NO336703B1 - Slitesammenstilling omfattende nese, slitedel og lås - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en slite sammenstilling og især en slitesammenstilling for bruk i forbindelse med gruvedrift, utgraving og jordtransportutstyr. Oppfinnelsen er især egnet for en tanngrabb, men kan også brukes for støtte av andre sliteelementer.

I gruvedrift og konstruksjon blir sliteelementet typisk tilveiebrakt langs kravekanten av redskapet for å beskytte grabben eller liknende og/eller for å gripe og bryte opp grunnen for oppsamling. Følgelig blir slitedelene utsatt for meget slipende forhold og betydelig slitasje. Slitedelene må så erstattes regelmessig.

For å minimere tap av materiale på grunn av utskiftning av slitedeler, blir slitesammenstillingene typisk fremstilt i to eller flere separate komponenter med en adapter og et sliteelement. Adapteren festes til gravekanten ved sveising, mekanisk feste eller støpes langs kanten av graveredskapet til en fremoverbringende nese for å støtte sliteelementet. Sliteelementet har en fatning som settes over nesen og en foroverarbeidende ende. I et punkt er den arbeidende ende typisk en avsmalnende gravekant. Sliteelementet omslutter adapternesen og beskytter nesen mot slitasje. Avhengig av forskjellige faktorer kan for eksempel fem til tjue punkter monteres tilfredsstillende på en enkelt adapter før adapteren blir slitt og må skiftes ut. For å kunne skifte sliteelementet på stedet må sliteelementet vanligvis festes til adapternesen ved hjelp av en løsbar lås (f.eks. en låsepinne).

Slitesammenstillinger brukt ved gruvedrift, utgraving og konstruksjon, og især kan grabbesystemer, utsettes for store og varierte krefter i alle retninger. Av denne grunn må spisser og andre sliteelementer festes sikkert til adapteren for å kunne motstå aksial-, vertikal-, revers- og sidebelastninger samt støt, vibrasjoner og andre typer krefter. Vertikale belastninger har især vært problematiske ved at store momentkrefter genereres som fører til at svikteelementene dreier forover på adapteren og til tider fører til at elementet støtes bort. Mens adapternesens vegger gir støtte for sliteelementet, må låsen i de fleste tilfeller også spille en stor rolle for spissen og motstoppbelastinger, især bevegelses- og reverskrefter.

I et konvensjonelt tarmsystem 1 (fig. 22), er adapternesen 2 og tilhørende fatning 3 i spissene 4, kileformet og omfatter konvergerende øvre og nedre flater 2a, 2b, 3a, 3b. En midtre nedadvendt last P tilført den frie ende 4a av spissen 4, vil påføre en momentkraft som vil dreie punktet 4 på nesen 2. Lasten P blir generelt overført til, og hindret av oversiden av nesespissen 2c som berører den fremre ende 3c av fatningen 3 (reaksjonskraft A) og av nedsiden av en bunndel 2d av nesen som berører bunnen av denne bakre ende 4d av spissen 3 (reaksjonskraft B). Disse reaksjonskrefter danner et motvirkende moment for å motstå momentet fra kraften P. Som det vil fremgå kan store vertikale krefter skape vesentlige utstøtningskrefter. Videre øker støt, vibrasjon, slitasje og sand eller liknende vanskeligheten med å hindre store utstøtningskrefter.

I det nærværende eksempel på en nedadvendt last P, vil den vertikale komponent av reaksjonskraften A generelt være lik den nedadvendte last P pluss den vertikale komponent av reaksjonskraften B. På grunn av de konvergerende vegger av nesen, vil imidlertid den horisontale komponent av hver av reaksjonskreftene A og B være i en foroverretning som forsøker å tvinge spissen av nesen. I den utstrekning disse kreftene ikke motstås direkte av nesens og fatningens geometri og friksjon, vil de hindres som fjærkrefter av låsepinnen. Den gjentatte tilførsel av store skjærbelastninger kan legge uakseptable belastninger på låsepinnen og føre til at den brytes.

I slike konvensjonelle tenner, blir låsepinnen typisk hamret på plass og holdt fast av friksjonskrefter hovedsakelig av plasseringen av hullet i spissen i forhold til hullet i adapternesen. Imidlertid vil slitasje av spissen og adapteren føre til at forbindelsen løsner og økt risiko for å miste låsepinnen. Følgelig blir låsepinnen ofte først satt fast i den definerte åpning for å utsette tidspunktet når den utvikler løsning. Låsepinnen må så vris inn i og ut av åpningen av gjentatte slag fra en stor hammer. Dette kan være en problematisk og tidkrevende oppgave, spesielt i større tenner.

En opptakselastomer har ofte blitt plassert foran låsepinnen for å oppnå en nøyaktig pasning mellom spissen og adapteren når slitasjen begynner å utvikles. Selv om elastomeren fungerer for å trekke spissen på adapteren, vil den også redusere låsens evne til å motstå det tilførte moment og reverskrefter. Disse belastningene forsøker å legge større belastning på elastomereren enn den kan motstå. Som resultat kan overbelastning av elastomereren føre til for tidlig svikt og tap av låsepinnen og tap av spissen.

Tap av en spiss på grunn av svikt i pinnen, løsning eller elastomerproblemer vil ikke bare føre til tidlig tap av spissen og slitasje av adapternesen, men kan også skade maskiner som behandler utgravningsmateriale, især i gruvedrift. Siden adapteren ofte sveises på plass, vil videre en utskifteren av adapteren føre til betydelig stillstand for graveutstyret.

Mange forskjellige spisser og neser har blitt utviklet for å øke spiss-adapterkoplingsstabiliteten og redusere kreftene som forsøker å støte ut spissen og minske belastningen på låsen.

I en tannkonstruksjon 1' (fig. 23), er den fremre ende av nesen 2' og fatningen 3' hver forsynt med en firkantet konfigurasjon med øvre og nedre stabiliseringsflate 5', 6'. På grunn av stabiliseringsflaten 5', vil en midtre, nedadvendt last P' på den frie ende 4c' av spissen 4' overføres til nesespissen 2a' for å generere en vertikal reaksjonskraft A' som generelt ikke har noen vesentlig horisontal komponent som forsøker å støte ut spissen fra nesen. Ikke desto mindre vil reaksjonskraften B' generere en vesentlig forovervendt, horisontal komponent ved baksiden av spissen som forsøker å skyve spissen fra nesen. Selv om denne utformingen forbedrer spissens stabilitet i forhold til det konvensjonelle tarmsystem, vil det fremdeles utøve en vesentlig utstøtningskraft og kan legge skjærkrefter på låsen.

I en annen utførelse som for eksempel vist US-patentskrift nr. 5 709 043 til Jones m.fl., er nesen og fatningen hver forsynt med en fremre, kantet del og bakre, bærende overflater som er vesentlig parallelle med tannens langsgående akse. I denne konstruksjonen skaper den samlede virkning fra de fremre, stabiliserende flater og parallelle bærende flater reaksjonskrefter ved spissen og bunnen av nesen som generelt bare er vertikale. Slike vertikale reaksjonskrefter vil generelt ikke generere vesentlig horisontale komponenter. Følgelig vil denne konstruksjon for en stor del minske kreftene som forsøker å skyve spissen av adapteren. En slik stabilisering av spissen reduserer også forskyvning og bevegelse av adapternesens spiss, for redusert slitasje. Ikke desto mindre kan tallrike andre faktorer, (for eksempel støt osv.) samt reverskrefter fremdeles tilføre store fjærkrefter til låsen.

I en annen utforming, som for eksempel beskrevet i US-patentskrift nr. 4 353 532 til Hahn, er spissen og adapteren hver forsynt med en spiralomdreining eller gjenge, slik at spissen dreies rundt sin langsgående akse når den er montert på adapternesen. På grunn av gjengene dreier spissen rundt den langsgående akse av tannen og trykker generelt låsen mot adapternesen når utstøtningskreftene tilføres. Låsen vil sannsynligvis være mindre utsatt for svikt under disse typer sammentrykningskrefter, i motsetning til de høye skjærkrefter som tilføres i konvensjonelle tenner. Selv om denne konstruksjon gir stor styrke og holdeegenskaper, er nesen og fatningen komplisert og dyrere å fremstille.

US 2987838 A beskriver en slitesammenstilling, hvor en slitedel til nesen er forsynt med en første og andre skinne, som strekker seg fra en sidevegg med en overveiende helning i en aksial retning, samt med en sideflate.

Oppfinnelsen angår en slitesammenstilling som gir en stabil kopling som kan motstå stor belastning uten å legge unødvendig press på låsen. Mer spesifikt angår oppfinnelsen en slitesammenstilling for en ekskavator, omfattende: en nese festet til ekskavatoren og med øvre og nedre konvergerende vegger, sidevegger som strekker seg mellom de konvergerende vegger, og en skinne som strekker seg fra hver sidevegg; en slitedel som har en fatning for mottak av nesen, hvor fatningen har øvre og nedre konvergerende flater, sideflater som strekker seg mellom de konvergerende flater, og spor for mottak av skinnene; og en lås for å feste slitedelen til nesen; hvor nesen har en første skinne som strekker seg fra en sidevegg og er rettet med den samme overveiende helning i en aksial retning som den øvre, konvergerende vegg, og en andre skinne som strekker seg fra den andre sidevegg og er rettet i den samme overveiende helning i den aksiale retning som den nedre konvergerende vegg, og at hver av sporene er avgrenset mellom en av de konvergerende flater og en sideflate dannet i en av sideflatene, og hver sideflate vender mot en annen av de konvergerende flater og er rettet overveiende med den samme helning i den aksiale retning som den konvergerende flate som vender mot sideflaten.

I et aspekt ved oppfinnelsen omfatter slitesammenstillingen bæreflater som er utformet slik at flyteelementet strammes mot adapteren ved tilførsel av enkelte belastninger på sliteelementet. I en foretrukket konstruksjon er bæreflatene innrettet slik at de horisontale komponenter av reaksjonskreftene innlevert for å motstå for eksempel sentralt tillagte, vertikale belastninger, rettes bakover for å skyve sliteelementet strammere mot adapternesen.

I et annet aspekt av oppfinnelsen dreier sliteelementet på og av adapteren rundt sin langsgående akse for bedre å motstå utstøtningskrefter. I en foretrukket utførelse utføres dreiningen generelt med lineære skinner og spor som er lett og rimelig å fremstille. Disse komplementære skinner og spor gjør at sammenstillingen kan ha en slankere profil enn det som ellers er mulig med spiralformede gjenger for bedre gjennomtrengning ved utgravning og mindre bruk av metall. Slike spor og skinner unngår også generering av høyere belastningsstigninger på grunn av bruk av relativt skarpe spor som brukes for å danne spiralformede gjenger.

I et annet aspekt ved oppfinnelsen er adapternesen og -fatningen av sliteelementet utformet med skinner som splittes når de strekker seg bakover. Den komplementære nese eller fatning omfatter så spor som passer i skinnene. I en foretrukket utførelse utelukker den vertikale splitning av skinnene en aksialmontering av sliteelementet og krever at sliteelementet vris når det beveges på eller av adapternesen.

I et annet aspekt ved oppfinnelsen omfatter adapteren to bæreflater anbrakt på motstående side av den langsgående akse og vender i motsatte retninger. I en foretrukket utførelse reduserer disse bæreflatene slitasjen på de ytterste fibrene på toppen og bunnen av nesen. Videre er bæreflatene fortrinnsvis utformet som del av skinnene på adapteren for å danne et generelt stort sett -formet tverrsnitt.

I et annet aspekt ved oppfinnelsen utvider adapternesen og -fatningen av sliteelementet seg når de strekker seg forover. I en foretrukket utførelse omfatter adapteren og fatningen komplementære skinner og spor som splittes for å kreve vridning av sliteelementet under installasjon. Denne konstruksjon gir tilstrekkelig klaring for å motta den forover utvidede nese inn i fatningen for bedre å motstå utstøting av sliteelementer.

I et annet aspekt ved oppfinnelsen er låsen avskrånet for å passe inn i en komplementær kanal for å redusere friksjonskrefter og gjøre det lettere å sette inn og fjerne låsen. I denne konfigurasjon glir ikke lengden av låsen friksjonsmessig gjennom de tilpassede åpninger, men griper snarere sidene av kanal ved eller nær gripestedet. En hamring av låsen når den settes inn eller fjernes, unngås. I en foretrukket utførelse omfatter låsen et låseelement for å feste låsen i kanalen og hindre uønsket tap eller utstøtning.

I foregående og andre formål, egenskaper og fordeler med oppfinnelsen vil dette forstås under gjennomgåelse av den detaljerte beskrivelse av oppfinnelsen og i forbindelse med de vedlagte tegninger, hvor: fig. 1 er et perspektivriss av et tannutgravningssystem ifølge oppfinnelsen;

fig. 2 er et utsprengt perspektivriss av tarmsystemet,

fig. 3 er et fremre riss av en adapter for tarmsystemet,

fig. 4 er et frontriss av adapternesen ved den fremre bæreflate parallell med rissets plan,

fig. 5 er et bakre perspektivriss av en spiss for tarmsystemet,

fig. 6 er et bakre riss av spissen,

fig. 7 er et delvis toppriss av tarmsystemet,

fig. 8 er et snitt av tarmsystemet langs linjen 8-8 på fig. 7,

fig. 9 er et sideriss av spissen anbrakt for montering på nesen,

fig. 10 er et delvis snitt av spissen montert på adapteren,

fig. 11 er et vektorkraftdiagram av tarmsystemet ifølge fig. 1 og 2,

fig. 12 er et perspektivriss av en alternativ utførelse av et tarmsystem ifølge oppfinnelsen,

fig. 13 er et vektorkraftdiagram av tarmsystemet ifølge fig. 12,

fig. 14 er et sideriss av en adapter av en annen alternativ utførelse av et tarmsystem ifølge oppfinnelsen,

fig. 15 er et utsprengt perspektivriss av et andre tannsystem ifølge oppfinnelsen med en alternativ lås,

fig. 16 er et delvis sideriss av det andre tannsystem med den alternative lås i sin låsestilling,

fig. 17 er et delvis snitt langs linjen 17-17 på fig. 16,

fig. 18 er et perspektivriss av den alternative lås,

fig. 19 er et bakre riss av en alternativ lås grippet til en spiss på et alternativt tannsystem,

fig. 20 er et sideriss av en alternativ lås innsatt i et tannsystem,

fig. 20a er et perspektivriss av låsen vist på fig. 20,

fig. 20b er et sideriss av låsen vist på fig. 20,

fig. 21 er et sideriss av en alternativ lås innsatt i et tannsystem,

fig. 21a er et perspektivriss av låsen vist på fig. 21,

fig. 21b er et perspektivriss av låsen vist på fig. 21 med bunndelene av elastomereren og sperrene vist stiplet,

fig. 22 er et vektorkraftdiagram av et konvensjonelt tannsystem,

fig. 23 er et vektorkraftdiagram av et annet kjent tannsystem.

Oppfinnelsen er rettet mot en slitesammenstilling for å beskytte en sliteflate. Især er slitesammenstillingen tilpasset for bruk ved utgravning, gruvedrift, konstruksjon og liknende. Slitesammenstillingen er godt egnet for bruk ved utforming av et tannutgravningssystem men kan også brukes for utforming av andre sliteelementer.

For illustrasjonsformål beskriver oppfinnelsen den nye konstruksjon som et tannutgravningssystem. Produksjonen av andre slitedeler (feks. et deksel) vil kunne utnytte den samme nese- og fatnmgskonstruksjon men kan ha forskjellige arbeids- og monteringsender. For beskrivelsens skyld blir uttrykk som øvre, nedre, vertikal osv. brukt i spesifikasjonen og skal forstås å gjelde tarmsystemet som innrettet på fig. 1. Bruk av disse uttrykkene er ikke en indikasjon om at disse bestemte innretninger er nødvendige for slitesammenstillingen. Slitesammenstillingen kan være innrettet annerledes enn det som er vist på fig. 1.

I en foretrukket konstruksjon omfatter et tannsystem 10 en spiss 12, adapter 14 og lås 16 (fig. 1-10). Adapteren 14 omfatter fortrinnsvis en fremoverbringende nese 18 og en monteringsende 21 i form av et par bakoverutstrekkende bein 22 (fig. 1, 2 og 9-10). Beina 22 er tilpasset for å sprike over gravekanten 23 av en ekskavator og kan sveises på plass. Imidlertid kan monteringsenden være forskjellig for å passe til adapteren på andre måter, for eksempel ved hjelp av et mekanisk feste eller være støpt integrert med gravekanten. I tillegg, spesielt ved store ender, kan adapteren være festet til en andre adapter eller liknende som så festes til gravekanten.

Nesen er generelt kileformet og forsynt med konvergerende væsker 24, 26, sidevegger 28, 30 og en fremre bæreflaten 32. Bæreflaten 32 er tilpasset for å kunne motta aksialt rettet last tilført sliteelementet 12. De konvergerende vegger 24, 26 er fortrinnsvis utformet med en forsiktig tverrgående kurve for å forbedre styrke og holdbarhet (fig. 3 og 8), selv om de kan være flate og forsynt med en større bøyning eller utformet med en annen konfigurasjon. Sideveggene 28, 30 strekker seg i generelt parallelle plan, selv om det foretrukket av de har en liten avskråning. Imidlertid kan sideveggene utformes med en vesentlig skråning om ønskelig. Overgangskantene mellom de konvergerende vegger og sideveggene er generelt avrundet for å minimere konsentrasjon av belastning på disse stedene.

Sideveggenes 28, 30 av nesen 18 er hver forsynt med en flens og en skinne 35 med en ytterside 36 og en sideflate 37 (fig. 2, 3, 4 og 9). I en foretrukket konstruksjon, og selv om skinnene 35 strekker seg bakover i vesentlig parallelle plan (dvs. en bakovemtstrelcning av sideveggene), vil de skille seg fra hverandre etter hvert som de trekker seg bakover). Spesifikt strekker en skinne 35a seg fra bæreflaten 32 i en bakoverretning som er vesentlig parallell med en bakoverstrekkende konvergerende vegg 26 og en skinne 35b som strekker seg bakover fra bæreflaten 32 i en retning som er vesentlig parallell med den konvergerende vegg 24. På denne måte skiller skinnene 35a og 35b seg i generelt vertikale retninger etter hvert som de strekker seg bakover. Skinnene er fortrinnsvis utformet med lineære flater og generelt konstante dybder og bredder, primært for lettere fremstilling. Imidlertid er også andre konfigurasjoner også mulig.

I en foretrukket konstruksjon strekker en skinne seg nærliggende og vesentlig parallelt med hver konvergerende vegg 24, 26. Følgelig danner en utvendig kant av hver konvergerende vegg 24, 26 toppen eller bunnen av den nærliggende skinne mens sideflaten 37 strekker seg generelt parallell med den bakoverforlengelsen av den konvergerende vegg. Uansett er variasjoner mulig. For eksempel kan sideflatene ha en ikke-lineær form eller strekning som ikke er parallell med den konvergerende vegg. Videre kan skinnene være anbrakt i avstand fra de konvergerende vegger, slik at de kan ha en andre sideflate (ikke vist) utenom de konvergerende vegger 24, 26.

Den ytre overflate 36 av hver skinne 35 er vesentlig vertikal. Fortrinnsvis er sideflaten 37 og flanken eller siden 34 avskrånet for å danne en generelt V-formet fordypning 40 (fig. 3 og 8). Selv om sideflaten 37 og flanken 34 hver representerer en overflate som står på tvers i forhold til vertikalt for å danne primære bæreflater for vertikalbelastninger og sidebelastninger tilført punktet 12. De konvergerende vegger 24, 26 danner sekundære bæreflater som kan berøre fatningen under stor belastning og slitasje av delene. Hver sideflate 37 er fortrinnsvis innstilt i en vinkel på 75-115 grader i forhold til sin relative flanke 34 og mest foretrukket i en vinkel på 95grader. Uansett kan andre vinkler tenkes. Flankene 34 er generelt trekantet, slik at de ekspanderer når de strekker seg bakover for å danne en øket ytterdel av sideveggen 28, 30.

Spissen 12 har en generelt kileformet konfigurasjon dannet av de konvergerende vegger 43, 45 og sidevegger 47, 49 (fig. 1-10). De konvergerende vegger 43, 45 avsmalner til en foroverfremspringende gravekant 51. En bakovervendt åpen fatning 53 er tilveiebrakt for å motta adapternesen 18.

Fatningen 53 er fortrinnsvis utformet for å kunne motta adapternesen 18 (fig. 5, 6 og 8). Følgelig dannes fatningen av konvergerende flater 55, 57, sideflater 59, 61 og en fremre flate 63. Hver sideflate 59, 61 er utformet med et spor 65 og en innadvendt, fremspringende kant eller fremspring 67. Sporene 65 er utformet for å motta skinnene 35 på adapternesen. I den foretrukne konstruksjon er følgelig sporene 65 utformet for å strekke seg langs motstående, konvergerende flater 55, 57. Fremspringene 67 hver en sideflate 69 og en innerflate 71 som motstår og hviler mot sideflatene 37 og flanken 34. Følgelig danner sideflaten 69 og innerflaten 71 bærerflater for generelt vertikalt tilførte belastninger, mens de konvergerende flater 55, 57 danner sekundære bæreflater som kan berøre nesen under stor belastning og etter slitasje av delene. Den fremre overflate 63 tilpasset for å støte mot bæreflaten 32 under aksial last.

Selv om nesen fortrinnsvis er på adapteren og fatningen i spissen for å minimere mengden av metall som trengs i sliteelementet, kan en bakovervendt nese være tilveiebrakt på spissen for å kunne mottas i en fatning anordnet i adapteren. Også fatningen og nesen kan reverseres, slik at de innvendige skinnene (ikke vist) kan være tilveiebrakt i fatningen med tilpassede spor på nesen (ikke vist).

På grunn av de spredede skinner 35 og spor 65, må spissen 12 dreies når den festes på adapternesen 18. I den foretrukne konstruksjon dreies spissen i størrelsesorden 1/8 omdreining når den installeres. Som resultat passer spissen på adapternesen på samme måte som om spissen og adapteren blir forsynt med gjenger snarere enn med rette skinner og spor. Spissen 12 er montert på nesen 18 ved først å innrette spissen 12 i forhold til nesen 18, slik at den bakre del 73 av hvert spor 65 anbrakt nærliggende den fremre del 75 av en tilsvarende skinne 35 for å kunne motta skinnen, som vist på fig. 9. På grunn av at sporene divergerer vertikalt, vil en tilpasning av den frem ende av skinnene til den bakre ende av sporene få spissen til å dreies i forhold til den endelige stilling. Følgelig blir spissen ført på nesen og spissen dreies rundt den langsgående akse X for å tilveiebringe en rikelig klaring for skinnene, slik at skinnene 35 kan settes inn i de respektive spor 65. Imidlertid viser spissen 12 montert på nesen 18 med skinnene 35 helt innsatt i sporene 65 i fatningen 53.

Oppfinnelsen oppnår således enkelte fordeler i forhold til tidligere sidesammenstillinger forsynt med spiralformede gjenger (feks. US patentskrift nr. 4 353 532), men med en enklere og mindre kostbar geometri å produsere. De motstående skinner ifølge oppfinnelsen er lettere å støpe enn de spiralformede gjenger. I tillegg minsker bruken av større skinner og spor, i stedet for skarpere spiralformede spor, belasmingsstigningen i nesen og gir en styrke og holdbarhet.

Oppfinnelsen oppnår også andre fordeler i forhold til konvensjonelle gjenger. Oppfinnelsen gjelder ikke bruk av en konisk bunn for nesen, men bruker snarere en mer slankere profilert kile. Således blir nesens høyde (mellom topp- og bunnflaten) ikke hindret av en konisk bunn og følgelig kan nesens høyde justeres etter behov. Nesen ifølge oppfinnelsen kan derfor brukes for å danne tarmsystemer med en slankere profil enn de som er forsynt med gjenger. Den slankere profil i tarmsystemet gir bedre gjennomtrengning under graving og krever mindre metall for fremstilling.

I tillegg kan vridningsgraden varieres ved å endre vinkelen som danner spred-ningen av skinnene. Jo større vinkel, jo større vridning vil spissen måtte foreta under installasjon og fjærning.

Med denne konstruksjon er spissen 12 stabilt anbrakt på adapternesen 18. Sammenliknet med en konvensjonell tann, innebærer en sentralt tilført, vertikal last Pl på den frie ende 51 av spissen 12, en mindre utstøtningskraft på grunn av de horisontale komponenter av reaksjonskreftene Al og Bl (fig. 11). For eksempel genererer en sentral nedadvendt last Pl på den frie ende 51 av spissen 12, reaksjonskrefter Al og Bl ved spissen og bunnen av nesen 18. Den vertikale komponent av reaksjonskraften Al er generelt den samme som belastningen Pl pluss den vertikale komponent av reaksjonskraften Bl. På grunn av skråningen av skinnen 35 som motstår den oppadvendte bevegelse av bakre eller bunnenden av spissen er i motsatt retning til den nedre konvergerende vegg 45, blir den horisontale komponent av reaksjonskraften Bl rettet bakover for å skyve spissen på adapteren snarere enn å støte den ut. Denne holde eller stramme kraft vil så minst delvis forskyve utstøtningskraften på grunn av den horisontale komponent av reaksjonskraften Al. Selv om belastninger med vertikale komponenter tilført de forskjellige deler spissen 12 ikke alltid skaper den nevnte stramme kraft, vil virkningen oppstå under normale belastninger og gi en vesentlig fordel.

I en annen foretrukket konstruksjon er den fremre ende 42 av nesen 18a utformet med en generell rektangulær figurasjon med øvre og nedre stabiliseringsflater 44, 46 (fig. 12 og 13). Disse flatene 44, 46 strekker seg vesentlig parallelt med den langsgående akse av tannen for å gi ytterligere støtte for stabilisering av spissen på adapteren, især ved å motstå vertikalt rettede belastninger på den frem ende av spissen 12a. De vesentlig parallelle flater kan være avskrånet til en langsgående akse med opptil sju grader som et utgangspunkt. Selv om flatene kan være avskrånet i større vinkler, vil deres stabiliseringsfunksjon forsøke å avta med en økt skråning. Fatningen 53a for spissen 12a omfatter et par fremre stabiliseringsflater 78, 79 som gripeflatene 44, 46 på adapternesen 18a. Den fremre ende av fatningen er fortrinnsvis utformet rektangulært for å passe til den fremre ende av nesen, selv om også andre utforminger enn rektangulært kan brukes for de fremre ender av nesen og fatningen.

I det foretrukne tannsystem 10a skaper en sentralt tilført nedadvendt last P2 på den frie ende av spissen 12a en vesentlig vertikal reaksjonskraft A2 med generelt ingen horisontal komponent som virker som en utstøtningskraft (fig. 13). Som nevnt ovenfor genererer skråningen av skinnene en horisontal komponent med en holdekraft ved den nedre ende av spissen, som er en utstøtningskraft. Med denne belastning blir den generelle vkkning av bæreflatene (dvs. flatene og finnene) følgelig å tette spissen på adapteren snarere enn å støte dem bort.

Denne konstruksjonen gir en vesentlig forbedring i spisstabilitet. Genereringen av de resulterende tetningskreftene vil minske belastningen på låsepinnen og redusere risikoene for tap av spissen. De resulterende tetningskrefter vil også forsøke å redusere bevegelsen av spissen på adapternesen, som i sin tur vil redusere slitasjen på konstruksjonen. På grunn av at systemet strammes til under den mest dominerende eller normale vertikale og aksiale belastning, kan videre fremstillingstoleransene slakkes for lettere og rimeligere fremstilling, idet bruken av opptakslåsepinnene (med lastbærende elastomere), kan elimineres og størrelseskravene kan reduseres uten at tannens levetid forkortes. I stedet vil tannen ha en forbedret holdbarhet.

I et konvensjonelt tannsystem (se fig. 22) vil de ytterste fibere av øvre og nedre konvergerende vegger 2aq, 2b av nesen 2 (dvs. de flatene som er anbrakt vertikalt fra hverandre lengst bort fra den langsgående akse) gjerne ha høyere stressnivåer under vertikal belastning på grunn av at slike belastninger gjerne vil forsøke å bøye nesen. I konvensjonelle tenner sender de ytre, konvergerende flater de primære bæreflater samtidig som de utsettes for de høyeste belastningsnivåer. Som resultat vil disse flatene bevege seg og gli mot fatningsveggene og oppleve en høyere grad av slitasje under stor belastning. I oppfinnelsen danner skinnene 35 og flankene 34 de primære bæreflater. Siden bæreflatene er nærmere det sentrale, horisontale plan av tarmsystemet, har slitasjen av disse overflatene mindre påvirkning av nesens evne til å motstå høyere bøyebelastninger enn slitasjen av de ytre, konvergerende vegger. Mer eller mindre slitasje gir tarmsystemet ifølge oppfinnelsen en sterkere og mer varig sammenstilling. Følgelig vil et mindre tannsystem utført ifølge oppfinnelsen, som krever mindre metall og har bedre gjennomtrengningsevne, erstatte større, konvensjonelle tarmsystemer. Videre vil denne reduksjon i slitasje i de ytre fibere gjøre at seksjonsmodulene holder seg vesentlig likt gjennom nesens levetid og gjøre at den beholder styrken.

På grunn av at dreiningen brukt for å installere og dannet av systemet, kan den fremre ende av nesen og tilsvarende fatning alternativt være bredere enn den bakre ende av nesen. Følgelig kan sideveggene avskrånes for å divergere litt i en vinkel på opp til 5 grader i foroverretningen. Denne utvidelse av bredden av nesen og fatningen i den fremre ende av nesen, vil forsøke å begrense banene for å fjerne spissen fra nesen til designdreiningen, selv når det oppstår slitasje. Følgelig vil denne konstruksjon gi vesentlig øket motstand mot krefter som forsøker å fjerne nesen og spesielt kreves krefter.

Som et annet alternativ kan nesen være forsynt med langsgående skinner 80 som omfatter ytterflate 81 og sidebæreflate 83 (fig. 14). Sidebæreflatene 83 er generelt parallelle med hverandre og den langsgående akse X av tannen. I disse arrangementer fører dybden av skinnene fortrinnsvis etter hvert som skinnene strekker seg bakover, det vil si at de konvergerende vegger av nesen danner ytre og nedre overflater av de respektive skinner 80, selv om sideflatene 83 strekker seg bakover i en retning som er generelt parallell med den langsgående akse av tannen. Ikke desto mindre kan skinnene ha en konstant dybde og ganske enkelt være anbrakt i avstand fra den respektive, konvergerende vegg. Uten at skinnene divergerer, blir ikke spissen dreiet på adapternesen. Selv om enkelte av fordelene med at spissen dreier når den installeres og fjernes ikke gjelder denne utførelse, vil skinnene fremdeles tilveiebringe en stabiliseringsflate (sammenliknet med konvensjonelt tannsystem) som minsker belastningene i de ytterste fibere av de konvergerende vegger og, som nevnt ovenfor, minsker slitasjen av bæreflatene ved å motstå bøyekrefter. Bruk av bare to skinner som danner et generelt stort sett -formet tverrsnitt, forbedrer de nevnte last- og slitasjefordeler med en minsket mengde materiale. Denne utførelse kan videre brukes når det ikke er ønskelig å fri spissene under installasjon. Eksempelvis kan spissen sveises til en plate og sammenstillingen monteres samlet på de fremspringende adapterneser langs gravekanten.

Når det gjelder alle utførelsene av nesen og spissene fortrinnsvis utformet for å dreie symmetrisk rundt den langsgående akse X, slik at spissene kan monteres reversibelt på nesen. Uansett kan asymmetrisk nese og/eller spiss brukes i forbindelse med oppfinnelsen.

Spiss- og adaptersammenstillingen ifølge oppfinnelsen kan brukes i forbindelse med en lang rekke forskjellige låser for å hindre fjerning av spissen fra adapteren. Siden låsen 16 kan motstå sammentrykkende krefter, i det meste delvis i stedet for skjærekrefter (og således redusert skjærebelastning) ved å hindre utstøtning av spissen 12 fra nesen 18, behøver ikke låsen være så solid som låser i andre konvensjonelle spiss- og adaptersammenstillinger som vesentlig tilfører bare skjærebelastninger for låsene. Plasseringene av låsene 16 er fortrinnsvis langs den ene side av nesen 18, som vist på fig. 1 og 2. Imidlertid kan en lås være tilveiebrakt på andre steder, herunder en vertikal eller horisontal sentral passasje (slik som i konvensjonelle tarmsystemer). Videre kan praktisk talt enhver konvensjonell lås, som brukes for å feste spissene til adaptere, herunder fast låsepinner, pinner med opptakselastomerere eller låse med fast hus, for eksempel som beskrevet i US patentskrift nr. 5 469 648 til Jones m. fl., brukes i forbindelse med oppfinnelsen.

Fig. 2 viser for eksempel en lås 16 i form av en gjennomgående låsepinne som mottas i en vertikal kanal 89 i siden av huset. Som kjent er spissen forsynt med minst ett bakovervendt øre 91 med en innadvendt flik 93 som griper baksiden av pinnen og holder spissen til adapteren. Fortrinnsvis er et øre og en tapp tilveiebrakt på begge sider av spissen (ikke vist), slik at spissen kan monteres reversibelt i hver av 180 graders stillingene. Når kanalen og pinnen er vist med en lineær konfigurasjon, kan de være buet som i US patent nr. 4 965 945 til Emrich.

I den foretrukne konstruksjon er en spiss låsepinne 16' tilveiebrakt for å feste spissen til adapteren. Det henvises spesielt til figurene 15-18, hvor en nese 18' har en skrå, vertikal kanal 103 langs den ene side for å motta en avskrånet låsepinne 16'. Selv om låsen kan være skrå langs hele lengden, behøver den bare å være skrå langs en vesentlig del av lengden. I den foretrukne konstruksjon buer den fremover flate 104 gradvis bakover langs hele lengden av låsen, slik at avskråningen strekker seg langs vesentlig hele lengden av låsen. Fig. 15 viser en blindkanal som bare strekker seg delvis gjennom nesen og avskråner til en lukket ende 105 ved bunnen. Uansett kan en åpen kanal som strekker seg gjennom hele lengden av adapteren brukes med den avskrånede pinne, vist om ønskelig.

Låsepinnen 16' har en tilsvarende skrå form som passer i den skrå kanalen 102 (fig. 15-18). Låsepinnen 16' avsluttes fortrinnsvis i en smal spiss 106. Pinnen 16' har en lagringsdel 107 med en fremre flate 104 som griper skulderen 109 på nesen (dvs. forkanten av kanalen 103) og en bakside som griper tappen 93' av øret 91'. I utførelsen vist på fig. 15-18 har låsepinnen 16' en avstiver 111 som strekker seg bakover for å styrke låsen mot aksialkrefter og sikre riktig innsettelse av låsepinnen. Imidlertid kan låsepinnen ha en ensartet sirkulær, rektangulær eller en annen form.

Nesen 18' definerer en slisse 113 i forbindelse med kanalen 103 for at tappen 93' og øret 91' kan føres langs siden av nesen til en stilling innenfor kanalen. Tappen 16' danner en fordypning 115 bak baksiden 107 og nær avstiveren 115 for å motta en del av tappen 93'. Låsepinnen 16' kan fremstilles på uvanlig måte, for eksempel ved stopning.

Låsepinnen 16' holdes fortrinnsvis i kanalen 103 ved bruk av et låseelement. I utførelsen vist på fig. 15-18, er låseelementet en settskrue 121. Kanalen 103 omfatter fortrinnsvis en sperre 125 for å motta settskruen for bedre å holde låsepinnen i kanalen 103, men sperren er ikke påkrevd. Etter at låsepinnen 16' installeres i kanalen 103, blir settskruen 121 strammet. Settskruen 121 kan være kantet i enden eller forsynt med en holdering eller annen anordning for å hindre at settskruen løsner fra låsepinnen. Låsepinnen omfatter fortrinnsvis en overhengende hylle 123 som beskytter settskruen mot slitasje. En fjær (ikke vist) kan også tilknyttes settskruen for å hindre at den løsner under vibrasjon.

Låsepinnen 16' kan også brukes i forbindelse med andre slitesammenstillinger. Som vist på fig. 19 kan låsepinnen for eksempel brukes for å holde en spiss 128 med en enkelt kileformet fatning, øre 132 og topper 130. En avsmalnet låsepinne ifølge oppfinnelsen kan også brukes i tarmsystemer som har vertikale eller horisontale sentrale hull (ikke vist).

Alternativt kan andre låseelementer tilveiebringes, for eksempel en sperre med elastomer rygg for å hindre fjerning av pinnen fra sporet. Selv om utførelsen på fig. 15-18 viser låseelementet som kopler låsepinnen til adapteren, kan låseelementet i stedet gripe låsepinnen til spissen. Dessuten behøver ikke låseelementet festes til låsepinnen, men i stedet være et eget element eller festet til adapterspissen (se f.eks. pluggen i US patent nr. 4 965 945).

Som eksempler på alternativer har låsepinnene 131, 133 (fig.20-20b og 21-21b) avskrånede konstruksjoner som kan brukes i stedet for låsepinnen 16'. Låsepinnen 131 har en sperre 134 som er forspent utover i den ene ende 136 av en elastomer 138 for å passe under en kant 140 i adapternesen. Sperren av fortrinnsvis en fremspringende kontaktflate 136a for å danne et sikkert inngrep mot kanten 140. Sperren 134 er fortrinnsvis festet til elastomereren 138 som i sin tur er festet i en lomme i støpelegemet 135. I låsepinnen 133 er sperren 141 forspent for å bevege seg langs en buet bane 143 av en elastomer 145. Den frie ende 147 av sperren 141 kryper et hakk 149 eller liknende i adapternesen. I ethvert tilfelle omfatter adapternesen en smal slisse (ikke vist) som et verktøy kan settes inn i for å skyve sperrene inn i elastomerene for å frigjøre sperrene 134, 141 under fjerning av låsene.

En fordel med en avskrånet tapp er at den er lettere å installere og fjerne enn en konvensjonell pinne som drives gjennom. Låsepinnens skråflater gjør at den kan settes inn uten å møte noen motstand fra spissens overflate eller nesen til låsepinnene når de er helt innsatt i kanalen. Den avskrånede låsepinne kan så fjernes ved hjelp av et avtrekningsverktøy snarere enn å bli hamret, siden pinnen bare trenger å flyttes et lite stykke før den er fri fra kanalen. Etter at den er fri kan låsepinnen fjernes for hånd. I motsetning til en konvensjonell låsepinne som drives inn, er de to bæreflatene av pinnen nær parallelle for å sikre god bærende kontakt mellom spissen og nesen. Følgelig vil den inndrevne låsepinne møte betydelig motstand langs hele bevegelsesavstanden når den settes inn i eller fjernes fra slitesammenstillingen.

En annen fordel med den avskrånede låsepinne ifølge oppfinnelsen, er at kraften som kreves for å fjerne låsen med låseelementet i inngrep, er større enn kraften som kreves for å fjerne en konvensjonell låsepinne som drives inn. Den avskrånede låsepinne hindres i å bevege seg nedover på grunn av at sporet avsmalner eller terminerer, og låseelementet, f. eks. settskruen hindrer låsepinnen i å bevege seg oppover ut av sporet. Låsepinnen bruker mekaniske forstyrrelser i stedet for en tett pasning for å hindre fjerning av en avskrånet låsepinne, etter at den er installert.

Ovennevnte beskrivelse angår foretrukne utførelser av oppfinnelsen. Forskjellige andre utførelser, samt mange endringer og forandringer kan utføres uten at ånden og de bredere aspekter ved oppfinnelsen ifølge kravene avvikes.

Claims (19)

1. Slitesammenstilling (10) for en ekskavator, omfattende: en nese (18) festet til ekskavatoren og med øvre og nedre konvergerende vegger (24, 26), sidevegger (28, 30) som strekker seg mellom de konvergerende vegger (24, 26), og en skinne som strekker seg fra hver sidevegg, en slitedel (12) som har en fatning (53) for mottak av nesen (18), hvor fatningen (53) har øvre og nedre konvergerende flater (55, 57), sideflater (59, 61) som strekker seg mellom de konvergerende flater (55, 57), og spor (65) for mottak av skinnene (35), og en lås (16) for å feste slitedelen (12) til nesen (18),karakterisert vedat nesen (18) har en første skinne (35) som strekker seg fra en sidevegg (30) og er rettet med den samme overveiende helning i en aksial retning som den øvre, konvergerende vegg (24), og en andre skinne (35) som strekker seg fra den andre sidevegg (28) og er rettet i den samme overveiende helning i den aksiale retning som den nedre konvergerende vegg (26), og at hver av sporene (65) er avgrenset mellom en av de konvergerende flater (55, 57) og en sideflate (69) dannet i en av sideflatene (59, 61), og hver sideflate (69) vender mot en annen av de konvergerende flater (55, 57) og er rettet overveiende med den samme helning i den aksiale retning som den konvergerende flate (55, 57) som vender mot sideflaten (69).

2. Slitesammenstilling (10) ifølge krav 1, hvor hver av sideflatene (59, 61) omfatter en flankebærende flate (71) for inngrep med en komplementær flanke (34) av nesen (18) og hvor den flankebærende flate (71) og sideflaten (69) av den sammen sideflate (59, 61) vender mot forskjellige konvergerende flater (55, 57).

3. Slitesammenstilling (10) ifølge krav 2, hvor hver flankebærende flate (71) utvider seg når den strekker seg mot den åpne ende av fatningen (53).

4. Slitesammenstilling (10) ifølge foregående krav, der hver sideflate (69) har en spiss vinkel i en tverrgående retning mot den konvergerende flate (55, 57) som vender mot den.

5. Slitesammenstilling (10) ifølge foregående krav, hvor en distal ende av fatningen (53) omfatter motsatte flater (78, 79) som strekker seg mellom sideflatene (59, 61) for å gå i inngrep med komplementære flater (44, 46) på nesen (18), og hvor hver av flatene (44, 46, 78, 79) strekker seg overveiende parallelt med lengdeaksen av fatningen (53).

6. Slitesammenstilling (10) ifølge foregående krav, hvor skinnene (35) og sporene (65) er lineære.

7. Slitesammenstilling (10) ifølge foregående krav, hvor bare en skinne (35) er dannet på hver sidevegg (28, 30) av nesen (18), og bare ett spor (65) er dannet i hver sideflate (59, 61) av fatningen (53).

8. Slitesammenstilling (10) ifølge foregående krav, hvor fatningen (53) har et overveiende Z-formet tverrsnitt over minst en del a dens lengde.

9. Slitesammenstilling (10) ifølge foregående krav, der låsen (16) gradvis smalner langs dens lengde.

10. Slitesammenstilling (10) ifølge foregående krav, hvor slitedelen (12) er et forparti med en fremre gravekant (51).

11. Slitedel (12) for en ekskavator omfattende øvre og nedre konvergerende vegger (43, 45), som konvergerer for å danne en smal fremre ende (51), sidevegger (47, 49) som strekker seg mellom de konvergerende vegger (43, 45), og en fatning (53) som er åpen bakover for å oppta en nese festet til ekskavatoren, hvor fatningen er avgrenset av indre konvergerende flater (55, 57) og indre sideflater (59, 61), og omfatter spor (65) for opptak av skinner dannet på motsatte sider av nesen (18), karakterisert vedat hvert spor (65) er avgrenset mellom en av de konvergerende flater (55, 57) og en sideflate (69) dannet i en av sideflatene (59, 61), og hver sideflate (69) vender mot en annen av de konvergerende flater (55, 57) og er rettet med den samme generelle helning i en aksial retning som den konvergerende flate (55, 57) som vender mot sideflaten (69).

12. Slitedel (12) ifølge krav 11, hvor hver sideflate (59, 61) omfatter en flankebærende flate (71), og hvor den flankebærende flate (71) og sideflaten (69) av den samme sideflate (59, 61) vender mot forskjellige konvergerende flater (55, 57).

13. Slitedel (12) ifølge krav 12, hvor hver flankebærende flate (71) utvider seg når den strekker seg bakover.

14. Slitedel (12) ifølge ett av kravene 11-13, hvor hver sideflate (69) er i en spiss vinkel i en tverretning mot den konvergerende flate (55, 57) som vender mot den.

15. Slitedel (12) ifølge ett av kravene 11-14, hvor en fremre ende av fatningen (53) omfatter motstående flater (78, 79) som strekker seg mellom sideveggene (47, 49), hvor hver av flatene (78, 79) strekker seg overveiende parallelt med lengdeaksen av fatningen (53).

16. Slitedel (12) ifølge ett av kravene 11-15, hvor fatningen (53) har et overveiende Z-formet tverrsnitt over minst en del av dens lengde.

17. Slitedel (12) ifølge ett av kravene 11-16, hvor fatningen (53) har bare et spor (65) på hver av sideflatene (59, 61) for mottak av skinnene (35).

18. Slitedel (12) ifølge ett av kravene 11-17, hvor sporene er lineære.

19. Slitedel (12) ifølge ett av kravene 11-18, hvor den er et forparti med en fremre gravekant (51).