WO2002029167A1 - Sistema de acoplamiento para los dientes de una excavadora - Google Patents

Sistema de acoplamiento para los dientes de una excavadora Download PDF

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WO2002029167A1
WO2002029167A1 PCT/ES2001/000363 ES0100363W WO0229167A1 WO 2002029167 A1 WO2002029167 A1 WO 2002029167A1 ES 0100363 W ES0100363 W ES 0100363W WO 0229167 A1 WO0229167 A1 WO 0229167A1
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ears
tooth
tooth element
rectilinear
straight section
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PCT/ES2001/000363
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Lluís MORALES LAGUARDA
Nil VALLVE I BERTRÁN
Jorge PALLÀS MORENO
Fermín SÃNCHEZ GUISADO
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Metalogenia S.A.
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    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
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    • E02F9/28—Small metalwork for digging elements, e.g. teeth scraper bits
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    • E02F9/2858—Teeth characterised by shape
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    • E02F9/2808—Teeth
    • E02F9/2816—Mountings therefor
    • E02F9/2833—Retaining means, e.g. pins

Definitions

  • the present invention relates to a coupling system for the teeth of an excavator, especially for the teeth constituted by the association of a tooth-bearing element, which is fixed on the active edge of the excavator's shovel or similar, with a tooth element, which is attachable to the aforementioned tooth holder element and retainable therein by means of one or more pins.
  • the invention more specifically, relates to the case in which one of the aforementioned tooth and tooth elements, preferably this tooth element, extends axially in two rectilinear ears which, being substantially parallel to each other, emerge in cantilever from the mouth of a central housing in axial direction and are complementary to individual open rectilinear recesses that are practiced, also in axial sense, in the holder element, which, at the same time, has an axial cantilever projection that is complementary to said housing central of the tooth element, such ears of the tooth element having its inner face, which is in contact with the bottom of the recesses of the tooth-bearing element, according to a flat or slightly arcuate curved surface.
  • the ears of the tooth element continue with the tendency to open or exit the recesses of the tooth-holder element, but the inclined surfaces or the guide arrangement keep them in place. In fact, the separation of the ears with respect to the holder is avoided, but a concentration of stress is created, present in the support surfaces of the ears in the recesses of the holder element, which lead to breakage.
  • the solution of configuring the ears of the tooth element in a closed form has been adopted, that is, they have a straight section that has a concave part facing the recesses of the element of the tooth holder its additionally convex funds of the aforementioned part.
  • the system object of the invention has been developed, according to which the straight section of each of the ears of the tooth element, which is in a concave part and substantially complementary to the convex profile of the bottom of the embedded in the holder element, it has two extreme sections that are convergently joined in an intermediate section differentiated from the previous ones.
  • a feature of the invention consists in that the two extreme sections of the straight section of each of the ears of the tooth element, affect the intermediate section with an angle of a value between approximately 10 ° and 40 °.
  • the invention comprises that the differentiated intermediate section of the straight section of the ears of the tooth element may adopt a curvilinear configuration or a rectilinear configuration, without excluding other composite configurations (mixed, broken, etc.).
  • the invention comprises that the extreme sections of the straight section of each of the ears can adopt a rectilinear or curvilinear configuration, without excluding other possible ones, comprising the cases in which both extreme sections are of the same or of different configuration, of equal or different length in any of the preceding cases, and with angle of incidence on the differentiated intermediate sections equal or different for the two extreme sections of the same straight section.
  • Another feature of the invention is that the two ears of the same tooth element can be specularly symmetrical or with respect to a point.
  • ears of the tooth element have diametrically opposed holes that, located in one of the end sections or in the differentiated intermediate section, are aligned in correspondence with a hole that crosses the cantilever boss of the element of toothpick
  • the two minor sides of the straight section of the ears of the tooth element are rectilinear and substantially parallel to each other and that the straight section of each ear of the tooth element has an equal width throughout its length, however, it may have one or more areas of reduced length and width different from the prevailing width.
  • another feature of the invention is that in the ears of the tooth element the longer lengths are facing the direction of the efforts to resist.
  • Figure 1 depicts, in angular exploded perspective, the tooth and tooth holder elements according to the invention, seen by their mutual coupling parts.
  • Figure 2 represents, in side elevation, the tooth and tooth elements of the previous figure in their coupling position.
  • Figure 3 represents, on the upper floor, the tooth and tooth elements of the previous figure.
  • Figure 4 represents, schematically, a coupled set of tooth and tooth holders according to the invention, in which a downward vertical effort is assumed applied to the tip of the tooth, the resulting reactions caused by said effort being plotted.
  • Figure 5 represents a schematic section along the line VV of Figure 4, in which the effects that the downward vertical force determine on the ears of the tooth element are shown.
  • Figure 6 represents, analogously to the case of figure 4, the set of tooth and tooth holders in which the vertical effort is supposed to be applied upwards on the tip of the tooth, the reactions caused by said effort being enhanced.
  • Figure 7 represents a schematic section according to line VI I-VI I of Figure 6, in which the effects on the ears of the tooth element determine the upward vertical stress are shown.
  • Figure 8 represents a section analogous to that of Figures 5 and 7, in which the location of the ears of the tooth element, housed in the recesses of the tooth holder element, and the boundary angles between which functionally must be found are shown the end sections of the ears of the tooth element with respect to the vertical perpendicular to the central axis thereof, three possibilities having been indicated in strokes to position the housing for the coupling retaining pin.
  • Figure 9 represents a section similar to that of the previous figure, in which the differentiated intermediate section and the end sections of the straight section of both ears of the tooth element are of rectilinear configuration and the angle of incidence of the extreme sections on the differentiated intermediate section is constant.
  • Figure 10 represents a section analogous to that of the previous figure in which the ears of the tooth element are symmetrical with respect to a point, the straight section of the ears presenting its extreme, rectilinear and different length sections in each one of them and in alternating position those of one with respect to the other, and its differentiated intermediate curvilinear section, the situation of the housing for the retention pin has also been indicated in strokes.
  • Figure 11 represents a section similar to that of Figure 10 in which the ears of the tooth element are specularly symmetrical presenting rectilinear and of different length their end sections and its differentiated intermediate section is curvilinear, being in this case, in the lower position the short end sections, being able to be located in a lower position in another case, not specifically represented.
  • Figure 12 represents, schematically, some of the various ways that it can take a straight section of an ear of the tooth element.
  • Figure 13 represents, schematically, half of a section analogous to that of Figures 5, 7 and 8 to 11, in which a straight section of an ear of the tooth element is shown in the case in which it presents its differentiated sections intermediate of different width and the bottom of the recess of the element of toothpick, which presents a complementary protrusion of the depression of the differentiated intermediate section.
  • Figure 1 shows, in an angularly exploded perspective, an assembly formed by a tooth holder element 1 and a tooth element 2.
  • the toothholder element 1 is constituted by a central core 3 from which axially, on the one hand, a fork 4, for the coupling of the toothholder element 1 on the active edge of the excavator blade or bucket, and, on the other hand , a projection in cantilever 5, or nose, in a prismatic manner.
  • the central core 3 has, on both sides, two rectilinear recesses 6 and, transversely, a hole for the accommodation of a retaining pin, both dispositions located so as not to reduce the section of the nose 5.
  • the tooth element 2 is constituted by a central core 7 which, axially, comprises a central housing 8, from which from its mouth 9 there are two straight ears 10, and a working tip 11.
  • the rectilinear ears 10 of the tooth element 2 are housed in the rectilinear recesses 6 of the tooth holder element 1, the coupling being maintained , in an exemplary embodiment, by means of a step 12, constituted by holes aligned in the rectilinear ears 10 of the tooth element 2 and in the central core 3 of the holder element 1, into which a retaining pin 13 is inserted.
  • the object of the invention consists, as shown in Figures 5 and 7, in relation to Figures 4 and 6, in the fact that the straight section of each of the rectilinear ears 10 of the tooth element 2, which is in a concave and substantially complementary part 14 of the convex profile of the bottom 15 of the rectilinear recesses of the holder element 1, it presents, as detailed in Figure 8, two end sections 10A that are convergently joined in a differentiated intermediate section 10B of the above.
  • said sections 10A and 10B have been separated by lines of imaginary lines M.
  • an effort Fs applied vertically downwards on the working tip 11 of the tooth element 2 determines reactions Rs1 on the nose 5 and Rs2 on the upper edge of the rectilinear recesses 6, which they give rise to a component Cs, which tends to apply the end sections 10A of the rectilinear ears 10 against the bottoms 15 of the rectilinear recesses 6.
  • the effort Fi is applied vertically upwards at the working tip 11 of the tooth element 2, in which case the reactions are Ri1 and Ri2 and the component is Ci.
  • the trend of the end sections 10A of the rectilinear ears 10 of the tooth element 2 against the bottoms 15 of the rectilinear recesses 6 has been drawn.
  • Figure 9 shows the case in which, in the straight section of the rectilinear ears 10, the end sections 10A are rectilinear and equal and the differentiated intermediate section 10B is rectilinear, also having represented a possible step 12 for a retention pin.
  • Figures 10 and 11 show the case in which the rectilinear ears 10 have their end sections 10A and 10C, rectilinear, of different length and the same angle of incidence on the differentiated intermediate sections 10B, being located in Figure 10 according to a point symmetry, while in figure 11 the symmetry is specular. In the case of this last figure, it can adopt an inverse position, in which the larger end sections 10A are located below the smaller end sections 10C. In all cases, in the rectilinear ears 10 of the tooth element 2 the longer end sections 10A will face the direction of the efforts to resist.
  • Figure 12 shows some of the various variants of the straight section that can be adopted in the making of the rectilinear ears 10.
  • the straight section of a rectilinear ear 16 can be seen, presenting its end sections 16A in a curvilinear shape and the differentiated intermediate section 16B in curvilinear form of curvature different from that of the end sections 16A.
  • the straight section of the rectilinear ear 17 has its end sections 17A in curvilinear form and its differentiated intermediate section 17 in rectilinear form.
  • the straight section of the rectilinear ear 18 has its end sections 18A in rectilinear form and its differentiated intermediate section 18B in a curvilinear form.
  • the straight section of the rectilinear ear 19 has its end sections 19A in a rectilinear form, as does its differentiated intermediate section 19B.
  • the straight section of the rectilinear ear 19 has its end sections 19A in a rectilinear form, as does its differentiated intermediate section 19B.
  • figure 13 half of a section of the coupling of the tooth-holder element 1 is shown with the tooth element 2 analogous to that of figures 5, 7 and 8 to 11, in which a straight section of one ear is observed rectilinear 20 in the case where its differentiated intermediate section 20B has a different width than the end sections 20A and the bottom 15 of the rectilinear recess 6 of the holder element 1 has a protuberance 21 complementary to the depression 22 of the differentiated intermediate section 20B.
  • a nose 5 that evolves from a hexagon, it allows it to be adapted without removing material from the nose 5 to implement rectilinear ears. In this way, the robustness of the nose 5 is not reduced, nor is the number of edges increased, thus reducing the risk of stress concentrations and achieving a simple but effective geometry.
  • the ears are completely closed, working under compression when a vertical effort is applied to the assembly, either upper or lower.

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Abstract

Este sistema de acoplamiento para los dientes de una excavadora, concretamente un diente del que se extienden en sentido axial dos orejas rectilínas que, siendo sensiblemente paralelas entre sí, emergen en voladizo de la boca de un alojamiento central y son complementarias de sendos cajeados rectilíneos abiertos que están previstos, también en sentido axial, en un elemento de portadientes, consiste en que la sección recta de cada una de las orejas rectilíneas del elemento de diente, que es en una parte cóncava y substancialmente complementaria del perfil convexo del fondo de los cajeados rectilíneos del elemento de portadiente, presenta dos tramos extremos que están reunidos convergentemente en un tramo intermedio diferenciado de los anteriores e inciden en el mismo según un ángulo de un valor comprendido aproximadamente entre 10° y 40°.

Description

SISTEMA DE ACOPLAMIENTO PARA LOS DIENTES DE UNA
EXCAVADORA
D E S C R I P C I Ó N
La presente invención se refiere a un sistema de acoplamiento para los dientes de una excavadora, especialmente para los dientes constituidos por la asociación de un elemento portadientes, que está fijado en el borde activo de la pala o cuchara de la excavadora o similar, con un elemento de diente, que es acoplable al citado elemento portadientes y retenible en el mismo mediante uno o más pasadores.
La invención, más concretamente, se refiere al caso en que uno de los precitados elementos de portadientes y diente, preferentemente este elemento de diente, se extiende en sentido axial en dos orejas rectilíneas que, siendo sensiblemente paralelas entre sí, emergen en voladizo de la boca de un alojamiento central en sentido axial y son complementarias de sendos cajeados rectilíneos abiertos que están practicados, también en sentido axial, en el elemento portadientes, el cual, al propio tiempo, dispone de un saliente en voladizo axial que es complementario del citado alojamiento central del elemento de diente, presentando tales orejas del elemento de diente su cara interior, que está en contacto con el fondo de los cajeados del elemento portadientes, según una superficie plana o ligeramente arqueada curvilíneamente.
Se tiene conocimiento de diversas patentes que se refieren a múltiples aspectos de la constitución, configuración y organización de las orejas del elemento de diente y de los cajeados del elemento de portadientes correspondiente, mereciendo destacar entre ellas las que se enumeran seguidamente: patente US 4.404.760, en la que el elemento de diente dispone de sendas orejas planas que, dotadas de un escalón interior, se adosan a los flancos del elemento de portadientes, en el que no se constituyen cajeados de guía y posicionado, que dispone de un ranurado en parte de su perímetro para la inserción de una horquilla que hace tope con el escalón interior de las orejas del elemento de diente para retenerlo acoplado en el elemento de portadientes; patente US 5.379.535, en la que las orejas del elemento de diente y los cajeados correspondientes del elemento de portadientes son inclinados respecto al eje del conjunto acoplado y las orejas presentan su cara interior según una superficie sensiblemente cónica, disponiendo una de dichas orejas un cajeado interno para la inserción de un pasador; patente US 5.386.653, en la que las orejas del elemento de diente presentan sus bordes longitudinales inclinados hacia fuera y sus caras internas según una superficie cóncava arqueada curvilínea, mientras que los cajeados rectilíneos del elemento de portadientes presentan sus paredes longitudinales inclinadas hacia el fondo, que es convexo arqueado curvilíneos; patente US 5.456.029, en la que un elemento portador de un elemento portadientes, dotados el primero de cajeados rectilíneos y el segundo de orejas, los citados cajeados rectilíneos presentan las paredes longitudinales inclinadas hacia el fondo de los mismos, los cuales fondos presentan una superficie ligeramente convexa de forma diédrica con arista viva; patente EP 0 835 963, en la que las orejas del elemento de diente presentan sus bordes longitudinales configurados según un escalonado decreciente hacia el exterior, mientras que los cajeados del elemento de portadientes presentan en sus paredes longitudinales unos escalonados, complementarios de los de los citados bordes longitudinales de las orejas, que decrecen hacia el fondo del cajeado correspondiente, presentando dicho fondo una superficie continua que pueden ser planas o transversalmente arqueada curvilíneamente que es substancialmente complementaria en ambos casos de la superficie de las caras internas de las orejas del elemento de diente; y, finalmente, patente ES 9902161 , en la que, también, se prevé una disposición de las orejas del elemento de diente respecto a los cajeados del elemento de portadientes similar a la adoptada en la precedente patente europea, con la particularidad de que en ésta las orejas son sensiblemente paralelas, mientras que en esta patente española las orejas están inclinadas en forma convergentemente simétrica. Con los diversos sistemas expuestos de acoplamiento de un elemento de portadientes a un elemento de diente mediante simples cajeados y orejas previstos en uno u otro de los mismos, tal como acontece en las patentes US 5.379.535 y 5.423.138, se consigue, en general: mejorar la sujeción del diente en el portadientes, debido a la mayor estabilización del sistema; eliminar la tensión sufrida por el pasador, también debido a la mayor estabilidad del sistema; y aumentar la resistencia del conjunto, al disponer de un brazo de palanca mayor.
La práctica ha demostrado que, en todos los acoplamientos en que intervienen orejas y cajeados se presenta el problema de que las orejas del elemento de diente tienden a salirse separándose del elemento de portadientes, cuando trasmiten éste los esfuerzos sufridos por el elemento de diente, con lo que esta tendencia a separarse las orejas del elemento de diente respecto al elemento de portadientes aumentaba el riesgo de rotura de las mismas.
Con la intención de eludir tal inconveniente, se presentaron las patentes US 5.386,653, en la que se creaban unos ángulos en los bordes longitudinales, superior e inferior, de las orejas del elemento de diente y en las paredes longitudinales del elemento de portadiente, para evitar su expulsión, y EP 0.835.963, en la que las orejas del elemento de diente presentan sus bordes longitudinales en forma escalonada complementaria de las paredes longitudinales de los cajeados del elemento de portadientes, que conforman disposiciones de guiado.
En ambos casos las orejas del elemento de diente siguen con la tendencia de abrirse o salirse de los cajeados del elemento de portadientes, pero las superficies inclinadas o la disposición de guiado las mantienen en su sitio. De hecho se evita la separación de las orejas con respecto al portadientes, pero se crea una concentración de esfuerzos, presente en la superficies de apoyo de las orejas en los cajeados del elemento portadientes, que conducen a roturas.
En otra solución, adoptada en la patente ES 9902161, se implementan dos orejas rectilíneas pero situadas en sendos planos convergentes. En este caso, cuando el elemento de diente recibe un esfuerzo vertical superior (ver figura 23), las orejas se cierran, trabajando a compresión, mientras que al recibir un esfuerzo vertical inferior, las orejas se abren.
Con el ánimo de eludir los inconvenientes expuestos se ha adoptado la solución de configurar las orejas del elemento de diente en forma cerrada, es decir, que las mismas presentan una sección recta que presenta una parte cóncava encarada a los cajeados del elemento del portadientes que presentan sus fondos complementariamente convexos de la parte anteriormente citada. De acuerdo con la precedente solución, se ha desarrollado el sistema objeto de la invención, según el cual la sección recta de cada una de las orejas del elemento de diente, que es en una parte cóncava y substancialmente complementaria del perfil convexo del fondo de los cajeados del elemento de portadiente, presenta dos tramos extremos que están reunidos convergentemente en un tramo intermedio diferenciado de los anteriores.
Una característica de la invención consiste en que los dos tramos extremos de la sección recta de cada una de las orejas del elemento de diente, inciden en el tramo intermedio con un ángulo de un valor comprendido aproximadamente entre 10° y 40°.
La invención comprende que el diferenciado tramo intermedio de la sección recta de las orejas del elemento de diente puede adoptar una configuración curvilínea o una configuración rectilínea, sin que ello excluya otras configuraciones compuestas ( mixtas, quebradas, etc). Asimismo, la invención comprende que los tramos extremos de la sección recta de cada una de las orejas puede adoptar una configuración rectilínea o curvilínea, sin excluir otras posibles, comprendiendo los casos en que ambos tramos extremos son de igual o de distinta configuración, de igual o diferente longitud en cualquiera de los casos precedentes, y con ángulo de incidencia sobre el diferenciado tramos intermedio igual o distinto para los dos tramos extremos de una misma sección recta. Otra característica de la invención estriba en que las dos orejas de un mismo elemento de diente pueden ser simétricas especularmente o respecto a un punto.
Otra característica de la invención reside en que las orejas del elemento de diente presentan orificios diametralmente opuestos que, situados en uno de los tramos extremos o en el diferenciado tramo intermedio, están alineados en correspondencia con un orificio que atraviesa el saliente en voladizo del elemento de portadientes.
También es característico en esta invención que los dos lados menores de la sección recta de las orejas del elemento de diente son rectilíneos y sensiblemente paralelos entre sí y que la sección recta de cada oreja del elemento de diente presenta una anchura igual en toda su extensión, no obstante, puede presentar una o más zonas de reducida extensión y de anchura diferente de la anchura predominante. Finalmente, otra característica de la invención radica en que en las orejas del elemento de diente los tramos extremos de mayor longitud están enfrentados al sentido de los esfuerzos a resistir.
Para facilitar la comprensión de las precedentes ideas, se describe seguidamente el objeto de la invención, haciendo referencia a los dibujos ilustrativos que se acompañan. En los dibujos:
Figura 1 , representa, en perspectiva explosionada angular, los elementos de portadlentes y de diente según la invención, vistos por sus partes de acoplamiento mutuo.
Figura 2, representa, en alzado lateral, los elementos de portadientes y de diente de la figura anterior en su posición de acoplamiento.
Figura 3, representa, en planta superior, los elementos de portadientes y de diente de la figura anterior.
Figura 4, representa, esquemáticamente, un conjunto acoplado de portadientes y de diente según la invención, en el que se supone un esfuerzo vertical hacia abajo aplicado en la punta del diente, grafiándose las reacciones resultantes provocadas por dicho esfuerzo. Figura 5, representa una sección esquemática por la línea V-V de la figura 4, en la que se muestran los efectos que el esfuerzo vertical hacia abajo determinan en las orejas del elemento de diente.
Figura 6, representa, análogamente al caso de la figura 4, el conjunto de portadientes y de diente en el que el esfuerzo vertical se supone aplicado hacia arriba en la punta del diente, granándose las reacciones provocadas por dicho esfuerzo.
Figura 7, representa una sección esquemática según la línea VI I-VI I de la figura 6, en la que se muestran los efectos que, sobre las orejas del elemento de diente, determina el esfuerzo vertical hacia arriba.
Figura 8, representa una sección análoga a la de las figuras 5 y 7, en la que se muestran la situación de las orejas del elemento de diente, alojadas en los cajeados del elemento de portadientes, y los ángulos límites entre los que funcionalmente deben encontrarse los tramos extremos de las orejas del elemento de diente respecto a la vertical perpendicular al eje central de las mismas, habiéndose indicado a trazos tres posibilidades de situar el alojamiento para el pasador de retención del acoplamiento.
Figura 9, representa una sección similar a la de la figura anterior, en la que el diferenciado tramo intermedio y los tramos extremos de la sección recta de ambas orejas del elemento de diente son de configuración rectilínea y el ángulo de incidencia de los tramos extremos sobre el diferenciado tramo intermedio es constante.
Figura 10, representa una sección análoga a la de la figura anterior en la que las orejas del elemento de diente son simétricas entre sí con respecto a un punto, presentando la sección recta de las orejas sus tramos extremos, rectilíneos y de distinta longitud en cada una de ellas y en posición alternada los de una respecto a la otra, y su diferenciado tramo intermedio curvilíneo, también se ha indicado a trazos la situación del alojamiento para el pasador de retención.
Figura 11, representa una sección similar a la de la figura 10 en la que las orejas del elemento de diente son especularmente simétricas presentando rectilíneos y de distinta longitud sus tramos extremos y curvilíneo su diferenciado tramo intermedio, hallándose, en este caso, en posición inferior los tramos extremos cortos, pudiendo estar situados en posición inferior en otro caso, no específicamente representado.
Figura 12, representa, esquemáticamente, alguna de las diversas formas de que puede adoptar sección recta de una oreja del elemento de diente.
Figura 13, representa, esquemáticamente, la mitad de una sección análoga a la de las figuras 5, 7 y 8 a 11 , en la que se muestra una sección recta de una oreja del elemento de diente en el caso en que presenta su diferenciado tramos intermedio de diferente anchura y el fondo del cajeado del elemento de portadientes, el cual presenta una protuberancia complementaria de la depresión del diferenciado tramo intermedio.
En la figura 1 se muestra, en una perspectiva angularmente explosionada, un conjunto formado por un elemento de portadientes 1 y un elemento de diente 2.
El elemento de portadientes 1 está constituido por un núcleo central 3 del que parten axialmente, por un lado, una horquilla 4, para el acoplamiento del elemento portadientes 1 en el borde activo de la pala o cuchara de una excavadora, y, por otro lado, un saliente en voladizo 5, o nariz, de forma prismática. El núcleo central 3 dispone, en ambos lados, de sendos cajeados rectilíneos 6 y, transversalmente, de un orificio para el alojamiento de un pasador de retención, ambas disposiciones situadas de manera que no reducen la sección de la nariz 5.
El elemento de diente 2 está constituido por un núcleo central 7 que, axialmente, comprende un alojamiento central 8, del que de su boca 9 emergen sendas orejas rectilíneas 10, y una punta de trabajo 11.
Como se muestra en las figuras 2 y 3, en el acoplamiento de los elementos de portadientes 1 y de diente 2, las orejas rectilíneas 10 del elemento de diente 2 se hallan alojadas en los cajeados rectilíneos 6 del elemento de portadientes 1 , manteniéndose el acoplamiento, en un ejemplo de realización, mediante un paso 12, constituido por orificios alineadamente previstos en las orejas rectilíneas 10 del elemento de diente 2 y en el núcleo central 3 del elemento de portadientes 1, en el que se introduce un pasador de retención 13.
Cuanto se ha expuesto hasta el momento, debe considerarse como comprendido en el estado de la técnica, como se demuestra con la cita de patentes expuesta en el comienzo de esta memoria descriptiva.
El objeto de la invención consiste, como se muestra en las figuras 5 y 7, en relación con las figuras 4 y 6, en el hecho de que la sección recta de cada una de las orejas rectilíneas 10 del elemento de diente 2, que es en una parte 14 cóncava y complementaria, substancialmente, del perfil convexo del fondo 15 de los cajeados rectilíneos del elemento de portadientes 1, presenta, como se detalla en la figura 8, dos tramos extremos 10A que están reunidos convergentemente en un tramo intermedio 10B diferenciado de los anteriores. En aras a la comprensión de lo expuesto y para facilitar la comprensión de lo que se describirá, se han separado dichos tramos 10A y 10B por líneas de trazos imaginarias M.
Como se observa en dichas figuras 4 a 7, un esfuerzo Fs aplicado verticalmente hacia abajo en la punta de trabajo 11 del elemento de diente 2, determina unas reacciones Rs1 en la nariz 5 y Rs2 en el borde superior de los cajeados rectilíneos 6, que dan lugar a una componente Cs, que tiende a aplicar los tramos extremos 10A de las orejas rectilíneas 10 contra los fondos 15 de los cajeados rectilíneos 6. Otro tanto sucede, cuando el esfuerzo Fi es aplicado verticalmente hacia arriba en la punta de trabajo 11 del elemento de diente 2, en cuyo caso las reacciones son Ri1 y Ri2 y la componente es Ci. Se ha dibujado a trazos la tendencia de los tramos extremos 10A de las orejas rectilíneas 10 del elemento de diente 2 contra los fondos 15 de los cajeados rectilíneos 6.
Se ha comprobado, como se muestra en la figura 8, que el ángulo de incidencia α de los tramos extremos 10A sobre los diferenciados tramos intermedios 10B de las secciones rectas de las orejas rectilíneas 10 del elemento de diente 2, debe estar comprendido entre los ángulos límites β y δ definidos respecto a la vertical y perpendicular al eje transversal X de la sección recta, valorándose tales ángulos límites como β = 10° y δ = 40°. Por otra parte, en la misma figura 8, se han indicado diversas posibilidades de situación del paso 12 apto para la inserción del pasador de retención 13.
En las figuras 5, 7 y 8, se ha representado el caso en que, en la sección recta de las orejas rectilíneas 10, los tramos extremos 10A son rectilíneos e iguales y el diferenciado tramo intermedio 10B es curvilíneo, estando separados entre sí por las líneas imaginarias M.
En la figura 9 se ha representado el caso en que, en la sección recta de las orejas rectilíneas 10 , los tramos extremos 10A son rectilíneos e iguales y el diferenciado tramo intermedio 10B es rectilíneo, habiéndose representado, también, un posible paso 12 para un pasador de retención.
En las figuras 10 y 11 se ha representado el caso en que las orejas rectilíneas 10 presentan sus tramos extremos 10A y 10C, rectilíneos, de diferente longitud e igual ángulo de incidencia sobre el diferenciado tramos intermedio 10B, estando situados en la figura 10 según una simetría puntual, mientras que en la figura 11 la simetría es especular. El caso de esta última figura, puede adoptar una posición inversa, en la que los tramos extremos 10A, mayores, están situados por debajo de los tramos extremos 10C, menores. En todos los casos, en las orejas rectilíneas 10 del elemento de diente 2 los tramos extremos 10A de mayor longitud estarán enfrentados al sentido de los esfuerzos a resistir.
En la figura 12 se muestran alguna de las diversas variantes de la sección recta que pueden adoptarse en la confección de las orejas rectilíneas 10. Entre ellas se puede observar la sección recta de una oreja rectilínea 16 que presenta sus tramos extremos 16A en forma curvilínea y el diferenciado tramo intermedio 16B en forma curvilínea de curvatura diferente de la de los tramos extremos 16A. La sección recta de la oreja rectilínea 17 presenta sus tramos extremos 17A en forma curvilínea y su diferenciado tramo intermedio 17 en forma rectilínea. La sección recta de la oreja rectilínea 18 presenta sus tramos extremos 18A en forma rectilínea y su diferenciado tramo intermedio 18B en forma curvilínea. Y, finalmente, la sección recta de la oreja rectilínea 19 presenta sus tramos extremos 19A en forma rectilínea, al igual que su diferenciado tramo intermedio 19B. Evidentemente, combinando los tramos extremos según su longitud, trayectoria y ángulo de incidencia con diferenciados tramos intermedios rectos, curvos, cortos, largos, etc. se puede obtener una gran variedad de secciones rectas. En la figura 13, se muestra la mitad de una sección del acoplamiento del elemento de portadientes 1 con el elemento de diente 2 análoga a la de las figuras 5, 7 y 8 a 11 , en la que se observa una sección recta de una oreja rectilínea 20 en el caso en que su diferenciado tramo intermedio 20B presenta diferente anchura que los tramos extremos 20A y el fondo 15 del cajeado rectilíneo 6 del elemento de portadientes 1 presenta una protuberancia 21 complementaria de la depresión 22 del diferenciado tramo intermedio 20B.
Con este sistema de orejas cerradas se obtiene una mayor robustez del sistema, reduciendo el riesgo de roturas al conseguir que las orejas trabajen a compresión al trasmitir la fuerza del diente 2 al portadientes 1.
Además, para el caso particular de una nariz 5 que evolucione a partir de un hexágono, permite adaptarse a éste sin necesidad de quitarle material a la nariz 5 para implementar orejas rectilíneas. De este modo no se reduce la robustez de la nariz 5 ni se aumenta el número de aristas, reduciendo así el riesgo de tener concentraciones de esfuerzo y consiguiendo una geometría simple pero efectiva.
En el nuevo sistema de acoplamiento, las orejas están completamente cerradas, trabajando a compresión cuando se aplica al conjunto un esfuerzo vertical, ya sea superior o inferior.

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S
1.- Sistema de acoplamiento para los dientes de una excavadora, concretamente para los dientes del tipo de los constituidos por la asociación de un elemento de portadientes, fijado a la pala o cuchara de la excavadora, con un elemento de diente, acoplado al elemento anterior y retenido al mismo mediante un pasador, en el que uno de tales elementos, preferentemente el elemento de diente, se extiende en sentido axial en dos orejas rectilíneas que, siendo sensiblemente paralelas entre sí, emergen en voladizo de la boca de un alojamiento central y son complementarias de sendos cajeados rectilíneos abiertos que están previstos, también en sentido axial, en el elemento de portadientes, el cual, al propio tiempo, dispone de un saliente en voladizo que es complementario del alojamiento central del elemento de diente, presentando tales orejas del elemento de diente su cara interior, que está en contacto con los fondos de los cajeados del elemento de portadientes, según una superficie continua plana o ligeramente arqueada, caracterizado porque la sección recta de cada una de las orejas rectilíneas del elemento de diente, que es en una parte cóncava y substancialmente complementaria del perfil convexo del fondo de los cajeados rectilíneos del elemento de portadiente, presenta dos tramos extremos que están reunidos convergentemente en un tramo intermedio diferenciado de los anteriores.
2.- Sistema, según la reivindicación anterior, caracterizado porque los dos tramos extremos de la sección recta de cada una de las orejas del elemento de diente, inciden en el diferenciado tramo intermedio, con un ángulo de un valor comprendido aproximadamente entre 10° y 40°.
3.- Sistema, según la reivindicación 1 , caracterizado porque el diferenciado tramo intermedio de la sección recta de las orejas del elemento de diente es curvilíneo.
4.- Sistema, según la reivindicación 1 , caracterizado porque el diferenciado tramo intermedio de la sección recta de las orejas del elemento de diente es rectilíneo.
5.- Sistema, según la reivindicación 1, caracterizado porque los tramos extremos de la sección recta de cada una de las orejas del elemento de diente son sensiblemente rectilíneos.
6.- Sistema, según la reivindicación 1, caracterizado porque los tramos extremos de la sección recta de cada una de las orejas del elemento de diente son ligeramente curvilíneos.
7.- Sistema, según la reivindicación 1 , caracterizado porque es sensiblemente rectilíneo uno de los tramos extremos de la sección recta de cada una de las orejas del elemento de diente, mientras que es ligeramente curvilíneo el tramo extremo restante.
8.- Sistema, según la reivindicación 1 , caracterizado porque la sección recta de las orejas del elemento de diente es transversalmente simétrica, con lo que los dos tramos extremos de dicha sección recta de las orejas del elemento de diente presentan la misma longitud y el ángulo de incidencia de los dos tramos extremos en el tramo intermedio presenta igual valor para cada uno de ellos.
9.- Sistema, según la reivindicación 1, caracterizado porque la sección recta de las orejas del elemento de diente es transversalmente asimétrica, con lo que los dos tramos extremos de dicha sección recta de las orejas del elemento de diente presentan distinta longitud y el ángulo de incidencia de los dos tramos extremos en el diferenciado tramo intermedio es de valor distinto para cada uno de ellos.
10.- Sistema, según la reivindicación 1 , caracterizado porque la sección recta de las orejas del elemento de diente, siendo asimétrica, presentan los dos tramos extremos de igual longitud y diferente ángulo de incidencia en el diferenciado tramo intermedio.
11.- Sistema, según la reivindicación 1 , caracterizado porque la sección recta de las orejas del elemento de diente, siendo asimétrica, presenta los dos tramos extremos de distinta longitud e igual ángulo de incidencia en el diferenciado tramo intermedio.
12.- Sistema, según la reivindicación 1 , caracterizado porque ambas orejas del elemento de diente presentan orificios diametralmente opuestos que, situados en uno de los tramos extremos o en el diferenciado tramo intermedio, están alineados en correspondencia con un orificio que atraviesa el saliente en voladizo del elemento de portadientes.
13.- Sistema, según la reivindicación 1, caracterizado porque los dos lados menores de la sección recta de las orejas del elemento de diente son rectilíneos y sensiblemente paralelos entre sí.
14.- Sistema, según la reivindicación 1 , caracterizado porque las secciones rectas de las dos orejas de un elemento de diente son especularmente simétricas.
15.- Sistema, según la reivindicación 1, caracterizado porque las secciones rectas de las dos orejas de un elemento de diente son simétricas respecto a un punto.
16.- Sistema, según la reivindicación 1, caracterizado porque la sección recta de cada oreja del elemento de diente presenta una anchura igual en toda su extensión.
17.- Sistema, según la reivindicación 1 , caracterizado porque la sección recta de cada oreja del elemento de diente presenta una o más zonas de reducida extensión y de anchura diferente de la anchura predominante.
18.- Sistema, según las reivindicaciones 9 y 11 , caracterizado porque en las orejas del elemento de diente los tramos extremos de mayor longitud están enfrentados al sentido de los esfuerzos a resistir.
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