CZ21459U1 - Pudní kotva - Google Patents

Description

Oblast.techniky

Technické řešení se týká půdní kotvy, určené k fixací svislých Částí exteriérových konstrukcí a montovaných zahradních staveb.

Dosavadní stav techniky

V současnosti jsou k dispozici různé typy fixačních prvků, používaných k uchycení sloupků, trámů, konstrukcí pergol a jiných svislých konstrukčních součástí do půdního podkladu. Nejznámější jsou ty, které mají spodní část určenou k zavrtávání do půdy konstrukčně řešenou jako Šroubovité vrtáky. Může to být například kotvicí prvek zakončený v dolní části Šroubovitým vrtákem, přičemž mezi tímto vrtákem a válcovitým tělesem kotvícího prvku o větším průměru je vytvořen kuželovitý přechod usnadňující proniknutí kotvícího prvku do půdy. Šroubovice vrtáku má v půdorysu rozsah 1 * 360° a její šířka je v celém tomto rozsahu konstantní. Tyto kotvicí prvky jsou z hlediska své funkce problematické v případě, že je nutné použít jev kamenité půdě. Pak může snadno dojít k ucpání vrtáku kamenem větším než je stoupání závitu šroubovice vrtáku, jakmile se tato překážka dostane do kritického bodu Šroubovice. Kotvicí prvek již neproniká dále do půdy a při pokračujícím kroutícím momentu vyvozovaném pohonem stroje bez zásahu obsluhy může dojít až k celkové destrukci vrtáku.

S cílem vyhnout se těmto potížím byly postupně řešeny jiné zavrtávací systémy. Jedním z nich je půdní vrut s tělem opatřeným na dolním konci šroubovicí, která je však umístěna nad Špičkou. Šířka řezné plochy šroubovice se přitom od špičky směrem nahoru postupně zvětšuje a tato šroubovice má rozsah větší než 360°. Tímto konstrukčním řešením se skutečně dosahuje dobrého zavrtávacího účinku při menší rizikovosti z hlediska provozu v kamenité půdě a následné možné destrukce. Přesto však ani u této koncepce vzhledem k mnohým společným prvkům s předchozím řešením není ještě vytvořen dostatečný prostor pro bezpečný průchod zeminy či kamenitého podloží vrtací Částí a tím i bezproblémový provoz.

Kromě těchto funkčních nedostatků se projevují slabiny stávajících půdních vrutů také ve spojení jejich závrtné části s navazující válcovou částí - tělem kotvícího prvku. Toto spojení se uskutečňuje téměř výhradně vsazením okraje jednoho prvku do druhého a fixací jediným příčným spojovacím prvkem - závlačkou. Zkušenosti z praxe však ukazují, že mechanická nosnost takového spojení je u více namáhaných aplikací, například konstrukcí solárních systémů, nebo v náročnějších povětrnostních podmínkách často nedostačující.

Proto byla vytvořena konstrukce závrtného fixačního prvku podle užitného vzoru 19285 s cílem odstranění uvedených nevýhod a nedostatků. Tento závrtný fixační prvek je obdobně jako předchozí systémy tvořen nosnou trubkou, v jejímž dolním konci je upevněn kónus zakončený hrotem. Ke kónusu jsou přitom uchyceny alespoň dvě lopatky, jejichž plochy se na kónusu ve směru od hrotu nahoru postupně rozšiřují. Nosná trubka má na svém horním konci ve stěně uloženy alespoň dva spojovací elementy. Lopatky jsou na kónusu umístěny nejlépe proti sobě pod úhly 15 až 75°, přičemž mají s výhodou tvar plochy úseče oblé křivky. Toto konstrukční řešení díky použití lopatek místo spojité šroubovice zabraňuje ucpávání závrtné části hrubými součástmi kamenitého podloží a vytváří zlepšené podmínky pro dobrý průchod zeminy při zavrtávání. Tím se také zrychluje proces ukotvení tohoto závrtného fixačního prvku v půdním podloží a zlepšuje se vedení nosné trubky v požadovaném směru. Vícenásobné spojovací elementy zlepšují stabilitu a nosnost ukotvené konstrukce a rozšiřuje se tak využitelnost fixačního prvku i na náročnější aplikace a klimatické podmínky.

Vedle nesporných výhod, hlavně vyššího účinku při pronikání do půdy díky konstrukci lopatek, má právě popsané řešení i některé dílčí nevýhody. Je to především skutečnost, že kónus je třeba vyrobit jako výkovek, což je spojeno s určitou pracností a náročností. Další nevýhodou, rovněž společnou s předchozím popsaným řešením, je skutečnost, že hrot umístěný v kónusu svou délkou zřetelně přesahuje obrysovou linii kónusu a tím je při pronikání do půdy vystaven • 1 CZ 21459 U1 značnému namáhání a riziku deformace. Praxe dále ukázala, že umístění lopatek na kónusu ve stejné výši proti sobě vyžaduje jejich průchod zeminou v samostatných drahách, což není ve více kamenité půdě vždy možné. V takovém případě lopatky pouze rozmělní okolní zeminu a pronikání do půdy se zastaví.

Systémy kotvení svislých fixačních prvků v půdě vytvořené společností Krinner (DE) jsou z hlediska svého profilu sofistikované, v zájmu dosažení vyššího kotvícího účinku jsou však již složitější, většinou sestávají z několika samostatných částí. U těch se pak již nejedná o jednodílný samořezný kotvicí prvek, ale o sestavu postupně se skládajících dílů, ve výsledku působících analogicky jako sestava hmoždinky a vrutu. Díky tomu jsou výrobně i cenově náročnější a rovněž jejich aplikace je pracnější. Především však jsou tyto fixační prvky vybaveny pouze systémem běžných závitů při pronikání do půdy. Proto se i přes složitější konstrukční řešení často nedaří dosáhnout u nich očekávaného kotvícího efektu.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nedostatky a nevýhody dosud známých typů kotvicích prvků pro vnější aplikace do značné míry odstraňuje půdní kotva pro uchycení svislých exteriérových prvků, tvořená válcovou částí, kuželovou částí a hrotem, podle technického řešení. Podstata technického řešení spočívá v tom, že půdní kotva má válcovou část těsně nad kuželovou částí opatřena souborem 3 až 18 lopatek umístěných v linii jediné virtuální šroubovice o rozsahu 360° až 6 * 360° tak že celková plocha lopatek činí 15 až 99 % plochy virtuální šroubovice, v níž jsou lopatky umístěny, a dále že na válcovou část beze spoje navazuje svisle členěná kuželová část zdola opatřená otvorem, v němž je vsazen hrot ve tvaru válce tak, že jeho nárysný profil se nachází s výhodou uvnitř linie nárysného profilu kuželové části.

Ve výhodném provedení má půdní kotva podle technického řešení v půdorysném rozsahu 360° virtuální šroubovice rozmístěny tři lopatky, jejichž vnější okraj má kruhový tvar délkou i poloměrem shodný s vnitřním okrajem a boční okraje každé z lopatek jsou stejně dlouhé a navzájem rovnoběžné. Jinou výhodnou alternativou jsou tři lopatky, jejichž vnější okraj má zaoblený tvar plynule navazující na linii rozbíhajících se bočních okrajů.

Svislé členění kuželové části je s výhodou tvořeno spárami, které jsou alespoň v jednom místě přemostěny bodovým svarem a nahoře jsou ukončeny tvarovacími otvory.

Výhodou půdní kotvy podle technického řešení z funkčního hlediska je především velmi dobrá schopnost pronikání do půdního podkladu a následně i značné zvýšení spolehlivosti uchycení navazujících svislých konstrukčních prvků. Tyto velmi dobré kotvicí schopnosti jsou dány zvětšením celkové opěrné plochy lopatek. Umístění lopatek v linii jediné virtuální šroubovice pak zlepšuje zavrtávání a předchází možným komplikacím v jílovitých půdách. Navíc konstrukce hrotu vykazuje značnou odolnost proti deformaci v úvodní fázi pronikání do půdy.

Půdní kotva podle technického řešení má současně i nemalé výhody technologické. Jednak není třeba samostatně a nákladně vyrábět (jako výkovek) kuželovou část - špičku, která je zde získána obvodovým prostřihem válcové části do tvaru V (4*), sevřením vzniklých trojúhelníkových tvarů k sobě a několikrát přerušovaným svařením přilehlých stran. Tím se ponechá možnost úniku vlhkosti skrze jednotlivé spáry a také dolním otvorem v kuželové části, jestliže vsazený hrot je rovněž dutý. Také je tím umožněn přirozený odtok kondenzované vlhkosti a tento tvar je velmi výhodný pro zinkování při použité technologii zinkování. Uvedené řešení prostřihu navíc umožňuje současně získat druhý shodný výrobek opačně orientovaný, takže z tohoto hlediska jde o téměř bezodpadovou technologii. Plynulá návaznost válcové a kuželové části každé takové půdní kotvy rovněž přispívá k hladkému pronikání do půdního podkladu.

Další výhodou půdní kotvy podle technického řešení z technologického hlediska je varianta řešení geometrie lopatek, kdy shodnost vnějšího a vnitřního obrysu rovněž umožňuje bezodpadovou technologii.

-2CZ 21459 U1

Přehled obrázků na výkresech

K bližšímu objasnění podstaty technického řešení slouží příklad konkrétního provedení půdní kotvy podle technického řešení. Tento příklad je znázorněn na přiložených výkresech, kde značí: obr. 1 - půdní kotva podle technického řešení - nárys, obr. 2 - půdní kotva podle obr. 1 - půdorys, obr. 3 - polotovar půdní kotvy podle obr. 1 (bez lopatek) - nárys, obr. 4 - polotovar půdní kotvy podle obr. 3 s tvarovanou kuželovou částí - nárys, obr. 5 - alternativní řešeni tvaru lopatek půdní kotvy - půdorys.

Příklady provedení technického řešení

Z přiložených výkresů je zřejmé konkrétní vytvoření půdní kotvy podle technického řešení, jak je dále popsáno v následujících příkladech.

Přikladl

Na přiložených výkresech (obr. 1 a 2) je znázorněno jedno z příkladných provedení půdní kotvy podle technického řešení. Z obr. 1 je zřejmé, že půdní kotva je tvořena válcovou částí 1. kuželovou částí 3 a hrotem 5, přičemž válcová Část 1 je těsně nad kuželovou částí 3 opatřena souborem tří lopatek 2a, které jsou umístěny v linii jediné virtuální šroubovice o půdorysném rozsahu 360° tak, že celková plocha lopatek 2a činí 45 % plochy virtuální šroubovice, v níž jsou lopatky 2a na válcové části 1 umístěny. Úhel stoupání virtuální šroubovice je 12°.

Na válcovou část 1 beze spoje navazuje svisle členěná kuželová část 3, která je zdola opatřena otvorem 4, v němž je vsazen hrot 5 ve tvaru dutého válce tak, že jeho nárysný profil se nachází uvnitř linie nárysného profilu kuželové části 3. Vrcholový úhel nárysného profilu kuželové části 3 je 12°. Svislé členění kuželové části 3 je tvořeno spárami 6, které jsou minimálně ve dvou místech své délky přemostěny tupým svarem. Vytvoření obvodové dělicí linie mezi válcovou částí 1 a kuželovou částí 3 napomáhají svým oválným tvarem i čtyři tvarovací otvory 7.

Rozmístění a tvarové řešení lopatek 2a je znázorněno na obr. 2, z něhož je patrné, že boční okraje každé z lopatek 2a jsou stejně dlouhé a navzájem rovnoběžné, přičemž vnější okraj lopatek 2a má kruhový tvar délkou i poloměrem shodný s vnitřním okrajem. Válcová část 1 je při svém horním okraji opatřena spojovacími prvky 8.

Jak je vidět z obr. 3 a 4, konstrukční řešení této půdní kotvy umožňuje snadnou a ekonomickou výrobu kuželové části 3 z původního válcového polotovaru, kdy není třeba vytvářet výkovek a navíc technologie prostřihu je do značné míry bezodpadová. Stejně tak geometrie lopatek 2a umožňuje jejich bezodpadovou výrobu stříháním z ocelové pásoviny. Tím se dosahuje výrazné úspory materiálu.

Příklad 2

Jiný typ lopatek 2b, určený pro půdní kotvu vhodnou pro písčitý až Štěrkový terén, jev půdorysu znázorněno na obr. 5. Tento typ lopatek 2b je výhodný v případě méně únosného podloží.

Průmyslová využitelnost

Půdní kotva podle technického řešení je využitelná pro uchycení svislých částí exteriérových konstrukcí a montovaných zahradních staveb v běžných i kamenitých nebo jinak problematických terénech.

Claims (5)

1. Půdní kotva pro uchycení svislých exteriérových prvků, tvořená válcovou částí, kuželovou částí a hrotem, vyznačující se tím, že válcová část (1) je těsně nad kuželovou částí (3) opatřena souborem 3 až 18 lopatek (2) umístěných v linii jediné virtuální šroubovice o rozsahu 360° až 6 * 360 ⁰ tak, že celková plocha lopatek (2) činí 15 až 99 % plochy virtuální šroubovice, v níž jsou lopatky (2) umístěny, a dále že na válcovou část (1) beze spoje navazuje svisle členěná kuželová část (3) zdola opatřená otvorem (4), v němž je vsazen hrot (5) ve tvaru válce.

2. Půdní kotva pro uchycení svislých exteriérových prvků podle nároku 1, vyznačující se tím, že v půdorysném rozsahu 360° virtuální Šroubovice jsou rozmístěny tři lopatky (2a), jejichž vnější okraj má kruhový tvar délkou i poloměrem shodný s vnitřním okrajem a boční okraje každé z lopatek (2a) jsou stejně dlouhé a navzájem rovnoběžné.

3. Půdní kotva pro uchycení svislých exteriérových prvků podle nároku 1, vyznačující se tím, že v půdorysném rozsahu 360° virtuální šroubovice jsou rozmístěny tři lopatky (2b), jejichž vnější okraj má zaoblený tvar plynule navazující na linii rozbíhajících se boční okrajů.

4. Půdní kotva pro uchycení svislých exteriérových prvků podle nároku 1, vyznačující se tím, že svislé členění kuželové části (3) je tvořeno spárami (6), které jsou alespoň v jednom místě přemostěny tupým svarem a nahoře jsou ukončeny tvarovacími otvory (7).

5. Půdní kotva pro uchycení svislých exteriérových prvků podle nároku 1, vyznačující se t í m, že nárysný profil hrotu (5) se nachází uvnitř nárysného profilu kuželové části (3),