Diente de excavación alado.

Diente de excavación (122) adaptado para extenderse hacia delante desde un instrumento de excavación (10) que tiene un filo que se extiende transversalmente,

definiendo dicho diente de excavación (122) una línea central longitudinal (138) y teniendo una parte extrema delantera (136), con un filo de corte (146) que se extiende a su través, y una parte extrema posterior (134) configurada para el acoplamiento con el filo de dicho instrumento, incluyendo además dicho diente de excavación (122) superficies divergentes angularmente superior e inferior (130, 132) que tienen superficies laterales opuestas (142, 144) entre ambas, e incluyendo además dicho diente de excavación (122) un ala (182, 184) que sobresale lateralmente hacia fuera desde cada superficie lateral (142, 144) de dicho diente (122), estando cada ala (182, 184) formada integralmente con el resto de dicho diente de excavación (122) y teniendo superficies planas superior e inferior (192, 194) que se extienden, cada una, en una dirección generalmente paralela al filo de corte (146) que se extiende de un lado a otro de la parte extrema delantera (136) del diente de excavación (122), estando dispuestas las superficies superior e inferior (192, 194) de cada ala entre las superficies superior e inferior (130, 132) del diente de excavación (122) y en una relación no plana con las mismas, y en el que cada ala (182, 184) tiene una parte posterior ensanchada lateralmente (186), una parte delantera estrechada lateralmente (188), y un filo exterior (190) que se extiende entre ambas para dotar a dicho diente (122) de una zona de fractura del terreno que se ensancha progresivamente, proporcionando de ese modo una protección significativa contra el desgaste al filo del instrumento, y en el que dicho diente de excavación (122) está caracterizado porque un filo exterior (190) de cada ala (182, 184) tiene una parte posterior que se extiende generalmente en paralelo con respecto al eje de la línea central (138) del diente de excavación (122), a lo largo de una distancia longitudinal comprendida en el intervalo entre aproximadamente un tercio y la mitad de la distancia total entre la parte extrema posterior (134) y la parte extrema delantera (136) del diente de excavación (122), dicho filo exterior (190) tiene una parte que converge lateralmente hacia la línea central (138) del diente de excavación (122), y una parte que se extiende a lo largo de la parte estrechada lateralmente (188) de cada ala (182, 184), generalmente en paralelo con respecto a la superficie lateral respectiva (142, 144) del diente de excavación (122) desde el que se extienden lateralmente las alas (182, 184) .

Diente de excavación alado Campo de la Invención La presente invención se refiere, en general, a instrumentos de acondicionamiento del terreno y, más en particular, a un diente de excavación adaptado para ser fijado a, y proyectado hacia delante desde, un filo entrante o delantero de una pala o similar Resumen de la invención De manera habitual, palas de diversos tamaños y formas se disponen en combinación operativa con retroexcavadoras, cargadores frontales, excavadoras y equipamiento relacionado de movimiento de tierras. La mayor parte de las palas incluyen áreas, es decir, el filo entrante de la pala, paredes laterales de la pala, etc., que están expuestas y, por lo tanto, son extremadamente susceptibles al desgaste, especialmente cuando la pala es utilizada en entornos abrasivos y rocosos. En muchos diseños de palas, un labio o filo de base, de una sola pieza, alargado transversalmente, está soldado a otras paredes de la pala y sirve como filo entrante para la pala. Frecuentemente, el filo de la pala está dotado de un diseño afilado o biselado, para mejorar la capacidad de penetración en tierra de la pala. Tal como se apreciará, en estados de terreno muy compactados y/o en terreno rocoso, se requiere una fuerza significativa para permitir que el filo de la pala penetre un terreno en dichas condiciones.

Para mejorar más la penetración en tierra con el filo entrante de la pala, es conocido disponer una serie de dientes de excavación separados lateralmente, de un extremo a otro del filo de la pala y extendiéndose hacia delante desde el mismo. Cada diente de excavación tiene un filo transversal en un extremo delantero o frontal del mismo, para fracturar el terreno por adelantado y, por lo tanto, fomentar la penetración mediante el resto del diente de excavación y, finalmente, mediante el filo de la pala. Tal como se apreciará, que el diente de excavación fracture el terreno adelantándose al filo de la pala, facilita además la recogida de material del terreno en la pala.

Algunos dientes de excavación son de diseño y construcción de una sola pieza o unitarios. Habitualmente, una parte posterior de un diente de excavación de una sola pieza está configurada para su acoplamiento, tal como mediante soldadura, al labio o filo de la pala, mientras que la parte restante del diente de excavación está configurada para extenderse hacia delante desde el filo de la pala, con el fin de fracturar el terreno antes de que el filo de la pala penetre en el mismo.

Sin embargo, la gran mayoría de los dientes de acondicionamiento del terreno están diseñados como sistemas de dos piezas. Un sistema o conjunto convencional de diente de excavación de dos piezas incluye un diente de excavación/acondicionamiento del terreno y un adaptador, dispuestos en combinación operativa entre sí. El adaptador incluye una parte de montaje o base, y una parte de nariz que sobresale hacia delante desde el filo de la pala, y a la cual está acoplado de forma liberable el diente de excavación. En muchas aplicaciones, la base del adaptador está fijada, tal como mediante soldadura, al filo entrante de la pala. En algunos diseños se dispone hacia atrás en el diente de excavación otro componente de desgaste, en forma de tapa, para añadir protección contra el desgaste para el adaptador.

Independientemente del diseño concreto del diente de excavación, ya sea de un diseño de una sola pieza o configurado como un conjunto o sistema de dos piezas, el desgaste y el deterioro del filo entrante de la pala es un problema muy importante. El filo entrante o de corte de la pala es habitualmente muy duro, para proteger contra impactos, desgaste, y tensiones excesivas asociadas a las operaciones de excavación habituales; la protección del filo entrante o de corte de la pala sigue siendo de primordial importancia. Si bien hay partes longitudinales del filo de la pala protegidas por la parte de montaje de cualquiera de los diseños del diente de excavación, las partes del filo de la pala que cubren la distancia entre dientes de excavación adyacentes separados lateralmente, siguen expuestas al mismo entorno agresivo y de desgaste que los dientes de excavación. Desgraciadamente, el filo de corte frontal del diente de excavación proporciona solamente una zona de fractura del terreno limitada, antes del filo de corte de la pala. Por lo tanto, los diseños conocidos de diente de excavación tienen efectos limitados sobre el material del terreno compactado que pasa entre dientes de excavación adyacentes. Debido a las onerosas penalizaciones económicas asociadas a la sustitución del filo de corte de la pala y a la sustitución de los elementos metálicos relacionados, algunas compañías añaden un costoso proceso de endurecimiento superficial con carburo, para extender la vida útil de las partes del filo de la pala situadas entre dientes de excavación adyacentes lateralmente. Sin embargo, dichas aplicaciones de endurecimiento superficial con carburo exceden a menudo el coste de un nuevo filo de la pala.

Habitualmente, los componentes de los sistemas de diente de excavación de dos piezas se mantienen en una combinación operativa entre sí, mediante diversos tipos de dispositivos de retención. La mayor parte de los dispositivos de retención conocidos son de tipo clavija flexible, o bien de tipo clavija y retenedor. Cientos de miles de retroexcavadoras antiguas utilizan un retenedor de clavija flexible bien conocido, para mantener un diente y un adaptador en combinación operativa entre sí. Asimismo, los sistemas de clavija y retenedor se utilizan en decenas de miles de máquinas e instrumentos antiguos de acondicionamiento del terreno, para mantener un diente de excavación y un adaptador en combinación operativa entre sí. Puesto que la ergonomía desempeña un papel importante en los diseños de dientes de excavación, los diseños y dispositivos de retenedor dispuesto vertical e incluso diagonalmente se han hecho, asimismo, cada vez más populares debido a su cómodo acceso.

Asimismo, un aspecto importante es la compatibilidad entre piezas componentes del sistema de diente de excavación de dos piezas. Debido a la inmensa cantidad de instrumentos existentes, debe tomarse en consideración la presencia y la posición de ciertas características de diseño en los sistemas conocidos de dientes de excavación de dos piezas, cuando se contemplan cambios sobre cualquiera de los componentes del sistema de excavación. Es decir, cuando se consideran cambios de diseño para cualquiera de los componentes de un conjunto de diente de excavación de dos piezas, los efectos colaterales que dichos cambios pueden tener sobre los diseños de pala existentes deberían asimismo ser considerados cuidadosamente. Para reducir costos al usuario final, la mayor parte de los cambios sobre cualquiera de los componentes del sistema de diente de excavación de dos piezas, deberán ser compatibles con el equipamiento actualmente en funcionamiento. A este respecto, las pérdidas de producción y las reparaciones costosas de soldadura y sustitución siguen representando una plaga en la industria. Por ejemplo, cuando se cambia un diente de excavación sin considerar los efectos que dicho cambio puede tener sobre el adaptador, incluso un simple cambio sobre un diente de excavación puede requerir además cortar del filo de la base de la pala el adaptador existente, seguido por la soldadura de un nuevo adaptador al filo de la base de la pala, para acomodar dicho cambio sobre el diente. En el ínterin, la pala y la máquina permanecen fuera de servicio durante el tiempo del proceso de modificación. El desgaste de un filo de corte de la pala requiere, asimismo, reparaciones extensivas y prolongadas. Además del tiempo considerable gastado cortando el filo de la cuchilla desde el resto de la pala, la sustitución de un filo de cuchilla gastado requiere frecuentemente la etapa adicional de sustituir todos los adaptadores relacionados. Por supuesto, sustituir los adaptadores requiere esfuerzos adicionales para acoplar todos los nuevos adaptadores al nuevo filo de la cuchilla. Sustituir tanto el filo de la cuchilla, y especialmente un filo de cuchilla biselado, como los adaptadores, es en ambos casos costoso y consume mucho tiempo.

Por lo tanto, existe una necesidad y un deseo permanente de un diente de excavación que esté diseñado para ofrecer una protección mejorada contra el desgaste, para los componentes de desgaste dispuestos hacia atrás respecto del mismo, manteniendo al mismo tiempo compatibilidad con los sistemas existentes de dientes de excavación.

El documento WO96/03023 A1 da a conocer una herramienta para trabajar el terreno, que incluye un cuerpo, un par de alas integrales con el... [Seguir leyendo]

1. Diente de excavación (122) adaptado para extenderse hacia delante desde un instrumento de excavación (10) que tiene un filo que se extiende transversalmente, definiendo dicho diente de excavación (122) una línea central longitudinal (138) y teniendo una parte extrema delantera (136) , con un filo de corte (146) que se extiende a su través, y una parte extrema posterior (134) configurada para el acoplamiento con el filo de dicho instrumento, incluyendo además dicho diente de excavación (122) superficies divergentes angularmente superior e inferior (130, 132) que tienen superficies laterales opuestas (142, 144) entre ambas, e incluyendo además dicho diente de excavación (122) un ala (182, 184) que sobresale lateralmente hacia fuera desde cada superficie lateral (142, 144) de dicho diente (122) , estando cada ala (182, 184) formada integralmente con el resto de dicho diente de excavación (122) y teniendo superficies planas superior e inferior (192, 194) que se extienden, cada una, en una dirección generalmente paralela al filo de corte (146) que se extiende de un lado a otro de la parte extrema delantera (136) del diente de excavación (122) , estando dispuestas las superficies superior e inferior (192, 194) de cada ala entre las superficies superior e inferior (130, 132) del diente de excavación (122) y en una relación no plana con las mismas, y en el que cada ala (182, 184) tiene una parte posterior ensanchada lateralmente (186) , una parte delantera estrechada lateralmente (188) , y un filo exterior (190) que se extiende entre ambas para dotar a dicho diente (122) de una zona de fractura del terreno que se ensancha progresivamente, proporcionando de ese modo una protección significativa contra el desgaste al filo del instrumento, y en el que dicho diente de excavación (122) está caracterizado porque un filo exterior (190) de cada ala (182, 184) tiene una parte posterior que se extiende generalmente en paralelo con respecto al eje de la línea central (138) del diente de excavación (122) , a lo largo de una distancia longitudinal comprendida en el intervalo entre aproximadamente un tercio y la mitad de la distancia total entre la parte extrema posterior (134) y la parte extrema delantera (136) del diente de excavación (122) , dicho filo exterior (190) tiene una parte que converge lateralmente hacia la línea central (138) del diente de excavación (122) , y una parte que se extiende a lo largo de la parte estrechada lateralmente (188) de cada ala (182, 184) , generalmente en paralelo con respecto a la superficie lateral respectiva (142, 144) del diente de excavación (122) desde el que se extienden lateralmente las alas (182, 184) .

2. El diente de excavación acorde con la reivindicación 1, en el que la parte extrema posterior (134) del mismo está configurada con una cavidad ciega (150) para recibir y alojar una sección longitudinal de una parte de nariz (128) de un adaptador (120) que se extiende desde el filo que se extiende transversalmente sobre el instrumento (10) de excavación.

3. El diente de excavación acorde con la reivindicación 2, que define además un calibre (154, 156) que define un eje (158) , abriéndose dicho calibre (154, 156) a dicha cavidad ciega (150) definida mediante dicho diente, para alojar por lo menos una parte del mecanismo de retención (124) utilizado para fijar de forma liberable dicho diente (122) y dicho adaptador (120) en combinación operativa.

4. El diente de excavación acorde con la reivindicación 3, en el que cada ala (182, 184) del diente de excavación

(122) define un canal (183, 185) que se abre a una de dichas superficies planas superior e inferior (192, 194) de cada ala (182, 184) , y estando los canales dispuestos generalmente alineados entre sí y con respecto al eje (158) de dicho calibre (154, 156) , para alojar y alinear dicho mecanismo de retención (124) con respecto al eje (158) definido por dicho calibre (154, 156) .

5. El diente de excavación acorde con la reivindicación 3, en el que el mecanismo de retención (124) para fijar de manera liberable el adaptador (120) y el diente (122) en combinación operativa entre sí, incluye un retenedor (60) de clavija flexible alargada, y en el que un área de dicho diente de excavación (122) dispuesta en proximidad a dicho calibre (154, 156) está configurada para impartir compresión radial a un extremo de dicha clavija flexible cuando dicha clavija flexible (60) es insertada en su posición para mantener dichos diente (122) y adaptador (120) en combinación operativa.

6. El diente de excavación acorde con la reivindicación 3, en el que un área de dicho diente de excavación (122) dispuesta en proximidad a dicho calibre (154, 156) , está configurada para impedir el desplazamiento axial involuntario de dicho mecanismo de retención (124) con respecto a dicho adaptador (120) o a dicho diente (122) .

7. El diente de excavación acorde con la reivindicación 1, en el que dicha ala (182, 184) está dispuesta en dicho diente (122) generalmente de forma simétrica con respecto a dicha línea central longitudinal (138) , permitiendo de ese modo que dicho diente (122) sea invertido en torno a dicha línea central longitudinal (138) .