DESCRIPCIÓN

La presente invención se refiere a un labio de pala para máquinas de movimiento de tierras, por ejemplo, para excavadoras o cargadoras para trabajos en obras y minería, o similares.

Antecedentes de la invención

Es habitual el uso de máquinas de movimiento de tierras como, por ejemplo, excavadoras o cargadoras para trabajos en obras, minería, etc. En general, estas máquinas comprenden una pala o cazo en la que se recoge el material. Esta pala está sometida a elevados esfuerzos y a un gran desgaste, principalmente en la zona delantera, denominada habitualmente como cuchilla. Por este motivo, en general, las cuchillas suelen tener una pluralidad de elementos de protección o desgaste incorporados.

Estos elementos de protección incluyen:

- dientes: tienen la función de penetrar en el terreno y proteger la cuchilla de la pala;

- portadientes: tienen la función de proteger la cuchilla y soportar los dientes;

- protectores frontales: tienen la función de proteger el labio en las zonas comprendidas entre los dientes y también cumplen la función de penetración, pero en menor medida que los dientes;

- protectores laterales: protegen los laterales de la pala.

Todos estos elementos, usualmente denominados en conjunto como elementos de desgaste o protección, están sometidos a fuertes solicitaciones mecánicas, deformaciones plásticas y a un fuerte desgaste. Por este motivo, es habitual que deban ser reemplazados con cierta frecuencia, cuando el desgaste sufrido así lo exige.

Los elementos de desgaste o protección pueden estar fijados de forma mecánica o soldados en función del grado de abrasividad del terreno y de las dimensiones de la máquina. Si están fijados de forma mecánica se pueden cambiar más fácil y rápidamente, mientras que si están soldados son más baratos, pero son más difíciles de cambiar y tienen el riesgo de dañar la cuchilla con la soldadura. Según los espesores de la cuchilla, la fabricación de esta es laminada o de fundición, por ejemplo, las cuchillas menores de 140-160 mm son laminadas, y las cuchillas más grandes son de fundición.

En las cuchillas que son de fundición, también el adaptador es de fundición. El motivo de usar diferentes tipos de sistemas de fabricación para las cuchillas según su espesor es porque con el laminado, con espesores superiores a 140-160 mm, no se consigue la resistencia a fatiga ni la flexibilidad que se requiere. Con estos espesores tan grandes, tenemos cuchillas muy pesadas y rígidas. Ante los esfuerzos de trabajo, la parte frontal de la cuchilla se deteriora y hay que repararla o reconstruirla, para lo cual hay que parar la máquina, aumentando el coste de explotación y disminuyendo la productividad de la máquina.

Para obtener un equilibrio entre la resistencia y el peso de la pala es habitual la realización de cavidades y de tirantes en la misma. Estas cavidades, por ejemplo, se utilizan para alojar los protectores frontales, y los tirantes habitualmente se colocan en la pala justo detrás de los de los salientes para transmitir los esfuerzos durante el uso de la máquina de movimiento de tierras. Un objetivo de la presente invención es proporcionar una pala para máquinas de movimiento de tierras que optimice la distribución de las tensiones provocadas durante el uso de la máquina, mejorando la resistencia y disminuyendo la necesidad de reparaciones y reconstrucciones. Además de dicha optimización de la distribución de tensiones, otro objetivo es proporcionar una pala para máquinas de movimiento de tierras cuyo peso sea el más reducido posible, manteniendo o mejorando su resistencia.

Descripción de la invención Con el labio de pala para máquinas de movimiento de tierras de la invención se consiguen resolver los inconvenientes citados, presentando otras ventajas que se describirán a continuación. El labio de pala para máquinas de movimiento de tierras de acuerdo con la presente invención comprende:

- una cuchilla frontal provista de una pluralidad de salientes (que también se pueden denominar narices o "cast-nose" en inglés) para la colocación de una pluralidad de dientes;

- una pluralidad de cavidades frontales colocadas entre dichos salientes para la colocación de una pluralidad de protectores frontales; y

- una pluralidad de tirantes para la transmisión de los esfuerzos producidas durante el uso de la pala;

y se caracteriza por que dichos tirantes están dispuestos entre dichos salientes, a continuación de dichas cavidades frontales.

Es decir, el objetivo de la presente invención es quitar volumen de material detrás de los salientes (que es la zona más masiva) y mantener material (tirantes) detrás de las cavidades frontales, aunque la geometría de dichos tirantes y de dichas cavidades puede no ser exacta por temas de fabricación y dureza.

Gracias a esta disposición de los tirantes, se consigue optimizar la distribución de las tensiones durante el uso de la máquina, consiguiendo una pala más flexible y que soporta menos fatiga, de manera que requiere menos tareas de reparación.

De acuerdo con una realización preferida, dichos tirantes están dispuestos en la parte inferior de la pala, y además la parte inferior de la pala puede comprender unas segundas cavidades, entre las cuales están definidos dichos tirantes. Ventajosamente, el labio de acuerdo con la presente invención comprende tirantes interiores y tirantes exteriores de diferente forma. Con tirantes exteriores se pretende indicar los tirantes situados más próximos a los extremos de la pala, mientras que los tirantes interiores son el resto de tirantes que no están próximos a los extremos de la pala. Por ejemplo, los tirantes interiores son substancialmente rectangulares y los tirantes exteriores son en forma de trapecio, con su lado más ancho orientado hacia las cavidades frontales.

Preferentemente, dichas cavidades frontales se extienden en la parte superior y posterior de la pala.

De acuerdo con una realización preferida, dichas cavidades frontales, en la parte delantera del labio de la pala, están definidas por tres caras planas. Por ejemplo, dichas caras planas comprenden una cara central y dos caras laterales, en la que la cara central es de forma substancialmente rectangular, y las caras laterales son de forma trapezoidal.

Para facilitar la penetración del labio de la pala en el terreno y las reparaciones, la zona superior de la pala entre las cavidades frontales es substancialmente plana.

Breve descripción de los dibujos

Para mejor comprensión de cuanto se ha expuesto, se acompañan unos dibujos en los que, esquemáticamente y tan sólo a título de ejemplo no limitativo, se representa un caso práctico de realización.

La figura 1 es una vista en perspectiva superior del labio de la pala para máquinas de movimiento de tierras de acuerdo con la presente invención;

La figura 2 es una vista en perspectiva inferior del labio de la pala para máquinas de movimiento de tierras de acuerdo con la presente invención;

La figura 3 es una vista en planta superior del labio de la pala para máquinas de movimiento de tierras de acuerdo con la presente invención;

La figura 4 es una vista en planta inferior del labio de la pala para máquinas de movimiento de tierras de acuerdo con la presente invención; La figura 5 es una vista en perspectiva superior de un detalle del labio de la pala para máquinas de movimiento de tierras de acuerdo con la presente invención; y

Las figuras 6 y 7 son vistas en perspectiva y en planta del labio de la pala de acuerdo con la presente invención donde se representan la acumulación de tensiones durante el uso de la máquina de movimiento de tierras.

Descripción de una realización preferida

Tal como se muestra en las figuras, el labio de pala para máquinas de movimiento de tierras de acuerdo con la presente invención comprende una cuchilla frontal 1 , definida en el borde frontal del labio de la pala, provista de una pluralidad de salientes 2, también conocidos habitualmente como "cast-noses" en inglés, para la colocación de respectivos dientes (no representados en las figuras por ser conocidos y convencionales).

Además, el labio también comprende unas cavidades frontales 3 para la colocación de respectivos protectores frontales (no representados en las figuras por ser conocidos y convencionales).

Los dientes y los protectores frontales se conocen como elementos de protección y desgaste, y se retiran y sustituyen cuando es necesario.

De acuerdo con la realización representada, dichas cavidades frontales 3 se extienden en la parte superior y en la parte inferior de la pala, y al colocar los protectores frontales permiten que éstos no sobresalgan substancialmente de la pala.

El labio de pala de acuerdo con la presente invención también comprende una pluralidad de tirantes 4, que son los que distribuyen principalmente las tensiones que se producen durante el uso de la pala. Estos tirantes 4 están dispuestos entre los salientes 2, a continuación de las cavidades frontales 3, es decir, por detrás de dichas cavidades frontales 3, teniendo en cuenta que los salientes 2 están colocados en la parte frontal de la pala. En la realización representada, dichos tirantes 4 están dispuestos en la parte inferior de la pala, y están definidos entre una pluralidad de segundas cavidades 5. El objetivo de estas segundas cavidades 5 es aligerar el peso de la pala, favoreciendo un consumo reducido de combustible al utilizar la máquina.

Debe indicarse que las dimensiones y las formas de estos tirantes 4 se realizarán de acuerdo con las tensiones que deba soportar la pala, y con su posición. Por ejemplo, tal como se puede apreciar en las figuras 2 y 4, los tirantes interiores son substancialmente rectangulares, mientras que los tirantes exteriores son en forma de trapecio, con su lado más ancho orientado hacia las cavidades frontales 3. La forma de los tirantes viene dada por intentar cubrir la parte trasera de las cavidades frontales 3, pero con la norma de que las segundas cavidades 5 tienen que ser lo más grandes posibles buscando un equilibrio con la resistencia de la cuchilla y el proceso de fabricación de esas cuchillas.

Como se puede apreciar en mayor detalle en la figura 5, cada cavidad frontal 3 está definida por tres caras planas: una cara central 31 y dos caras laterales 32 en su parte delantera. Las dos caras laterales 32 están inclinadas respecto a la cara central 31 , definiendo un ángulo obtuso con dicha cara central 31. La geometría de esas cavidades frontales 3 es la adecuada para recibir el protector frontal, de hecho, estas cavidades se hacen para reducir peso, como se ha comentado anteriormente, pero también para que el protector no sobresalga de los salientes y así queden protegidos del desgaste. La geometría de estas caras tiene también la función de reducir y mejorar la distribución de tensiones.

De acuerdo con la realización representada, la cara central 31 es substancialmente rectangular y las caras laterales 32 son trapezoidales, aunque podrían tener cualquier forma adecuada.

Esta configuración de las cavidades frontales 3 permite proporcionar una superficie de contacto más grande entre el frontal de la cuchilla y el protector, minimizando el desgaste y facilitando su reparación. Lo que se pretende es aumentar esa zona de contacto frontal de la cuchilla para disminuir el movimiento relativo entre el protector y la cuchilla, dicho movimiento relativo es el que provoca el desgaste interno de las zonas de contacto.

Además, para facilitar las tareas de reparación y reconstrucción de la pala de acuerdo con la presente invención, la zona superior 6 de la pala entre las cavidades frontales 3 es substancialmente plana.

En las figuras 6 y 7 se pretende representar la acumulación de tensiones durante el uso de la máquina de movimiento de tierras. Para ello, se han indicado símbolos "+" en las zonas donde se acumulan más tensiones, y cuantos más símbolos "+" haya, significa que mayor tensión se acumula en esa zona. De esta manera, las zonas con "+++" son las zonas con mayor acumulación de tensiones.

Gracias a la disposición de los tirantes 4 entre los salientes 2, y no alineados con los salientes como es convencional en la técnica anterior, se consigue una mejor distribución de las tensiones, haciendo que la pala sea más flexible y sea menos sensible a la fatiga.

A pesar de que se ha hecho referencia a una realización concreta de la invención, es evidente para un experto en la materia que el labio de pala para máquinas de movimiento de tierras descrita es susceptible de numerosas variaciones y modificaciones, y que todos los detalles mencionados pueden ser sustituidos por otros técnicamente equivalentes, sin apartarse del ámbito de protección definido por las reivindicaciones adjuntas.