FR2545122A1 - Hydraulic excavator shovel type front tooth - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne une dent disposée à l'avant de bennes preneuses, ou pelles de pelles excavatrices hydrauliques, chargeuses ou analogues, laquelle dent se compose d'une broche de support formant le collet de la dent reliée au bord avant ayant la forme d'un support renforcé, et en forme de tronc de pyramide, et d'une couronne de dent disposée sur le collet, avec un évidementsensibieint complémentaire et relié de manière solidaire, à celui-ci, par une cale , un ressort ou un boulon de sécurité. The present invention relates to a tooth disposed at the front of clamshells, or shovels of excavators, hydraulic excavators, loaders or the like, which tooth consists of a support pin forming the collar of the tooth connected to the front edge having the shape of '' a reinforced support, in the form of a pyramid trunk, and a tooth crown arranged on the collar, with a complementary sensitive recess and connected integrally thereto, by a shim, a spring or a bolt of security.
Des dents ou griffes de cette sorte qui permettent de remplacer les couronnes de dent après une usure importante, sont connues sous diverses formes de réalisation. Les couronnes se composant habituellement d'acier particulièrement doux sont usées plus vite que le bord avant et la partie formant la benne ou la pelle, donc le temps d'utilisation ne peut être considérablement prolongé que par échange des couronnes. Teeth or claws of this kind which make it possible to replace tooth crowns after significant wear are known in various embodiments. Crowns usually made of particularly mild steel are worn faster than the front edge and the bucket or shovel part, so the use time can only be considerably extended by replacing the crowns.
Les griffes ou dents ou analogues connues présentent cependant l'inconvénient que des zones déterminées de la couronne de la dent ou de la partie qui lui est reliée s'appuient à une haute pression superficielle sur la broche de support ce qui conduit à des charges trop élevées. De plus, les couronnes avec les boulons, ressorts ou cales les reliant aux broches de support, sont soumises à des sollicitations supérieures, ce qui peut conduire à leur cisaillement ou à leur détachement et ainsi à un claquement des couronnes sur les broches de support. However, known claws or teeth or the like have the drawback that certain zones of the crown of the tooth or of the part which is connected to it are supported by a high surface pressure on the support pin, which leads to excessive loads. high. In addition, the crowns with the bolts, springs or shims connecting them to the support pins, are subjected to higher stresses, which can lead to their shearing or detachment and thus to a snapping of the crowns on the support pins.
Dans une dent ou griffe du type ci-dessus mentionné, connue de la publication du brevet germanique NO 28 06 442, les bords arrière de la couronne de la dent sont pourvus de protubérances en forme de tenon se trouvant face à face par paires, qui viennent en prise, à la façon de griffesvdans des évidements latéraux correspondants de la broche de support, les protubérances supérieures et inférieures en forme de tenon étant pourvues de perçages affleurant avec un perçage vertical de la broche de support, où est maintenu un boulon vertical de fixation. Dans cette dent connue, il se présente également entre la couronne et la broche de support, à la charge, des pressions locales de pointe et le boulon de fixation est soumis à des forces très importantes de cisaillement. In a tooth or claw of the type mentioned above, known from the publication of Germanic patent NO 28 06 442, the rear edges of the crown of the tooth are provided with tenon-shaped protuberances located face to face in pairs, which engages, in the manner of claws, in corresponding lateral recesses of the support pin, the upper and lower tenon-shaped protrusions being provided with holes pierced with a vertical hole in the support pin, where a vertical bolt of fixation. In this known tooth, there is also between the crown and the support spindle, at the load, local peak pressures and the fixing bolt is subjected to very high shear forces.
La présente invention a par conséquent pour tAche de créer une dent du type ci-dessus mentionné, où la couronne ne s'appuie, même aux plus hautes charges, quXavec des pressions superficielles aussi faibles que possible sur la broche, et où en particulier le boulon de fixation n'est soumis qu'à des forces minimes de cisaillement. The present invention therefore has the task of creating a tooth of the above-mentioned type, in which the crown rests, even at the highest loads, only with surface pressures as low as possible on the spindle, and where in particular the fixing bolt is only subjected to minimal shear forces.
Selon l'invention, cette tâche est atteinte par le fait qu'au moins le côté avant ou arrière de la broche et la paroi de l'évidement de la couronne de la dent s'appuyant essentiellement sur ce côté sont courbés sensibleent en forme d'arc de cercle autour d'un axe idéal se trouvant au-dessus du flanc de la dent tourné vers la direction principale de la charge, que les parois latérales de la couronne sont pourvues de branches prolongées courbées vers l'intérieur en forme de crochet, qui passent derrière les protubérances latérales courbées en sens opposé de la broche de support, que les surfaces de la couronne et de la broche de support passant l'une derrière l'autre sont également courbées sensibleent en arc de cercle autour de l'axe idéal et que le boulon de fixation traverse la branche et la broche dans un perçage transversal.Avec la dent selon l'invention, des parties de la couronne et de la broche de support s'appuient l'une sur l'autre par toute leur surface pour toutes les forces se présentant, pendant le fonctionnement, sur la dent dans les directions principales de la charge, donc des contraintes de pression comparativement faibles se présentent entre les parties s'appuyant mutuellement. According to the invention, this task is achieved by the fact that at least the front or rear side of the spindle and the wall of the recess of the crown of the tooth resting essentially on this side are bent substantially in the form of d arc around an ideal axis located above the side of the tooth facing the main direction of the load, that the side walls of the crown are provided with extended branches bent inwards in the shape of a hook , which pass behind the curved lateral protrusions in the opposite direction of the support pin, that the surfaces of the crown and of the support pin passing one behind the other are also curved sensing in an arc around the axis ideal and that the fixing bolt crosses the branch and the spindle in a transverse bore. With the tooth according to the invention, parts of the crown and of the support spindle are supported one on the other by all their surface for all forces occurring, during operation, on the tooth in the main directions of the load, therefore comparatively low pressure stresses occur between the mutually supporting parts.
De plus, la couronne et la broche se calent en restant solidaires l'une de l'autre dans le cas de telles forces dans les directions de sollicitation ou de contrainte principale , donc le boulon de fixation ou de sécurité n'a à exercer qu'une fonction de blocage et n'est en aucune façon soumis à des forces de cisaillement.In addition, the crown and the spindle wedge by remaining integral with each other in the case of such forces in the directions of stress or main stress, so the fixing or safety bolt only has to exert 'a blocking function and is in no way subject to shear forces.
De manière utile, l'axe idéal parcourt un plan transversal à la dent, qui se trouve à angle droit sur le c8té supérieur de la couronne de la dent dans une zone qui recouvre son tiers moyen et arrière. Par exemple, les forces agissant dans la zone de la pointe de la dent y produisent des moments de rotation qui sont transmis à la broche de support par les couples de force qui non seulement chargent toute la surface de celle-ci, mais conduisent également à un coincement des pièces déchargeant le boulon de fixation. In a useful manner, the ideal axis traverses a plane transverse to the tooth, which is at right angles to the upper side of the crown of the tooth in an area which covers its middle and rear third. For example, the forces acting in the area of the tip of the tooth there produce moments of rotation which are transmitted to the support spindle by the pairs of forces which not only load the entire surface thereof, but also lead to a jamming of the parts discharging the fixing bolt.
La distance de l'axe idéal et de la couronne de la dent correspondjde manière utile, sensiblement à la longueur du flanc avant ou flanc arrière de la dent. The distance from the ideal axis and the crown of the tooth corresponds usefully, substantially to the length of the front flank or rear flank of the tooth.
Selon une autre configuration de l'invention, les flancs arrière des branches latérales de la couronne de la dent sont courbées de façon qu'à la mise en place de la couronne sur la broche, elles roulent sur les surfaces complémentaires et opposées de la broche pour s'appuyer sur celles-ci à l'état assemblé. According to another configuration of the invention, the rear flanks of the lateral branches of the crown of the tooth are curved so that when the crown is placed on the spindle, they roll on the complementary and opposite surfaces of the spindle to lean on them in the assembled state.
Ces dernières années, la productivité des pelles excavatrices hydrauliques a considérablement augmenté, sans augmentation de leur dimension, en particulier grecs à l'amélioration de la qualité de l'acier. La configuration de la dent selon l'invention tient compte de cette amélioration de la productivité qui a, en particulier, également conduit à de plus fortes sollicitations ou contraintes dans la zone des lèvres de coupe des cuves de fouille ou analogues d'engins de terrassement. Avec la configuration de la dent selon l'invention, les branches courbées en forme de crochet de la couronne de la dent forment des pattes en forme de dent qui sont courbées autour de l'axe idéal, sensiblement en forme de cercle, et qui se calent dans les évidements correspondants des parties latérales de la broche.Les saillies en forme de crochet ou de nez, formées par les branches latérales de la couronne sont adaptées, par leur périphérie, essentiellement aux-évidements latéraux correspondants de la broche, donc les pièces peuvent se caler ou se coincer de manière totalement autonome avec un appui par toute leur surface. In recent years, the productivity of hydraulic excavator excavators has increased considerably, without increasing their size, especially Greek to improve the quality of steel. The configuration of the tooth according to the invention takes account of this improvement in productivity which has in particular also led to greater stresses or stresses in the area of the cutting lips of excavation tanks or the like of earth-moving machinery. . With the configuration of the tooth according to the invention, the hooked curved branches of the tooth crown form tooth-shaped legs which are curved around the ideal axis, substantially in the shape of a circle, and which wedge in the corresponding recesses of the lateral parts of the spindle. The hook-shaped or nose-shaped projections formed by the lateral branches of the crown are adapted, by their periphery, essentially to the corresponding lateral recesses of the spindle, therefore the parts can wedge or jam completely independently with support across their entire surface.
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaitront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels
- la figure I est une vue en perspective d'une pelle fixée de manière habituelle au bras d'une pelle excavatrice hydraulique;
- la figure 2 est une vue en perspective d'une pelle fixée au bras d'une pelle excavatrice hydraulique;
- la figure 3 est une vue en perspective d'une dent à'l'état démonté des parties la constituant;
- la figure 4 est une vue en coupe longitudinale faite à travers la dent de la figure 3, à l'état assemblé et en représentation agrandie; ;
- la figure 5 est une vue en section transversale à travers la dent de la figure 4, faite suivant la ligne
A-A ; et
- la figure 6 est une vue en perspective de cette dent.The invention will be better understood, and other objects, characteristics, details and advantages thereof will appear more clearly during the explanatory description which follows, made with reference to the appended schematic drawings given solely by way of example illustrating a embodiment of the invention and in which
- Figure I is a perspective view of a shovel fixed in the usual way to the arm of a hydraulic excavator shovel;
- Figure 2 is a perspective view of a shovel attached to the arm of a hydraulic excavator shovel;
- Figure 3 is a perspective view of a tooth in the dismantled state of the constituent parts;
- Figure 4 is a longitudinal sectional view made through the tooth of Figure 3, in the assembled state and in enlarged representation; ;
- Figure 5 is a cross-sectional view through the tooth of Figure 4, taken along the line
AA; and
- Figure 6 is a perspective view of this tooth.
On peut voir, -sur les figures I et 2, des cuves de fouille, sous la forme de pelles 1, reliées de manière habituelle au bras de la pelle, et dont les lèvres de coupe formant les bords avant sont pourvues de dents 2 disposées à une certaine distance les unes des autres. We can see, in Figures I and 2, excavation tanks, in the form of shovels 1, usually connected to the shovel arm, and whose cutting lips forming the front edges are provided with teeth 2 arranged at a certain distance from each other.
Chaque dent 2 se ç se oeirpose d'une broche 3 de support an forme de tronc de pyramide et qui est reliée à la lèvre de coupe, et sur laquelle est calée mécaniquement la couronne 4 de la dent mise en place par un mouvement de basculement, et qui y est bloquée par un boulon de fixation 5 qui s'appuie sur un bloc élastique 6 en élastomère. Each tooth 2 is placed with a support pin 3 in the form of a pyramid trunk and which is connected to the cutting lip, and on which the crown 4 of the tooth is mechanically wedged by a tilting movement , and which is blocked there by a fixing bolt 5 which rests on an elastic block 6 made of elastomer.
La broche de support 3 de section transversale
sensiblement rectangulaire présente, sur son côté interne, c'est-à-dire du c8té interne de la cuve de fouille, une surface cylindrique 8 en forme d'arc de cercle courbée autour de l'axe idéal 7 qui est perpendiculaire au plan du papier. Cette surface cylindrique 8 s'appuie sur la paroi interne 9 cylindrique courbée de manière convexe correspondante de l'évidement 10 de la couronne 4 de la dent. Le côté arrière 91 de la broche 3 de support présente, à sa zone externe, un renfoncement 12 en forme de gorge plate qui se confond, avec une légère courbure, avec la partie contiguë du c8té arrière. La paroi interne 13 de l'évidement 10 de la couronne 4 qui s'appuie sur le côté arrière 11 est de configuration complémentaire correspondante.The support pin 3 of cross section
substantially rectangular has, on its internal side, that is to say the internal side of the excavation tank, a cylindrical surface 8 in the form of an arc of a circle curved around the ideal axis 7 which is perpendicular to the plane of the paper. This cylindrical surface 8 rests on the cylindrical internal wall 9 correspondingly convexly curved in the recess 10 of the crown 4 of the tooth. The rear side 91 of the support pin 3 has, at its external zone, a recess 12 in the form of a flat groove which merges, with a slight curvature, with the contiguous part of the rear side. The internal wall 13 of the recess 10 of the crown 4 which bears on the rear side 11 is of corresponding complementary configuration.
Les parois latérales de l'évidement 10 de la couronne 4 présentent des branches en saillie ayant la forme de nez 14, 15 courbés vers l'intérieur. Les flancs internes 16 de ces nez sont également courbés sensible ment en forme d'arc de cercle autour de 'axe idéal 7. The side walls of the recess 10 of the crown 4 have projecting branches having the shape of a nose 14, 15 curved inwards. The internal flanks 16 of these noses are also curved appreciably in the form of an arc of a circle around the ideal axis 7.
Les faces externes 17 vers l'arrière de ces nez sont également courbées en forme d'arc , et de façon à pouvoir glisser, en roulant, sur les surfaces latérales avant 18 de la broche lors de la mise en place par basculement giratoire que l'on peut voir sur la figure 3. Les flancs internes 16 et les flancs externes 17 des nez 14, 15 en forme de branche sont reliés par un sommet 19 quelque peu de foi-me cylindrique. Les pièces 14, 15 en forme de nez entrent, à la façon de coins, dans des évidements
complémentaires qui sont formés contigus aux protubérances latérales 20 de la broche de support . Les nez en forme
de branche sont courbés, dans l'ensemble, sensiblewt en forme d'arc de cercle dans le sens contraire des aiguilles d'une montre autour de l'axe idéal 7.The external faces 17 towards the rear of these noses are also curved in the shape of an arc, and so as to be able to slide, while rolling, on the front lateral surfaces 18 of the spindle during the positioning by gyratory tilting that the 'can be seen in Figure 3. The internal flanks 16 and the external flanks 17 of the noses 14, 15 in the form of a branch are connected by a vertex 19 somewhat of faith-me cylindrical. The nose-shaped parts 14, 15 enter, in the manner of wedges, into recesses
complementary which are formed contiguous to the lateral protrusions 20 of the support pin. Fit noses
of branches are curved, on the whole, sensiblewt in the form of an arc of a circle in an anti-clockwise direction around the ideal axis 7.
La face interne 21 du côté interne de la couronne de la dent se termine à une certaine distance des faces externes 22 des protubérances 20, qui sont reliées de manière continue, de façon à éviter des ajustements doubles. The internal face 21 of the internal side of the crown of the tooth ends at a certain distance from the external faces 22 of the protrusions 20, which are connected continuously, so as to avoid double adjustments.
Des perçages transversaux 23, 24, 25 se confondant les uns avec les autres sont formés à travers la broche 3 et les nez 14, 15 en forme de branche , qui sont inclinés par rapport à l'axe transversal y-y' . Le boulon de fixation 5 est maintenu dans ces perçages transversaux, lequel boulon présente une section transversale principalement rectangulaire et est pourvu de saillies 26, 27 c8té extrémité en forme de branche qui s'appuient, sur les côtés des perçages 26, 27 des nez 14, 15 en forme de branche qui sont tournés vers la face interne de la dent, avec une certaine tension préalable. Cross holes 23, 24, 25 merging with each other are formed through the spindle 3 and the noses 14, 15 in the form of a branch, which are inclined relative to the transverse axis y-y '. The fixing bolt 5 is held in these transverse holes, which bolt has a mainly rectangular cross section and is provided with protrusions 26, 27 c8té end in the form of branch which are supported, on the sides of the holes 26, 27 of the noses 14 , 15 in the form of a branch which are turned towards the internal face of the tooth, with a certain preliminary tension.
Le côté arrière du boulon 5 est pourvu de rainures ondulées 28. Les surfaces d'enveloppe externe de boulons cylindriques 29 entrent dans ces rainures ondulées, qui sont vulcanisés dans le bloc 6 en un élastomère. Le bloc 6 est retenu dans un perçage de la broche 3 élargissant le perçage 23 de façon que les côtés du bloc 6 s'appuient contre les parois internes des nez 14, 15 en forme de branche
Sur la figure 4 on peut voir qu'une force agissant dans la direction de la flèche K2 a tendance à faire pivoter la couronne 4 autour de l'axe idéal 7, donc la force agissant dans la direction de l'axe longitudinal x-x' se répartir en tant que force de compression sur les surfaces N, M et L.The rear side of the bolt 5 is provided with corrugated grooves 28. The outer casing surfaces of cylindrical bolts 29 enter these corrugated grooves, which are vulcanized in the block 6 into an elastomer. The block 6 is retained in a bore of the spindle 3 widening the bore 23 so that the sides of the block 6 bear against the internal walls of the noses 14, 15 in the form of a branch
In Figure 4 we can see that a force acting in the direction of the arrow K2 tends to rotate the crown 4 around the ideal axis 7, so the force acting in the direction of the longitudinal axis xx 'is distribute as compressive force on surfaces N, M and L.
Si une force agit dans la zone de la pointe de la couronne 4 dans la direction de la flèche K1, elle tente de faire pivoter la couronne 4 dans la direction de la flèche V, et donc il se forme une charge en direction de coincement qui est transmise, par toute la surface, des pièces correspondantes de la couronne de la dent aux pièces correspondantes de la broche 3. If a force acts in the area of the tip of the crown 4 in the direction of the arrow K1, it attempts to rotate the crown 4 in the direction of the arrow V, and therefore a charge is formed in the direction of jamming which is transmitted, over the entire surface, from the corresponding parts of the crown of the tooth to the corresponding parts of the pin 3.
On peut de plus voir que pour les forces K1 et K2 agissant dans les directions de charge principale , des forces importantes de cisaillement ne se présentent pas sur le boulon de fixation 5, donc celui-ci n'est pas sollicité en cisaillement et l'élasticité du bloc 6 en élastomère le soumettant à une tension préalable ne se détend pas par suite de sollicitations variables. It can also be seen that for the forces K1 and K2 acting in the main load directions, significant shear forces do not occur on the fixing bolt 5, therefore the latter is not stressed in shear and the elasticity of the elastomer block 6 subjecting it to a prior tension does not relax as a result of variable stresses.
Si une charge se présente dans la direction de la flèche K3, la couronne 4 s'appuie dans les zones de surface T et L sur les parties correspondantes de la broche. Seule une sollicitation de la couronne 4 vers l'arrière pourrait conduire à une augmentation de la charge du boulon de fixation 5. Mais une telle charge dans la direction de la flèche V' ne se présente pratiquement pas dans un fonctionnement normal ou seulement très rarement, donc cela est négligeable. If a load occurs in the direction of arrow K3, the crown 4 is supported in the surface areas T and L on the corresponding parts of the spindle. Only a request of the crown 4 towards the rear could lead to an increase in the load of the fixing bolt 5. But such a load in the direction of the arrow V ′ is practically not present in normal operation or only very rarely , so this is negligible.
La disposition oblique du boulon de fixation 5 facilite considérablement son montage et son démontage. The oblique arrangement of the fixing bolt 5 considerably facilitates its assembly and disassembly.
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Also Published As
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