DE2140111B2

DE2140111B2 - Schaufelkante für eine Erdbewegungsmaschine

Info

Publication number: DE2140111B2
Application number: DE2140111A
Authority: DE
Inventors: Frederich Charles Beaverton Hahn; Ronald Roy Portland Miller
Original assignee: Esco Corp
Current assignee: Esco Corp
Priority date: 1970-08-13
Filing date: 1971-08-10
Publication date: 1979-07-12
Also published as: DE2140111A1; ZA715395B; FR2102243B1; GB1355071A; BE771304A; CA940879A; FR2102243A1; AU465027B2; GB1355072A; JPS5219001B1; CH549135A; US3685177A; DE2140111C3; AU3227971A; BR7105236D0

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaufelkante für eine Erdbewegungsmaschine, bestehend aus einem quer zur Arbeitsbewegungsrichtung: langgestreckten, an der Schaufel befestigten Halteteil und einem ebenfalls quer zur Arbeitsbewegungsrichtung langgestreckten, am Halteteil lösbar befestigten Kantenteil, von dessen seinem Arbeitsrand abgewandten Rückenrand Stützarme abstehen, die in Ausnehmungen am Halteteil eingreifen, und der mit dem Halteteil fluchtende, von jeweils einem Sperrstift durchsetzte Durchbrechungen aufweist.

Bei einer aus der US-PS 19 37 243 bekannten Schaufelkante stoßen die einander zugewandten Ränder des Halteteils und des Kantenteils stumpf aneinander. Die nach rückwärts vom Kantenteil abstehenden Arme und die zugehörigen, hakenförmigen Aufnahmen am Halteteil sind schräg durchbohrt. In diese schräg verlaufende Bohrung ist ein Sperrstift eingesetzt. Bei dieser Konstruktion ist die Kraftübertragung vom Kantenteil zum Halteteil sehr ungünstig, da Querkräfte ausschließlich über die Arme und die hakenförmigen Aufnahmen übertragen werden. Auch Kräfte, die den Kantentei! gegenüber dem Halteteil zu verschwenken suchen, führen zunächst zu einer Relativbewegung dieser Teile, weil diese entlang ihrer benachbarten Ränder zwischen sich einen Schlitz einschließen. Auch Momente müssen daher in dem Bereich der Arme und der Aufnahmen übertragen werden. Kräfte, die den Kantenteil in seiner Ebene parallel zum Halteteil zu verschieben suchen, weiden ausschließlich von einem Teil der Querschnitte der Sperrstifte aufgenommen, so daß deren Scherbelasiung unzulässig hoch wird. Bei einer weiteren Ausführüfigsform nach der genannten US-PS ist ein sich über die gesamte Breite des Kantenteils erstreckender, hakenförmiger Haltearm vorgesehen, der in eine hakenförmige Ausnehmung am Halteteil eingreift Die Sicherung erfolgt mit Sperrstiften, die in die Verbindungsteile schräg durchsetzende Bohrungen eingesetzt sind. Diese Ausführungsform hat grundsätzlich denselben Nachteil, wie die vorhergehende; auch dort stoßen die freien Ränder des Halteteil und des Kantenteils stumpf aneinander.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaufelkante der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß mit einfachen Mitteln eine feste und auch große Kräfte zuverlässig übertragende Verbindung zwischen dem Kantenteil und dem Halteteil geschaffen wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rückenrand des Kantenteils und der ihm zugewandte Vorderrand des Halteteils im Querschnitt nasen- bzw. schlitzförmig derart ausgebildet und passend ineinanderschiebbar sind, daß die Stirnwand der Nase am Boden des Schlitzes anliegt und daß die den Halte- und Kantenteil durchsetzenden Durchbrechungen die Nase und die obere und untere Begrenzungswand des Schlitzes durchsetzen.

2^r) Bei der erfindungsgemäßen Schaufelktnte verläuft über die gesamte Breite jedes Halteteils ein nasenartiger Vorsprung, der so tief in eine am benachbarten Rand des Kantenteils angeordnete Nut eingreift, daß die Stirnwand der Nase satt an der Bodenwand der Nut anliegt Diese stabile, formschlüssige Verbindung kombiniert mit den vom Kantenteil nach hinten abstehenden Haltearmen, die in Aufnahmen des Halteteils eingreifen, führt zu einer Verbindung, die gegen Kipp-, Quer- und Längskräfte äußerst stabil ist.

r> Die Sperrstifte sind oben und unten im Kantenteil und in ihrem Mittelabschnitt über den vollen Querschnitt im Halteteil abgestützt. Sie werden dadurch nur auf Scherung beansprucht, wenn Kräfte auf den Kantenteil wirken, die diesen nach vorne vom Halteteil abzuziehen suchen. Diese Kräfte sind in der Praxis nicht sehr groß und können ohne weiteres durch die Scherfestigkeit der Sperrstifte aufgenommen werden. Weder bei auf den Kantenteil wirkenden Kippmomenten noch bei den Kantenteil in Richtung auf den Halteteil schiebenden oder parallel zu dessen Längsrand verschiebenden Kräften treten irgendwelche Belastungen der Sperrstifte auf. Die Kippkräfte werden vollständig durch die Nut-Nasen-Kuppelung und die einen großen Abstützhebelarm gewährleistenden Arme aufgenommen. Kräfte, die in der Längsrichtung der Schaufel den Kantenteil zu verschieben suchen, werden an den Seitenflächen der Arme und den Aufnahmen aufgenommen. Diese Schaufelkantenbefestigung gewährleistet eine bisher unerreichte Stabilität und ermöglicht trotzdem ein leichtes und rasches Auswechseln der Kanten.

Eine besonders widerstandsfähige Verbindung zwischen dem Halteteil und dem Kantenteil gibt Anspruch 2 an.

Die Erfindung soll im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Teilansicht einer Erdbewegungsmaschine,

F i g. 2 eine vergrößerte perspektivische Teilansicht aus Fig. 1,

b5 F i g. 3 die Draufsicht auf einen Teil der Schaufelkante,

F i g. 4 die Draufsicht auf der. anderen Teil der Schaufelkante,

Fig.5 einen Schnitt in der Ebene der Linie 5-5 in Fig. 4,

Fig.6 einen Schnitt in der Ebene der Linie 6-6 in Fig. 3,

Fig.7 eine Ansicht in der Ebene der Linie 7-7 in Fig. 4,

Fig.8 einen Schnitt in der Ebene der linie 8-fc in Fig. 3,

F i g. 9 eüttii Schnitt in den Ebenen der Linien 5-5 und 6-6, wenn die Teile nach den F i g. 3 und 4 zusammengebaut sind,

F i g. 10 einen Schnitt in der Ebene der Linien 7-7 und 8-8 in den F i g. 3 und 4,

F i g. 11 einen Sperrstift nach F i g. 9, Fig. 12 die Draufsicht auf den Sperrstift von F ig. 11, 1$

F i g. 13 eine vergrößerte Ansicht der Stiftverbindung nach F i g. 9 und

F i g. 14 die Draufsicht auf den Sperrstift längs der Linie 14-14 in F ig. 13.

Eine Räumschaufel 20 bildet einen Teil eines Erdbewegungsfahrzeuges 2. Zu solchen Fahrzeugen zählen Flachbagger, Bulldozer, Schaufelbagger oder ähnliche Geräte.

Die Räumschaufel 20 enthält einen Schaufelboden 21 und eine auswechselbare zweiteilige Schaufelkante 22 mit vier Schaufelkanten 22a, 22b, 22cund 22d

Ein Schaufelkantenteil (F i g. 2) enthält einen Halteteil 23, der am Schaufelboden 21 mit Schrauben 24 und einem oder mehreren Kantenteilen 25 befestigt ist Der Halteteil 23 ist im allgemeinen langgestreckt und rechteckig mit Längskanten 26 und 27 und Seitenkanten 28 und 29. Er besitzt ferner ein Paar in Längsrichtung verlaufende Ränder, einen Vorderrand 30 und einen Rückenrand 31 und ein Paar Seitenkanten 32 und 33. Die Kantenteile 25 erstrecken sich über annähernd die Hälfte der Länge des Halteteiles 23 und sind auf der Längskante 26 des Halteteils angeordnet Das Haltebzw, das Kantenteil 23 bzw. 25 sind so groß, daß der Halteteil einen, drei oder mehrere Kantenteile aufnehmen kann.

Nach F i g. 6 enthält der Halteteil 23 eine Bodenfläche 34, die mit den Schrauben 24 gegen den Schaufelboden 21 geschraubt ist, und eine gekrümmte Oberseite 35. Die Oberseite 35 verläuft zunächst parallel zur Bodenfläche 34 bis über Schraubenlöcher 36 (F i g. 3) und dann schräg nach unten zur hinteren Längskante 27, so daß ein hinterer Abschnitt von reduzierter Dicke entsteht Die Schraubenlöcher 36 sind viereckig für einen viereckigen Schaft der Schrauben 24 und sind, wie bei 37 angedeutet, angesenkt

Der Halteteil 23 ist mit einer Nase 38 mit reduzierter Dichte, Schultern 39 bzw. 40 (Fig.8) und oberen und unteren, in etwa parallelen Flächen 41 und 42 versehen. Die Nase 38 endet in einer flachen Stirnwand 43. Die Schulter 39 ist an im Abstand angeordneten Stellen durch Ausnehmungen 44 unterbrochen, die sich von der Oberseite 35 des Halteteils nach unten und hinten erstrecken und in Sockelteilen 45 mit Sockelwänden 46 und 47 enden (F i g. 6). Jede Ausnehmung besitzt ferner Seitenwände 48, eine nach unten und rückwärts t>o abfallenden Bodenwand 49 und eine Rückwand 49a Die Nase erstreckt sich in einem Vorsprung 38a nach vorne zwischen ein Paar benachbarter Ausnehmungen 44 und ist mit einer Durchbrechung 50 versehen.

Jeder Kantenteil 25 besitzt ein Paar Gegennasen 51, die in ein Paar zugeordneter Ausnehmungen 44 greifen.

Kantenteil 25 trägt einen Hauptteil 25a mit parallelen Boden- und Deckflächen 52 bzw. 53 und einer verdickten C-förmigen Hinterkante 54 mit ihren Begrenzungswänden 55 und 56 und dem Boden 57. Der Boden 57 folgt der Kontur der Vorsprünge 38a.

Nach F i g. 5 trägt jede Gegennase 51 einen Hauptteil 58 mit einer Bodenfläche 58a, einer Verbindung 60 und einer Zunge 59. Die Zunge liegt auf der quer verlaufenden Mittelachse x-x des Kantenteiles und besitzt Flächen 61 und 61a, die gleichen Abstand von der Mittellinie aufweisen.

Eine Durchbrechung 62 erstreckt sich durch jede Gegennase 51 und fluchtet mit einer unteren Durchbrechung 63 im Rückenrand 31. Die Begrenzungswand 56 trägt einen verstärkenden Vorsprung 64.

Beim Zusammenbau wird jede Gegennase 51 in eine Ausnehmung 44 eingeschoben, bis die Nasen 38 in den Rückenrand eintreten. Die Stirnwand 43 legt sich gegen den Boden 57 (Fig. 10). Die Zunge 59 ist dann im Sockelteil 45 aufgenommen. Die Durchbrechungen 62 und 63 fluchten mit den Durchbrechungen 50. Die Vorsprünge 64 sitzen in einer Ausnehmung 65 (F i g. 3 und 6) in der Schulter 40.

Die beiden Teile werden lösbar durch einen Stift 67 und ein Sperrglied 68 (F i g. 9) miteinander verbunden. Der Stift 67 enthält eine gewellte Vorderfläche 69 mit Kerben 70 und einen geraden Rücken 71 mit einer Ausnehmung 72, die über einen Vorsprung 73 (F i g. 6) in der Durchbrechung 50 greift Das Sperrglied 68 enthält einen Metalleinsätze 75 umhüllenden Gummikörper 74, die in die Kerben 70 des Stiftes eintreten.

Vor dem Zusammenbau wird das Sperrglied 68 in die Durchbrechung 50 eingesetzt. Dann wird der Stift durch die Durchbrechungen in Eingriff mit den Metalleinsätzen 75 des Sperrgliedes gebracht Der Gummi drückt die Kerbe 70 des Stiftes gegen die Ausnehmung 72 und den Rücken 71 gegen die Wände 62a und 64a der Durchbrechungen 62 bzw. 63.

In F i g. 5 und 7 sind Außenkräfte angedeutet die beim Arbeiten auf den Kantenteil 25 einwirken. Beim Räumen oder Laden tritt eine Kraft A unter beliebigem Winkel im oberen linken Quadranten auf. Eine veränderbare Kraft B kann im unteren linken Quadranten auftreten, wenn die Schaufel abgesenkt wird. Eine Kraft Ctritt beim Zurückziehen auf, und zwar im oberen rechten Quadranten, beispielsweise wenn eine Schaufel entladen oder Erdmaterial ausgestoßen wird. Eine Kombination dieser Kräfte tritt abhängig während des Arbeitsvorganges auf. Beispielsweise kann A und θ dann vorhanden sein, wenn die Schneidkante in Schiefer oder Ton eintritt und auf einen Stein trifft, wodurch B entsteht

Mit Kräfteparallelogramm lassen sich die äußeren Kräfte in horizontale und vertikale Komponenten zerlegen, denen entsprechende Reaktionskräfte entgegenwirken, die im Bereich der Schaufelkante aufgenommen werden. So läßt sich A in eine horizontale Komponente A/, und eine vertikale Komponente A_n B in eine horizontale Komponente Bh und eine vertikale Komponente B_n C in eine horizontale Komponente G, und eine vertikale Komponente CV und D in eine horizontale Komponente D/, und eine vertikale Komponente Dy zerlegen.

Nach Fig. 7 und 10 wirken den horizontalen Komponenten Ah und/oder Bh Reaktionskomponenten entgegen, die durch die Stirnwand 43 auf den Boden 57

Der Rückenrand 3i des Kantenteiles ist (Fig. 7 und 10) des Kantenteües übertragen, werden. Die Reaktionsais C-formige Vertiefung 57a ausgebildet. Jeder kräfte verteilen sich über die ganze Nase 38 außerhalb

des Vorsprungs 38a. Selbst wenn zunächst ein Spiel zwischen den beiden lastaufnehmenden Flächen vorhanden sein sollte, ergibt sich infolge der Kräfte innerhalb kürzester Zeit ein unmittelbarer Kontakt.

Den horizontalen Komponenten Ch und Dh wirkt der Stift 67 (Fig.9) entgegen. Q₁ und D_h sind nicht annähernd so groß wie A und B, da sie nur durch die eindringende Schneidkante erzeugt werden.

Die senkrechten Komponenten . \_r und D_Y werden aufgenommen von den Flächen 41 des Halteteils, die sich gegen die Begrenzungswand SS des C-förmigen Schlitzes anlegen. In ähnlicher Weise wirkt den senkrechten Komponenten B_v und C_v die Fläche 42 entgegen, die sich gegen die Begrenzungswand 56 anlegt Falls die Komponenten A, und/oder D, sehr groß sind, tritt eine Translation oder Rotation des Kantenteils an einer Stelle ein, wo die Enden der Gegennasen 51 in die Sockelwandungen der Ausnehmungen 44 greifen. Nach F i g. 9 wirkt einer gegen den Uhrzeigersinn erfolgenden Drehung des Kantenteiles der Eingriff der Sockelwandung 46 mit der Fläche 6t entgegen, während der im Uhrzeigersinn erfolgenden Rotation der Eingriff der Sockelwand 47 in der Durchbrechung 62 der Gegennase entgegenwirkt Die Gegennase wirkt als Hebel mit großem Hebelarm.

Bei der beschriebenen Ausführungsform liegen die Flächen 41 und 42 sowie die Begrenzungswände 55 und 56 im allgemeinen parallel zur Mittellinie x-x des Kantenteiles, und die Gegenflächen weisen den gleichen Abstand davon auf. Die Begrenzungswände 55 und 56 divergieren nach außen und haben einen Abstand von ca. 25,4 mm am Boden 57 und ca. 26,9 mm am Rückenrand 31. Die Länge der Flächen zwischen diesen Punkten beträgt ca. 17,5 mm. Ähnlich weisen die Flächen 41 und 42 einen Abstand von ca. 25,4 mm in der Nähe der Schultern 39 und 40 und ca. 23,8 mm an der Vorderkante auf. Der Abstand der Schneidkante zum Boden 57 beträgt ca. 98,5 mm und der Abstand vom Boden bis zum Ende der Gegennasen 96,7 mm. Die Dicke der Zunge 59 ist 12,7 mm. Ihr hinteres Ende ist mit einem Radius von ca. 635 mm gerundet Die Sockelwände 46 und 47 weisen eine Entfernung von ca. 14,2 mm voneinander auf. Die hintere Wand des Sockels hat einen Radius von ca. 7,1 mm.

Die Kantenteile können unterschiedliche Längen aufweisen, um an verschiedene Konstruktionen der

ίο Räummaschinen mit einer kleinen Zahl von Ersatzteilen anpaßbar zu sein. Die Halteteile 23 nach F i g. 1 und 2 besitzen z. B. eine Länge von angenähert dem Doppelten der Länge der einzelnen Kantenteile. Die Durchbrechungen 63 weisen einen Abstand von i52,4 mm und einen Seitenabstand von ca. 72,i mm auf. Ein Spalt von ca. 63 mm liegt zwischen benachbarten Halteteilen vor. Als Folge davon kann die Länge des Halteteils zur Aufnahme von drei oder sogar mehr Kantenteilen vergrößert werden oder es läßt sich die Länge des Kantenteiles auf die gleiche Länge vergrößern, die der Halteteil hat Ein Haiteteil zur Aufnahme zweier Kantenteile ist z. B. 908 mm lang und besitzt sechs Durchbrechungen im Abstand von 152,4 mm. Eine Haiteteil für drei Kantenteile hat hingegen eine Länge von 1365 mm und besitzt neun Durchbrechungen mit einem Abstand von jeweils 152,4 mm. Ein Halteteil für vier Kantenteile kann 755 mm lang sein und fünf Durchbrechungen im Abstand von 152,4 mm aufweisen.

Anstelle eines C-förmigen Schlitzes im Rückenrand des Kantenteils kann dieser auch im Halteteil angeordnet sein. Darüber hinaus können die Gegennasen und die Sockel umgekehrt angeordnet werden, so daß dann die Gegennasen auf dem Halteteil sitzen und von den Ausnehmungen im Kantenteil aufgenommen werden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaufelkante für eine Erdbewegungsmaschine, bestehend aus einem quer zur Arbeitsbewegungsrichtung langgestreckten, an der Schaufel befestigten Halteteil und einem ebenfalls quer zur Arbeitsbewegungsrichtung langgestreckten, am Halteteil lösbar befestigten Kantenteil, von dessen seinem Arbeitsrand abgewandten Rückenrand Stützarme abstehen, die in Ausnehmungen am Halteteil eingreifen, und der mit dem Halteteil fluchtende, von jeweils einem Sperrstift durchsetzte Durchbrechungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückenrand (31) des Kantenteils (2S) und der ihm zugewandte Vorderrand des Halteteils (23) im Querschnitt nasen- bzw. schlitzförmig derart ausgebildet und passend ineinanderschiebbar sind, daß die Stirnwand (43) der Nase (38) am Boden (57) des Schlitzes anliegt und daß die den Halte- und Kantenteil durchsetzenden Durchbrechungen (50 bzw. 62 und 63) die Nase (38) und die obere und untere Begrenzungswand (55 und 56) des Schlitzes durchsetzen.

2. Schaufelkante nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nase (38) einen sich nach vorn erstreckenden Vorsprung (38ajund der Boden (57) des Schlitzes eine diesen Vorsprung aufnehmende Vertiefung (57a,) aufweist und daß die Durchbrechungen (50 bzw. 62 und 63) im Bereich des Vorsprungs und der Vertiefung angeordnet sind.