DISPOSITIVO ROMPEDOR MEJORADO QUE INCLUYE UNA PUNTA DE ALTA TRACCIÓN
La presente invención se relaciona con un dispositivo rompedor y, en particular, con el uso de una punta de alta tracción adaptada para ser encajada por presión en la sección de diente del dispositivo rompedor. La aplicación preferida de la presente invención es para excavar roca extremadamente dura que de otro modo rompería las herramientas convencionales.
CAMPO DE LA INVENCIÓN
El inventor de la presente es el propietario de dos solicitudes pendientes relacionadas con mejoras en dispositivos rompedores, a saber, solicitud de patente provisional australiana No. 2005904591 y solicitud de patente australiana completa No. 2005204264. La primera se relaciona con un dispositivo rompedor que tiene un diente rompedor reemplazable. El diente rompedor incluye un vástago que tiene lados ahusados adaptados para encajarse por presión dentro de una cavidad conformada correspondientemente en el dispositivo, de modo que quede fijado durante la operación para obtener un desempeño mejorado y reducidos desgaste y rotura. La última solicitud
se relaciona con un dispositivo rompedor que tiene un diente rompedor reemplazable que está en ángulo hacia arriba con respecto al portador del dispositivo rompedor elevando así el ángulo de ataque y mejorando el efecto de clivaje. Los contenidos de estas solicitudes pendientes se incorporan aquí como referencia. Como se mencionó, la invención es útil en cualquier aplicación donde deba penetrarse y romperse roca extremadamente dura y abrasiva, por ejemplo, en la extracción piedras preciosas tales como el ópalo, lograda típicamente por medio del uso de un dispositivo rompedor en una excavadora (bulldozer) , o en operaciones de tarea más pesada que requieren excavadores y lo similar. En cada una de estas circunstancias, los dientes del dispositivo rompedor, los dientes del recipiente cargador, etc., necesitan ser fuertes y resistentes al desgaste lo suficiente para trabajar la roca dura. Los dispositivos rompedores convencionales tienden a romperse y aplican cargas extremadamente altas sobre la maquinaria. Los dispositivos rompedores convencionales consisten, predominantemente, de dos secciones, una sección portadora para ser conectada a la maquinaria, por ejemplo, a una punta de excavadora o al vástago de recipiente cargador, y una sección de diente que está asociada típicamente de manera integral con la sección portadora por
medio de una soldadura. En las solicitudes de patente mencionadas del mismo solicitante, se propone que la sección de diente sea reemplazable. Más particularmente, la sección de diente propuesta tiene un vástago que tiene lados ahusados que son fijados dentro de una cavidad conformada correspondientemente asociada con la sección portadora por medio de un encaje por interferencia. El inventor de la presente ha descubierto una manera efectiva de romper el suelo duro y abrasivo por medio del uso de una punta de alta tracción. El uso de puntas templadas en otras herramientas es conocido, con lo cual metales tales como el tungsteno son soldados a las puntas de las herramientas para hacer uso de sus características de . alta resistencia. No obstante, la soldadura típicamente hace que el templado del metal que rodea la soldadura se vea comprometido, y como resultado, se considera que esto no sería una método de fabricación apropiado para dispositivos rompedores usados en minería y excavación, ya que las puntas simplemente se romperían en los puntos débiles que rodean la soldadura durante el uso. Cuando se encuentra roca extremadamente dura, se usan a veces explosivos pero esto no es una alternativa útil debido al coso significativo asociado con las operaciones de voladura . Por lo tanto, una finalidad de la presente invención
es solucionar al menos algunos de los problemas mencionados y proveer al público con una alternativa útil. Otra finalidad de la presente invención es proveer un dispositivo rompedor mejorado que incluye una sección portadora, una sección de diente integral o reemplazable, y una punta de alta tracción adaptada para ser encajada por presión en el extremo de la sección de diente. Esto evita la necesidad de soldaduras, mejora la capacidad de rompimiento de la herramienta, aumenta su vida útil y reduce los requisitos de mantenimiento.
DESCRIPCIÓN RESUMIDA DE LA INVENCIÓN
Por lo tanto, en una forma de la invención se propone un dispositivo rompedor caracterizado porque contiene: un portador adaptado para ser conectado de manera fija a un vastago de un vehículo; un diente que incluye un receptáculo cónico hacia adentro en uno de sus extremos; y una punta de alta tracción que incluye un eje y un cabezal, estando dicho eje conformado correspondientemente con dicho receptáculo para el diente para vincularse con el mismo . Preferiblemente, dicha vinculación es por medio de
un encaje de interferencia logrado cuando una superficie interna del receptáculo cónico hacia adentro y una superficie externa del eje conformado correspondientemente empalman bajo presión del material que está siendo rupturado . Preferiblemente, dicho portador incluye un eje geométrico longitudinal, y dicho diente, receptáculo y punta de alta tracción están dispuestos a lo largo del mismo . Con preferencia dicho extremo de diente y dicha punta de alta tracción tienen una forma sustancialmente cónica . Preferiblemente, la forma de la sección transversal del eje de la punta y del receptáculo para el diente es sustancialmente cuadrada. Alternativamente, la forma de la sección transversal del eje de la punta y el receptáculo para el diente es sustancialmente circular. Preferiblemente dicha punta de alta tracción está construida al menos parcialmente con tungsteno Con preferencia, dicho diente puede ser retirado de dicho medio portador. En otra forma de la invención, se propone un dispositivo rompedor del tipo adaptado para ser montado en un vástago de topado o equipo similar, estando dicho
dispositivo rompedor caracterizado por contener: un portador adaptado para ser montado a dicho vástago; un diente que incluye al menos una porción de cabezal que tiene un receptáculo hembra asociado con el mismo; y una punta de alta tracción adaptada para ser asegurada de manera fija dentro de dicho receptáculo hembra por medio de un encaje de interferencia. Preferiblemente, dicha punta de alta tracción incluye una porción de eje que tiene paredes ahusadas hacia adentro adaptadas para vincularse con las paredes ahusadas hacia adentro asociadas con el receptáculo hembra. Con preferencia, dicha punta de alta tracción incluye además una porción de cabezal adaptada para extenderse hacia fuera de dicha al menos una porción de cabezal cuando su porción de vástago es fijada dentro del receptáculo hembra. Preferiblemente las paredes ahusadas hacia adentro de la porción de eje de la punta incluyen un revestimiento de material adhesivo para facilitar la vinculación. Preferiblemente, las porciones ahusadas hacia adentro del receptáculo hembra del diente incluyen un revestimiento de material adhesivo para facilitar la vinculación.
Con preferencia, dichas paredes ahusadas hacia adentro de la porción de eje de la punta y las paredes ahusadas hacia adentro del receptáculo hembra del diente incluyen un revestimiento de material adhesivo para facilitar la vinculación entre ellas. Con preferencia, dichos medios portadores incluyen un eje geométrico longitudinal, y cada porción de cabezal de diente se extiende sustancialmente en la misma dirección que el eje geométrico longitudinal. Preferiblemente, la forma de la porción de cabezal y la punta de alta tracción adosada es sustancialmente cónica . Preferiblemente, dicha punta de alta tracción está construida con un material que tenga características de alta resistencia, tales como el metal tungsteno.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Los dibujos anexos, que se incorporan aquí y forman una parte constitutiva de esta memoria descriptiva, ilustran varias implementaciones de la invención y, junto con la descripción, sirven para explicar las ventajas y principios de la invención. ' En los dibujos: La figura 1 ilustra una vista en perspectiva trasera de un dispositivo rompedor de acuerdo con la presente
invención; La figura 2 ilustra una vista en perspectiva frontal del dispositivo rompedor mejorado de la figura 1; La figura 3 ilustra una vista lateral en corte, aumentada de la sección de diente que forma parte del dispositivo rompedor mejorado de la figura 1; La figura 4 ilustra una vista superior parcialmente en corte, en despiece, del dispositivo rompedor de la figura 1; La figura 5 ilustra una vista superior parcialmente en corte, en despiece, del dispositivo rompedor de la figura 1, que incluye una punta que tiene un material adhesivo revistiendo el vastago; y La figura 6 ilustra una vista en perspectiva frontal de un dispositivo rompedor de acuerdo con la presente invención, que incluye una configuración de doble diente para ser usado en un recipiente cargador de un excavador .
DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS
La siguiente descripción detallada de la invención se refiere a los dibujos acompañantes. Aunque la descripción incluye realizaciones a modo de ejemplo, son posibles otras realizaciones, y pueden efectuarse cambios
en las variantes descritas sin apartarse del espíritu y alcance de la invención. En la medida de lo posible, los mismos números de referencia se usarán en los dibujos y en la descripción siguiente para designar las mismas o similares partes. La presente invención se relaciona con un dispositivo rompedor mejorado 10 según se ilustra en las figura 1-5. El dispositivo rompedor 10 incluye una sección portadora 12, y una sección de diente rompedor 14 que tiene una punta de alta tracción 30 adaptada para ser encajada por presión dentro de un extremo de contacto de la misma. Durante la operación, la sección portadora 12 es colocada sobre y conformada para encajar sobre un vastago de dispositivo rompedor (no ilustrado) de una excavadora (no ilustrada) , o sobre uno o más vástagos de recipiente cargador de una excavadora (no ilustrada) . La figura 6 ilustra una segunda realización de la presente invención donde se ilustra un dispositivo rompedor 15 que tiene dos secciones de diente 16 y 18 asociadas con la sección portadora 20. Debe entenderse que la presente invención no está limitada a estas aplicaciones. La sección portadora 12 es típicamente sostenida en su lugar utilizando un par de orificios de retención 22 y 24 alineados coaxialmente ubicados en las paredes laterales opuestas 26 y 28 de la sección portadora 12
respectivamente. Un perno de retención (no ilustrado, está adaptado para extenderse a través de los orificios 22 y 24 y a través de una abertura (no ilustrada) asociada con el vástago disponible (no ilustrado) . Debe entenderse que el portador 12 puede estar conformado para adaptarse a cualquier dispositivo rompedor o vástago de recipiente cargador, y que la presente invención no está limitada solamente a esta forma de conexión. Como se mencionó, el dispositivo rompedor incluye una sección de diente 14 que está conformada integralmente con la sección portadora 12. Esto difiere de los dispositivos rompedores de las otras solicitudes mencionadas en las cuales la sección de diente del dispositivo rompedor es reemplazable, no obstante, la presente invención no está limitada a secciones de diente fijas o reemplazables. En la realización ilustrada, el dispositivo rompedor incluye secciones portadora y de diente conformadas integralmente (típicamente por medio de una soldadura) , y una punta de alta tracción 30 adaptada para ser encajada por presión en el extremo de la sección de diente 14 del dispositivo rompedor. Una característica importante de la presente invención es la manera en la cual la punta de alta tracción 30 es asegurada a la sección de diente 14. Como se mencionó al comienzo, es conocido el soldar simplemente la punta de
alta tracción al extremo de ciertas herramientas para aumentar su resistencia. No obstante, se considera que la resistencia del acero en el dispositivo, adyacente a la soldadura, se ver comprometida, y de este modo los dispositivos objeto de cargas significativas, serán propensos a la fractura. La presente invención propone asegurar la punta de alta tracción al dispositivo por medio de un encaje por interferencia, según se describe a continuación. La sección de diente 14 provee un receptáculo hembra o cavidad 32 en uno de sus extremos, adaptado para alojar de manera fija la punta de alta tracción 30. El receptáculo 32 incluye paredes 34 que se ahusan hacia adentro, o sea, paredes que definen una forma de sección transversal que es de tamaño mayor adyacente al extremo de la sección de diente 14. La forma de la sección transversal no es importante, lo que es importante es el ahusamiento sobre los lados de la cavidad que permiten que un vástago 36, asociado con la punta de alta tracción, sea fijado allí por medio de interferencia. Se prefieren las secciones transversales o cuadradas para facilidad en la fabricación, y también es preferible que los bordes filosos dentro del receptáculo 32 sean redondeados para obtener agarre adicional . La punta 30 en sí misma está hecha con un vástago
36, como se mencionó, y una porción de cabezal 38 que es esencialmente la herramienta que contacta y rompe la roca dura. El vastago 36 está conformado correspondientemente con el receptáculo 32, o sea, también incluye paredes ahusadas de sustancialmente la misma forma de sección transversal. Esto permite que el vastago 36 sea asegurado de manera segura dentro del receptáculo hembra 32 por medio de un encaje de interferencia. Como notarán los expertos en la técnica, un encaje por interferencia es fuerte y asegura que no entren partículas entre la pared del vastago 36 y la pared lindante 34 del receptáculo 36. Pero lo más importante es que al encajar por presión la punta de alta tracción 30 dentro de la sección de diente rompedor 14, la resistencia del acero circundante no se ve comprometida en modo alguno ya que no hay "puntos débiles" que resultan de la soldadura. Aunque no es necesario, la superficie del vástago 36 puede incluir una fina capa de material adhesivo 40 para ayudar a fijar la punta 30 dentro del receptáculo 32. Esto se ilustra en la figura 5. En una configuración alternativa, la superficie interna del receptáculo 32 puede incluir el material adhesivo. Puede usarse cualquier material adhesivo apropiado, por ejemplo puede ser un epoxi (como se ilustra) , o cerámica, o una banda delgada de bronce. El encaje por presión de la punta 30 dentro del
receptáculo 32 del dispositivo rompedor normalmente se lleva a cabo en una fábrica antes de ser enviado al sitio donde va a ser conectado a la maquinaria para ser utilizado . Una vez que la punta de alta tracción 30 es fijada dentro del receptáculo 32, la porción de cabezal 38 se extiende longitudinalmente hacia fuera de la sección de diente 14, se ahusa en sustancialmente el mismo ángulo, y termina en un punto. Debe entenderse que la forma de la punta no necesariamente está limitada a esta forma, por ejemplo, en algunas aplicaciones, es preferible que el cabezal de la punta sea redondeado, o aún ensanchado para disminuir la posibilidad de desgaste y subsiguiente falla del dispositivo. También, aunque es preferible que la punta esté hecha de tungsteno, de ningún modo es este el único material que puede utilizarse. Puede usarse del mismo modo cualquier material que muestre características similares de alta resistencia. Como se mencionó, el inventor de la presente ha hallado que la alteración del ángulo de ataque en algunas situaciones puede resultar en un efecto de clivaje más efectivo. Así, aunque no se ilustra en los dibujos, la sección de diente 14 puede estar soldada a la región portadora de modo que se extienda hacia arriba en un ángulo predeterminado con la misma. La punta de alta tracción 30
de la presente invención puede encajarse igualmente bien en este tipo de configuración de dispositivo rompedor. La figura 6 ilustra un dispositivo rompedor 15 de acuerdo con un segundo aspecto de la invención. Como se mencionó anteriormente, en vez de tener una sola disposición de receptáculo, hay dos secciones de diente 16 y 18 asociadas con una sección portadora 20. Esto por lo tanto permite que las dos puntas sean encajadas por presión dentro del dispositivo 15. Esta configuración puede ser apropiada en un número de diferentes aplicaciones, incluyendo en recipientes de carga de una excavadora que requieren una pluralidad de dientes para su operación. Por ejemplo, un solo recipiente de carga puede incluir una sola porción de vastago (no ilustrada) para conectar al mismo una sola sección portadora que tiene una pluralidad de secciones de diente asociadas. Como ya se mencionó, la presente invención no está limitada a ninguna de estas configuraciones . Al conectar una punta de alta tracción 30 a una sección de diente rompedor 14 como descrito anteriormente, una cantidad de beneficios son provistos. Tal vez el más notable, es que se requiere menos mantenimiento sobre el dispositivo rompedor durante la operación, lo cual significa que la maquinaria no tiene que ser detenida tan a menudo, ahorrando considerable tiempo y gastos. La razón
para esto es que la punta está hecha preferiblemente de un metal de alta tracción, tal como tungsteno, que es menos susceptible al desgaste y la ruptura de modo que puede ser usado por períodos de tiempo considerablemente más largos antes de gastarse. Otro beneficio es la calidad del procedimiento de rompimiento. La roca dura y abrasiva frente a la punta de tungsteno se ha hallado que "explota" en su trayectoria lo cual resulta en la ubicación de piedras preciosas que de otro modo se hubieran perdido usando el equipo convencional. El hecho de que la sección de diente y la de punta estén ambas diseñadas de modo que pueden vincularse por medio de un encaje de interferencia, significa que no hay puntos débiles adyacentes al extremo del diente. Esta es la primera causa de fractura en los dispositivos convencionales que tienen puntas soldadas. Por lo tanto, el resultado es un dispositivo rompedor que muestra una excepcional capacidad de rompimiento, características de resistencia mejoradas, vida útil aumentada y menos requisitos de mantenimiento. Pueden efectuarse mejoras y modificaciones de la presente invención sin apartarse de su alcance. Aunque la invención se ha ilustrado y descrito con relación a la realización más práctica y preferida, se pueden realizar modificaciones dentro del alcance y espíritu de la
invención, pero se hace notar que el alcance de las reivindicaciones abarca cualquiera y todos los dispositivos y aparatos equivalentes . En las reivindicaciones que siguen y en el resumen de la invención, excepto donde el contexto lo requiera de otra forma debido al lenguaje, la expresión "que comprende" se usa en el sentido de "que incluye" , es decir las características especificadas pueden estar asociadas con otras características en diversas realizaciones de la invención.