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Title:
LINEAR PENETRATION AND EXCAVATION SYSTEM FOR A BUCKET OF AN ELECTRIC SHOVEL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/200495
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a linear penetration and excavation system, formed by an integral series of devices, which is connected to the lip of a bucket of an electric mining shovel, the system comprising an adapter, an excavation tooth, coupling bolts and a securing means.

Inventors:
SUÁREZ BOLAÑOS, Juan Mercelo (Luis Carrera 2200, Departamento 101-A Vitacura,Santiago, CP 33, 76300, CL)
Application Number:
CL2019/000015
Publication Date:
October 24, 2019
Filing Date:
April 16, 2019
Export Citation:
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Assignee:
SOCIEDAD COMERCIAL E INDUSTRIAL FORESTA LIMITADA (Merced 838-A, Oficina 117Santiago, CP 75, 83201, CL)
International Classes:
E02F9/00; E02F9/28
Foreign References:
US20040216334A12004-11-04
US5992063A1999-11-30
JPH10183698A1998-07-14
JPS6076149U1985-05-28
JP2014062451A2014-04-10
Attorney, Agent or Firm:
PUGA ORTIZ PROPIEDAD INTELECTUAL LIMITADA (Av. Presidente Riesco 5561, Piso 8Las Condes, Santiago, CP 27, 75611, CL)
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Claims:
REIVINDICACIONES

1. Un sistema lineal de penetración y excavación (1), conformado por una serie integral de dispositivos, que se conecta al labio (1020) del balde de una pala eléctricaminera, CARACTERIZADO porque comprende: un adaptador (2) configurado para ser montado en el borde delantero del labio (1020), teniendo el adaptador una nariz (1 1) formada en el extremo delantero, estando el eje de la nariz (11) desplazado con respecto al eje de un rebaje (13) del adaptador (2) e incluye una abertura (14) para la fijación a un diente de excavación (8); una cara frontal-superior convexa (16) ubicada en la parte delantera superior del adaptador (2); un rebaje (13) formado en el lado posterior del adaptador, originando dos brazos de apoyo (20); una abertura (15) de conexión y aseguramiento, que traspasa los dos brazos de apoyo (20), configurado para ser acoplado al borde delantero del labio (1020) del balde; un diente de excavación (8) adaptado para ser encajado y asegurado sobre la nariz (11) del adaptador (2), teniendo dicho diente de excavación (8) una pared superior y una pared inferior en planos inclinados de idénticos ángulos que se juntan en el extremo frontal (2T), una primera y segunda pared lateral paralelas, un extremo trasero (22) donde se forma una cavidad interna geométricamente simétrica (23), encargada de recibir la nariz (1 1) del adaptador (2), donde el diente de excavación (8) comprende una abertura lateral (24a, 24b) en cada pared lateral, de manera que cuando es encajado por la nariz (11) del adaptador (2), se alinea con la abertura (14) del adaptador (2) para formar así un canal de conexión y aseguramiento, en donde el extremo frontal (21) del diente de excavación (8) es simétrico respecto a un eje Z, de forma que todo el diente puede ser girado verticalmente en 180° sin perder su forma de encaje a la nariz (11 ) del adaptador (2); un pasador de acoplamiento (9), conformado y dimensionado para ser recibido en el canal de conexión y aseguramiento que forman el adaptador (2) y el diente de excavación (8), comprendiendo el pasador de acoplamiento (9) un cuerpo del pasador (9.1), un pivote (9.2), que se ubica dentro del cuerpo del pasador (9.1), un dispositivo prisionero (9.3), que otorga fijación al conjunto que forma el cuerpo del pasador con el pivote cuando es introducido en el canal de conexión y aseguramiento, y un anillo O' ring (9.4) que sella el pivote (9.2) al cuerpo del pasador (9.1) cuando es introducido; una tapa de cubierta (6) que comprende una cara superior inclinada (26) en un ángulo determinado para hacer coincidir las aristas superiores del diente de excavación (8) y del adaptador (2), dos brazos inferiores laterales (18) de acoplamiento al adaptador (2), y una extremidad inferior (27) para el anclaje y estancamiento por medio del diente de excavación (8); y un medio de fijación (30) que comprende una cuña (4), un seguro en grapa (seguro en "C”) (3.1), un perno de ajuste (3.2), una tuerca de empotrado (5) y un tapón (7), dicho medio de fijación (30) fija el adaptador (2) al labio (1020) del balde, por medio de la abertura (15) del adaptador (2) y un alojamiento o abertura dispuesta en el labio (1020) del balde de la pala eléctrica minera.

2. El sistema lineal de penetración y excavación, según la reivindicación 1 ,CARACTERIZADO orque la nariz (T†)', del adaptador (2), tiene una superficie superior inclinada (30) de pendiente positiva, una superficie inferior inclinada (31) de pendiente negativa, un extremo frontal (12), unas superficies laterales primera y segunda, una abertura de fijación (14) que se extiende, a través de la nariz (11), desde la primera superficie lateral hasta la segunda superficie lateral.

3. El sistema lineal de penetración y excavación, según la reivindicación 2, CARACTERIZADO porque la abertura (14) de la nariz (11), junto a las aberturas (24a, 24b) del diente de excavación (8) conforman un subsistema de bloqueo, en forma de un canal de conexión y aseguramiento, que recibe el pasador de acoplamiento (9).

4? €1- sistema lineal de- penetració y excavación; según la reivindicación- 2;

CARACTERIZADO porque la nariz (11) se encuentra desplazada respecto al eje del rebaje (13) del adaptador (2).

5. El sistema lineal de penetración y excavación, según la reivindicación 4, CARACTERIZADO porque el eje de la nariz (11), del adaptador (2), tiene un desplazamiento paralelo positivo respecto al eje del rebaje (13) del adaptador (2).

6. El sistema lineal de penetración y excavación, según la reivindicación 4, CARACTERIZADO porque el eje de la nariz (11), del adaptador (2), tiene un desplazamiento paralelo negativo respecto al eje del rebaje (13) del adaptador (2)

7. El sistema lineal de penetración y excavación, según la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque a los costados de la cara cóncava (16) del adaptador (2), se encuentran dos conducciones (17) que, bajo ellos, forman canales para recibir los brazos laterales (IB) de la tapa dé cubierta (6) .

5 8. El sistema lineal de penetración y excavación, según la reivindicación 1 ,

CARACTERIZADO porque el adaptador (2) comprende la segunda abertura (15) ubicada en cada brazo superior e inferior (20), la que traspasa el lado posterior del adaptador en forma vertical y a través de la cual se fija al labio (1020) del balde déla- pala eléctrica minera por el medio de fijación (30).

10 9. El sistema lineal de penetración y excavación, según la reivindicación 1 ,

CARACTERIZADO porque el diente de excavación (8) tiene en sus paredes laterales un-logotipo graba o:

10. El sistema lineal de penetración y excavación, según la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque las paredes laterales primera y segunda del diente de

15 excavación (8) definen cada una, una abertura (24a, 24b) las que, junto con la abertura (14) de la nariz (11 ) del adaptador(2) forman el canal de conexión y aseguramiento por donde se introduce el pasador de acoplamiento (9).

11. El sistema lineal de penetración y excavación, según la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque el pasador de acoplamiento (9) comprende un cuerpo del

20 - pasador (9.1) deforma cilindro-elíptica, que tiene dos extremos, donde un extremo del- cuerpo del pasador presenta una saliente (9.5), y el otro extremo (9.6) del cuerpo del pasador tiene una forma trapezoidal, que se encuentran conformadas y dimensionadas para que el pasador de acoplamiento (9) sea recibido en el canal de conexión y aseguramiento definido por las aberturas (24a, 24b) del diente de 25 excavación (8) y la abertura (14) de la nariz (11) del adaptador (2).

12. El sistema lineal de penetración y excavación, según la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque el pasador de acoplamiento (9) comprende: un cuerpo de pasador (9.1) que se extiende longitudinalmente a lo largo de un eje y que se ensambla en forma no giratoria en la abertura (14) de adaptador (2); un pivote (9.2) que tiene una

30 parte de cuerpo cilindrico recibida coaxialmente en el cuerpo del pasador (9.1 ), el que permite trabar o destrabar el diente (8) por medio de la presencia de una palanca o pestaña de cerradura (9.7); un anillo O'ring (9.4) que se provee para sellar los extremos del pivote (9.2) al cuerpo del pasador (9.1); y un aparato de traba estático del tipo prisionero (9.3) que funciona para impedir en forma selectiva y desprendible la rotación dé dicho pivote (9.2) en relación con el cuerpo del pasador (9L 1). 13. El sistema lineal de penetración y excavación, según la reivindicación 1 ,

CARACTERIZADO porque la tapa de cubierta (6) comprende brazos inferiores laterales (28) adaptados para encajarse en los canales bajo las conducciones (17) del adaptador (2); y la cara superior inclinada (26) de la tapa de cubierta (6) contiene nervaduras (31) para disipar el impacto en el centro y orientar la fuerza hacia afuera. 14. El sistema lineal de penetración y excavación, según la reivindicación 1 ,

CARACTERIZADO porque la tapa de cubierta (6) comprende un reborde cóncavo (28) en cada lado de la tapa de cubierta (6).

15. El sistema lineal de penetración y excavación, según la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque la tapa de cubierta (6) comprende una hendidura superior (29) para el encaje de un gancho de sujeción.

16. El sistema lineal de penetración y excavación, según las reivindicaciones 1 y 13, CARACTERIZADO porque la tapa de cubierta (6) se encuentra posicionalmente alineada con el diente (8), por la zona superior y por las paredes laterales.

17. El sistema lineal de penetración y excavación, según la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque él medio de fijación (30) comprende una Barra dé cuña (4) formada por un roscado helicoidal interno (4.1 ) y un rebaje semicilíndrico (4.2) que contiene dicho roscado; un seguro en“C” (3.1), que comprende una zona libre de material (3.5) en su sección posterior y una zona libre de material (3.3) en la parte inferior delantera; la cuña (4) y el seguro en“C” (3.1 ) se acoplan con un perno roscado en forma“J” (3.2) que tiene una sección roscada en la parte superior y en la parte inferior presenta una protuberancia (3.4) que se inserta en la zona libre de material (3.3) de la parte inferior del seguro en“C” (3.1) y se ajusta por medio de la tuerca (5).

18. El sistema lineal de penetración y excavación, según la reivindicación 16, CARACTERIZADO porque el perno (3.2) está adaptado para recibir la tuerca (5) que otorga fijación; y un tapón (7) que se ajusta a presión en el rebaje (4.2) sobre la tuerca (5), para evitar el afloje y la entrada del material extraño al medio de fijación (30).

5 0 -5 0

REIVINDICACIONES MODIFICADAS

recibidas por la oficina Internacional el 1o de octubre de 2019 (01.102.2019)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema lineal de penetración y excavación (1), conformado por una serie integral de dispositivos, que se conecta al labio (1020) del balde de una pala eléctrica minera, CARACTERIZADO porque comprende:

un adaptador (2) configurado para ser montado en el borde delantero del labio (1020), teniendo el adaptador una nariz (11) formada en el extremo delantero, estando el eje de la nariz (11) desplazado con respecto al eje de un rebaje (13) del adaptador (2) e incluye una abertura (14) para la fijación a un diente de excavación (8); una cara lfontal-superior convexa (16) ubicada en la parte delantera superior del adaptador (2); un rebaje (13) formado en el lado posterior del adaptador, originando dos brazos de apoyo (20); una abertura (15) de conexión y aseguramiento, que traspasa los dos brazos de apoyo (20), configurado para ser acoplado al borde delantero del labio (1020) del balde; un diente de excavación (8) adaptado para ser encajado y asegurado sobre la nariz (11) del adaptador (2), teniendo dicho diente de excavación (8) una pared superior y una pared inferior en planos inclinados de idénticos ángulos que se juntan en el extremo frontal (21), una primera y segunda pared lateral paralelas, un extremo trasero (22) donde se forma una cavidad interna geométricamente simétrica (23), encargada de recibir la nariz (11) del adaptador

(2), donde el diente de excavación (8) comprende una abertura lateral (24a, 24b) en cada pared lateral, de manera que cuando es encajado por la nariz (11) del adaptador (2), se alinea con la abertura (14) del adaptador (2) para formar así un canal de conexión y aseguramiento, en donde el extremo frontal (21) del diente de excavación (8) es simétrico respecto a un eje Z, de forma que todo el diente puede ser girado verticalmente en 180° sin perder su forma de encaje a la nariz (11) del adaptador (2);

un pasador de acoplamiento (9), conformado y dimensionado para ser recibido en el canal de conexión y aseguramiento que forman el adaptador (2) y el diente de excavación (8), comprendiendo el pasador de acoplamiento (9) un cuerpo del pasador (9.1), un pivote (9.2), que se ubica dentro del cuerpo del pasador (9.1), un dispositivo prisionero (9.3), que otorga fijación al conjunto que forma el cuerpo del pasador con el pivote cuando es introducido en el canal de conexión y aseguramiento, y un anillo O'ring (9.4) que sella el pivote (9.2) al cuerpo del pasador (9.1) cuando es introducido;

una tapa de cubierta (6) que comprende una cara superior inclinada (26) en un ángulo determinado para hacer coincidir las aristas superiores del diente de excavación (8) y del adaptador (2), dos brazos inferiores laterales (18) de acoplamiento al adaptador (2), y una extremidad inferior (27) para el anclaje y estancamiento por medio del diente de excavación (8); y

un medio de fijación (30) que comprende una barra de cuña (4) formada por un roscado helicoidal interno (4.1) y un rebaje semicilíndrico (4.2) que contiene dicho roscado, un seguro en grapa (seguro en“C”) (3.1) que comprende una zona libre de material (3.5) en su sección posterior y una zona libre de material (3.3) en la parte inferior delantera, un perno roscado de ajuste en forma “J” (3.2) que tiene una sección roscada en la parte superior y en la parte inferior presenta una protuberancia (3.4) que se inserta en la zona libre de material (3.3) de la parte inferior del seguro en“C” (3.1), una tuerca de empotrado (5) y un tapón (7), en donde, la cuña (4) y el seguro en“C” (3.1) se acoplan con el perno roscado en forma“J” (3.2) el que se ajusta por medio de la tuerca (5), dicho medio de fijación (30) fija el adaptador (2) al labio (1020) del balde, por medio de la abertura (15) del adaptador (2) y un alojamiento o abertura dispuesta en el labio (1020) del balde de la pala eléctrica minera.

2. El sistema lineal de penetración y excavación, según la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque la nariz (11), del adaptador (2), tiene una superficie superior inclinada (30) de pendiente positiva, una superficie inferior inclinada (31) de pendiente negativa, un extremo frontal (12), unas superficies laterales primera y segunda, una abertura de fijación (14) que se extiende, a través de la nariz (11), desde la primera superficie lateral hasta la segunda superficie lateral.

3. El sistema lineal de penetración y excavación, según la reivindicación 2, CARACTERIZADO porque la abertura (14) de la nariz (11), junto a las aberturas (24a, 24b) del diente de excavación (8) conforman un subsistema de bloqueo, en forma de un canal de conexión y aseguramiento, que recibe el pasador de acoplamiento (9).

4. El sistema lineal de penetración y excavación, según la reivindicación 2, CARACTERIZADO porque la nariz (11) se encuentra desplazada respecto al eje del rebaje (13) del adaptador (2).

5. El sistema lineal de penetración y excavación, según la reivindicación 4, CARACTERIZADO porque el eje de la nariz (11), del adaptador (2), tiene un desplazamiento paralelo positivo respecto al eje del rebaje (13) del adaptador (2)·

6. El sistema lineal de penetración y excavación, según la reivindicación 4, CARACTERIZADO porque el eje de la nariz (11), del adaptador (2), tiene un desplazamiento paralelo negativo respecto al eje del rebaje (13) del adaptador (2)

7. El sistema lineal de penetración y excavación, según la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque a los costados de la cara cóncava (16) del adaptador (2), se encuentran dos conducciones (17) que, bajo ellos, forman canales para recibir los brazos laterales (18) de la tapa de cubierta (6).

8. El sistema lineal de penetración y excavación, según la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el adaptador (2) comprende la segunda abertura (15) ubicada en cada brazo superior e inferior (20), la que traspasa el lado posterior del adaptador en forma vertical y a través de la cual se fija al labio (1020) del balde de la pala eléctrica minera por el medio de fijación (30).

9. El sistema lineal de penetración y excavación, según la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el diente de excavación (8) tiene en sus paredes laterales un logotipo grabado.

10. El sistema lineal de penetración y excavación, según la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque las paredes laterales primera y segunda del diente de excavación (8) definen cada una, una abertura (24a, 24b) las que, junto con la abertura (14) de la nariz (11) del adaptador (2) forman el canal de conexión y aseguramiento por donde se introduce el pasador de acoplamiento (9).

11. El sistema lineal de penetración y excavación, según la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el pasador de acoplamiento (9) comprende un cuerpo del pasador (9.1) de forma cilindro-elíptica, que tiene dos extremos, donde un extremo del cuerpo del pasador presenta una saliente (9.5), y el otro extremo (9.6) del cuerpo del pasador tiene una forma trapezoidal, que se encuentran conformadas y dimensionadas para que el pasador de acoplamiento (9) sea recibido en el canal de conexión y aseguramiento definido por las aberturas (24a, 24b) del diente de excavación (8) y la abertura (14) de la nariz (11) del adaptador (2).

12. El sistema lineal de penetración y excavación, según la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el pasador de acoplamiento (9) comprende: un cuerpo de pasador (9.1) que se extiende longitudinalmente a lo largo de un eje y que se ensambla en forma no giratoria en la abertura (14) de adaptador (2); un pivote (9.2) que tiene una parte de cuerpo cilindrico recibida coaxialmente en el cuerpo del pasador (9.1), el que permite trabar o destrabar el diente (8) por medio de la presencia de una palanca o pestaña de cerradura (9.7); un anillo O'ring (9.4) que se provee para sellar los extremos del pivote (9.2) al cuerpo del pasador (9.1); y un aparato de traba estático del tipo prisionero (9.3) que funciona para impedir en forma selectiva y desprendible la rotación de dicho pivote (9.2) en relación con el cuerpo del pasador (9.1).

13. El sistema lineal de penetración y excavación, según la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque la tapa de cubierta (6) comprende brazos inferiores laterales (28) adaptados para encajarse en los canales bajo las conducciones (17) del adaptador (2); y la cara superior inclinada (26) de la tapa de cubierta (6) contiene nervaduras (31) para disipar el impacto en el centro y orientar la fuerza hacia afuera.

14. El sistema lineal de penetración y excavación, según la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque la tapa de cubierta (6) comprende un reborde cóncavo (28) en cada lado de la tapa de cubierta (6). 15. El sistema lineal de penetración y excavación, según la reivindicación 1,

CARACTERIZADO porque la tapa de cubierta (6) comprende una hendidura superior (29) para el encaje de un gancho de sujeción.

16. El sistema lineal de penetración y excavación, según las reivindicaciones 1, CARACTERIZADO porque la tapa de cubierta (6) se encuentra posicionalmente alineada con el diente (8), por la zona superior y por las paredes laterales.

17. El sistema lineal de penetración y excavación, según la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el perno (3.2) está adaptado para recibir la tuerca

(5) que otorga fijación; y un tapón (7) que se ajusta a presión en el rebaje (4.2) sobre la tuerca (5), para evitar el afloje y la entrada del material extrafio al medio de fijación (30).

Description:
SISTEMA LINEAL DE PENETRACIÓN Y EXCAVACIÓN PARA UN BALDE DE

PALA ELÉCTRICA

DESCRIPCIÓN

Campo de la lnvención

La presente invención se inserta dentro del campo técnico de los equipos de movimiento de tierra y excavación en faenas mineras a cielo abierto. Dentro de este contexto se encuentran las palas eléctricas mineras, cuyos baldes de recolección se hallan resguardados por un montaje o labio ubicado en el frente de-ataque: A-su vez, dichos labios, se encuentran adaptados para acoplarse con una serie de dientes de excavación y elementos de protección que resguardan el labio del balde. Así entonces, en forma particular, la presente invención apunta a disponer de una serie de componentes, tales como dientes y sistemas de resguardo para el labio, cuyas características específicas representa un avance en el estado de la técnica-. Particularmente, la presente invención, intenta proteger un sistema lineal de penetración y excavación, conformado por una serie integral de dispositivos, que se conecta al labio de un balde de una pala eléctrica minera, de forma que dicho sistema lineal permite aumentar el coeficiente de penetración del balde para tomar el material. Antecedentes dé la Invención

En el sector industrial minero, a nivel mundial, existen, principalmente, dos tipos de extracción minera, que se pueden catalogar como las más comunes, ellas son: (i) extracción en minas subterráneas, en donde la extracción del mineral se lleva a efecto bajo la superficie terrestre; y (ii) extracción en minas a nielo abierto, en donde la- extracción del mineral se lleva a efecto en la superficie del terreno. En el caso de la extracción en minas a cielo abierto, se necesitan grandes equipos que sean capaces de operar bajo las exigentes condiciones de productividad requeridas por el mismo proceso continuo, además, dichos equipos deben ser capaces de operar bajo las duras condiciones ambientales en las que se encuentran los yacimientos mineros, en la mayoría de las ocasiones a grandes distancias de centros urbanos, lo cual, hace que todos los equipos, y sus componentes, deban tener una alta confiabilidad y una baja tasa de fallas, de manera que sus detenciones, por necesidades de manutención, sean lo más reducidas posibles.

-Dentro de- esos- grandes equipos utilizados en las faenas- de- extracción-minera- a cielo abierto, se encuentran las palas eléctricas mineras, que corresponden a equipos de gran envergadura y, dada sus dimensiones, son muy productivas en las operaciones de carga, pues, mueven una mayor cantidad de material. Además de su alta productividad, dichas palas eléctricas mineras, tienen una alta disponibilidad mecánica y una alta fiabilidad; debido a su diseño largamente comprobado. Es importante destacar que estas palas eléctricas no pueden estar detenidas más allá de lo estrictamente necesario, ya que de ellas depende el suministro de materia prima para los procesos posteriores. Dado los elevados costos involucrados en las palas eléctricas y la necesidad de contar en forma continua de materia prima, es que cualquier detención más allá de lo estrictamente necesario, lleva asociado elevados costos.

Las palas eléctricas mineras, están estructuradas, de manera general, por cuatro secciones claramente identificadas:

Parte inferior: provee la base de estabilidad para toda la máquina y está constituida, principalmente, por un sistema de orugas para su propulsión y una corona para el sistema de giro;

Parte superior: corresponde al armazón central de operación de la pala, desde la cual se controla el izamiento y el giro de la máquina, también se encuentran los gabinetes del control electrónico, la cabina del operador y los soportes de los equipamientos;

Parte frontal: se incluye la pluma, polea de la punta de la pluma, brazo del balde y soporte del bloque de empuje; y

Balde: constituido por el cucharón de recepción, labio frontal y conjunto de desgaste.

Uno de los componentes más sensibles al rigor de la operación misma de la pala eléctrica, es el balde, quien se encuentra en contacto y fricción directa con el material a cargar. Pero, dentro de este conjunto del balde, sin duda, los elementos que soportan el mayor rigor del trabajo, son los elementos de desgaste, conocidos como GET’s por sus iniciales en idioma inglés, los que se encuentran acoplados al labio frontal y su función es evitar el desgaste prematuro del labio frontal y mejorar la penetración del balde durante el proceso de carguío. Para el recambio de dichos GET’s, se necesita detener la operación de la pala eléctrica completa y, junto con esto, desplazar él personal al área dé operación para que realice él trabajo dé recambió. Dentro de este conjunto de desgaste se encuentran distintos componentes que, para el presente caso, se clasifican en dos grupos:

- Sistema lineal de penetración y excavación; y

- Montaje de protección. Έ1 sistema lineal de penetración y excavación está constituido, a grandes rasgos, por un elemento adaptador acoplable al labio, un mecanismo de fijación, un diente de excavación y un dispositivo de sujeción entre el diente y el adaptador.

El montaje de protección del labio está conformado por entredientes, medio de fijación del entredientes al labio, y dispositivos de protección laterales:

Por ser estos conjuntos de GET ' s los de mayor desgaste, son los más proclives a necesitar un rápido recambio para no retrasar el tiempo de operación de la pala eléctrica, por tal razón se han desarrollado componentes que apuntan a necesitar un menor tiempo de ejecución del recambio mismo, del mismo modo, en el estado de la técnica, se han desarrollado diversos elementos y/o componentes destinados a mejorar su ciclo de operación (vida útil), de manera que se evite el recambio continuo de los GET’s. - Así, por-ejemplo, se-tiene-la patente-de in vención AU 2015 100447 (Adaptor and

Tooth Assembly), la cual describe un ensamble de diente y adaptador para ser usado en una maquinaria de movimiento de tierras, el que se compone por un adaptador que recibe un diente, un pasador para fijar el diente al adaptador, y una tapa de cubierta, todos estos componentes son dispuestos de manera que se fijan al labio del balde del sistema de excavación y su principal función es proteger el borde del labio del balde del desgaste, de manera tal que al desgastarse las piezas que protegen el labio, pero, en dicho documento no se enseña que el adaptador cuente con una zona para acoplar un medio de fijación al labio. La patente de invención US 4587751 (Wear cap style excavating tooth) describe un diente de excavación y una particular tapa de cubierta (wear cap) constituida por dos secciones, las cuales, al momento del montaje pueden cubrir zonas sensibles del adaptador- Como se- podrá- apreciar, en este caso, el diente -no-tiene posibilidad -de- 5 cambiar posición respecto al adaptador, además, la tapa de cubierta, al estar constituida por dos secciones, puede sufrir el desgaste prematuro de una de ellas lo que obliga al recambio de las dos secciones.

La solicitud de patente de invenció US 2016/0362875 (Li an shroud0 assembly) describe un labio para un balde de excavación y una pluralidad de secciones montadles para proteger el labio del desgaste prematuro, pero, dichas secciones montables entredientes, no presentan una diferenciación en su geometría que permite tener una mayor resistencia al desgaste en su zona inferior. 5- ta solicitud- internacional PCT/EP2015/054089 (A locking- device ~ for a' wear- member of an earth moving machine) describe un medio de fijación en“C”, el cual es utilizado para fijar un adaptador y/o entrediente al labio de un balde. Dicho medio de fijación está compuesto por una cuña, un seguro en grapa (seguro en“C”), un perno de ajuste y una estructura frontal con proyecciones superior e inferior para el0 acoplamiento interno de un tornillo. Sin embargo, dicha solicitud internacional, no incluye un perno de ajuste que tenga su extremo inferior con una saliente que forma una“J” y un extremo superior adaptados para ajustarse por medio de una llave de impacto. Ύ ΈI documento MX 20T20T2224 (Montajes de acoplamiento con compensación mejorada) se refiere a un montaje de desgaste para un equipo de excavación, utilizado como elemento de protección del borde del labio de un balde, el cual, puede ser reemplazado por problemas de desgaste. Dicho miembro de desgaste no incluye en su zona inferior un refuerzo de material que lo distinga de la zona superior.

0

Como se puede apreciar, no existe en el estado de la técnica, un sistema lineal de penetración y excavación que se conecte al labio de un balde de una pala eléctrica minera, cuya configuración de componentes permita una conexión integral de fácil manejo y rápida ejecución al momento de su recambio y que, además, permita el recambio separado de componentes, sin que incurra en prolongados tiempos de detención de la pala eléctrica minera. Además, dada la configuración particular de sus componentes, permita una mayor vida útil de todo el sistema lineal de penetración y excavación.

Resumen de la Invención

El sistema lineal de penetración y excavación de la presente invención se encuentra dentro del grupo de GET’s adaptados para la protección del labio del balde de una pala eléctrica minera y para la penetración del balde en el material. En donde, a través de dicho sistema lineal de penetración y excavación, se logra disminuir el desgaste prematuro del labio, además, el sistema lineal de penetración y excavación se encuentra configurado y diseñado de forma que, las sumas de sus componentes, logran mejorar el coeficiente de penetración del balde para tomar el material, asimismo, se logra prolongar la vida útil del sistema, pues, presentan una mayor resistencia al desgaste por impacto, a su vez, la misma configuración, en su conjunto, permite que una vez llegado el momento de recambio de las piezas, el tiempo que ello involucra sea menor al que actualmente se toma con los sistemas conocidos en el estado de la técnica.

Particularmente, en la presente invención, se protege un sistema lineal de penetración y excavación, conformado por una serie integral de dispositivos, que se conecta al labio del balde de una máquina eléctrica minera, en donde, dicho sistema lineal de penetración y excavación está comprendido por:

- un adaptador configurado para ser montado en el óorde delantera del - labio, teniendo el adaptador una nariz formada en el extremo delantero, estando el eje de la nariz angularmente desplazado con respecto al eje de un rebaje del adaptador e incluye una abertura para la fijación a un diente de excavación; una cara cóncava ubicada en la parte delantera superior del adaptador; un rebaje formado en el lado posterior del adaptador, originando dos brazos de apoyo; y una abertura de conexión y aseguramiento, que traspasa los dos brazos de apoyo, configurado para ser acoplado al borde delantero del labio del balde;

un diente de excavación adaptado para ser encajado y asegurado sobre la nariz del adaptador, teniendo dicho diente de excavación una pared superior, una pared inferior, una primera y segunda pared lateral, un extremo frontal angular, un extremo trasero donde se forma una cavidad interna geométricamente simétrica, encargada de recibir la nariz del adaptador, donde el diente de excavación comprende una abertura lateral en cada pared lateral , de manera que cuando es encajado porHa- nariz del adaptador, se alinea con la abertura del adaptador para formar así un canal de conexión y aseguramiento, en donde el extremo frontal angular del diente de excavación es simétrico respecto a un eje Z, de forma que puede ser girado verticalmente en 180° sin perder su forma de encaje a la nariz del adaptador;

un pasador de acoplamiento, conformado y dimensionado para· ser recibido en el canal de conexión y aseguramiento que forman el adaptador y el diente de excavación, comprendiendo el pasador de acoplamiento un cuerpo del pasador, un pivote, que se ubica dentro del cuerpo del pasador, un dispositivo prisionero, que otorga fijación al conjunto que forma el cuerpo del pasador con el pivote cuando es introducido en el canal de conexión y aseguramiento, y un anillo O ' wigque sella el pivote al cuerpo del pasador cuando es introducido;

una tapa de cubierta que comprende una cara superior inclinada en un ángulo determinado para hacer coincidir las aristas superiores del diente de excavación y del adaptador, dos brazos inferiores laterales de acoplamiento al adaptador, y una protuberancia delantera de anclaje al diente de excavación;

un medio de fijación que comprende una cuña, un seguro en grapa (seguro en C), un perno de ajuste, una tuerca de empotrado y un tapón, dicho medio de fijación fija el adaptador al labio del balde, por medio de la abertura del adaptador y una abertura dispuesta en el reborde del labio del balde de la pala eléctrica minera.

Breve Descripción de las Figuras

Una descripción detallada de la invención se llevará a cabo en conjunto con las figuras que forman parte de esta solicitud.

Es importante indicar que las figuras solo actúan como elementos de apoyo para una mejor comprensión de la invención, sin que ellas representen los componentes a una escala real y/o proporcional, así también, en las figuras se representan las vistas del sistema lineal de penetración y excavación relativas a las partes esenciales de la invención, sin que se incluya detalles del sistema en su estado real, tal como: elementos de unión, circuitos electrónicos, conectores, etc. La invención tampoco puede verse limitada sólo a lo que aparece en las figuras, pues, ellas representan elementos genéricos relevantes para el sistema lineal de penetración y excavación y pueden no incluirse elementos que son de -conocimiento general en el estado tle- la- técnica. Así entonces, se tienen las siguientes figuras:

La figura 1 representa una vista lateral de una pala eléctrica minera.

La figura 2 representa una vista isométrica del balde de una pala eléctrica minera y su labio de protección.

La figura 3 representa una vista isométrica del balde de una pala eléctrica minera y su labio de protección con los GET’s acoplados al labio.

La figura 4 representa una vista isométrica de los GET’s acoplados al labio.

La figura 5 representa una vista isométrica del sistema lineal de penetración y excavación para la protección déNábio deT bálde de una pata eléctrica minera.

La figura 6 representa una vista lateral del corte en el eje central del sistema lineal de penetración y excavación para la protección del labio del balde de una pala eléctrica minera.

La figura 7 representa una vista isométrica del despiece de elementos del sistema lineal de penetración y excavación.

La figura 8 representa una vista isométrica del adaptador.

La figura 9 representa una vista posterior del diente de excavación.

La figura 10 representa vista lateral del corte en el eje central del diente de excavación.

la figura 11 corresponde a una representación Isométrica déla tapa dé cubierta. La figura 12 corresponde a una vista lateral del corte en el eje central de la tapa de cubierta.

La figura 13 corresponde a una representación isométrica del medio de fijación que comprende el seguro en“C” para la fijación entre el adaptador y el labio.

La figura 14 corresponde a una representación isométrica del despiece del medio de fijación que comprende el seguro en“C” para la fijación entre el adaptador y el labio.

La figura 15 corresponde a una representación isométrica de la barra de cuña del medio de fijación entre el adaptador y el labio. La figura 16 corresponde a una representación isométrica de la tuerca de ajuste del medio de fijación entre el adaptador y el labio.

La figura 17 representa una vista isométrica del despiece del pasador de acoplamiento.

La figura 18 representa una vista isométrica de una sección del labio y el dispositivo entredientes junto al medio de fijación del montaje de protección que resguarda el labio de un balde de pala eléctrica minera.

La figura 19 representa una vista lateral del corte en el eje central del dispositivo entredientes con el medio de fijación ya acoplado ai labio de un bálde de pala eléctrica minera.

La figura 20 representa una vista isométrica del dispositivo entredientes y el medio de fijación sin acoplarse al labio.

La figura 21 representa una vista isométrica de una parte lateral del balde y del tlispositivo de protección lateral del montaje de protección para resguardar eHabio~de- un balde de pala eléctrica minera.

La figura 22 representa una vista isométrica del dispositivo de protección lateral del montaje de protección para resguardar el labio de un balde de pala eléctrica minera.

La figura 23 representa una vista isométrica, por el perfil interno, de la guardera lateral superior del dispositivo de protecció lateral del montaje de protección para resguardar el labio de un balde de pala eléctrica minera.

La figura 24 representa una vista en corte transversal de la guardera lateral superior del dispositivo de protección lateral del montaje de protección para resguardar el labio de un balde de pala eléctrica minera.

-La-figura- 25 -representa una vista isométrica, por el perfil interno, de-la-guardera- lateral inferior angulada del dispositivo de protección lateral del montaje de protección para resguardar el labio de un balde de pala eléctrica minera.

La figura 26 representa una vista isométrica, por el perfil superior, de la guardera lateral inferior angulada del dispositivo de protección lateral del montaje de protección para resguardar el labio de un balde de pala eléctrica minera.

La figura 27 representa una vista en corte transversal, a la altura de las ranuras de conexión y aseguramiento, de la guardera lateral inferior angulada del dispositivo de protección lateral del montaje de protección para resguardar el labio de un balde de pala eléctrica minera. La figura 28 corresponde a una vista isométrica del despiece del perno de ajuste y el elemento de aseguramiento en forma“C”, del medio para la fijación entre el labio y el entredientes.

-La- figura 29-eorresponde a una vista isométriea de- la-cuña del medio para la- fijación entre el entredientes y el labio.

La figura 30 corresponde a una vista de un corte longitudinal de la cuña del medio para la fijación entre el labio y el entredientes.

La figura 31 corresponde a una vista isométrica de la tuerca de ajuste del medio -para la fijación entre «1 entredientes y el labio.

Todas las referencias numéricas que se realizan a lo largo de toda la descripción deben considerarse en el todo el conjunto de las figuras, pues, se da el caso que en un mismo párrafo se hacen referencias numéricas a elementos que se pueden encontrar en dos o más figuras distintas:

Descripción Detallada de la Invención

Para una mejor comprensión de la presente invención, es necesario entregar las siguientes definiciones:

Balde: estructura que recibe el material desde un frente de explotación y lo lleva a la zona de descarga.

Labio frontal: Se refiere a la zona delantera reforzada del balde de una pala minera.

Guardera lateral: dispositivo de protección de la zona lateral del labio y balde.

Llana: superficie lisa, sin altos ni bajos.

En párrafos anteriores ya se ha mencionado, a rasgos generales, la importancia de las palas eléctricas mineras dentro de todo el proceso de producción minera. Dada dicha relevancia, resulta fundamental que todos sus componentes operen de una manera adecuada, de forma que la productividad de las palas eléctricas sea la más alta posible. Como bien se puede deducir, las palas eléctricas, están conformadas por un gran número de componentes, cada uno cumpliendo una función específica que, en su conjunto, logran dar operatividad a la pala eléctrica. Dentro de todo ese gran número de componentes, se encuentran los elementos de desgaste, conocidos como GET’s por sus iniciales en idioma inglés, los cuales cumplen la función de excavación y protección del labio del balde de la pala eléctrica. Dentro de estos elementos de desgaste, se pueden mencionar: el diente dé excavación, él adaptador, entrediéntés y guarderas laterales, todos ellos asistidos por respectivos elementos de fijación y ajuste. Todos estos elementos, por ser el primer elemento de ataque de la pala eléctrica, es decir, son los primeros elementos que entran en contacto con el material sólido a cargar en la pala, sufren un temprano desgaste, por lo que se requiere un constante recambio de ellos. Así entonces, el reemplazo de estas piezas debe efectuarse en forma rápida, segura y lo más económica posible.

Según estudios del sector industrial minero, cada balde de una pala eléctrica, puede tener nueve dientes de excavación y cada conjunto de éstos duran entre 800.000 y 1.400.000 toneladas removidas, lo que Implica que el consumo aproximado de dientes por pala eléctrica al mes varía entre 18 a 27 dientes al mes, estimando un promedio de consumo de 22 dientes al mes por cada pala eléctrica. Así entonces, una pala eléctrica puede llegar a consumir, en promedio, 264 dientes al año. Si se considera que actualmente en la industria minera chilena operan aproximadamente 126 pa1as eléctricas, entonces, el consumo total de dientes de excavación, supera 1as 33.200 unidades anuales. Por tal razón, existe una amplía necesidad de disponer de dientes de excavación, junto a todos los elementos complementarios y que son parte de los GET’s, que puedan cubrir la gran demanda de componentes y que tengan un desempeño superior a lo actualmente disponible en el sector industrial minero. £n sus orígenes, los dientes de excavación estaban configurados como una- pieza continua que se acoplaba al labio del balde, por lo tanto, si se desgastaba el diente, se debía remover la pieza completa. Al pasar el tiempo, se fueron desarrollando nuevos tipos de dientes, los cuales se formaban de piezas diferentes, como por ejemplo, el diente mismo y un adaptador para acoplar al labio del balde. Así se han ido desarrollando los elementos de desgaste hasta llegar a los componentes actuales.

Después de distintos análisis y desarrollos, los inventores, han llegado en forma sorprendente e inesperada, a establecer un nuevo sistema de GET’s que permite lograr ventajas técnicas inadvertidas hasta este momento en el campo técnico. Dichas ventajas nacen, en primer lugar, al considerar este conjunto de piezas de desgaste como dos grupos separados, que apuntan a funcionalidades distintas, pero, que se complementan en su operación, así se tiene los dos grupos: (i) Sistema lineal de penetración y excavación; y (ii) Montaje de protección. En segundo lugar; el diseñoy- la geometría de sus componentes, permite, por un lado, aumentar el coeficiente de penetración del balde para tomar el material y, por otro lado, otorga una mayor vida útil de todo el sistema, pues, por una parte, se dispone de una combinación de elementos que conforman un material más resistente al impacto y con un menor desgaste en un tiempo determinado y, por otro lado, su geometría específica, permite el refuerzo físico de las zonas que se ven mayormente expuestas al contacto con el material. En tercer lugar, se ha desarrollado un medio de fijación del adaptador y del entredientes, al labio del balde, que permite un rápido reemplazo de dientes o adaptadores, pues, se encuentran adaptados para trabajar con una llave de impacto a baterías, con lo cual se -logra- una- mayor maniobrabilidad y movilidad al momento del- reemplazo de los- componentes.

En la figura 1 , se muestra una vista lateral de una pala eléctrica minera (1000), la cual, está conformada por cuatro secciones claramente identificadas: parte inferior (1001), parte superior (1002), parte frontal 1003) y balde (1010). Luego, en la figura 2, se puede observar con mayor detalle parte del balde (1010) que en su zona frontal incluye el labio (1020). En la figura 3, se aprecia el balde (1010) que incluye el labio (1020) y sus respectivos GET’s acoplados. Finalmente, en la figura 4, se muestra en detalle los GET’s (sistema lineal de penetración y excavación y el Montaje de Protección) acoplados al labio (1020) del balde (1010). Como bien se puede apreciar en dicha figura 4, el labio (1020) se encuentra resguardado por el sistema lineal de penetración y excavación (1) y por el montaje de protección que forman el dispositivo entredientes (200) y las guarderas laterales superior e inferior (230 y 240).

Luego, en las figuras 5, 6 y 7 se representa el sistema lineal de penetración y excavación (1) para la protección del labio (1020) del balde de una pala eléctrica minera. Dicho sistema lineal de penetración y excavación (1), está constituido por un elemento adaptador (2) acoplable al labio (1020), un diente de excavación (8), un pasador de acoplamiento (9), una tapa de cubierta (6) y un medio de fijación (30) para 2 el acoplamiento entre el adaptador (2) y el labio (1020). Particularmente, cada uno de dichos componentes está conformado de la siguiente manera:

un adaptador (2) configurado para ser montado en el borde delantero del labio (1020); teniendo el adaptador (2), tal como se aprecia en la figura (8), unanariz- (1 1) formada en el extremo delantero, estando el eje de la nariz (11) desplazado con respecto al eje de un rebaje (13) del adaptador (2) y del labio (1020) e incluye una abertura (14) para la fijación a un diente de excavación (8); una cara frontal-superior convexa (16) ubicada en la parte delantera superior del adaptador (2); un rebaje (13) formado en el ado posterior del adaptador, originando dos brazos de apoyo (20); una abertura (15) de conexión y aseguramiento, que traspasa los dos brazos de apoyo (20), configurada para ser acoplada al borde delantero del labio (1020) del balde (1010); y, opcionalmente, un gancho de agarre (19) ubicado en el límite entre el extremo del brazo de apoyo superior (20) y la cara convexa (16) ubicada en la parte delantera superior dél adáptadOr (2); estando adaptado dicho gancho dé agarre (19) para sujetar, levantar y desplazar el adaptador (2).

un diente de excavación (8) adaptado para ser encajado y asegurado sobre la nariz (11) del adaptador (2), teniendo dicho diente de excavación (8) una pared superior y una pared inferior en planos inclinados de idénticos ángulos que se juntan en el extremo frontal (21), una primera y segunda pared lateral paralelas, un extremo trasero (22) donde se forma una cavidad interna (23) geométricamente simétrica, encargada de recibir la nariz (11) del adaptador (2), donde el diente de excavación (8) comprende una abertura lateral (24a, 24b) en cada pared lateral, de manera que cuando es encajado por la nariz (1 1) del adaptador (2), se alinea con la abertura (14) dél ' adáptadOr (2) para formar así ' un canal dé conexión y aseguramiento, en donde el extremo frontal (21) del diente de excavación (8) es simétrico respecto a un eje Z, de forma que todo el diente puede ser girado verticalmente en 180° sin perder su forma de encaje a la nariz (11) del adaptador (2);

un pasador de acoplamiento (9), tal como se aprecia en la figura 17, conformado y dimensionado para ser recibido en el canal de conexión y aseguramiento que forman el adaptador (2) y el diente de excavación (8), comprendiendo el pasador de acoplamiento (9) un cuerpo del pasador (9.1), un pivote (9.2), que se ubica dentro del cuerpo del pasador (9.1) cuando se encuentra montado en el canal de conexión, un dispositivo prisionero (9.3), que otorga fijación al conjunto que forma el cuerpo del pasador con el pivote cuando es introducido en el canal de conexión y aseguramiento, y un anillo O ' ring (9.4) que sella el pivote (9.2) al cuerpo del pasador (9.1) cuando es introducido;

una tapa de cubierta (6), tal como se aprecia en las figuras 11 y 12, que comprende una cara superior inclinada (26) en un ángulo determinado para Hacer coincidir las aristas superiores del diente de excavación (8) y del adaptador (2), dos brazos inferiores laterales (18) de acoplamiento al adaptador (2), y una extremidad inferior (27) para el anclaje y estancamiento por medio del diente de excavación (8); y un medio de fijación (30) que comprende una cuña (4), un seguro en grapa (seguro en C) (3.1), un perno de ajuste (3.2), una tuerca de empotrado (5) y un tapón (7), dicho medio de fijación (30) fija el adaptador (2) al labio (1020) del balde, por medio de la abertura (15) del adaptador (2) y un alojamiento o abertura dispuesta en el labio (1020) del balde de la pala eléctrica minera.

En e! sistema lineal de penetración y excavación (1 ) antes descrito, tal como de ¬ muestra con mayor detalle en las figuras 5 a 17, se puede apreciar que la nariz (11), del adaptador (2), tiene una superficie superior inclinada (30) de pendiente positiva, una superficie inferior inclinada (31) de pendiente negativa, un extremo frontal (12), unas superficies laterales primera y segunda, una abertura de fijación (14) que se extiende, a través de la nariz (11), desde la primera superficie lateral hasta la segunda superficie lateral, además, la nariz (11) se encuentra desplazada respecto al eje del labio (1020) y del eje del rebaje (13), es decir, el eje de la nariz (1 1), puede tener un desplazamiento paralelo positivo o negativo respecto al eje del rebaje (13) del adaptador (2), tal como se puede apreciar en la figura 6, pudiendo quedar alineada más cerca de uno de- loe brazos de- apoyo superior o inferior (20), aunque, preferentemente, la nariz (11) se encuentra desplazada negativamente respecto al eje del rebaje (13), quedando alineada hacia abajo respecto a dicho eje del rebaje (13) del adaptador (2). Por otra parte, la abertura (14) de la nariz (11), junto a las aberturas (24a, 24b) del diente de excavación (8), conforman un subsistema de bloqueo, en forma de un canal de conexión y aseguramiento, que recibe el pasador de acoplamiento (9). Por los costados de la cara convexa (16) del adaptador (2), se encuentran dos conducciones (17) que forman, bajo ellos, canales para recibir los brazos laterales (18) de la tapa de cubierta (6), de manera que ambos componentes queden perfectamente acoplados. El adaptador (2) comprende la segunda abertura (15) ubicada en cada brazo superior e inferior (20), del rebaje (13), la que traspasa el lado posterior del adaptador en forma vertical y a través de la cual se fija al labio (1020) del balde de la pala eléctrica minera por el medio de fijación (30). La geometría particular de la nariz (11) permite que la cavidad interna (23) del diente (8) se acople a ella, independiente -de-la reversibilidad posic¡onat<tel diente (8). ίq-ίuhaόh pitΐQG ΐbI del adaptador (2) -es- actuar como conector entre el diente (8) y el labio (1020).

El diente de excavación (8) posee una primera y segunda paredes laterales paralelas, definiendo cada una de ellas una abertura (24a, 24b) que, junto con la abertura· (14) de la nariz {11) del adaptador (2), forman el canal de conexión· y aseguramiento por donde se introduce el pasador de acoplamiento (9). Además, cada una de dichas paredes laterales paralelas, puede tener, en forma independiente, un logotipo grabado en su superficie. El diente de excavación (8), aparte de cumplir su primera función de excavación, también cumple una función de primera protección del brazo-de apoyo- inferior (20) deí adaptador (2), evitando así su rápido deterioro:

El sistema lineal de penetración y excavación (1) incluye un pasador de acoplamiento (9), cuya función es asegurar la conexión entre el diente de excavación (8) y el adaptador (2), dicho pasador de acoplamiento (9) comprende un cuerpo del pasador (9.1) de forma cilindro-elíptica, que tiene dos extremos, donde un extremo de† cuerpo del pasador presenta una saliente (9.5), y el otro extremo (9.6) del cuerpo del pasador tiene una forma trapezoidal, los que se encuentran conformados y dimensionados para que el pasador de acoplamiento (9) sea recibido en el canal de conexión y aseguramiento definido por las aberturas (24a, 24b) del diente de excavación (8) y la abertura ( 4) dé la nariz (T1)déí adaptador (2). Particularmente, él extremo (9.6) del cuerpo del pasador (9.1) encaja en la abertura lateral (24b) del diente de excavación (8) y el extremo de la saliente (9.5) se ajusta a la abertura lateral (24a) del diente de excavación (8). Así entonces, dicho pasador de acoplamiento (9), incluye el cuerpo de pasador (9.1) que se extiende longitudinalmente a lo largo de un eje y que se ensambla en forma no giratoria en la abertura (14) de adaptador (2), un pivote (9.2) que tiene una parte de cuerpo cilindrico es recibido coaxialmente en el cuerpo del pasador (9.1), el que permite trabar o destrabar el diente (8) por medio de la presencia de la palanca o pestaña de cerradura (9.7), un anillo O ' ring (9.4) que se provee para sellar los extremos del pivote (9.2) al cuerpo del pasador (9.1) y un aparato de traba estático del tipo prisionero (9.3) que funciona para impedir en forma selectiva y desprendible la rotación de dicho pivote (9.2) en relación con el cuerpo del pasador (9.1). La presencia de la palanca o pestaña de cerradura (9.7), permite disponer de un sistema de abertura y cerrado (on-off), pues, al encajar dicha palanca de cerradura (977) en 1á correspondiente abertura lateral (24a), ésta gira y por acción dé gravedad se ajustará en la ranura interna inferior adyacente a la abertura lateral (24a), de forma que impedirá que se abra accidentalmente la conexión entre el diente de excavación (8) y el adaptador (2), es decir, la palanca de cerradura (9.7) cumple una función de seguridad adicional que no se encuentra presente en los otros pasadores conocidos en el estado de la técnica.

El sistema lineal de penetración y excavación (1), comprende también una tapa de cubierta (6), la que comprende brazos inferiores laterales (18) adaptados para encajarse en los canales bajo las conducciones (17) del adaptador (2); y la cara superior inclinada (26) dé la tapa dé cubierta (6) contiene nervaduras (31) para disipar el impacto en el centro y orientar la fuerza hacia afuera cuando el sistema lineal penetra el material, además, comprende un reborde cóncavo (28) en cada lado de la tapa de cubierta (6) y una hendidura superior (29) para el encaje de un gancho de sujeción. Dicha tapa de cubierta (6), se encuentra posicionalmente alineada con el diente (8), porta zona superior y portas paredes laterales, de forma que a1 observarse desde perfil se aprecia que su altura no supera la altura del brazo de apoyo superior (20) del adaptador (2) (ver figura 6), con lo cual, se logra que se disminuya el frente de ataque de todo el sistema lineal de penetración y excavación (1), además, le da al sistema una geometría aerodinámica que permite aumentar su capacidad de penetración sobre el material sólido: ta tapa de cubierta- (6) cumple la función de evitar e! desgaste-del· adaptador (2) y es trabada por del diente (8) gracias a extremidad inferior (27).

El medio de fijación (30), del sistema lineal de penetración y excavación (1), comprende una barra de cuña (4) formada por un roscado helicoidal interno (4.1) y un rebaje semicilíndrico (4.2) que contiene dicho roscado; un seguro en“C” (3.1), que comprende una zona libre de material (3.5) en su sección posterior y una zona libre de material (3.3) en la parte inferior delantera; la cuña (4) y el seguro en“C” (3.1) se acoplan con un perno roscado en forma“J” (3.2) que tiene una sección roscada en la parte superior y en la parte inferior presenta una protuberancia (3.4) que se inserta en la zona libre de material (3.3) de la parte inferior del seguro en "C” (3.1) y se ajusta por medio de la tuerca de empotrado (5), en donde, el perno (3.2) está adaptado para recibir la tuerca de empotrado (5) que otorga fijación; y un tapón (7) que se ajusta a presión en ei rebaje (4.2) sobre la tuerca de empotrado (5), para evitar el afloje y la entrada de material extraño cü medio de-fijación (30). La tuerca de empotrado {5)iiene- una sección inferior (5.1) de forma cilindrica con un reborde intermedio y un reborde superior, la sección superior (5.2) es de forma prismática hexagonal y en su zona central se ubica un espacio circular de roscado helicoidal interno (5.3). La configuración de la tuerca de empotrado (5) y el perno roscado en forma“J” (3.2), -permite-que-todo-el medio de-fijae¡ón-(-30) se ajuste por medio de una- Have-de-impaetor energizada por una batería, logrando una gran rapidez en todo el proceso de recambio de los componentes del sistema lineal de penetración y excavación (1), abandonando, de esta manera, el uso de sistemas hidráulicos, neumáticos y humanos para el ajuste de medios de fijación. Todos los componentes del sistema lineal de penetración y excavación excepto el tapón (7), están conformados por un material seleccionado del grupo comprendido por aceros de medio carbono, aleados y de alta resistencia al desgaste, entre cuyos principales componentes se encuentran: 0,25% a 0,35% de Cromo, 0,20% a 0,71 % de Silicio, 0,5% a 1 ,5% de Manganeso, 0,5% a 1 ,3% de Cromo y 0,20% a 1 35% de Níquel: Todo- lo cual, le otorga al sistema un- mayor grado de resistencia al- desgaste sin incurrir en un incremento de sus costos de producción. El tapón protector (7), está confeccionado de un material polimérico que tenga la cualidad de ser altamente resistente al desgaste, preferentemente, dicho material polimérico es caucho de dureza 65 shore.

-

En las figuras 18 a 31 se representa el segundo grupo de piezas de desgaste, que corresponden al Montaje de Protección para resguardar el labio (1020) de un balde de una pala eléctrica minera. Dicho montaje de protección se encuentra comprendido por:

- un dispositivo entredientes (200) comprendido por:

(i) una zona frontal superior (210a) definida por una cara llana de pendiente positiva y una zona frontal inferior (210b) definida por una cara llana de pendiente negativa, bajo la cara llana de pendiente negativa sobresale una protuberancia trapezoidal (211) del mismo material del entredientes (200), de manera que se forma una zona frontal inferior (210b) que aumenta la resistencia del entredientes al desgaste,

(ii) un rebaje en forma de bastón (207),

(iii) tina -ranura de conexión y aseguramiento (208) , y

(iv) dos brazos de apoyo, uno inferior (209b) y uno superior (209a) que definen el rebaje en forma de bastón (207) para ser ajustado sobre el labio (1020) del balde, en donde el brazo de apoyo superior (209a) aumenta su espesor a medida que se aproxima a la zona frontal superior (210a) y su extensión es de mayor longitud que el trazo de apoyo inferior (209b);

un medio de fijación (220) para el entredientes (200), comprendido por:

(i) una cuña (221),

(ii) un elemento de aseguramiento en forma“C” (222),

(iii) un perno de ajuste (223),

(iv) una tuerca de empotrado (224), y

(v) un tapón protector (225),

dicho medio de fijación (220) fija el entredientes (200) al labio (1020) del balde, por medio de la ranura (208) del entredientes (200) y una abertura en el labio (1020) del balde de la pala eléctrica;

un dispositivo de protección lateral ubicado en cada costado del balde, comprendido por:

(i) una guardera lateral superior (230), acoplable a cada borde lateral, izquierdo y derecho, del balde, comprendida por:

(a) un rebaje de forma trapezoidal (232) formado por dos paredes laterales (233, 234) y una pared frontal prismática (235) de espesor superior ál espesor délas paredes laterales (233, 234), y

(b) dos ranuras de conexión y aseguramiento (231a, 231b) que se ubican en cada una de las paredes laterales (233, 234);

(ii) una guardera lateral inferior angulada (240) acoplable a cada borde lateral de esquina del labio (1020), comprendida por:

(a) un rebaje de forma trapezoidal (242) formado por dos paredes laterales (243, 244) y una pared frontal prismática (245) de espesor superior al espesor de las paredes laterales (243, 244), y

(b) en cada una de las paredes laterales (243, 244), se encuentra una ranura de conexión y aseguramiento (241a, 241 b), en donde, dicha guardera lateral inferior angulada (240) forma un ángulo de inclinación obtuso entre su extremo superior (246) y su extremo inferior (247);

(iii) un pasador de acoplamiento (9), conformado y dimensionado para ser recibido en cada una de Tas ranuras de conexión y aseguramiento que se ubican en las guarderas laterales superior e inferior (230 y 240), comprendiendo el pasador de acoplamiento (9) un cuerpo del pasador (9.1), un pivote (9.2), que se ubica dentro del cuerpo del pasador (9.1), un dispositivo prisionero (9.3), que otorga fijación al conjunto que forma el cuerpo del pasador con el pivote cuando es introducido en la ranura de conexión y aseguramiento, y un anillo O ' ring (9.4) que sella el pivote (9.2) at cuerpo del ' pasador (9.1) cuando es introducido.

El Montaje de Protección para resguardar el labio (1020), antes descrito, posee una configuración y conformación, que permite tener una importante ventaja técnica respecto a lo conocido, cual es que, por medio de una simple llave de impacto energizada a través de una batería, se acelera el proceso de recambio de los componentes, además, su configuración geométrica, permite que los componentes tengan una mayor vida útil al resistir de mejor manera el desgaste. articularmente, en- el montaje de protección; ia- ranura- de conexión y aseguramiento (208), que se encuentra ubicada en el brazo de apoyo superior (209a) que define el rebaje en forma de bastón (207) del entredientes (200), tiene una forma adaptada para recibir el elemento de aseguramiento en forma“C” (222). Por otra parte, el entredientes (200) puede comprender un gancho de agarre (203) que se ubica en el límite entre al extremo del brazo de apoyo superior (209a) y ia zona frontal superior (210a), estando adaptado para sujetar, levantar y desplazar el entredientes (200). En la zona frontal del entredientes (200), donde se unen la zona frontal superior (210a) y la zona frontal inferior (210b), se puede formar una pared frontal vertical (210c), o bien, la zona frontal superior (210a) y la zona frontal inferior (210b) se unen sin formar una pared vertical, es decir, pueden formar un ápice. Dicho entredientes (200) está conformado por un material seleccionado del grupo comprendido por aceros de medio carbono, aleados y de alta resistencia al desgaste, entre cuyos principales componentes se encuentran: 0,25% a 0,35% de Cromo, 0,20% a 0,71 % de Silicio, 0,5% a 1 ,5% de Manganeso, 0,5% a 1 ,3% de Cromo y 0,20% a 1 ,35% de Níquel. La aleación de elementos antes indicada, le otorga a todos los GET’s de la presente invención, propiedades mejoradas que los hacen más resistentes al desgaste, sin que ello signifique un mayor costo de producción.

En el montaje de protección, el medio de fijación (22Q) «emprende;

una barra de cuña (221) formada por dos secciones adyacentes, siendo la primera sección frontal (221a) y la segunda sección posterior (221 b), la sección frontal (221a) posee una configuración de un semicilindro cuya sección transversal disminuye desde su extremo superior hacia su extremo inferior y su altura es mayor que la sección posterior (221b), dicha sección posterior (221b) está- configurada- como- un- cuerpo- paralelepípedo con dos paredes laterales (221c) y siendo su pared posterior (221g) curvo-convexa, en la zona central de dicha sección posterior (221b) se ubica un vaciado circular (221 d) y una sección de reborde (221 e) que se sobrepone y que rodea parcialmente la zona superior del espacio circular de fresado (221 d);

un elemento de aseguramiento en forma“C” (222), que comprende una pared- frontal cóncava (222a) y que en su base inferior incluye una plataforma (222b) con un orificio (222c) adaptado para recibir la base del perno de ajuste (223), una pared posterior (222d) con una zona libre de material (222e) que le otorga la forma“C”, en su extremo superior se puede ubicar un gancho (222f) para sujetar y mover el elemento de aseguramiento en forma "C” (222);

un perno de ajuste (223) que en su extremo inferior posee una sección helicoidal externa (223a) que se ajusta en el orificio (222c) del elemento de aseguramiento en forma“C” (222), sobre la sección helicoidal externa (223a) se ubica un conjunto de tope (223b) formado por una tuerca con anillo, sobre dicho conjunto de tope (223b) se encuentra una zona dé vástago Usa (223c) y en el extremo superior se encuentra una sección helicoidal externa (223d);

una tuerca de empotrado (224) cuya sección inferior (224b) es de forma cilindrica con reborde inferior y un reborde superior, la sección superior (224a) es de forma prismática hexagonal y en su zona central se ubica un espacio circular de roscado helicoidal interno (224c); y

un tapón protector (225) de forma cilindrica y con un espacio interior adaptado para cubrir y proteger la tuerca de empotrado (224).

La cuña (221), el elemento de aseguramiento en forma“C” (222), el perno de ajuste (223) y la tuerca de empotrado (224), están conformados por un material seleccionado del grupo comprendido por aceros de medio carbono, aleados y de alta resistencia al desgaste, dentro de sus principales componentes se encuentran 0,25% a 0,35% de Cromo, 0,20% a 0,71% de Silicio, 0,5% a 1 ,5% de Manganeso, 0,5% a 1 ,3% de Cromo y 0,20% a 1 ,35% de Níquel, además, el tapón protector (225), está confeccionado de un material polimérico que tenga la cualidad de ser altamente resistente al desgaste, preferentemente, dicho material polimérico es caucho de dureza 65 shore.

Otro de los componentes del montaje de protección es la guardera lateral superior (230), la que comprende la pared lateral exterior (233) y la pared lateral interior (234), siendo la pared lateral interior (234) de igual o menor longitud que la pared exterior (233), y las ranuras de conexión y aseguramiento (231a, 231 b) que se ubican en cada una de las paredes laterales (233, 234), tienen una forma particular que permite él ensamble con cada extremo del pasador dé acoplamiento (9). Fn forma específica, las ranuras de conexión y aseguramiento (231b) que se ubican la pared lateral interior (234), tienen una forma trapezoidal que se ajusta al extremo trapezoidal del pasador de acoplamiento (9); y las ranuras de conexión y aseguramiento (231a) que se ubican la pared lateral exterior (233), tienen una forma cilindro-elíptica que se ajusta atextremo cilindro-elíptico del pasador de acoplamiento (9). Además, la pared frontal prismática (235) de la guardera lateral superior (230), posee una sección frontal convexa (235a) cuyo ancho es menor que la sección posterior (235b), siendo su cara externa lisa y su cara interna cóncava, en donde la pared lateral exterior (233) se une a la pared frontal prismática (235) en una sección interna separada de su cara externa lisa y la pared lateral interior (234) se une a la pared frontal prismática (235) en una sección definida por un arco que se apoya en el plano de la pared interior (234). Las esquinas libres de cada pared lateral interior (234) y pared lateral exterior (233), pueden ser rectas o curvadas, siendo preferiblemente curvadas.

Por otra parte, la guardera lateral inferior angulada (240) comprende la pared lateral interior (244) y la pared lateral exterior (243), en donde la pared lateral interior (244) incluye una sección inferior cóncava (245) que se adapta al borde del labio (1020) del balde y, en donde, las ranuras de conexión y aseguramiento (241a, 241 b) que se ubican en cada una de las paredes laterales (243, 244), tienen una forma particular que permite el acoplamiento con cada extremo del pasador de acoplamiento (9). Particularmente, las ranuras de conexión y aseguramiento (241b) que se ubican la pared lateral interior (244), tienen una forma trapezoidal que se ajusta al extremo trapezoidal del pasador de acoplamiento (9) y las ranuras de conexión y aseguramiento (24Ta) que se ubican en la pared lateral exterior (243) , tienen una-forma cilindro-elíptica- que se ajusta al extremo cilindro-elíptico del pasador de acoplamiento (9). A su vez, la pared frontal prismática (245) de la guardera lateral inferior angulada (240), posee una sección frontal convexa (245a) cuyo ancho es menor que la sección posterior (245b), siendo su cara externa lisa y su cara interna cóncava, en donde la pared lateral exterior

(243) se une a lá pared ' frontal ' prismática (245) en una sección interna espaciada dé su cara externa lisa y la pared lateral interior (244) se une a la pared frontal prismática (245) en una sección definida por un arco que se apoya en el plano de la pared interior

(244).

Tanto la guardera lateral superior (230) y la guardera lateral inferior angulada- (240), están conformadas por un material seleccionado del grupo comprendido por aceros de medio carbono, aleados y de alta resistencia al desgaste y dentro de sus principales componentes se encuentran 0,25% a 0,35% de Cromo, 0,20% a 0,71 % de Silicio, 0,5% a 1 ,5% de Manganeso, 0,5% a 1 ,3% de Cromo y 0,20% a 1 ,35% de Níquel, Todo -lo anterior, junto a-la-configuración de ía- guardera- lateral superior- (2-30) y deHa guardera lateral inferior angulada (240), otorgan una resistencia al desgaste mayor que los componentes actualmente disponibles en el mercado.

Finalmente, se tiene que, el pasador de acoplamiento (9) comprende un cuerpo del-pasador (9.1) de forma cilindro-elíptica, que se extiende longitudinalmente á-lo laigo de un eje, teniendo dos extremos, donde un extremo del cuerpo del pasador presenta una saliente (9.5), y el otro extremo del cuerpo del pasador tiene una forma trapezoidal (9.6), los que se encuentran conformados y dimensionados para que el pasador de acoplamiento (9) sea recibido en las ranuras de conexión y aseguramiento (231a, 231 b, 241 a, 241 b) que se ubican en las paredes laterales de las guarderas lateral superior (230) y lateral inferior angulada (240). Además, el pasador de acoplamiento (9) comprende un cuerpo de pasador (9.1) que se extiende longitudinalmente a lo largo de un eje y que se ensambla en forma no giratoria y alineadamente en las en las ranuras de conexión y aseguramiento (231a, 231 b, 241 a, 241 b), un pivote (9.2) que tiene una parte de cuerpo cilindrico recibida coaxialmente en el cuerpo del pasador (9.1), el que permite trabar o destrabar las guarderas (230, 240) por medio de la presencia de la palanca o pestaña de cerradura (9.7); un anillo O’ring (9.4) provisto para sellar los extremos del pivote (9.2) al cuerpo del pasador (9.1); y un aparato de traba estático del "tipo- prisionero- (9:3)- que funciona para impedir- en forma selectiva y desprendible la 5 rotación de dicho pivote (9.2) en relación con el cuerpo del pasador (9.1). La presencia de la palanca o pestaña de cerradura (9.7), permite disponer de un sistema de abertura y cerrado (on-off), pues, al encajar dicha palanca de cerradura (9.7) en la correspondiente abertura lateral (231 a, 231 b, 241 a, 241 b), ésta gira y por acción de gravedad se ajustará en 1a ranura interna inferior adyacente a ta abertura lateraí (231a 10 o 241a), de forma que impedirá que se abra accidentalmente la conexión entre la guardera (230 o 240) y el labio (1020) del balde, es decir, la palanca de cerradura (9.7) cumple una función de seguridad adicional que no se encuentra presente en los otros pasadores conocidos en el estado de la técnica.

15 Aflora, centrándose en el sistema lineal de penetración y excavación (1), 1á ventaja que representa todo este sistema, está dada por elementos claves que lo componen y que pueden operar con funciones complementarias, es así que el diente (8) posee una geometría particular que permite su reversibilidad posicional cuando se acopla a la nariz (11 ) del adaptador (2), es decir, la cara inferior, pasa a ser la cara 20 superior cuando se invierte su posición, de esta manera, una vez que avanza el desgaste de la cara inferior, se modifica su posición y la cara opuesta, que ahora será la nueva cara inferior, será la que sufra el mayor desgaste, de esta forma el diente será reemplazado cuando sus dos caras se hayan degastado, evitando lo que actualmente ocurre que al desgastarse sólo la cara inferior, se debe cambiar el diente sin que el25 ' desgasté dé la cara superior se encuentre tan avanzado, además, eltiecho dé podér modificar su posición, permite que se proteja de mejor manera el brazo de apoyo inferior (20) del adaptador (2), evitando, de esta manera el desgaste de dicha zona crítica del adaptador. Por otra parte, al estar desplazada hacia abajo la nariz (1 1) del adaptador (2), se logra una mejor protección de la zona inferior del adaptador (2), 30 prolongando su vida útil desde los aproximadamente tres meses actuales a los aproximadamente cinco meses del adaptador (2) que forma parte del sistema lineal de penetración y excavación (1) de la presente invención. Por último, la configuración del medio de fijación (30), que comprende la cuña (4), el seguro en grapa (seguro en C) (3.1 ), el perno de ajuste roscado en forma de“J” (3.2) y la tuerca de empotrado (5), permite que el ensamblado de componentes, al momento del reemplazo, se realice por medio de una llave de impacto, con lo cual, se acelera el proceso de recambio y se reducen los tiempos de detención de la pala eléctrica minera. Ejemplo

El conjunto de GET’s que se describen en la presente solicitud, fue sometido a pruebas en terreno bajo la supervisión de los inventores y de representantes de una compañía minera que, de forma confidencial y no pública, pudieron corroborar el desempeño durante tres meses de pruebas tas condiciones bajo las cuales se efectuaron las pruebas fueron las siguientes:

- Dos palas eléctricas Bucyrus HR, que si bien no operaban una al lado de otra, sí lo hacían en la misma faena minera, el balde de cada pala eléctrica tenía acoplado un labio del tipo Whisler 12.

- El labio Whisler 12 de la pala eléctrica N° 1 tenía acoplado un sistema de

GET’s de una reconocida marca en el sector industrial; el labio Whisler 12 de la pala eléctrica N° 2 tenía acoplado un sistema de GET’s de acuerdo a lo descrito en la presente invención.

- Los resultados se tomaron en forma continua a través de 90 días de operación.

En la siguiente Tabla N° 1 se entregan los resultados de las pruebas realizadas en terreno, bajo las condiciones antes señaladas.

. El tiempo de recambio corresponde al tiempo promedio.

€l número de elementos cambiados es ertotaí durante los 90 días de operación:

Como bien se puede apreciar, el tiempo promedio de recambio de los componentes GET’s de acuerdo a la presente invención, es significativamente menor que el tiempo promedio de los componentes actuales utilizados en el sector minero. Así se tiene que para e1 caso de† recambio de entredientes el tiempo promedio disminuyó a un 50% de lo habitual, mientras que para las guarderas disminuyó a un 40% y, notoriamente, disminuyó en el caso del recambio del adaptador y el diente, en donde los tiempos promedios se redujeron a un 34,33% y un 33,3%, respectivamente, en relación al tiempo de recambio de los adaptadores y dientes utilizados actualmente. Esta notoria reducción dé Tos tiempos promedios dé recambio, sin duda, se debe a la facilidad y agilidad que otorgan los elementos de fijación y aseguramiento, junto al diseño estructural propio de cada componente que se describe en la presente invención, los cuales, permiten un rápido desmontaje y fijación por medio de una llave de impacto y una mejorada manipulación que se logra con las características estructurales de los componentes.

Por otra parte, en la misma Tabla 1 , se puede apreciar la drástica reducción que se produjo en el consumo de componentes utilizados en la Pala N° 2, en donde, el consumo de entredientes se redujo en un 50%, el consumo de dientes se redujo en 32% y el consumo de adaptadores se redujo en casi un 70%. Todo este mejoramiento en los consumos de GET’s con los componentes de acuerdo a la presente invención, se logran gracias a las nuevas características que presenta cada componente, como son: el nuevo diseño estructural que otorga un mayor refuerzo en las zonas más comprometidas de cada componente; la geometría interna del diente que permite su giro posicional en 130° permitiendo un desgaste portas dos caras de 1a nariz del diente; el desplazamiento de la nariz del adaptador respecto al eje del labio; el diseño de la tapa de cubierta que disipa mejor la energía al momento de la penetración del sistema lineal de penetración y excavación; la geometría del entredientes que refuerza su cara frontal inferior y distribuye la resistencia en los brazos de apoyo; y la nueva composición -del material que conforma cada componente .

Además, de todo lo anterior, se debe destacar la nueva estructura del pasador de acoplamiento, el que gracias a la presencia de la palanca o pestaña de cerradura, permite disponer de un sistema complementario de abertura y cerrado (on-off), ya que, -debido aí-eneaje-de-la-paíanea o pestaña de-cerradura en ía-correspondiente abertura lateral, dicha palanca o pestaña gira y por acción de la gravedad se ajusta en la ranura interna inferior adyacente a la abertura lateral, de esta forma se impide que se abra accidentalmente la conexión entre el diente de excavación y el adaptador o entre las guarderas y el labio, lo que evita el desacople de dichas piezas durante la operación iwis a

El alcance del sistema lineal de penetración y excavación, descrito en la presente invención, no debe limitarse sólo a los componentes mencionados en el texto mismo, sino que ella abarca todo aquel producto o sistema destinado a labores de movimientos de tierra, en donde se incluya o se utilice el sistema ya descrito.