DE3315024A1 - Zahn fuer greifer, loeffel oder schaufeln von hydraulikbaggern, ladern oder dergleichen - Google Patents

Description

^: "··'"··* 331502A

26.04.1983 76 346 G-die

Liebherr-France S.A., 68005 Colmar, Frankreich

Zahn für Greifer, Löffel oder Schaufeln von Hydraulikbaggern, Ladern oder dergleichen

Die Erfindung betrifft einen an der Vorderkante von Greifern, Löffeln oder Schaufeln von Hydraulikbaggern, Ladern oder dergleichen angeordneten Zahn, der aus einem mit der als verstärktem Träger ausgebildeten Vorderkante verbundenen, pyramidenstumpf förmigen, den Zahnhals bildenden Tragdorn und einer auf diesen aufgesetzten, mit einer etwa komplementären Ausnehmung versehenen und mit diesem durch einen Keil, eine Feder oder einen Sicherungsbolzen formschlüssig verbundenen Zahnkrone besteht.

Baggerzähne dieser Art, die sämtlich dem Zweck dienen, die einem erhöhten Verschleiß ausgesetzten Zahnkronen nach ihrer Abnutzung durch neue ersetzen zu können, sind in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. Die üblicherweise aus besonders zähem

Stahl bestehenden Zahnkronen sind früher abgenutzt als die Vorderkante und die die Greifer oder Löffel bildenden Teile, so daß sich deren Standzeiten nur durch Austausch der Zahnkronen wesentlich verlängern lassen.

Die bekannten Baggerzähne oder dergleichen weisen jedoch den Nachteil auf, daß sich bestimmte Bereiche der Zahnkrone oder der mit dieser verbundenen Teile mit erhöhter Flächenpressung auf den Tragdorn abstützen, was zu unerwünschten erhöhten Belastungen führt. Weiterhin sind auch die Zahnkrone mit dem Tragdorn verbindenden Bolzen, Federn oder Keile erhöhten Beanspruchungen ausgesetzt, was zu deren Abscheren oder Lockern und einem damit verbundenen Klappern der Zahnkronen auf den Tragdornen führen kann.

Bei einem aus der DE-OS 28 06 442 bekannten Baggerzahn der eingangs angegebenen Art sind die hinteren Ränder der Zahnkrone mit einander paarweise gegenüberliegenden zapfenförmigen Fortsätzen versehen, die klauenartig in entsprechende seitliche Ausnehmungen des Tragdorns greifen, wobei die oberen und unteren zapfenartigen Fortsätze mit mit einer vertikalen Bohrung des Tragdorns fluchtenden Bohrungen versehen sind, in denen ein vertikaler Sicherungsbolzen gehaltert ist. Auch bei diesem bekannten Baggerzahn treten zwischen der Zahnkrone und dem Tragdorn bei Belastungen örtliche Spitzenpressungen auf, wobei der Sicherungsbolzen erheblichen Scherkräften ausgesetzt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Zahn der eingangs angegebenen Art zu schaffen, bei dem sich die Zahnkrone selbst bei höchsten Belastungen nur mit möglichst geringen Flächenpressungen auf dem Tragdorn abstützt und insbesondere der Sicherungsbolzen nur geringen Scherkräften ausgesetzt ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß mindestens die Vorder- oder Rückseite des Tragdorns und die an dieser Seite

Seite t Γ

im wesentlichen anliegende Wandung der Ausnehmung der Zahnkrone etwa kreisbogenförmig um eine oberhalb der inneren, der Hauptbelastungsrichtung zugewandten Zahnflanke liegende ideelle Achse gekrümmt sind, daß die seitlichen Wandungen der Zahnkrone mit diese verlängernden, hakenförmig nach innen gekrümmten Schenkeln versehen sind, die gegensinnig gekrümmte seitliche Vorsprünge des Tragdorns hintergreifen, daß die einander hintergreifenden Flächen der Zahnkrone und des Tragdorns ebenfalls etwa kreisbogenförmig um die ideelle Achse gekrümmt sind und daß der Sicherungsbolzen die Schenkel und den Tragdorn in einer Querbohrung durchsetzt. Bei dem erfindungsgemäßen Baggerzahn stützen sich bei allen während des Betriebes an dem Zahn in den Hauptbelastungsrichtungen auftretenden Kräften Teile der Zahnkrone und des Tragdorns großflächig aufeinander ab, so daß zwischen den aufeinander abgestützten Teilen verhältnismäßig geringe Druckbeanspruchungen auftreten. Weiterhin verkeilen sich die Zahnkrone und der Tragdorn bei derartigen in den Hauptbeanspruchungsrichtungen auftretenden Kräften gleichsam formschlüssig miteinander, so daß der Sicherungsbolzen nur eine sichernde Funktion auszuüben hat und nennenswerten Scherkräften nicht ausgesetzt ist.

Zweckmäßigerweise verläuft die ideelle Achse in einer Ebene quer zu dem Zahn, die rechtwinkelig auf der Oberseite der Zahnkrone in einem Bereich steht, der deren mittleres und hinteres Drittel überlappt. Beispielsweise im Bereich der Zahnspitze angreifende Kräfte erzeugen an diesem Drehmomente, die durch Kräftepaare auf den Tragdorn übertragen werden, die nicht nur breitflächig in diesen eingeleitet werden, sondern auch zu einer den Sicherungsbolzen entlastenden Verkeilung der Teile führen.

Der Abstand der ideellen Achse von der Zahnkrone entspricht zweckmäßigerweise etwa der Länge von deren vorderen inneren Zahnflanke.

Seite / jp

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die hinteren Stirnflanken der seitlichen Schenkel der Zahnkrone derart gekrümmt, daß sie beim einschwenkenden Aufsetzen der Zahnkrone auf dem Tragdorn auf komplementären Gegenflächen des Tragdorns abwälzen und im zusammengefügten Zustand auf diesen abgestützt sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben worden.

In den letzten Jahren konnte insbesondere durch Verbesserung der Stahlgüte die Leistungsfähigkeit von Hydraulikbaggern ohne deren Vergrößerung erheblich gesteigert werden. Die erfindungsgemäße Zahnausbildung trägt dieser Verbesserung der Leistungsfähigkeit Rechnung, die insbesondere auch zu höheren Beanspruchungen im Bereich der Schneidlippen der Grabgefäße oder dergleichen von Erdbaumaschinen geführt hat. Bei der erfindungsgemäßen Zahnausbildung bilden die hakenförmig gekrümmten Schenkel der Zahnkronen etwa kreisförmig um die ideelle Achse gekrümmte zahnförmige Lappen, die sich in den entsprechenden Ausnehmungen der Seitenteile der Tragdorne verkeilen. Die haken- oder nasenförmigen, durch die seitlichen Schenkel der Zahnkronen gebildeten Vorsprünge sind in ihrer Umfangsform im wesentlichen den entsprechenden seitlichen Ausnehmungen der Tragdorne angepaßt, so daß sich die Teile weitgehend selbsthaltend bei großflächiger Abstützung aufeinander miteinander verkeilen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines an den Löffelstiel eines Hydraulikbaggers in üblicher Weise angelenkten Tieflöffels,

Seite S

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines

an den Löffelstiel eines Hydraulikbaggers angelenkten Löffels,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines

Baggerzahns im auseinandergezogenen Zustand seiner Einzelteile,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch den Baggerzahn nach Fig. 3 im zusammengefügten Zustand in vergrößerter Darstellung und

Fig. 5 einen Querschnitt durch den Baggerzahn längs der Linie A - A in Fig. 4.

Aus den Fig. 1 und 2 sind die an den Löffelstielen in üblicher Weise angelenkten Grabgefäße in Form von Löffeln 1 ersichtlich, deren die Vorderkanten bildenden Schneidlippen mit im Abstand voneinander angeordneten Baggerzahnen 2 versehen sind.

Jeder einzelne Baggerzahn 2 besteht aus einem mit der Schneidlippe verbundenen pyramidenstumpfförmigen Tragdorn 3, mit dem die auf diesen mit einer Einschwenkbewegung aufgeschobene Zahnkrone 4 formschlüssig verkeilt und durch einen Sicherungsbolzen 5, der auf einem federnden Block 6 aus elastomerem Material abgestützt ist, gesichert ist.

Der im Querschnitt etwa rechteckige Tragdorn 3 weist auf seiner inneren Seite, d.h. auf der Innenseite des Grabgefäßes, eine etwa kreisbogenförmig um die ideelle, senkrecht auf der Papierebene stehende Achse 7 gekrümmte zylindrische Fläche 8 auf. Diese zylindrische Fläche 8 liegt auf der entsprechend konvex gekrümmten zylindrischen Innenwand 9 der Ausnehmung 10 der Zahnkrone 4 an. Die Rückseite 11 des Tragdorns 3 weist in ihrem äußeren Bereich eine flache rinnenförmige Vertiefung 12 auf,

die mit leichter Krümmung in die angrenzenden Bereiche der Rückseite übergeht. Die an der Rückseite 11 anliegende Innenwandung 13 der Ausnehmung 10 der Zahnkrone 4 ist entsprechend komplementär ausgebildet.

Die seitlichen Wandungen der Ausnehmung 10 der Zahnkrone 4 weisen diese fortsetzende Schenkel in Form von nach innen gekrümmten Nasen 14, 15 auf. Die inneren Flanken 16 dieser Nasen sind ebenfalls etwa kreisbogenförmig um die ideelle Achse 7 gekrümmt. Die äußeren rückwärtigen Stirnseiten 17 dieser Nasen sind ebenfalls bogenförmig gekrümmt, und zwar derart, daß sie bei dem aus Fig. 3 ersichtlichen kreisenden Einschwenken auf vorderen seitlichen Stirnflächen 18 des Tragdorns wälzend abgleiten. Die inneren Flanken 16 und die äußeren Flanken 17 der schenkeiförmigen Nasen 14, 15 sind durch einen etwa zylindrisch gekrümmten Scheitelbereich 19 miteinander verbunden. Die nasenförmigen Teile 14, 15 greifen keilförmig in etwa komplementäre Ausnehmungen ein, die angrenzend an die seitlichen Vorsprünge 20 des Tragdorns ausgebildet sind. Die schenkeiförmigen Nasen sind insgesamt etwa kreisbogenförmig im Gegenuhrzeigersinn um die ideelle Achse 7 gekrümmt.

Die innere Stirnkante 21 der Innenseite der Zahnkrone endet im Abstand vor den äußeren Stirnkanten 22 der Vorsprünge 20, die durchgehend miteinander verbunden sind, so daß Doppelpassungen vermieden sind.

Durch den Tragdorn 3 und die schenkeiförmigen Nasen 14, 15 sind miteinander fluchtende Querbohrungen 23, 24, 25 hindurchgeführt, die zu der Querachse y-y' geneigt sind. In diesen Querbohrungen ist der Sicherungsbolzen 5 gehaltert, der im wesentlichen einen rechteckigen Querschnitt aufweist und mit endseitigen schenkeiförmigen Ansätzen 26, 27 versehen ist, die sich auf den der inneren Zahnflanke zugewandten Seiten der Bohrungen 26, 27 in den schenkeiförmigen Nasen 14, 15 mit Vorspannung abstützen.

Seite / M

Die Rückseite des Sicherungsbolzens 5 ist mit gewellten Nuten 28 versehen. In diese gewellten Nuten greifen die äußeren Mantel flächen von zylindrischen Bolzen 29 ein, die in den Klotz 6 aus elastomerem Material einvulkanisiert sind. Der Klotz 6 ist in einer die Bohrung 23 verbreiternden Bohrung des Tragdorns 3 in der Weise gehaltert, daß sich die Stirnseiten des Klotzes 6 gegen die inneren Wandungen der schenkelförmigen Nasen 14, 15 abstützen.

Aus der Fig. 4 ist ersichtlich, daß eine in Richtung des Pfeils K2 wirkende Kraft bestrebt ist, die Zahnkrone 4 um die ideelle Achse 7 zu verschwenken, so daß die in Richtung der Längsachse x-x' wirkende Kraft sich als Druckkraft auf die Flächenbereiche N, M und L verteilt.

Wirkt auf den Bereich der Spitze der Zahnkrone 4 eine Kraft in Richtung des Pfeils Kl, trachtet diese, die Zahnkrone 4 in Richtung des Pfeils V zu verschwenken, wodurch eine Belastung in Verkeilrichtung auftritt, die großflächig von den entsprechenden Teilen der Zahnkrone auf die entsprechenden Teile des Tragdorns 3 übertragen wird.

Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß bei den in den Hauptbelastungsrichtungen auftretenden Kräften Kl und K2 nennenswerte Scherkräfte auf den Sicherungsbolzen 5 nicht auftreten, so daß dieser weder auf Abscheren beansprucht wird noch die Elastizität des diesen vorspannenden Blocks 6 aus elastomerem Material infolge wechselnder Beanspruchungen nachläßt.

Tritt eine Belastung in Richtung des Pfeils K3 auf, stützt sich die Zahnkrone 4 in den Flächenbereichen T und L auf den entsprechenden Teilen des Tragdorns ab. Lediglich eine rückwärts streichende Beanspruchung der Zahnkrone 4 könnte zu einer erhöhten

Seite SS fy

Belastung des Sicherungsbolzen 4 führen. Eine derartige Belastung in Richtung des Pfeils V' kommt aber bei einem normalen Betrieb überhaupt nicht oder nur sehr selten vor, so daß diese vernachlässigbar ist.

Durch die schräge Anordnung des Sicherungsbolzens 5 ist dessen Montage und Demontage wesentlich vereinfacht.

Claims (1)

1. 26.04.1983 76 346 G-die

   Liebherr-France S.A., 68005 Colmar, Frankreich

   Zahn für Greifer, Löffel oder Schaufeln von Hydraulikbaggern, Ladern oder dergleichen

   Patentansprüche :

   1. An der Vorderkante von Greifern, Löffeln oder Schaufeln von Hydraulikbaggern, Ladern oder dergleichen angeordneter Zahn, der aus einem mit der als verstärktem Träger ausgebildeten Vorderkante verbundenen, pyramidenstumpfförmigen, den Zahnhals bildenden Tragdorn und einer auf diesen aufgesetzten, mit einer etwa komplementären Ausnehmung versehenen und mit diesem durch einen Keil, eine Feder oder einen Sicherungsbol zen formschlüssig verbundenen Zahnkrone besteht, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Vorder- oder Rückseite des Tragdorns (3) und die an dieser Seite im wesentlichen anliegende Wandung der Ausnehmung (10) der Zahnkrone (4) etwa kreisbogenförmig um eine oberhalb der inneren, der Hauptbelastungsrichtung zugewandten Zahnflanke liegende

   ideelle Achse (7) gekrümmt sind, daß die seitlichen Wandungen der Zahnkrone (4) mit diese verlängernden hakenförmig nach innen gekrümmten Schenkeln (14, 15) versehen sind, die gegensinnig gekrümmte seitliche Vorsprünge (20) des Tragdorns (3) hintergreifen, daß die einander hintergreifenden Flächen der Zahnkrone (4) und des Tragdorns (3) ebenfalls etwa kreisbogenförmig um die ideelle Achse (7) gekrümmt sind und daß der Sicherungsbolzen (5) die Schenkel (14, 15) und den Tragdorn (3) in einer Querbohrung (23, 24, 25) durchsetzt.

   Zahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ideelle Achse (7) in einer Ebene quer zu dem Zahn verläuft, die rechtwinkelig auf der Oberseite der Zahnkrone (4) in einem Bereich steht, der deren mittleres und hinteres Drittel überlappt.

   3. Zahn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der ideellen Achse (7) von der Zahnkrone (4) etwa der Länge von deren inneren Zahnflanke entspricht.

   4. Zahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die hinteren Stirnflanken (17) der seitlichen Schenkel (14, 15) derart gekrümmt sind, daß sie beim einschwenkenden Aufsetzen der Zahnkrone (4) auf den Tragdorn (3) auf komplementären Gegenflächen (18) des Tragdorns (3) abwälzen und im zusammengefügten Zustand auf diesen abgestützt sind.

   Seite jß $

   5. Zahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die hakenförmig gekrümmten Schenkel (14, 15) die Form von Zähnen oder Nasen besitzen, deren Flanken durch die bogenförmig gekrümmten Teile gebildet sind.

   6. Zahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die bogenförmig gekrümmten Flanken der Schenkel (14, 15) durch einen bogenförmig gekrümmten Scheitelbereich (19) miteinander verbunden sind.

   7. Zahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Seite (8) des Tragdorns (3) kreisbogenförmig um die ideelle Achse (7) gekrümmt ist.

   8. Zahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Seite (13) des Tragdorns (3) im wesentlichen ebenflächig ist.

   9. Zahn nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Seite des Tragdorns (3) im Bereich ihres äußeren Drittels mit einer quer verlaufenden flachen rinnenförmigen Vertiefung (12) versehen ist, die mit leichter Krümmung in die angrenzenden Teile übergeht.

   10. Zahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Vorderkante (21) der Zahnkrone (4) im Abstand vor den äußeren Vorderkanten (22) der seitlichen Vorsprünge des Tragdorns (3) endet.

   Seite Φ Lf

   11. Zahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Querbohrung (23, 24, 25) für den Sicherungsbolzen (5) zur Querachse (y-y') des Zahns geneigt ist.

   12. Zahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der im wesentlicheirechteckig ausgebildete Sicherungsbolzen (5) auf der Seite der äußeren Zahnflanke in der Querbohrung (23) des Tragdorns (3) federnd abgestützt ist und mit nach innen weisenden kurzen schenkelartigen Fortsätzen (26, 27) an den auf der Seite der inneren Zahnflanke liegenden Wandungen der Querbohrungen (24, 25) der nasenförmigen Schenkel (14, 15) der Zahnkrone (4) anliegt.

   13. Zahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsbolzen (5) auf seiner Rückseite mit quer verlaufenden wellenförmigen Nuten (28) versehen ist, in die die oberen Mantelflächen von rollenförmigen Bolzen (29) eingreifen, die in einem Halteblock (6) aus elastomerem Material einvulkanisiert sind, der in einer die Querbohrung (23) erweiternden Bohrung des Tragdorns (3) zwischen den inneren Wandungen der nasenförmig gekrümmten Schenkel (14, 15) der Zahnkrone (4) gehalten ist.