FI89625B

FI89625B - Wedge

Info

Publication number: FI89625B
Application number: FI902891A
Authority: FI
Inventors: Kari Saarikoski; Jouko Ritola
Original assignee: Vtt Technology Oy
Priority date: 1990-06-08
Filing date: 1990-06-08
Publication date: 1993-07-15
Also published as: FI902891A0; FI89625C; FI902891A

Description

1 896251 89625

KIILAWEDGE

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa määritelty kiila kivien halkaisemisek-5 si.The invention relates to a wedge for splitting stones as defined in the preamble of claim 1.

Nykyään tunnetaan kivikiiloja, joissa on kolme osaa, kaksi reunakiilaa sekä pääkiila. Näitä käytetään siten, että reunakiilat asetetaan reikään vastakkaisille puolille reikää reiän vaippoja vasten, jolloin reu-10 nakiilojen väliin jää alaspäin kapeneva kiilamainen rako, johon pääkiila asetetaan ja johon sitä isketään, jolloin reiän vaipan koko reunakiilojen pituuden määräämälle alueelle vaikuttaa olennaisesti yhtä suuri kiveä halkaiseva puristusvoima.Today, stone wedges with three parts, two edge wedges and a main wedge are known. These are used by placing the edge wedges on opposite sides of the hole against the hole casings, leaving a downwardly tapering wedge-shaped gap between the edge wedges into which the main wedge is inserted and struck, with a substantially equal crushing diameter .

15 Ongelmana nykyisin käytettävissä kiiloissa on, että syntyvät voimavyöhykkeet eivät ole parhaat mahdolliset, vaan halkaiseva voima jakaantuu epäedullisesti reiän alueelle. Toisena ongelmana on kiilojen hankala käyttö, koska kiilan koostuessa kolmesta eri osasta ja 20 koska kiiloja käytetään useita rivissä suurta kiveä halkaistaessa, kiven haljettua kiilojen osia joudutaan poimimaan laajalta alueelta ja lisäksi usein osa kiilojen osista joutuu irtoavien kivenlohkareiden alle tuhoutuen.15 The problem with currently used wedges is that the resulting force zones are not the best possible, but the splitting force is unfavorably distributed in the area of the hole. Another problem is the inconvenient use of wedges, because when a wedge consists of three different parts and because several wedges are used in a row to split a large stone, the cracked parts of the wedge have to be picked over a large area and some of the wedge parts are often destroyed under loose boulders.

25 Keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä mainitut epäkohdat. Erityisesti keksinnön tarkoituksena on luoda uudenlainen kiilarakenne, joka on rakenteeltaan yksinkertainen ja täten helppo käyttää sekä joka ohjaa kiilaavat voimavyöhykkeet kiven reiän vaippoihin 30 edullisimmalla mahdollisella tavalla.The object of the invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks. In particular, it is an object of the invention to provide a novel wedge structure which is simple in structure and thus easy to use and which guides the wedge force zones to the rock hole casings 30 in the most advantageous manner possible.

Keksinnölle tunnusomaisten seikkojen osalta viitataan vaatimusosaan.With regard to the features characteristic of the invention, reference is made to the claims.

Kivien halkaisussa käytettävään kiilaan kuuluu iskupää sekä tästä kärkeen päin kapeneva teräosa, jonka 35 muodostaa kartiopinta, jossa on kaksi toistensa vastakkaisilla puolilla olevaa kartiopinnasta sisäänpäin muodostettua viistettä ulottuen olennaisesti iskupään 2 B 9 62 5 ja kärjen väliselle koko pituudelle, jolloin kiilan kartiopinnan ja reiän vaipan välissä on voiteleva ja liukastava rakenne. Keksinnön mukaisesti voitelevana ja liukastavana rakenteena on ohutta metallilevyä oleva 5 hylsy. Hylsy tukeutuessaan kiilan kartiopinnan ja reiän vaipan väliin toimii voitelevana ja liukastavana rakenteena kiven ja metallin välillä. Näin kiilaa reikään iskettäessä ei jouduta voittamaan kiven ja kiilan välistä voimakasta lepokitkaa, vaan kiila luistaa suh-10 teellisen kevyesti metallihylsyn varassa. Koska kiilan kartiokulma on suhteellisen pieni, ei kiila kuitenkaan pääse luistamaan pois reiästä iskujen välillä.The wedge used for splitting the stones comprises an impact head and a blade portion tapering towards the tip, 35 formed by a conical surface with two chamfers inwardly formed on opposite sides of the conical surface extending substantially the entire length between the impact head 2 B 9 62 5 and the tip. is a lubricating and lubricating structure. According to the invention, the lubricating and lubricating structure is a sleeve made of a thin metal plate. The sleeve, when supported between the conical surface of the wedge and the sheath of the hole, acts as a lubricating and sliding structure between the stone and the metal. In this way, when the wedge is struck in the hole, the strong rest friction between the stone and the wedge does not have to be overcome, but the wedge slips relatively lightly on the metal sleeve. However, because the wedge cone angle is relatively small, the wedge cannot slip out of the hole between impacts.

Kartiopinnan muodostama kartiokulma on alle 10°, edullisesti välillä 1-5°, esimerkiksi noin 2 15 3°, jolloin kartiokulman ollessa suhteellisen loiva, se työntyy tehokkaasti kovaankin kiveen eikä pomppaa reiästä takaisin kiilaa reikään iskettäessä.The cone angle formed by the conical surface is less than 10 °, preferably between 1-5 °, for example about 2 3 3 °, whereby when the cone angle is relatively gentle, it effectively protrudes even into hard rock and does not bounce back from the hole when the wedge is struck.

Eräässä edullisesssa keksinnön sovelluksessa kartiopinnassa olevat viisteet ovat suoria tasomaisia 20 pintoja, jotka ovat helpoiten työstettävissä kartioon, mutta ne voivat myös olla kaarevamuotoisia sisäänpäin tai ulospäin kaarevia pintoja, joille on olennaista, että ne muodostavat alueen, joka on sisäänpäin kartio-pinnasta, jolloin asetettaessa kiila reikään näiden 25 viisteiden alueet eivät kosketa reikien vaippaa vaan kiila tukeutuu reiän vaippaan ainoastaan viisteiden välissä olevilla kartiopinnan osilla.In a preferred embodiment of the invention, the chamfers on the conical surface are straight planar surfaces 20 which are most easily machined into the cone, but may also be curved inwardly or outwardly curved surfaces essential to form an area inwardly of the conical surface. the areas of these 25 bevels in the hole do not touch the shell of the holes but the wedge rests on the shell of the hole only in the portions of the conical surface between the bevels.

Viisteiden viistekulma on välillä 45 - 135°, edullisesti 60 - 120° ja kokeissa on havaittu hyväksi 30 kartiokulman suuruudeksi noin 90°.The bevel angle of the chamfers is between 45 and 135 °, preferably 60 - 120 ° and a good cone angle of about 90 ° has been found in experiments.

Käytettävän hylsyn yläreunassa voi lisäksi olla sopiva levennys, laippa, jonka varassa hylsy on asetettavissa reikään ennen kiilaa ja joka estää hylsyn putoamisen reikään.In addition, the upper edge of the sleeve to be used may have a suitable widening, a flange on which the sleeve can be inserted into the hole before the wedge and which prevents the sleeve from falling into the hole.

35 Edullisesti keksinnön mukaisen kiilan iskupää on muotoiltu siten, että se on suoraan liitettävissä erilaisiin kiventyöstössä käytettäviin koneisiin niiden 3 89625 teräosaksi. Jotta samoja kiiloja voidaan käyttää myös käsityökaluina, kiilaan kuuluu myös edullisesti isku-hattu, jonka sisäpuoli olennaisesti muodoltaan vastaa kiilan iskupään ulkomuotoa. Iskuhatun materiaali myös 5 valitaan siten, että se paremmin kestää siihen kohdistuvia vasaran tai lekan iskuja kuin itse kiilan yläpää.Preferably, the impact head of the wedge according to the invention is shaped so that it can be directly connected to various machines used in stone working as their blade part 3 89625. In order that the same wedges can also be used as hand tools, the wedge preferably also includes an impact hat, the inside of which substantially corresponds in shape to the appearance of the impact head of the wedge. The material of the impact hat 5 is also chosen so that it withstands the impacts of the hammer or latch on it better than the upper end of the wedge itself.

Keksinnön mukaisen kivikiilan etuna tunnettuun tekniikkaan verrattuna on kiilan yksinkertaisempi rakenne, sen helpompi käytettävyys sekä halkaisevien 10 voimien oikeampi suuntautuminen reikään, jolloin hal-kaisutyö nopeutuu ja helpottuu.The advantage of the stone wedge according to the invention compared to the known technique is the simpler structure of the wedge, its easier use and the more correct direction of the splitting forces 10 in the hole, whereby the splitting work is faster and easier.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti oheisen piirustuksen avulla, jossa kuva 1 esittää erästä keksinnössä käytettävää kiilaa, 15 kuva 2 esittää keksinnön mukaista hylsyllä ja iskuha-tulla varustettua kiilaa kuva 3 esittää keksinnön mukaisen kiilan voimavyöhyk-keitä, kuva 4 esittää tekniikan tason kiilojen voimavyöhykkei-20 tä ja kuva 5 esittää poikkileikkausta kuvan 1 kiilasta pitkin linjaa V - V.The invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawing, in which Figure 1 shows a wedge used in the invention, Figure 2 shows a wedge according to the invention with a sleeve and an impact shank. Figure 3 shows power zones of a wedge according to the invention, Figure 4 shows prior art wedge power zones. and Figure 5 shows a cross-section of the wedge of Figure 1 along the line V-V.

Kuvassa 1 on esitettynä eräs keksinnössä käytettävä kiila, jonka muodostaa ylöspäin kapeneva kar-i 25 tiomainen iskupää 1 sekä tästä alaspäin ulottuva suu rimman osan kiilan pituudesta muodostava teräosa 3 päätyen kärkeen 2. Teräosan ulkovaippa on muodoltaan kartiopinta 4, jonka kartiokulma on noin 2-3°. Kar-tiomaiseen vaippaan on muodostettu kaksi pinnan vastak-30 karsilla puolilla olevaa tasomaista viistettä 5, jotka ulottuvat olennaisesti koko kartiopinnan 4 pituudelle. Viisteitten suuruutta on kuvattu kuvan 5 leikkauskuvassa esitetyllä viistekulmalla a, joka esitetyssä sovelluksessa on noin 90°.Figure 1 shows a wedge used in the invention formed by an upwardly tapering conical impact head 1 and a downwardly extending blade portion 3 forming the largest portion of the wedge length ending at the tip 2. The outer shell of the blade portion has a conical surface 4 with a conical angle of about 2-3 °. The conical shell is formed with two planar chamfers 5 on opposite sides of the surface, which extend substantially over the entire length of the conical surface 4. The magnitude of the chamfers is illustrated by the chamfer angle α shown in the sectional view of Figure 5, which in the embodiment shown is about 90 °.

35 Kuvassa 2 on esitettynä kuvan 1 mukainen kiila varustettuna keksinnön mukaisella rakenteella, jossa kiilan iskupään 1 päälle on kiinnitetty iskuhattu 8 eli 89625 4 sisäpinnaltaan iskupään ulkomuotoa vastaava hattu, joka on sopivaa, iskua kestävää materiaalia siten, että kiilaa voidaan käyttää käsityökaluna ja iskuhattuun kohdistaa esim. lekalla iskuja kiilan kiilaamiseksi 5 reikään. Lisäksi kiilan kartiopinnan 4 ympärille on sovitettu ohutta metallilevyä oleva kartiomainen hylsy 6, jonka yläreuna on taivutettu ulospäin ulottuvaksi laipaksi 7. Asettamalla hylsyllä 6 varustettu kiila kiilattavaan reikään toimii hylsy kiven ja kiilan väli-10 senä voitelupintana, jolloin iskettäessä kiilaan iskun ei tarvitse voittaa metallin ja kiven välistä suurta lepokitkaa vaan ainoastaan kahden metallipinnan välinen lepokitka, joka on huomattavasti pienempi. Näin isku-energia kohdistuu paremmin itse kiven rikkomiseen. 15 Hylsyt ovat ohutta metallilevyä ja ne ovat täten edullisesti kertakäyttöisiä.Fig. 2 shows the wedge according to Fig. 1 provided with a structure according to the invention, in which an impact cap 8 or 89625 4 with a cap corresponding to the outer shape of the impact head is attached to the wedge impact head 1, which is a suitable impact-resistant material so that the wedge can be used as a hand tool. .lake strokes to wedge the wedge into 5 holes. In addition, a conical sleeve 6 of thin metal plate is arranged around the conical surface 4 of the wedge, the upper edge of which is bent into an outwardly extending flange 7. By placing the wedge with the sleeve 6 in the wedge hole, the sleeve acts as a lubricating surface between the stone and the wedge. the high rest friction between the stone but only the rest friction between the two metal surfaces, which is considerably lower. In this way, the impact energy is better targeted at breaking the stone itself. The sleeves are made of a thin sheet of metal and are thus preferably disposable.

Kuvassa 3 on esitettynä keksinnön mukaisen kiilan kiveen 10 aiheuttamat kiilaavat voimavyöhykkeet 14. Kun kivessä olevaan reikään asetetaan keksinnön 20 mukainen kiila, reiän vaippaan, sen kiilakenttiin 12 kohdistuu reiän vastakkaisia reunoja toisistaan poispäin puristavat voimat, jotka ovat maksimissaan reiän suun 13 läheisyydessä voimien pienentyessä reiän suusta sisäänpäin suhteellisen tasaisesti. Näin kiilapaineen 25 jakaantuessa epätasaisesti kiilakenttään kivi alkaa revetä ensimmäiseksi yläpinnastaan ja tästä ominaisuudesta on etua kiven rikkomisessa.Figure 3 shows the wedge force zones 14 caused by the wedge stone 10 according to the invention. When a wedge according to the invention 20 is placed in a hole in a stone, the wedge fields 12 are subjected to forces pressing the opposite edges of the hole inward relatively evenly. Thus, when the wedge pressure 25 is unevenly distributed in the wedge field, the stone begins to rupture first from its upper surface, and this property has an advantage in breaking the stone.

Kuvassa 4 on esitettynä tavanomaisen kiilan reikään aiheuttama voimavyöhyke eli kiilapaine jakaan-30 tuu olennaisen tasaisena koko reiän alueelle eli kiilan pituudelle.Figure 4 shows the force zone caused by a conventional wedge in a hole, i.e. the wedge pressure divider-30 is substantially uniform over the entire area of the hole, i.e. the length of the wedge.

Kuvassa 5 olevasta kiilan poikkileikkauskuvas-ta havaitaan, että viisteiden 5 kohdalle reikään jää tyhjät tilat 15, jolloin kiila ei aiheuta puristavia 35 voimia kivessä syntyvien rakojen 16 suuntaisena, vaan ainoastaan olennaisesti rakoja vastaan kohtisuorassa suunnassa, jossa suunnassa kiilan kiilapaine käytännöl- i 5 «9625 lisesti katsoen kokonaan vaikuttaa ja täten halkaisee tehokkaasti kiveä.It can be seen from the cross-sectional view of the wedge in Fig. 5 that empty spaces 15 remain in the hole at the chamfers 5, whereby the wedge does not cause compressive forces 35 in the direction of the cracks 16 in the stone, but only in a direction substantially perpendicular to the cracks. completely affected and thus effectively splits the stone.

Edellä keksintöä on selostettu esimerkinomaisesti oheisen piirustuksen avulla keksinnön eri sovel-5 lusten ollessa mahdollisia vaatimusten rajaaman keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.The invention has been described above by way of example with the aid of the accompanying drawing, the various embodiments of the invention being possible within the scope of the inventive idea defined by the claims.

Claims

1. Wedge to be used in cleavage of stones, to which wedge belongs a striking head (1) as well as a tapered tip to the tip (2) of the tapered tip part (3), which consists of a female surface (4), two of which are facing each other opposing sides located from the bevelled web in the form of bevels (5), which extend substantially along the entire length between the impact head (1) and the tip (2), where there is a lubricating and sheath-making structure between the wedge of the wedge and the heel sheath. hence, as a lubricating and hait making structure is a sleeve (6) of a thin sheet of metal.

2. A wedge according to claim 1, characterized in that the upper edge of the sleeve (6) has a flange (7) which is wider than the sleeve, to prevent the sleeve from falling into the heel.

3. A wedge according to claim 1 or 2, characterized in that the metal disc sleeve is intended to be used only once.

4. A wedge according to claim 1, characterized in that the bevel (5) is formed by a straight planar surface.

5. A wedge according to any one of claims 1-4, characterized in that the wedge belongs to its internal shape against the outer shape of the impact head (1) corresponding to the impact head (8) to be adapted to the impact head, where the wedge is used as a hand tool.