WO2020178466A1

WO2020178466A1 - Sistema de fijación de elementos de desgaste en máquinas de movimiento de tierras

Info

Publication number: WO2020178466A1
Application number: PCT/ES2020/070149
Authority: WO
Inventors: Carlos AMAT HOLGADO; Javier Jimenez Garcia
Original assignee: Metalogenia Research & Technologies, S.L.
Priority date: 2019-03-01
Filing date: 2020-03-02
Publication date: 2020-09-10
Also published as: EP3933124A1; AU2020231829A1; WO2020178462A1; CA3131444A1; BR112021017102A2; PE20220105A1; MX2021010575A; CN113795638A; EP3933124A4; KR20210140733A; ZA202106303B; AU2020231829B2; CL2021002280A1; US20220145594A1

Abstract

El sistema de fijación de elementos de desgaste en máquinas de movimiento de tierras, que comprende un vástago (1) giratorio entre una posición de bloqueo y una posición de liberación, definiendo dicho vástago (1) un extremo interior y un extremo exterior, comprendiendo dicho vástago (1) unos elementos de bloqueo (2, 3), en el que dicho vástago (1) comprende un primer elemento de bloqueo (2) deformable colocado en el extremo interior de dicho vástago (1) y un segundo elemento de bloqueo (3) dispuesto desplazado hacia el extremo exterior de dicho vástago (1). Permite proporcionar un sistema de fijación de elementos de desgaste en máquinas de movimiento de tierras que sea fácil de manipular y que mejore/asegure los contactos entre diente y portadientes.

Description

SISTEMA DE FIJACIÓN DE ELEMENTOS DE DESGASTE EN MÁQUINAS DE

MOVIMIENTO DE TIERRAS

DESCRIPCIÓN

La presente invención se refiere a un sistema de fijación de elementos de desgaste en máquinas de movimiento de tierras, en particular, a un sistema para la fijación de un diente a un portadientes de una máquina de movimiento de tierras, aunque también puede usarse para la fijación de cualquier elemento de desgaste, incluyendo protectores de labio y protectores laterales.

Antecedentes de la invención

Las máquinas de movimiento de tierras, tal como, por ejemplo, excavadoras o cargadoras para trabajos en obras, minería, etc. comprenden una pala o cazo que está sometida a elevados esfuerzos y a una gran erosión, sobre todo en la zona del labio (también denominado cuchilla).

Por ello, en general, los labios suelen tener una pluralidad de elementos de protección o desgaste incorporados, tales como:

- dientes: tienen la función de penetrar el terreno y proteger la cuchilla del cazo o pala,

- portadientes o adaptador: tienen la función de proteger la cuchilla y, sobre todo, soportar los dientes,

- protectores frontales: protegen el labio en las zonas comprendidas entre los dientes y también cumplen una función de penetración, pero en menor medida que el diente,

- protectores laterales: protegen los laterales de la pala o cazo.

Todos estos elementos, usualmente denominados elementos de desgaste o protección, están sometidos a fuertes solicitaciones mecánicas, deformaciones plásticas y a un fuerte desgaste. Por este motivo es habitual que deban ser reemplazados con una cierta frecuencia, cuando el desgaste sufrido así lo exige.

Los elementos de desgaste o protección pueden estar fijados de forma mecánica, son más fácil y rápido de cambiar o soldados son más baratos pero difícil de cambiar y con el riesgo de dañar la cuchilla con la soldadura.

En la actualidad se conocen sistemas fijación de los elementos de desgaste, que presentan el inconveniente de que una vez montado no tensan el sistema diente/portadientes, es decir, cuando se monta el diente sobre la nariz del portadientes, el encaje presenta un juego indeseado que hace que, durante el trabajo, facilite la entrada de finos.

Este juego indeseado es debido que, al no estar tensado el diente sobre el portadientes , o lo que es lo mismo, que los planos de contacto del diente con el portadientes no está tensado, se produce un movimiento relativo entre los planos de contacto que tiene dos efectos, uno, facilitar la entrada de finos y dos, dichas superficies de contacto friccionan, una con la otra, aumentando el desgaste interno, empeorando a la vez dichos contactos y agrandando el problema. Una vez, el encaje deja de funcionar correctamente, todo el esfuerzo es aguantado por el pasador, sobrecargándolo hasta la rotura.

Ese problema se solventa tensando el diente sobre el portadientes, es decir mantener los contactos entre diente y portadientes, para evitar el juego indeseado, y se hace a partir del sistema de pasador, el cual tiene un mecanismo para tensionar el diente sobre portadientes evitando el juego entre estos.

Otra ventaja del sistema de pasador es que es fácil de montar con una herramienta i sin el uso de la fuerza.

Algunos sistemas de fijación, como los descritos en los documentos US8122621 y US9493930 no tienen in tope físico para la rotación de desmontaje.

Por lo tanto, un objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema de fijación de elementos de desgaste en máquinas de movimiento de tierras que sea fácil de manipular y que mejore/asegure los contactos entre diente y portadientes.

Descripción de la invención Con el sistema de fijación de la invención se consiguen resolver los inconvenientes citados, presentando otras ventajas que se describirán a continuación.

El sistema de fijación de elementos de desgaste en máquinas de movimiento de tierras de acuerdo con la presente invención comprende un vástago giratorio entre una posición de bloqueo y una posición de liberación, definiendo dicho vástago un extremo interior y un extremo exterior, comprendiendo dicho vástago unos elementos de bloqueo, en el que dicho vástago comprende un primer elemento de bloqueo deformable colocado en el extremo interior de dicho vástago y un segundo elemento de bloqueo dispuesto desplazado hacia el extremo exterior de dicho vástago.

De esta manera, se consigue un sistema de fijación que bloquea el elemento de desgaste en los dos extremos del vástago, es decir, en posiciones separadas, lo que hace la fijación más estable y fiable.

De acuerdo con una realización preferida, dicho primer elemento de bloqueo tiene un perfil poligonal y dicho segundo elemento de bloqueo es un saliente o pasador perpendicular respecto al eje longitudinal de dicho vástago, preferentemente de una sola pieza con el vástago.

Si se desea, el sistema de fijación de acuerdo con la presente invención también puede comprender un tercer elemento de bloqueo. Por ejemplo, dicho tercer elemento de bloqueo puede ser un saliente deformable colocado entre el primer y segundo elementos de bloqueo.

Además, para facilitar su colocación, rotación y retirada, dicho vástago comprende una cavidad en su extremo exterior para colocar en su interior una herramienta, tal como una llave o similar. Ventajosamente, dicha cavidad tiene un perfil poligonal, por ejemplo, cuadrado.

De acuerdo con una realización preferida, el sistema de fijación de acuerdo con la presente invención también comprende un cuerpo exterior provisto de un orificio pasante para dicho vástago, sobresaliendo dichos elementos de bloqueo de dicho cuerpo exterior.

De acuerdo con esta realización, dicho tercer elemento de bloqueo está preferentemente alojado en el interior de un alojamiento, por ejemplo, un orificio pasante, de dicho cuerpo exterior.

Además, dicho cuerpo exterior comprende ventajosamente una superficie de apoyo, por ejemplo, formada por un entrante inferior en dicho cuerpo exterior.

Esta superficie de apoyo se apoya a un soporte de giro situado en la cavidad del portadientes, y sirve como punto de apoyo para la rotación de bloqueo y desbloqueo de sistema de pasador.

De acuerdo con una realización preferida, el vástago del sistema de fijación de elementos de desgaste en máquinas de movimiento de tierras de acuerdo con la presente invención comprende una ranura en forma de leva que, en una posición, empuja el tercer elemento de bloqueo.

Además, el primer elemento de bloqueo puede comprender una punta, que ventajosamente comprende un mayor espesor en su parte delantera y es biselada, y el segundo elemento de bloqueo puede comprender una rampa en la zona de unión con el vástago, que facilitan la compensación de tolerancias.

Breve descripción de los dibujos

Para mejor comprensión de cuanto se ha expuesto, se acompañan unos dibujos en los que, esquemáticamente y tan sólo a título de ejemplo no limitativo, se representa un caso práctico de realización.

La figura 1 es una vista en perspectiva de un conjunto de diente y portadientes donde se utiliza el sistema de fijación de acuerdo con la presente invención, según una primera realización;

La figura 2 es una vista en perspectiva del sistema de fijación de la presente invención, según dicha primera realización;

Las figuras 3 y 4 son vistas en sección transversal del sistema de fijación de la presente invención, según dicha primera realización, en su posición de bloqueo y de liberación, respectivamente;

La figura 5 es una vista en perspectiva de un conjunto de diente y portadientes donde se utiliza el sistema de fijación de acuerdo con la presente invención, según una segunda realización;

La figura 6 es una vista en perspectiva del sistema de fijación de la presente invención de acuerdo con una tercera realización, en la que el vástago comprende una ranura;

Las figuras 6 y 7 son vistas en sección del sistema de fijación de la presente invención de acuerdo con dicha tercera realización, en dos posiciones diferentes, en la que se ve el funcionamiento de la leva o ranura;

La figura 9 es una vista frontal del sistema de fijación de la presente invención de acuerdo con una cuarta realización, en la que el segundo elemento de bloqueo comprende una rampa en la zona de unión con el vástago para compensar tolerancias;

La figura 10 es un detalle de la figura 9 para observar con mayor detalle dicha rampa; y

La figura 1 1 es una vista en sección del sistema de fijación de la presente invención de acuerdo con una cuarta realización.

Descripción de realizaciones preferidas

En primer lugar, debe indicarse que, aunque en las figuras 1 y 5 se han representado un diente 10 y un portadientes 11 de una máquina de movimiento de tierras, el sistema de fijación de acuerdo con la presente invención se puede utilizar para la fijación de cualquier elemento de desgaste de una máquina de movimiento tierras. Tal como se muestra en la figura 1 , el sistema de fijación de acuerdo con la presente invención se utiliza para fijar un diente 10 a un portadientes 1 1. Para ello, el diente 10 comprende un orificio pasante 12 y el portadientes 11 comprende una cavidad 13.

Como se puede ver con mayor detalle en la figura 2, el sistema de fijación de acuerdo con la presente invención comprende un vástago 1 que define un extremo interior y un extremo exterior, siendo el extremo interior el que se introduce en el orificio pasante 12 y en la cavidad 13.

De acuerdo con la realización representada, el vástago 1 comprende un primer elemento de bloqueo 2 en su extremo interior, un segundo elemento de bloqueo 3 desplazado hacia el extremo exterior, es decir, más cerca del extremo exterior que del extremo interior o en el propio extremo exterior, y un tercer elemento de bloqueo 4 (que es el que da tensión al pasador), colocando entre el primer y segundo elementos de bloqueo 2, 3, en un lateral de dicho vástago 1. En las últimas versiones, el primer elemento de bloqueo 2, tiene un sobre espesor, el cual también da tensión al pasador, pero en sentido longitudinal del vástago.

Dicho primer elemento de bloqueo 2 es de un material deformable, tal como de un material elástico, por ejemplo, caucho, y tiene un perfil poligonal, por ejemplo, substancialmente cuadrado con sus vértices redondeados.

Por su parte, el segundo elemento de bloqueo 3 es preferentemente un saliente o pasador formado de una sola pieza con el vástago 1 y que se extiende perpendicular respecto al eje longitudinal del vástago 1. La función del segundo elemento de bloqueo 3 es hacer tope con el diente para que el pasador no se salga hacia fuera del orificio pasante del diente. En cambio, la función del primer elemento de bloqueo 2 es fijar la posición del pasador, o en una posición montada o una posición de desmontaje, es decir, evitar el giro.

El tercer elemento de bloqueo 4 también es de un material deformable, por ejemplo, también de material elástico, tal como caucho. Debe indicarse que también puede ser una combinación entre material elástico y material duro o rígido, tal como, por ejemplo, acero, ya que eso les da más fuerza.

La función de este tercer elemento de bloqueo 4 es topar contra el portadientes, que como está cargado elásticamente, y el portadientes está fijo, este retenedor tiende a ir hacia atrás del conjunto, empujando, a la vez, el diente. El efecto es el tensado del diente sobre el portadientes.

La mezcla de material elástico y material duro nos da más fuerza al retenedor para empujar el diente hacia el portadientes.

El sistema de fijación de acuerdo con la presente invención también comprende, de acuerdo con esta realización, un cuerpo exterior 6 provisto de un orificio pasante 7 a través del cual pasa el vástago 1 y de un alojamiento 8 para el tercer elemento de bloqueo 4. Como puede verse en la figura 2, dichos elementos de bloqueo 2, 3, 4 sobresalen respecto a dicho cuerpo exterior 6.

Preferiblemente, el alojamiento 8, es un orificio pasante, por lo que el tercer elemento de bloqueo 4 contacta con el vástago 1.

Además, dicho cuerpo 6 está provisto de una superficie de apoyo 14, la cual se apoya a un soporte de giro 15 situado en la cavidad 13 del portadientes 11. Este apoyo sirve como punto de apoyo para la rotación de bloqueo y desbloqueo de sistema de pasador.

De acuerdo con una realización representada, dicha superficie de apoyo 14 está formada por un entrante inferior en dicho cuerpo exterior 6.

Dicho vástago 1 es giratorio entre una posición de bloqueo y una posición de liberación (representadas respectivamente en sección en las figuras 3 y 4). Para ello, el vástago 1 comprende, en su extremo exterior, una cavidad 5, preferentemente de perfil poligonal, para la introducción de una herramienta complementaria, por ejemplo, una llave.

Para la colocación y la retirada, dicha herramienta se coloca en la cavidad 5, el pasador es introducido en la cavidad 13 del portadientes, pasando por el orificio pasante 12 del diente, y se apoya la zona de apoyo 14 del cuerpo 6 del pasador en el soporte de giro 15, y se rota unos 35°, y a continuación el vástago 1 se gira 90° respecto a su eje longitudinal mediante dicha herramienta, pasando desde la posición de liberación a la posición de bloqueo. Una vez en su posición de bloqueo, la herramienta se retira. Son dos movimientos con la herramienta.

En esta posición de bloqueo, el primer elemento de bloqueo 2 se deforma contra la cavidad 13 del portadientes 11 , comprimiéndose en sus esquinas, hasta que, después del giro de 90°, las esquinas recuperan su forma ya que han alcanzado las esquinas de la cavidad 13, quedando el primer elemento de bloqueo bloqueado en la cavidad 13, y bloqueando el movimiento del vástago 1 y evitando el giro del pasador.

Debe indicarse que la geometría de la cavidad 13 donde se ubica el primer elemento de bloqueo 2 tiene la misma geometría que este, es decir, no es redonda, de manera que cuando se gira 90°, el primer elemento de bloqueo 2 gira deformando sus esquinas de acuerdo con la cavidad 13, cuando las esquinas del elemento de bloqueo 2 alcanzan las siguientes esquinas de la cavidad 13, las esquinas del elemento de bloqueo 2 dejan de estar comprimidas y quedan atrapadas en la cavidad 13, quedando bloqueado.

Además, en la posición de bloqueo, el segundo elemento de bloqueo 3 topa contra una ranura formada en dicho orificio pasante 12 del diente, bloqueando el vástago 1 en sentido longitudinal, es decir, evita que salga del orificio pasante 12. Esto hace que, durante el funcionamiento, las vibraciones y golpes no deseados no tiendan a sacar el pasador de su posición de montaje.

Por su parte, el tercer elemento de bloqueo 4 realiza un bloqueo por fricción o mecánico entre el tercer elemento de bloqueo y las paredes interiores de la cavidad 13 del portadientes 11 y las paredes interiores del orificio pasante 12 del diente 10, que hacen que el sistema de pasador quede tensado en posición, evitando los movimientos indeseados durante el trabajo. Este tercer elemento de bloqueo 4 presiona sobre el vástago 1 , dificultando también el giro de este, y a la vez dificultando la rotación del segundo elemento de bloqueo 3.

Para su retirada, debe realizarse la operación inversa, también mediante dicha herramienta.

En la figura 5 se representa una segunda realización del sistema de fijación de acuerdo con la presente invención.

Por motivos de claridad se utilizan los mismos números de referencia para designar los mismos elementos que en la realización anterior. Además, no se describen en detalle las partes comunes por motivos de simplicidad.

Como se puede apreciar en esta figura 5, en esta realización el sistema de fijación también comprende un vástago 1 provisto de un primer elemento de bloqueo 2 y un segundo elemento de bloqueo 3, pero no comprende el tercer elemento de bloqueo ni el cuerpo exterior.

Su funcionamiento y su colocación y retirada son iguales que en la primera realización descrita anteriormente.

En las figuras 6 a 8 se muestra una tercera realización del sistema de fijación de acuerdo con la presente invención. La principal diferencia de esta tercera realización respecto a la primera realización es que el vástago 1 comprende una ranura 16 en forma de leva.

De esta manera, cuando el vástago 1 gira, la zona más ancha del vástago 1 definida por la ranura 16 empuja el tercer elemento de bloqueo 4, para contactar con la ranura del portadientes, es decir, en posición de montaje, tal como se muestra en la figura 7, pero en la posición mostrada en la figura 8, una parte del tercer elemento de bloqueo 4 queda alojada en la ranura 16, de manera que el tercer elemento de bloqueo 4 no es empujado (posición en que el pasador queda libre, es decir en posición de desmontaje). Esta característica mejora la fijación del tercer elemento de bloqueo 4. Además, al ser preferentemente de dos materiales, este tiene más fuerza para tensar/empujar el diente sobre el portadientes.

En las figuras 9 a 11 se muestra una cuarta realización del sistema de fijación de acuerdo con la presente invención, que es muy similar a la segunda realización.

Las diferencias entre la cuarta y la segunda realizaciones se han realizado para la absorción de tolerancias de fabricación.

En primer lugar, el primer elemento de bloqueo 2, que preferentemente es de un material deformable, comprende una punta biselada 18 para compactarse mejor y ejercer más fuerza, facilitando la absorción de las tolerancias.

Dicha punta 18 también comprende un mayor espesor en su parte delantera, como se puede apreciar en la figura 11.

El biselado de la punta 18 permite que, si se comprime el material elástico, haya espacio para el material deformado, pero también es importante que cuando el vástago este en posición de montaje, el material elástico quede comprimido en dirección longitudinal al vástago 1 , de forma que el vástago 1 es empujado hacia la ranura del diente.

La longitud del primer elemento de bloqueo le da una longitud total al vástago 1 más larga que la distancia entre la retención/contacto del segundo elemento de bloqueo 3 con el diente y la cara interna de la cavidad 13.

Preferentemente, la longitud del primer elemento de bloqueo 2 es mayor que la profundidad de la cavidad 13, aunque no es imprescindible.

El objetivo es que, en la posición de montaje, el primer elemento de bloqueo 2 quede tenso por este mayor espesor de la parte delantera de la punta 18 del primer elemento de retención 2. Además, el segundo elemento de bloqueo 3 comprende una rampa 17 en la zona de unión con el vástago 1 , tal como se aprecia mejor en la figura 10.

Esta rampa 17 aprovecha la fuerza ejercida por el primer elemento de bloqueo 2 para extraer el diente y acercar un orificio del diente al segundo elemento de bloqueo 3.

La inclinación preferible de esta rampa es de 3 a 25 grados, más concretamente entre 5 y 10 grados. Al ser un contacto puntual con la rampa 17, y ante la presión que se ejerce contra el diente, el diente tiende a torcerse hasta apoyar plano o tocar la parte del orificio contra el segundo elemento de bloqueo 3, absorbiendo mejor las tolerancias de fabricación.

A pesar de que se ha hecho referencia a una realización concreta de la invención, es evidente para un experto en la materia que el sistema de fijación descrito es susceptible de numerosas variaciones y modificaciones, y que todos los detalles mencionados pueden ser sustituidos por otros técnicamente equivalentes, sin apartarse del ámbito de protección definido por las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Sistema de fijación de elementos de desgaste en máquinas de movimiento de tierras, que comprende un vástago (1) giratorio entre una posición de bloqueo y una posición de liberación, definiendo dicho vástago (1) un extremo interior y un extremo exterior, comprendiendo dicho vástago (1) unos elementos de bloqueo (2, 3), caracterizado por que dicho vástago (1) comprende un primer elemento de bloqueo (2) deformable colocado en el extremo interior de dicho vástago (1) y un segundo elemento de bloqueo (3) dispuesto desplazado hacia el extremo exterior de dicho vástago (1).

2. Sistema de fijación de elementos de desgaste en máquinas de movimiento de tierras de acuerdo con la reivindicación 1 , en el que dicho primer elemento de bloqueo (2) tiene un perfil poligonal.

3. Sistema de fijación de elementos de desgaste en máquinas de movimiento de tierras de acuerdo con la reivindicación 1 , en el que dicho segundo elemento de bloqueo (3) es un saliente perpendicular respecto al eje longitudinal de dicho vástago (1).

4. Sistema de fijación de elementos de desgaste en máquinas de movimiento de tierras de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que también comprende un tercer elemento de bloqueo (4).

5. Sistema de fijación de elementos de desgaste en máquinas de movimiento de tierras de acuerdo con la reivindicación 4, en el que dicho tercer elemento de bloqueo (4) es un saliente deformable colocado entre el primer y segundo elementos de bloqueo (2, 3).

6. Sistema de fijación de elementos de desgaste en máquinas de movimiento de tierras de acuerdo con la reivindicación 1 , en el que dicho vástago (1) comprende una cavidad (5) en su extremo exterior.

7. Sistema de fijación de elementos de desgaste en máquinas de movimiento de tierras de acuerdo con la reivindicación 6, en el que dicha cavidad (5) tiene un perfil poligonal.

8. Sistema de fijación de elementos de desgaste en máquinas de movimiento de tierras de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que también comprende un cuerpo exterior (6) provisto de un orificio pasante (7) para dicho vástago (1), sobresaliendo dichos elementos de bloqueo (2, 3, 4) de dicho cuerpo exterior (6).

9. Sistema de fijación de elementos de desgaste en máquinas de movimiento de tierras de acuerdo con las reivindicaciones 4 y 8, en el que dicho tercer elemento de bloqueo (4) está alojado en el interior de un alojamiento (8) de dicho cuerpo exterior (6).

10. Sistema de fijación de elementos de desgaste en máquinas de movimiento de tierras de acuerdo con la reivindicación 3, en el que dicho segundo elemento de bloqueo (3) es de una sola pieza con el vástago (1).

1 1. Sistema de fijación de elementos de desgaste en máquinas de movimiento de tierras de acuerdo con la reivindicación 8, en el que dicho cuerpo exterior (6) comprende una superficie de apoyo (14).

12. Sistema de fijación de elementos de desgaste en máquinas de movimiento de tierras de acuerdo con la reivindicación 1 1 , en el que dicha superficie de apoyo (14) está formada por un saliente inferior en dicho cuerpo exterior (6).

13. Sistema de fijación de elementos de desgaste en máquinas de movimiento de tierras de acuerdo con la reivindicación 9, en el que dicho alojamiento (8) es un orificio pasante.

14. Sistema de fijación de elementos de desgaste en máquinas de movimiento de tierras de acuerdo con la reivindicación 4, en el que dicho vástago (1) comprende una ranura (16) en forma de leva que, en una posición, empuja el tercer elemento de bloqueo (4).

15. Sistema de fijación de elementos de desgaste en máquinas de movimiento de tierras de acuerdo con la reivindicación 1 , en el que el primer elemento de bloqueo (2) comprende una punta (18) que comprende un mayor espesor en su parte delantera.

16. Sistema de fijación de elementos de desgaste en máquinas de movimiento de tierras de acuerdo con la reivindicación 1 , en el que el primer elemento de bloqueo

(2) comprende una punta biselada (18).

17. Sistema de fijación de elementos de desgaste en máquinas de movimiento de tierras de acuerdo con la reivindicación 3, en el que el segundo elemento de bloqueo

(3) comprende una rampa (17) en la zona de unión con el vástago (1).