Un conjunto de desgaste (12) para una excavadora que comprende:

un componente de base (14) para fijarse a la excavadora y que incluye una nariz (20); un componente de desgaste (16) con una superficie desgastable y una cavidad (42) para recibir la nariz (20), incluyendo los componentes de desgaste y de base (14, 16) unos agujeros alineados (32, 52) para formar una abertura; y un sistema de bloqueo (18) recibido de manera que pueda quitarse en la abertura (32, 52) para sujetar de manera que puede soltarse el componente de desgaste (16) al componente de base (14), incluyendo el sistema de bloqueo (18): un cuerpo (60) con una superficie periférica que define una forma de contorno adaptada para la recepción en la abertura; y un elemento de bloqueo (62) fijado al cuerpo (60) para un movimiento limitado a la rotación alrededor de un eje, pudiendo moverse dicho elemento de bloqueo (62) entre una posición de liberación y una posición de bloqueo, teniendo el elemento de bloqueo una espiga (90) y una pestaña (104) fijada a la espiga (90), estando dicha pestaña (104) dentro de la forma de contorno que se extiende axialmente cuando el elemento de bloqueo (62) está en la posición de liberación y está por lo menos parcialmente fuera de la extensión axial de la forma de contorno cuando el elemento de bloqueo (62) está en la posición de bloqueo de manera que por lo menos parte de la pestaña (104) se coloque frente a una superficie interior del componente de desgaste (16) para evitar la retirada del sistema de bloqueo (18) de la abertura; caracterizado porque el cuerpo (60) incluye un elemento elástico (64), en el que la espiga (90) del elemento de bloqueo (62) gira con respecto al elemento elástico (64) que funciona para resistir la rotación no deseada del elemento de bloqueo (62) pero permite el accionamiento del sistema de bloqueo (18) y proporciona la seguridad de la correcta colocación del elemento de bloqueo (62) en la posición de bloqueo sin someter el elemento elástico (64) a una presión de carga del componente de desgaste

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un conjunto de desgaste y a un sistema de bloqueo para el mismo. El sistema de bloqueo es especialmente apropiado para fijar un elemento de desgaste a un soporte con relación a una operación de excavación o similar.

Antecedentes de la invención

Las partes de desgaste, particularmente en la industria de la excavación, suelen componerse de componentes separables para minimizar la cantidad de material que debe ser reemplazado cuando el elemento de desgaste se ha desgastado. Como ejemplo, los dientes excavadores se fijan a lo largo del borde de excavación de las palas excavadoras para penetrar y romper el suelo antes que la pala para mejorar la recogida del material de tierra y para proteger el borde de excavación de un desgaste prematuro. Tales dientes suelen comprender un adaptador, una punta, y un sistema de bloqueo o retén para fijar de manera que puede quitarse la punta al adaptador.

Un adaptador es un componente de base que se fija al borde de excavación de una excavadora mediante soldadura, fijación mecánica o moldeado como parte integrante del borde de la pala. El propio adaptador puede tener múltiples piezas, particularmente en dientes de tamaños más grandes, pero es frecuentemente un solo componente. En cualquier caso, el adaptador incluye una nariz que se proyecta hacia adelante como soporte para el elemento de desgaste. La punta tiene una configuración en general con forma de cuña con unas paredes superior e inferior que convergen a un borde de excavación. La base o el extremo trasero de la punta incluye una cavidad que se abre hacia atrás mediante la que se recibe la punta sobre la nariz del adaptador. El sistema de bloqueo se inserta en un paso que es definido colectivamente por unas aberturas alineadas en la nariz del adaptador y la punta. El paso puede extenderse a través de una parte central del diente, ya sea horizontal o verticalmente, o definirse por fuera de la nariz para recibir un sistema de bloqueo externo. Véase, por ejemplo, las patentes U.S. Nº 6.030.143 de Kreitzberg, 6.385.871 de Quarfordt, y 4.965.945 de Emrich.

Como puede entenderse, los dientes excavadores se utilizan a menudo en condiciones difíciles. Las cargas aplicadas a las puntas, especialmente con palas de minería grandes, pueden ser muy grandes, de diversos tipos, y continuamente cambiantes. Es importante mantener el sistema de bloqueo en el paso definido durante el uso de manera que no se pierda la punta. La pérdida de la punta no sólo requiere la sustitución de la punta y causa un desgaste prematuro del adaptador, sino que también puede dañar la maquinaria aguas abajo destinada a procesar el material excavado. Por consiguiente, el sistema de bloqueo suele ajustarse bien dentro del paso definido para impedir su expulsión o pérdida. El buen acoplamiento puede hacerse mediante la inserción de un elemento de apriete elástico en el paso, unos agujeros parcialmente no alineados en el adaptador y la punta, o un buen dimensionamiento entre los agujeros y el sistema de bloqueo. En el pasado, ha sido necesario por lo general un martillo grande para forzar el sistema de bloqueo dentro y fuera del paso. Esto tiende a ser una tarea lenta y pesada para el operador en el terreno, y expone al trabajador a algunos riesgos.

El documento US 6.108.950 muestra un pasador de seguridad cónico, que tiene un eje central accionado por muelle que asegura que el pasador de seguridad siempre se inserte la máxima profundidad posible en un agujero cónico que pasa por un diente y el adaptador. El eje accionado por muelle no puede escapar porque tiene una pestaña no circular, que se apoya en la pared interior de los dientes cuando la pestaña no está alineada con un agujero oval en la pared del diente. Antes de la inserción, el eje central es presionado completamente en el pasador. En este estado se gira forzadamente con respecto al pasador para alinear la pestaña con el cuerpo del pasador. Mientras esto ocurre, un inserto elastomérico es comprimido por un seguidor que sale de una ranura de leva en la pared del agujero dentro del pasador que se sitúa en el eje central, trabando así el eje dentro del pasador. El pasador montado puede a continuación insertarse en el agujero cónico en la punta y el adaptador. Una vez en el agujero el eje central se gira de vuelta a su posición original, que lo libera en la dirección axial, pero evita que escape de los dientes debido al defecto de alineación de la pestaña y el agujero en la pared del diente. El documento US 5.937.551 muestra un sistema en la que un pasador que sujeta un diente a un adaptador se mantiene en su sitio mediante un fiador transversal cargado elásticamente. El fiador se apoya en una ranura transversal en el pasador evitando que el pasador se caiga. El pasador tiene un surco longitudinal, que se hace progresivamente menos profundo del exterior al interior del pasador. Puede insertarse una herramienta cónica en este surco para mover hacia atrás el fiador permitiendo retirar el pasador. El documento US 2002/0000053 describe un pasador para sujetar una punta a un adaptador que consiste en un tornillo de fijación, que puede ser llevado a un agujero en el diente y el adaptador a través de un chavetero hexagonal axialmente a través del tornillo de fijación. El documento US 5.987.787 también muestra un pasador que puede girarse de una cavidad axial hexagonal. Este dispositivo tiene un lóbulo saliente transversal. La pared del diente tiene un agujero no circular que permite insertar el pasador y el lóbulo, y un hueco rebajado, que aloja el lóbulo una vez que se ha girado el pasador. El pasador no puede retirarse hasta que se gira de vuelta a su posición original.

Existe una necesidad en la industria de un sistema de bloqueo que pueda insertarse fácilmente dentro y fuera del conjunto de desgaste sin golpearlo, y sin embargo pueda sujetar de manera eficaz la pieza de desgaste en su sitio incluso bajo condiciones rigurosas.

Resumen de la invención

La invención proporciona un conjunto de desgaste para una excavadora tal como se define en la reivindicación 1 más adelante. En un aspecto adicional la invención proporciona un sistema de bloqueo para acoplar de manera que puede soltarse un componente de desgaste a un componente de base en una operación de excavación tal como se define en reivindicación 6 más adelante.

El sistema de bloqueo se adapta para su instalación y retirada sin necesidad de golpes repetidos de martillo. El sistema de bloqueo puede instalarse y retirarse en el sitio de manera fácil y rápida para reducir la dificultad y el tiempo necesario por lo general para cambiar un componente desgastado por un repuesto nuevo. Esto es una ventaja particular cuando el sistema de acoplamiento se utiliza para fijar las piezas de desgaste a equipos de excavación grandes donde el tiempo de inactividad del equipo se traduce en una pérdida económica significativa. Además, al eliminar la necesidad de martillar se reduce el riesgo al que los usuarios han estado por lo general expuestos al reemplazar las piezas de desgaste en las operaciones de excavación.

Un sistema de acoplamiento es capaz de sujetar los componentes juntos de manera segura incluso bajo una carga pesada. Se utiliza un sistema de bloqueo que incluye un elemento de bloqueo que puede moverse entre las posiciones de liberación y bloqueada de manera que el sistema de bloqueo pueda ser retenido con seguridad en el conjunto en lugar de depender de lo apretado que sea el ajuste. Por consiguiente, el sistema de bloqueo es retenido igualmente en el conjunto independientemente de si los componentes encajan bien o mal. Esto es una ventaja particular cuando se utiliza con partes que experimentan un desgaste significativo porque el aflojamiento se desarrollará invariablemente a medida que una o ambas piezas se desgasten. En este sistema, el sistema de bloqueo permanece en el conjunto para sujetar la pieza de desgaste u otro componente en su sitio incluso bajo condiciones extremas y/o la aplicación de cargas de desplazamiento pesadas, - como las que puede experimentarse durante una operación de excavación.

En una forma de realización, el sistema de bloqueo del sistema de acoplamiento incluye dos elementos en los que uno es soportado de manera móvil por el otro. El elemento de bloqueo móvil puede desplazarse entre una primera posición en la que se apoya dentro de los límites del cuerpo de soporte o el elemento base para recibir el sistema de bloqueo dentro del conjunto, y una segunda posición en la que se extiende por lo menos parcialmente fuera de los límites del elemento de base para retener con seguridad... [Seguir leyendo]

1. Un conjunto de desgaste (12) para una excavadora que comprende:

un componente de base (14) para fijarse a la excavadora y que incluye una nariz (20);

un componente de desgaste (16) con una superficie desgastable y una cavidad (42) para recibir la nariz (20), incluyendo los componentes de desgaste y de base (14, 16) unos agujeros alineados (32, 52) para formar una abertura; y

un sistema de bloqueo (18) recibido de manera que pueda quitarse en la abertura (32, 52) para sujetar de manera que puede soltarse el componente de desgaste (16) al componente de base (14), incluyendo el sistema de bloqueo (18):

un cuerpo (60) con una superficie periférica que define una forma de contorno adaptada para la recepción en la abertura; y

un elemento de bloqueo (62) fijado al cuerpo (60) para un movimiento limitado a la rotación alrededor de un eje, pudiendo moverse dicho elemento de bloqueo (62) entre una posición de liberación y una posición de bloqueo, teniendo el elemento de bloqueo una espiga (90) y una pestaña (104) fijada a la espiga (90), estando dicha pestaña (104) dentro de la forma de contorno que se extiende axialmente cuando el elemento de bloqueo (62) está en la posición de liberación y está por lo menos parcialmente fuera de la extensión axial de la forma de contorno cuando el elemento de bloqueo (62) está en la posición de bloqueo de manera que por lo menos parte de la pestaña (104) se coloque frente a una superficie interior del componente de desgaste (16) para evitar la retirada del sistema de bloqueo (18) de la abertura;

caracterizado porque el cuerpo (60) incluye un elemento elástico (64), en el que la espiga (90) del elemento de bloqueo (62) gira con respecto al elemento elástico (64) que funciona para resistir la rotación no deseada del elemento de bloqueo (62) pero permite el accionamiento del sistema de bloqueo (18) y proporciona la seguridad de la correcta colocación del elemento de bloqueo (62) en la posición de bloqueo sin someter el elemento elástico (64) a una presión de carga del componente de desgaste.

2. El conjunto de desgaste (12) de la reivindicación 1 en el que el elemento elástico (64) define un paso (88) a través del que se recibe la espiga (90).

3. El conjunto de desgaste (12) de la reivindicación 1 ó 2 en el que el elemento de bloqueo (62) incluye una cabeza

(106) que puede acoplarse mediante una herramienta para hacer girar el elemento de bloqueo (62) entre las posiciones de liberación y de bloqueo.

4. El conjunto de desgaste (12) de la reivindicación 3 en el que la cabeza (106) incluye por lo menos un reborde (117b) para el acoplamiento mediante una herramienta para tirar axialmente del sistema de bloqueo (18) desde la abertura (32, 52).

5. El conjunto de desgaste (12) de cualquiera de las reivindicaciones 1-4 en el que el componente de desgaste (16) incluye una pared lateral (48) con una cara interior y una cara exterior que definen el espesor de la pared lateral (48), el agujero (52) en el componente de desgaste (16) es definido en la pared lateral (48) por el borde periférico (54), y el borde periférico (54) tiene (1) una parte trasera (58) con una cara de apoyo que se extiende toda la distancia entre las caras interior y exterior para ponerse en contacto con el sistema de bloqueo (18) y retener así el componente de desgaste (16) en el componente de base (14), y (2) una parte de liberación definida por (i) una pared de tope (108) con un espesor menor que el espesor de la pared lateral (48) y (ii) un hueco (56) entre la pared de tope (108) y la superficie interior de la pared lateral (48) para recibir la pestaña (104) del sistema de bloqueo (18) cuando el elemento de bloqueo (62) se mueve a la posición de bloqueo.

6. Un sistema de bloqueo (18) para acoplar de manera que puede soltarse un componente de desgaste (16) a un componente de base (14) en una operación de excavación, incluyendo los componentes de desgaste y de base (14, 16) unos agujeros alineados (32, 52) para formar una abertura de recepción del sistema de bloqueo, comprendiendo el sistema de bloqueo (18):

un cuerpo (60) con una superficie periférica que define una forma de contorno adaptada para la recepción en la abertura; y

un elemento de bloqueo (62) fijado al cuerpo (60), para un movimiento limitado a la rotación alrededor de un eje, pudiendo moverse dicho elemento de bloqueo (62) entre una posición de liberación y una posición de bloqueo, teniendo el elemento de bloqueo (62) una espiga (90) y una pestaña (104) fijada a la espiga (90), estando dicha pestaña (104) dentro de la forma de contorno extendida axialmente cuando el elemento de bloqueo (62) está en la posición de liberación y está por lo menos parcialmente fuera de la posición axial de la forma de contorno cuando el elemento de bloqueo (62) está en la posición de bloqueo de manera que por lo menos parte de la pestaña (104) se ponga frente a una superficie interior del componente de desgaste

(16) para evitar la retirada del sistema de bloqueo (18) de la abertura; caracterizado porque el cuerpo (60) incluye un elemento elástico (64), en el que la espiga (90) del elemento de bloqueo (62) gira con respecto al elemento elástico (64) que funciona para resistir la rotación no deseada del elemento de bloqueo (62) pero permite el accionamiento del sistema de bloqueo (18) y proporciona la seguridad de la correcta colocación del elemento de bloqueo (62) en la posición de bloqueo sin someter el elemento elástico (64) a la presión de carga del componente de desgaste.

10 7. El sistema de bloqueo (18) de la reivindicación 6 en el que el elemento elástico (64) define un paso (88) a través del cual la espiga (90) es recibida.

8. El sistema de bloqueo (18) de la reivindicación 6 ó 7 en el que el elemento de bloqueo (62) incluye una cabeza

(106) que puede acoplarse mediante una herramienta para la rotación del elemento de bloqueo (62) entre las posiciones de liberación y de bloqueo.

15 9. El sistema de bloqueo (18) de la reivindicación 8 en el que la cabeza (106) incluye un par de rebordes opuestos (117b) para el acoplamiento mediante una herramienta para tirar axialmente del sistema de bloqueo (18) desde la abertura (32, 52) en los componentes de desgaste y de base (14, 16).