ES2613849T3

ES2613849T3 - Sistema mecánico que comprende una pieza de desgaste y un soporte y cangilón que comprende al menos tal sistema mecánico

Info

Publication number: ES2613849T3
Application number: ES12808296.3T
Authority: ES
Inventors: Fabrice MARCHAND
Original assignee: Safe Metal SAS
Current assignee: Safe Metal SAS
Priority date: 2011-12-08
Filing date: 2012-12-07
Publication date: 2017-05-26
Anticipated expiration: 2032-12-07
Also published as: KR101988399B1; CA2858127A1; US9290915B2; JP2015503043A; KR20140109405A; RU2606724C2; CN104114779A; JP6224614B2; MX2014006859A; CN104114779B; FR2983880A1; RU2014127693A; EP2788551B1; BR112014013811A8; CL2014001490A1; WO2013083812A1; MX345060B; EP2788551A1; BR112014013811A2; FR2983880B1

Abstract

Sistema mecánico (1), que comprende una pieza de desgaste (10), un soporte (20) y un dispositivo de conexión entre la pieza de desgaste (10) y el soporte (20), que pertenecen a un equipamiento (G) de máquina de obras públicas, comprendiendo el soporte (20): - una base (22), - una nariz (30) que se extiende desde la base (22) según un eje principal (X30), entre un extremo proximal (31) próximo a la base (22) y un extremo distal (33) opuesto a la base (22), presentando la nariz un conjunto de secciones (50, 70, 90), en unos planos perpendiculares al eje principal (X30), que evolucionan según una dirección proximal (D31) delimitando unas áreas crecientes o constantes, en particular no delimitando ningún área decreciente, excepto en presencia de un alojamiento de recepción de un dispositivo de conexión en la nariz (30), y - de cada lado de la base (22), un alojamiento (24) de recepción de una oreja (14) que pertenece a la pieza de desgaste (10), siendo proporcionado el alojamiento (24) en la base (22) en la prolongación de la nariz (30), con un lado abierto según una dirección distal (D33) así como tres lados cerrados, estando el sistema mecánico (1) caracterizado porque la nariz (30) consta de: - una primera zona (40) que está situada cerca del extremo proximal (31) de la nariz (30) y que consta al menos de seis caras planas (41-48) de dos en dos opuestas (41, 45; 42, 46; 43, 47; 44, 48) que delimitan unas secciones de un primer tipo (50), y - una segunda zona (80) que está situada cerca del extremo distal (33) de la nariz (30) y que consta al menos de seis caras planas (81-88) de dos en dos opuestas (81, 85; 82, 88; 83, 87; 84, 88) que delimitan unas secciones de un segundo tipo (90), estando cada cara plana (81-88) de la segunda zona (80) menos inclinada, con respecto al eje principal (X30), que la cara plana (41-48) de la primera zona (40) que se encuentra en su prolongación según la dirección proximal (D31).

Description

DESCRIPCION

Sistema mecanico que comprende una pieza de desgaste y un soporte y cangilon que comprende al menos tal sistema mecanico.

[0001] La presente invencion se refiere a un sistema mecanico que comprende una pieza de desgaste y un

soporte que pertenece a un equipamiento de maquina de obras publicas. La invencion se refiere igualmente a un cangilon de maquina de obras publicas que comprende al menos tal sistema mecanico.

10 [0002] El ambito de aplicacion de la invencion es el de los equipamientos de maquinas de obras publicas, en

particular los cangilones, tolvas u otros receptaculos que pueden raspar, extraer y desplazar unos materiales en vista de su evacuacion de un lugar dado hacia otros puestos de operacion con la ayuda de maquinas de obras publicas.

15 [0003] De manera conocida, un cangilon consta de un borde de ataque equipado con piezas de desgaste

previstas para su capacidad de penetracion del material y de proteccion de los elementos constitutivos del cangilon. Sobre los bordes de ataque estan fijados unos soportes-adaptadores que disponen de una nariz perfilada, mientras que las piezas de desgaste son unos dientes o unos escudos que se posicionan por enmangado sobre el soporte- adaptador segun una conexion precisa. La conexion es temporal para autorizar el reemplazo de las piezas de 20 desgaste despues del desgaste. El ensamblaje del sistema mecanico que incluye un diente y su soporte se realiza generalmente, por una parte, por complementariedad de formas entre la nariz del soporte y un vaciado interior del diente y, por otra parte, gracias a un dispositivo de conexion amovible del tipo enchavetado. A fin de satisfacer las exigencias de seguridad en vigor, el dispositivo de conexion esta adaptado para liberarse de las operaciones de choque para el montaje como para el desmontaje del diente.

25

[0004] En la practica, las tolerancias de fabricacion imponen unos juegos para permitir el ensamblaje del diente sobre su soporte, a los cuales se anaden los juegos formados por el mateado de presion asf como el desgaste en servicio de las zonas de contacto, lo que deja una posibilidad de movimiento del diente sobre su soporte. Por consiguiente, los esfuerzos horizontales, laterales, oblicuos o diversos, inherentes a las aplicaciones y

30 utilizaciones de una maquina de obras publicas conllevan unos deterioros en la relacion diente-nariz, pero tambien sobre el dispositivo de enchavetado. Ademas, el perfil de la nariz determina el perfil interior del diente y, por tanto, la presencia y la importancia de zonas de debilitamiento localizado de este diente.

[0005] WO-A-2006 059 043 y WO-A-2004 057 117 describen unos sistemas mecanicos que comprenden 35 cada uno un diente, un soporte y un dispositivo de enchavetado. Cada soporte comprende una nariz de enmangado

del diente.

[0006] En WO-A-2006 059 043, correspondiente al preambulo de la reivindicacion 1, el soporte comprende igualmente unos alojamientos de recepcion de orejas que pertenecen al diente. Cada alojamiento consta de un lado

40 abierto y tres lados cerrados, mientras que la oreja correspondiente comprende tres caras casi planas. En la practica, las caras superior e inferior de la oreja se bloquean contra los lados superior e inferior del alojamiento. Esta configuracion impide eficazmente el basculamiento del diente con respecto al soporte bajo la accion de una fuerza de excavacion, que representa la principal tension mecanica que puede ser experimentada por el diente en servicio. El perfil de la nariz es satisfactorio, pero se puede mejorar.

45

[0007] En WO-A-2004 057 117, la nariz consta de unas superficies planas unidas por unas curvas redondeadas, segun una configuracion que no es del todo satisfactoria en terminos de resistencia a los esfuerzos en servicio. En particular, el extremo de la nariz presenta un perfil paralelepipedico, lo que crea importantes zonas de debilitamiento en el interior del diente. Por otro lado, unas orejas redondeadas estan dispuestas sobre el soporte y

50 recibidas en unos orificios redondeados del diente, lo que no es satisfactorio durante una aplicacion de una fuerza de excavacion sobre el diente.

[0008] El objetivo de la presente invencion es proponer un sistema mecanico mejorado, que presenta una vida util incrementada con respecto a los dispositivos existentes.

55

[0009] A tal efecto, la invencion tiene como objeto un sistema mecanico tal como se define en la reivindicacion 1.

[0010] Asf, la nariz presenta una forma evolutiva, con una transicion progresiva entre las caras planas debido

a su importante numero y sus inclinaciones relativas. La invencion permite reducir las zonas de concentraciones de tensiones mecanicas en el seno del sistema mecanico y mejorar por tanto la vida util de este sistema, tanto del diente como de su soporte. En cada zona, ciertas caras planas estan previstas para encajar los esfuerzos en servicio, mientras que otras caras planas estan previstas para reducir las concentraciones de tensiones y la masa de 5 la nariz. Para una masa equivalente del soporte, la nariz consta de menos materia, lo que permite tener mas materia sobre la fijacion del soporte al cangilon y mejora incluso su vida util. Igualmente, una nariz menos voluminosa permite realizar un diente menos voluminoso en altura, lo que facilita la penetracion del conjunto diente-soporte- cangilon en el material. Por ultimo, la relacion de la masa del diente utilizada sobre la masa del diente nuevo se mejora con respecto a los sistemas existentes.

10

[0011] Segun otras caractensticas ventajosas de la invencion, tomadas aisladamente o en combinacion:

- La primera zona de la nariz consta al menos de ocho caras planas de dos en dos opuestas, siendo al menos ciertas de las caras planas opuestas de preferencia paralelas entre ellas.

15 - La segunda zona de la nariz comprende al menos seis caras planas de dos en dos paralelas, de preferencia al menos ocho caras planas de dos en dos paralelas.

- La nariz consta de una tercera zona intermedia entre la primera zona y la segunda zona de la nariz a lo largo del eje principal, comprendiendo la tercera zona al menos seis caras de dos en dos opuestas que delimitan unas secciones de un tercer tipo en unos planos perpendiculares al eje principal, de preferencia al menos cuatro caras

20 planas y cuatro caras izquierdas de dos en dos opuestas, las areas delimitadas por las secciones del tercer tipo que tienen, segun la direccion proximal, una tasa de crecimiento superior a la tasa de crecimiento de las areas delimitadas por las secciones del primer tipo y a la tasa de crecimiento de las areas delimitadas por las secciones del segundo tipo.

- Las caras planas de la primera zona, de la segunda zona y de la tercera zona que estan situadas, por una parte, en 25 un mismo plano que comprende el eje principal y, por otra parte, del mismo lado del eje principal, estan inclinadas

unas con respecto a otras segun unos angulos obtusos comprendidos entre 160 y 200 grados.

- Las caras planas de la tercera zona comprenden, por una parte, unas caras primarias que presentan la misma inclinacion con respecto al eje principal que las caras planas de la primera zona que estan en su prolongacion segun la direccion proximal, siendo aptas estas caras primarias para soportar unas tensiones mecanicas ejercidas sobre la

30 nariz cuando una fuerza de excavacion se aplica sobre la pieza de desgaste y, por otra parte, unas caras secundarias globalmente mas inclinadas con respecto al eje principal que las caras planas de la primera zona que estan en su prolongacion segun la direccion proximal.

- La tercera zona de la nariz comprende dos caras planas perpendiculares a un plano vertical, de preferencia dos caras planas perpendiculares a un plano horizontal y al menos cuatro caras orientadas de modo distinto que a

35 angulo recto a la vez con respecto al plano vertical y con respecto al plano horizontal.

- Cuando se aplica una fuerza sobre la pieza de desgaste, el soporte y la pieza de soporte comprenden al menos una interfaz de contacto entre: una primera interfaz de contacto situada entre cada oreja y el alojamiento de recepcion de esta oreja, una segunda interfaz de contacto situada entre la pieza de desgaste y las caras planas de la segunda zona que se extienden casi perpendicularmente a la fuerza, una tercera interfaz de contacto situada

40 entre la pieza de desgaste y las caras planas de la primera zona que se extienden en la prolongacion de la segunda interfaz de contacto segun la direccion proximal, en su caso una cuarta interfaz de contacto situada entre la pieza de desgaste y las caras planas de la tercera zona que se extienden en la prolongacion de la segunda interfaz de contacto segun la direccion proximal, y una quinta interfaz de contacto situada entre la pieza de desgaste y una cara plana que es perpendicular al eje principal y dispuesta en el extremo distal de la nariz, dependiendo el numero de 45 interfaces de contacto simultaneas en servicio, por una parte, de la direccion de la fuerza y, por otra parte, del desgaste de la pieza de desgaste y/o del soporte.

- La nariz presenta al menos un plano de simetna que incluye el eje principal, especialmente un plano vertical y/o un plano horizontal, siendo el eje principal de preferencia un eje de simetna de la nariz.

50 [0012] La invencion tiene igualmente como objeto un cangilon de maquina de obras publicas, que comprende

al menos un sistema mecanico tal como se ha mencionado mas arriba. En la practica, el cangilon comprende generalmente una serie de soportes que reciben cada uno un diente, que se comporta como una pieza de desgaste y esta incorporado a su soporte por un dispositivo de conexion.

55 [0013] Como alternativa, otros equipamientos de maquina de obras publicas pueden estar equipados

igualmente con el sistema mecanico segun la invencion.

[0014] La invencion se comprendera mejor con la lectura de la descripcion que aparece a continuacion, dada

unicamente a tttulo de ejemplo no limitativo y realizada en referencia a los dibujos anexos en los cuales:

- la figura 1 es una vista en perspectiva ensamblada de un sistema mecanico conforme a la invencion, que comprende una pieza de desgaste montada sobre un soporte incorporado a un cangilon parcialmente representado, mientras que el dispositivo de conexion entre la pieza de desgaste y el soporte no esta representado;

5 - la figura 2 es una vista en perspectiva desensamblada del sistema mecanico de la figura 1, que comprende el soporte y la pieza de desgaste;

las figuras de 3 a 5 son unas vistas en elevacion del soporte, respectivamente segun las flechas III, IV y V en la figura 2;

- las figuras 6, 7 y 8 son unas secciones del soporte, respectivamente segun las Mneas VI-VI, VII-VII y VIM-VIM en la 10 figura 5; y

- la figura 9 es una seccion del soporte segun la lmea IX-IX en la figura 4.

[0015] En las figuras de 1 a 9 se representa un sistema mecanico 1 conforme a la invencion, que equipa un cangilon G de maquina de obras publicas.

15

[0016] El sistema mecanico 1 comprende una pieza de desgaste 10 del tipo diente, un adaptador-soporte 20, asf como un dispositivo de conexion entre el diente 10 y el soporte 20. El soporte 20 esta incorporado al cangilon G, mientras que el diente 10 es una pieza de desgaste destinada a estar desmontada cuando esta demasiado desgastada por el funcionamiento del cangilon G. En un objetivo de simplificacion, el cangilon G esta parcialmente

20 representado en la figura 1, mientras que el dispositivo de conexion y los alojamientos previstos para el posicionamiento de este dispositivo a traves del diente 10 y el soporte 20 no estan representados.

[0017] Para facilitar la localizacion de las diferentes partes del sistema 1 en el espacio, se define un lado delantero 2 del cual esta situado el diente 10, un lado trasero 3 del cual esta situado el soporte 20, un lado superior 4

25 y un lado inferior 5 orientados respectivamente de forma opuesta al suelo y cara al suelo cuando el sistema 1 esta ensamblado, asf como un lado derecho 6 y un lado izquierdo 7 definidos con respecto a una direccion trasera 3 - delantera 2.

[0018] A tftulo de ejemplo no limitativo, el dispositivo de conexion puede comprender un manguito y una 30 clavija, ajustables a traves del diente 10 y en un alojamiento del soporte 20. El dispositivo puede girar entre, por una

parte, una configuracion de insercion donde el manguito esta ajustado en el alojamiento del soporte 20 mientras que la clavija no tiene ningun contacto con el diente 10 y, por otra parte, una configuracion de cierre donde la clavija apoya contra el diente 10 mientras que el manguito apoya en el alojamiento del soporte 20, formando entonces una conexion de acoplamiento entre el diente 10 y su soporte 20. De preferencia, el dispositivo de conexion se extiende 35 casi segun una direccion vertical dirigida de arriba 4 hacia abajo 5 o segun una direccion horizontal de izquierda 7 a derecha 6 o a la inversa.

[0019] El diente 10 comprende una parte activa 11 situada hacia delante 2 y una parte hueca 12 orientada hacia atras 3. De manera conocida en sf, la parte activa 11 esta prevista para raspar y extraer unos materiales, por

40 ejemplo de la tierra o grava, mientras que la parte hueca 12 esta prevista para el enmangado del diente 10 sobre el soporte 20. Mas precisamente, la parte 12 comprende un vaciado interior, no visible en la figura 1, equipado con formas perfiladas de apoyo sobre el soporte 20, asf como unas orejas 14 que se extienden hacia atras 3 de la parte 12. Cuando el sistema mecanico 1 esta en servicio, la principal tension mecanica experimentada por el diente 10 corresponde a una fuerza de excavacion Fc, representada por una flecha dirigida sobre la parte activa 11 en la figura 45 1. Se distingue la excavacion principal ejercida por la parte superior del siente 10 y la excavacion secundaria ejercida por la parte inferior del diente 10, siendo la excavacion principal globalmente mas importante que la excavacion secundaria.

[0020] El soporte 20 comprende una base 22, parcialmente representada en las figuras de 1 a 5, asf como 50 una nariz de enmangado 30 previsto para estar acoplado en el vaciado interior del diente 10 conforme a este efecto.

La parte 12 y la nariz 30 comprenden unas formas perfiladas complementarias de apoyo, que permiten formar una conexion mecanica por enmangado al montaje y en servicio en el seno del sistema mecanico 1. Las formas de la nariz 30 se detallan mas abajo, entendiendose que el vaciado interior de la parte 12 consta de unas formas complementarias, al juego de fabricacion. Ademas, un alojamiento 24 de recepcion de las orejas 14 del diente 10 se 55 proporciona de cada lado 6 y 7 de la base 22, en la prolongacion de la nariz 30. Cada alojamiento 24 consta de unas paredes situadas hacia atras 3, arriba 4 y abajo 5, y esta abierto hacia delante 2 a fin de recibir las orejas 14 orientadas hacia atras 3 del diente 10. En el montaje, las orejas 14 son recibidas en contacto hacia arriba 4 y abajo 5 en los alojamientos 24.

[0021] La nariz 30 se extiende desde la base 22 segun un eje principal X30, entre un extremo proximal 31 proximo a la base 22 y un extremo distal 33 opuesto a la base 22, con una parte media 32 delimitada entre ellas. El extremo proximal 31 esta situado hacia atras 3, mientras que el extremo distal 33 esta situado hacia delante 2. Se define una direccion proximal o trasera D31 dirigida hacia atras 3 y una direccion distal o delantera D33 dirigida

5 hacia delante 2. La direccion proximal D31 es la del enmangado del diente 10 sobre el soporte 20 en el montaje del sistema 1, mientras que la direccion distal D33 es la del desmontaje del diente 10.

[0022] Al nivel del extremo distal 33, el extremo de la nariz 30 termina por una cara plana 34 perpendicular al eje X30. Esta cara 34, igualmente llamada plato de estabilizacion, esta prevista para impedir el basculamiento del

10 diente 10 con respecto al soporte 20 cuando el sistema 1 esta en servicio.

[0023] En la nariz 30 se delimitan unas zonas distintas 40, 60 y 80. La zona 40 esta situada cerca del extremo proximal 31, la zona 60 esta situada en la parte media 32, mientras que la zona 80 esta situada cerca del extremo distal 33. Cerca significa que la zona 40 esta mas cerca del extremo 31 que de la parte 32 y del extremo 33,

15 mientras que la zona 80 esta mas cerca del extremo 33 que de la parte 32 y del extremo 31. Cada una de estas zonas 40, 60 y 80 consta de unas caras ajustadas de manera que, por una parte, soporten las tensiones mecanicas ejercidas por el diente 10 sobre la nariz 30 y, por otra parte, limiten la concentracion de tensiones en unas zonas de debilitamiento localizado. Al nivel del extremo proximal 31, la zona 40 esta conectada a la base 22 por unas curvas 35. En la parte media 32, la zona 40 esta conectada a la zona 60 por una zona de transicion 36, mientras que la

20 zona 60 esta conectada a la zona 80 por unas curvas 37. Al nivel del extremo distal 33, la zona 80 esta conectada a la cara 34 por unas curvas 38. Las curvas 35 y 37 son concavas, mientras que las curvas 38 son convexas.

[0024] Como se muestra en las figuras de 2 a 9, el eje principal X30 es un eje de simetna de la nariz 30. Se define un plano vertical PV que se extiende entre la parte de arriba 4 y de abajo 5 pasando por el eje principal X30,

25 asf como un plano horizontal PH que se extiende entre la derecha 6 y la izquierda 7 pasando por el eje principal X30. Los planos PV y PH son dos planos de simetna de la nariz 30, pero igualmente unos alojamientos 24. Estas simetnas permiten facilitar la fabricacion del soporte 20, pero sobre todo optimizar la distribucion de los esfuerzos ejercidos por el diente 10 sobre la nariz 30 y en los alojamientos 24, independientemente de la direccion de los esfuerzos sobre el sistema mecanico 1.

30

[0025] En el ejemplo preferido pero no limitativo de las figuras, cada una de las zonas 40, 60 y 80 de la nariz 30 comprende ocho caras de dos en dos opuestas, en simetna con respecto al eje principal X30. Mas precisamente, cada zona 40, 60 y 80 comprende una cara superior 41, 61 u 81, una cara superior derecha 42, 62 u 82, una cara derecha 43, 63 u 83, una cara inferior derecha 44, 64 u 84, una cara inferior 45, 65 u 85, una cara inferior izquierda

35 46, 66 u 86, una cara izquierda 47, 67 u 87, asf como una cara superior izquierda 48, 68 u 88, El perfil de cada zona 40, 60 y 80 de la nariz 30 puede ser por tanto globalmente calificada de octogonal: considerando diferentes secciones transversales al eje X30 en estas zonas 40, 60 y 80, como se representa en las figuras de 6 a 8, la nariz 30 en seccion consta de ocho lados principales unidos por unas curvas.

40 [0026] En la zona proximal 40, las caras de 41 a 48 son opuestas de dos en dos con respecto al eje X30: 41

y 45, 42 y 46, 43 y 47, 44 y 48. Las caras 41-48 son planas y unidas entre ellas por unas curvas 49 convexas. Las caras 41-48 se acercan al eje X30 segun la direccion distal D33 y se alejan del eje X30 segun la direccion proximal D31. Las caras 41 y 45 estan inclinadas cada una de un angulo y1 de 13° con respecto al eje X30 y al plano horizontal PH. Las caras 42, 44, 46 y 48 estan inclinadas cada una de un angulo y2 de 13° con respecto al eje X30.

45 Las caras 43 y 47 estan inclinadas cada una de un angulo y3 de 2° con respecto al eje X30 y al plano vertical PV. En la practica, los angulos y1, y2 y y3 pueden estar respectivamente comprendidos entre 10° y 20°, 12,5° y 17,5°, 0° y 5° incluido.

[0027] En la zona media 60, las caras de 61 a 68 son opuestas de dos en dos con respecto al eje X30: 61 y

50 65, 62 y 66, 63 y 67, 64 y 68. Las caras 61-68 estan unidas entre ellas por unas curvas 69 casi convexas. Las caras 61-68 se acercan al eje X30 segun la direccion distal D33 y se alejan del eje X30 segun la direccion proximal D31. Las caras 61, 63, 65 y 67 son planas, mientras que las caras 62, 64, 66 y 68 son izquierdas, mas precisamente retorcidas. Dicho de otro modo, la inclinacion de cada una de las caras 62, 64, 66 y 68 con respecto a los planos PV y PH vana a lo largo del eje X30. Las caras 61 y 65 estan inclinadas cada una de un angulo 81 de 16° con respecto

55 al eje X30 y al plano horizontal PH. Se define para cada cara 62, 64, 66 y 68 un plano medio de esta cara, delimitando el plano medio el mismo volumen entre la cara y sf mismo sobre cada uno de sus lados. En el ejemplo no limitativo de las figuras, los planos medios de las caras 62, 64, 66 y 68 estan inclinados cada uno de un angulo 82 de 20° con respecto al eje X30. Las caras 63 y 67 estan inclinadas cada una de un angulo 83 de 20° con respecto al eje X30 y al plano vertical PV. En la practica, los angulos 81, 82 y 83 pueden estar respectivamente comprendidos

entre 15° y 20°, 15° y 25°, 15° y 25° incluido.

[0028] En este estado, se observa que las caras planas 61 y 65 presentan la misma inclinacion con respecto

al plano PH y al eje X30 que las caras planas 41 y 45 que estan en su prolongacion segun la direccion proximal D31.

5 Estas caras 61 y 65 son las que presentan, entre todas las caras planas de la nariz 30, cada una la mayor superficie de apoyo entre la nariz 30 y el diente 10. Estas caras 61 y 65 pueden estar calificadas como caras primarias de la zona 60 y son aptas para soportar unas tensiones mecanicas aplicadas sobre la nariz 30 cuando la fuerza de excavacion Fc se aplica sobre el diente 10. Las caras 62, 63, 64, 66, 67 y 68 pueden estar calificadas como caras secundarias de la zona 60, ya que no estan previstas para soportar unas tensiones mecanicas ejercidas sobre la 10 nariz 30 bajo la accion de la fuerza de excavacion Fc. Debido a un juego entre la nariz 30 y el diente 10 que es mas importante en la interfaz de contacto definido por las caras secundarias que el la interfaz de contacto definido por las caras primarias, las caras secundarias no estan previstas inicialmente para apoyarse contra el vaciado interior de la parte hueca 12 del diente 10.

15 [0029] En la zona distal 80, las caras de 81 a 88 estan opuestas de dos en dos con respecto al eje X30: 81 y

85, 82 y 86, 83 y 87, 84 y 88. Las caras 81-88 son planas y unidas entre ellas por unas curvas 89 casi convexas. Las caras 81-88 se acercan al eje X30 segun la direccion D33 y se alejan del eje X30 segun la direccion D31. Las caras 81 y 85 estan inclinadas cada una de un angulo o1 de 2° con respecto al eje X30 y al plano horizontal PH. Las caras 82, 84, 86 y 88 estan inclinadas cada una de un angulo a2 de 5° con respecto al eje central X30. Las caras 83 y 87 20 estan inclinadas cada una de un angulo a3 de 2° con respecto al eje X30 y al plano vertical PV. Cada cara plana 8188 de la segunda zona 80 esta menos inclinada con respecto al eje principal X30 que la cara plana 41-48 de la primera zona 40 que se encuentra en su prolongacion segun la direccion proximal d31. En la practica, los angulos a1, a2 y a3 pueden estar comprendidos respectivamente entre 0° y 5° incluidos.

25 [0030] Como las caras 61 y 65, las caras 41, 45, 81 y 85 pueden estar calificadas como caras primarias,

aptas para soportar unas tensiones mecanicas aplicadas sobre la nariz 30 cuando la fuerza de excavacion Fc se aplica sobre el diente 10. Como las caras 62, 64, 66 y 68, las caras 42, 44, 46, 48, 82, 84, 86 y 88 pueden ser calificadas como caras secundarias, ya que no estan previstas para soportar unas tensiones mecanicas aplicadas sobre la nariz 30 bajo la accion de la fuerza de excavacion Fc. En cambio, contrariamente a las caras 63 y 67, las 30 caras 43, 47, 83 y 87 estan previstas para soportar unas tensiones mecanicas ejercidas sobre la nariz 30 cuando una fuerza lateral se aplica sobre el diente 10.

[0031] De manera particularmente ventajosa, las caras secundarias de las diferentes zonas 40, 60 y 80 permiten disminuir las concentraciones de tensiones en el seno del sistema 1, a la vez que se minimiza la masa

35 global de la nariz 30, debido a su disposicion y su geometna particular. El soporte 20 y la nariz 30 estan llenos, mientras que el diente 10 esta hueco en su parte 12. Para una masa equivalente del soporte 20, la nariz 30 consta de menos materia, lo que permite tener mas materia sobre la fijacion del soporte 20 al cangilon G y mejora aun su vida util. Igualmente, una nariz 30 menos voluminosa permite realizar un diente 10 menos voluminoso en altura, lo que facilita la penetracion del conjunto diente-soporte-cangilon en el material. Por ultimo, para un mismo perfil 40 exterior de diente 10, una nariz 30 menos voluminosa permite tener mas materia en el diente 10, al nivel de su vaciado interior. Por consiguiente, se mejora la resistencia mecanica del diente 10, asf como la relacion de la masa del diente desgastada sobre la masa del diente nuevo.

[0032] Como se muestra en las figuras de 6 a 9, la nariz 30 consta de un conjunto de secciones 50, 70 y 90, 45 definidas en unos planos perpendiculares al eje principal X30. Estas secciones 50, 70, 90 evolucionan segun la

direccion proximal D31 delimitando unas areas crecientes o constantes, en particular no delimitando ningun area decreciente. Las areas consideradas son de hecho las delimitadas por la envoltura de las secciones transversales 50, 70 y 90, entendiendose que la zona 40 puede ser atravesada por el alojamiento de recepcion del dispositivo de conexion, que no se representan con fines de simplificacion. El alojamiento se proporciona transversalmente al eje 50 X30, de preferencia segun el plano horizontal PH o el plano vertical PV, en funcion de la configuracion del sistema mecanico 1. Las secciones 50 que comprenden este alojamiento presentan unas areas reducidas en comparacion con las secciones 50 cercanas desprovistas de alojamiento, no obstante las areas de las envolturas de secciones transversales 50, 70 y 90 evolucionan efectivamente de manera creciente o constante segun la direccion proximal D31. Salvo por la presencia obligatoria de este alojamiento en la nariz 30, unas secciones decrecientes segun la 55 direccion D31 se deben evitar, ya que materializanan la presencia de una zona de debilitamiento localizado de la nariz 30.

[0033] Las secciones 50 constituyen un primer tipo de secciones definidas en la zona 40, las secciones 90 constituyen un segundo tipo de secciones definidas en la zona 80, mientras que las secciones 70 constituyen un

tercer tipo de secciones definidas en la zona 60. Para cada zona 40, 60 y 80, se define una tasa de crecimiento del area de las secciones, respectivamente 50, 70 y 90 por unidad de longitud segun el eje X30 en la direccion proximal D31. La tasa de crecimiento por unidad de longitud de cada tipo de secciones 50, 70 o 90 depende de la inclinacion de las caras en la zona correspondiente, dicho de otro modo depende de los angulos y1, y2 y y3 para las secciones 5 50, de los angulos 81, 82 y 83 para las secciones 70 y de los angulos o1, a2 y a3 para las secciones 90. La tasa de crecimiento de las areas delimitadas por las secciones 70 es superior a la tasa de crecimiento de las areas delimitadas por las secciones 50, que es superior a la tasa de crecimiento de las areas delimitadas por las secciones 90, segun la direccion proximal D31.

10 [0034] Por otro lado, unos angulos a1 y p1 se definen en el plano vertical PV. Cada angulo a1 se define, en la

superficie de la nariz 30, entre las caras de las zonas 40 y 60 que se encuentran en el plano PV del mismo lado del eje X30, es decir entre las caras 41 y 61 o entre las caras 45 y 65. Cada angulo pi se define, en la superficie de la nariz 30, entre las caras de las zonas 60 y 80 que se encuentran en el plano PV del mismo lado del eje X30, es decir entre las caras 61 y 81 o entre las caras 65 y 85. El angulo a1 esta comprendido entre 180° y 200°, en este caso 15 igual a 180° en las figuras, mientras que el angulo p1 esta comprendido entre 160 y 180°, en este caso igual a 160° en las figuras.

[0035] Se define ademas un conjunto de planos PI que comprenden el eje principal X30, que estan inclinados con respecto a los planos PV y PH y que atraviesan las caras inclinadas 42, 44, 46, 48, 62, 64, 66, 68, 82, 84, 86 y

20 88. A tftulo de ejemplo, el plano PI mostrado en las figuras 4 y 9 atraviesa las caras 42, 62 y 82 del lado superior derecho del eje X30 y atraviesa las caras opuestas 46, 66 y 86 del lado inferior izquierdo del eje X30. Se definen igualmente unos angulos a2 y p2 para un plano PI dado. Cada angulo a2 se define, en la superficie de la nariz 30, entre una cara inclinada de la zona 40 y una cara inclinada de la zona 60 que se encuentran en el mismo plano PI y del mismo lado del eje X30, por ejemplo entre la cara 42 y la cara 62. Cada angulo p2 se define, en la superficie de 25 la nariz 30, entre una cara inclinada de la zona 60 y una cara inclinada de la zona 80 que se encuentran en el mismo plano PI y del mismo lado del eje X30, por ejemplo entre la cara 62 y la cara 82. Se observa que los angulos a2 y p2 son variables en funcion del plano PI escogido, debido especialmente a la forma retorcida de las caras 62, 64, 66 y 68. De preferencia, el plano PI se puede escoger como perpendicular al plano medio, definido mas arriba, de las caras retorcidas. Lo importante es que, independientemente del plano PI escogido, el angulo a2 esta comprendido 30 entre 180° y 200°, de preferencia igual a 190°, mientras que el angulo p2 esta comprendido entre 160° y 180°, de preferencia igual a 170°. En el plano PI mostrado en las figuras 4 y 9, los angulos a2 y p2 son iguales respectivamente a 190° y 170°.

[0036] Se definen igualmente unos angulos a3 y p3 en el plano horizontal PH. Cada angulo a3 se define, en 35 la superficie de la nariz 30, entre las caras de las zonas 40 y 60 que se encuentran en el plano PH del mismo lado

del eje X30, es decir entre las caras 43 y 63 o entre las caras 47 y 67. Cada angulo p3 se define, en la superficie de la nariz 30, entre las caras de las zonas 60 y 80 que se encuentran en el plano PH del mismo lado del eje X30, es decir entre las caras 63 y 83 o entre las caras 67 y 87. El angulo a3 esta comprendido entre 180° y 200°, en este caso igual a 200° en las figuras, mientras que el angulo p3 esta comprendido entre 160 y 180°, en este caso igual a 40 160° en las figuras.

[0037] Independientemente de la seccion longitudinal de la nariz 30 considerada, todos los angulos entre caras planas cercanas son por tanto obtusos. Las caras planas 41-61-81, 42-62-82, 43-63-83, 44-64-84, 45-65-85, 46-66-86, 47-67-87 y 48-68-88 que estan situadas, por una parte, en un mismo plano PV, PI o PH que comprenden

45 el eje principal X30 y, por otra parte, del mismo lado del eje principal X30, estan inclinadas unas con respecto a otras segun unos angulos obtusos a1, a2, a3, p1, p2 y p3 que estan comprendidos siempre entre 160 y 200°. Ademas, las caras planas cercanas de una misma zona 40, 60 u 80 estan inclinadas unas con respecto a otras como maximo 60°, en unos planos perpendiculares al eje X30, sin definir huecos que entran en la nariz 30. La superficie importante de las caras planas permite una buena distribucion de los esfuerzos a la interfaz entre la nariz 30 y el diente 10. El 50 tamano de las curvas o zonas de transicion 35, 36, 37, 38, 49, 69 y 89 que unen las caras planas se reduce al maximo.

[0038] Asf, la geometna particular de la nariz 30 y, por tanto, la geometna interna de la parte hueca 12 del diente 10 que deriva de la de la nariz 30, reducen fuertemente las concentraciones de tensiones internas al sistema

55 1 segun la invencion, lo que aumenta su vida util.

[0039] En la practica, la aplicacion de la fuerza de excavacion FC, tiene tendencia a hacer bascular el diente 10 sobre su soporte-adaptador 20. Gracias al aprisionamiento de las orejas 14 en los alojamientos 24, asf como a la presencia del plato de estabilizacion formado por la cara 34, se puede evitar un basculamiento cntico del diente 10.

Con el desgaste del sistema mecanico 1, las interfaces de contacto situadas entre las orejas 14 y los alojamientos 24 y entre el extremo distal 33 de la nariz 30 y la parte 12 del diente 10 ya no son predominates. En particular, la pared del vaciado interior del diente 10 puede apoyarse muy fuertemente sobre la parte inferior de la nariz 30 bajo la accion de la fuerza Fc. Mientras los juegos entre el diente 10 y el soporte 20 son reducidos, el basculamiento 5 permitido del diente 10 lo es tambien y las tensiones ejercidas en las interfaces de contacto son aceptables. Cuando el juego entre el diente 10 y su soporte 20 aumenta, la parte 12 puede agrietarse, rasgarse o estallar, haciendo que el diente 10 este fuera de uso. En estas condiciones, es particularmente ventajoso reducir las concentraciones de tensiones y aumentar asf la resistencia del diente 10 al estallido.

10 [0040] El sistema mecanico 1 segun la invencion esta bien adaptado para soportar unas fuerzas que

provienen de todas las direcciones, ademas de la fuerza de excavacion Fc. Cuando una fuerza se aplica sobre el diente 10, el soporte 20 y la pieza de desgaste 10 comprenden al menos una interfaz de contacto entre:

- una primera interfaz de contacto situada entre cada oreja 14 y el alojamiento 24 de recepcion de esta oreja 14,

15 - una segunda interfaz de contacto situada entre el diente 10 y las caras planas de la zona 80 que se extienden casi perpendicularmente a la fuerza,

- una tercera interfaz de contacto situada entre el diente 10 y las caras planas de la zona 40 que se extienden en la prolongacion de la segunda interfaz de contacto segun la direccion proximal D31,

- una cuarta interfaz de contacto situada entre el diente 10 y las caras planas de la zona 60 que se extienden en la 20 prolongacion de la segunda interfaz de contacto segun la direccion proximal D31,

- una quinta interfaz de contacto situada entre el diente 10 y la cara plana 34.

[0041] En servicio, el numero de interfaces de contacto simultaneas depende, por una parte, de la direccion de la fuerza ejercida sobre el diente 10 y, por otra parte, del desgaste del diente 10 y/o del soporte 20. Las interfaces

25 de contacto se solicitan generalmente en un orden que va de la primera interfaz de contacto a la quinta interfaz de contacto.

[0042] Por otro lado, los elementos constitutivos del sistema 1 pueden estar adaptados de manera diferente sin salirse del marco de la invencion. En particular, la nariz 30 puede estar adaptada segun diferentes variantes

30 detalladas a continuacion. El vaciado interior del diente 10 esta adaptado en funcion de la geometna de la nariz 30.

[0043] Como variante no representada, la nariz 30 presenta unicamente un plano de simetna entre el plano

vertical PV o el plano horizontal PH, incluyendo este plano de simetna el eje principal X30.

35 [0044] Segun otra variante no representada, las zonas 40, 60 y 80 o ciertas de estas zonas de la nariz 30

pueden presentar un perfil transversal globalmente hexagonal. En este caso, considerando diferentes secciones transversales al eje X30 en estas zonas 40, 60 y 80 particulares, la nariz 30 en seccion consta de seis lados principales unidos por unas curvas redondeadas.

40 [0045] Segun otra variante no representada, la nariz 30 puede presentar un perfil transversal al menos en

parte decagonal, dodecagonal, etc. Dicho de otro modo, al menos ciertas de las zonas 40, 60 y 80 pueden presentar un numero de caras planas de dos en dos opuestas que es par y superior a seis.

[0046] Segun otra variante no representada, la nariz 30 no consta de zona intermedia 60, sino unicamente de

45 las zonas 40 y 80 que constan cada una al menos de seis caras planas.

[0047] Segun una variante no representada, la zona media 60 de la nariz 30 comprende dos caras planas 61 y 65 perpendiculares al plano vertical PV, de preferencia dos caras planas 63 y 67 perpendiculares al plano horizontal PH y al menos cuatro caras 62, 64, 66, 68 orientadas de otro modo que en angulo recto a la vez con

50 respecto al plano vertical PV y con respecto al plano horizontal PH.

[0048] De preferencia, el numero de caras planas de la zona 40 es superior o igual al numero de caras planas o retorcidas de la zona 60, que es superior o igual al numero de caras planas de la zona 80, que es superior o igual a seis.

55

[0049] De preferencia igualmente, al menos ciertas caras planas opuestas de la zona 40 y/o de la zona 80 son paralelas de dos en dos, a ambos lados del eje X30. Por ejemplo, las caras 43 y 47 pueden ser paralelas entre ellas y al plano PV. Segun otro ejemplo, la zona 80 puede constar de seis caras entre las cuales la cara superior 81 orientada hacia arriba 4 y la cara inferior 85 orientada hacia abajo 5 son paralelas. De manera ventajosa, la zona 80

consta al menos de seis u ocho caras planas de dos en dos paralelas.

[0050] Ademas, el dispositivo de conexion entre el diente 10 y el soporte 20 puede ser de todo tipo adaptado a la presente aplicacion.

5

[0051] Las caractensticas tecnicas de los diferentes modos de realizacion pueden estar, en totalidad o para ciertas de entre ellas, combinadas entre ellas. As^ el sistema mecanico puede estar adaptado en terminos de tensiones de fabricacion y operacionales.

10 [0052] Gracias a la invencion, el diente 10 y el soporte 20 estan adaptados para absorber unos esfuerzos de

cualquier naturaleza y direccion, a la vez que se reducen las zonas de debilitamiento localizado y los fenomenos de desgaste.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Sistema mecanico (1), que comprende una pieza de desgaste (10), un soporte (20) y un dispositivo de conexion entre la pieza de desgaste (10) y el soporte (20), que pertenecen a un equipamiento (G) de maquina de

5 obras publicas, comprendiendo el soporte (20):

- una base (22),

- una nariz (30) que se extiende desde la base (22) segun un eje principal (X30), entre un extremo proximal (31) proximo a la base (22) y un extremo distal (33) opuesto a la base (22), presentando la nariz un conjunto de

10 secciones (50, 70, 90), en unos planos perpendiculares al eje principal (X30), que evolucionan segun una direccion proximal (D31) delimitando unas areas crecientes o constantes, en particular no delimitando ningun area decreciente, excepto en presencia de un alojamiento de recepcion de un dispositivo de conexion en la nariz (30), y

- de cada lado de la base (22), un alojamiento (24) de recepcion de una oreja (14) que pertenece a la pieza de desgaste (10), siendo proporcionado el alojamiento (24) en la base (22) en la prolongacion de la nariz (30), con un

15 lado abierto segun una direccion distal (D33) asf comotres lados cerrados,

estando el sistema mecanico (1) caracterizado porque la nariz (30) consta de:

- una primera zona (40) que esta situada cerca del extremo proximal (31) de la nariz (30) y que consta al menos de 20 seis caras planas (41-48) de dos en dos opuestas (41, 45; 42, 46; 43, 47; 44, 48) que delimitan unas secciones de

un primer tipo (50), y

- una segunda zona (80) que esta situada cerca del extremo distal (33) de la nariz (30) y que consta al menos de seis caras planas (81-88) de dos en dos opuestas (81, 85; 82, 88; 83, 87; 84, 88) que delimitan unas secciones de un segundo tipo (90), estando cada cara plana (81-88) de la segunda zona (80) menos inclinada, con respecto al eje

25 principal (X30), que la cara plana (41-48) de la primera zona (40) que se encuentra en su prolongacion segun la direccion proximal (D31).
2. Sistema mecanico (1) segun la reivindicacion 1, caracterizado porque la primera zona (40) de la nariz (30) consta al menos de ocho caras planas (41-48) de dos en dos opuestas (41, 45; 42, 46; 43, 47; 44, 48),

30 estando al menos ciertas de las caras planas opuestas de preferencia paralelas entre ellas.
3. Sistema mecanico (1) segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la segunda zona (80) de la nariz (30) comprende al menos seis caras planas (81-88) de dos en dos paralelas (81, 85; 82, 86; 83, 87; 84, 88), de preferencia al menos ocho caras planas (81-88) de dos en dos paralelas (81, 85; 82, 86;

35 83, 87; 84, 88).
4. Sistema mecanico (1) segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la nariz (30) consta de una tercera zona (60) intermedia entre la primera zona (40) y la segunda zona (80) de la nariz (30) a lo largo del eje principal (X30), que comprende al menos seis caras (61-68) de dos en dos opuestas (61, 65; 62, 66;

40 63, 67; 64, 68) que delimitan unas secciones de un tercer tipo (70) en unos planos perpendiculares al eje principal (X30), de preferencia al menos cuatro caras planas (61, 63, 65, 67) cuatro caras izquierdas (62, 64, 66, 68) de dos en dos opuestas (61, 65; 62, 66; 63, 67; 64, 68), teniendo las areas delimitadas por las secciones del tercer tipo (70), segun la direccion proximal (D31), una tasa de crecimiento superior a la tasa de crecimiento de las areas delimitadas por las secciones del primer tipo (50) y a la tasa de crecimiento de las areas delimitadas por las secciones del 45 segundo tipo (90).
5. Sistema mecanico (1) segun la reivindicacion 4, caracterizado porque las caras planas (41-48, 61-68, 81-88) de la primera zona (40), de la segunda zona (80) y de la tercera zona (60) que estan situadas, por una parte, en un mismo plano (PV; PI; PH) que comprende el eje principal (X30) y, por otra parte, del mismo lado del eje

50 principal (X30), estan inclinadas unas con respecto a otras segun unos angulos obtusos (a1, a2, a3, p1, p2, p3) comprendidos entre 160 y 200 grados.
6. Sistema mecanico (1) segun una de las reivindicaciones 4 o 5, caracterizado porque las caras planas (61-68) de la tercera zona (60) comprenden:

55

- por una parte, unas caras primarias (61, 65) que presentan la misma inclinacion con respecto al eje principal (X30) que las caras planas (41, 45) de la primera zona (40) que estan en su prolongacion segun la direccion proximal (D31), siendo aptas estas caras primarias (61, 65) para soportar unas tensiones mecanicas ejercidas sobre la nariz (30) cuando una fuerza de excavacion (Fc) se aplica sobre la pieza de desgaste (10) y,

- por otra parte, unas caras secundarias (62, 63, 64, 66, 67, 68) globalmente mas inclinadas con respecto al eje principal (X30) que las caras planas (42, 43, 44, 46, 47, 48) de la primera zona (40) que estan en su prolongacion segun la direccion proximal (D31).

5 7. Sistema mecanico (1) segun una de las reivindicaciones de 4 a 6, caracterizado porque la tercera

zona (60) de la nariz (30) comprende:

- dos caras planas (61, 65) perpendiculares a un plano vertical (PV),

- de preferencia dos caras planas (63, 67) perpendiculares a un plano horizontal (PH), y

10 - al menos cuatro caras (62, 64, 66, 68) orientadas de otro modo que en angulo recto a la vez con respecto al plano vertical (PV) y con respecto al plano horizontal (PH).
8. Sistema mecanico (1) segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque cuando una fuerza (Fc) se aplica sobre la pieza de desgaste (10), el soporte (20) y la pieza de desgaste (10) comprenden al

15 menos una interfaz de contacto entre:

- una primera interfaz de contacto situada entre cada oreja (14) y el alojamiento (24) de recepcion de esta oreja (14),

- una segunda interfaz de contacto situada entre la pieza de desgaste (10) y las caras planas (81, 85) de la segunda zona (80) que se extienden casi perpendicularmente a la fuerza (Fc),

20 - una tercera interfaz de contacto situada entre la pieza de desgaste (10) y las caras planas (41, 45) de la primera zona (40) que se extienden en la prolongacion de la segunda interfaz de contacto segun la direccion proximal (D31),

- en su caso, una cuarta interfaz de contacto situada entre la pieza de desgaste (10) y las caras planas (61, 65) de la tercera zona (60) que se extienden en la prolongacion de la segunda interfaz de contacto segun la direccion proximal (D31), y

25 - una quinta interfaz de contacto situada entre la pieza de desgaste (10) y una cara plana (34) que es perpendicular al eje principal (X30) y dispuesta en el extremo distal (33) de la nariz (30),

dependiendo el numero de interfaces de contacto simultaneas en servicio, por una parte, de la direccion de la fuerza (Fc) y, por otra parte, del desgaste de la pieza de desgaste (10) y/o del soporte (20).

30
9. Sistema mecanico (1) segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la nariz (30) presenta al menos un plano de simetna (PV; PH) que incluye el eje principal (X30), especialmente un plano vertical (PV) y/o un plano horizontal (PH), siendo el eje principal (X30) de preferencia un eje de simetna de la nariz (30).

35
10. Cangilon (G) de maquina de obras publicas, caracterizado porque comprende al menos un sistema mecanico (1) segun una de las reivindicaciones de 1 a 9.