MX2014006859A - Sistema mecanico que comprende una pieza de desgaste y un soporte, y cucharon que comprende por lo menos tal sistema mecanico. - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un sistema mecánico (1) que comprende una pieza de desgaste (10) y un soporte (20) que pertenecen a un equipo de máquina de obras públicas. El soporte (20) comprende una base (22), una saliente (30), que se extiende desde la base (22) a lo largo de un eje principal (X30), y a cada lado de la base (22), una cavidad (24) para recibir una oreja que pertenece a la pieza de desgaste (10). El sistema mecánico (1) se caracteriza porque la pieza saliente (30) comprende una primera zona (40) que está situada cerca del extremo proximal (31) del saliente (30) y que comprende al menos seis caras planas opuestas de a dos que delimitan secciones de un primer tipo, y una segunda zona (80), que está situada cerca del extremo distal (33) de la saliente (30) que comprende al menos seis caras planas opuestas de a dos que delimitan las secciones de un segundo tipo, y cada cara plana de la segunda zona (80) está menos inclinada, respecto del eje principal (X30) que la cara plana de la primera zona (40) que se encuentra en su prolongación según la dirección proximal (D31).

Description

SISTEMA MECÁNICO QUE COMPRENDE UNA PIEZA DE DESGASTE Y UN SOPORTE, Y CUCHARÓN QUE COMPRENDE POR LO MENOS TAL SISTEMA MECÁNICO Campo de la invención La presente invención se refiere a un sistema mecánico que comprende una pieza de desgaste y un soporte que pertenecen a un equipo de máquina de obras públicas. La invención también se refiere a un cucharón de máquina de obras públicas que comprende al menos tal sistema mecánico.

Antecedentes de la invención El campo de aplicación de la invención es el de los equipos de máquinas de obras públicas, en particular los cangilones, volquetes u otros receptáculos que pueden raspar, extraer y desplazar materiales en vista a su evacuación desde un lugar dado hacia otros puestos de operación mediante máquinas de obras públicas.

De manera conocida, un cucharón comprende una lámina de ataque equipada con piezas de desgaste previstas por su capacidad de penetración del material y de protección de los otros elementos constitutivos del cucharón. Sobre las láminas de ataque se encuentran fijados soportes-adaptadores que disponen de un saliente perfilado, mientras que las piezas de desgaste son dientes o broqueles que se posicionan por encaje sobre el soporte-adaptador según una unión precisa. La unión es temporaria para permitir el reemplazo de las piezas de desgaste luego del desgaste. El ensamblado del sistema mecánico que incluye un diente y su soporte generalmente está realizado, por una parte, por complementariedad de formas entre el saliente del soporte y un vaciado interior del diente y, por otra parte, mediante un dispositivo de unión removible de tipo enchavetado. Con el fin de satisfacer las exigencias de seguridad vigentes, el dispositivo de unión es adecuado para liberarse de las operaciones de impacto para el montaje y el desmontaje del diente.

En la práctica, las tolerancias de fabricación imponen holguras para permitir el ensamblado del diente en su soporte, a los que se agregan los holguras formados por el recalcado de presión, así como el desgaste en servicio de las zonas de contacto, lo que deja una posibilidad de movimiento del diente sobre su soporte. En consecuencia, los requerimientos horizontales, laterales, oblicuos o varios, inherentes a las aplicaciones y a las utilizaciones de una máquina de obras públicas producen deterioros en la relación diente-saliente, pero también sobre el dispositivo de enchavetado. Además, el perfil del saliente determina el perfil interior del diente y, por lo tanto, la presencia y la importancia de zonas de debilitamiento localizado de este diente.

WO-A-2006 059043 y WO-A-2004 057 117 describen sistemas mecánicos que comprenden, cada uno, un diente, un soporte y un dispositivo de enchavetado. Cada soporte comprende un saliente de encaje del diente.

En WO-A-2006 059043, correspondiente a la introducción de la reivindicación 1, el soporte también comprende cavidades de recepción de orejas que pertenecen al diente. Cada cavidad tiene un lado abierto y tres lados cerrados, mientras que la oreja correspondiente tiene tres caras sensiblemente planas. En la practica, las caras superior e inferior de la oreja se bloquean contra los costados superior e inferior de la cavidad. Esta configuración impide eficazmente el basculamiento del diente respecto del soporte bajo la acción de una fuerza de cavado, que representa la principal exigencia mecánica que puede soportar el diente en servicio. El perfil del saliente es satisfactorio, pero puede ser mejorado.

En WO-A-2004 057 117, el saliente comprende superficies planas conectadas por terminaciones redondeadas, de acuerdo con una configuración que no es enteramente satisfactoria en términos de resistencia a los esfuerzos en servicio. En particular, el extremo del saliente presenta un perfil paralelepípedo, lo que crea importantes zonas de debilitamiento en el interior del diente. Por otra parte, se disponen orejas redondeadas sobre el soporte y son recibidas en orificios redondeados del diente, lo que no es satisfactorio durante la aplicación de una fuerza de cavado sobre el diente.

Breve descripción de la invención El objeto de la presente invención es proponer un sistema mecánico mejorado, que presente una durabilidad aumentada con respecto a los dispositivos existentes.

A tal efecto, la invención tiene por objeto un sistema mecánico que comprende una pieza de desgaste y un soporte que pertenecen a un equipo de máquina de obras públicas, y el soporte comprende: - une base, un saliente que se extiende desde la base según un eje principal, entre un extremo proximal cercano a la base y a un extremo distal opuesto a la base; el saliente presenta un conjunto de secciones, en planos perpendiculares al eje principal, que evolucionan según una dirección proximal delimitando áreas crecientes o constantes, en particular sin delimitar ningún área decreciente, excepto en presencia de una cavidad de recepción de un dispositivo de unión en el saliente, y a cada lado de la base, una cavidad de recepción de una oreja que pertenece a la pieza de desgaste; la cavidad está dispuesta en la base en la prolongación del saliente, con un lado abierto según una dirección distal, así como tres lados cerrados, El sistema mecánico se caracteriza porque el saliente comprende: - una primera zona que está situada cerca del extremo proximal del saliente y que comprende al menos seis caras planas opuestas de a dos que delimitan secciones de un primer tipo, y - una segunda zona que está situada cerca del extremo distal del saliente y que comprende al menos seis caras planas opuestas de a dos que delimitan secciones de un segundo tipo, estando cada cara plana de la segunda zona menos inclinada, con respecto al eje principal, que la cara plana de la primera zona que se encuentra en la prolongación según la dirección proximal.

Así, el saliente presenta una forma evolutiva, con una transición progresiva entre las caras planas debido a su número importante y a sus inclinaciones relativas. La invención permite reducir las zonas de concentraciones de exigencias mecánicas dentro del sistema mecánico y, en consecuencia, mejorar la durabilidad de este sistema, tanto del diente como de su soporte. En cada zona, ciertas caras planas están previstas para resistir los esfuerzos en servicio, mientras que otras caras planas están previstas para reducir las concentraciones de exigencias y la masa del saliente. Para una masa equivalente del soporte, el saliente posee menos material, lo que permite que haya más material en la fijación del soporte al cucharón y mejora aún más su durabilidad. También un saliente menos voluminoso permite realizar un diente menos voluminoso en altura, lo que facilita la penetración del conjunto diente-soporte-cucharón en el material. Finalmente, la relación de la masa del diente desgastado sobre la masa del diente nuevo está mejorada con relación a los sistemas existentes.

Según otras características ventajosas de la invención, tomadas aisladamente o en combinación: - La primera zona del saliente comprende al menos ocho caras planas opuestas de a dos; al menos algunas de las caras planas opuestas están preferentemente paralelas entre si.

- La segunda zona del saliente comprende al menos seis caras planas paralelas de a pares, de preferencia al menos ocho caras planas de a pares paralelas.

- El saliente comprende una tercera zona intermedia entre la primera zona y la segunda zona del saliente a lo largo del eje principal, y la tercera zona comprende al menos seis caras opuestas de a dos que delimitan secciones de un tercer tipo en planos perpendiculares al eje principal, de preferencia al menos cuatro caras planas y cuatro caras curvas opuestas de a dos, y las áreas delimitadas por las secciones del tercer tipo tienen, siguiendo la dirección proximal, un porcentaje de aumento superior al porcentaje de aumento de las áreas delimitadas por las secciones del primer tipo y al porcentaje de aumento de las áreas delimitadas por las secciones del segundo tipo.

- Las caras planas de la primera zona, de la segunda zona y de la tercera zona que están situadas, por una parte, en un mismo plano que comprende el eje principal y, por la otra, del mismo lado del eje principal, están inclinadas unas respecto de otras según ángulos obtusos comprendidos entre 160 y 200 grados.

- Las caras planas de la tercera zona comprenden, por una parte, caras primarias que presentan la misma inclinación respecto del eje principal que las caras planas de la primera zona que se encuentran en su prolongación siguiendo la dirección proximal; estas caras primarias son aptas para soportar exigencias mecánicas ejercidas sobre el saliente cuando se aplica una fuerza de cavado sobre la pieza de desgaste y, por otra parte, caras secundarias globalmente más inclinadas con relación al eje principal que las caras planas de la primera zona que se encuentran en su prolongación siguiendo la dirección proximal.

- La tercera zona del saliente comprende dos caras planas perpendiculares a un plano vertical, de preferencia dos caras planas perpendiculares a un plano horizontal, y al menos cuatro caras orientadas en un ángulo que no sea recto a la vez respecto del plano vertical y respecto del plano horizontal.

- Cuando se aplica una fuerza sobre la pieza de desgaste, el soporte y la pieza de desgaste comprenden al menos una interfaz de contacto entre: una primera interfaz de contacto situada entre cada oreja y la cavidad de recepción de esta oreja, una segunda interfaz de contacto situada entre la pieza de desgaste y las caras planas de la segunda zona que se extienden sensiblemente en forma perpendicular a la fuerza, una tercera interfaz de contacto situada entre la pieza de desgaste y las caras planas de la primera zona que se extienden en la prolongación de la segunda interfaz de contacto siguiendo la dirección proximal; eventualmente, una cuarta interfaz de contacto situada entre la pieza de desgaste y las caras planas de la tercera zona que se extienden en la prolongación de la segunda ¡nterfaz de contacto siguiendo la dirección proximal, y una quinta interfaz de contacto situada entre la pieza de desgaste y una cara plana que es perpendicular al eje principal y que está dispuesta en el extremo distal del saliente; el número de interfaces de contacto simultáneas en servicio es función, por una parte, de la dirección de la fuerza y, por otra, del desgaste de la pieza de desgaste y/o del soporte.

- El saliente presenta al menos un plano de simetría que incluye el eje principal, especialmente un plano vertical y/o un plano horizontal, siendo el eje principal, preferentemente, un eje de simetría del saliente.

La invención también tiene por objeto un cucharón de máquina de obras públicas, que comprende al menos un sistema mecánico tal como se menciona más arriba. En la práctica, el cucharón comprende generalmente una serie de soportes, cada uno de los cuales recibe un diente, que se comporta como una pieza de desgaste y está unido a su soporte por un dispositivo de unión.

Alternativamente, otros equipos de máquinas de obras públicas también pueden ser equipados con el sistema mecánico de acuerdo con la invención.

Breve descripción de la invención La invención se comprenderá mejor tras la lectura de la descripción que se encuentra a continuación, dada únicamente a título de ejemplo no limitativo y realizada con referencia a las figuras anexas, en las que: - la figura 1 es una vista en perspectiva ensamblada de un sistema mecánico conforme a la invención, que comprende una pieza de desgaste montada sobre un soporte solidario de un cucharón parcialmente representado, mientras que el dispositivo de unión entre la pieza de desgaste y el soporte no está representado; - la figura 2 es una vista en perspectiva desmontada del sistema mecánico de la figura 1, que comprende el soporte y la pieza de desgaste; - las figuras 3 a 5 son vistas en elevación del soporte, respectivamente según las flechas III, IV y V de la figura 2; las figuras 6, 7 y 8 son secciones del soporte, respectivamente según las líneas VI - VI , VII-VII y VIII-VIII de la figura 5; y - la figura 9 es una sección del soporte según la línea IX-IX de la figura 4.

Descripción detallada de la invención En las figuras 1 a 9 se encuentra representado un sistema mecánico 1 conforme a la invención, que equipa un cucharón G de equipo de obras públicas.

El sistema mecánico 1 comprende una pieza de desgaste 10 de tipo diente, un adaptador-soporte 20, así como un dispositivo de unión entre el diente 10 y el soporte 20. El soporte 20 es solidario del cucharón G, mientras que el diente 10 es una pieza de desgaste destinada a ser desmontada cuando está demasiado gastada por el funcionamiento del cucharón G. Con un objeto de simplificación, el cucharón G está parcialmente representado en la figura 1, mientras que el dispositivo de unión y las cavidades previstas para el posicionamiento de este dispositivo a través del diente 10 y el soporte 20 no están representados.

Para facilitar la ubicación de las diferentes partes del sistema 1 en el espacio, se define un lado delante 2 del cual se encuentra situado el diente 10, un lado detrás 3 del cual se encuentra situado el soporte 20, un lado superior 4 y un lado inferior 5 orientados respectivamente hacia el lado opuesto del piso y hacia el piso cuando el sistema 1 está ensamblado, así como un lado recto 6 y un lado curvo 7 definidos con relación a una dirección posterior 3 - anterior 2.

A manera de ejemplo no limitativo, el dispositivo de unión puede comprender una vaina y una chaveta, ajustables a través del diente 10 y en una cavidad del soporte 20. El dispositivo puede pivotar entre, por una parte, una configuración de inserción en la que la vaina es ajustada en la cavidad del soporte 20, mientras que la chaveta no tiene ningún contacto con el diente 10 y, por la otra, una configuración de cierre en la que la chaveta se apoya contre el diente 10, mientras que le vaina se apoya en la cavidad del soporte 20, formando entonces una unión de acople entre el diente 10 y su soporte 20. De preferencia, el dispositivo de unión se extiende sensiblemente según una dirección vertical dirigida desde arriba 4 hacia abajo 5, o según una dirección horizontal de izquierda 7 a derecha 6, o a la inversa.

El diente 10 comprende una parte activa 11 situada hacia adelante 2 y una parte hueca 12 orientada hacia atrás 3. De manera conocida en sí misma, la parte activa 11 está prevista para raspar y extraer materiales, por ejemplo tierra o pedregullo, mientras que la parte hueca 12 está prevista para el ajuste del diente 10 sobre el soporte 20. Más precisamente, la parte 12 comprende un vaciado interior, no visible en la figura 1, provisto de formas perfiladas de apoyo sobre el soporte 20, así como orejas 14 que se extienden hacia atrás 3 de la parte 12. Cuando el sistema mecánico 1 se encuentra en servicio, la principal exigencia mecánica soportada por el diente 10 corresponde a une fuerza de cavado Fe, representada por una flecha dirigida a la parte activa 11 en la figura 1. Se distingue la cavado principal ejercida por la parte superior del diente 10 y la cavado secundaria ejercida por la parte inferior del diente 10, siendo la cavado principal globalmente más importante que la cavado secundaria.

El soporte 20 comprende une base 22, parcialmente representada en las figuras 1 a 5, así como un saliente de encaje 30 previsto para ser introducido en el vaciado interior del diente 10 conformado a tal efecto. La parte 12 y el saliente 30 comprenden formas perfiladas complementarias de apoyo, que permiten formar una unión mecánica por encaje en el montaje y en servicio dentro del sistema mecánico 1. Las formas del saliente 30 se detallan a continuación, quedando entendido que el vaciado interior de la parte 12 incluye formas complementarias, con excepción de la holgura de fabricación. Por otra parte, una cavidad 24 de recepción de las orejas 14 del diente 10 está dispuesta a cada lado 6 y 7 de la base 22, en la prolongación del saliente 30. Cada cavidad 24 tiene paredes situadas hacia atrás 3, arriba 4 y abajo 5, y está abierta hacia adelante 2 a fin de recibir las orejas 14 orientadas hacia la parte posterior 3 del diente 10. En el montaje, las orejas 14 son recibidas en contacto hacia la parte superior 4 e inferior 5 en las cavidades 24.

El saliente 30 se extiende desde la base 22 según un eje principal X30, entre un extremo proximal 31 cercano a la base 22 y un extremo distal 33 opuesto a la base 22, con una parte media 32 delimitada entre ellas. El extremo proximal 31 está situado hacia la parte posterior 3, mientras que el extremo distal 33 está situado hacia la parte delantera 2. Se define una dirección proximal o posterior D31 dirigida hacia la parte posterior 3 y una dirección distal o anterior D33 dirigida hacia la parte anterior 2. La dirección proximal D31 es la del encaje del diente 10 sobre el soporte 20 en el montaje del sistema 1, mientras que la dirección distal D33 es la del desmontaje del diente 10.

En el nivel del extremo distal 33, el extremo del saliente 30 termina con una cara plana 34 perpendicular al eje X30. Esta cara 34, también denominada plano de estabilización, está prevista para impedir el basculamiento del diente 10 respecto del soporte 20 cuando el sistema 1 se encuentra en servicio.

En el saliente 30 se delimitan zonas distintas 40, 60 y 80. La zona 40 está situada cerca del extremo proximal 31, la zona 60 está situada en la parte media 32, mientras que la zona 80 está situada cerca del extremo distal 33. Cerca significa que la zona 40 está más cercana al extremo 31 que a la parte 32 y al extremo 33, mientras que la zona 80 está más cercana al extremo 33 que a la parte 32 y al extremo 31. Cada una de estas zonas 40, 60 y 80 posee caras conformadas como para, por una parte, soportar las exigencias mecánicas ejercidas por el diente 10 sobre el saliente 30 y, por otra, limitar la concentración de exigencias en zonas de debilitamiento localizado. En el nivel del extremo proximal 31, la zona 40 está unida a la base 22 por terminaciones redondeadas 35. En la parte media 32, la zona 40 está conectada a la zona 60 por una zona de transición 36, mientras que la zona 60 está conectada a la zona 80 por terminaciones redondeadas 37. En el nivel del extremo distal 33, la zona 80 está conectada a la cara 34 por terminaciones redondeadas 38. Las terminaciones redondeadas 35 y 37 son cóncavas, mientras que las terminaciones redondeadas 38 son convexas.

Como se muestra en las figuras 2 a 9, el eje principal X30 es un eje de simetría del saliente 30. Se define un plano vertical PV que se extiende entre la parte superior 4 y la parte inferior 5 pasando por el eje principal X30, así como un plano horizontal PH que se extiende entre la recta 6 y la curva 7 pasando por el eje principal X30. Los planos PV y PH son dos planos de simetría del saliente 30, pero también de las cavidades 24. Estas simetrías permiten facilitar la fabricación del soporte 20, pero sobre todo optimizar la distribución de las fuerzas ejercidas por el diente 10 sobre el saliente 30 y en les cavidades 24, cualquiera fuere la dirección de los requerimientos sobre el sistema mecánico 1.

En el ejemplo preferido pero no limitativo de las figuras, cada una de las zonas 40, 60 y 80 del saliente 30 comprende ocho caras opuestas de a dos, en simetría con respecto al eje principal X30. Más precisamente, cada zona 40, 60 y 80 comprende una cara superior 41, 61 u 81, una cara superior recta 42, 62 u 82, una cara recta 43, 63 u 83, une cara inferior recta 44, 64 u 84, una cara inferior 45, 65 u 85, una cara inferior curva 46, 66 u 86, una cara curva 47, 67 u 87, así como una cara superior curva 48, 68 u 88. El perfil de cada zona 40, 60 y 80 del saliente 30 puede, entonces, ser calificado globalmente como octogonal: considerando diferentes secciones transversas al eje X30 en estas zonas 40, 60 y 80, como se representa en las figuras 6 a 8, el saliente 30 en sección tiene ocho lados principales conectados por terminaciones redondeadas.

En la zona proximal 40, las caras 41 a 48 están opuestas de a dos respecto del eje X30: 41 y 45, 42 y 46, 43 y 47, 44 y 48. Las caras 41-48 son planas y están unidas entre sí por terminaciones redondeadas 49 convexas. Las caras 41-48 se acercan al eje X30 según la dirección distal D33 y se alejan del eje X30 según la dirección proximal D31. Cada una de las caras 41 y 45 está inclinada con un ángulo y1 de 13° respecto del eje X30 y del plano horizontal PH. Cada una de las caras 42, 44, 46 y 48 están inclinadas en un ángulo ?2 de 13° respecto del eje X30. Cada una de las caras 43 y 47 está inclinada en un ángulo y3 de 2o respecto del eje X30 y del plano vertical PV. En la práctica, los ángulos ?1, ?2 e ?3 pueden estar comprendidos respectivamente entre 10° y 20°, 12.5° y 17.5°, 0o y 5o inclusive.

En la zona media 60, las caras 61 a 68 se encuentran opuestas de a dos respecto del eje X30: 61 y 65, 62 y 66, 63 y 67, 64 y 68. Las caras 61-68 están unidas entre ellas por terminaciones redondeadas 69 sensiblemente convexas. Las caras 61-68 se acercan al eje X30 según la dirección distal D33 y se alejan del eje X30 según la dirección proximal D31. Las caras 61, 63, 65 y 67 son planas, mientras que las caras 62, 64, 66 y 68 son curvas, mas precisamente, enroscadas. Dicho de otra forma, la inclinación de cada una de las caras 62, 64, 66 y 68 respecto de los planos PV y PH varía a lo largo del eje X30. Cada una de las caras 61 y 65 está inclinada en un ángulo 61 de 16° respecto del eje X30 y del plano horizontal PH. Se define para cada cara 62, 64, 66 y 68 un plano medio de esta cara, y el plano medio delimita el mismo volumen entre la cara y él mismo en cada uno de sus lados. En el ejemplo no limitativo de las figuras, cada uno de los planos medios de las caras 62, 64, 66 y 68 está inclinado en un ángulo 62 de 20° respecto del eje X30. Cada una de las caras 63 y 67 está inclinada en un ángulo 53 de 20° respecto del eje X30 y del plano vertical PV. En la práctica, los ángulos 51, 52 y 53 pueden estar respectivamente comprendidos entre 15° y 20°, 15° y 25°, 15° y 25° inclusive.

En esta etapa, se observa que las caras planas 61 y 65 presentan la misma inclinación respecto del plano PH y del eje X30 que las caras planas 41 y 45 que se encuentran en su prolongación según la dirección proximal D31. Cada una de estas caras 61 y 65 son las que presentan, entre todas las caras planas del saliente 30, la mayor superficie de apoyo entre el saliente 30 y el diente 10. Estas caras 61 y 65 pueden ser calificadas de caras primarias de la zona 60 y son aptas para soportar exigencias mecánicas aplicadas sobre el saliente 30 cuando la fuerza de cavado Fe es aplicada sobre el diente 10. Las caras 62, 63, 64, 66, 67 y 68 pueden ser calificadas de caras secundarias de la zona 60, dado que no están previstas para soportar exigencias mecánicas ejercidas sobre el saliente 30 bajo la acción de la fuerza de cavado Fe. Debido a una holgura entre el saliente 30 y el diente 10 que es más importante en la interfaz de contacto definida por las caras secundarias que en la interfaz de contacto definida por las caras primarias, las caras secundarias no están previstas inicialmente para apoyarse contra el vaciado interior de la parte hueca 12 del diente 10.

En la zona distal 80, las caras 81 a 88 están enfrentadas de a dos respecto del eje X30: 81 y 85, 82 y 86, 83 y 87, 84 y 88. Las caras 81-88 son planas y están unidas entre sí mediante terminaciones curvas 89 sensiblemente convexas. Las caras 81-88 se acercan al eje X30 según la dirección D33 y se alejan del eje X30 según la dirección D31. Cada una de las caras 81 y 85 está inclinada en un ángulo s1 de 2o respecto del eje X30 y del plano horizontal PH. Cada una de las caras 82, 84, 86 y 88 está inclinada en un ángulo o2 de 5o respecto del eje central X30. Cada una de las caras 83 y 87 está inclinada en un ángulo s3 de 2° respecto del eje X30 y del plano vertical PV. Cada cara plana 81-88 de la segunda zona 80 está menos inclinada respecto del eje principal X30 que la cara plana 41-48 de la primera zona 40 que se encuentra en la prolongación según la dirección proximal D31. En la práctica, los ángulos s1, s2 y s3 pueden estar comprendidos respectivamente entre 0o y 5o inclusive.

Como las caras 61 y 65, las caras 41, 45, 81 y 85 pueden ser calificadas de caras primarias, aptas para soportar exigencias mecánicas aplicadas, sobre el saliente 30 cuando la fuerza de cavado Fe es aplicada sobre el diente 10. Como las caras 62, 64, 66 y 68, las caras 42, 44, 46, 48, 82, 84, 86 y 88 pueden ser calificadas de caras secundarias, ya que no están previstas para soportar exigencias mecánicas aplicadas sobre el saliente 30 bajo la acción de la fuerza de cavado Fe. En cambio, contrariamente a las caras 63 y 67, las caras 43, 47, 83 y 87 están previstas para soportar exigencias mecánicas cuando se aplica una fuerza lateral sobre el diente 10.

De manera particularmente ventajosa, las caras secundarias de las diferentes zonas 40, 60 y 80 permiten disminuir las concentraciones de exigencias dentro del sistema 1, minimizando la masa global del saliente 30, debido a su disposición y a su geometría particular. El soporte 20 y el saliente 30 son plenos, mientras que el diente 10 es hueco en su parte 12. Para una masa equivalente del soporte 20, el saliente 30 posee menos material, lo que permite tener más material en la unión del soporte 20 al cucharón G, e incluso mejora su durabilidad. De la misma forma, un saliente 30 menos voluminoso permite realizar un diente 10 menos voluminoso en altura, lo que facilita la penetración del conjunto diente-soporte-cucharón en el material. Finalmente, para un mismo perfil exterior de diente 10, un saliente 30 menos voluminoso permite tener más material en el diente 10, a nivel de su vaciado interior. En consecuencia, se mejora la resistencia mecánica del diente 10, así como la relación de la masa del diente desgastado sobre la masa del diente nuevo.

Como se muestra en las figuras 6 a 9, el saliente 30 comprende un conjunto de secciones 50, 70 y 90, definidas en planos perpendiculares al eje principal X30. Estas secciones 50, 70, 90 evolucionan según la dirección proximal D31 delimitando áreas crecientes o constantes, en particular sin delimitar ningún área decreciente. Las áreas consideradas, de hecho, son las delimitadas por el revestimiento de las secciones transversas 50, 70 y 90, quedando entendido que la zona 40 puede ser atravesada por la cavidad de recepción del dispositivo de unión, que no están representadas en un fin de simplificación. Le cavidad está dispuesta transversalmente al eje X30, de preferencia según el plano horizontal PH o el plano vertical PV, en función de la configuración del sistema mecánico 1. Las secciones 50 que comprenden esta cavidad presentan áreas reducidas comparándolas con las secciones 50 cercanas desprovistas de cavidad, sin embargo, las áreas de los revestimientos de secciones transversas 50, 70 y 90 evolucionan efectivamente de manera creciente o constante según la dirección proximal D31. Fuera de la presencia obligatoria de esta cavidad en el saliente 30, debe evitarse secciones decrecientes según la dirección D31, ya que materializan la presencia de una zona de debilitamiento localizado del saliente 30.

Las secciones 50 constituyen un primer tipo de secciones definidas en la zona 40, las secciones 90 constituyen un segundo tipo de secciones definidas en la zona 80, mientras que las secciones 70 constituyen un tercer tipo de secciones definidas en la zona 60. Para cada zona 40, 60 y 80, se define un porcentaje de aumento del área de las secciones, respectivamente 50, 70 y 90, por unidad de longitud según el eje X30 en la dirección proximal D31. El porcentaje de aumento por unidad de longitud de cada tipo de secciones 50, 70 o 90 depende de la inclinación de las caras en la zona correspondiente; dicho de otra forma, depende de los ángulos ?1, ?2 e y3 para las secciones 50, de los ángulos d1, d2 y 53 para las secciones 70 y de los ángulos s1, al y s3 para las secciones 90. El porcentaje de aumento de las áreas delimitadas por las secciones 70 es superior al porcentaje de aumento de las áreas delimitadas por las secciones 50, que es superior al porcentaje de aumento de las áreas delimitadas por las secciones 90, según la dirección proximal D31.

Por otra parte, se definen ángulos a1 y ß1 en el plano vertical PV. Cada ángulo a1 está definido, en la superficie del saliente 30, entre las caras de las zonas 40 y 60 que se encuentran en el plano PV del mismo lado del eje X30, es decir entre las caras 41 y 61 o entre las caras 45 y 65. Cada ángulo ß1 está definido, en la superficie del saliente 30, entre las caras de las zonas 60 y 80 que se encuentran en el plano PV del mismo lado del eje X30, es decir entre las caras 61 y 81 o entre las caras 65 y 85. El ángulo a1 está comprendido entre 180° y 200°, en este caso igual a 180° en las figuras, mientras que el ángulo ß1 está comprendido entre 160° y 180°, en este caso igual a 160° en las figuras.

Se define, además, un conjunto de planos Pl que comprenden el eje principal X30, que están inclinados con relación a los planos PV y PH y que cortan las caras inclinadas 42, 44, 46, 48, 62, 64, 66, 68, 82, 84, 86 y 88. A manera de ejemplo, el plano Pl mostrado en las figuras 4 y 9 corta las caras 42, 62 y 82 en el lado superior derecho del eje X30 y corta las caras opuestas 46, 66 y 86 en el lado inferior izquierdo del eje X30. También se definen ángulos a2 y ß2 para un plano Pl dado. Cada ángulo a2 está definido, en la superficie del saliente 30, entre una cara inclinada de la zona 40 y una cara inclinada de la zona 60 que se encuentran en el mismo plano Pl y en el mismo lado del eje X30, por ejemplo entre la cara 42 y la cara 62. Cada ángulo ß2 está definido, en la superficie del saliente 30, entre una cara inclinada de la zona 60 y una cara inclinada de la zona 80 que se encuentran en el mismo plano Pl y del mismo lado del eje X30, por ejemplo entre la cara 62 y la cara 82. Se observa que los ángulos a2 y ß2 son variables en función del plano Pl elegido, debido, especialmente, a la forma enroscada de las caras 62, 64, 66 y 68. De preferencia, el plano Pl puede ser elegido como perpendicular al plano medio, definido más arriba, de las caras enroscadas. Lo importante es que, cualquiera fuere el plano Pl elegido, el ángulo a2 está comprendido entre 180° y 200°, de preferencia igual a 190°, mientras que el ángulo ß2 está comprendido entre 160° y 180°, de preferencia igual a 170°. En el plano Pl mostrado en las figuras 4 y 9, los ángulos a2 y ß2 son iguales, respectivamente, a 190° y 170°.

También se definen ángulos a3 y ß3 en el plano horizontal PH. Cada ángulo a3 está definido, en la superficie del saliente 30, entre las caras de las zonas 40 y 60 que se encuentran en el plano PH del mismo lado del eje X30, es decir entre las caras 43 y 63 o entre las caras 47 y 67. Cada ángulo ß3 está definido, en la superficie del saliente 30, entre las caras de las zonas 60 y 80 que se encuentran en el plano PH del mismo lado del eje X30, es decir entre las caras 63 y 83 o entre las caras 67 y 87. El ángulo a3 está comprendido entre 180° y 200°, en este caso igual a 200° en las figuras, mientras que el ángulo ß3 está comprendido entre 160° y 180°, en este caso igual a 160° en las figuras.

Cualquiera que fuera la sección longitudinal del saliente 30 considerado, todos los ángulos entre caras planas vecinas son, entonces, obtusos. Las caras planas 41-61-81, 42-62-82, 43-63-83, 44-64-84, 45-65-85, 46-66-86, 47-67-87 y 48-68-88 que están situadas, por una parte, en un mismo plano PV, Pl o PH que comprende el eje principal X30 y, por otra parte, del mismo lado del eje principal X30, están inclinadas unas respecto de otras según ángulos obtusos s1, a2, a3, ß1, ß2 y ß3 que están siempre comprendidos entre 160 y 200°. Además, las caras planas vecinas de una misma zona 40, 60 u 80 están inclinadas unas respecto de otras en 60° como máximo, en planos perpendiculares al eje X30, sin definir huecos dentro del saliente 30. La superficie importante de las caras planas permite una buena distribución de las fuerzas en la interfaz entre el saliente 30 y el diente 10. El tamaño de las terminaciones curvas o zonas de transición 35, 36, 37, 38, 49, 69 y 89 que unen las caras planas está reducido al máximo.

Así, la geometría particular del saliente 30, y por lo tanto, la geometría interna de la parte hueca 12 del diente 10 que deriva de la del saliente 30, reducen fuertemente las concentraciones de exigencias internas en el sistema 1 de acuerdo con la invención, lo que aumenta su durabilidad.

En la práctica, la aplicación de la fuerza de cavado FC tiene tendencia a hacer bascular el diente 10 sobre su soporte-adaptador 20. Gracias al bloqueo de las orejas 14 en las cavidades 24, así como a la presencia del plano de estabilización formado por la cara 34, se puede evitar un basculamiento crítico del diente 10. Con el desgaste del sistema mecánico 1, las interfaces de contacto situadas entre les orejas 14 y las cavidades 24 y entre el extremo distal 33 del saliente 30 y la parte 12 del diente 10 ya no son predominantes. En particular, la pared del hueco interior del diente 10 puede apoyarse muy fuertemente sobre la parte inferior del saliente 30 bajo la acción de la fuerza Fe. Mientras los holguras entre el diente 10 y el soporte 20 sean débiles, el basculamiento permitido del diente 10 también lo es, y las exigencias ejercidas en las interfaces de contacto son aceptables. Cuando aumenta la holgura entre el diente 10 y su soporte 20, la parte 12 puede llegar a agrietarse, romperse o estallar, volviendo al diente 10 inutilizable. En estas condiciones, es particularmente ventajoso reducir las concentraciones de exigencias y, así, aumentar la resistencia del diente 10 al estallido.

El sistema mecánico 1 de acuerdo con la invención es muy adecuado para soportar fuerzas provenientes de todas las direcciones, además de la fuerza de cavado Fe. Cuando se aplica una fuerza sobre el diente 10, el soporte 20 y la pieza de desgaste 10 poseen, al menos, una interfaz de contacto entre: - una primera interfaz de contacto situada entre cada oreja 14 y la cavidad 24 de recepción de esta oreja 14, una segunda interfaz de contacto situada entre el diente 10 y las caras planas de la zona 80 que se extienden sensiblemente en forma perpendicular a la fuerza, - una tercera interfaz de contacto situada entre el diente 10 y las caras planas de la zona 40 que se extienden en la prolongación de la segunda interfaz de contacto según la dirección proximal D31, una cuarta interfaz de contacto situada entre el diente 10 y las caras planas de la zona 60 que se extienden en la prolongación de la segunda interfaz de contacto según la dirección proximal D31, - una quinta interfaz de contacto situada entre el diente 10 y la cara plana 34.

En servicio, el número de interfaces de contacto simultáneas es función, por una parte, de la dirección de la fuerza ejercida sobre el diente 10 y, por otra, del desgaste del diente 10 y/o del soporte 20. Las interfaces de contacto generalmente son empleadas en un orden que va desde la primera interfaz de contacto a la quinta interfaz de contacto.

Por otra parte, los elementos constitutivos del sistema 1 pueden estar conformados de manera diferente sin salir del marco de la invención. En particular, el saliente 30 puede estar conformado según diferentes variantes detalladas a continuación. El vaciado interior del diente 10 está conformado en función de la geometría del saliente 30.

En una variante no representada, el saliente 30 presenta únicamente un plano de simetría entre el plano vertical PV o el plano horizontal PH, y este plano de simetría incluye el eje principal X30.

Según otra variante no representada, las zonas 40, 60 y 80 o algunas de estas zonas del saliente 30 pueden presentar un perfil transverso globalmente hexagonal. En este caso, considerando diferentes secciones transversas del eje X30 en estas zonas 40, 60 y 80 particulares, el saliente 30 en sección posee seis lados principales unidos por terminaciones curvas redondeadas.

De acuerdo con otra variante no representada, el saliente 30 puede presentar un perfil transverso al menos en parte decagonal, dodecagonal, etc. Dicho de otra forma, al menos algunas de las zonas 40, 60 y 80 pueden presentar un número de caras planas opuestas de a dos, que es par y superior a seis.

De acuerdo con otra variante no representada, el saliente 30 no tiene zona intermedia 60, sino únicamente zonas 40 y 80, cada una de las cuales posee al menos seis caras planas.

De acuerdo con una variante no representada, la zona media 60 del saliente 30 comprende dos caras planas 61 y 65 perpendiculares al plano vertical PV, de preferencia dos caras planas 63 y 67 perpendiculares al plano horizontal PH, y al menos cuatro caras 62, 64, 66, 68 orientadas en un ángulo que no sea recto a la vez con relación al plano vertical PV y con relación al plano horizontal PH.

De preferencia, el número de caras planas de la zona 40 es superior o igual al número de caras planas o enroscadas de la zona 60, que es superior o igual al número de caras planas de la zona 80, que es superior o igual a seis.

También de preferencia, al menos algunas caras planas opuestas de la zona 40 y/o de la zona 80 son paralelas de a dos, a uno y otro lado del eje X30. Por ejemplo, las caras 43 y 47 pueden ser paralelas entre sí y al plano PV. De acuerdo con otro ejemplo, la zona 80 puede tener seis caras entre las cuales la cara superior 81 orientada hacia arriba 4 y la cara inferior 85 orientada hacia abajo son paralelas. Ventajosamente, la zona 80 posee al menos seis u ocho caras planas paralelas de a dos.

Además, el dispositivo de unión entre el diente 10 y el soporte 20 puede ser de cualquier tipo adaptado a la presente aplicación.

Las características técnicas de los diferentes modos de realización pueden ser combinadas entre sí, para todas o algunas de ellas. Así, el sistema mecánico puede ser adaptado en términos de exigencias de fabricación y operativas.

Mediante la invención, el diente 10 y el soporte 20 están conformados para absorber exigencias de todo tipo y de todas las direcciones, reduciendo al mismo tiempo las zonas de debilitamiento localizado y los fenómenos de desgaste.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Sistema mecánico (1), que comprende una pieza de desgaste (10) y un soporte (20) que pertenecen a un equipo (G) de máquina de obras públicas, comprendiendo el soporte (20): una base (22), un saliente (30) que se extiende desde la base (22) según un eje principal (X30), entre un extremo proximal (31) vecino a la base (22) y un extremo distal (33) opuesto a la base (22), presentando el saliente un conjunto de secciones (50, 70, 90), en planos perpendiculares al eje principal (X30), que evolucionan según una dirección proximal (D31) delimitando áreas crecientes o constantes, en particular sin delimitar ningún área decreciente, excepto en presencia de una cavidad de recepción de un dispositivo de unión en el saliente (30), y a cada lado de la base (22), una cavidad (24) de recepción de una oreja (14) que pertenece a la pieza de desgaste (10), estando la cavidad (24) dispuesta en la base (22) en la prolongación del saliente (30), con un lado abierto según una dirección distal (D33), así como tres lados cerrados, el sistema mecánico (1) se caracteriza porque el saliente (30) comprende: una primera zona (40) que está situada cerca del extremo proximal (31) del saliente (30) y que comprende al menos seis caras planas (41-48) opuestas de a dos (41, 45; 42, 46; 43, 47; 44, 48) que delimitan secciones de un premier tipo (50), y una segunda zona (80) que está situada cerca del extremo distal (33) del saliente (30) y que comprende al menos seis caras planas (81-88) opuestas de a dos (81, 85; 82, 86; 83, 87; 84, 88) que delimitan secciones de un segundo tipo (90), estando cada cara plana (81-88) de la segunda zona (80) menos inclinada con relación al eje principal (X30) que la cara plana (41-48) de la primera zona (40) que se encuentra en su prolongación según la dirección proximal (D31).

2. Sistema mecánico (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la primera zona (40) del saliente (30) comprende al menos ocho caras planas (41-48) opuestas de a dos (41, 45; 42, 46; 43, 47; 44, 48), y al menos algunas de las caras planas opuestas son, de preferencia, paralelas entre sí.

3. Sistema mecánico (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la segunda zona (80) del saliente (30) comprende al menos seis caras planas (81-88) paralelas de a dos (81, 85; 82, 86; 83, 87, 84, 88), de preferencia al menos ocho caras planas (81-88) paralelas de a dos (81, 85; 82, 86; 83, 87; 84, 88).

4. Sistema mecánico (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el saliente (30) comprende una tercera zona (60) intermedia entre la primera zona (40) y la segunda zona (80) del saliente (30) a lo largo del eje principal (X30), comprendiendo la tercera zona (60) al menos seis caras (61-68) opuestas de a dos (61, 65; 62, 66; 63, 67; 64, 68) que delimitan secciones de un tercer tipo (70) en planos perpendiculares al eje principal (X30), de preferencia al menos cuatro caras planas (61, 63, 65, 67) y cuatro caras curvas (62, 64, 66, 68) opuestas de a dos (61, 65; 62, 66; 63, 67; 64, 68), teniendo las áreas delimitadas por las secciones del tercer tipo (70) según la dirección proximal (D31) un porcentaje de aumento superior al porcentaje de aumento de las áreas delimitadas por las secciones del primer tipo (50) y al porcentaje de aumento de las áreas delimitadas por las secciones del segundo tipo (90).

5. Sistema mecánico (1) de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque las caras planas (41-48, 61-68, 81-88) de la primera zona (40), de la segunda zona (80) y de la tercera zona (60) que están situadas, por una parte, en un mismo plano (PV; Pl; PH) que comprende el eje principal (X30) y, por otra, del mismo lado del eje principal (X30), están inclinadas unas respecto de otras según ángulos obtusos (a1, a2, a3, ß1, ß2, ß3) comprendidos entre 160 y 200 grados.

6. Sistema mecánico (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 o 5, caracterizado porque las caras planas (61- 68) de la tercera zona (60) comprenden: por una parte, caras primarias (61, 65) que presentan la misma inclinación respecto del eje principal (X30) que las caras planas (41, 45) de la primera zona (40) que se encuentran en su prolongación según la dirección proximal (D31), siendo estas caras primarias (61, 65) aptas para soportar exigencias mecánicas ejercidas sobre el saliente (30) cuando se aplica una fuerza de cavado (Fe) sobre la pieza de desgaste (10) y, por otra, caras secundarias (62, 63, 64, 66, 67, 68) globalmente más inclinadas con relación al eje principal (X30) que las caras planas (42, 43, 44, 46, 47, 48) de la primera zona (40) que se encuentran en su prolongación según la dirección proximal (D31).

7. Sistema mecánico (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque la tercera zona (60) del saliente (30) comprende: dos caras planas (61, 65) perpendiculares a un plano vertical (PV), de preferencia, dos caras planas (63, 67) perpendiculares a un plano horizontal (PH), y al menos cuatro caras (62, 64, 66, 68) orientadas en un ángulo que no sea recto a la vez respecto del plano vertical (PV) y respecto del plano horizontal (PH).

8. Sistema mecánico (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cuando se aplica une fuerza (Fe) sobre la pieza de desgaste (10), el soporte (20) y la pieza de desgaste (10) comprenden al menos una interfaz de contacto entre: una primera interfaz de contacto situada entre cada oreja (14) y la cavidad (24) de recepción de esta oreja (14), una segunda ¡nterfaz de contacto situada entre la pieza de desgaste (10) y las caras planas (81, 85) de la segunda zona (80) que se extienden sensiblemente en forma perpendicular a la fuerza (Fe), - une tercera interfaz de contacto situada entre la pieza de desgaste (10) y las caras planas (41, 45) de la primera zona (40) que se extienden en la prolongación de la segunda interfaz de contacto según la dirección proximal (D31), eventualmente, una cuarta interfaz de contacto situada entre la pieza de desgaste (10) y las caras planas (61, 65) de la tercera zona (60) que se extienden en la prolongación de la segunda interfaz de contacto según la dirección proximal (D31), y una quinta ¡nterfaz de contacto situada entre la pieza de desgaste (10) y una cara plana (34) que es perpendicular al eje principal (X30) y se encuentra dispuesta en el extremo distal (33) del saliente (30), el número de interfaces de contacto simultáneas en servicio es función, por una parte, de la dirección de la fuerza (Fe) y, por otra, del desgaste de la pieza de desgaste (10) y/o del soporte (20).

9. Sistema mecánico (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el saliente (30) presenta al menos un plano de simetría (PV; PH) que incluye el eje principal (X30), especialmente un plano vertical (PV) y/o un plano horizontal (PH), siendo el eje principal (X30) de preferencia un eje de simetría del saliente (30).

10. Cucharón (G) para máquina de obras públicas, caracterizado porque comprende al menos un sistema mecánico (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9.