CZ302129B6

CZ302129B6 - Spoj kotevní tyce s vrtným strojem

Info

Publication number: CZ302129B6
Application number: CZ20040059A
Authority: CZ
Inventors: Papousek@Hannes; Papousek@Herbert
Original assignee: Atlas Copco Mai Gmbh
Priority date: 2001-07-19
Filing date: 2001-07-19
Publication date: 2010-11-03
Also published as: AT8246U2; AT8246U3; CA2454067C; CN100378294C; PT1407115E; PL198229B1; HK1067401A1; ES2258061T3; JP2004522030A; CA2454067A1; EP1407115B1; ATE320546T1; SK352004A3; CZ200459A3; DK1407115T3; NO333038B1; JP4570871B2; WO2003008763A1; EP1407115A1; SI1407115T1

Abstract

Spoj kotevní tyce (6) s vrtným strojem (1) pri použití prechodové spojky (5), spojené se zástrcným koncem (4) vrtného stroje (1), do níž je zašroubován konec kotevní tyce (6), je proveden tak, že alespon konec kotevní tyce (6), zašroubovaný do prechodové spojky (5), má osazením konce kotevní tyce (6) vytvorenou cást (12) s prumerem (Ra), zúženým vuci vnejšímu prumeru (Rd) kotevní tyce (6) tak, že mezi vnitrní plochou (22) prechodové spojky (5) a cástí (12) kotevní tyce (6) je vytvoren volný prostor (23). Cást (12) kotevní tyce (6) se zúženým prumerem (Ra) je na svém volném konci opatrena zkosením (11) nebo zaoblením.

Description

Spoj kotevní tyče s vrtným strojem

Oblast techniky

Vynález se týká spoje kotevní tyče s vrtným strojem při použití přechodové spojky spojené se zástrčným koncem vrtného stroje, do níž je zašroubován konec kotevní tyče.

io Dosavadní stav techniky

Aby bylo možno v hornině instalovat samovrtací injektovanou kotvu, je zapotřebí, aby kotevní tyče, z nichž kotevní systém sestává, byly spojeny s vrtací hlavou vrtného stroje. Toto spojení se provádí pomocí přechodové spojky, do níž se zašroubuje jeden konec kotevní tyče a která je spojena, například zašroubováním, se zástrčným koncem vrtného stroje. Na nejpřednějším konci první kotevní tyče je našroubována vrtací koruna. Při zvětšující se hloubce vrtané díry se kotevní tyč našroubováním spojek a dalších kotevních tyčí prodlužuje až do dosažení celkové délky kotvy. Při použití další kotevní tyče je zapotřebí uvolnit spoj mezi poslední kotevní tyčí, zavrtanou do horniny, a vrtným strojem tak, že poslední kotevní tyč, vyčnívající z vrtané díry, se vyšroubuje z přechodové spojky a vloží se nová kotevní tyč, přičemž tato nová kotevní tyč se prodlouží pomocí spojovací spojky poslední kotevní tyčí a znovu zašroubuje do přechodové spojky vrtného stroje.

Uvolnění nejprve kotevní tyče od přechodové spojky na vrtném stroji se u dosavadního stavu techniky ukázalo problematickým. U známého vytvoření konců kotevních tyčí dochází často k tomu, že kotevní tyč se v přechodové spojce, která ji spojuje s vrtným strojem, sevře, což má za následek vznik pracovního výpadku, protože pro uvolnění šroubového spojení mezi kotevní tyčí a přechodovou spojkou je zapotřebí velké síly a dlouhé doby. Důvodem často se vyskytujícího sevření je, že se používají kotevní tyče, které nejsou tepelně zpracované a ve srovnání s vrtacími tyčemi, které se používají ve stále se zlepšující kvalitě, mají nižší tvrdost. Rovněž stále se zkvalitňující přechodová spojka vrtného stroje je podstatně tvrdší než kotevní tyče, protože musí být dimenzována na vícenásobné použití. Při provozu, tedy při vrtání, dochází procesem nárazovitého vrtání (otočný pohyb a nárazový pohyb) k trvalé deformaci konce kotevní tyče, uložené v přechodové spojce, čímž v přechodové spojce vzniká výše popsaný problém sevření kotevní tyče.

Ze spisu US 4 332 502 (A) je známé vytvořit na kotevních tyčích, které mají být navzájem spojeny spojovacími spojkami, bezzávitové části. Kotevní tyče se u řešení podle spisu US4332502 (A) navzájem spojí spojovacími spojkami, které mají v oblasti, v níž kotevní tyče, zašroubované do spojovací spojky, svými bezzávitovými částmi na sebe dosednou, upraven směrem dovnitř vyčnívající prstenec, do něhož zasahují bezzávitové konce kotevních tyčí, zašroubovaných do přechodové spojky. To znamená, že v případě rázového zatížení kotevních tyčí, které vzniká například při usazování kotev v hornině, když se jimi má vytvořit vrtaná díra, vznikají deformace především a v první řadě v oblasti na sebe dosedajících konců, tedy v oblasti bez45 závitových částí kotevních tyčí, takže bezzávitové části kotevních tyčí se pěchují při zvětšení svého průměru. Tyto deformace způsobí to, že dochází k sevření mezi kotevní tyčí a přechodovou spojkou, které se ukázalo nevýhodným, jak bylo výše uvedeno.

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu je vytvořit konec kotevních tyčí, uložený v přechodové spojce na vrtném stroji tak,aby nedocházelo k výše popsanému sevření.

-1 CZ 302129 B6

Uvedený úkol splňuje spoj kotevní tyče s vrtným strojem při použití přechodové spojky, spojené se zastřeným koncem vrtného stroje, do níž je zašroubován konec kotevní tyče, podle vynálezu, jehož podstatou je, že alespoň konec kotevní tyče, zašroubovaný do přechodové spojky, má osazením konce kotevní tyče vytvořenou část s průměrem zúženým vůči vnějšímu průměru kotevní tyče tak, že mezi vnitřní plochou přechodové spojky a částí kotevní tyče je vytvořen volný prostor.

Výhodná provedení jsou předmětem vedlejších patentových nároků.

Podle výhodného provedení vynálezu je část kotevní tyče se zúženým průměrem vytvořena jako bezzávitová. Část kotevní tyče se zúženým průměrem může být přitom na svém volném konci s výhodou opatřena zkosením nebo zaoblením.

Vnější obrys části se zúženým průměrem má s výhodou tvar válcového pláště. Vnější obrys části se zúženým průměrem může být s výhodou kuželový. Tato část se s výhodou může zužovat směrem ke konci kotevní tyče. Vnější obrys části je s výhodou ^kloněn k podélné ose kotevní tyče nejvýše o úhel 20°.

Podle ještě dalšího výhodného provedení vynálezu kotevní tyč dosedá čelní plochou své části se zúženým průměrem na k ní přivrácenou boční plochu kruhového žebra, vyčnívajícího do vnitrního prostoru přechodové spojky.

Na rozdíl od známých kotevních tyčí, u nichž jsou konce (mírně) zkoseny, je alespoň jeden konec kotevní tyče podle vynálezu opatřen částí se zúženým průřezem. Tato část, která je upravena na kotevní tyči alespoň na jejím konci uloženém v přechodové spojce vrtného stroje (to znamená do ní zašroubovaném), může mít válcovou vnější plochu a na své čelní ploše může být opatřena zkosením.

Provedením alespoň jednoho konce kotevních tyčí podle vynálezu je umožněno bezporuchové uvolnění (vyšroubování) kotevních tyčí z přechodové spojky, protože při usazování vrtacích kotev nemůže vlivem deformací konce kotevní tyče, uloženého v přechodové spojce, vznikajících zatížením při vrtání, docházet v důsledku volného prostoru mezi vnitrní plochou přechodové spojky a koncem kotevní tyče, vytvořené s menším průměrem, k sevření kotevních tyčí v přechodové spojce.

U řešení podle vynálezu je bezproblémové rovněž našroubování spojovacích spojek na konec poslední kotevní tyče, vyčnívající zvrtané díry, protože mezi zúženým koncem kotevní tyče a vnitřní plochou spojovací spojky existuje vůle i tehdy, když je konec kotevní tyče zdeformován.

Výhodou pro uživatele spoje mezi kotevní tyčí a vrtným strojem podle vynálezu je v prvé radě to, že se zamezí vzniku dlouhých pracovních přerušení, protože kotevní tyč může být od přechodové spojky uvolněna lehce, čímž je zaručen bezporuchový provoz. Při zohlednění skutečnosti, že při výstavbě tunelů nebo při zabezpečení svahu pracují vrtací kladiva často v relativně velké vzdálenosti od země, má řešení úkolu podle vynálezu (zamezení sevření mezi přechodovou spojkou a kotevní tyčí) značný význam, protože odstraňování poruch představuje ve velké míře ne nepodstatné bezpečnostní riziko.

Přehled obrázků na výkresech

Další podrobnosti, znaky a výhody řešení podle vynálezu vyplynou z následujícího popisu podle přiložených výkresů, na nichž obr. 1 schematicky znázorňuje vrtací kladivo při vrtání, obr. 2 konec známé kotevní tyče, obr. 3 konec kotevní tyče podle vynálezu se zúženým koncem a obr. 4 v řezu konec kotevní tyče, zašroubované do přechodové spojky.

Příklady provedení vynálezu

Vrtací kladivo znázorněné na obr. 1 sestává z vrtného stroje I, které se podle postupu vrtání posunuje na vedení vrtací lafety 3, opírajícím se o horninu 2. Pohon za tím účelem použitý není znázorněn. Do zástrěného konce 4 vrtného stroje I je prostřednictvím přechodové spojky 5 zašroubována kotevní tyč 6, pomocí níž je připojena buď přímo kotevní tyč, nesoucí vrtací korunu, nebo přes spojovací spojky 7 jsou připojeny další kotevní tyče 6.

io Pomocí připojovacího dílu JO může být do kotevních tyčí 6 přiváděna vyplachovací kapalina a po skončeném vrtání (hydraulicky) pojící médium, určené k upevnění kotvy, které po ztvrdnutí upevňuje kotvu, která sestává z příslušného počtu kotevních tyčí 6, ve vyvrtané díře.

Obr. 2 znázorňuje konec známé kotevní tyče 6, kteráje opatřena vnějším závitem 9, vytvořeným tvářením její stěny. Konec známé kotevní tyče 6 je opatřen zkosením J_L pod úhlem 45°.

U kotevní tyče 6 podle vynálezu je alespoň jeden konec vytvořen tak, jak je znázorněno na obr. 3, a obsahuje část 12, která má oproti vnějšímu průměru Rd kotevní tyče 6 zmenšený průměr Ra a není opatřena žádným vnějším závitem 9. Volný konec částí 12 kotevní tyče 6 se zmenšeným průměrem Ra může být rovněž opatřen zkosením JJ. pod úhlem 45°. Jedno výhodné provedení je možné alespoň pro konec vrtací tyče 8, zašroubované do přechodové spojky 5, není však nutné, a to zejména tehdy, když je vrtací tyč 8 provedena z kalené oceli (jako přechodová spojka 5).

Vnější tvar Části j2 se zmenšeným průměrem Ráje sám o sobě libovolný, avšak často může být vytvořen ve tvaru válcového pláště. Část 12 může být vytvořena i tak, že se směrem k volnému konci kuželovité zužuje, přičemž vnější obrys je skloněn k podélné ose kotevní tyče 6 pod úhlem, který není větší než 20 stupňů.

Přechodová spojka 5, kteráje našroubována na zástrěný konec 4 hnaného neboli výstupního hří3o dele 4 vrtného stroje I, je s výhodou provedena z kalené oceli a ve svém středu obsahuje směrem dovnitř vystupující kruhové žebro 20. Světlý průřez kruhového žebra 20 je v podstatě stejně velký jako světlý průřez kotevních tyčí 8.

Mezi vnější plochou 21 zúžené části 12 kotevní tyče 6 a vnitřní plochou 22 přechodové spojky 5 je upraven volný prostor 23. Tento volný prostor 23 umožňuje plastickou deformaci zúžené části 12. nacházející se na konci kotevní tyče 6, aniž by se kotevní tyč 6 (nebo vrtací tyč 8) v přechodové spojce 5 sevřela.

Kotevní tyč 6 dosedá svou čelní plochou 24 na jednu boční prstencovou plochu 25 kruhového žebra 20. Zástrěný konec 4 vrtného stroje 1 dosedá svou koncovou plochou 26 na druhou prstencovou plochu 27 kruhového žebra 20.

Souhrnně může být příkladné provedení vynálezu popsáno takto:

Kotevní tyč 6 kotvy (samovrtací injektované kotvy), určené pro ukotvení v hornině, má vnější závit 9 pro spojení kotevní tyče 6 s vrtným strojem 1 prostřednictvím přechodové spojky 5. Konec kotevní tyče 6, zašroubovaný do přechodové spojky 5, má část 12, jejíž průměr Ra je menší oproti vnějšímu průměru Rd kotevní tyče 6. Část JJ2 kotevní tyče 6 se zúženým průřezem je na svém volném konci opatřena zkosením 11. Tím vznikne mezi vnitřní plochou 22 prechodo50 vé spojky 5 a koncem kotevní tyče 6 se zúženým průměrem Ra volný prostor 23, který brání sevření kotevní tyče 6 v přechodové spojce 5, i když se její konec v průběhu vrtací práce plasticky zdeformuje, takže kotevní tyč 6 může být z přechodové spojky 5 vyšroubována bez vynaložení zvýšeného úsilí.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

5 1. Spoj kotevní tyče (6) s vrtným strojem (1) pri použití přechodové spojky (5), spojené se zastřeným koncem (4) vrtného stroje (I), do níž je zašroubován konec kotevní tyče (6), vyznačující se tím, že alespoň konec kotevní tyče (6), zašroubovaný do přechodové spojky (5), má osazením konce kotevní tyče (6) vytvořenou část (12) s průměrem (Ra), zúženým vůči vnějšímu průměru (Rd) kotevní tyče (6) tak, že mezi vnitrní plochou (22) přechodové spojky io (5) a části (12) kotevní tyče (6) je vytvořen volný prostor (23).
2. Spoj podle nároku I, vyznačující se tím, že část (12) kotevní tyče (6) se zúženým průměrem (Ra) je vytvořena jako bezzávitová, i?
3. Spoj podle nároku 1 nebo 2, v y z n a č u j í c í se t í m , že část (12) kotevní tyče (6) se zúženým průměrem (Ra)je na svém volném konci opatřena zkosením (11) nebo zaoblením.
4. Spoj podle jednoho z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že vnější obrys části (12) se zúženým průměrem (Ra) má tvar válcového pláště.

2«
5. Spoj podle jednoho z nároků laž3, vyznačující se tím, že vnější obrys části (12) se zúženým průměrem (Ra)je kuželový.
6. Spoj podle nároku 5, vyznačující se tím, že část (12) se zužuje směrem ke konci

25 kotevní tyče (6).
7. Spoj podle nároku 5 nebo 6, vyznačující se tím, že vnější obrys části (12) je skloněn k podélné ose kotevní tyče (6) nejvýše o úhel 20°.

30 8. Spoj podle jednoho z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že kotevní tyč (6) dosedá čelní plochou (24) své části (12) se zúženým průměrem (Ra) na k ní přivrácenou boční plochu (25) kruhového žebra (20), vyčnívajícího do vnitřního prostoru přechodové spojky (5).