CN101410572A - 改进的地锚 - Google Patents

Abstract

一种旋转型地锚，其具有基本圆柱体主体，从圆柱体的后轴端延伸到其中的盲孔，和从主体前端突出的前缘，前缘成凿刀形以易于穿入地下，导向面基本垂直于前缘且在主体部前方延伸，导向面具有多个凿刀形边缘，随着导向面前缘进一步远离前缘中心，该多个凿刀形边缘从前缘，且从彼此成台阶状向后，导向面终止于末级前缘，其与前缘轴向间隔开并与每个台阶状前缘横向间隔开，且至少一部分径向延伸超出主体，导向脊从末级前缘延伸到后轴端，从主体处的径向突起基本不大于导向面前缘的最大宽度。

Description

改进的地锚

相关申请

本发明要求2006年12月19日提交的申请号为No.：29/270,187的共同待决的外观设计的优先权。

技术领域

本发明涉及地锚，更具体地涉及旋转地锚。

背景技术

旋转或倾斜的地锚或根络(earth anchor)都是公知的，它通常包括：具有适于被压入地下的前缘的主体部，包括外翻(outturned)唇的后缘和位于前缘和后缘之间的缆绳或导索连接点，缆绳或导索连接点一般位于锚的总长度的中间点或朝向后缘，使得在锚插入地下后，当在缆绳或连接的导索上施加力，后缘的外翻唇部将咬入地下，使锚旋转或枢转至与拉出力大体成直角的锁定位置。这种锚包括如美国专利3,969,854中公开的圆盘锚具(plateanchor)，而这种圆盘锚具通常很难打入地下。最近这种锚已经更多的被体内具有孔的柱状或管状锚替代，驱动杆能从后缘插入该孔内直到位于或邻近孔底部或端部的杆连接点。这种锚，如美国专利4,044,513中所示，在后缘使用外翻唇，后缘基本限定了通向内部的开口。这种锚也在美国专利4,096,673中公开，而它们均转让给本发明的受让人。这种类型的锚已经由受让人Foresight Industrie Inc.以商标Duckbill出售，它大体由铸造圆柱体组成，该铸造圆柱体具有十字形前缘、具有外翻唇的后缘、盲孔、在远离外翻唇的顶部的凸起肋，凸起肋还具有穿过其中的开口，用于接收钩子、缆绳或其它加载装置，以在使用锤、手提钻、液压装置或其它类似装置通过驱动杆将锚打入地下后启动锚的旋转或“负载锁定”，即固定。这种锚的基本形状的变化如美国专利US5,775,037所示，其中主体可设置有向外延伸到中心孔的侧面，超出凸起肋的侧边缘。另一种变化如转让给本受让人的美国专利US4,802,317所示，其使用从包括盲孔的圆柱中心体部横向延伸的广泛使用的侧翼。这些侧翼可以具有尖锐的前缘，且使得当锚旋转到锁定位置时，侧翼能增加锚与土地的接触面积，从而提供更宽的表面以抵抗锚的回拉力。这种地锚有时候被成为翼锚。然而，这种翼的存在在一定场合存在缺点：(a)在锚的插入过程中，它们提供了大得多的面积需要打入地下，因此需要更大的驱动力；和(b)由于它们相对于中心体的相当大的横向延伸，枢转和锁定锚所需的力也显著增加。另外，(c)翼会导致锚在打入过程中产生偏移。侧翼的外部延伸与另外的打入抵抗机构的接合，如与如硬粘土等硬土结构或与石头或岩石的接合会影响锚在打入时使锚枢转的效果，这会当锚在被打入地下时改变锚的方向。这不仅会导致锚的错误定位，还会导致驱动杆的弯曲，在极端情况下，当锚被放置后，会阻止或妨碍驱动杆的回撤。

一种增加翼锚的直线打入性能和减少所需的打入力的方法在美国专利US 6,237,289中示出，翼前缘设置有一组的分开的凿刀形前缘，这些凿刀形前缘轴向一个一个地台阶状向后，并径向延伸一小段距离，从而提供翼的前缘，其中一组前缘纵向各自相互偏移并相对于主体径向偏移地分开。尽管大翼锚的这些锯齿状或台阶状前缘是对现有大翼锚的改进，需要较高的驱动力和与难以旋转到锁定点仍然是个问题。这种锚因此基本只用于需要高负荷阻力的场合，预计为低负荷阻力等级的场合更多的使用圆柱锚。

然而，具有十字形驱动边缘的圆柱锚的使用，使锚在打入时存在从直线路径偏移或偏离的风险。因为这种锚通常以与竖直方向成一定角度打入地下，该角度表示在锚被安放好后加载的角度，且因为加载通常不是90度，尤其是当锚用于锚定缆绳、栅栏、树木支撑等时，有时锚难以直线打入。基本圆柱形的锚通常比相似尺寸的翼锚具有更差的抓持或承受负载的能力，但更容易打入并旋转至锁定位置。

因此，如果基本圆柱形地锚能减少打入阻力，具有更好的直线路径打入趋向，和改进的负载承受能力，这将是该技术的进步。

发明内容

本发明通过使用基本圆柱形锚来实现上述优点，该圆柱形锚具有：设置有从圆柱的上表面区域延伸的凸起肋的主体部、从主体的前面突出，终止于台阶前缘的平坦的第一板状延伸部、从主体的前面延伸并通常突出至提供导向面的前缘板的第二基本平坦延伸部，第二板终止于一组的台阶前边缘的前端。主体的每一侧的最外面的台阶前缘延伸超出主体的直径，并形成锥形肋的前缘，该肋沿着主体的长度从肋的前缘延伸到主体的后缘，且从主体的外径延伸突出的宽度通常不大于前缘宽度，前缘宽度基本与导向表面前缘的每一台阶的前缘相同。

在本发明的实施例中，锚包括：具有基本圆锥形前沿端或前端，和与主体轴线成钝角且在后缘底部具有一个外翻唇的后缘的管状或圆柱状主体；突出于主体部之上并具有用于连接张紧构件的连接器的凸起肋；从后缘延伸进主体的盲孔；从主体向前突出并且承载于和终止于凿刀形点的平坦前缘构件；从主体前部突出且从前缘横向突出的导向板，该导向板在前缘构件两侧具有锯齿状或台阶状的前缘。

在本发明的实施例中，锚包括：具有基本锐利或倾斜的前沿端或前端和与主体轴线成钝角且在后缘底部具有外翻唇的后缘的基本管状主体；突出于主体部之上并具有用于连接牵引构件的连接器的凸起肋；从后缘延伸进主体的盲孔；从主体向前突出并且终止于凿刀形点的前缘构件；从主体前部突出且在前缘的每侧上横向突出的导向板，且该导向板具有锯齿状或台阶状的前缘；该突出前缘形成为沿主体的轴线竖直对齐地延伸并终止于台阶状凿刀形边缘的前部的基本平坦板，导向板终止于肋中的它们的最外边缘，肋沿着主体外部延伸到后缘，肋从主体突出大约导向表面的一个台阶前缘的宽度。

因此，本发明的目的是提供一种地锚，其具有改进的打入性能，需要最小的打入力，并具有改进的直线路径打入趋势。

本发明的另一个目的是提供基本圆柱形或管形的旋转型地锚，其通过在锚的主体前方，相互间以一定角度延伸的突出表面而提供改进的打入性能，当从主体部的前端测量，该突出表面在锚的主体前方突出的距离为锚的总长的20-40％，或者当从在主体部末端和突出表面之间的过渡区域测量，突出的距离为锚的总长的10-20％，该过渡区域由从主体部的外径到突出表面的轴向渐进的直径减小组成，且突出表面在前缘终止，前缘尖锐或凿刀形，且包括多个轴向和径向以逐步的方式相互偏移的前缘段，该突出表面具有基本平坦的相反侧表面，其阻止锚在打入时绕其轴旋转。

本发明的另一个目的是提供一种基本圆柱、椭圆或矩形体的地锚，其具有由相互轴向和径向间隔开，并在主体前方突出的基本平坦板的前缘处形成的凿刀形表面所限定的前缘，这些板布置成相互之间成一定角度，且主体部具有在主体部相反侧上基本沿主体部长度延伸的肋，该肋具有非钝的前缘，并通常具有的从主体部的表面外部测量的宽度为主体部横向宽度的20％或更少，因此该肋在没有对旋转提供显著的阻力或抗力的情况下起到有助于直线打入锚的作用。

本发明的另一方面且重要的目的是提供一种基本圆柱形的锚，其具有在主体部前方延伸，终止于前缘的平板状延伸部，该前缘具有台阶状向后的凿刀形边缘，主体每一侧的最外面的凿刀形边缘形成侧肋的前缘，该侧肋沿主体延伸到主体后缘。

本领域技术人员从所述的优选实施例的描述中清楚了解这些和其它目的，应理解这只是本发明的一个实施例，很多形状和尺寸的变化都在本发明的保护范围内。

附图说明

图1是本发明的锚的侧视图。

图2是图1的锚的顶视图。

图3是本发明的锚的前缘正视图。

图4是图1的锚的另一侧的侧视图。

图5是锚的底部视图。

图6是后缘的正视图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明的锚10由基本圆柱形的主体部11构成，主体部11可具有大体上圆锥形的前端12和与主体的纵向轴线形成斜角的后端13。该后端13在主体11的底部15结合有外翻的唇16，当其被打入预定深度且拉出载荷被施加后其将咬入锚周围的土壤。肋17形成于主体11的顶部18上，且在所示的实施例中，包括从主体的任意部分的顶部18进一步突出的突出中心段20，该段20设置有横向延伸穿过其中的开口21。

该开口可让缆绳穿过并且返回固定在自身上(clamp back on itself)，或者可以提供钩子固定点，从而缆绳或杆可连接到该钩子上。许多其它用于将锚绳或杆连接至凸起肋上的固定例子都是公知的且能替代孔21。这些包括能接收锚杆上的T形头的T形槽，或者整体沿着锚从顶表面18到底表面15延伸的开口，在肋部区域的开口比在底部的开口小，使得具有头部的杆可以从底部移动穿过锚，杆从肋向外延伸，头部在开口处枢转并被肋的顶部的较小开口固定在其中。这些全部是常规设计手段，且是本领域所公知的。

类似地，锥形的主体部前端可以形成为平坦的斜面、陡峭端面或其它形状。斜的或倾斜的壁，不管形成为圆锥的一部分或具有与纵向轴线成一定角度的表面的平坦三角形段的一部分，与一个钝的径向表面相比，当锚被打入地下时，因为这种表面将主体部后面的土推离主体部11，因而是有益的。

类似地，凸起肋17的前顶面30优选形成为与纵向轴线成一定角度，在其前端32从主体部的外直径表面以便于土壤移动的攻角(attach angle)延伸到中心段20。如图所示，本实施例提供了平坦顶表面31，其从与主体部的表面18的顶前端32的相交部分增加宽度，该相交部分位于圆锥段12的开始位置，该宽度增加向后延伸到段20前面的一点。该段20横向于主体部的纵向中心线的宽度较小，以便在肋的导向部分和连接部20之间的34处产生急剧的宽度减小。从平坦顶部31延伸的肋的侧壁35可向外线性地扩展，或者如实施例所示，以一种更圆形的方式扩展，这些表面的形状是常规设计手段。

尽管已经说明了在肋的前沿面具有平坦表面31的锚，应理解，上升到中心尖端并从锚的前边点50到段20始终向后延伸的角面(edged surface)是希望得到的，以便于锚穿透进入土壤中。

然而，因为缆绳、钩子、杆等可延伸出肋段20的侧面而引起阻力，希望凸起肋的前边被设置成引导土壤远离段20，以方便锚进入地下。

因为肋从主体部凸起，且其提供了缆绳、杆等的锚接点，在锚枢转时和在其提供锚定功能时，缆绳、杆等将处于张力作用下，因此肋必须有足够强度以承受如此的载荷力而不与锚的其它部分分离。最后，这种肋相对大且是使锚在打入地下时倾向于偏离直线路径的因素。盲孔60从后缘延伸到主体中，终止于位于或临近盲孔末端的驱动面61。该末端可以是如所示的方形或成圆角以阻止驱动钢很快出现尖端。加长的驱动钢被插入盲孔60并用于通过施力工具驱动锚进入地下，施力工具取决于锚的尺寸，可以从手持锤到类似于打桩机的重型设备。因为锚插入地下的深度取决于锚的尺寸、要保持的载荷、土壤品质等，驱动钢可以很长、多部分螺纹连接构成，且可能自身结构上不能足以保证锚的直线驱动。

当已知提供从主体前端延伸的十字突起以有助于基本圆柱形旋转锚穿过土壤，这种延伸还未证明在驱动过程中阻止锚的漂移或非直线运动时完全令人满意。具有相对大的从中心体突出的侧翼，十字凿刀形突起边和锋利的翼边的翼锚已经得到应用，如美国专利5,031,370所示。此外，这种锚已经在顶部到底部的竖直方向以及左到右、翼到翼的水平方向均设置了锯齿状或台阶状前缘。尽管这些前缘在翼锚中有优点，但他们还没有用于基本为圆柱或椭圆体无翼锚上。

本发明设置了前板70、71、72和73，或突起面构件，其延伸于主体前面，设置成相互成一定角度，通常设置相互成直角，并提供前缘50、51-55。板70从凸起肋的接合处32向前延伸到台阶前缘50、52和51，其中台阶前缘51位于中心。每个边缘是凿刀形穿透尖端。板70和71可以被看作是一个板，板72和73可以看作第二板，这两个板相互交叉，为了描述目的，这些板可以被看作四个从共同的接合点径向延伸的分开的板。可以提供更多或更少的板，且尽管板72和73的前缘53被显示为在板70-71的前缘51后面轴向间隔开，应理解这两个板可从主体向前延伸相等的量，如图4所示。优选地，板提供抗旋转表面，以阻止在驱动过程中锚的旋转。为此，当板的起始点从点32开始测量，板延伸大约锚的总长度的1/3，表现出在圆锥或过渡区域12前面的主体11的前端。当从过渡区域12的末端开始测量，板将延伸锚总长度大约20％。尽管这些百分比是可以变化的，优选当从点32开始测量时，板延伸总长度的20-40％，且当从过渡区末端的点33开始测量，板向前突出长度的15-25％。这提供了足够的抗旋转表面以帮助锚的直线打入。尽管板70-73的顶部和底部表面可形成为相互平行，它们也可以以一定角度分布。板71与位于锚的另一侧或底侧的板70成镜像关系，板70和71被水平板72、73分开，水平板72、73相似地从主体部和圆锥段12的接合处突起，并且左右镜像。板72、73可终止于台阶式(setback)的凿刀形边缘53、54，如果需要，可以有另一延伸到顶点51的中心边缘，虽然我优选使用单个的凿刀形前缘51。虽然示出了由四块互相成直角的等间隔分布的板组成的X形或十字形前缘，应理解也可以使用其它组合。例如，底部板71可以被去除，从而前面的突起基本成T形。应理解，板70不能轻易删除，因为其向后并入凸起肋。尽管将前部突起选择性描述为板，或板状构件，这只是为了描述的目的，应理解整个锚可以形成为单个铸件，突起可以有横截面曲线或可以在其最外边缘附近向上或向下突出。还应理解板70的顶表面或板71的底表面或板72或73的侧面可以是凿刀形的。这里使用的术语凿刀形包括所有形式的锋利边缘，包括那些在最外点具有半径的形式。这并不表示如刀刃锋利而手持有危险的凿刀形表面，而是该表面不应该是钝得如板的完全的厚度。

另外，在板72和73的外边缘且与最后的台阶式前缘54间隔开的位置，肋80和81位于主体的每侧，该肋可以有基本三角形的凿刀形前缘55，其终止于肋的外边缘，该外边缘形如凿刀或有尖端，如图3中90、91所示。前缘55和肋80、81具有从主体外直径开始的宽度，其相对较小，优选约为主体11的直径的20％。这些肋并非设计成作为如翼锚中的翼，而是抵消凸起肋在打入时将锚从直线路径偏转的趋势。通过使肋80、81在从过渡段12前端的前面到主体的后缘13的整个长度上延伸，通过将保持肋使之相对窄，并将它们制成V形截面，它们不会显著增大锚在被打入土壤时的阻力，但起到了便于锚直线打入的作用。应理解，当锚被打入地下时，土壤抵抗凸起肋的前沿面30的力将具有使锚在其前面向上枢转的趋势，或将整个锚向下推。肋80、81用于帮助抵抗这种趋势，而没有显著增加锚打入地下的阻力。

尽管已经说明了仅有两个肋的优选实施例，该肋与锚的纵轴线的中心线对齐，且从板72、73的边缘开始，但也可通过提供如每侧两个肋或沿着主体的侧面将肋设置得更高或更低，从而不与板72、73同一平面而选择使用本发明。

我已经选择使用相对平的板70-73来限定锚的主体前面的延伸突起，因为那些平表面也起到了阻止锚的漂移的作用。其他人可以选定用于突起部的不同形状或尺寸，如板不设置成相同均匀的厚度，可以在前部较薄而朝向主体部增加厚度。

而且，我已经示出前缘50-54和55布置成基本与锚的纵轴线成直角，如果需要，这些边缘可以向后倾斜。

本发明的这些和其它变形对本领域技术人员来说都是显而易见的。比如，虽然我已经说明并描述了基本圆柱或椭圆状的锚，但锚体可以是矩形、八边形或其它形状。总之，当我使用术语“基本圆柱形”，我旨在包括所有这种微小的形状变化。

Claims (11)

1.一种地锚，包括具有前、后端和顶部、底部的基本圆柱形主体；纵轴线；在所述后端的外翻唇；从主体部的顶部径向向外延伸的凸起肋，该凸起肋具有前沿面并限定用于连接张力构件的连接点；至少一个第一基本板状构件，该板状构件从所述主体的前端延伸，终止于与所述主体间隔开并具有顶部和底部角面的前缘，所述前缘包括多个单独的凿刀形边缘段，所述边缘段从相邻的轴向向外设置的边缘段朝向所述主体成台阶状向后，并从相邻边缘段径向向外延伸，台阶状向后的边缘段设置在与纵向平面平行的平面的每一侧，该纵向平面位于所述主体的所述肋从其突起的所述顶部和所述主体的与所述肋相反设置的主体底部中间，该第一基本板状构件具有从径向最外面的凿刀形前缘向后朝向所述主体延伸，并与所述凸起肋的前沿面对齐的顶角面，所述地锚还包括设置在所述主体的每侧且位于所述顶部和所述底部中间并至少从所述主体的所述前端延伸到所述主体的所述后端的至少一个肋，该侧肋在垂直于所述纵轴线的横截面中基本为V形，并具有凿刀形前缘。

2.如权利要求1所述的锚，包括第二基本板状构件，该第二基本板状构件从所述主体的所述前端延伸，并终止于位于所述第一基本板状构件每侧的一组凿刀形前缘，位于所述第二基本板状构件的每侧上的凿刀形边缘随着所述边缘与所述第一板状构件距离增加而相互轴向和径向间隔开。

3.如权利要求2所述的锚，其中所述第二基本板状构件的最里面的前缘从所述第一板状构件径向向外延伸，并轴向上设置在该板状构件的前缘的后面。

4.如权利要求2所述的锚，其中所述第二基本板状构件的最里面的前缘从所述第一板状构件延伸，并从所述主体部突起的距离大约等于所述第一基本板状构件的最远前缘从所述主体突起的距离。

5.如权利要求2所述的锚，其中所述侧肋与所述第二基本板状构件共面。

6.如权利要求5所述的锚，其中所述侧肋的前缘位于所述主体的前面。

7.如权利要求2所述的锚，其中在所述主体的所述前端和所述板状构件之间设置有倾斜的过渡区域，所述过渡区域终止于在所述板状构件的前缘的后面且与之间隔开的位置，并形成倾斜表面，用于当所述锚被压入到地下时，使物质从所述主体的前端偏离。

8.如权利要求7所述的锚，其中所述过渡区域部分地成锥形。

9.一种基本圆柱体的倾斜式地锚，包括具有前端和后端的锚体，盲孔从所述后端延伸到所述锚体中，所述后端的一部分限定了外翻唇，所述外翻唇设置成在所述锚被驱动到地下后咬入邻近所述后端的土壤，当拉力施加在所述锚上以将所述锚从地下拽出时，所述锚体具有在所述锚体的与所述外翻唇相反侧从所述锚体突出的凸起肋，所述凸起肋限定了用于连接张力构件的连接点，所述锚体具有一对从所述锚体前缘向前延伸的突起板，这些板设置成相互成一定角度并在交点处相互连接，每一个所述板具有前缘，且每一个所述前缘由一组从中心凿刀形边缘到所述中心凿刀形边缘的每侧成台阶状向后的凿刀形边缘限定，所述锚体还具有位于所述锚体的前端和所述板的前缘之间的倾斜表面过渡区域，所述倾斜表面过渡区域在所述锚被插入地下过程中将来自于板的物质偏斜远离所述锚体，所述锚体还具有在所述锚体的相反侧上，基本在所述锚体的长度上延伸的肋，该肋各具有凿刀形前缘和与所述锚体间隔开的锋利外边缘，该肋从所述锚体突起的距离大约为所述锚体宽度的20％或更少。

10.如权利要求9所述的锚，其中所述肋具有位于所述锚体前面的前缘，该前缘形如凿刀。

11.如权利要求9所述的锚，其中至少一个所述板从所述锚体前端延伸大约所述锚总长度的30-35％。

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