(57)【要約】  本発明は、土工機（３）の工具（２）用に意図された歯システム（１）であって、前記工具（２）に取り付けられたホルダ（４）と、前記ホルダ（４）に対してそれに着脱自在に配設され、実際の排土（Ｗ）用に意図された交換可能な磨耗部品および／または交換部品の形を取る前記歯部（５）とを含む型であり、前記歯部（５）が後脚（１３）を含み、前記ホルダ（４）が、前記歯部（５）との相互作用中に前記脚（１３）を受容し、かくして、対向し相互作用する特殊な接面（１５）と少なくとも初期には前記歯部（５）およびホルダ（４）に沿って配設される逃げ面（１６）とを含む予め定められた接続ジオメトリを介して、発生する力（Ｆｓ、Ｆｃ、Ｆｐ）を吸収するために共通継手（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）を達成するように設計された空腔（１４）を含み、前記継手（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）の少なくとも前部（Ｃ）に沿って前記歯脚（１３）および空腔（１４）が、突起アーム（３１、３２、３３、３４）および各々突起アーム（３１、３２、３３、３４）と相互作用する溝（２４、２８、２９、３０）を含むマルチアーム形の好ましくは十字形の断面（Ｔ１）を有し、前記ホルダ（４）に対する前記歯部（５）の締付けおよび調整可能な予張力付加を前記空腔（１４）の長手方向対称軸Ｙに沿って基本的に軸方向に達成するために、張力付加装置（４１）が前記空腔（１４）の後部（１９）に配設されて成る歯システムに関する。【選択図】  図３
2007521429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
土工機（３）の工具（２）用に意図された歯システム（１）であって、前記工具（２）に取り付けられたホルダ（４）と、前記ホルダ（４）に対してそれに着脱自在に配設され、実際の排土（Ｗ）用に意図された交換可能な磨耗部品および／または交換部品の形を取る前歯部（５）とを含む型であり、前記歯部（５）が後脚（１３）を含み、前記ホルダ（４）が、前記歯部（５）との相互作用中に前記脚（１３）を受容し、かくして、対向し相互作用する特殊な接面（１５）と少なくとも初期には前記歯部（５）およびホルダ（４）に沿って配設される逃げ面（１６）とを含む予め定められた接続ジオメトリを介して、発生する力（Ｆｓ、Ｆｃ、Ｆｐ）を吸収するために共通継手（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）を達成するように設計された空腔（１４）を含み、前記継手（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）の少なくとも前部（Ｃ）に沿って前記歯脚（１３）および空腔（１４）が、突起アーム（３１、３２、３３、３４）および各々突起アーム（３１、３２、３３、３４）と相互作用する溝（２４、２８、２９、３０）を含むマルチアーム形の好ましくは十字形の断面（Ｔ１）を有し、前記ホルダ（４）に対する前記歯部（５）の締付けおよび調整可能な予張力付加を前記空腔（１４）の長手方向対称軸Ｙに沿って基本的に軸方向に達成するために、張力付加装置（４１）が前記空腔（１４）の後部（１９）に配設されて成る歯システム。
【請求項２】
前記突起アーム（３１、３２、３３、３４）が、少なくとも一つの基本的に垂直方向に配設されたアーム（３１）またはヒール（３４）と、二つの基本的に横方向を向いた翼部（３２、３３）とを含む、請求項１に記載の歯システム（１）。
【請求項３】
前記突起アーム（３１、３２、３３、３４）が、基本的に垂直方向に配設された上部アーム（３１）と、基本的に垂直方向に配設された下部ヒール（３４）と、二つの基本的に水平な横方向翼部（３２、３３）とを含む、請求項１に記載の歯システム（１）。
【請求項４】
前記歯脚（１３）が後方収束断面（Ｔ２）を有する、請求項１、２、または３に記載の歯システム（１）。
【請求項５】
前記空腔（１４）が、前記ホルダ（４）の内向きに収束する切欠き（１４）として設計される、請求項４に記載の歯システム（１）。
【請求項６】
前記空腔（１４）が、前記ホルダ（４）の頂面に沿った後向き（１９）および上向き（２４）の開口切欠き（１４）によって構成される、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の歯システム（１）。
【請求項７】
前記空腔（１４）の後部（１９）が、相互に基本的に垂直に配設された長さ方向側壁（２２）と底面（２３）とから成り、この部分（１９）の断面が基本的にＵ字形になるように前記空腔（１４）が上向きおよび後方に開口して成る、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の歯システム（１）。
【請求項８】
前記空腔（１４）の中間部（２０）内の断面（Ｔ２）が、基本的に丸みを帯びた隅（２２）を持つ切頭下部三角形部分を含み、鈍角下面が空腔（１４）の底面（２３）を形成し、断面（Ｔ２）の下隅（２２）が好ましくは長さ方向の逃げ面（１６）を含む一方、前記断面（Ｔ２）の上方延長部が主として、歯脚（１３）の側面（Ｄ１、Ｄ２）と共に相互作用する接触ゾーン（１５）を形成するように意図された内側に傾斜する長さ方向側面（２５）によって形成され、かつ、その後、上向きに開口する上部切欠きネック（２４）を形成する相互に特定の距離を置いた長さ方向の基本的に垂直な側壁（２６）によって形成される、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の歯システム（１）。
【請求項９】
前記空腔（１４）の前部（２１）内の前記溝（２４、２８、２９、３０）が各々、前記空腔（１４）内から前記軸対称軸線Ｙに対して前方に前記切欠き断面（Ｔ１）の外向きの膨張を含む、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の歯システム（１）。
【請求項１０】
前記空腔（１４）の中間部（２０）が、一部には前記歯脚（１３）の下方側面（Ｈ１、Ｈ２）と前記空腔底面（２３）部の前記空腔（１４）の長さ方向側面（２２）との間に配設され、かつ一部には前記歯部（５）の背部（３７）の側面（３９）と前記空腔（２４）の長さ方向上方側面（２６）との間、および前記歯脚（１３）の下部側面（Ｅ１、Ｅ２）と前記空腔（１４）の底面（２３）との間に配設された遊び（１６）を有する、請求項１ないし９のいずれか一項に記載の歯システム（１）。
【請求項１１】
前記歯部（５）が、前記開口切欠き（２４）から突出する背部（３７）を含む、請求項６と組み合わせた請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の歯システム（１）。
【請求項１２】
前記歯部（５）の背部（３７）に二次材料補強（３６）が配設される、請求項１１に記載の歯システム（１）。
【請求項１３】
前記接続部品（４、５）間の継手（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）の後部（Ｄ）に沿って、接面（１５）が前記長さ方向対称軸Ｙに対して鋭角δに、つまり１０°未満に、またはそれに平行に配設される、請求項１に記載の歯システム（１）。
【請求項１４】
前記歯部（５）またはホルダ（４）が突起トルクヒール（３４）を含み、前記対向接続部品（４または５）が対応する陥凹（３０）を含み、前記ヒール（３４）と相互作用して、前記軸対象軸線Ｙに垂直に衝撃を与える横方向衝撃力（Ｆｐ）を吸収する、請求項１ないし１３のいずれか一項に記載の歯システム（１）。
【請求項１５】
前記突起アーム（３１、３２、３３、３４）が、一つの基本的に多少前方に傾斜し上向きに対称的に配設された歯先（３１）と、前記歯先（３１）の両側に対称な二つの基本的に水平な横方向翼部（３２、３３）と、基本的に垂直方向に下向きに設計されたヒール（３４）とによって構成される、請求項１ないし１４のいずれか一項に記載の歯システム（１）。
【請求項１６】
前記ホルダ（４）および前記歯部（５）の組立後に、それらの間の接合（Ｃ）の開始時に衝撃ゾーン（Ａ、Ｂ）が共通停止ゾーンを形成し、その停止面（１５）が前記ホルダ（４）の前面（Ａ）と前記歯部（５）の対向後面（Ｂ）とを含み、前記ホルダ（４）の前記前面（Ａ）と接触する前記歯部（５）の表面（Ｂ）の大部分が、前記ホルダ（４）の最前部の直前に位置する想像垂直面（ＸＺ）のホルダ（４）と同じ側に位置する、請求項１ないし１５のいずれか一項に記載の歯システム（１）。
【請求項１７】
負荷（Ｆｓ、Ｆｃ、Ｆｐ）およびその結果生じるトルクの基本的に大部分が、主に前記継手（Ｃ）の前部で前記接面（１５）を介して吸収される、請求項１ないし１６のいずれか一項に記載の歯システム（１）。
【請求項１８】
ウィンチ力（Ｆｓ）の吸収およびウィンチ力の結果生じるトルクの吸収のための接触ゾーンが、歯部（５）の二つの横方向翼部（３２、３３）の底部接面（Ｆ１およびＦ２）および前記歯脚（１３）の頂部の上部接面（Ｄ１およびＤ２）に沿って配設される、請求項２ないし１７のいずれか一項に記載の歯システム（１）。
【請求項１９】
剪断力（Ｆｃ）の吸収および剪断力の結果生じるトルクの吸収のための接触ゾーンが、歯部（５）の二つの横方向翼部（３２、３３）の上部接面（Ｂ１およびＢ２）および前記歯脚（１３）の下部側面の下部接面（Ｅ１およびＥ２）に沿って配設される、請求項２ないし１８のいずれか一項に記載の歯システム（１）。
【請求項２０】
横方向力（Ｆｐ）の吸収および横方向力の結果生じるトルクの吸収のための接触ゾーンが、所定の力（Ｆｐ）の衝撃の方向に応じて、トルクヒール（３４）の少なくとも基本的に垂直な長さ方向接面（Ｇ２）、歯脚（１３）の頂部の少なくとも一つの上部の傾斜した長さ方向接面（Ｄ１）、歯部（５）の横方向翼部（３３）の一方の少なくとも一つの下部の基本的に水平な横方向接面（Ｆ２）、歯部（５）の他方の横方向翼部（３２）の少なくとも一つの上部の傾斜した接面（Ｂ１）、および歯部の他方の横方向翼部（３２）の少なくとも一つの上部の基本的に水平な横方向接面（Ｃ１）に沿って配設され、あるいは反対方向からの力（Ｆｐ）の場合、基本的に対応する接面（Ｇ１、Ｄ２、Ｆ１、Ｂ２およびＣ２）を介する、請求項２ないし１９のいずれか一項に記載の歯システム（１）。
【請求項２１】
前記横方向力（Ｆｐ）および剪断力（Ｆｃ）および垂直力（Ｆｓ）の、軸対称軸線Ｙおよび支点に対する、好ましくは接続部品（４、５）間の継手に生じる捩れの中心となるヒール（３４）に対するてこ比が、軸対称軸線Ｙに沿って前記支点からの歯部（５）の突起長が第一てこアーム（ｂ）を画定し、かつ前記ホルダ（４）内に挿入された歯脚（１３）の軸対称軸線Ｙに沿った前記支点からの長さが第二てこアーム（ｒ）を画定する場合に、１未満であり、つまり（ｂ）／（ｒ）＜１である、請求項２ないし２０のいずれか一項に記載の歯システム（１）。
【請求項２２】
前記ホルダ（４）の後面（１７）の着脱自在に取付可能な締着装置（４１）が、前記空腔（１４）の開口後部（１９）に前記歯脚（１３）の端面（５２）に接して嵌合するように設計された取付装置（４２）と、歯部（５）に配設された凹部またはフック装置（６１）と相互作用するための前爪またはフック（５４）を持つ、前記取付装置（４２）を貫通して配設されるねじ（５５）切りボルト（５３）と、マルチアーム形状および調整可能な予張力付加を通して、前記ホルダ（４）における前記交換可能な歯部（５）による予め定められた位置での動的定着性および信頼できるポジショニングを達成するための弾性体（６０）およびロック機構（５９）を含む後部予張力付加およびロック装置（５６）とを含む、請求項１ないし２１のいずれか一項に記載の歯システム（１）。
【請求項２３】
前記歯システム（１）が、空腔（１４）内の継手（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）の後部（Ｄ）に適切には硬質金属製の取外し可能なインサートを含み、前記インサートが相互作用する接続部品（４、５）間の表面力を吸収する、請求項１ないし２２のいずれか一項に記載の歯システム（１）。
【請求項２４】
作業面（Ｗ）からの塊の排除および分解のための前記土工機（３）、前記工具（２）、および前記磨耗および／または交換部品（５）が、交換可能な磨耗歯（５）を持つ浚渫機カッタ（３）のボアビット（２）によって特に例示される、請求項１ないし２４のいずれか一項に記載の歯システム（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土工機械の工具用の歯システムであって、工具上に配置されたホルダと、ホルダ上に着脱自在にかつそれに関連して配置される前歯部とを含む型であり、歯部が実際の排土用に意図された交換可能な磨耗部品および／または交換部品の形を取り、歯部が後脚を含み、ホルダが空腔を含み、前記空腔が、歯部と相互作用するように脚を受容してそれにより、対向し相互作用する特殊な接面と少なくとも初期には歯部およびホルダに沿って配置された逃げ面とを含む予め定められた接続ジオメトリを介して、発生する負荷Ｆｓ、Ｆｃ、Ｆｐを吸収するために統合された継手を達成するように設計された、歯システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
問題の提起および発明の背景
今日、程度の差はあれ硬化した土塊および岩塊を適切に除去する前に、該塊を作業面からほぐしたり崩すための土工機の工具のための交換可能な磨耗部品および／または交換部品の多数の様々な市販の歯システムがある。そのような工具ならびに交換可能な磨耗部品および／または交換部品の一例を、ここでは特に、交換可能な磨耗歯付きでカッタヘッドとも呼ばれる浚渫工具の回転ボアビット（ｂｏｒｅ  ｂｉｔ）によって構成する。明らかに、これらの歯システムは、掘削機のバケット等のような他の型の土工機械にも使用することができる。
【０００３】
特にカッタヘッドに関し、前記磨耗歯（図２参照）は、中心回転ハブに取り付けられた中心本体から突起する略螺旋状の細長いブレードに沿って、相互に所定の距離に配設される。ブレードは、本体の前端のハブから、工具の送り方向に後方に、ブレードを一緒に保持する後部リングを含む回転体の後端まで、らせん状に適切に延在する。後端には、ほぐされた土塊をブレード間の空間を介して除去するために吸引装置も配設される。
【０００４】
そのような歯システムは通常、「雌」および「雄」部品の形の二つの主要接続部品を含み、それらを合わせて、例えばボアビットのブレードまたはバケットの切刃に沿って隣接配置される一連の歯における、完全な組立て「歯」を形成する。したがってそのような「歯」は、（切削）刃先付きの交換可能な歯部の形を取り、かつ例えば適切にボアビットに確実に固定される後部固定ホルダの特殊設計の溝に装着するための後脚を備えた、前方磨耗部品を含む。交換可能な歯先のホルダへの動的でしかも信頼できる取付けを達成するために、接続部品は、部品に共通しかつ着脱自在のロック機構を持つ接続システムをも含む。全てのそのような接続システムは、必然的な磨耗のため磨耗部品を交換しなければならなくなるまで磨耗部品の最小限の磨耗を具現し、機能を充分に果たすように、各「歯」の磨耗部品を効果的かつ安全に所定位置に保持すべく試みるために、上記の脚および溝の表面および形状を含む非常に特徴的なジオメトリを有する。
【０００５】
そのような市販の歯システムは、脚と溝との間に画定される接続部品間の継手に沿って配設される、特殊設計の相互作用する接触ゾーンを通して、工具の使用からの負荷（Ｆ）を吸収するように設計されている。各接触ゾーンは、各接続部品に一つずつ配設されかつ前記継手の対称軸線Ｙに対して所定の角度に配設された、少なくとも二つの相互に対向しかつ相互作用する接面を含む。これらの接面が対称軸線Ｙに対して主に垂直に、つまり基本的に交差垂直面（ＸＺ）内に配置されたときに、ホルダ部品における歯部品のさらなる挿入は完全に停止する。そのため、これらの面を以下では停止面とも呼ぶ。別の方法は、接面を継手に沿って接続部品の接合方向に対してより鋭角に配設するものであり、その場合、負荷は、摩擦面のくさび効果によって発生する摩擦力によって吸収される。
【０００６】
しかし、工具が使用されたときに、長手方向対称面Ｙと共に接続ジオメトリに対して平行な能動負荷だけでなく、Ｙ方向から逸れた負荷もあることを理解すべきである。基本的に、したがって全ての能動負荷（Ｆ）は、一つには正面から作業面に平行に作用しかつ前記継手に対して軸方向に配置される剪断分力Ｆｃと、一つには基本的に上から作業面に垂直に作用する垂直分力Ｆｓと、一つには横から作業面に基本的に平行に、かつ接続部品の共通継手を超える前記歯部の突起に対してはより垂直に作用する、横方向分力Ｆｐとを含む（図１８参照）。
【０００７】
後方、前方、下方、上方、垂直方向、横方向、または水平方向の表面等のような、以下で使用する位置の用語は、したがって、上述した前記力の定義および接続部品の相互関係のみならず、作業面に対するそれらの関係および位置からも推測することができる。
【０００８】
本特許出願で記載するような歯システムの新しい概念は多数の特徴を含み、それらの特徴は単独でも組み合わせても、現在入手可能な歯システムと比較して独自であり、それらの特徴は、既知の歯システムで発生し得る多数の問題の有利な解決をもたらす。
【０００９】
多数のこれらの問題を以下に要約する。
【００１０】
従来の歯システムでは、歯システムは比較的強固であるにもかかわらず、歯ホルダと歯先との間の歯システムの継手に沿った接触面積が制限されすぎていることは事実である。これは、現在使用されている工具から生じる負荷が最大になる継手の前端および前面（Ａ）に特に当てはまる。これはずっと大きすぎる表面負荷の原因となり、したがって望ましくない大きい磨耗度の原因にもなり、それは基本的に歯システムのホルダの実効磨耗寿命サイクルを低減する。ホルダは可能な限り長く再使用するように設計され、したがって通常工具に固定的に、例えば溶接によって装着される一方、歯はそれ自体磨耗するように設計され、したがって歯は可能な限り容易かつ迅速に交換することができるように取外し可能に装着されるので、これは歯システムの現実の「隘路」を構成する。「継手の前面」とはここでは実際には、ホルダと歯との間の継手の当初のそれらの間の衝撃ゾーンにおける、基本的に交差垂直面（ＸＺ）内の相互作用的停止面、つまり工具によって作業される表面に基本的に直面するホルダの面を意味する。したがって、ホルダの交換は、集中的時間損失のためだけでなく、廃棄しなければならない材料部品のためにも高価である。
【００１１】
その結果生じる問題は、歯とホルダとの間の遊度があまりに広すぎる従来の歯システムが、「ハンマリング」の問題、つまり前記部品が工具の使用中に相互に強く衝突する状態を生み出していることである。このハンマリングは磨耗をかなり増大させる。あまりに狭すぎる遊度を持つ代わりに、歯とホルダとの間に小さすぎる間隙を有するこれらの歯システムは、歯をホルダから取り外し難くなるという問題を生み出す。
【００１２】
排土用に設計された歯システムは、硬岩を崩すときに、最大かつしたがって歯システムの設計に関してほとんどの場合最も深刻な負荷に遭遇する。これは、岩を崩す過程で生じる、基本的に岩に垂直に影響を及ぼす非常に大きい垂直負荷Ｆｓによる。先行技術による既知の歯システムはしたがって、そのようなＦｓ負荷に耐えるのに必要な処理能力が欠如しているので、通常歯システムの構成接続部品間の継手に沿って不都合な損耗を生じる。
【００１３】
ホルダおよび歯に沿った通路に、つまり継手の接面および逃げ面の間に、必ず蓄積する塵埃および排土残留物を一掃することの難しさ、およびホルダを作業面とは反対側で、つまり後面で修理することの難しさも、既知の「脚型」歯システム、つまり歯とホルダとの間の継手を達成するためにホルダの溝に挿入される脚付きの歯を有する歯システムに共通に発生する問題である。
【００１４】
一定期間の使用後に、既知の歯システムの継手に沿った衝撃表面力は、有効部品の磨耗およびある程度の塑性変形を引き起こし、高価であり、かつしばしば複雑な保守が必要になる。既存の「脚型」歯システムはまた、継手の接続ジオメトリが変化するときに、増大する強度を与えることもできない。
【００１５】
従来の歯システムは、歯とホルダとの間に得られる閉じ込められた空間内のロック装置が使用される場所で改善することの難しいロックシステムを含み、かつこれらの歯システムは、最初に歯および／またはホルダの継手を所定のロックシステムおよび／またはその変更に適応させなければ、別個の型のロックシステムの使用および／またはロックシステム自体の変更ができない。
【００１６】
さらに、従来のロックシステム、つまり何らかの形の剛性ロック装置、例えば鋼ピンと、ロック装置用に設計されたロック穴とを含むものは、重量ハンマまたは大槌でロック装置を取り外さなければならず、それにはかなりの仕事が要求され、ロックシステムおよび／または歯に損傷を招きかねない。したがって、所定のロック装置は、より単純かつより効率的な方法で、上記の損傷を生じるような本質的な危険性を招くことなく、着脱可能であることが望ましい。
【００１７】
ロックシステムの磨耗が増大するにつれて、従来のロックシステムは、接続部を一つに保持する保持力を維持する能力、つまりそれらの予張力付加能力を失い、それらは前記ハンマリングを著しく悪化させ、最終的に歯を破壊させかつ／または工具から脱落させる。
【００１８】
既知の歯システムは通常、歯先に沿って軸方向に作用するウィンチ力（Ｆｓ）、つまり作業面（図１７参照）に対して事実上垂直に衝撃を与える垂直力であって、ホルダと歯との間の衝撃ゾーンに沿ったどこかの場所に配設される停止面によって通常吸収されるが、歯の軸対称軸線Ｙに沿った軸方向の摩擦力として、歯システムの継手に沿った基本的に長手面に沿って接面に伝達もされる力に関して、高い強度を持つホルダ接面を継手の面に沿って有する。しかし、同じことは、基本的に破砕面と平行に、かつしたがって歯の軸対称軸線Ｙに対してより垂直に衝撃を与える、対応する横方向力Ｆｐには当てはまらない。これらの横方向力（Ｆｐ）およびその結果生じるモーメント力もまたホルダの継手に沿って接面によって吸収されるが、前記接面は通常、そのような横方向力（Ｆｐ）および結果的に生じる力に対してかなり低い強度を有する。
【００１９】
先行技術
カッタヘッドの一例は、米国特許文書ＵＳ−Ａ−３８０８７１６に記載されたものから手に入れることができる。
【００２０】
脚型歯システムの一例は、予張力を付加された後部ロック機構を夫々含むロックシステムを持つ二つの歯システムを記載した、米国特許文書ＵＳ−Ａ−４６４２９２０およびドイツ文書ＤＥ−２１５３９６４から手に入れることができる。
【００２１】
ＵＳ−Ａ−４６４２９２０およびＤＥ−２１５３９６４による歯システムは、幾つかの未解決の問題および欠点を有し、次の通り列挙することができる。
−  横方向力（Ｆｐ）と垂直力（Ｆｓ）の不利なてこ率。それは１よりかなり大きく、そのために、激しい作業中に歯が曲ったり折れることがある。
−  歯システムは、不十分な接面のため、ホルダの前面つまり交差垂直面（ＸＺ）内の前方接合面に衝撃を与える負荷および捩り力を吸収することが難しい。例えば前記Ｙ軸に沿った捩り力は、ＤＥ−２１５３９６４およびＵＳ−Ａ−４６４２９２０に明記されるように、実質的二次脚の隅を急速に磨耗させ、その後、歯の位置が回転するので、歯の機能は著しく劣化する。
−  さらに、張力付加装置のための後部最小アパーチャは同じ理由によって通常閉塞され、そのため塵芥が歯とホルダとの間に固着し、歯システムを分解してからでなければ該塵芥を除去することができない。
【００２２】
また、文書ＵＳ−３３４９５０８は脚型歯システムを示し、掘削バケット用に意図されているが、このシステムもまた、二つの接続部品を相互に組み立てるための蟻溝を含むが、張力付加装置付きのそのような後部予張力ロック機構を完全に欠如している。ここでは代わりに、歯を交換するときに、帯片の中間部がホルダの外側に配置されたときに、容易に損傷または脱落し得る、弾性帯片の形の複雑な解決策が使用された。さらに、弾性帯片が磨耗し、老化し、乾燥して亀裂が入り、あるいはその他の損傷を受けると、ロック機能が低下するか、または停止する。また、帯片の一端または両端がホルダの空腔内部で傾斜した位置に引っ掛かると、歯脚を正しく装置することができなくなることも注目される。また帯片はホルダおよび歯脚の接面間に始終引っ掛かるので、作業中にあらゆる負荷動特性にもさらされる。ＵＳ−３３４９５０８によって記載された歯システムは、垂直後部に好ましくは接面が無く、例えばそれが非接触状態であり、かつ断面における二つの水平方向の「アーム」の一つが弾性帯片を押圧するので、接触ゾーンＹ軸を中心とする捩り力の金属対金属の吸収のための関係接触ゾーンを事実上一つしか持たない。したがって、実際、基本的に全ての磨耗は、金属と金属が接触する第一アームの接触ゾーンで発生する。
【発明の開示】
【００２３】
発明の目的および際立った特徴
本発明の重要な目的は、ハンマリングによって生じ、かつ／またはホルダと歯先との間の歯システムの継手における大きすぎる表面負荷によって生じる、異なる接続部品間の磨耗を基本的に低減し、あるいは完全に解消する、排土機用の工具のための新規の改善された歯システムを達成することである。
【００２４】
本発明の別の目的は、例えば硬い岩塊を崩す間に生じる非常に大きい負荷による、歯システムの構成要素の接続部品間の継手に沿った不都合なほど大きい損耗の問題を基本的に軽減し、あるは完全に解消する、新規の改善された歯システムを達成することである。
【００２５】
本発明のさらに別の目的は、ホルダと歯部との間に継手の接面および逃げ面に沿って蓄積する塵埃および排土残留物を容易にクリーニングすることができ、かつさらにホルダが後面で容易に修理できる、脚型歯システムを達成することである。
【００２６】
新規の改善された歯システムはまた、相互作用する部品間の衝撃表面力による既知の歯システムの内部継手に沿った磨耗および塑性変形を原因とする、以前のしばしば複雑な保守を基本的に軽減しかつ簡素化するようにも設計される。新規の改善された歯システムはまた、接続ジオメトリの変化のため、その強度を高める能力をももたらす。
【００２７】
本発明のさらなる目的は、基本的に歯部および／またはホルダの接続システムを所定のロックシステムおよび／またはその変形に適応させることなく、様々な型のロックシステムおよび／またはロックシステムの変形を使用することを可能にする改善されたロックシステムを含み、所定のロック装置をより単純にかつより効果的に、基本的な安全上の問題をそこから生じることなく、組み立てたり取り外すことができ、かつ、ロックシステムの磨耗が増大しても接続部品の定着性および凝集力を維持する能力をロックシステムが保持し、上記ハンマリングが基本的に低減されるか完全に解消される、新規の改善された歯システムを達成することである。
【００２８】
さらに、本発明の目的は、その継手が、基本的に作業面に平行であるが歯部の軸対称軸線には垂直に衝撃を与える横方向力（Ｆｐ）に関して、非常に高い強度をもたらす歯システムを設計することである。
【００２９】
そのような掲げた目的のみならず、その他のここに列挙しない目的も、本発明の独立請求項に示す枠組内で達成される。本発明の実施形態は従属請求項に示す。
【００３０】
かくして、本発明に従って、歯脚と、少なくとも四つの突起アームおよび各突起アームと各々相互作用する少なくとも四つの溝を夫々含むマルチアームの好ましくは十字形の断面を有する、前記継手の少なくとも前部に沿ったホルダ空腔とによって区別される改善された歯システムであって、突起アームが、基本的に垂直方向に配設された上方アームと、基本的に垂直方向に配設された下方ヒールと、二つの基本的に水平方向かつ横方向に配設された翼部とを含み、空腔の軸対称軸線Ｙに沿って基本的に軸方向に歯部をホルダに対して締め付ける調整可能な予張力付加を達成するために、空腔の後部に張力付加装置が配置されて成る歯システムが達成された。
【００３１】
かくして、継手および予張力付加は、歯システムの全寿命サイクル中に、歯部が常にホルダに対し、かつ所定の工具および作業面に対し、予め定められた位置に配置されることを確実にする。
【００３２】
発明の利点および効果
以下に、本発明に係る歯システムの多数の特徴と、上で要約した通り先行技術により公知である歯システムの問題の有利な解決策を明確にする本発明の歯システムの実施形態とを要約する。
【００３３】
マルチアームの好ましくはＸ字形の継手は、高い強度を大きい接触面積と統合する。負荷が最大になる歯システム継手の前面では、好都合にも接触面積も大きいが、負荷が少ない継手の後端つまり脚の端では、好都合にも接触面積をより小さくすることができる。
【００３４】
新規の歯システムは、上述の通り先行技術により公知である歯システムの利点を組み込んでいる。歯システム接続部品の雌部品を形成する部分、つまりそれ自体の内部に他方の部品を受容するホルダは、好ましくは多少内側に収束するＸ字形の前面および前部を示す。つまり、歯部およびホルダの相互作用面の間の交差垂直面（ＸＺ）内の接合面が相互に対面し、蟻溝の前部および歯部の脚の前部に沿って対応する表面を含み、好ましくは十字形またはＸ字形の少なくとも四つのアームを持ち、その後端に向って内側に収束する切欠きまたは蟻溝を持つマルチアームである。
【００３５】
この少なくとも十字形でありかつ好ましくは多少収束する蟻溝は、歯部つまり雄部品が使用すると二つの部品間の継手に沿って接面に沿って増大する接触により雌部品内に押し込まれるので、遊びの無い定着性をもたらし、整列不良を防止する。かくして、十字形の設計は、歯システムの全寿命サイクル中に、歯部が常にホルダに対し、かつ所定の工具および作業面に対し、予め定められた位置に整列されることを確実にする。浚渫機カッタは歯をいかに配設するかについて最も高い要件を持つ工具の一つであるので、これは、浚渫機カッタの歯システムによる利点と共に使用される特に重要な特徴である。十字形または星形等の突起アームはまた、歯システムの耐久性、剛性、および強度のかなりの改善をももたらす。
【００３６】
かくして、負荷が通常最大になる先端では、ハンマリングの前記問題は発生せず、そのため、遊びに誘発される磨耗は発生しない。蟻溝の中間部では、より低度の遊びが、少なくとも初期には、一方では、脚の垂直面と蟻溝の対応する垂直面との間で、溝の底部つまり断面（Ｔ２）の下隅に配設され、他方では、背頂の垂直面と蟻溝の対応する垂直面との間でそのネックに、かつ脚の下面と蟻溝の対応する底面との間にも配設されるが、前記遊び部分でも負荷は著しく低い。
【００３７】
ホルダの前部のマルチアーム形状はまた、雄部品を雌部品内に最小距離挿入するだけで、全てのトルクを含めて全ての関連負荷が、先行技術によって公知であるものと比較して、非常に大きい接触面積によって吸収されるという大きい利点をもたらし、そのため、表面負荷が非常に小さくなり、その結果磨耗が最小限になる。歯部はまた、表面負荷および変形が非常に小さいため、相互作用部品が相互に擦り付け合わないので、蟻溝から非常に容易に取り外すこともできる。収束継手と組み合わせた等価負荷により、やがて溝と脚との間に塑性変形が生じる。つまり、塑性変形によって部品が事実上一体的に「成形」される。
【００３８】
トルク負荷の効果をさらに低減するために、本発明の歯システムの設計は、てこの原理を最適な方法で使用する。接続部品間の継手に発生する捩りの中心となる所定の支点の両側の二つのトルクアームは、「リフティングアーム」（ｂ）および「反応アーム」（ｒ）となる。歯システムが耐えなければならない最大負荷、つまり、ここではほとんどの場合、硬い岩塊を崩すときに生じる垂直負荷Ｆｓを吸収するために、てこ率歯部の自由突起長さと、衝撃負荷の吸収のために継手に沿って内向きに前記支点から、つまり脚および蟻溝から相互作用する歯部およびホルダの部分の長さとの間のてこ率は１未満、つまり（ｂ）／（ｒ）＜１でなければならない。従来の歯システムの場合、この比は２に近く、つまり（ｂ）／（ｒ）＝〜２であり、この理由のため、継手の負荷も基本的に二倍の大きさになり、損傷の危険性はかなり高くなる。
【００３９】
新規の設計は、上面に沿って後方および上方に開口した切欠き、好ましくは開口蟻溝の形の継手をホルダと歯部との間に有し、それは継手の簡単なクリーニングを可能にする。歯部自体の装着が塵埃の可能な蓄積を歯部品の前に押してホルダの後部の切欠きの外側後端から出すので、クリーニングを行うためには、新しい歯部を装着すれば事実上充分である。
【００４０】
本発明の歯システムのさらなる利点は、例えば両方の接続部品に広がり、二つの連続的同軸アパーチャを含むロック装置用の交差穴のため、歯部および／またはホルダの共通継手を所定のロックシステムおよび／またはその変形に対して著しく適応させる必要なく、多くの異なる型のロックシステムおよび／またはロックシステム自体の変形を使用することが可能になることである。接続部品が相互に押し込まれる塑性変形部分では、これらのアパーチャは相互に対して変位するので、ロック機構が切断されることがあり、そこに歯が脱落する。新しい歯部の新しいロック装置アパーチャはもはや、磨耗したホルダの変位したロック装置のアパーチャに嵌合しないので、新しい歯部を装着することはもはやできない。本発明のロックシステムでは、ロック装置は歯システムの後端から軸方向に装着され、調整され、かつ取り外され、これは、行うべき作業を複雑にする継手接続ジオメトリの変形の可能性なく、行われる。
【００４１】
本発明の歯システムでは、ロックシステムのロック装置は、一部の標準工具によって、適切には空気レンチまたは電動レンチによって、そこから損傷の危険性を生じることなく、着脱することもできる。
【００４２】
弾性体を含み、それによりロックシステムが同じ予張力付加能力を得る本発明の歯システムの可能なロックシステムの好適な実施形態では、ホルダが磨耗しているかに関係なく、毎回新しい歯部が装着される。
【００４３】
本発明の歯システムの歯部とホルダとの間の接続ジオメトリは、横方向に衝撃を与える横方向力（Ｆｐ）（図１８参照）であって、作業面に平行であるが歯先の軸対称軸線に垂直に基本的に衝撃を与える横方向力を吸収するために、以下でヒールまたはトルクヒールと呼ばれ明確な外側ジオメトリを持つ突起部と、ヒールと相互作用する対応する陥凹とを具備する。好ましくは、ヒールは歯部の下面に、陥凹は切欠き／蟻溝の底に配設される。前記ヒールおよび陥凹は長さ方向に、工具の使用中におそらく発生し得る負荷およびトルクに関して歯システムの機能にとって最適な位置に脚の装着後に対応する切欠き／蟻溝内の位置に、配設することが好ましい。これは、横方向に衝撃を与える横方向力（Ｆｐ）が発生したときに、主にヒールおよび陥凹が、ヒールの長さ方向の面（衝撃の所定の横方向力の衝撃方向によって右または左いずれかの長さ方向の面）に沿った既存の接面を通して直接、横方向力（Ｆｐ）を吸収する一方、蟻溝の長さ方向の面に沿った後部の対向接面は、ヒールに作用する捩りを通して、著しく低い力を吸収することを意味する。横方向力（Ｆｐ）から生じる切欠き／蟻溝に沿った継手のＹ軸を中心とするトルクは主に、上述した例えば十字形の前面に挿入された歯部の翼に沿った水平方向接面、つまり前記マルチアーム部品の歯部およびホルダの相互作用し相互に対向する面間の基本的に水平方向の接面によって吸収される。
【００４４】
図面の簡単な記述
本発明を、添付の図に関連して、以下でより詳しく説明する。
図１は浚渫機カッタの回転体上の突起ブレードに沿って確実に配設された後部ホルダに着脱自在に夫々取り付けられた交換可能な前歯部を含む、本発明に係る歯システムの略斜視図である。
図２は螺旋状ブレードおよび土塊をほぐすための後部吸引装置をより詳しく示す、図１に係る浚渫機カッタの略側面図である。
図３は図１に係る歯システムの好適な実施形態の部品の後方から斜めから見た略斜視図であり、該斜視図は、所定の実施形態ではホルダの頂面に略軸方向に配設された上向き開口蟻溝によって形成される、切欠きの形の共通の相互作用継手に沿って前歯部がそれに取外し可能に配設された後部ホルダを示す。
図４は図３に係るホルダの好適な実施形態の部品の斜視図であり、ホルダの蟻溝で軸方向後方に歯部の内部予張力付加を達成するための図示しない張力付加装置用に意図された蟻溝の後方延出部と、選択された場所で歯システムの接続部品間に発生する負荷の伝達およびポジショニングのために意図された多数の接面および逃げ面とを示す。
図５は歯先、背部、およびトルクヒールの側方翼用（図１０参照）に意図された十字形蟻溝の前方延出部を示す、図４に係る歯部の部品の正面から斜めに見た略斜視図である。
図６は図４に係るホルダの部品の後方から見た略端面図である。
図７は図４に係るホルダの部品の正面から見た略端面図である。
図８は図４に係るホルダの部品の右側から見た略側面図である。
図９は図４に係るホルダの部品の上から見た略平面図である。
図１０は図３に係る歯部の好適な実施形態の部品の後方から斜めに見た略斜視図であり、該図は、上向きに配置された傾斜した歯先の背部、つまり所定の作業面に適用するように意図された磨耗部品の背と、ホルダの本質的嵌着蟻溝に挿置するように意図された歯部の後方延出雄形脚の外端で締着装置と相互作用するフック装置と、歯部の二つの翼のうちの右側の側方翼と、その下に配設されたトルクヒールと、多数の接面および逃げ面とをより詳しく示す。
図１１は図１０に係る歯部の部品の上から見た略平面図である。
図１２は図１０に係る歯部の部品の右側から見た略側面図である。
図１３は図１０に係る歯部の部品の後方から見た略端面図である。
図１４は図１０に係る歯部の部品の正面から見た略平面図である。
図１５は図１０に係る歯部の部品の下から斜めに見た略斜視図である。
図１６は図１０に係る歯部の部品の下から真直ぐに見た略底面図である。
図１７および１８は図１０に係る歯部の側面および端面に関連して、作業力の結果生じる内部垂直分力（Ｆｐ、Ｆｃ、Ｆｓ）の解説的定義を示す。
図１９は図１０に係る歯部に関連する多数の接面および逃げ面の位置を概略的に示す。
図２０〜２２は本発明に係る締結装置の部品の好適な実施形態を、上から斜めに、正面から斜めに、かつ下から斜めに見た三つの略斜視図で示す。
図２３は図２０に係る締結装置の部品の右側から見た略断面図を、内部がよく見えるように特定の部品を削除した状態で示す。
図２４は図４に係るホルダに取り付けられた図２０に係る締着装置の部品の上から斜めに見た略斜視図である。
図２５は図２に係る浚渫機カッタの回転体の部品の横から斜めに見た略斜視図であり、該図では多数の歯が、中心ハブとブレードを一緒に保持するための後部リングとの間で二つのブレードに固定されている。回転体の内部がよく見えるように、幾つかの部品は削除されている。
図２６はホルダの部品、切欠き、および図３に係る側方翼とヒールとを含む歯部の脚を通して切った、継手の正面部内に位置する後方から見た略断面（Ｔ１）を示す。
図２７はホルダの部品、切欠き、および図３に係る後端により近い歯部の脚を通して切った、継手の後部内に位置する後方から見た略断面（Ｔ２）を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
詳細な実施形態の説明
図１および２を参照すると、程度の差はあれ硬い土塊および岩塊を適切な方法で除去することができる前に、作業面（Ｗ）（図１７参照）からこれらの塊をほぐしたり崩すための土工機３の工具２用に意図された歯システム１が概略的に示されている。本発明１は、工具２に配設されたホルダ４と、排土自体用に意図された交換可能な磨耗部品および／または交換部品の形の歯部５とを含む型のものであり、歯部５はホルダ４に関連してそれに着脱自在に配設される。したがって、歯システム２は、「雌部品」４および「雄部品」５の形の二つの主要接続部品を含み、それらを合わせて、一体化され組み立てられた「歯」が形成される。ホルダ４は、本発明の雌部品４を形成することが好ましいが、必ずしもそうでなくてもよい。
【００４６】
土工機３、工具２、ならびに本発明に係る歯システム１に適した磨耗および／または交換部品５の例を、ここでは特に、交換可能な磨耗歯５付きの浚渫機カッタ３の回転ボアビット２によって具現する。本発明によると、歯システム１は言うまでもなく、掘削機のバケット等のような土工機械３の他の型の工具２でも使用することができる。
【００４７】
図１および２に特に示す浚渫機カッタ２では、前記磨耗歯５は、事実上螺旋状に延びるブレード６に沿って相互に予め定められた距離に配設される（図２５参照）。ブレード６は、回転中心ハブ７から工具２の送り方向に後方に、回転体９を形成する統合後部リング８まで延出する。回転体９の後端１０には、ほぐされた土塊を螺旋状ブレード６間の中間領域またはトラフ１２（図２５参照）を介して除去するために配設される吸引装置１１（図２参照）がある。
【００４８】
歯部５（図３、５、１０および１９）は、例えば溶接継手またはねじ締結体により工具２に適切に締着されたホルダ４の嵌合空腔１４内に組み立てるための後脚１３を含む。空腔１４は、ホルダに面しかつホルダ４に歯部５を組み立てた後でホルダ４の前部（Ａ）と接触中にホルダ４の最前部（図５参照）のすぐ前に位置する想像垂直面（ＸＺ）内に位置する歯部５の表面（Ｂ）を含めて、延出歯脚１３を受容しながら、歯部５と相互作用し、それによって、基本的に前記脚１３および空腔１４の形を含み、特殊な対向する内部の相互作用する接面１５と、脚６および空腔１４の表面に沿って配置された少なくとも初期の逃げ面１６とを含む予め定められた接続ジオメトリを介して、発生する全ての負荷Ｆｃ、Ｆｐ、Ｆｓを吸収するための共通継手を達成するように設計される。ここで「少なくとも初期の」とは、ある程度の必然的な磨耗後に、これらの逃げ面１６を接面にリフォームできることを意味する。
【００４９】
各接続部品４、５に一つずつ配設され、かつ前記継手の軸対称軸線Ｙに対して所定の角度で配設される、二つの相互に対向しかつ相互作用する接面１５は、予め定められた接触ゾーンを形成する。ホルダ４の前面（Ａ）（図５参照）で、接面１５は前記垂直面（ＸＺ）に対し主に鈍角の陥凹を形成し、そこでホルダ４の前面（Ａ）とホルダ４に面する歯部５の背面（Ｂ）とを含む継手の前部（Ｃ）の接面１５の大部分は、長手方向対称軸Ｙに対してほぼ垂直に、つまり基本的に交差垂直面（ＸＺ）内またはそれに平行に配設される。したがって、ホルダ４の前面（Ａ）の接面１５が歯部５の対向する接面１５（図１３参照）と共に、接続部品間の前部（Ｃ）を構成する相互停止ゾーンに停止面を形成するので、ホルダ４内への歯部５のさらなる挿入は当接して停止する（図３、５、１１および２６参照）。
【００５０】
この前部（Ｃ）は、発生する全ての負荷およびトルクの全部または少なくとも基本的に大部分を一般的に吸収し、この停止ゾーン（Ｃ）は先行技術によって公知の歯システムによって使用されるものよりかなり大きいので、負荷対表面比の強力な低下が達成され、それは磨耗、変形、破損の危険性を強力に低減し、実用寿命をかなり延長する。接続部品４、５の間の継手の後部（Ｄ）に沿った接面１５（図３、４、１１および２７参照）は、軸対象軸線Ｙに対してかなり鋭角θにまたはそれに平行に、つまり継手に沿って基本的に接続部品４、５の接合方向に適切に配設され、図示する実施形態では１０°未満として描かれ、その理由で、長期使用後にここで残留負荷があっても、継手の前部（Ｃ）よりかなり低く、これらの接面の間のくさび効果のため、摩擦力によって吸収され、それは摩擦面１５’である（図４、５および２７参照）。
【００５１】
空腔１４（図４〜７、９および２４）は、前記図に示す実施形態に描くように、ホルダ４の内部に向いた、つまり後向きに多少収束する切欠き１４として設計される。かなりの量の磨耗後も、軸方向負荷は接触面積がかなり大きい継手の前部（Ｃ）によって依然として吸収されるので、接続部品４、５の初期接合後の対向表面で同一であることが好ましい前記収束は、接続部品４、５を内側にさらに押し込んだときに、内部停止ゾーンの出現無しで、より固く「締め付け」合わせる。該設計に対する横方向力およびトルクの影響について、以下でさらに詳述する。従来の歯システム、つまり遊びがあまりにも大きすぎ、あるいは歯部５とホルダ４との間の嵌合があまりに細すぎる歯システムの上述したハンマリングの問題およびホルダ４から歯部５を緩めることが難しくなるという問題は両方とも、本発明により最適解を得る。継手の後部（Ｄ）の接面１５は相互に、かつ軸対称軸線Ｙに対して、完全に平行であると考えられ、それにより、接続部品４、５が相互に研磨する危険性は完全に解消されるという利点が得られる。
【００５２】
図６、７、および９を参照すると、ホルダ４の後面１７から、前面（Ａ）から、および頂面１８から見た切欠き１４の好適な実施形態が示されている。理解のために、上から、後部から、および下からまっすぐ上を見た歯部１５の図１１、１３および１６と比較されたい。特に図９を参照すると、切欠き１４は後部１９、中間部２０、および前部２１に分割することができる。切欠き１４の後部１９内には（図６および９参照）、長さ方向側壁２２底面２３が基本的に垂直に配設され、そのため、上向きおよび後ろ向きに開口した空腔１４が箱形になり、つまりこの部分１９の断面が基本的にＵ字形になる。
【００５３】
切欠き１４の中間２０の下部では、断面（Ｔ２）は基本的に丸みを帯びた三角形として設計され、三角形の鈍角側２３’は下方に向けられる。歯部５の側面つまりＨ１およびＨ２（図１９参照）に対応する長さ方向の基本的に垂直な側壁２２は、平行または多少収束することが好ましい一方、底面２３は基本的にそれらに対して垂直、つまり水平方向に配設される。これらの長さ方向の基本的に垂直な側壁２２は逃げ面であることが好ましい（特に図２７参照）一方、前記切欠き１４の上部外側ネック２４に向う側壁２２の上向き延長部は、歯脚１３（Ｄ１およびＤ２参照）と共に接面１５を形成するように意図された、内向きに傾斜した長さ方向の側面２５によって形成される。切欠き１４の上部の中間部２０および前部２１（図７および９参照）内の切欠きネック２４の長さ方向側壁２６は、初期平行部２７からホルダ４の前面（Ａ）まで前方に対称的に延在する。
【００５４】
したがって、蟻溝１４の中間部２０では、少なくとも初期には、より低度の遊び１６が、一方では、脚１３の垂直側面Ｈ１、Ｈ２と溝２３の底部における蟻溝１４の対応する垂直側面２２との間に、つまり断面（Ｔ２）の下隅に沿って配設され、他方では、背頂３８の垂直側面３９と蟻溝１４のネック２４における対応する垂直側面２６との間、および脚１３の下部側面Ｅ１、Ｅ２と蟻溝１４の対応する底面２３との間にも配設されるが、前記遊び１６の場所で起こり得る負荷もかなり低い。
【００５５】
好適な実施形態では、空腔１４はしたがって、その後端１９で後方に開口し（図４参照）、かつその全長に沿って上向きにも開口する２４。つまり、開口切欠き２４はホルダ４の頂面全体１８に沿って走る（図９参照）。したがって、脚型の既存の歯システム１の上述した修理およびクリーニングの問題は、本発明によって解消される。他の図示しない実施形態の場合、前記切欠き１４が頂面１８全体に沿って開口せず２４、むしろ切欠き１４はホルダ４の後部１９の頂面１８の短いセグメントが封止されることが考えられる（図示せず）。
【００５６】
図示した実施形態において、切欠き１４の前部２１内の断面（Ｔ１）は、切欠き膨張２４、２８、２９および３０の形の少なくとも四つの溝を含むマルチアーム、好ましくは十字形であり（図７および２６参照）、それらのうちの上方の一つは切欠きの事実上のネック開口１４によって形成され、他の溝２８、２９、３０は各々、軸線Ｙに対して切欠き１４の中間部２０内から膨張した断面の拡大を含む（図５および７参照）。基本的に前部に衝撃を与えるウィンチ力（Ｆｓ）（図１７参照）は、図示した実施形態では、接続部品４、５の間の衝撃ゾーン（Ａ、Ｂ）に沿って、基本的に左右２８、２９に向って水平に、かつ下方３０に向って垂直に、これらの磨耗延出部２８、２９、３０によって形成される停止面により吸収される。
【００５７】
しかし、負荷の特定の部分は、著しく小さくはあるが、切欠き１４の後部１９および中間部２０と歯脚１３の接面１５との間の歯システムの継手に沿った面２３、２５に沿った前記収束のため、伝達されることがあり得る。その場合、軸方向の負荷の伝達は、使用が長期にわたると大きくもなる。継手の長さ方向の面２２、２３、２５、２６は高度の耐摩擦力性を有するので、いずれにせよ磨耗は無視できるほど小さくなる。
【００５８】
横方向力Ｆｐおよび剪断力Ｆｃ、ならびに全ての力Ｆｐ、Ｆｓ、Ｆｃが引き起こすトルクもまた、ホルダ４の継手に沿った接面１５によっても吸収されるが、これらはまた大部分を、継手の前部（Ｃ）で接面１５を介して、その比較的大きい接面が低い表面負荷およびしたがって最小限の磨耗を保証する前記磨耗延出部２８、２９、３０に沿っても吸収される。
【００５９】
切欠き１４の設計は、歯部５の脚１３、およびホルダ４に面する歯部５の表面（Ｂ）の説明により、いっそう明確になる。
【００６０】
図に示す歯部５好適な実施形態では、歯脚１３、およびホルダ４に面する歯部５の背面（Ｂ）（図１０、１３および２６参照）は、それ自体の溝２４、２８、２９、３０と夫々相互作用する少なくとも四つの突起アーム３１、３２、３３、３４を含むマルチアーム、好ましくは十字形の断面（Ｔ１）を形成する。断面は、実施形態には示さないが、より多くのアームを持つ、例えば五つのアームを持つ星形、または六つのアームを持つアスタリスクの形等とすることができる。
【００６１】
対照的に、負荷は大きい総接触面積全体に分配されるはずであり、該面積は通常突起アーム３１、３２、３３、３４の個数と共に増大するので、かつ突起アーム３１はさらに切欠きネック２４を通って外に配設され、隙間を持つはずであり、したがって初期には負荷の吸収に貢献しないので、三つの横方向負荷の各々が、各横方向負荷の作業方向に対し直角に配設されるそれら自体の夫々の停止面によって吸収しなければならないため、四つより少ない突起アーム３１、３２、３３、３４は望ましくない。回転方向を時計回りまたは反時計回りに選択することのできる回転工具の場合、各作業方向に対し停止面があることの重要さが増大する。
【００６２】
切欠き１４の後部１９および中間部２０に沿った長さ方向の内部表面２２、２３、２６はまた最適には、負荷に影響されないようにすべきであり、あるいは低い負荷およびトルクだけを吸収すべきであり、つまり大部分は逃げ面１６として働くべきである（図１９および２７参照）。代わりに、全てまたは少なくともほとんど全ての負荷およびトルクは、対応する突起アーム３２、３３、３４と共に側面２８、２９および下方３０を向いた磨耗延出部間の負荷伝達相互作用によって吸収しなければならない。
【００６３】
図示する実施形態では、突起アーム３１、３２、３３、３４は、基本的に斜めであり対称的に上向きの前方傾斜に対して角度を成す歯部５の後部３１と、基本的に水平であり歯先３１の両側に左右対称な二つの横方向に配設された翼部３２、３３と、基本的に下向きであり垂直方向に配設されたヒール３４により構成される。アーム３１はまた、この「アーム」３１が主にホルダ４の外側の部分を形成するときに歯先３１としても設計される（図３、１７および１８参照）一方、他の突起アーム３２、３３、３４は、全部ではないとしても大部分がホルダ４の溝２８、２９、３０内に配置される。前記実施形態の歯先３１は、一部には、ウィンチ力Ｆｓに対して２２°の最適角度αおよび剪断力Ｆｃに対して１１２°の最適角度βを持つ前面３５を有し、かつ一部には、横方向分力Ｆｐと長さ方向対称軸線Ｙに沿った垂直面との間に９０°の最適角度γを有する。代わりに対称軸線Ｙに沿って配設される基準面に対する衝撃分力Ｆｐ、Ｆｃ、Ｆｓの角度比が示される場合、面とウィンチ力Ｆｓとの間の角度δは１００°が最適であり、基準面と剪断力Ｆｃとの間の角度εは１０°が最適である一方、前述した横方向分力Ｆｐは、前記基準面に対して平行に、つまり９０°の最適な角度γで、衝撃を与える。従来の歯システムでは、ウィンチ力角度αおよび剪断力角度βはかなり大きいので、てこの原理は本発明の歯システムの設計１ほど充分に発揮されない。ヒール３４を形成する支点の両側のトルクアーム間、例えば歯先３１の自由突起長（ｂ）とホルダ４内に挿入される脚１３の長さ（ｒ）との間のてこ率は、ここでは１よりかなり低く、つまり（ｂ）／（ｒ）＜１であり、それと対照的に従来の歯システムでは２により近く、つまり（ｂ）／（ｒ）＝〜２である。
【００６４】
上述した角度およびてこ率は、厳密に［排他的に］示した値だけに限定されず、むしろそれらは妥当な区間内で変化できることを理解すべきである。
【００６５】
図１７、１８、および１９に関連して、力Ｆｓ、Ｆｃ、Ｆｐ、およびヒール３４の周りに力Ｆｓ、Ｆｃ、Ｆｐから生じるトルクがいかに吸収されるように意図されているかについてのさらなる説明を、以下に見ることができる。点力Ｆｓ、Ｆｃ、Ｆｐは、切欠き膨張部２８、２９、３０を含む切欠き１４に沿った接面１５と、歯部の対応する部分３２、３３、３４に沿った対向接面１５とを含む、特定の選択された接触ゾーンを介して、表面負荷として吸収される。トルクは支点の両側で逆向きに作用する相互作用する力を生じ、この反応力は理論的には、所定の支点の両側に一つずつ配設される少なくとも二つの接触ゾーンを介して吸収される。簡素化するために、各接触ゾーンをここでは図１９による歯部４の接面１５を通して要約するが、他の図、特に図２６および２７も参照されたい。
【００６６】
ウィンチ力Ｆｓは基本的に、二つの横方向に配設される翼部３２、３２（図５および１５参照）の下方の基本的に水平な側方接面Ｆ１およびＦ２と、歯脚１３（図６および１０参照）の上方の傾斜した長さ方向接面Ｄ１およびＤ２とに沿って形成される、接触ゾーンを介して吸収される。
【００６７】
剪断力Ｆｃは、歯部５の二つの横方向に配設される翼部３２、３２（図５および１１参照）の上方の傾斜した表面Ｂ１およびＢ２と、歯脚１３（図４および１５参照）の底部の基本的に水平な下方の接面Ｅ１およびＥ２とに沿って形成される、接触ゾーンを介して吸収される。
【００６８】
横方向力Ｆｐ、およびその結果発生し、言うまでもなく特定の力Ｆｐの衝撃の変わりやすい方向に応じて圧力または引張り応力のいずれかによって構成されるトルクは、図１９において右からの力の場合、トルクヒール３４（図７および１３参照）の基本的に垂直な長さ方向の表面Ｇ２と、歯脚１３（図６および１０参照）の頂部における上方の傾斜した長さ方向接面Ｄ１と、歯部５の一つの側方翼部３３（図５および１５参照）における下方の基本的に水平な側方接面Ｆ２と、歯部５のもう一つの側方翼部３２（図５および１１参照）における上方の傾斜面Ｂ１と、歯部５の側方翼部３２（図７および１０参照）における上方の基本的に水平な側方接面Ｃ１とに沿って形成される接触ゾーンを通して基本的に吸収される。
【００６９】
左から受ける力Ｆｐの場合、接面Ｇ１、Ｄ２、Ｆ１、Ｂ２、およびＣ２が同様に適応される。
【００７０】
このことから、図１９に従ってＨ１、Ｈ２、Ｉ１、Ｉ２、Ｊ１、Ｊ２と指定されたホルダ４および歯部５の表面は、歯システム１の通常の使用条件下では、通常衝撃負荷が無く、したがって逃げ面であるということになる。連続トルクおよび変形／磨耗がある場合、逃げ面Ｈ１、Ｈ２、Ｊ１、Ｊ２、Ｉ１、Ｉ２は徐々に接面へと変形し、そうすると表面負荷が追加面積全体に分配され、それにより磨耗の進行は低減される。先行技術によって公知のシステムに比較して、ヒール３４である追加の突起アームをも含む歯システム１によって、かなりの利点が達成され、横方向力Ｆｐも継手の前部（Ｃ）で吸収され、それは独特である。本発明に係る接続ジオメトリによって、各歯１の磨耗部５はずっと効果的に確実にかつ作動的に信頼できる仕方で適切に保持され、衝撃力Ｆｓ、Ｆｃ、Ｆｐおよびそれらの結果として生じるトルクは通常、この目的のために意図されるだけでなく、特定の画定された負荷およびトルクのためにも意図された、実質的により大きい接面１５を通してのみ吸収される。力Ｆｓ、Ｆｃ、Ｆｐのための接面およびＦｐに依存するトルクのための接面は主に、継手の前部（Ｃ）に設定されるので、非常に微小な磨耗が発生するだけであり、歯システム１の寿命サイクルはかなり延びる。
【００７１】
一定使用期間後に、歯システム１の後部継手１３、２０に沿った衝撃表面力はおそらく、実効部品４、５の磨耗およびある程度の塑性変形を引き起こし得、それは以前には高価でしばしば複雑な保守を必要とした。逃げ面１６の可能性のおかげで、これらの問題は、継手の後部接面１３、２０に、つまり切欠き／蟻溝１４自体内に適切な硬質金属の容易に取外し可能なインサートを取り付ける可能性を含み、該インサートが衝撃表面力を吸収する、本発明の歯システムの設計１の好適な実施形態によって解消され、あるいは少なくとも基本的に低減される。単純かつ簡単な保守がそれによって達成され、インサートは磨耗するか予め定められた程度まで磨耗または塑性変形したときに極めて簡単に交換することができる。
【００７２】
新規の改善された歯システム１では、上向きに開口した延長切欠き２４が、切欠き２４およびホルダ４から外に、つまり背部３７の対角頂部３８より上に延出する、一つまたはそれ以上の強力な剛性強化装置３６の形の別の二次材料補強を歯部５の背部３７に沿って、およびその側面３９に沿って設置することを可能にし、それにより歯部５の強度を増大する可能性がもたらされるという事実のおかげでさらなる利点が達成され、それ自体脚型の歯システム１に全く独特である。切欠きネック２４を通過しその上に延出する背部３７はまた、それを軽く叩くと歯部５が外れるので、取外しを容易にする。
【００７３】
交換可能な歯部５のホルダ４への動的でしかも信頼できる締着を生み出すために、接続部品４、５は、上述した継手の特徴的な接続ジオメトリとは別に、弾性的で解除可能かつ調整可能な予張力付加ロックを達成するための、部品４、５に共通するロックシステム４０をも備える。該ロックシステム４０は、歯システム１の寿命サイクル中ずっと、つまり、その予張力付加能力のため、ロックシステム４０および／または接続部品の磨耗が増大しても、ハンマリングを生じることなく、接続部品４、５の確実かつ密着した固定を維持する。
【００７４】
ロックシステム４０（図２０〜２４参照）は、切欠き１４の長さ方向側壁２２の基本的に軸方向に、かつ切欠き１４の両側に一つずつ、ホルダ４に横方向に配設された二つの基本的に垂直な停止面４５、４６の方向に延長部として適切に延在する、二つのブレード４３、４４の間の空腔１４の開口後部延出部１９内に正確に嵌合するように設計された取付装置４２を含み、ホルダ４の後面１７に配設される締結装置４１を備える。図２０〜２４に示す実施形態では、取付装置４２は、中心円形正面支持板５０に取り付けられた三つのＬ字形取付部品４７、４８、４９を含み、該支持板５０にはそれを貫通する中心穴５１が形成される。取付部品の二つ４７、４８は、ブレード４３、４４の長さ方向の壁２２および各々の垂直停止面４５、４６に夫々支承されるように配設される一方、第三の取付部品４９は切欠きの底面２３および歯脚１３の横方向後端面５２（図１２参照）に支承されるように設計される。さらに締結装置４１は、取付装置４２の中心に配設されるボルト５３（図２３参照）および支持板穴５１を含む。ボルト５３は、前端に配設された爪またはフック５４と、後部張力付与およびロック装置５６用に意図された後向き端のねじ５５とを有する。
【００７５】
張力付加およびロック装置５６の好適な実施形態は、その内側底面５７が封止された後部スリーブ５８と、前記スリーブ５８内で前記封止底面５７に接して前記ねじ穴５３に回転自在に配設されるロックナット５９とを含む。スリーブ５８の封止底面５７と支持板５０との間で、ボルト５３にねじ止めされた弾性体６０も配設され、それを通して特定の定められた予張力を、作動時に動的であるが常に引張り力の形で、したがってたとえホルダ４が磨耗しているときでも、新しい歯部５が取り付けられるたびに常に軸方向の力を統合する張力付加装置４１を介して、ホルダ４から歯部５へ調整可能に伝達することができる。
【００７６】
本発明の歯システム１のホルダ４の後端１７、１９における張力付加装置４１の交換は、実際のロック機構が工具２によってほぐされた排土塊から損傷を受けるのを防止すると同時に、特定のロックシステム４０のロック装置５６は、標準的工具、便宜的に空気レンチまたは電動レンチを使用して、実質的な損傷の危険性無く、より簡単かつ効率的に装着したり取り外すことができる。
【００７７】
張力付加装置４１の爪またはフック５４は、張力付加装置４１と相互作用しかつ歯部５の後端５２に便宜的に配設される凹部またはフック装置６１内またはその付近に把持するように配設される。
【００７８】
歯部５とホルダ４との間に存在する空間および／または隣接する歯用の空間が締め付けられた場合でも、本発明に係る改善されたロックシステム、点検のためのロック装置５６へのアクセス、および磨耗した歯部５の容易な交換は依然として達成される。
【００７９】
歯システム１の図示した実施形態では、所定のロックシステムおよび／またはその変形への歯部５および／または接続部４、５の基本的適応無しに、異なる型のロックシステム、および／またはロックシステム自体の変形を使用することができる。ロックシステム４０はまた、非常にしばしば先行技術によって公知の従来の歯システムに悪影響を及ぼした、ホルダのロック装置開口が磨耗した歯部の延出するロック装置開口にもはや合わなくなる問題に影響を受けることも起こり得ない。本発明のロックシステムでは、ロック装置５６は歯システム１の後端１７に軸方向に取り付けられ、調整され、かつ取り外され、これは、行われる作業を複雑にする継手の接続ジオメトリを変形するおそれなく、達成される。
【００８０】
したがって、張力付加装置４１は、切欠きに沿って基本的に内側に、かつ空腔１４の軸対称軸線Ｙに沿って軸方向に、つまり工具２の作業方向に対して基本的に後方に、ホルダ４を歯部５に対して締め付ける調整可能な弾性予張力付加をもたらすように構成され、マルチアーム形状および予張力付加は、歯システム１の全寿命サイクル中ずっと、歯部５が常にホルダ４に対して、かつしたがって所定の工具２および作業面（Ｗ）に対しても、予め定められた位置に配置されることを保証する。
【００８１】
代替実施形態
本発明はここに示し実施形態に限定されず、特許請求の範囲の枠組内でさまざまな変形することもできる。
【００８２】
アームの数、歯システムおよび部品の構成要素の大きさ、材料、および形状は、開発機会の支配的な条件に応じて適応されることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】浚渫機カッタの回転体上の突起ブレードに沿って確実に配設された後部ホルダに着脱自在に夫々取り付けられた交換可能な前歯部を含む、本発明に係る歯システムの略斜視図である。
【図２】螺旋状ブレードおよび土塊をほぐすための後部吸引装置をより詳しく示す、図１に係る浚渫機カッタの略側面図である。
【図３】図１に係る歯システムの好適な実施形態の部品の後方から斜めから見た略斜視図である。
【図４】図３に係るホルダの好適な実施形態の部品の斜視図である。
【図５】歯先、背部、およびトルクヒールの側方翼用（図１０参照）に意図された十字形蟻溝の前方延出部を示す、図４に係る歯部の部品の正面から斜めに見た略斜視図である。
【図６】図４に係るホルダの部品の後方から見た略端面図である。
【図７】図４に係るホルダの部品の正面から見た略端面図である。
【図８】図４に係るホルダの部品の右側から見た略側面図である。
【図９】図４に係るホルダの部品の上から見た略平面図である。
【図１０】図３に係る歯部の好適な実施形態の部品の後方から斜めに見た略斜視図である。
【図１１】図１０に係る歯部の部品の上から見た略平面図である。
【図１２】図１０に係る歯部の部品の右側から見た略側面図である。
【図１３】図１０に係る歯部の部品の後方から見た略端面図である。
【図１４】図１０に係る歯部の部品の正面から見た略平面図である。
【図１５】図１０に係る歯部の部品の下から斜めに見た略斜視図である。
【図１６】図１０に係る歯部の部品の下から真直ぐに見た略底面図である。
【図１７】図１０に係る歯部の側面および端面に関連して、作業力の結果生じる内部垂直分力（Ｆｐ、Ｆｃ、Ｆｓ）の解説的定義を示す。
【図１８】図１０に係る歯部の側面および端面に関連して、作業力の結果生じる内部垂直分力（Ｆｐ、Ｆｃ、Ｆｓ）の解説的定義を示す。
【図１９】図１０に係る歯部に関連する多数の接面および逃げ面の位置を概略的に示す。
【図２０】本発明に係る締結装置の部品の好適な実施形態を、上から斜めに見た略斜視図で示す。
【図２１】本発明に係る締結装置の部品の好適な実施形態を、正面から斜めに見た略斜視図で示す。
【図２２】本発明に係る締結装置の部品の好適な実施形態を、下から斜めに見た略斜視図で示す。
【図２３】図２０に係る締結装置の部品の右側から見た略断面図を、内部がよく見えるように特定の部品を削除した状態で示す。
【図２４】図４に係るホルダに取り付けられた図２０に係る締着装置の部品の上から斜めに見た略斜視図である。
【図２５】図２に係る浚渫機カッタの回転体の部品の横から斜めに見た略斜視図である。
【図２６】ホルダの部品、切欠き、および図３に係る側方翼とヒールとを含む歯部の脚を通して切った、継手の正面部内に位置する後方から見た略断面（Ｔ１）を示す。
【図２７】ホルダの部品、切欠き、および図３に係る後端により近い歯部の脚を通して切った、継手の後部内に位置する後方から見た略断面（Ｔ２）を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【国際調査報告】
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