BR112021015517B1

BR112021015517B1 - Conexão de estacas, estrutura de acoplamento de estaca, e método de acoplamento de estaca

Info

Publication number: BR112021015517B1
Application number: BR112021015517-1A
Authority: BR
Inventors: Akio Kitamura; Masahiko Yoshikawa
Original assignee: Giken Ltd.
Priority date: 2019-02-12
Filing date: 2020-02-12
Publication date: 2022-12-27
Also published as: BR112021015517A2; WO2020166607A1; US11519149B2; US20220136200A1

Abstract

CONEXÃO DE ESTACAS, ESTRUTURA DE ACOPLAMENTO DE ESTACA, E MÉTODO DE ACOPLAMENTO DE ESTACA. A presente invenção refere-se a conexão de estacas, uma estrutura de acoplamento de estaca, e método de acoplamento de estaca que permitem a união firme das estacas a serem acopladas. Uma conexão (10) para acoplamento de duas estacas (12) compreende um corpo tubular (16), dentro do qual cada estaca (12) fornecida com uma chave (14) em uma periferia da mesma, é inserida através de uma extremidade (16A) do corpo (16); e uma parte de encaixe (22), formada no corpo (16), de modo a ser encaixada na chave (14) pela inserção e rotação da estaca (12). A parte de encaixe (22) é formada com um formato afunilado que possui uma superfície (22A) que é inclinada de modo a se distanciar da extremidade (16A) do corpo (16) à medida que a superfície (22A) se estende na direção da rotação da estaca (12); ou um formato de cunha para encaixar entre uma projeção e uma estaca.

Description

Referência Cruzada a Pedidos Relacionados

[0001] Esse pedido reivindica os benefícios dos Pedidos de Patente No. 2019-22622, depositado em 12 de fevereiro de 2019 no Japão, e No. 2020-21278, depositado em 12 de fevereiro de 2020 no Japão, o conteúdo dos quais é incorporado aqui por referência.

Campo Técnico

[0002] A presente invenção refere-se a uma conexão de estacas, a uma estrutura de acoplamento de estaca e a um método de acoplamento de estaca.

Técnica Fundamental

[0003] Em alguns casos, nos quais uma estaca, que deve ser instalada subterraneamente, não é longa o suficiente, duas ou mais estacas podem ser acopladas juntas a fim de serem instaladas subterraneamente.

[0004] Em tal caso, a junção por solda, que acopla as estacas por solda, exige tempo para a realização da solda no local da instalação subterrânea, também exige uma inspeção de solda, e, portanto, exige muito tempo e esforço. O clima no local da instalação subterrânea e a especialização do soldador podem fazer com que a qualidade da solda varie e, adicionalmente, a solda das estacas propriamente ditas pode não ser realizada dependendo do espaço superior ou outras condições do local.

[0005] Por outro lado, o documento de patente 1, por exemplo, descreve o acoplamento de uma pluralidade de membros de perfuração cilíndricos por meio de um membro de conexão cilíndrica, como uma conexão mecânica que não envolve trabalho de solda do local da instalação subterrânea. Cada membro de perfuração cilíndrico é fornecido com uma saliência projetada na periferia externa de sua extremidade, e o membro de conexão encaixa na saliência para realizar o posicionamento.

Documento da Técnica Anterior

[0006] Documento de patente 1: Pedido de Patente japonês Aberto a Inspeção Pública: No. Sho 63-40088

Sumário da Invenção Problemas a Serem Solucionados pela Invenção

[0007] No entanto, apesar de a estrutura descrita no documento de patente 1 permitir que as saliências dos membros de perfuração cilíndricos e do membro de conexão sejam encaixadas juntas para realizar o posicionamento, os membros de perfuração cilíndricos a serem acoplados não serão unidos com firmeza pela estrutura.

[0008] Uma finalidade da invenção em vista do acima exposto é fornecer uma conexão de estacas, uma estrutura de acoplamento de estaca, e um método de acoplamento de estaca para permitir a união firme das estacas a serem acopladas.

Meios para se Solucionar os Problemas

[0009] Uma conexão de estacas da invenção serve para acoplar duas estacas, e a conexão de estacas compreende um corpo tubular dentro do qual cada estaca fornecida com uma projeção em uma periferia da mesma é inserida através de uma extremidade do corpo; e uma porção de encaixe, formada no corpo, de modo a ser encaixada na projeção pela inserção e rotação da estaca, onde a porção de encaixe é formada com um primeiro formato, possuindo uma superfície que é inclinada de modo a se distanciar da extremidade do corpo à medida que a superfície se estende na direção de rotação da estaca; ou um segundo formato para encaixar entre a projeção e a estaca.

[00010] Nessa configuração, visto que a porção de encaixe é formada com o primeiro formato, possuindo a superfície que é inclinada de modo a se distanciar da extremidade do corpo, à medida que a superfície se estende na direção de rotação da estaca, a inserção, na estaca, da conexão de estacas, e a rotação da estaca, fazem com que a estaca se mova na direção da inserção, isso é, na direção da outra estaca a ser acoplada pela conexão de estacas. Como resultado disso, as extremidades das duas estacas a serem acopladas entram em contato uma com a outra e a superfície inclinada da porção de encaixe também entra em contato com uma superfície da projeção voltada para a superfície inclinada, o que faz com que as duas estacas e a conexão de estacas sejam comprimidas. O primeiro formato formado na porção de encaixe, dessa forma, permite a união de duas estacas a serem acopladas e a conexão de estacas.

[00011] A porção de encaixe também é formada com o segundo formato para encaixar entre a projeção e a estaca, que produz o chamado efeito de cunha entre a projeção e a porção de encaixe e, por exemplo, permite a prevenção de deslizamento entre a projeção e a porção de encaixe, o que pode ocorrer quando estacas instaladas subterraneamente são extraídas. O segundo formato formado na porção de encaixe, dessa forma, permite a união firme das estacas e da conexão de estacas.

[00012] Na conexão de estacas da invenção, a porção de encaixe pode ser formada de modo que o segundo formato seja formado na superfície que forma o primeiro formato. A configuração permite também a união das duas estacas, a serem acopladas, e a conexão de estacas.

[00013] Na conexão de estacas da invenção, a projeção pode apresentar um formato plano, o interior do qual é recortado. A solda da borda externa da projeção, para fornecer a projeção na estaca, produziria um friso (marca de solda) em torno da borda externa da projeção, e o friso pode constituir um obstáculo para o encaixe entre a projeção e a porção de encaixe. Essa configuração permite que um friso seja formado dentro do formato plano soldando-se o recorte dentro do formato plano e, portanto, pode evitar que um friso constitua um obstáculo para o encaixe entre a projeção e a porção de encaixe.

[00014] Na conexão de estacas da invenção, cada estaca pode ser fornecida com uma pluralidade de projeções, cada projeção, espaçada em ângulos desiguais em uma direção da circunferência, e o corpo podendo ser formado com uma pluralidade de porções de encaixe, cada uma idêntica à porção de encaixe, correspondendo às projeções. Uma estrutura simples com essa configuração permite que as estacas acopladas sejam reforçadas pelo fornecimento de projeções nas posições na direção transversal, onde as estacas precisam ser relativamente fortes.

[00015] Na conexão de estacas da invenção, o corpo pode ser fornecido com um membro de reforço para cobrir pelo menos cada porção de encaixe. A resistência do corpo é relativamente reduzida em uma área na qual a porção de encaixe é formada, e essa configuração permite que o membro de reforço aperfeiçoe a resistência reduzida.

[00016] A conexão de estacas da invenção pode compreender um membro de retenção a ser fixado ao membro de reforço e impedir que cada projeção desengate da porção de encaixe. Os métodos de fixação do membro de retenção ao membro de reforço nessa configuração incluem, por exemplo, aparafusamento, e inserção de um pino formado no membro de retenção dentro de um furo formado no membro de reforço, o que pode evitar de forma confiável que a projeção fornecida na estaca desengate da porção de encaixe.

[00017] Na conexão de estacas da invenção, o membro de reforço pode ser formado com um furo para verificar que cada projeção seja inserida na porção de encaixe. Essa configuração permite que um operador verifique visualmente como a projeção é inserida na porção de encaixe mesmo quando o membro de reforço é fornecido.

[00018] Na conexão de estacas da invenção, cada porção de encaixe pode ser formada com uma pluralidade de primeiros formatos, cada um sendo idêntico ao primeiro formato, ou uma pluralidade de segundos formatos, cada um sendo idêntico ao segundo formato, dispostos em uma direção de um eixo geométrico de estacas. A formação de uma pluralidade de primeiro ou segundo formatos em cada par de encaixes nessa configuração permite a união das estacas a serem acopladas.

[00019] Na conexão de estacas da invenção, uma das duas estacas pode ser instalada subterraneamente, e a outra estaca pode ser utilizada de uma forma auxiliar para instalação subterrânea de uma estaca e pode ser posicionada acima da primeira estaca. A outra estaca a ser utilizada para auxiliar na instalação subterrânea de uma estaca é acoplada pela conexão de estacas nessa configuração, de modo que a estaca possa ser instalada subterraneamente sem ser suspensa.

[00020] Uma estrutura de acoplamento de estaca da invenção compreende uma estaca fornecida com uma projeção em uma periferia da mesma; e uma conexão de estacas que possui um corpo tubular dentro do qual a estaca é inserida através de uma extremidade do corpo e compreende uma porção de encaixe a ser encaixada na projeção pela inserção e rotação da estaca, a porção de encaixe sendo formada com um primeiro formato possuindo uma superfície que é inclinada de modo a se distanciar da extremidade do corpo à medida que a superfície se estende na direção de rotação da estaca; ou um segundo formato para encaixar entre a projeção e a estaca. Essa configuração permite uma união mais firme das duas estacas, a serem acopladas, e a conexão de estacas.

[00021] Um método de acoplamento de estaca da invenção serve para acoplar duas estacas por meio de uma conexão de estacas que possui um corpo tubular, dentro do qual cada estaca fornecida com uma projeção em uma periferia da mesma é inserida através de uma extremidade do corpo, e compreende uma porção de encaixe a ser encaixada na projeção pela inserção e rotação da estaca, a porção de encaixe sendo formada com um primeiro formato que possui uma superfície inclinada, de modo a se distanciar da extremidade do corpo à medida que a superfície se estende na direção de rotação da estaca; ou um segundo formato para encaixar entre a projeção e a estaca, onde o método de acoplamento de estaca possui uma primeira etapa de instalação subterrânea de uma ou mais duas estacas; e uma segunda etapa de suportar a outra estaca acima da estaca instalada subterraneamente e girar a outra estaca de modo que as duas estacas sejam encaixadas juntas pela conexão de estacas. Essa configuração permite a união mais firme das duas estacas, a serem acopladas, e a conexão de estacas.

[00022] Um método de acoplamento de estaca da invenção serve para acoplar uma primeira estaca e uma segunda estaca por meio de uma conexão de estacas que possui um corpo tubular, dentro do qual cada estaca fornecida com uma projeção em uma periferia da mesma é inserida através de uma extremidade do corpo, e compreende uma porção de encaixe a ser encaixada na projeção pela inserção e rotação da estaca, a porção de encaixe sendo formada com um primeiro formato que possui uma superfície inclinada, de modo a se distanciar da extremidade do corpo à medida que a superfície se estende na direção de rotação da estaca; ou um segundo formato para encaixar entre a projeção e a estaca, onde o método de acoplamento de estaca possui uma primeira etapa de agarre da segunda estaca com um segundo agarre compreendido em uma máquina de pressão; uma segunda etapa de agarre da primeira estaca com um primeiro agarre compreendido na máquina de pressão; e uma terceira etapa de movimentação do primeiro agarre de modo que as extremidades das primeira e segunda estacas entrem em contato uma com a outra, girando o primeiro ou segundo agarre, e, dessa forma, acoplando as primeira e segunda estacas por meio da conexão de estacas. Essa configuração permite um acoplamento mais variável das duas estacas visto que as duas estacas são acopladas juntas pela conexão de estacas com as estacas sendo agarradas pelos primeiro e segundo agarres, respectivamente.

Vantagem da Invenção

[00023] A invenção permite a união firme de duas estacas a serem acopladas.

Breve Descrição dos Desenhos

[00024] A figura 1 é uma vista externa das estacas e uma conexão de uma primeira modalidade, onde (a) é uma vista transversal da junta, (b) é uma vista lateral da junta; (c) é uma vista transversal de uma das estacas e (d) é uma vista lateral das estacas; A figura 2 ilustra um método de acoplamento de estacas e conexão da primeira modalidade, onde (a) é uma etapa de inserção de uma das estacas na conexão e (b) ilustra uma etapa de rotação da estaca com relação à junta; A figura 3 é uma vista ampliada ilustrando um estado no qual as chave e porções de encaixe da primeira modalidade são encaixadas juntas; A figura 4 é uma vista transversal longitudinal das estacas onde as chaves são fornecidas, e da conexão onde as porções de encaixe são formadas na primeira modalidade, onde (a) ilustra separadamente as estacas e a junta, e (b) ilustra um estado no qual as estacas e a conexão são acopladas juntas; A figura 5 ilustra os pontos de transferência de carga das duas estacas e da conexão da primeira modalidade no acoplamento das duas estacas, onde (a) ilustra os pontos de transferência de carga no pressionamento das estacas, (b) ilustra os pontos de transferência de carga na extração das estacas instaladas subterraneamente, e (c) ilustra pontos de transferência de carga na rotação das estacas; A figura 6 ilustra um procedimento de acoplamento de duas estacas da primeira modalidade e instalação das mesmas subterraneamente utilizando uma máquina de pressão, onde (a) e (b) ilustram uma etapa de inserção da conexão em uma das estacas e (c) ilustra uma etapa de rotação de estaca de modo que as duas estacas sejam acopladas pela junta; A figura 7 é uma vista externa de um membro de reforço da primeira modalidade; A figura 8 ilustra um método de acoplamento das estacas e conexão da primeira modalidade, onde (a) é uma etapa de inserção de uma das estacas na conexão e (b) ilustra uma etapa de rotação da estaca com relação à junta; A figura 9 ilustra batentes da primeira modalidade, onde (a) ilustra um estado no qual os batentes são inseridos depois de a conexão e as estacas serem acopladas juntas, (b) é uma vista externa de um dos batentes e (c) ilustra uma mudança na posição de um pino devido ao retorno de uma mola em cantiléver; A figura 10 ilustra uma variação de batentes da primeira modalidade, onde (a) ilustra um estado no qual os batentes são inseridos depois de a conexão e as estacas serem acopladas juntas, e (b) é uma vista externa de um dos batentes; A figura 11 é uma vista externa de uma variação de estacas e conexão da primeira modalidade; A figura 12 é uma vista externa de uma variação de estacas e conexão da primeira modalidade; A figura 13 é uma vista externa de estacas e uma conexão de uma segunda modalidade; A figura 14 ilustra um procedimento de instalação subterrânea de uma estaca utilizando uma máquina de pressão de uma terceira modalidade, onde (a) ilustra um estado no qual uma estaca inferior e um acessório de acionamento simplificado são acoplados juntos e a máquina de pressão agarra os mesmos em torno da junta, (b) ilustra um estado no qual a estaca inferior e o acessório de acionamento simplificado são acoplados juntos e a máquina de pressão está instalando a estaca inferior subterraneamente, e (c) ilustra um estado no qual as estacas inferior e superior são acopladas juntas e a máquina de pressão está instalando a estaca inferior mais profundamente; A figura 15 é uma vista lateral de uma mandíbula escalonada compreendida em um mandril da máquina de pressão da terceira modalidade; A figura 16 ilustra um procedimento de instalação subterrânea de estacas utilizando uma máquina de pressão de uma quarta modalidade, onde (a) ilustra um estado no qual um submandril agarra uma estaca inferior e um mandril principal agarra uma estaca superior, (b) ilustra um estado no qual as chaves da estaca inferior são inseridas em uma conexão da estaca superior, (c) ilustra um estado no qual as chaves da estaca inferior são encaixadas na conexão da estaca superior pela rotação da estaca superior, e (d) ilustra um estado no qual as estacas inferior e superior são acopladas juntas e a máquina de pressão está instalando a estaca inferior mais profundamente; A figura 17 é um diagrama de configuração esquemática do submandril compreendido na máquina de pressão da quarta modalidade, e A figura 18 ilustra batentes da quarta modalidade, onde (a) ilustra uma vista externa dos membros de reforço e barreiras, (b) ilustra uma vista em uma seta A e (c) ilustra uma vista lateral ilustrando como uma das chaves atravessa a barreira e encaixa na porção de encaixe. Modos de se Consubstanciar a Invenção

[00025] As modalidades da invenção serão agora descritas com referência aos desenhos. As modalidades descritas abaixo são meramente ilustrativas das formas de implementação da invenção, e não limitam a invenção às configurações específicas descritas abaixo. Quando a invenção deve ser implementada, qualquer configuração específica pode ser adequadamente adotada de acordo com a modalidade.

Primeira Modalidade

[00026] A figura 1 é uma vista externa de uma conexão 10 e estacas 12 e 12 compreendidas em uma estrutura de acoplamento de estaca dessa modalidade. A figura 1(a) é uma vista transversal da conexão 10, a figura 1(b) é uma vista lateral da conexão 10, a figura 1(c) é uma vista transversal de uma das estacas 12, e a figura 1(d) é uma vista lateral das estacas 12.

[00027] Cada estaca 12 da modalidade é, por exemplo, uma estaca a ser instalada subterraneamente e é fornecida com chaves 14, cada uma correspondendo à projeção da invenção, na periferia externa 12A da estaca. Quatro chaves 14 são fornecidas na periferia externa 12A de cada estaca 12, que é, no entanto, apenas um exemplo e só é necessário se fornecer pelo menos uma chave 14 na periferia externa 12A de cada estaca 12. Cada chave 14 é plana e é formada de modo a ter, por exemplo, um formato retangular com quatro superfícies.

[00028] A conexão 10 acopla as duas estacas 12 e 12 juntas, e corresponde à conexão de estacas da invenção. A conexão 10 possui um corpo tubular 16 no qual cada estaca 12 é inserida através de cada uma das extremidades 16A e 16A, e o diâmetro da circunferência interna do corpo 16 é formado ligeiramente maior do que o diâmetro da circunferência externa das estacas 12, de modo que o corpo 16 possa cobrir as periferias externas 12A das estacas 12.

[00029] O corpo 16 é formado com porções de engate 18, cada uma das quais engata uma das chaves 14 de uma das estacas 12, cada uma sendo fornecida para uma das extremidades 16A e 16A. Em outras palavras, a conexão 10 da modalidade possui uma estrutura simétrica na direção na qual as estacas 12 são acopladas (também referida como "direção vertical"). O corpo 16 da modalidade é formado com dois conjuntos de quatro porções de engate 18, os dois conjuntos dispostos na direção vertical, de modo que correspondam a cada estaca 12 fornecida com quatro chaves 14.

[00030] Cada porção de engate 18 é formada com uma porção de inserção 20 dentro da qual cada chave 14 é inserida através da extremidade 16A do corpo 16; e uma porção de encaixe 22 a ser encaixada na chave 14 pela inserção e rotação de uma das estacas 12. Cada porção de inserção 20 sendo formada em uma direção paralela à direção do eixo geométrico das estacas 12, e a porção de encaixe 22 é formada em uma direção que intersecta a direção do eixo geométrico das estacas 12. Essa configuração faz com que cada porção de engate 18 da modalidade tenha um formato de L, mas o formato não está limitado a isso e só é exigido que se forme o formato que encaixe a chave 14, que é inserida através da porção de inserção 20, em uma direção que intersecte a direção do eixo geométrico das estacas 12. Por exemplo, cada porção de engate 18 pode possuir um formato de T invertido.

[00031] A figura 2 ilustra um método de acoplamento de duas estacas 12 e 12 fornecido com as chaves 14 e a conexão 10. Uma das estacas 12 é inserida na conexão 10 através de uma das extremidades 16A do corpo 16, e a outra estaca 12 é inserida na conexão 10 através da outra extremidade 16A (figura 2(a)). Uma das estacas 12 é, então, girada para fazer com que as chaves 14 fornecidas nas estacas 12 encaixem nas porções de encaixe 22 da conexão 10, resultando no acoplamento (figura 2(b)).

[00032] As extremidades 12B e 12B das duas estacas 12 e 12 acopladas pela conexão 10 estão em contato uma com a outra. Em outras palavras, as chaves 14 fornecidas nas estacas 12 e as porções de encaixe 22 da conexão 10 possuem uma relação de posição na qual as extremidades 12B e 12B das estacas 12 e 12 entram em contato uma com a outra quando as duas estacas 12 e 12 são acopladas pela conexão 10. Na modalidade, por exemplo, as chaves 14 são fornecidas nas estacas 12 de acordo com as posições das porções de encaixe 22, de modo que as extremidades 12B e 12B das estacas 12 e 12 entrem em contato uma com a outra no centro na direção de altura da conexão 10.

[00033] Os formatos de cada chave 14 e da conexão 10 serão descritos agora em detalhes com referência às figuras 3 e 4 da modalidade. A figura 3 é uma vista ampliada ilustrando um estado no qual as chaves 14 e as porções de encaixe 22 são encaixadas juntas. A figura 4 é uma vista transversal longitudinal das estacas 12 onde as chaves 14 são fornecidas, e da conexão 10 onde as porções de encaixe 22 são formadas. A figura 4(a) ilustra separadamente as estacas 12 e a conexão 10, e a figura 4(b) ilustra um estado no qual as estacas 12 e a conexão 10 são acopladas juntas.

[00034] Como ilustrado na figura 3, cada porção de encaixe 22 possui uma superfície 22A que é inclinada de modo a se distanciar da extremidade 16A do corpo 16 à medida que a superfície 22A se estende na direção de rotação x da estaca 12 e, dessa forma, é formada com um formato afunilado que corresponde ao primeiro formato da invenção. Em outras palavras, a superfície 22A de cada porção de encaixe 22 é inclinada na direção de acoplamento das duas estacas 12 e 12 a serem acopladas. As superfícies 22B, ambas opostas à superfície 22A, são formadas de modo a serem paralelas às extremidades 16A do corpo 16.

[00035] Cada chave 14 é formatada correspondendo a tal formato afunilado da porção de encaixe 22. Especificamente, cada chave 14 possui superfícies 14A e 14B que intersectam o eixo geométrico da estaca 12 e são opostas uma à outra. Cada superfície 14B está localizada no lado mais próximo da extremidade 12B da estaca 12, e é formada de modo a ser paralela à extremidade 12B da estaca 12. Por outro lado, cada superfície 14A é formada de forma a ser inclinada na direção da extremidade 12B da estaca 12. O ângulo de inclinação da superfície 14A de cada chave 14 é igual ao da superfície 22A da porção de encaixe 22.

[00036] Como recém-descrito, cada porção de encaixe 22 é formada com um formato afunilado possuindo a superfície inclinada 22A e, portanto, cada estaca 12, quando inserida na conexão 10 e girada, move na direção da inserção, isso é, na direção da outra estaca 12 a ser acoplada pela conexão 10. Como resultado disso, as extremidades 12B e 12B das duas estacas 12 e 12 a serem acopladas entram em contato uma com a outra, e a superfície inclinada 22A de cada porção de encaixe 22 também entra em contato com a superfície 14A da chave 14 voltada para a superfície inclinada 22A, o que faz com que as duas estacas 12 e a conexão 10 sejam apertadas. A configuração simples do formato afunilado formado em cada porção de encaixe 22 permite, dessa forma, a união firme das duas estacas 12 e 12, a serem acopladas, e a conexão 10.

[00037] Quando as estacas 12 e 12 são apertadas de modo a formarem um corpo rígido pela conexão 10, cujas porções de encaixe 22 são afuniladas como descrito acima, a superfície 22B de cada porção de encaixe 22 não está em contato com, mas está distante da superfície 14B da chave 14.

[00038] Como ilustrado na figura 4(a), cada porção de encaixe 22 é formada com um formato de cunha que encaixa entre a chave 14 e a estaca 12 e corresponde ao segundo formato da invenção. Esse formato de cunha é formado pela chanfradura da superfície 22A de cada porção de encaixe 22 na direção da estaca 12 a ser acoplada. Dessa forma, a superfície 22A de cada porção de encaixe 22 da modalidade é formada para ter o formato de cunha além de o formato afunilado.

[00039] A superfície 14A de cada chave 14 também é formada para ser inclinada na direção da estaca 12 de modo a corresponder ao formato de cunha da superfície 22A da porção de encaixe 22. Isso é, a superfície 14A de cada chave 14 e a periferia externa 12A da estaca 12, juntas, formam um formato de V, ao qual a superfície 22A da porção de encaixe 22 é encaixada. Isso produz o chamado efeito cunha entre a porção de encaixe 22 e a chave 14 e, por exemplo, permite a prevenção de deslizamento entre a porção de encaixe 22 e a chave 14, que pode ocorrer quando as estacas instaladas subterraneamente 12 são extraídas (na direção de uma seta y1 ilustrada na figura 4(b)). A simples configuração do formato de cunha formado em cada porção de encaixe 22 permite, dessa forma, a união mais firme das estacas 12 e da conexão 10.

[00040] A solda da borda de periferia de cada chave 14, para fornecer a chave 14 na estaca 12, produziria um friso (marca de solda) em torno da borda externa da chave 14, e o friso pode constituir um obstáculo para o encaixe entre a chave 14 e a porção de encaixe 22. Isso resultaria na necessidade de um processo para a remoção do friso pelo polimento ou similares. Por essa razão, o interior do formato plano de cada chave 14 da modalidade é recortado (ver figura 1). Isso permite que um friso seja formado dentro do formato plano da chave 14 por solda do recorte dentro do formato plano e, portanto, pode evitar que um friso constitua um obstáculo para o encaixe entre a chave 14 e a porção de encaixe 22.

[00041] Um exemplo do formato interno de recorte 24 da modalidade é formado de modo a ser retangular, onde três formatos internos de recorte 24 são fornecidos em cada chave 14 ao longo da direção de circunferência da estaca 12. Só precisa formar um ou mais formatos internos de recorte 24 em cada chave 14, e o formato e tamanho das mesmas não estão limitados desde que sejam formados de modo a serem soldáveis para fornecer a chave 14 na estaca 12.

[00042] As porções de cada estaca 12, onde as chaves 14 são fornecidas, são reforçadas na direção transversal da estaca 12. As chaves 14 da modalidade são, portanto, espaçadas em ângulos desiguais na direção da circunferência externa de cada estaca 12. Dois pares de chaves opostas 14 são fornecidos em um exemplo da disposição das chaves 14 ilustrado na figura 1(c), onde o total de quatro chaves 14 é disposto dentro dos espaçamentos de 120 graus e 60 graus.

[00043] Uma estrutura simples com tal disposição de chaves espaçadas de forma desigual 14 permite que duas estacas acopladas 12 e 12 sejam reforçadas pelo fornecimento das chaves 14 nas posições na direção transversal onde as estacas 12 precisam ser relativamente fortes.

[00044] A disposição das chaves 14 não está limitada ao espaçamento desigual, e as mesmas podem ser espaçadas em ângulos iguais na direção da circunferência. Essa configuração elimina a exigência de as posições das chaves 14 fornecidas nas estacas 12 encaixarem nas estacas 12 e conexão 10 e, portanto, permite que as estacas 12 e a conexão 10 possam ser facilmente conectadas uma à outra.

[00045] A figura 5 ilustra pontos de transferência de carga das duas estacas 12 e 12 e da conexão 10 no acoplamento das duas estacas 12 e 12.

[00046] A figura 5(a) ilustra pontos de transferência de carga na pressão das estacas 12 (pressão em uma direção descendente, y2, com relação às estacas 12). Uma força descendente é aplicada às estacas 12 na pressão das estacas 12, e, portanto, os pontos de transferência de carga são as extremidades 12B e 12B nas quais das duas estacas acopladas 12 e 12 entram em contato uma com a outra, como indicado pelas setas A.

[00047] A figura 5(b) ilustra os pontos de transferência de carga na extração das estacas instaladas subterraneamente 12 (extração em uma direção ascendente, y1, com relação às estacas 12). Uma força ascendente é aplicada às estacas 12 na extração das estacas 12 e, portanto, os pontos de transferência de carga são os formatos afunilados (formatos de cunha) das porções de encaixe 22 e das chaves 14, como indicado pelas setas B.

[00048] A figura 5(c) ilustra pontos de transferência de carga (pontos de transferência de torque) na rotação das estacas 12 (rotação em uma direção para a direita, x, com relação às estacas 12, e, portanto, os pontos de transferência de carga são as extremidades dianteiras dos formatos afunilados das porções de encaixe 22 e as chaves 14, como indicado pelas setas C.

[00049] A figura 6 ilustra um procedimento de acoplamento de duas estacas 12 e 12 e de instalação subterrânea das mesmas utilizando uma máquina de pressão 30.

[00050] Primeiro, a máquina de pressão 30 utiliza um mandril 32 para agarrar uma estaca 12a e instalar a mesma subterraneamente. A seguir, a máquina de pressão 30 utiliza o mandril 32 para agarrar a outra estaca 12b a ser acoplada à estaca 12a. Com a estaca 12b agarrada pelo mandril 32, as chaves 14 da estaca 12b são, então, inseridas nas porções de inserção 20 da conexão 10 para engatar a conexão 10 à estaca 12b, e a conexão 10 é girada para encaixar as chaves 14 às porções de encaixe 22 (figura 6(a)). A estaca 12b encaixada na conexão 10 é, então, disposta acima da estaca instalada subterraneamente 12a, e a outra estaca 12b é girada de modo que as duas estacas 12a e 12b sejam acopladas juntas pela conexão 10 (ver figura 6(c)). A disposição da estaca 12b reta acima da estaca instalada subterraneamente 12a aqui significa o posicionamento vertical da estaca 12b, de modo que os eixos geométricos das estacas 12a e 12b coincidam um com o outro.

[00051] O procedimento não é limitado ao acima, e pode ser como segue: engate da conexão 10 com a estaca instalada subterraneamente 12a (figura 6(b)); disposição da estaca 12b verticalmente acima da estaca 12a encaixada com a conexão 10; e rotação da outra estaca 12b de modo que as duas estacas 12a e 12b sejam acopladas juntas pela conexão 10 (figura 6(c)).

[00052] As figuras de 7 a 10 ilustram um modo no qual a conexão 10 é fornecida com um membro de reforço 40.

[00053] Visto que as porções de encaixe 22 são pontos de transferência de carga como ilustrado na figura 5, a resistência da conexão 10 é relativamente reduzida nas proximidades das áreas onde as porções de encaixe 22 são formadas em comparação com outras áreas. O corpo 16 da modalidade é, portanto, fornecido com o membro de reforço 40 para cobrir pelo menos as porções de encaixe 22 como ilustrado na figura 7. Essa configuração permite que o membro de reforço 40 aperfeiçoe a resistência reduzida pela formação das porções de encaixe 22, e pode suprimir a deformação na conexão 10 na transferência de carga. O membro de reforço 40 da modalidade cobre não apenas as porções de encaixe 22, mas áreas que cercam as porções de inserto 20. O membro de reforço 40 é unido ao corpo 16 antecipadamente por solda ou similar.

[00054] O membro de reforço 40 da modalidade é formado com um furo 42 para verificar a inserção de cada chave 14. Exemplos do furo 42 formado no membro de reforço 40 são formados na posição de cada porção de inserção 20 (furo 42A) e na posição de cada porção de encaixe 22 (furo 42B); O furo 42A é circular. O furo 42B é formado para ser um retângulo (retângulo arredondado) cujo lado longo está na direção que intersecta a direção do eixo geométrico da conexão 10, e é formado de modo a se estender sobre as porções de encaixe superior e inferior 22. O furo 42, formado no membro de reforço 40 dessa forma, permite que um operador verifique visualmente como cada chave 14 é inserida na porção de inserção 20 e a porção de encaixe 22 mesmo quando o membro de reforço 40 é fornecido.

[00055] Figura 8 ilustra um método de acoplamento de duas estacas 12 e 12 e da conexão 10 fornecida com o membro de reforço 40. O fornecimento do membro de reforço 40 não muda o método de acoplamento das estacas 12 e da conexão 10, onde cada estaca 12 é inserida através de cada extremidade 16A do corpo 16 compreendido na conexão 10 (figura 8(a)) e a estaca 12 é girada para encaixar as chaves 14 nas porções de encaixe 22, permitindo o acoplamento (figura 8(b)).

[00056] As chaves 14, engatadas com as porções de encaixe 22 da conexão 10, podem desengatar das porções de encaixe 22 se as estacas 12 girarem na direção inversa quando as estacas 12 forem pressionadas. Portanto, a conexão 10 da modalidade pode ser fornecida com uma barreira 50A para evitar que as chaves 14 desengatem das porções de encaixe 22, a barreira 50A correspondendo a um membro de retenção da invenção, como ilustrado na figura 9. A figura 9(a) ilustra um exemplo de utilização de barreiras 50A, e é uma vista desenvolvida na qual a conexão 10 e o membro de reforço 40 são desenvolvidos na direção da circunferência externa das estacas 12. A figura 9(b) ilustra vistas dianteira, superior e lateral de cada barreira 50A. A figura 9(c) ilustra uma ação de um pino 52 formado em cada barreira 50A.

[00057] Como ilustrado na figura 9(a), cada barreira 50A é inserida na porção de inserção 20 depois que as estacas 12 e 12 são acopladas juntas pela conexão 10. Para essa finalidade, cada barreira 50A é formada ligeiramente menor em largura do que a porção de inserção 20, e é formada de modo a se estender ao longo da periferia externa 12A da estaca 12.

[00058] Cada barreira 50A da modalidade é formada com um pino 52 que combina com o furo 42A do membro de reforço 40, e cortes 54 são formados em ambos os lados do pino 52. Isso significa que quando cada barreira 50A é inserida na porção de inserção 20, o pino 52 é empurrado devido ao retorno de mola, da mola em cantiléver, e a área entre os cortes 54 é dobrada. O pino 52 engata com o furo 42A quando a barreira 50A é inserida até onde o pino 52 alcança o furo 42A. Isso permite que as barreiras 50A sejam fixadas à porção de inserção 20 para evitar que as chaves 14 desengatem das porções de encaixe 22, e, portanto, podem impedir de forma confiável que as estacas 12 encaixadas na conexão 10 desengatem da conexão 10.

[00059] A figura 10 ilustra uma barreira 50B de outro modo do membro de retenção da invenção. A figura 10(a) ilustra um exemplo de utilização de barreiras 50B e é uma vista desenvolvida na qual a conexão 10 e o membro de reforço 40 são desenvolvidos na direção da circunferência externa das estacas 12. A figura 10(b) ilustra as vistas dianteira e superior de cada barreira 50B. Cada barreira 50B é formada com um furo 56 que combina com o furo 42A do membro de reforço 40, e o furo 56 é formado com uma rosca fêmea. Cada barreira 50B é inserida na porção de inserção 20, então, um parafuso é inserido através do furo 42A do membro de reforço 40, e, então, o parafuso e o furo 56 da barreira 50B são enroscados juntos. Como resultado disso, o parafuso fixa o membro de reforço 40 à barreira 50B, e a barreira 50B é fixada ao membro de reforço 40.

[00060] Enquanto uma descrição foi realizada para a modalidade nos modos nos quais as chaves 14 são fornecidas em uma linha na direção lateral de cada estaca 12, a modalidade não está limitada a isso, e as chaves 14 podem ser fornecidas em duas ou mais linhas na direção do eixo geométrico de cada estaca 12 como ilustrado na figura 11. Duas ou mais linhas das porções de encaixe 22 são, então, formadas na conexão 10, de modo a combinarem com duas ou mais linhas de chaves 14.

[00061] Enquanto uma descrição foi realizada para a modalidade sobre os modos nos quais a conexão 10 é separada das estacas 12, a modalidade não está limitada a isso, e a conexão 10 pode ser unida a uma extremidade de uma das duas estacas 12 como ilustrado na figura 12.

Segunda Modalidade

[00062] A figura 13 é uma vista externa das estacas 12 e uma conexão 10 dessa modalidade. Os mesmos componentes na figura 13 que nas figuras de 1 a 12 são designados pelos mesmos símbolos que nas figuras de 1 a 12 e similares, e suas descrições são omitidas.

[00063] Cada porção de encaixe 22 formada na conexão 10 da modalidade é formada com uma pluralidade de formatos afunilados e uma pluralidade de formatos de cunha dispostos na direção do eixo geométrico de estacas 12. Mais especificamente, cada porção de encaixe 22 compreende uma porção vertical 122A que é paralela à direção do eixo geométrico das estacas 12 e uma pluralidade de porções horizontais 122B que são perpendiculares à porção vertical 122A. Isso significa que cada porção horizontal 122B é formada com um formato afunilado e um formato de cunha no lado mais próximo da extremidade 16A da conexão 10.

[00064] Um exemplo da porção vertical 122A é formado de tal forma que o formato afunilado e o formato de cunha da porção horizontal 122B se estendam para o lado mais próximo da extremidade 16A da conexão 10. O formato da porção vertical 122A no lado mais próximo da extremidade 16A da conexão 10 não está limitado a isso e pode ser uma superfície horizontal.

[00065] Cada chave 14 da modalidade é formatada correspondendo ao formato afunilado e formato de cunha da porção de encaixe 22 da modalidade. Cada chave 14, portanto, compreende uma porção vertical 114A, que é paralela à direção do eixo geométrico de estacas 12, e três porções horizontais 114B, que são perpendiculares à porção vertical 114A.

[00066] A conexão 10 da modalidade com as porções de encaixe 22 formadas, cada uma, com uma pluralidade de formatos afunilados e formatos de cunha, dessa forma, permite a união firme das estacas 12 a serem acopladas. Em comparação com a disposição das linhas das chaves 14 da primeira modalidade descrita com referência à figura 11, essa configuração elimina a necessidade de se alinhar uma linha de chaves 14 acima de outra na solda, e, dessa forma, pode reduzir os processos de trabalho. Isso é, mesmo a configuração ilustrada na figura 11 permite um acoplamento mais firme das duas estacas 12 visto que possui uma pluralidade de porções de encaixe 22 dispostas na direção vertical, mas exige um processo de solda de uma pluralidade de chaves 14 na direção vertical sem falta de alinhamento. Na modalidade, no entanto, apenas a solda de uma chave 14 permite que a chave 14 seja encaixada em uma pluralidade de porções de encaixe 22.

[00067] Cada porção de encaixe 22 é formada com três porções horizontais 122B (formatos afunilados e formatos de cunha) no exemplo da modalidade, mas a configuração não está limitada a isso, e cada porção de encaixe 22 pode ser formada com duas porções horizontais 122B ou com quatro ou mais porções horizontais 122B. Cada chave 14 da modalidade é formada com porções horizontais 114B, o número das quais corresponde ao formato da porção de encaixe 22.

Terceira Modalidade

[00068] Nessa modalidade, uma das duas estacas 12 a serem acopladas pela conexão 10 deve ser a estaca 12 a ser instalada subterraneamente, e a outra estaca 12 deve ser uma estaca a ser utilizada de uma forma auxiliar para instalar a primeira estaca 12 subterraneamente (doravante referida como "acessório de acionamento simplificado") 60 (ver figura 14). O acessório de acionamento simplificado 60 é posicionado acima da estaca 12 a ser instalada subterraneamente, mas não deve ser instalado subterraneamente ele mesmo.

[00069] O acessório de acionamento simplificado 60 compreende um corpo 60A que é um tubo circular que possui a mesma forma externa que a estaca 12, e a conexão 10 em pelo menos uma extremidade do corpo 60A. As porções de encaixe 22 dessa conexão 10 são formadas na direção de circunferência do corpo 60A. O comprimento do corpo 60A é independente do da estaca 12 a ser instalada subterraneamente, e só precisa ser longo o suficiente para ser agarrado pelo mandril 32 da máquina de pressão 30 descrita a seguir.

[00070] A figura 14 ilustra um procedimento de acoplamento do acessório de acionamento simplificado 60 à estaca 12 e a instalação subterrânea da estaca 12 utilizando-se a máquina de pressão 30. Os mesmos componentes na figura 14 que nas figuras de 1 a 13 recebem os mesmos símbolos que nas figuras de 1 a 13 e similares, e suas descrições são omitidas.

[00071] O formato das porções de encaixe 22 ilustradas na figura 14 é o mesmo que o ilustrado na figura 13, mas esse é apenas um exemplo, e o formato pode ser o mesmo formato de outras porções de encaixe 22 ilustradas nas figuras de 1 a 11. Na descrição a seguir, a estaca 12 a ser instalada subterraneamente pela utilização do acessório de acionamento simplificado 60 é referida como a estaca inferior 12c; e a estaca 12 a ser acoplada à estaca inferior 12c é referida como estaca superior 12d.

[00072] A figura 14(a) ilustra um estado no qual a estaca inferior 12c e o acessório de acionamento simplificado 60 são acoplados pela conexão 10 e a máquina de pressão 30 agarra uma área incluindo a conexão 10. A estaca inferior 12c e o acessório de acionamento simplificado 60 são agarrados pelo mandril 32 depois de serem acoplados pela conexão 10.

[00073] A figura 15 é uma vista lateral esquemática de uma mandíbula compreendida no mandril 32 compreendendo na máquina de pressão 30 (doravante referida como "mandíbula escalonada") 70. O mandril 32 pressiona as estacas 12 a partir de fora da periferia externa das estacas 12 com uma pluralidade de mandíbulas escalonadas 70 fornecidas na periferia interna do mandril 32, e, dessa forma, agarra e gira as estacas 12.

[00074] Cada mandíbula escalonada 70 é formada com um formato escalonado 74 em uma porção de pressão 72 para pressionar as estacas 12. O comprimento do formato escalonado 74 na direção vertical, y, é formado de modo a ser igual ou ligeiramente superior ao da conexão 10 do acessório de acionamento simplificado 60. A profundidade do formato escalonado 74 na direção horizontal, x, é formada de modo a ser igual a ou ligeiramente mais profunda do que a espessura da conexão 10. Dessa forma, a porção de pressão 72 é formada com uma etapa na qual a conexão 10 é encaixada quando o mandril 32 agarra as estacas 12 e similares acopladas pela conexão 10. A porção abaixo do formato escalonado 74 de cada mandíbula escalonada 70 entra em contato com a estaca inferior 12c, e a porção acima do formato escalonado 74 de cada mandíbula escalonada 70 entra em contato com o corpo 60A do acessório de acionamento simplificado 60.

[00075] Isso significa que as mandíbulas escalonadas 70 podem agarrar as estacas 12 sem interferir com a conexão 10 que se projeta a partir da periferia externa das estacas 12, e, portanto, podem agarrar amplamente as estacas 12.

[00076] A figura 14(b) ilustra um estado no qual a estaca inferior 12c e o acessório de acionamento simplificado 60 são acoplados e a máquina de pressão 30 está instalando a estaca inferior 12c subterraneamente. Como ilustrado na figura 14(b), o mandril 32 agarra o corpo 60A do acessório de acionamento simplificado 60 quando um progresso é obtido na instalação subterrânea da estaca inferior 12c.

[00077] Depois disso, o acessório de acionamento simplificado 60 é removido da estaca inferior 12c. A estaca inferior instalada subterraneamente 12c é, então, acoplada à estaca superior 12d. A extremidade 12B da estaca superior 12d da modalidade é unida à conexão 10, que acopla a estaca inferior 12c e a estaca superior 12d juntas.

[00078] A figura 14(c) ilustra um estado no qual a estaca inferior 12c e a estaca superior 12d são acopladas juntas e a máquina de pressão 30 está instalando a estaca inferior 12c mais profundamente no subsolo. Como ilustrado na figura 14(c), a máquina de pressão 30, que agarra a estaca superior 12d com o mandril 32, instala a estaca inferior 12c e a estaca superior 12d subterraneamente.

[00079] Tal método de instalação subterrânea da estaca inferior 12c utilizando o acessório de acionamento simplificado 60 permite que as estacas 12 sejam instaladas subterraneamente sem a utilização de um aparelho de suspensão. Por exemplo, se a estaca inferior 12c e a estaca superior 12d forem acopladas pela conexão 10 e instaladas no subsolo, seria necessário se utilizar um aparelho de suspensão para suspender a estaca inferior 12c e a estaca superior 12d acopladas pela utilização do aparelho de suspensão visto que o comprimento total seria muito grande. Com o uso do acessório de acionamento simplificado 60 capaz de ser acoplado à estaca inferior 12c pela conexão 10, no entanto, a máquina de pressão 30 pode instalar subterraneamente, com facilidade, as estacas 12 sem utilizar qualquer aparelho de suspensão.

[00080] Enquanto uma descrição foi realizada para a modalidade sobre os modos nos quais o acessório de acionamento simplificado 60 é equipado com a conexão 10, a configuração não está limitada a isso, e o acessório de acionamento simplificado 60 pode ser fornecido com as chaves 14 em sua periferia externa em vez de ser equipado com a conexão 10. Em outras palavras, o acessório de acionamento simplificado 60 e a estaca inferior 12c podem ser acoplados pela conexão 10 que é separada dos mesmos. Nesse modo, a estaca superior 12d a ser acoplada à estaca inferior 12c é fornecida com as chaves 14 na periferia externa, e a estaca superior 12d é acoplada à estaca inferior 12c pela conexão separada 10.

[00081] A estaca 12 (estaca superior 12d) unida à conexão 10 antecipadamente pode ser acoplada à estaca inferior 12c sem o uso do acessório de acionamento simplificado 60, e a máquina de pressão 30 com o mandril 32 possuindo mandíbulas escalonadas 70 pode instalar a estaca inferior 12c e a estaca superior 12d subterraneamente.

Quarta Modalidade

[00082] Como ilustrado na figura 16, a máquina de pressão 30 dessa modalidade compreende um mandril principal 32A e um submandril 32B como o mandril 32 para agarrar as estacas 12. A figura 16 ilustra um procedimento de instalação das estacas 12 subterraneamente utilizando a máquina de pressão 30 da modalidade. Na modalidade, a estaca superior 12d é unida à conexão 10 antecipadamente e as chaves 14 a serem encaixadas na conexão 10 são unidas à estaca inferior 12c.

[00083] O mandril principal 32A e o submandril 32B agarram, ambos, de forma removível, as estacas 12. O mandril principal 32A é suportado de modo a poder mover para cima e para baixo com relação a um mastro 33. O submandril 32B é posicionado abaixo e para fora da faixa de movimento do mandril principal 32A.

[00084] Como ilustrado na figura 16(a), o submandril 32B é fixado à extremidade inferior de um guia 33B que se estende para baixo a partir da ponta de um par de braços de mastro 33A fornecidos no mastro 33, e se projeta a partir da extremidade inferior para frente com relação à máquina de pressão 30. O submandril 32B é espaçado a partir de e abaixo do mandril principal 32A e é alinhado de forma coaxial com o mandril principal 32A. Tal configuração permite que o mandril principal 32A da máquina de pressão 30 da modalidade se mova para cima e para baixo agarrando as estacas 12, e permite que o submandril 32B não se mova para cima e para baixo.

[00085] A figura 17 é um diagrama de configuração esquemática do submandril 32B compreendido na máquina de pressão 30 da modalidade.

[00086] Como ilustrado na figura 17, o submandril 32B agarra a estaca 12 a partir de fora da periferia externa em uma posição abaixo do mandril principal 32A, de tal forma que a estaca 12 seja fixada pelo submandril 32B, de modo a ser configurada ao longo da periferia interna de um furo de inserção 80 através do qual a estaca 12 é inserida no submandril 32B. Um exemplo de submandril 32B compreende uma pluralidade de retentores 82, capazes de estender na direção do centro do furo de inserção 80, na periferia interna de um quadro de submandril 83. Os retentores 82 (quatro retentores 82 no exemplo da figura 17) são fornecidos na direção de circunferência do furo de inserção 80, e pressionam a estaca 12 a partir de fora da periferia externa para agarrar a mesma. Tal configuração permite que os retentores 82 agarrem a estaca 12 de qualquer diâmetro externo.

[00087] A configuração do submandril 32B ilustrado na figura 17 é apenas um exemplo, e outras configurações podem ser utilizadas desde que a estaca 12 possa ser agarrada. Por exemplo, os submandris 32B podem compreender bandas anulares em formato de arco dentro das quais um anel é dividido (em terças porções, por exemplo) na direção da circunferência, e um cilindro de mandril para conectar as extremidades das bandas anulares adjacentes uma à outra na direção da circunferência para mover cada banda anular em uma direção radial. Em tal configuração, as três bandas anulares dispostas na direção da circunferência são fornecidas de modo a formarem um anel, dentro da periferia interna na qual a estaca 12 é inserida, e as bandas anulares são movidas na direção radial para agarrarem a estaca 12.

[00088] Quando a estaca inferior 12c, já parcialmente instaladas no subsolo, e a estaca superior 12d, estão para serem acopladas pela utilização da máquina de pressão 30 através da conexão 10, uma força de suporte e resistência à fricção de revestimento deve agir sobre a estaca inferior 12c em um nível determinado ou superior. Se uma força de suporte agindo na estaca inferior 12c não for suficiente e se a máquina de pressão 30 agarrar a estaca superior 12d e mover a mesma descendentemente tentando inserir as chaves 14 nas porções de inserção 20 da conexão 10, a estaca inferior 12c também se move descendentemente à medida que a estaca superior 12d se move para baixo, e não podem ser acopladas. Se a resistência à fricção de revestimento que age na estaca inferior 12c não for suficiente, e se a máquina de pressão 30 girar a estaca superior 12d tentando encaixar as chaves 14 da estaca inferior 12c nas porções de encaixe 22 da conexão 10, a estaca inferior 12c gira à medida que a estaca superior 12d gira, e não podem ser acopladas.

[00089] Adicionalmente, se um determinado nível, ou superior, de força de suporte e resistência à fricção de revestimento não estiver agindo na estaca inferior 12c, o acoplamento da estaca inferior 12c e da estaca superior 12d não é confiável mesmo se parecerem estar acopladas pela conexão 10, e o acoplamento pode desengatar enquanto são pressionadas para dentro do chão, ou a resistência à dobra gerada por um acoplamento adequado através da conexão 10 pode não ser gerada.

[00090] De acordo com essas circunstâncias, o método de instalação subterrânea da modalidade utiliza a máquina de pressão 30 com o submandril 32B agarrando a estaca inferior 12c para acoplar a estaca inferior 12c e a estaca superior 12d através da conexão 10.

[00091] O método de instalação subterrânea da modalidade não será descrito com referência à figura 16. A direção de cada seta na figura 16 ilustra a direção de uma força que age nas estacas 12.

[00092] A figura 16(a) ilustra um estado no qual o submandril 32B agarra a estaca inferior e o mandril principal 32A agarra a estaca superior. Enquanto o mandril principal 32A da modalidade compreende as mandíbulas escalonadas 70 descritas na terceira modalidade, as mandíbulas escalonadas 70 não precisam ser utilizadas quando o mandril principal 32A não agarrar a conexão 10.

[00093] A figura 16(b) ilustra um estado no qual as chaves 14 da estaca inferior 12c são inseridas na conexão 10 da estaca superior 12d movendo o mandril principal 32A para baixo. A figura 16(c) ilustra um estado no qual as chaves da estaca inferior 12c são encaixadas na conexão 10 da estaca superior 12d pela rotação da estaca superior 12d. Nas figuras 16(b) e 16(c), o submandril 32B agarra a estaca inferior 12c com uma força suficiente e, portanto, uma carga e torque suficientes para acoplar a estaca inferior 12c e a estaca superior 12d através da conexão 10 podem ser aplicados, permitindo que as chaves 14 e a conexão 10 sejam encaixados juntos de forma confiável.

[00094] A figura 16(d) ilustra um estado no qual a estaca inferior 12c e a estaca superior 12d são acopladas juntas e a máquina de pressão 30 está instalando (pressionando) a estaca inferior 12c mais profundamente no subsolo. A máquina de pressão 30 move o mandril principal 32A para baixo para pressionar a estaca inferior 12c e a estaca superior 12d acopladas pela conexão 10. O submandril 32B não agarra a estaca inferior 12c então, isso é, não aplica qualquer força na estaca inferior 12c.

[00095] Como descrito acima, o método de instalação subterrânea da invenção envolve mover para baixo e girar o mandril principal 32A com o mandril principal 32A agarrando a estaca superior 12d e com o submandril 32B agarrando a estaca inferior 12c; e, dessa forma, acoplando a estaca superior 12d e a estaca inferior instaladas subterraneamente 12c juntas pela conexão 10. Isso permite que o método de instalação subterrânea da invenção realize um acoplamento mais confiável das duas estacas 12.

[00096] Enquanto uma descrição foi apresentada para a modalidade dos modos nos quais a estaca superior 12d é equipada com a conexão 10, a configuração não está limitada a isso, e a estaca superior 12d pode ser fornecida com as chaves 14 em sua periferia externa em vez de ser equipada com a conexão 10. Em outras palavras, a estaca superior 12d e a estaca inferior 12c podem ser acopladas pela conexão 10 que é separada das mesmas

[00097] Só é necessário na modalidade a realização de uma primeira etapa de agarre da estaca inferior 12c com o submandril 32B compreendido na máquina de pressão 30, uma segunda etapa de agarre da estaca superior 12d com o mandril principal 32A compreendido na máquina de pressão 30; e uma terceira etapa de movimentação do mandril principal 32A de modo que as extremidades 12B e 12B da estaca superior 12d e da estaca inferior 12c entrem em contato uma com a outra, girando o mandril principal 32A ou o submandril 32B e, dessa forma, acoplando a estaca superior 12d e a estaca inferior 12c por meio da conexão 10. A estaca superior 12d e a estaca inferior 12c podem ser acopladas pela conexão 10 antes de a estaca inferior 12c ser instalada subterraneamente.

[00098] A figura 18 é um diagrama de configuração dos membros de reforço 40 e barreiras 50C da modalidade. A figura 18(a) é uma vista externa (uma vista desenvolvida na qual a conexão 10 e os membros de reforço 40 são desenvolvidos na direção da circunferência externa das estacas 12), figura 18(b) ilustra uma vista em uma seta A na figura 18(a), e a figura 18(c) ilustra uma vista lateral ilustrando como uma das chaves 14 atravessa a barreira 50C e encaixa na porção de encaixe 22.

[00099] A esse respeito, as barreiras 50A e 50B descritas com referência às figuras 9 e 10 na primeira modalidade são inseridas nas porções de inserção 20 da conexão 10 depois de as duas estacas 12 serem acopladas pela conexão 10 fornecida com o membro de reforço 40.

[000100] Por outro lado, cada barreira 50C da modalidade é unida antecipadamente à periferia interna do membro de referência 40 (a superfície em contato com a estaca 12c) como ilustrado na figura 18(b). Cada barreira 50C é unida na frente da porção de encaixe 22 da conexão 10. Isso significa que a pelo menos uma das chaves 14 inseridas na porção de inserção 20 atravessa a barreira 50C e encaixa na porção de encaixe 22 como ilustrado na figura 18(c) e é impedida de desengatar da porção de encaixe 22 (doravante referida como "travada") pela barreira 50C.

[000101] Um exemplo da barreira 50C da modalidade está na forma de uma placa, cujo lado voltado na direção oposta da porção de encaixe 22 é formado com uma superfície inclinada afunilada 90A de modo que a chave 10 possa atravessar a barreira 50C e encaixar na conexão 10. Por outro lado, o lado da barreira 50C voltado na direção da porção de encaixe 22 é formado para ser uma superfície ortogonal 90B perpendicular à periferia interna do membro de reforço 40 de modo que a chave 14 não desengate da porção de encaixe 22. O lado da chave 14 que entra em contato com a superfície inclinada 90A da barreira 50C é formado com uma superfície inclinada afunilada 14A, o que ajuda a chave 14 a atravessar a barreira 50C.

[000102] Cada porção de encaixe 22 não precisa ser fornecida com uma barreira 50C e só precisa unir pelo menos uma barreira 50C com as porções de encaixe 22 formadas na conexão 10. No exemplo na figura 18, duas barreiras 50C são unidas para quatro porções de encaixe 22.

[000103] Tal barreira 50C pode impedir que as chaves 14 encaixadas na conexão 10 desengatem com uma configuração simples. Mais especificamente, a configuração da modalidade é mais simples do que ilustrado nas figuras 9 e 10, e é, portanto, mais barata. Adicionalmente, a configuração da modalidade permite que as chaves 14 sejam travadas na conexão 10 pela etapa de rotação de uma das estacas 12 para encaixar as chaves 14 à conexão 10 e, portanto, elimina a necessidade de outro processo de trabalho para travar as chaves 14.

[000104] Enquanto a invenção foi descrita com referência às modalidades acima, o escopo técnico da invenção não está limitado ao escopo fornecido pelas modalidades. Várias modificações ou aperfeiçoamentos podem ser realizados nas modalidades sem se distanciar do núcleo da invenção e as que possuem modificações ou aperfeiçoamentos adicionados também são incluídas no escopo técnico da invenção.

[000105] Enquanto uma descrição foi apresentada para as modalidades acima sobre os modos nos quais um formato afunilado e um formato de cunha são formados em cada porção de encaixe 22, a invenção não está limitada a isso, e cada porção de encaixe 22 pode ser formada apenas com um formato afunilado, ou apenas com um formato de cunha. Em outras palavras, cada porção de encaixe 22 só precisa ser formada com pelo menos um formato afunilado ou um formato de cunha.

[000106] Enquanto uma descrição foi apresentada para as modalidades acima sobre os modos nos quais o corpo 16 da conexão 10 cobre as periferias externas 12A das estacas 12, a invenção não está limitada a isso, e o corpo 16 da conexão 10 pode ser formado para ser configurado ao longo das periferias internas das estacas 12. As chaves 14 são fornecidas na periferia interna de cada estaca 12 nesse modo. Descrição dos Símbolos 10: conexão (conexão de estacas) 12: estaca 14: chave (projeção) 16: corpo 22: porção de encaixe 40: membro de reforço 50A: barreira (membro de retenção) 50B: barreira (membro de retenção) 50C: barreira (membro de retenção)

Claims

1. Conexão de estacas (10) para acoplar duas estacas (12), caracterizada pelo fato de que compreende: um corpo tubular (16) dentro do qual cada estaca (12) fornecida com uma projeção (14) em uma periferia (12A) da mesma é inserida através de uma extremidade (16A) do corpo (16); e uma porção de encaixe (22) formada no corpo (16) de modo a ser encaixada na projeção (14) pela inserção e rotação da estaca (12); em que a porção de encaixe (22) é formada com: um primeiro formato possuindo uma superfície (22A) que é inclinada de modo a se distanciar da extremidade (16A) do corpo (16) à medida que a superfície (22A) se estende na direção de rotação da estaca (12); e um segundo formato para encaixar entre a projeção (14) e a estaca (12), o segundo formato sendo formado em uma direção que intersecta uma direção longitudinal da estaca (12).

2. Conexão de estacas (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a porção de encaixe (22) é formada de modo que o segundo formato seja formado na superfície (22A) que forma o primeiro formato.

3. Conexão de estacas (10), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que cada estaca (12) é fornecida com uma pluralidade de projeções (14), cada uma idêntica à projeção (14), espaçadas em ângulos desiguais em uma direção circunferencial; e em que o corpo (16) é formado com uma pluralidade de porções de encaixe (22), cada uma sendo idêntica à porção de encaixe (22), correspondendo às projeções (14).

4. Conexão de estacas (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o corpo (16) é fornecido com um membro de reforço (40) para cobrir pelo menos cada porção de encaixe (22).

5. Conexão de estacas (10), de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que compreende um membro de retenção (50A, 50B, 50C) a ser fixado ao membro de reforço (40) e impedir que cada projeção (14) se desengate da porção de encaixe (22).

6. Conexão de estacas (10), de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizada pelo fato de que o membro de reforço (40) é formado com um furo (42, 42A, 42B) para verificar que cada projeção (14) seja inserida na porção de encaixe (22).

7. Conexão de estacas (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que cada porção de encaixe (22) é formada com uma pluralidade de primeiros formatos, cada um sendo idêntico ao primeiro formato, ou uma pluralidade de segundos formatos, cada um sendo idêntico ao segundo formato, disposto em uma direção de um eixo geométrico de estacas (12).

8. Estrutura de acoplamento de estaca, caracterizada pelo fato de que compreende: uma estaca (12) fornecida com uma projeção (14) em uma periferia (12A) da mesma; e uma conexão de estacas (10) que possui um corpo tubular (16) dentro do qual a estaca (12) é inserida através de uma extremidade (16A) do corpo (16) e que cobre a periferia (12A) da estaca (12) e compreende uma porção de encaixe (22) a ser encaixada à projeção (14) pela inserção e rotação da estaca (12), a porção de encaixe (22) sendo formada com: um primeiro formato que possui uma superfície (22A) que é inclinada de modo a se distanciar da extremidade (16A) do corpo (16) à medida que a superfície (22A) se estende na direção de rotação da estaca (12); ou um segundo formato para encaixar entre a projeção (14) e a estaca (12).

9. Estrutura de acoplamento de estaca, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que a projeção (14) possui um formato plano, o interior do qual é recortado.

10. Estrutura de acoplamento de estaca, de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizada pelo fato de que uma dentre duas estacas que são, cada uma, idênticas à estaca (12) e devem ser acopladas juntas pela conexão de estacas (10) deve ser instalada subterraneamente; e em que a outra estaca (12) deve ser utilizada de uma forma auxiliar para instalar a uma estaca (12) subterraneamente e é posicionada acima da uma estaca (12).

11. Método de acoplamento de estaca (12) caracterizado pelo fato de que é para acoplar duas estacas (12) por meio de uma conexão de estacas (10) que possui um corpo tubular (16), dentro do qual cada estaca (12) fornecida com uma projeção (14) em uma periferia (12A) é inserida através de uma extremidade (16A) do corpo (16) e que cobre a periferia (12A) da estaca (12), e compreende uma porção de encaixe (22) a ser encaixada à projeção (14) pela inserção e rotação da estaca (12), a porção de encaixe (22) sendo formada com: um primeiro formato que possui uma superfície (22A) que é inclinada de modo a se distanciar da extremidade (16A) do corpo (16) à medida que a superfície (22A) se estender na direção de rotação da estaca (12); ou um segundo formato para encaixar entre a projeção (14) e a estaca (12), em que o método de acoplamento de estaca (12) possui: uma primeira etapa para instalar uma dentre as duas estacas (12) subterraneamente; e uma segunda etapa de dispor a outra estaca (12) acima da estaca (12) instalada subterraneamente e girar a outra estaca (12) de modo que as duas estacas (12) sejam encaixadas juntas pela conexão de estacas (10).

12. Método de acoplamento de estaca (12) caracterizado pelo fato de que é para acoplar uma primeira estaca (12) e uma segunda estaca (12) por meio de uma conexão de estacas (10), que possui um corpo tubular (16) dentro do qual cada estaca (12) fornecida com uma projeção (14) em uma periferia (12A) da mesma é inserida através de uma extremidade (16A) do corpo (16) e que cobre a periferia (12A) da estaca (12), e compreende uma porção de encaixe (22) a ser encaixada na projeção (14) pela inserção e rotação da estaca (12), a porção de encaixe (22) sendo formada com: um primeiro formato que possui uma superfície (22A) que é inclinada de modo a se distanciar da extremidade (16A) do corpo (16) à medida que a superfície (22A) se estende na direção de rotação da estaca (12); ou um segundo formato para encaixar entre a projeção (14) e a estaca (12), em que o método de acoplamento de estaca (12) possui: uma primeira etapa de agarrar a segunda estaca (12) com um segundo agarre compreendido em uma máquina de pressão (30); uma segunda etapa de agarrar a primeira estaca (12) com um primeiro agarre compreendido em uma máquina de pressão (30); e uma terceira etapa de mover o primeiro agarre de modo que as extremidades das primeira e segunda estacas (12) entrem em contato uma com a outra, girando o primeiro ou segundo agarre, e, dessa forma, acoplando as primeira e segunda estacas (12) por meio da conexão de estacas (10).