El dispositivo de fijación amovible de dos piezas mecánicas comprende un pasador que bloquea de manera desmontable una primera pieza con respecto a una segunda pieza,

un elemento retenedor asociado al pasador y un elemento tensor cargado elásticamente, que colaboran para evitar que el pasador se salga de su posición de bloqueo; se caracteriza porque además comprende al menos dos superficies inclinadas cuya forma general es la de un saliente orientado en la dirección axial del pasador, de modo que, al girar el pasador, el elemento retenedor recorre dichas superficies inclinadas y el pasador se mueve entre la posición de bloqueo y la posición de desbloqueo contra la fuerza axial al eje del pasador ejercida por dicho elemento tensor. El montaje y desmontaje de las piezas se realiza de manera sencilla, pero al mismo tiempo la fijación durante el trabajo de la excavadora es sólida y fiable

Dispositivo para fijar de manera desmontable dos piezas mecánicas entre sí.

La presente invención se refiere a un dispositivo desmontable para unir dos piezas mecánicas, que comprende una clavija que bloquea de manera desmontable una primera pieza con respecto a una segunda pieza, un elemento retenedor asociado a la clavija y un elemento tensor cargado elásticamente, que colabora para impedir que la clavija se salga de su posición de bloqueo.

Antecedentes de la invención

Las máquinas excavadoras y similares, tales como las usadas en minería y obras públicas, se usan para sacar, mover y cargar tierra y piedras. Estas máquinas están dotadas habitualmente de una cuchara unida a un brazo mecánico. La cuchara está dotada de un reborde biselado u hoja en un lado frontal destinado para golpear contra y penetrar en la tierra y la masa pétrea. Es habitual montar dientes asociados a la hoja que sobresalen hacia delante desde la misma para impedir un desgaste excesivo de la hoja y ayudar en la penetración en la tierra. Sin embargo, dichas hojas también están sometidas a desgaste y roturas, por lo que deben sustituirse a menudo y además, dependiendo del trabajo que vaya a realizar la máquina, puede ser deseable cambiar el tipo o la forma de los dientes. Para facilitar dicha sustitución, fijada a la hoja de la cuchara de una manera más o menos permanente hay una barra dentada y dientes, de manera que cada diente se monta de manera desmontable sobre la barra dentada por medio de una clavija. Dicha clavija habitualmente atraviesa los orificios del diente y un paso que atraviesa la barra dentada para fijar el diente a la barra dentada.

Se usa un dispositivo retenedor para impedir que la clavija se salga de su posición de ensamblaje, fijando la clavija en dicha posición de ensamblaje. El dispositivo retenedor habitualmente incluye elementos elásticos que habitualmente aplican una fuerza que empuja la clavija hacia su posición de ensamblaje. Cuando las disposiciones habituales operan en condiciones difíciles, la clavija tiende a desplazarse en contra de la fuerza de empuje del dispositivo retenedor. Entonces la clavija puede salirse de la barra dentada, perdiéndose posiblemente la clavija y el diente. La pérdida de un diente y/o una clavija puede ser muy importante según el lugar de funcionamiento del mismo, tal como minas o canteras por ejemplo, puesto que pueden dañar otras máquinas, tales como trituradoras, que funcionan en el mismo lugar de producción que la máquina que usa el diente.

La patente estadounidense n.º 4.918.843 da a conocer una disposición en la que el dispositivo retenedor es una arandela de muelle que se sitúa en una cavidad de la barra dentada que define un alojamiento que recibe dicha arandela y la coloca concéntricamente con respecto a los orificios correspondientes del diente y la barra dentada, funcionando dicha arandela y por tanto deformándose en la dirección perpendicular al eje axial de la clavija. El diámetro de la clavija es mayor que el del orificio de la arandela, de manera que la clavija encaja en la arandela por medio de un rebaje que existe en la superficie de la clavija cuando se aplica un esfuerzo mecánico, que consiste habitualmente en golpear la clavija con un martillo o mazo. Este requisito de golpear la clavija para encajarla en la arandela es evidentemente incómodo y arduo puesto que habitualmente es necesario golpear la clavija horizontalmente, una operación difícil puesto que el espacio entre las barras dentadas ubicadas en la hoja de una cuchara es limitado, requiriendo el uso de herramientas auxiliares que sólo hacen más difícil el ensamblaje y desmontaje de la clavija, aumentando el riesgo de un accidente para el o los operarios. Este dispositivo retenedor se ve afectado por la calidad del material de la arandela de muelle usada puesto que la clavija queda retenida por la misma y la retención de la clavija será más o menos fiable según la misma. El rebaje que existe en la clavija para insertar la arandela debilita asimismo la clavija, rompiéndose posiblemente esta última debido al trabajo llevado a cabo por el conjunto de diente-barra dentada y la concentración de esfuerzos en dicho rebaje.

La patente estadounidense n.º 5.983.534 da a conocer un sistema de bloqueo para la clavija que es giratoria y no requiere martilleo. En este sistema, la clavija incorpora un elemento elástico que puede ejercer una fuerza contra una parte del diente o barra dentada con el fin de apretar el acoplamiento entre ambas, y un elemento retenedor cargado elásticamente que sobresale radialmente de una pared cilíndrica de la clavija y susceptible de introducirse en una cavidad del diente o barra dentada cuando la clavija, una vez insertada, se hace girar un ángulo predeterminado por medio de la aplicación de una herramienta en un extremo axial de la clavija. Una muesca permite la introducción del elemento retenedor cuando la clavija se inserta axialmente en un paso definido tanto por el diente como por la barra dentada cuando se acoplan. Una vez que se inserta la clavija, una superficie en rampa actúa como una leva para empujar el elemento retenedor hacia el interior de la clavija a medida que se gira esta última hasta alcanzar la posición angular de dicha cavidad, siendo lanzado el elemento retenedor hacia el interior de la cavidad debido al efecto de dicha carga elástica. El desmontaje de la misma se prevé o bien mediante la rotura del elemento retenedor debido a la acción de golpeo con un martillo en la dirección axial sobre la clavija o bien la colaboración de superficies inclinadas del alojamiento con superficies inclinadas correspondientes de la cabeza del elemento retenedor para empujar este último hacia el interior, o bien mediante una fuerza axial ejercida sobre la clavija, o bien aplicando un par de giro a la misma.

Esta disposición conlleva una gran complejidad para la clavija, puesto que incorpora dos piezas móviles alojadas y retenidas en cavidades respectivas del cuerpo de la clavija y cargadas elásticamente por medio de muelles helicoidales, lo que afecta negativamente a su coste de producción. Además, las piezas móviles y los muelles elásticos alojados en la clavija son altamente susceptibles de verse afectados por la acumulación de polvo y tierra, que combinados con la humedad pueden formar una pasta de tipo arcilla que puede bloquear los muelles y las posibilidades de movimiento de las piezas móviles cuando se seca, lo que conlleva la necesidad de destruirlas mediante martilleo cuando es necesario desmontar los dientes.

En este tipo de sistemas, los esfuerzos requeridos para el desmontaje superan los esfuerzos de ensamblaje puesto que además de las dificultades del diseño y la construcción, el desmontaje se ve afectado porque durante la operación, la clavija y el elemento retenedor pueden llegar a deformarse y puede introducirse tierra adicionalmente en el alojamiento de la clavija, haciendo difícil su extracción.

Descripción de la invención

Para superar los inconvenientes mencionados y simplificar el ensamblaje y desmontaje de un diente en una barra dentada, y más generalmente de dos piezas mecánicas, una hembra y otra macho, entre sí, el dispositivo de unión según la presente invención se caracteriza por el hecho de que comprende además al menos dos planos inclinados, cuya forma general es la de un saliente orientado en la dirección axial de la clavija, de manera que cuando se gira la clavija, el elemento retenedor discurre a lo largo de dichos planos inclinados y la clavija se mueve entre dos posiciones, la posición de bloqueo de clavija y la posición de desbloqueo o introducción, en contra de la fuerza axial a la clavija ejercida por dicho elemento tensor. Dicho elemento retenedor tiene cuatro caras paralelas, dos a dos, siendo las dos caras superior e inferior las que permiten ejercer la presión sobre el elemento tensor así como facilitar el deslizamiento del elemento retenedor, y por tanto el giro de la clavija, para alcanzar la posición de bloqueo.

El elemento tensor no debe estar significativamente cargado elásticamente una vez que se ubica en su posición de ensamblaje puesto que si estuviera muy cargado, podría producir los siguientes resultados:

- Con el tiempo, la posible pérdida de las propiedades elásticas del elemento tensor en sistemas con poco desgaste, y

- la relajación del elemento tensor permite que el elemento retenedor vuelva a su posición de reposo debido a la existencia de fuerzas con componentes aleatorias, sin embargo si el elemento tensor estuviera muy cargado elásticamente en su...

1. Dispositivo (1) desmontable para unir dos piezas mecánicas que comprende una clavija (30, 60, 110, 120) que bloquea de manera desmontable una primera pieza (10) hembra con respecto a una segunda pieza (20) macho, un elemento (31, 61, 111, 121) retenedor asociado a la clavija (30, 60, 110, 120) y un elemento (40, 70, 75, 76, 80, 100, 90, 130, 113, 123) tensor cargado elásticamente, que actúan conjuntamente para impedir que la clavija (30, 60, 110, 120) se salga de su posición de bloqueo, caracterizado por el hecho de que comprende una superficie con al menos dos superficies (13a, 13b, 85a, 85b, 105a, 105b, 53a, 53b, 95a, 95b, 127a, 127b) planas o inclinadas de manera que cuando el elemento (31, 61, 111, 121) retenedor gira dicho elemento (31, 61, 111, 121) retenedor discurre a lo largo de dichas superficies (13a, 13b, 85a, 85b, 105a, 105b, 53a, 53b, 95a, 95b, 127a, 127b) inclinadas moviéndose entre al menos dos posiciones en contra de la fuerza ejercida axialmente al eje de la clavija (30, 60, 110, 120) por dicho elemento (40, 70, 75, 76, 80, 100, 90, 130, 113, 123) tensor.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que las superficies (85a, 85b, 105a, 105b, 95a, 95b) inclinadas se forman en una cara del elemento (80, 100, 90) tensor.

3. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que las superficies (13a, 13b, 53a, 53b, 127a, 127b) inclinadas se forman en una de dichas piezas (10, 20) y en al menos una de las superficies de contacto entre ambas piezas (10, 20).

4. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que la misma superficie de dicha pieza (10, 20) que contiene planos (13a, 13b) inclinados está dotada de una cavidad (15) que aloja el elemento (31, 61, 111) retenedor de la clavija (30, 60, 110) en su posición de bloqueo.

5. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que los planos (13a, 13b, 53a, 53b, 127a, 127b) inclinados forman dos rampas enfrentadas con una nervadura entre ambas.

6. Dispositivo según las reivindicaciones 4 y 5, caracterizado por el hecho de que el elemento (40, 70, 75, 76) tensor tiene sus superficies superior e inferior planas, rectas y paralelas entre sí.

7. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por el hecho de que los planos (105a, 105b, 53a, 53b) inclinados forman al menos dos rampas (105a, 105b, 53a, 53b) inclinadas hacia abajo separadas entre sí por una sección (101, 54) plana.

8. Dispositivo según las reivindicaciones 4 y 7, caracterizado por el hecho de que el elemento (130) tensor tiene su superficie superior plana, recta e inclinada con respecto a su superficie inferior plana y recta.

9. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por el hecho de que los planos (95a, 95b) inclinados forman al menos dos rampas (95a, 95b) inclinadas, una detrás de la otra, teniendo una de ellas (95b) una pendiente más pronunciada que la otra (95a).

10. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la clavija (30, 60) tiene la forma de una superficie de revolución.

11. Dispositivo según la reivindicación 10, caracterizado por el hecho de que la clavija (60) es troncocónica.

12. Dispositivo según la reivindicación 11, caracterizado por el hecho de que la clavija (30) es cilíndrica.

13. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la clavija tiene una sección circular.

14. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la clavija tiene una sección elíptica.

15. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el elemento (31, 61, 111, 121) retenedor constituye un saliente transversal de la clavija (30, 60, 110, 120).

16. Dispositivo según la reivindicación 15, caracterizado por el hecho de que el elemento (31, 61, 111, 121) retenedor se une a la clavija (30, 60, 110, 120).

17. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que uno de los extremos de la clavija (30, 60, 110, 120) tiene un acoplamiento (32, 62, 112, 122) para una herramienta por medio de la cual es posible aplicar un movimiento de giro a dicha clavija alrededor de su eje longitudinal.

18. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado por el hecho de que el elemento (40, 80, 100, 130, 90) tensor es un segmento curvado.

19. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado por el hecho de que el elemento (70, 75, 76) tensor es una sencilla arandela circular.

20. Dispositivo según las reivindicaciones 18 y 19, caracterizado por el hecho de que el elemento tensor está constituido únicamente por un material elastomérico.

21. Dispositivo según las reivindicaciones 18 y 19, caracterizado por el hecho de que el elemento (40, 80, 70, 100, 90, 130, 113, 123) tensor está constituido por un elemento (43, 83, 73, 103, 93, 133) metálico dispuesto sobre un elemento (44, 84, 74; 104, 94, 134) elástico.

22. Dispositivo según la reivindicación 19, caracterizado por el hecho de que el elemento (76) tensor es un muelle metálico.

23. Dispositivo según la reivindicación 19, caracterizado por el hecho de que el elemento (75) tensor es un muelle metálico.

24. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el elemento (113, 123) tensor se monta o construye sobre la clavija (110, 120).

25. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la pieza (20) macho comprende una cavidad (22) en al menos una de sus superficies externas para alojar el elemento (40, 70, 75, 76, 80, 100, 90, 130) tensor.

26. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la pieza (10) hembra comprende una cavidad en al menos una de sus superficies internas para alojar el elemento tensor.

27. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la pieza (10) hembra está dotada de al menos un orificio (11) con una muesca (12) para poder introducir la clavija (30, 60, 110, 120) con el saliente o el elemento (31, 61, 111, 121) retenedor.

28. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que dicha pieza (10) hembra es un diente y dicha pieza (20) macho es una barra dentada.

29. Dispositivo, según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha pieza (20) hembra tiene al menos dos superficies (13a, 13b) inclinadas en al menos una de sus superficies internas aplicable a un dispositivo retenedor en el que el elemento (31) retenedor del dispositivo retenedor discurre a lo largo de dichas superficies (13a, 13b) internas inclinadas de la pieza hembra (20), moviéndose entre al menos dos posiciones.

30. Dispositivo según la reivindicación 29, caracterizado por el hecho de que la misma superficie interna de la pieza hembra que contiene los planos inclinados está dotada de una cavidad que aloja el elemento retenedor de la clavija en su posición de bloqueo.

31. Dispositivo según las reivindicaciones 29 y 30, caracterizado por el hecho de que los planos inclinados forman dos rampas enfrentadas con una nervadura entre las mismas.

32. Dispositivo según la reivindicación 29, caracterizado por el hecho de que los planos inclinados forman al menos dos rampas inclinadas hacia abajo separadas entre sí por una sección plana y recta.

33. Dispositivo según la reivindicación 29, caracterizado por el hecho de que dicho orificio tiene una muesca para introducir un elemento retenedor asociado a la clavija.

34. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha pieza (20) macho tiene al menos dos superficies (127a, 127b) inclinadas en al menos una de sus superficies externas y es aplicable a un dispositivo retenedor en el que un elemento (121) retenedor del dispositivo retenedor discurre a lo largo de dichas superficies (127a, 127b) externas inclinadas de la pieza (20) macho, moviéndose entre al menos dos posiciones.