CONJUNTO DE DESGASTE Y SUS COMPONENTES, APLICABLE A MAQUINAS PARA MOVER MATERIALES TALES COMO TIERRA Y PIEDRAS.

Elemento (1) de desgaste para ser conectado a un adaptador (2) unido a su vez a un elemento de fijación,

del tipo que comprende un cuerpo con un ahuecamiento, cavidad o caja (11) abierta en una parte trasera del mismo para recibir una zona prominente o nariz (21) que sobresale de una parte (20) delantera de un elemento (2) adaptador, y al menos una abertura (23) que comunica dicho ahuecamiento (11) con el exterior para la posterior introducción de un pasador, en el que el ahuecamiento, cavidad o caja abierta (11), conjugado con la zona prominente o nariz (21) del adaptador (2), es simétrico respecto al eje vertical y comprende

una parte (11d) de embocadura que define la abertura del ahuecamiento (11), teniendo el ahuecamiento (11) una sección transversal decreciente que termina en una parte (11b) de fondo de sección transversal continua,

- caracterizado porque dicha sección transversal decreciente está formada por dos secciones superpuestas decrecientes, teniendo una primera sección una sucesión de mayores superficies de sección transversal que una segunda, que coinciden en tamaño y forma en la parte (11b) de fondo del ahuecamiento, sobresaliendo en la parte (11d) de embocadura la segunda sección de menor superficie parcialmente por la parte inferior de la primera sección de mayor superficie, de manera que a lo largo de la longitud del ahuecamiento (11) definida entre la parte (11d) de embocadura y la parte (11b) de fondo, la segunda sección de menor superficie sobresaliente por la parte inferior de la primera sección de mayor superficie se introduce progresivamente dentro de la primera sección de mayor superficie hasta un punto en el que queda oculta dicha segunda sección de menor superficie en el interior de la primera sección de mayor superficie, estando dicho punto situado en la parte (11b) de fondo,

- empezando en la parte (11d) de embocadura y extendiéndose a lo largo del ahuecamiento al menos dos superficies (12) de enclavamiento definidas por la unión de la sucesión de secciones transversales de menor superficie con la sucesión de secciones transversales de mayor superficie

Conjunto de desgaste y sus componentes, aplicable a máquinas para mover materiales tales como tierra y piedras.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un conjunto de desgaste y a sus diferentes componentes, que comprende un elemento de desgaste o diente y un elemento adaptador o portadientes, para aplicaciones de desgaste en una máquina para mover materiales tales como tierra y piedras.

La invención contempla un conjunto de desgaste y en particular un sistema de acoplamiento entre los diferentes componentes mediante un sistema de acoplamiento característico y al menos un sistema de retención que asegura el acoplamiento y anclaje entre los diferentes componentes, concretamente entre el elemento de desgaste y el adaptador, encontrándose éste último a su vez unido a la cuchilla de un borde delantero de un cazo o cuchara de una máquina para mover materiales, tal como una excavadora o similar.

La presente invención se refiere también por tanto a un elemento de desgaste o diente y a un elemento adaptador o portadientes que forman parte de dicho conjunto de desgaste y que incorporan respectivas partes de dicho sistema de acoplamiento y anclaje mutuo.

Antecedentes de la técnica

Las máquinas para mover materiales tales como tierra y piedras, entre las que se encuentran excavadoras y similares, y otras máquinas usadas en obras públicas y minería, son utilizadas para arrancar, mover y cargar tierra y piedras. Estas máquinas, las cuales pueden presentarse bajo una variedad de configuraciones, usualmente están dotadas de uno o más cazos unidos a un brazo mecánico. El cazo está dotado de una cuchilla o labio biselado en un borde delantero destinado a incidir y penetrar en la masa de tierra y piedras. Para evitar un excesivo desgaste de la cuchilla y para ayudar a penetrar la tierra, es común montar unos elementos de desgaste o dientes asociados a la cuchilla y que sobresalen por delante de la misma. Sin embargo, dichas cuchillas también están sometidas a desgaste y roturas, por lo que deben ser reemplazadas a menudo y, por otra parte, dependiendo del trabajo al que la máquina está destinada, puede ser deseable cambiar el tipo o la forma de los dientes. Para facilitar dicho reemplazo se usan unos conjuntos de elementos de desgaste y elementos adaptadores, diente y portadientes, en los que los portadientes se fijan a la cuchilla del cazo de una manera más o menos permanente y los dientes se acoplan de manera liberable a los portadientes por medio de unas respectivas configuraciones de enclavamiento. El acoplamiento se mantiene unido por medio de al menos un pasador u otro elemento de retención.

Existen diferentes tipos de sistemas de acoplamiento entre dientes y portadientes, siendo común en la mayor parte de ellos que al aplicar una fuerza vertical descendente en la parte anterior de la punta del diente, se generen fuerzas reactivas, debidas a la estructura del acoplamiento, contrarias a la dirección del acoplamiento entre diente y portadientes. Es decir, se generan fuerzas que tienden a "desacoplar" ambos elementos aumentando de manera considerable los esfuerzos tanto en la superficie del portadientes como en el pasador que asegura el enclavamiento entre ambos elementos.

En los sistemas de enclavamiento tradicionales entre una pieza de desgaste y un elemento adaptador de la misma, o un diente y un portadientes, el alojamiento en el diente y la nariz del portadientes tienen forma de cuña. Esta forma genera esfuerzos al aplicar una fuerza vertical descendente (forma habitual de trabajo de la máquina) en la punta del diente que tienden a separar el diente del portadientes, sometiendo al pasador que retiene ambos elementos a grandes esfuerzos (véase la figura 9a).

El documento de patente US-B-4.761.900 da a conocer un conjunto de diente y portadientes para una excavadora en el que se usa un pasador ligeramente arqueado para trabar el acoplamiento entre el diente y el portadientes, y un elemento de retención para inmovilizar el pasador.

El pasador usado tiene una sección transversal rectangular con las esquinas redondeadas y tiene dos caras opuestas planas y dos caras opuestas arqueadas de radios diferentes, de manera que la zona de sección transversal es decreciente desde una zona media hacia los extremos. Aproximadamente a medio camino entre los extremos de una de las caras planas se encuentra una cavidad para alojar dicho elemento de retención, el cual está unido a una placa de la que sobresale hacia la parte opuesta un vástago rodeado por un muelle helicoidal a compresión que se apoya por un extremo en dicha placa y por el otro está unido a un disco de base. El muelle está embebido en un material elastómero que forma un cilindro entre la placa y el disco de base, constituyendo un cuerpo monobloque retráctil y al mismo tiempo resistente al polvo, la suciedad y la humedad. El cuerpo monobloque está alojado en una cavidad que se abre en una pared del portadientes de manera que, en ausencia de fuerzas, el elemento de retención sobresale de dicha pared. Al ser introducido el pasador en un paso definido en cooperación por unas respectivas configuraciones del diente y el portadientes cuando los mismos están acoplados, un extremo biselado del pasador actúa como una leva sobre la cabeza del elemento de retención de manera que el cuerpo retráctil se acorta y el elemento de retención se esconde permitiendo el paso del pasador. Cuando dicha cavidad del pasador llega a una posición delante del elemento de retención, éste penetra en la misma impulsado por la fuerza elástica del muelle reteniendo el pasador en su sitio.

Un inconveniente del dispositivo de esta patente US-B-4.761.900 es que la inserción del pasador debe realizarse mediante golpes de martillo para conseguir el acortamiento del elemento de retención contra la fuerza del muelle y el apriete de la zona media de sección transversal más ancha del pasador. Aunque el elemento de retención tiene una punta cónica que coopera con unas paredes inclinadas del alojamiento del pasador, para el desmontaje del diente también deben usarse golpes de martillo para conseguir el acortamiento del elemento de retención. En un sentido general, los golpes de martillo suelen ser imprecisos en cuanto a fuerza y dirección y pueden dañar o debilitar elementos del diente, portadientes, pasador y/o elemento de retención, por lo que es deseable un dispositivo de montaje que no precise de golpes de martillo para su realización.

En este sistema de retención, para que el pasador quede retenido en el sistema de acoplamiento diente-portadientes, el pasador se apoya en el diente y el portadientes, de manera que es imprescindible que no exista juego entre el diente y el portadientes de manera que el pasador se mantenga en su posición siendo además necesario un elemento de retención. Aunque el juego sea inexistente entre piezas nuevas, a medida que se van intercambiando dientes en el portadientes el juego va aumentando ya que a pesar de que el diente sea nuevo, el portadientes se ha ido deformando por el trabajo de los dientes anteriores sustituidos. Al aumentar este juego, pierde eficacia el elemento de retención ya que disminuye la tensión ejercida sobre el pasador, por lo que existe el riesgo de pérdida del pasador y por consiguiente del elemento de desgaste o diente.

El documento de patente US-B-5.983.534 da a conocer un sistema de bloqueo para un pasador de fijación del acoplamiento entre un diente y un portadientes que es giratorio y no precisa de golpes de martillo.

En el sistema descrito, el pasador incorpora un elemento cargado elásticamente capaz de ejercer una fuerza contra una parte del diente o del portadientes con el fin de apretar el acoplamiento a enchufe entre ambos y un elemento de retención cargado elásticamente sobresaliendo radialmente de una pared cilíndrica del pasador y susceptible de introducirse en una cavidad del diente o del portadientes cuando el pasador, una vez insertado, es girado un ángulo predeterminado mediante el acoplamiento de una herramienta en una configuración adecuada prevista en un extremo axial del pasador. Una muesca permite la introducción del elemento de retención cuando el pasador es insertado axialmente al interior de un paso definido en cooperación por unas respectivas configuraciones del diente y del portadientes cuando ambos están acoplados. Cuando el pasador está insertado, una superficie en rampa actúa como una leva para empujar el elemento de retención hacia dentro del pasador a medida que éste es girado hasta que llega a la posición angular de dicha cavidad, donde el elemento de retención se dispara al interior de la cavidad por efecto de...

1. Elemento (1) de desgaste para ser conectado a un adaptador (2) unido a su vez a un elemento de fijación, del tipo que comprende un cuerpo con un ahuecamiento, cavidad o caja (11) abierta en una parte trasera del mismo para recibir una zona prominente o nariz (21) que sobresale de una parte (20) delantera de un elemento (2) adaptador, y al menos una abertura (23) que comunica dicho ahuecamiento (11) con el exterior para la posterior introducción de un pasador, en el que el ahuecamiento, cavidad o caja abierta (11), conjugado con la zona prominente o nariz (21) del adaptador (2), es simétrico respecto al eje vertical y comprende

una parte (11d) de embocadura que define la abertura del ahuecamiento (11), teniendo el ahuecamiento (11) una sección transversal decreciente que termina en una parte (11b) de fondo de sección transversal continua,

- caracterizado porque dicha sección transversal decreciente está formada por dos secciones superpuestas decrecientes, teniendo una primera sección una sucesión de mayores superficies de sección transversal que una segunda, que coinciden en tamaño y forma en la parte (11b) de fondo del ahuecamiento, sobresaliendo en la parte (11d) de embocadura la segunda sección de menor superficie parcialmente por la parte inferior de la primera sección de mayor superficie, de manera que a lo largo de la longitud del ahuecamiento (11) definida entre la parte (11d) de embocadura y la parte (11b) de fondo, la segunda sección de menor superficie sobresaliente por la parte inferior de la primera sección de mayor superficie se introduce progresivamente dentro de la primera sección de mayor superficie hasta un punto en el que queda oculta dicha segunda sección de menor superficie en el interior de la primera sección de mayor superficie, estando dicho punto situado en la parte (11b) de fondo,

- empezando en la parte (11d) de embocadura y extendiéndose a lo largo del ahuecamiento al menos dos superficies (12) de enclavamiento definidas por la unión de la sucesión de secciones transversales de menor superficie con la sucesión de secciones transversales de mayor superficie.

2. Elemento (1) de desgaste según la reivindicación 1, caracterizado porque el ahuecamiento (11) tiene dos superficies (12) de enclavamiento, que debido a su configuración conjugada con la superficie de la nariz (21) del elemento (2) adaptador, permiten que: