herramienta por medio de la cual es posible aplicar un movimiento de giro a dicha clavija alrededor de su eje longitudinal.

18. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado por el hecho de que el elemento (40, 80, 100, 130, 90) tensor es un segmento curvado.

19. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado por el hecho de que el elemento (70, 75, 76) tensor es una sencilla arandela circular.

20. Dispositivo según las reivindicaciones 18 y 19, caracterizado por el hecho de que el elemento tensor está constituido únicamente por un material elastomérico.

21. Dispositivo según las reivindicaciones 18 y 19, caracterizado por el hecho de que el elemento (40, 80, 70, 100, 90, 130, 113, 123) tensor está constituido por un elemento (43, 83, 73, 103, 93, 133) metálico dispuesto sobre un elemento (44, 84, 74; 104, 94, 134) elástico.

22. Dispositivo según la reivindicación 19, caracterizado por el hecho de que el elemento (76) tensor es un muelle metálico.

23. Dispositivo según la reivindicación 19, caracterizado por el hecho de que el elemento (75) tensor es un muelle metálico.

24. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el elemento (113, 123) tensor se monta o construye sobre la clavija (110, 120).

25. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la pieza (20) macho comprende una cavidad (22) en al menos una de sus superficies externas para alojar el elemento (40, 70, 75, 76, 80, 100, 90, 130) tensor.

26. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la pieza (10) hembra comprende una cavidad en al menos una de sus superficies internas para alojar el elemento tensor.

27. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la pieza (10) hembra está dotada de al menos un orificio (11) con una muesca (12) para poder introducir la clavija (30, 60, 110, 120) con el saliente o el elemento (31, 61, 111, 121) retenedor.

28. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que dicha pieza (10) hembra es un diente y dicha pieza (20) macho es una barra dentada.

29. Dispositivo, según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha pieza (20) hembra tiene al menos dos superficies (13a, 13b) inclinadas en al menos una de sus superficies internas aplicable a un dispositivo retenedor en el que el elemento (31) retenedor del dispositivo retenedor discurre a lo largo de dichas superficies (13a, 13b) internas inclinadas de la pieza hembra (20), moviéndose entre al menos dos posiciones.

30. Dispositivo según la reivindicación 29, caracterizado por el hecho de que la misma superficie interna de la pieza hembra que contiene los planos inclinados está dotada de una cavidad que aloja el elemento retenedor de la clavija en su posición de bloqueo.

31. Dispositivo según las reivindicaciones 29 y 30, caracterizado por el hecho de que los planos inclinados forman dos rampas enfrentadas con una nervadura entre las mismas.

32. Dispositivo según la reivindicación 29, caracterizado por el hecho de que los planos inclinados forman al menos dos rampas inclinadas hacia abajo separadas entre sí por una sección plana y recta.

33. Dispositivo según la reivindicación 29, caracterizado por el hecho de que dicho orificio tiene una muesca para introducir un elemento retenedor asociado a la clavija.

34. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha pieza (20) macho tiene al menos dos superficies (127a, 127b) inclinadas en al menos una de sus superficies externas y es aplicable a un dispositivo retenedor en el que un elemento (121) retenedor del dispositivo retenedor discurre a lo largo de dichas superficies (127a, 127b) externas inclinadas de la pieza (20) macho, moviéndose entre al menos dos posiciones.