Un elemento desgastable (14) para usar en excavación que comprende un extremo frontal de trabajo (27),

una caja abierta hacia atrás (30) para recibir un morro (20) fijado a una excavadora, una abertura (42) que tiene un extremo de entrada (45) para recibir un cierre (16) que retiene el elemento desgastable (14) al morro (20), y un tope (48) asociado a la abertura (42) para retener reversiblemente el cierre (16) en la abertura (42), caracterizado porque la abertura (42) se estrecha a lo largo de al menos una parte sustancial de su longitud a medida que la abertura (42) se aleja del extremo de entrada (45) en dos direcciones perpendiculares transversales a la dirección de inserción del cierre

Acoplamiento para pieza desgastable de excavadora.

Área de la invención

La invención se refiere a una construcción novedosa para acoplar un elemento desgastable a una excavadora o similar.

Antecedentes y resumen de la invención

La invención a la que se refiere esta solicitud se describe a veces en términos relativos, tales como "arriba" y "abajo", para simplificar la explicación. En general estos términos se deben entender en relación a la orientación del conjunto desgastable tal como se ilustra en la Figura 1. Sin embargo, el conjunto desgastable se puede colocar en todo tipo de orientaciones y los términos relativos utilizados para describir la invención no pretenden ser una limitación de la invención.

Durante mucho tiempo, las partes desgastables, como uñas y coronas, se han sujetado a los bordes de excavación de diversas excavadoras (p. ej., el borde frontal de la pala en una pala cargadora delantera) para despedazar el material terroso que se debe colectar y para proteger el borde de excavación del desgaste prematuro. Para facilitar el recambio de las partes desgastables y reducir la cantidad de material que necesita recambio frecuente, las partes desgastables suelen estar compuestas de múltiples partes. A modo de ejemplo, las partes desgastables pueden incluir un adaptador, una punta o una tapa desgastable y un cierre para fijar reversiblemente el elemento desgastable al adaptador.

El documento US 5 709 043 publica una uña de excavación para enganchar en el borde de excavación de equipos de excavación que incluye un elemento desgastable provisto de caras portadoras en una caja que se extienden de forma substancialmente paralela al eje longitudinal de la uña. Las caras portadoras están formadas para ensancharse considerablemente al extenderse hacia atrás para proporcionar superficies anchas en los extremos traseros del elemento desgastable. Las caras portadoras se sitúan entre las paredes convergentes y las paredes laterales de la caja formando ángulos obtusos con ella para evitar áreas de concentración de tensión. Las caras portadoras están además formadas por diversos niveles para proporcionar una mayor resistencia a las cargas aplicadas verticalmente en el extremo frontal del elemento. Los elementos desgastables están además sujetos al adaptador mediante cierres que facilitan la instalación y retirada de los elementos desgastables.

El documento GB 2 118 616 publica un sistema de cierre que comprende un dispositivo de cierre (1) que consta de dos partes laterales (2-3 y 5) hechas de metal y una parte intermedia (4) hecha de un material elástico y fácilmente deformable. La parte lateral del dispositivo de cierre (5) actúa de seguro de cierre y cuando se encaja salva la distancia entre una superficie de cierre (17) en un elemento desgastable que se puede recambiar (13) por ejemplo en herramientas de una máquina de movimiento de tierras y otra superficie de cierre (18) situada en su elemento (14). Hay un eje especial para retirar el dispositivo de cierre (1) que tiene un extremo en punta y se puede girar en la abertura (23). Tanto la periferia del eje como la superficie colindante (6) del dispositivo de cierre están provistas de un patrón de fricción en aumento. Introduciendo completamente el eje en la abertura (23) el dispositivo de cierre (5) por presión se aleja de la posición de cierre (18) y girando el eje el dispositivo de cierre se puede sacar de la posición de cierre.

Un adaptador es una base que se fija al borde de excavación de una excavadora mediante soldadura, sujeción mecánica o estando incluida como parte integral del reborde de la pala. El adaptador en si puede tener varias partes, especialmente en el caso de uñas de gran tamaño, pero generalmente es un solo componente. En todo caso, el adaptador incluye un morro delantero con una forma tal que sujeta firmemente el elemento desgastable en su sitio. En una uña de excavación, el elemento desgastable es una punta o pico que tiene generalmente una configuración en forma de cuña con paredes superior e inferior que convergen en un borde de excavación. El extremo base de la punta incluye una caja que se abre hacia atrás para recibir el morro del adaptador. El cierre, normalmente con forma de clavija, se inserta en el paso formado por una abertura en el morro del adaptador que se alinea con unas aberturas en paredes enfrentadas de la punta. El paso se puede extender a través de una porción central del morro ya sea vertical u horizontalmente, o puede quedar definido externamente al morro para recibir un cierre externo, por ejemplo como se publica en la patente US Nº 4'965'945.

Aunque el paso que recibe el cierre puede ser lineal o curvo, en el pasado los laterales del cierre y las paredes del paso que recibe el cierre generalmente han quedado definidos por superficies paralelas. Como consecuencia los laterales del cierre deslizan contra las paredes del paso contactando cara con cara a medida que se inserta o se retira de la uña. Es más, es importante mantener el cierre en el paso definido para no perder la punta. La pérdida de la punta no solo conlleva el desgaste prematuro del adaptador, sino que también puede dañar otras máquinas que intervienen posteriormente en el proceso del material excavado. Lógicamente el cierre se encaja fuertemente en el paso definido para impedir la salida o la pérdida. Como se puede apreciar, este acto de deslizar el cierre genera una resistencia de fricción considerable. En el pasado se necesitaba un martillo grande para forzar la entrada y la salida del cierre en el paso. Esto tiende a ser una tarea onerosa y que requiere mucho tiempo al operario a pie de obra.

La presente invención resuelve las dificultades para insertar y retirar el cierre mediante un dispositivo según la reivindicación 1. Una construcción novedosa que permite la inserción y la retirada del cierre del conjunto desgastable (por ejemplo, una uña), sin necesidad de martillear. Más específicamente, un cierre en forma de cuña es recibido en una abertura complementaria en la que el cierre se puede insertar y retirar mediante una herramienta de palanca. El uso de tal cierre y abertura cooperativos se puede usar para fijar diferentes tipos de elementos desgastables (por ejemplo, puntas y coronas) útiles para operaciones de excavación.

Un conjunto desgastable tiene una abertura en forma de cuña adaptada para recibir un cierre de forma complementaria. En una construcción, la abertura tiene una forma de cuña tal que las paredes delantera y trasera convergen a medida que se alejan del extremo de entrada de la abertura. En una realización preferible, la abertura se estrecha en tres direcciones perpendiculares generalmente. La abertura también incluye preferentemente un tope para retener de forma reversible el cierre en la abertura y una muesca para ayudar mejor a evitar que se gire el cierre sometido a carga.

Un cierre incluye un cuerpo que generalmente converge hacia un extremo para definir una configuración en forma de cuña. Debido a la forma de cuña del cierre, en contraposición a un cierre con paredes laterales generalmente paralelas, el cierre no desliza en contacto cara con cara con las paredes laterales del paso ni genera una alta resistencia por fricción cuando se introduce y se saca del paso. De esta forma, el cierre se puede introducir y sacar del agujero por palanca sin usar un martillo. En un aspecto preferible de la invención, la herramienta de palanca es un elemento que rota para liberar el seguro del cierre y para tirar del cierre hacia fuera de la abertura.

En una realización preferible de la invención, el elemento desgastable (por ejemplo, una punta) tiene una pestaña que sale hacia atrás de la caja definida para recibir el morro del adaptador. La pestaña incluye una ranura o abertura en forma de cuña para recibir y apoyar el cierre en forma de cuña cuando está completamente insertado, pero sin la fricción al deslizamiento contra las paredes de la ranura cuando está introducida solo parcialmente en la ranura. El contacto pleno cara con cara entre el cierre y la ranura solo tiene lugar cuando el cierre se ha insertado completamente. El cierre tiene un seguro que coopera con una formación existente en la uña para mantener el cierre en su sitio durante el uso de la uña.

Breve descripción de las figuras

La Figura 1 es una perspectiva parcial de una uña según la presente invención con la punta de la uña representada transparente.

La Figura 2 es una sección parcial de una punta según la presente invención mirando lateralmente hacia fuera del eje longitudinal de la uña.

La Figura 3 es una...

1. Un elemento desgastable (14) para usar en excavación que comprende un extremo frontal de trabajo (27), una caja abierta hacia atrás (30) para recibir un morro (20) fijado a una excavadora, una abertura (42) que tiene un extremo de entrada (45) para recibir un cierre (16) que retiene el elemento desgastable (14) al morro (20), y un tope (48) asociado a la abertura (42) para retener reversiblemente el cierre (16) en la abertura (42), caracterizado porque la abertura (42) se estrecha a lo largo de al menos una parte sustancial de su longitud a medida que la abertura (42) se aleja del extremo de entrada (45) en dos direcciones perpendiculares transversales a la dirección de inserción del cierre.

2. Un elemento desgastable (14) según la reivindicación 1 en el que la abertura (42) incluye una pared frontal (50) y una pared trasera (52), y en el que el cierre (48) se proyecta hacia atrás desde la pared frontal (50).

3. Un elemento desgastable (14) según cualquiera de las reivindicaciones 1-2 en el que las paredes frontal y trasera (50 y 52) de la abertura (42) convergen a medida que se alejan del extreme de entrada (45).

4. Un elemento desgastable (14) según cualquiera de las reivindicaciones 1-3 en el que la anchura de la abertura (42) que se extiende generalmente paralela a las paredes frontal y trasera (50 y 52) de la abertura (42) disminuye a medida que la abertura (42) se aleja del extremo de entrada (45).

5. Un elemento desgastable (14) según cualquiera de las reivindicaciones 1-4 en el que la abertura (42) se ensancha gradualmente a medida que la abertura (42) se extiende de la pared frontal (50) a la pared trasera (52) de la abertura (42).

6. Un elemento desgastable (14) según cualquiera de las reivindicaciones 1-5 en el que la pared frontal (50) de la abertura (42) no es lineal y la pared trasera (52) de la abertura (42) es generalmente lineal.

7. Un elemento desgastable (14) según cualquiera de las reivindicaciones 1-6 en el que la pared frontal (50) de la abertura (42) es curva con una configuración convexa mirando hacia la abertura (42).

8. Un elemento desgastable (14) según cualquiera de las reivindicaciones 1-7 en el que la abertura (42) converge en dos direcciones generalmente perpendiculares a medida que la abertura se aleja del extremo de entrada.

9. Un elemento desgastable (14) según cualquiera de las reivindicaciones 1-8 que incluye además una oreja (38) que se extiende hacia atrás de la caja (30), en el que la abertura (42) está formada en la oreja (38).

10. Un elemento desgastable (14) según la reivindicación 9 en el que la oreja (38) incluye una superficie interna (40) y la abertura (42) está abierta a lo largo de la superficie interna (40).

11. Un elemento desgastable (14) según cualquiera de las reivindicaciones 1-10 en el que la abertura (42) incluye además un extremo distal opuesto al extremo de entrada (45) que está cerrado por una pared distal (56).

12. Un elemento desgastable (14) según cualquiera de las reivindicaciones 1-11 en el que la abertura (42) incluye además una muesca (60) en una pared (54) adyacente al extremo de entrada (45).

13. Un conjunto desgastable (10) que comprende un elemento desgastable (14) como se ha dicho en cualquiera de las reivindicaciones 1-12, un morro (20) para sujetar el elemento desgastable (14) y un cierre (16) alojado en la abertura (42) mediante el cual el elemento desgastable (14) se retiene en el morro (20).

14. Un conjunto desgastable (10) según la reivindicación 13 en el que el cierre (16) incluye además un cuerpo (70) y un seguro (72), siendo el seguro (72) movible entre una posición de puesto y una posición de quitado.

15. Un conjunto desgastable (10) según la reivindicación 14 en el que el cierre (16) incluye además un elemento elástico (74) y el elemento elástico (74) empuja normalmente el seguro a la posición de puesto.

16. Un conjunto desgastable (10) según la reivindicación 14 o la 15 en el que el seguro (72) incluye un pivote (92) que se aloja en un agujero (93) en el cuerpo (70) para definir un eje pivotante (97) sobre el que se mueve el seguro (72).

17. Un conjunto desgastable (10) según cualquiera de las reivindicaciones 14-16 en el que el cuerpo (70) y el seguro (72) incluyen un riel (105) uno y el otro un surco (107) que aloja el riel (105), cooperando riel (105) y surco (107) para retener el seguro (72) y el cuerpo (70) juntos.

18. Un conjunto desgastable (10) según cualquiera de las reivindicaciones 14-17 en el que el cierre (280) incluye además una sujeción (304) que mantiene selectivamente el seguro (296) en las posiciones de puesto y quitado.

19. Un conjunto desgastable (10) según cualquiera de las reivindicaciones 14-18 en el que el cuerpo (127) incluye un capuchón (143) que se extiende sobre al menos una parte del seguro (129).

20. Un conjunto desgastable (10) según cualquiera de las reivindicaciones 14-19 en el que el seguro (72) incluye una superficie de palanca (103) contra la que una herramienta (T) está adaptada para presionar para mover el seguro (72) a la posición de quitado.

21. Un conjunto desgastable (10) según cualquiera de las reivindicaciones 20 en el que la superficie de palanca (103) está adaptada para interaccionar con la herramienta (T) para tirar del cierre (16) hacia fuera de la abertura (42) y el cuerpo (70) incluye una superficie de apoyo (93) contra la que pega una parte del seguro (72) cuando el cierre se apalanca fuera de la abertura (42).

22. Un cierre (16) para un conjunto desgastable (10) para una excavadora, teniendo el conjunto desgastable (10) un morro (20) y un elemento desgastable (14), comprendiendo el cierre (16) un cuerpo (70) y un seguro (72) unido al cuerpo (70) para moverse entre una posición de puesto en la que el seguro (72) está adaptado para engancharse a un tope (48) en el elemento desgastable (14) para mantener el cierre (16) en el conjunto desgastable (10) y una posición de quitado en la que el seguro (72) está adaptado para desengancharse del tope (48) para permitir la retirada del cierre (16) del conjunto desgastable (10), teniendo el cuerpo (70) un extremo inferior (80) que dirige la introducción del cierre en el conjunto desgastable, caracterizado porque el cuerpo (70) converge a lo largo de una parte sustancial de su longitud hacia el extremo inferior (80) en dos direcciones perpendiculares transversales a la dirección de inserción del cierre.

23. Un cierre (16) según la reivindicación 22 que incluye además un elemento elástico (74) que normalmente empuja el seguro (72) a la posición de puesto.

24. Un cierre (280) según las reivindicaciones 22 y 23 que incluye además una sujeción (304) que mantiene selectivamente el seguro (296) en las posición de puesto o quitado.

25. Un cierre (16) según cualquiera de las reivindicaciones 22-24 aquí descritas en el que el seguro (72) incluye una parte de retención (94) que engancha con el tope (48) para mantener el cierre (16) en el conjunto desgastable (10) y una superficie de palanca (103) para retirar el cierre (16) de la abertura (42), y la parte de retención (94) y la superficie de palanca (103) están definidas en el mismo lado del seguro (72).

26. Un cierre (16) según cualquiera de las reivindicaciones 22-24 en el que el seguro (170) incluye una parte de retención (196) que engancha con el tope (48) para mantener el cierre (166) en el conjunto desgastable (10), y el cierre (16) incluye una superficie de palanca (221), y la parte de retención (196) y la superficie de palanca (221) están definidas en lados opuestos del seguro (72).

27. un cierre (16) según cualquiera de las reivindicaciones 22-26 en el que el cuerpo (70) incluye una superficie de apoyo (93) contra la que una parte del seguro (72) pega cuando el cierre (16) se apalanca desde la abertura (42).

28. Un cierre (125) según la reivindicación 27 en el que el cuerpo (127) incluye un capuchón (143) que define la superficie de apoyo.

29. Un cierre (125b) según cualquiera de las reivindicaciones 22-28 en el que el seguro (129b) está formado por una lámina de material metálico.

30. Un cierre (16) según cualquiera de las reivindicaciones 22-29en el que un seguro (72) incluye un pivote (92) que se aloja en un agujero (93) en el cuerpo (70) para definir un eje de giro (97) sobre el que se mueve el seguro (72).

31. Un cierre (166) según cualquiera de las reivindicaciones 22-29 en el que el cuerpo (168) incluye un hueco curvo (186) y el seguro (170) incluye una parte curva alojada en el hueco (186) definiendo un eje de giro para el movimiento del seguro.

32. Un cierre (166) según cualquiera de las reivindicaciones 22-29 en el que el cuerpo (168) incluye un canal (186) y el seguro (170) se aloja pudiendo moverse en el canal (186) para moverse entre las posiciones de puesto y quitado.

33. Un cierre (125c) según cualquiera de las reivindicaciones 22-32 en el que el cuerpo (127c) incluye un enganche (132c) que engancha y retiene de forma reversible el seguro (129c) en la posición de quitado.

34. Un cierre (166) según cualquiera de las reivindicaciones 22-23 en el que el cuerpo (168) incluye además un tope (213) que engancha el seguro (170) en la posición de puesto.

35. Un cierre (280') según cualquiera de las reivindicaciones 22-34 que incluye además un elemento de empuje (334') que presiona contra el morro (20).

36. Un cierre (340) según cualquiera de las reivindicaciones 22-35 que incluye además un seguro secundario (348) que mantiene reversiblemente el seguro (344) en la posición de quitado.

37. Un cierre (340) según la reivindicación 36 en el que un elemento elástico (346) empuja normalmente el seguro (344) hacia la posición de enganchado y el seguro secundario (348) hacia el enganche con el seguro (344) en la posición de quitado.

38. Un cierre (16) según cualquiera de las reivindicaciones 22-37 en el que el seguro (72) incluye una única superficie de palanca (103) para mover el seguro (72) a la posición de quitado y tirar del cierre (16) hacia fuera del conjunto desgastable (10).

39. Un método para montar un elemento desgastable (14) que tiene una caja (30) en un morro (20) fijado a un equipo excavador, método que comprende la colocación del elemento desgastable (14) en el morro (20) de forma que el morro (20) se aloja en la caja (30), y la introducción por palanca de un cierre (16) en una abertura (42) a través de un extremo de entrada (45) definido por el elemento desgastable (14) y el morro (20) hasta que un seguro (72) en el cierre (16) se engancha con un tope (48) en el elemento desgastable (14), caracterizado porgue la abertura (42) tiene convergencia complementaria al alejarse del extremo de entrada (45) a lo largo de una parte sustancial de sus longitudes en dos direcciones perpendiculares transversales a la dirección de introducción del cierre (16).

40. Un método según la reivindicación 39 en el que la abertura (42) y el cierre (16) insertado tienen configuraciones convergentes complementarias.

41. Un método según las reivindicaciones 39 ó 40 en el que el cierre introducido (16) tiene un seguro (72) movible entre una posición de puesto y una posición de quitado, siendo el cierre (16) apalancado adentro de la abertura (42) de forma que el seguro (72) se engancha a un tope (48) en el elemento desgastable(14) o en el morro (20) para retener el cierre (16) en la abertura (20).

42. Un método según la reivindicación 41 en el que el cierre (16) insertado tiene un elemento elástico (74) que normalmente empuja el seguro (72) hacia la posición de puesto, y el seguro (72) se engancha automáticamente el tope (48) para retener el cierre (16) en la abertura (42)cuando el cierre se inserta en la abertura (42).

43. Un método según las reivindicaciones 41 ó 42 que incluye además mover el seguro (72) a la posición de enganchado tras el tope (48) para retener el cierre (16) en la abertura (42) después de introducir el cierre en la abertura (42).

44. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 41-43 para cambiar un elemento desgastable (14) desgastado, método que comprende además mover el seguro (72) a la posición de quitado, tirar del cierre (16) hacia afuera de la abertura (42) enganchando una superficie de palanca (103) en el cierre (16) después de liberar el seguro (72), y luego retirar el elemento desgastable (14) desgastado antes de los pasos de colocar el elemento desgastable (14) en el morro (20).

45. Un método según la reivindicación 44 en el que una herramienta de palanca (T) engancha la superficie de palanca (103) en el cierre (16) y usa el elemento desgastable (14) o el morro (20) como fulcro para sacar el cierre (16) del conjunto desgastable (10).

46. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 44-45 en el que la presión de la superficie de palanca (103) libera el seguro (72) y tira del cierre (16) hacia afuera del conjunto desgastable (10).