包括耐磨部分和支架的机械系统及包括至少一个该机械系统的铲斗的制作方法

包括耐磨部分和支架的机械系统及包括至少一个该机械系统的铲斗的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种机械系统(1)，其包括属于建造机械设备的支架(20)和耐磨部分(10)。支架(20)包括底座(22)、从底座(22)沿着主轴线(X30)延伸并且延伸到底座(22)的每一侧的突出部(30)、以及用于接收属于耐磨部分(10)的突缘的外壳(24)。机械系统(1)的特征在于突出部(30)包括第一区域(40)和第二区域(80)，第一区域(40)位于突出部(30)的近侧端(31)附近并且包括定界第一类型的截面的成对地相对布置的至少六个平坦表面，第二区域(80)位于突出部(30)的远侧端(33)附近并且包括定界第二类型的截面的成对地相对布置的至少六个平坦表面，在近侧方向(D31)上，第二区域(80)的每个平坦表面相对于主轴线(X30)比第一区域(40)的位于所述平坦表面的延伸中的平坦表面倾斜得少。
【专利说明】包括耐磨部分和支架的机械系统及包括至少一个该机械系 统的铲斗
[0001] 本发明涉及一种机械系统，其包括属于重型建造机械设备的一部分的支架和耐磨 部分。本发明还涉及包括此类机械系统的重型建造机械铲斗。
[0002] 本发明的应用领域是土木工程机械设备领域，特别是铲斗、料斗或可以挖出、移除 和运输材料以便可以使用重型建造机械将材料从给定的位置转移到另外的工作站的其它 容器。
[0003] 在已知的方式中，铲斗包括装备有耐磨部分的导向刀片，所述耐磨部分被设计用 于其穿透材料并且保护构成铲斗的其它元件的能力。在导向刀片上，具有仿形的突出部的 接合器支架被固定，而耐磨部分是齿状物或护罩，所述齿状物或护罩被定位以便按照精确 连接安装于接合器支架上。连接是临时性的以便在磨损之后允许替换耐磨部分。包括齿状 物以及其支架的机械系统通常首先通过支架突出部和齿状物的内部凹口之间的形状的互 补性、并且其次借助于键控类型的可拆卸的连接装置被组装。为了满足当前的安全要求，连 接装置适合于免除用于安装和拆卸齿状物的击打操作。
[0004] 在实践中，制造公差需要间隙以使齿状物能够被组装在其支架上，由压力锤击和 使用中接触区域的磨损所形成的间隙被增加到所述支架上，这留下齿状物在其支架上移动 的可能性。因此，在应用和使用土木工程机械中水平应力、横向应力、斜向应力或内在的其 它应力导致在齿状物/突出部关系中的劣化，而且还有在键控装置上的劣化。此外，突出部 的轮廓决定齿状物的内部轮廓以及因此在这样的齿状物上的局部弱化的区域的存在和大 小。
[0005] W0-A-2006 059 043和W0-A-2004 057 117描述各自包括齿状物、支架以及键控 装置的机械系统。每个支架包括用于安装齿状物的突出部。
[0006] 在W0-A-2006 059 043中，对应于权利要求1的前序，支架还包括用于接收属于齿 状物的突缘的外壳。每个外壳包括开口侧部和三个闭合侧部，而相应的突缘包括三个大体 上平坦的表面。在实践中，突缘的顶部表面和底部表面变成抵着外壳的顶部边缘和底部边 缘被锁住。这样的配置有效地防止齿状物在挖掘力的作用下相对于支架的倾斜，所述挖掘 力代表使用中的齿状物容易遭受的主要机械应力。突出部的轮廓是让人满意的，但可以被 改进。
[0007] 在W0-A-2004 057 117中，突出部包括通过根据在使用中抵抗力的方面不是完全 让人满意的配置的圆形倒角连接的平坦表面。特别地，突出部的末端具有平行六面体轮廓， 所述平行六面体轮廓在齿状物内产生大的弱化区域。此外，圆形突缘设置在支架上并且被 接收在齿状物中的圆形孔中，当挖掘力被施加到齿状物上时，这不是让人满意的。
[0008] 本发明的目的是提出与现有的装置相比具有增加的使用寿命的改进的机械系统。
[0009] 为此目的，本发明的主题是包括属于重型建造机械铲斗的支架和耐磨部分的机械 系统，所述支架包括：
[0010] -底座，
[0011] -突出部，其从所述底座沿着主轴线在靠近所述底座的近侧端和在所述底座的对 面的远侧端之间延伸，所述突出部具有在垂直于所述主轴线的平面中的一组横截面，除了 用于将连接装置接收在所述突出部中的外壳的存在之外，所述一组横截面在近侧方向变 化，虽然定界增加的或恒定的区域，但是特别地不定界任何减少的区域，以及
[0012] -在底座的每侧上，外壳接收属于耐磨部分的突缘，所述外壳与突出部一致地设置 在底座中，所述外壳具有在远侧方向的开口侧部以及三个闭合侧部。
[0013] 该机械系统的特征在于突出部包括：
[0014]-第一区域，其位于突出部的近侧端的附近并且包括定界第一类型的横截面的成 对相对的至少六个平坦表面，以及
[0015] -第二区域，其位于突出部的远侧端的附近并且包括定界第二类型的横截面的成 对相对的至少六个平坦表面，第二区域的每个平坦表面相对于主轴线比第一区域的沿着近 侧方向一致地定位的平坦表面倾斜得少。
[0016] 因此，突出部具有变化的形状，在平坦表面之间因为其大的数量以及其相对的倾 角而具有渐进的转变。本发明使得减少机械系统内机械应力集中的区域成为可能并且因此 提高了此系统的使用寿命、齿状物和其支架两者的使用寿命。在每个区域中，一些平坦表面 被设计成吸收使用中的力，而其它平坦表面被提供用于减少应力集中和突出部的重量。对 于相等重量的支架，突出部包含越少的材料，这使得在支架至铲斗的附接部上具有更多的 材料成为可能，并且进一步提高了其使用寿命。同样，越小体积的突出部使得产生在高度上 越小体积的齿状物成为可能，这利于齿状物/支架/铲斗组件穿透材料。最后，与现有的系 统相比，磨损齿状物的重量与新齿状物的重量的比例被改善。
[0017] 根据本发明的孤立或组合地考虑的另外有利的特征：
[0018] -突出部的第一区域包括成对相对的至少八个平坦表面，相对的平坦表面中的至 少一些优选地是彼此平行的。
[0019]-突出部的第二区域包括成对平行的至少六个平坦表面，优选地成对平行的至少 八个平坦表面。
[0020] -突出部包括沿着主轴线在突出部的第一区域和第二区域之间的第三中间区域， 第三区域包括在垂直于主轴线的平面中定界第三类型的横截面的成对相对的至少六个表 面，优选地成对相对的至少四个平坦表面和四个左侧表面，由第三类型的横截面定界的区 域具有在近侧方向大于由第一类型的横截面定界的区域的增长速率和由第二类型的横截 面定界的区域的增长速率的增长速率。
[0021] -第一区域、第二区域以及第三区域的首先位于包含所述主轴线的相同平面中并 且其次在主轴线的同侧的平坦表面相对于彼此以160度和200度之间的钝角倾斜。
[0022] -第三区域的平坦表面包括：首先，主要表面，其具有与第一区域的平坦表面相同 的相对于主轴线的倾角，所述第一区域的平坦表面在近侧方向上与主要表面一致，当挖掘 力被施加到所述耐磨部分上时，这些主要表面能够经受施加在突出部上的机械力；以及其 次，次级表面，其相对于主轴线总体上比第一区域的平坦表面更为倾斜，所述第一区域的平 坦表面在近侧方向上与次要表面一致。
[0023] -突出部的第三区域包括：垂直于垂直面的两个平坦表面，优选地垂直于水平面 的两个平坦表面；以及至少四个表面，其以不同于相对于垂直面和相对于水平面两者的直 角被定向。
[0024] -当力被施加到耐磨部分时，支架和耐磨部分包括来自以下的至少一个接触界面： 第一接触界面，其位于每个突缘和接收此突缘的外壳之间；第二接触界面，其位于耐磨部分 和第二区域的实质上垂直于力而延伸的平坦表面之间；第三接触界面，其位于耐磨部分和 第一区域的在近侧方向上与第二接触界面一致地延伸的平坦表面之间；在适用情况下，第 四接触界面，其位于耐磨部分和第三区域的在近侧方向上与第二接触界面一致地延伸的平 坦表面之间；以及第五接触界面，其位于耐磨部分和垂直于主轴线并且被布置在突出部的 远侧端处的平坦表面之间，在使用中同时的接触界面的数量首先取决于力的方向并且其次 取决于耐磨部分和/或支架上的磨损。
[0025] -突出部具有包含主轴线的至少一个对称面，特别是垂直面和/或水平面，主轴线 优选地是突出部的对称轴线。
[0026] 本发明的另一主题是包括至少一个如上所述的机械系统的重型建造机械铲斗。在 实践中，铲斗通常包括各自接收齿状物的一系列支架，所述齿状物起耐磨部分的作用并且 通过连接装置被固定到其支架上。
[0027] 作为备选，其它土木工程机械设备还可以装备有根据本发明的机械系统。
[0028] 从阅读仅仅通过非限制性实施例给出的以下说明并且参考附图，将更好地理解本 发明，在附图中：
[0029] -图1是根据本发明的包括安装在被固定到（部分地描绘的）铲斗的支架上的耐 磨部分的机械系统的组装透视图，而耐磨部分和支架之间的连接装置未被示出；
[0030] -图2是包括支架和耐磨部分的图1的机械系统的拆卸透视图；
[0031] -图3到图5是支架分别在图2中的箭头III、IV以及V的方向的正视图；
[0032] -图6、7以及8是支架分别沿着图5中的线VI-VI、VII-VII以及VIII-VIII的横 截面图；并且
[0033] -图9是支架沿着图4中的线IX-IX的横截面图。
[0034] 图1到图9示出了根据本发明的装备土木工程机械的铲斗G的机械系统1。
[0035] 机械系统1包括齿状物类型的耐磨部分10、接合器支架20、以及齿状物10和支架 20之间的连接装置。支架20被固定到铲斗G，而齿状物10是当其被铲斗G的操作过度磨 损时意图被拆卸的耐磨部分。为了简化的目的，铲斗G在图1中被部分地示出，而被提供用 于通过齿状物10和支架20定位该装置的连接装置和外壳未被示出。
[0036] 为了方便系统1的不同部分在空间中的定位，界定了齿状物10位于其上的前侧2、 支架20位于其上的后侧3、当系统1被组装时分别与地面相对和面向地面定向的顶侧4和 底侧5、以及相对于后3-前2方向被界定的右侧6和左侧7。
[0037] 借助于非限制性实施例，连接装置可以包括穿过齿状物10并且在支架20的外壳 中可调节的护套和栓。装置可以在首先其中护套在支架20的外壳中被调整而栓没有与齿 状物10接触的插入配置和其次其中栓承受齿状物10而护套在支架20的外壳中承受的锁 紧配置之间转动，然后在齿状物10和其支架20之间形成联接的连接。优选地，连接装置实 质上在从顶部4朝向底部5指向的垂直方向上延伸，或在从左边7到右边6的水平方向上 延伸，或反之亦然。
[0038] 齿状物10包括位于朝向前部2的主动部分11以及朝向后部3定向的空心部分 12。在本身已知的方式中，主动部分11被设计成挖出并且捡起材料例如土或碎石，而空心 部分12被设计用于把齿状物10安装到支架20上。更确切地，部分12包括设置有用于邻 接在支架20上的仿形形状的图1中不可见的内部凹口，以及朝向部分12的后部3延伸的 突缘14。当机械系统1处于使用中时，由齿状物10经受的主要机械应力对应于通过图1中 指向主动部分11的箭头所代表的挖掘力Fc。由齿状物10的顶部施加的主要挖掘和由齿状 物10的底部施加的次级挖掘可以被区分，主要挖掘总体上比次级挖掘大。
[0039] 支架20包括图1到图5中部分地描绘的底座22,以及被设计成接合到为此目的 而成形的齿状物10的内部凹口中的适合的突出部30。部分12和突出部30包括用于通过 在组装时的安装以及在机械系统1的使用中形成机械连接的互补的仿形邻接形状。考虑到 部分12的内部凹口包括在制造间隙内的互补的形状，突出部30的形状在下面被详细说明。 此外，用于接收齿状物10的突缘14的外壳24被设置在与突出部30 -致的底座22的每侧 6和7。每个外壳24包括位于朝向后部3的壁、朝向顶部4的壁以及朝向底部5的壁，并且 朝向前部2打开以便接收朝向齿状物10的后部3定向的突缘14。一经组装，突缘14就被 接收以接触到外壳24中的顶部4和底部5。
[0040] 突出部30从底座22沿着主轴线X30在靠近底座22的近侧端31和与底座22相 对的远侧端33之间延伸，具有被定界在其之间的中间部分32。近侧端31朝向后部3定位， 而远侧端33朝向前部2定位。指向后部3的近侧或向后方向D31被界定，并且指向前部2 的远侧或向前方向D33被界定。近侧方向D31是当系统1被组装时齿状物10在支架20上 的安装方向，而远侧方向D33是齿状物10的拆卸方向。
[0041] 在远侧端33处，突出部30的末端终止在垂直于轴线X30的平坦表面34中。也被 称为稳定平坦的这样的表面34,被设计成防止当系统1在使用中时齿状物10相对于支架 20的倾斜。
[0042] 在突出部30上定界分开的区域40、60以及80。区域40位于近侧端31的附近， 区域60位于中间部分32中，而区域80位于远侧端33的附近。在附近意指区域40比部分 32以及末端33更靠近末端31，而区域80比部分32以及末端31更靠近末端33。这些区域 40、60以及80中的每个包括确定的表面以便首先经受由齿状物10在突出部30上所施加的 机械应力并且其次限制局部弱化的区域中的应力集中。在近侧端31，区域40通过倒角35 被连接到底座22。在中间部分32中，区域40通过过渡区域36被连接到区域60,而区域60 通过倒角37被连接到区域80。在远侧端33处，区域80通过倒角38被连接到表面34。倒 角35和37是凹面的而倒角38是凸面的。
[0043] 如图2到图9中所示，主轴线X30是突出部30的对称轴线。穿过主轴线X30的在 顶部4和底部5之间延伸的垂直面PV、以及穿过主轴线X30的在右边6和左边7之间延伸 的水平面PH被界定。平面PV和PH是突出部30的两个对称面，而且也是外壳24的两个对 称面。这些对称性利于支架20的制造，而且特别地优化由齿状物10施加在突出部30上和 外壳24中的力的分布，无论机械系统1上的应力的方向怎样。
[0044] 在图中的优选但非限制性的实施例中，突出部30的区域40、60以及80中的每个 包括关于主轴线X30对称的成对相对的八个表面。更确切地，每个区域40、60以及80包括： 顶部表面41、61或81 ;右侧顶部表面42、62或82 ;右侧表面43、63或83 ;右侧底部表面44、 64或84 ;底部表面45、65或85 ;左侧底部表面46、66或86 ;左侧表面47、67、或87以及左 侧顶部表面48、68或88。突出部30的每个区域40、60以及80的轮廓可以因此总体上被 称为八角形的：考虑到如图6到8中所示的在这些区域40、60以及80中横向于主轴线X30 的多个横截面，突出部30在横截面中包括通过倒角连接的八个主要侧面。
[0045] 在近侧区域40中，表面41到48关于轴线X30成对地相对：41和45、42和46、43 和47、44和48。表面41-48是平坦的并且通过凸形倒角49被连接在一起。表面41-48在 远侧方向D33上更靠近轴线X30移动并且在近侧方向D31上远离轴线X30移动。表面41 和45各自以相对于轴线X30和水平面PH的13°的角度γ 1倾斜。表面42、44、46以及48 各自以相对于轴线X30的13°的角度γ 2倾斜。表面43和47各自以相对于轴线X30和垂 直面PV的2°的角度γ 3倾斜。在实践中，角度γ1、γ 2以及γ 3可以分别在包含端值的 10°和20°之间、12. 5°和17.5°之间、0°和5°之间。
[0046] 在中间区域60中，表面61到68关于轴线Χ30成对地相对：61和65、62和66、63 和67、64和68。表面61-68通过实质上凸形的倒角69被连接在一起。表面61-68在远侧 方向D33上更靠向轴线Χ30移动并且在近侧方向D31上远离轴线Χ30移动。表面61、63、65 以及67是平坦的，而表面62、64、66以及68是弯曲的、或更确切地说是扭曲的。换句话说， 表面62、64、66以及68中的每个相对于平面PV和ΡΗ的倾角沿着轴线Χ30变化。表面61 和65各自以相对于轴线Χ30和水平面ΡΗ的16°的角度δ 1倾斜。对于每个表面62、64、 66以及68,该表面的中心平面被界定，该中心平面在其每一侧上定界表面和其自身之间的 相同的体积。在图中的非限制性实施例中，表面62、64、66以及68的中心平面各自以相对 于轴线Χ30的20°的角度δ 2倾斜。表面63和67各自以相对于轴线Χ30和垂直面PV的 20°的角度δ 3倾斜。在实践中，角度δ 1、δ 2以及δ 3可以分别在包含端值的15°和 20°之间、15°和25°之间、15°和25°之间。
[0047] 在此阶段，应该注意的是，平坦表面61和65具有与平坦表面41和45相同的相对 于平面ΡΗ和轴线Χ30的倾角，所述平坦表面41和45在近侧方向D31与平坦表面61和65 一致。在突出部30的所有平坦表面中，这些表面61和65是各自具有突出部30和齿状物 10之间的最大的支撑表面的那些表面。这些表面61和65可以被称为区域60的主要表面 并且当挖掘力Fc被施加到齿状物10时能够经受施加到突出部30的机械应力。表面62、 63、64、66、67以及68可以被称为区域60的次级表面，因为其未被设计成经受在挖掘力Fc 的作用下被施加到突出部30上的机械应力。因为突出部30和齿状物10之间的间隙在由 次级表面所界定的接触界面处比在由主要表面所界定的接触界面处大，所以次级表面最初 未被设计成变得紧靠齿状物10的空心部分12的内部凹口。
[0048] 在远侧区域80中，表面81-88关于轴线X30成对相对：81和85、82和86、83和87、 84和88。表面81-88是平坦的并且通过实质上凸形的倒角89被连接在一起。表面81-88 在方向D33上更靠向轴线X30移动并且在方向D31上远离轴线X30移动。表面81和85各 自以相对于轴线X30和水平面PH的2°的角度σ 1倾斜。表面82、84、86以及88各自以 相对于中央轴线Χ30的5°的角度σ 2倾斜。表面83和87各自以相对于轴线Χ30和垂直 面PV的2°的角度σ 3倾斜。第二区域80的每个平坦表面81-88相对于主轴线Χ30比在 近侧方向D31与其一致地定位的第一区域40的平坦表面41-48倾斜得少。在实践中，角度 σ 1、σ 2以及σ 3可以分另lj在包含端值的0°和5°之间。
[0049] 如同表面61和65,表面41、45、81以及85可以被称为主要表面，当挖掘力Fc被施 加到齿状物10时能够经受施加到突出部30的机械应力。如同表面62、64、66以及68,表面 42、44、46、48、82、84、86以及88可以被称为次级表面，因为其未被设计成经受在挖掘力Fc 的作用下被施加到突出部30的机械应力。在另一方面，不同于表面63和67,表面43、47、 83以及87被设计成经受当侧向力施加到齿状物10时施加到突出部30上的机械应力。
[0050] 特别有利地，多个区域40、60以及80的次级表面减少系统1中的应力集中，同时 因为其布置以及其特定的形状使突出部30的总重量最小化。支架20和突出部30是实心 的而齿状物10在其部分12上是空心的。对于相等重量的支架20,突出部30包含越少的材 料，这使得在支架20到铲斗G的附接部上具有更多的材料并且进一步提高其使用寿命是可 能的。同样，越小体积的突出部30使得产生在高度上越小体积的齿状物10是可能的，这利 于齿状物/支架/铲斗组件穿透材料。最后，对于相同外部轮廓的齿状物10,越小体积的突 出部30使得在齿状物10中在其内部凹口处具有更多的材料是可能的。因此，提高了齿状 物10的机械强度以及磨损齿状物的重量与新齿状物的重量的比例。
[0051] 如图6到9中所示，突出部30包括被界定在垂直于主轴线X30的平面中的一组横 截面50、70以及90。这些横截面50、70、90在近侧方向D31上变化，定界增加的或恒定的区 域，特别地未定界减少的区域。所讨论的区域实际上是通过横向横截面50、70以及90的包 络所定界的那些区域，只要区域40能够具有用于接收穿过其的连接装置的外壳，所述连接 装置为了简化的目的未被描绘。外壳横向于轴线X30优选地沿着水平面PH或垂直面PV形 成，这取决于机械系统1的配置。与没有外壳的邻近的横截面50相比，包括这样的外壳的 横截面50具有更小的区域，但然而横向横截面50、70以及90的包络的区域实际上在近侧 方向D31上以渐增或恒定的方式变化。除了突出部30中必须存在这样的外壳之外，要避免 在方向D31上递减的横截面，因为其代表突出部30的局部弱化的区域的存在。
[0052] 横截面50构成被界定在区域40中的第一类型的横截面，横截面90构成被界定在 区域80中的第二类型的横截面，而横截面70构成被界定在区域60中的第三类型的横截 面。对于每个区域40、60以及80,横截面50、70以及90的区域在近侧方向D31上沿着轴线 X30的每单位长度增长速率分别地被界定。每种类型的横截面50、70或90的每单位长度增 长速率取决于表面在相应区域中的倾角，或换句话说取决于用于横截面50的角度γ 1、γ 2 以及Y 3、用于横截面70的角度δ 1、δ 2以及δ 3以及用于横截面90的角度σ 1、σ 2以 及σ 3。在近侧方向D31上，由横截面70所定界的区域的增长速率比由横截面50所定界的 区域的增长速率大，所述由横截面50所定界的区域的增长速率比由横截面90所定界的区 域的增长速率大。
[0053] 此外，角度α?和β?被界定在垂直面PV中。每个角度α?被界定在突出部30 的表面处，在区域40和60的位于平面PV中的在轴线Χ30的同侧的表面之间，也就是说在 表面41和61之间或在表面45和65之间。每个角度β 1被界定在突出部30的表面处，在 区域60和80的位于平面PV中的在轴线Χ30的同侧的表面之间，也就是说在表面61和81 之间或在表面65和85之间。角度α?在180°和200°之间，在该案例中，等于附图中的 180°，而角度β?在160°和180°之间，在该案例中，在附图中为160°。
[0054] 此外，一组平面ΡΙ被界定，其包含主轴线Χ30,相对于平面PV和ΡΗ倾斜并且与倾 斜表面42、44、46、48、62、64、66、68、82、84、86以及88相交。举例来说，图4和图9中所示 的平面ΡΙ与轴线Χ30的右顶侧上的表面42、62以及82相交并且与轴线Χ30的左底侧上的 相对的表面46、66以及86相交。用于给定平面ΡΙ的角度α 2以及β 2也被界定。每个角 度α 2被界定在突出部30的表面处，在位于相同平面PI中并且在轴线X30的同侧上的区 域40的倾斜表面和区域60的倾斜表面之间，例如在表面42和表面62之间。每个角度β 2 被界定在突出部30的表面处，在位于相同平面PI中并且在轴线Χ30的同侧上的区域60的 倾斜表面和区域80的倾斜表面之间，例如在表面62和表面82之间。应该注意到的是，角 度α2和β2根据所选的平面PI是可变的，特别是因为表面62、64、66以及68的扭曲形状。 优选地，平面ΡΙ可以被选为垂直于扭曲表面的上文所界定的中心平面。重要的是，无论所 选的平面ΡΙ如何，角度α 2在180°和200°之间，优选地等于190°，而角度β 2在160° 和180°之间，优选地等于170°。在图4和图9中所示的平面ΡΙ中，角度α 2和β 2分别 等于190°和170°。
[0055] 此外，角度α 3和β 3被界定在水平面ΡΗ中。每个角度α 3被界定在突出部30的 表面上，在区域40和60的位于平面ΡΗ中的在轴线Χ30的同侧上的表面之间，也就是说在 表面43和63之间或在表面47和67之间。每个角度β 3被界定在突出部30的表面上，在 区域60和80的位于平面ΡΗ中的在轴线Χ30的同侧上的表面之间，也就是说在表面63和 83之间或在表面67和87之间。角度α 3在180°和200°之间，在该案例中，等于附图中 的200°，而角度β3在160°和180°之间，在该案例中，在附图中等于160°。
[0056] 无论所讨论的突出部30的纵向横截面如何，邻近的平面之间的所有角度因此是 钝角的。首先位于包含主轴线Χ30的相同平面PV、ΡΙ或ΡΗ中并且其次位于主轴线Χ30的 同侧的平坦表面 41-61-81、42-62-82、43-63-83、44-64-84, 45-65-85、46-66-86、47-67-87 以及48-68-88相对于彼此以通常在160°和200°之间的钝角α?、α2、α3、β?、β2以 及β 3倾斜。此外，相同区域40、60或80的邻近的平坦表面在垂直于轴线Χ30的平面中相 对于彼此以不大于60°倾斜，而没有界定突出部30中凹入的空心。平坦表面的大表面区域 提供力在突出部30和齿状物10之间的界面处的良好分布。倒角或连接平坦表面的过渡区 域35、36、37、38、49、69以及89的尺寸被减少到最大可能的程度。
[0057] 因此，根据本发明，突出部30的特定形状以及因此由突出部30的特定形状所造成 的齿状物10的空心部分12的内部形状大大减少系统1内部的应力集中，这增加其使用寿 命。
[0058] 在实践中，挖掘力Fc的施加具有使齿状物10在其接合器支架20上倾斜的倾向。 借助于外壳24中的突缘14的阻碍以及由表面34所形成的稳定平坦部的存在，可以避免齿 状物10的临界倾斜。随着机械系统1上的磨损，位于突缘14和外壳24之间以及位于突出 部30的远侧端33和齿状物10的部分12之间的接触界面不再是主要的。特别地，在力Fc 的作用下，齿状物10的内部凹口的壁能够非常大地支撑在突出部30的底部上。只要齿状物 10和支架20之间的间隙是小的，所允许的齿状物10的倾斜也是小的并且被施加在接触界 面上的应力是可接受的。当齿状物10和其支架20之间的间隙增加时，部分12易于破裂、 撕裂或爆裂，这使得齿状物10不可用。在这些情况下，减少应力集中并且因此增加齿状物 10对震裂的耐受性是特别有利的。
[0059] 除了挖掘力Fc之外，根据本发明的机械系统1完全适合于经受来自所有方向的 力。当力被施加到齿状物10时，支架20和耐磨部分10包括以下之中的至少一个接触界 面：
[0060] -第一接触界面，其位于每个突缘14和接收此突缘14的外壳24之间，
[0061]-第二接触界面，其位于齿状物10和区域80的实质上垂直于力而延伸的平坦表面 之间，
[0062]-第三接触界面，其位于齿状物10和区域40的在近侧方向D31上与第二接触界面 一致地延伸的平坦表面之间，
[0063] -第四接触界面，其位于齿状物10和区域60的在近侧方向D31上与第二接触界面 一致地延伸的平坦表面之间，
[0064] -第五接触界面，其位于齿状物10和平坦表面34之间。
[0065] 在使用中，同时接触界面的数量首先取决于施加在齿状物10上的力的方向并且 其次取决于齿状物10和/或支架20上的磨损。接触界面通常以从第一接触界面到第五接 触界面范围的顺序被加应力。
[0066] 此外，组成系统1的元件可以被不同地确定而没有偏离本发明的范围。特别地，突 出部30可以根据下面详细说明的多种变型确定。齿状物10的内部凹口根据突出部30的 形状确定。
[0067] 在未被示出的变型中，突出部30在垂直面PV或水平面PH之中仅具有一个对称 面，该对称面包含主轴线X30。
[0068] 根据未示出的另一变型，区域40、60以及80或突出部30的这些区域中的某些可 以具有大致六边形的横断面轮廓。在这种情况下，考虑到在这些特定区域40、60以及80中 横向于轴线X30的不同的横截面，突出部30在横截面中包含由圆形倒角连接的六个主侧 面。
[0069] 根据未示出的另一变型，突出部30可以具有至少部分是十边形、十二边形等的横 断面轮廓。换句话说，区域40、60以及80中的至少某些可以具有等于以及大于六个的数量 的成对相对的平坦表面。
[0070] 根据未示出的另一变型，突出部30不包括中间区域60,而只有各自包括至少六个 平坦表面的区域40和80。
[0071] 根据未示出的变型，突出部30的中间区域60包括垂直于垂直面PV的两个平坦表 面61和65、优选地垂直于水平面PH的两个平坦表面63和67、以及以不同于相对于垂直面 PV和相对于水平面PH两者的直角被定向的至少四个表面62、64、66、68。
[0072] 优选地，区域40的平坦表面的数量大于或等于区域60的平坦或扭曲表面的数量， 所述区域60的平坦或扭曲表面的数量大于或等于区域80的平坦表面的数量，所述区域80 的平坦表面的数量大于或等于六个。
[0073] 此外，优选地，区域40和/或区域80的至少某些相对的平坦表面在轴线X30的任 何一侧是成对平行的。例如，表面43和47可以平行于彼此并且平行于平面PV。根据另一 实施例，区域80可以包括六个表面，其中朝向顶部4被定向的顶部表面81和朝向底部5被 定向的底部表面85是平行的。有利地，区域80包括成对地平行的至少六个或八个平坦表 面。
[0074] 此外，齿状物10和支架20之间的连接装置可以是适合于本申请的任何类型。
[0075] 各种实施方案的技术特征可以以其整体或用其中的某些互相组合。因此，机械系 统可以根据制造以及操作限制被调整。
[0076] 借助于本发明，齿状物10和支架20被确定以便吸收所有种类以及所有方向的应 力，同时减少局部弱化区域以及磨损现象。
【权利要求】
1. 一种机械系统（1)，其包括属于重型建造机械铲斗（G)的支架（20)和耐磨部分 (10)，所述支架（20)包括： -底座（22)， -突出部（30)，其从所述底座（22)沿着主轴线（X30)在靠近所述底座（22)的近侧端 (31)和在所述底座（22)的对面的远侧端（33)之间延伸，所述突出部具有在垂直于所述主 轴线（X30)的平面中的一组横截面（50、70、90)，除了存在用于将连接装置接收在所述突出 部（30)中的外壳之外，所述一组横截面（50、70、90)在近侧方向（D31)变化，虽然定界增加 的或恒定的区域，但是特别地不定界任何减少的区域，并且 -在所述底座（22)的每侧上，外壳（24)接收属于所述耐磨部分（10)的突缘（14)，所 述外壳（24)与所述突出部（30) -致地设置在所述底座（22)中，所述外壳（24)具有在远 侧方向（D33)的开口侧部以及三个闭合侧部， 所述机械系统（1)的特征在于所述突出部（30)包括： -第一区域（40)，其位于所述突出部（30)的所述近侧端（31)的附近并且包括定界 第一类型的横截面（50)的成对（41、45 ;42、46 ;43、47 ;44、48)相对的至少六个平坦表面 (41-48)，以及 -第二区域（80)，其位于所述突出部（30)的所述远侧端（33)的附近并且包括定界 第二类型的横截面（90)的成对（81、85 ;82、86 ;83、87 ;84、88)相对的至少六个平坦表面 (81-88)，所述第二区域（80)的每个平坦表面（81-88)相对于所述主轴线（X30)比所述第 一区域（40)的沿着所述近侧方向（D31)与其一致地定位的所述平坦表面（41-48)倾斜得 少。
2. 根据权利要求1所述的机械系统（1)，其特征在于，所述突出部（30)的所述第一区 域（40)包括成对（41、45 ;42、46 ;43、47 ;44、48)相对的至少八个平坦表面（41-48)，所述相 对的平坦表面中的至少一些优选地彼此平行。
3. 根据前述权利要求中任一项所述的机械系统（1)，其特征在于，所述突出部（30) 的所述第二区域（80)包括成对（81、85 ;82、86 ;83、87 ;84、88)平行的至少六个平坦表面 (81-88)，优选地成对（81、85 ;82、86 ;83、87 ;84、88)平行的至少八个平坦表面（81-88)。
4. 根据前述权利要求中任一项所述的机械系统（1)，其特征在于，所述突出部（30)包 括沿着所述主轴线（X30)的在所述突出部（30)的所述第一区域（40)和所述第二区域（80) 之间的第三中间区域（60)，所述第三区域（60)包括在垂直于所述主轴线（X30)的平面中 定界第三类型的横截面（70)的成对（61、65 ;62、66 ;63、67 ;64、68)相对的至少六个表面 (61-68)、优选地成对（61、65 ;62、66 ;63、67 ;64、68)相对的至少四个平坦表面（61、63、65、 67)和四个左侧表面出2、64、66、68)，由所述第三类型的横截面（70)定界的区域在所述近 侧方向（D31)上具有大于由所述第一类型的横截面（50)定界的区域的增长速率和由所述 第二类型的横截面（90)定界的区域的增长速率的增长速率。
5. 根据权利要求4所述的机械系统（1)，其特征在于，所述第一区域（40)、所述第二区 域（80)以及所述第三区域（60)的首先位于包含所述主轴线（X30)的相同平面（PV ;PI、PH) 中并且其次在所述主轴线（X30)的同侧上的所述平坦表面（41-48、61-68、81-88)相对于彼 此以在160度和200度之间的钝角（α 1、α 2、α 3、β 1、β 2、β 3)倾斜。
6. 根据权利要求4或5中任一项所述的机械系统（1)，其特征在于，所述第三区域（60) 的所述平坦表面（61-68)包括： -首先，主要表面（61、65)，其具有与所述第一区域（40)的所述平坦表面（41、45)相同 的相对于所述主轴线（X30)的倾角，所述第一区域（40)的所述平坦表面（41、45)在所述近 侧方向（D31)上与所述主要表面（61、65) -致，当挖掘力（Fc)被施加到所述耐磨部分（10) 时，所述主要表面出1、65)能够经受施加在所述突出部（30)上的机械应力，以及 -其次，次级表面（62、63、64、66、67、68)，其相对于所述主轴线》30)总体上比所述第 一区域（40)的所述平坦表面（42、43、44、46、47、48)更为倾斜，所述第一区域（40)的所述 平坦表面（42、43、44、46、47、48)在所述近侧方向（D31)上与所述次级表面（62、63、64、66、 67、68) -致。
7. 根据权利要求4到6中任一项所述的机械系统（1)，其特征在于，所述突出部（30) 的所述第三区域（60)包括： -两个平坦表面出1、65)，其垂直于垂直面（PV)， -优选地两个平坦表面出3、67)，其垂直于水平面（PH)，以及 -至少四个表面（62、64、66、68)，其以不同于相对于所述垂直面（?\〇和相对于所述水 平面（PH)两者的直角被定向。
8. 根据前述权利要求中任一项所述的机械系统（1)，其特征在于，当力（Fc)被施加到 所述耐磨部分（10)时，所述支架（20)和所述耐磨部分（10)包括来自以下的至少一个接触 界面： -第一接触界面，其位于每个突缘（14)和接收该突缘（14)的所述外壳（24)之间， -第二接触界面，其位于所述耐磨部分（10)和所述第二区域（80)的实质上垂直于所述 力（Fc)延伸的所述平坦表面（81、85)之间， -第三接触界面，其位于所述耐磨部分（10)和所述第一区域（40)的在所述近侧方向 (D31)上与所述第二接触界面一致地延伸的所述平坦表面（41、45)之间， -在适用情况下，第四接触界面，其位于所述耐磨部分（10)和所述第三区域￠0)的在 所述近侧方向（D31)上与所述第二接触界面一致地延伸的所述平坦表面（61、65)之间，以 及 -第五接触界面，其位于所述耐磨部分（10)和垂直于所述主轴线（X30)的并且被布置 在所述突出部（30)的所述远侧端（33)处的平坦表面（34)之间， 在使用中，同时的接触界面的数量首先取决于所述力（Fc)的方向并且其次取决于所 述耐磨部分（10)和/或所述支架（20)上的磨损。
9. 根据前述权利要求中任一项所述的机械系统（1)，其特征在于，所述突出部（30)具 有包含所述主轴线（X30)的至少一个对称面（PV;PH)，特别是垂直面（PV)和/或水平面 (PH)，所述主轴线（X30)优选地是所述突出部（30)的对称轴线。
10. -种重型建造机械铲斗（G)，其特征在于，所述重型建造机械铲斗（G)包括至少一 个根据权利要求1到9中任一项所述的机械系统（1)。
【文档编号】E02F9/28GK104114779SQ201280069380
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2012年12月7日 优先权日:2011年12月8日
【发明者】法布里斯·马尔尚 申请人:萨弗金属公司