MX2012014989A - Un perno de anclaje roscado de ajuste tensor. - Google Patents

Abstract

Modalidades de la presente invención comprenden pernos de anclaje roscados laminados en caliente que son menos costosos de fabricar pero mantienen los mismos beneficios estructurales o similares de pernos fabricados de forma más costosa, actualmente en uso. Una modalidad de la invención se dirige generalmente a pernos para su uso en aplicaciones de soporte de techos de minas, u otras aplicaciones de soporte estructural, que se fabrican al laminar en caliente una barra de acero en un perno roscado. La laminación en caliente de las roscas sobre una barra resulta en eliminar procesos costosos para preparar la barra de refuerzo para roscado y roscado mecánico de la barra de refuerzo mediante esquemas de fresado de rosca estándar, y crea pernos de forma eficiente en grandes cantidades que tienen roscas semi-continuas y menos roscas longitudinales o ninguna. Los pernos de anclaje roscados se pueden hacer girar en tuercas de resma curada, haciéndolas ajustables por tensión, y pueden adaptarse para su uso con una tuerca de resma en columna dispuesta en agujeros de perforación en estructuras geológicas.

Description

UN PERNO DE ANCLAJE ROSCADO DE AJUSTE TENSOR CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere al campo de sujetadores, y más particularmente a pernos de anclaje roscados laminados en caliente para su uso en varias aplicaciones, tales como, pero no limitadas a,, tecnología de pernos para techos de minas para su uso con tuercas de resina, aplicaciones de estructuras de soporte de hormigón, u otros medios de estructura de soporte similares.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las Patentes Estadounidenses Nos. 7,481,603 y 7,758,284 concedidas a William G. Fox (después de esto "patentes de Fox") describen un perno de ajuste tensor (es decir, en espiral y roscado) para su uso con tuercas dé resina, y métodos relacionados, para instalación en un pozo de perforación en una mina para evitar que la mina · se colapse. La descripción de las patentes de Fox se especifica para proporcionar soporte en pasajes de estructuras , geológicas, tales como minas, en una forma eficiente, segura y económica. El aparato descrito en las patentes de Fox proporciona un medio de soporte de estructura que es fácil de utilizar e instalar, no da como resultado en proyecciones de la estructura de soporte de mina, tiene excelentes características de tensión/retención, tiene una mínima descarga de tensión, y tiene la capacidad de volverse a tensar por rotación del perno en espiral después de la lechada en columnas. Las Patentes Estadounidenses Nos. 7,481,603 y 7,758,284 se incorporan en la presente para referencia para todos los propósitos.

Durante la investigación inicial . de la invención descrita en las patentes de Fox, las compañías fabricantes han encontrado que no existe ningún método práctico para producir grandes cantidades de pernos requeridas para el sistema debido a que los pernos tenían que fabricarse a partir de un tramo de barra de acero redonda comercial común a través de máquinas roscadoras por fresado o roscadoras por laminación (por ejemplo, una máquina roscadora Landis) , las cuales producen una rosca a la vez al hacer girar la cabeza alrededor de una barra redonda estacionaria y al continuar a lo largo del eje a una longitud definida, normalmente por lo menos a 66.96 centímetros (24 pulgadas) . El uso de tales procesos de corte en frío y/o formación en frío es muy lento y costoso, y como tal, la cantidad de fabricación se restringe y es incapaz de cumplir con la demanda de productos para pernos de minería a un bajo costo.

Los pernos y tornillos típicamente se fabrican a través del uso de un proceso de roscado, tal como roscas maquinadas, roscas fundidas, o roscas laminadas en frío. En el proceso de maquinado, las roscas se cortan en un proceso de rectificación en máquinas convencional de control numérico o por computadora ("CNC") . En el proceso de fundición, las roscas se forman por la superficie interna del molde de fundición. En el proceso de laminado en frío, las roscas se crean al laminar materiales de barras para formar roscas del sujetador a través de conjuntos de dos o más matrices en una orientación perpendicular al movimiento de una o más de las matrices móviles en un conjunto de matrices. Estos procesos de fabricación pueden ser costosos debido a los tiempos de configuración y fabricación asociados con crear sujetadores especializados para varias aplicaciones.

En algunas aplicaciones, tales como el caso con utilizar pernos en una aplicación de techos de pozos de minas, u otras aplicaciones de soporte estructural, de trescientos mil (300,000) a quinientos mil (500,000) pernos por mes, u otras cantidades además de este margen, pueden necesitar fabricarse para abastecer una sola mina. Esto puede traducirse en alrededor de más de trescientos cincuenta toneladas (350) de materiales para pernos para aplicaciones de soporte estructural en una sola mina.

Diferentes tipos de sistemas de pernos y procesos de fabricación asociados se han iraplementado para utilizar pernos estandarizados o fabricar pernos especializados en procesos más económicos que puedan utilizarse en estructuras de soporte. Sin embargo, cada invención tiene sus propios problemas asociados. Un resumen de algunos sistemas de pernos de la técnica anterior y métodos de procesamiento se describen brevemente a continuación.

La Patente Estadounidense No. 4,861,197 ilustra un anclaje mecánico que incluye una cubierta de expansión y un tapón de expansión colocado en la cubierta y acoplado con el extremo de una barra que tiene segmentos de reborde que se extienden helicoidalmente formados en la superficie exterior de la barra. Este sistema de perno se diseña para emplear una cubierta de expansión como el mecanismo de anclaje.

La Patente Estadounidense No. 4,953,379 describe un método para laminar en caliente roscas continuas ' completas alrededor de una barra para su uso en refuerzo de hormigón. Este método sin embargo, se complica por el empleo obligatorio de dos conjuntos de trenes de laminación en tándem individualmente sincronizados girados a noventa (90) grados entre si y después sincronizados entre si para laminar roscas superiores e inferiores, y las dos roscas laterales, por lo que forma una rosca continua para la aplicación de un miembro de anclaje o de conexión con una rosca hembra.

La Patente Estadounidense No. 4,922,681 ilustra un perno que se diseña específicamente para que no gire. Comprende una sección transversal central circular y dos filas que yacen opuestas entre sí las cuales se disponen a lo largo de una línea helicoidal y forman porciones de una rosca para atornillarse en un cuerpo de anclaje o de conexión proporcionado con una contrarosca. Los umbrales sirven para mejorar el enlace de la barra de refuerzo de hormigón al hormigón.

La Patente Estadounidense No. 5,775,850 representa formas de rosca particulares para proporcionar un perno para roca para su uso en un sistema de pernos para roca que permite al sistema de pernos para roca tener un rendimiento mejorado cuando se compara con los sistemas de pernos para rocas basados en pernos para roca conocidos.

La Patente Estadounidense No. 6,886,384 B2 describe una forma de rosca en lados opuestos de una barra lisa pero con las roscas desplazadas por una cantidad de medio paso de rosca. Los rebordes que se forman de esta manera se proyectan de la barra y típicamente forman una rosca discontinua alrededor de y a lo largo de la barra. Esta forma de rosca permite la aplicación de acopladores pero evita la rotación en un medio de lechada fija.

Existe la necesidad de pernos económicos y especializados eficientes que puedan utilizarse en aplicaciones de estructura de soporte, tal como minería, excavación de túneles, estabilización de tierra o construcción, que pueden reemplazar los pernos fabricados a través de procesos estándares, pero que aún tengan las mismas o mejores capacidades estructurales.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Modalidades de la presente invención solucionan las necesidades anteriores y/o logran otras ventajas al proporcionar pernos de anclaje roscados laminados en caliente que son más económicos de fabricar pero mantienen los mismos beneficios estructurales o similares de la mayoría de los pernos fabricados costosos y que pueden producirse en altos volúmenes .

Una modalidad de la invención se dirige generalmente a pernos para su uso en aplicaciones de soporte de techos de minas, u otras aplicaciones de soporte estructural, que se fabrican al laminar en caliente una barra de acero (es decir, barra de refuerzo) en un perno roscado. Esta metodología también tiene el beneficio secundario de eliminar el desperdicio de material de esquemas de fresado de rosca estándar. En muchas modalidades, el proceso hace de manera eficiente grandes cantidades de pernos .roscados de manera semi-continua especializados y adaptados para su uso con una tuerca de resina en columna dispuesta en agujeros de perforación en estructuras geológicas.

Las características, funciones y ventajas que se han discutido pueden obtenerse de manera independiente en varias modalidades de la presente invención o pueden combinarse en otras modalidades,- de las cuales detalles adicionales pueden observarse con referencia a la siguiente descripción y figuras.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Habiendo descrito de este modo las modalidades de la invención en términos generales, ahora se hará referencia a las figuras anexas, las cuales no necesariamente se dibujan a escala, y en donde: La Figura 1 proporciona una vista lateral de un perno de anclaje roscado, de acuerdo con una modalidad de la invención.

La Figura 2 proporciona una vista lateral del eje de un perno de anclaje roscado, de acuerdo con una modalidad de la invención.

La Figura 3 proporciona una vista extrema del eje de un perno de anclaje roscado, de acuerdo con una modalidad de la invención.

La Figura 4 proporciona una vista lateral del eje de un perno de anclaje roscado, de acuerdo con una modalidad de la invención. Y La Figura 5 proporciona una vista extrema del eje de un perno de anclaje roscado, de acuerdo con una modalidad de la invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Modalidades de la presente invención ahora se describirán de manera más completa después de esto con referencia a las figuras anexas, en las cuales sé muestran algunas, pero no todas las modalidades de la invención. De hecho, la invención puede representarse en muchas formas diferentes y no debe interpretarse como limitada a las modalidades establecidas en la presente; más bien, estas modalidades se proporcionan para que esta descripción cumpla con los requisitos legales aplicables. Números similares se refieren a elementos similares a través de los mismos.

La Figura 1 ilustra un perno de anclaje roscado 10 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. Como se ilustra en la Figura 1, el perno de anclaje roscado 10 comprende un eje 12 y un cabeza de perno 14. El eje 12 comprende un alma 40, un primer conjunto de roscas 16, y un segundo conjunto de roscas 18. El primer conjuntó de roscas 16 y el segundo conjunto de roscas 18 se alinean para formar una rosca semi-contínua alrededor del eje 12 del perno roscado 10, de manera que el perno roscado pueda asegurarse en un acoplamiento correspondiente (es decir, tuerca, tuerca de resina, hormigón, etc.) . En algunas modalidades de la invención, el eje 12 sustancialmente se encuentra desprovisto de rebordes longitudinales a lo largo de por lo menos un porción del área longitudinal 30 entre el primer conjunto de roscas 16 y el segundo conjunto de roscas 18 del eje 12. En algunas modalidades de la invención, el eje 12 sustancialmente se encuentra desprovisto de rebordes longitudinales a lo largo de toda la longitud del área longitudinal 30 del eje 12. En estas modalidades, el área longitudinal 30 puede tener una altura que sustancialmente es la misma que la superficie del alma 44. En otras modalidades de la invención, el eje 12 se encuentra completamente desprovisto de rebordes longitudinales a lo largo de una porción de o toda el área longitudinal 30. De este modo, los rebordes longitudinales tienen una altura que no se eleva por encima de la superficie del alma 44, por lo tanto, las áreas longitudinales 30 por lo menos se encuentran al ras con la superficie del alma 44 del alma 40 del eje 12. En otras modalidades de la invención, las áreas longitudinales 30 pueden encontrarse por debajo de la altura de la superficie del alma 44. Por ejemplo, las áreas longitudinales 30 pueden tener una superficie cóncava, una superficie rectangular, etc., que se hunde por debajo de la superficie del alma 44.

En algunas modalidades de la invención, por ejemplo, en las aplicaciones de soporte de techos de .minas, puede requerirse que pernos especializados tengan una longitud de perno promedio de aproximadamente 121.92 centímetros (cuarenta y ocho (48) pulgadas), un diámetro preferido de perno de 1.905 centímetros (tres cuartos (3/4) ¦de pulgada), y 60.96 centímetros (veinticuatro (24) pulgadas) de rosca. Estas dimensiones se proporcionan sólo como ejemplo, y se entenderá que en otras modalidades de la invención, los requisitos dimensionales del perno pueden ser menores o mayores a las dimensiones proporcionadas en la presente. Sin embargo, en las aplicaciones de soporte de techos de minas, 60.96 centímetros (veinticuatro (24) pulgadas) de rosca puede ser una longitud de rosca mínima aceptable para su uso con una tuerca de resina.

Existe un número de cuestiones asociadas con pernos que actualmente se encuentran disponibles para su uso en estructuras de soporte de techos de minas y otras aplicaciones de soporte estructural, tales como, pero no limitadas a, los costos de -fabricar el sistema de soporte, ensamblar el sistema, la falta de capacidad de tensar los pernos en cualquier momento, etc.' La dificultad ¦ de fabricar se relaciona con la producción de pernos de tamaño necesario para su uso en soportes estructural.es en grandes cantidades a través de 'operaciones de fresado u operaciones de laminación perpendicular .

En la técnica puede conocerse cómo se fabrica el acero por laminación en caliente en una barra de refuerzo, pero la barra de refuerzo que actualmente se produce a través del proceso de laminación en caliente no es satisfactoria para su uso en instalaciones roscadas para aplicaciones de soporte de techos de minas, u otras aplicaciones de soporte estructural, sin realizar procesos adicionales que crean la porción roscada de la barra de refuerzo. Por ejemplo, la barra de refuerzo estándar se diseña para contener y reforzar hormigón. Este tipo de barra de refuerzo típicamente tiene rebordes longitudinales en lados opuestos de la barra que evitan la rotación después de que endurece la ; lechada (es decir, hormigón, resina, etc.). Los rebordes longitudinales hacen inadecuado duplicar como perno de tensado como se describe en las- patentes de Fox. Además, la barra de refuerzo tiene rebordes reticulados u otros patrones laminados para evitar la rotación y para estabilización después de que endurece la lechada, así como tener identificadores de fabricante y/o identificadores de producto, 'que pueden laminarse todos en la barra de refuerzo, de este modo, haciendo inadecuada la barra de refuerzo para su uso como perno de tensión del tipo descrito en la presente. Estas configuraciones resultan en estructuras de soporte que se fijan de manera permanente, de este modo, evitando que el perno se haga girar y se apriete en el futuro para incrementar la tensión del perno. En estos sistemas, todo el sistema de soporte puede tener que reemplazarse cuando surge un problema de tensión con los pernos fijados de manera permanente .

Utilizar otros tipos de equipo de roscado puede no ser práctico a partir de una perspectiva de costo o de diseño. Por ejemplo, utilizar equipo roscador de matriz plana o matriz cilindrica de alta velocidad, el cual se comprende de roscadoras de matriz plana o de matriz cilindrica, pueden no ser útiles para laminar el patrón de roscado en una barra de acero redonda comercial común y para producir' un perno con 60.96 centímetros (veinticuatro (24) pulgadas) de rosca debido a los costos elevados asociados con este proceso y a las fuerzas extremas necesarias para realizar la acción de roscado por laminación. El proceso de fabricación de roscado de matriz plana o de matriz cilindrica para una rosca de 24" puede requerir una pieza maciza de equipo que utiliza matrices muy grandes y costosas, las cuales, incluso si es viable, pueden ser bastante costosas de reemplazar. Además, este proceso puede requerir que numerosas máquinas produzcan los pernos necesarios en las cantidades de producción requeridas, de las cuales cada una puede ser prohibitivamente costosa .

Pernos especiales se han fabricado utilizando procesos descritos en lo anterior con la adición de etapas de fresado, tales como laminar la barra de refuerzo y maquinar las roscas necesarias o remover los rebordes longitudinales al estampar, o maquinar las roscas a partir del material de barras, etc. Sin' embargo, en el caso de estos pernos especiales, los procesos de maquinado adicionales agregan costos adicionales a la fabricación de pernos.

Con respecto al ensamblaje, algunos tipos pernos utilizados en aplicaciones de soporte estructural requieren accesorios adicionales, tales como tuercas o acopladores, para roscarse en las roscas para post-tensado externo. Los accesorios adicionales requieren métodos de preparación y etapas de ensamblaje que incrementan el costo asociado con estas configuraciones que se utilizan en · estructuras de soporte de techos de minas, asi como en otras aplicaciones de soporte.

Eliminar la necesidad de maquinar los pernos, utilizando accesorios adicionales, reduce el tiempo de ensamblaje, y permite que el re-tensado de los pernos disminuya el material y los costos de mano de obra para instalar y fijar soportes de techos de minas y otras estructuras de soporte mientras mejoran el rendimiento del perno.

En una modalidad de la invención, el perno de anclaje roscado 10 ilustrado en la Figura 1 se fabrica en un proceso de laminación en caliente continuo para crear un eje 12 de la barra de refuerzo roscada con roscas semi-continuas y sustancialmente sin rebordes longitudinales en las áreas longitudinales 30.

Con respecto al laminado de roscas de pernos, debe observarse que, aunque la barra · de refuerzo roscada puede laminarse en caliente en pequeñas cantidades en maquinaria especializada, tal como tres o más matrices de laminación, múltiples conjuntos de matrices de laminación se desplazan en varias orientaciones entre si, etc., estos tipos de procesos de fabricación son irreales para producir barras1 de refuerzo roscadas a bajos costos y alto volumen. El método preferido para lograr una calidad y cantidad de laminación en caliente es a través de un proceso de mini-fresado o micro-fresado de acero. La laminación en caliente típicamente se utiliza para crear barras de refuerzo, barrotes comunes, barras octagonales, barras hexagonales, acero estructural y otras formas en mini-fresadoras,- sin embargo, los productos, en el pasado, han sido y pueden producirse utilizando altos hornos.

La tecnología de mini-fresadora, que incorpora la fundición de metal de desperdicio, generalmente ha hecho impráctica y económicamente prohibitiva la producción de muchos de estos productos en la mayoría de las fresadoras básicas de mineral de hierro-acero.

La tecnología de mini-fresadora incluye fundición y aleación de metales de. desecho para cumplir con especificaciones metalúrgicas para un producto determinado. Este metal fundido entonces se vierte en lingotes (un proceso por lotes) o formarse en tochos (un proceso continuo, ahora casi siempre empleado) que se recalientan posteriormente y se laminan a través de un avance de la fresadora de reducción y cajas de laminación de fresado de acabado. El producto final entonces puede enrollarse en un torón continuo o cortarse en tramos de torones cuando lo solicite el comprador.

La Figura 2, Figura 3, Figura 4 y Figura 5 ilustran varias modalidades de ejes 12 de las barras de refuerzo roscadas producidos utilizando un proceso de laminación en caliente. La barra de refuerzo roscada puede fabricarse en varios grados y tamaños, dependiendo de las especificaciones para la aplicación de estructura de soporte final. La barra roscada resultante que se utiliza para los pernos en espiral no tiene rebordes longitudinales o partes planas a lo largo de la longitud del eje 12 que pueda impedir la rotación dentro de un material con lechada endurecida, tal como, pero no limitada a, una tuerca de resina. En algunas modalidades, como se ilustra en la Figura 2 y Figura 3, el eje 12 del perno de anclaje roscado 10 tiene un alma 40 sustancialmente circular y una rosca exterior 42. sustancialmente ovalada. El alma 40 puede tener un diámetro de aproximadamente 1.727 centímetros (0.680 pulgadas), y el diámetro de la rosca exterior . 42 en el área más grande puede ser de aproximadamente 1.905 centímetros (0.750 pulgadas), haciendo la altura de la rosca más grande en aproximadamente 0.088 centímetros (0.035 pulgadas). Además, las roscas pueden tener un ancho de aproximadamente - 0.317 centímetros (0.125 pulgadas) en la superficie externa de las roscas y un ancho de aproximadamente 0.381 centímetros (0.150 pulgadas) en la base de las roscas. En algunas modalidades, las roscas pueden tener la misma altura alrededor de la mayor parte o todo el alma 40 del eje 12 que cubre roscas, sin embargo, en algunas modalidades, la altura de la rosca se ahusará conforme las roscas alcancen el área longitudinal 30 que se encuentra desprovista de rebordes longitudinales.

El área longitudinal 30 donde no existen rebordes longitudinales puede tener aproximadamente 0.279 centímetros (0.110 pulgadas)' de ancho. El primer conjunto de roscas 16 y el segundo conjunto de roscas ' 18 cada uno puede cubrir aproximadamente 163.2 grados del alma 40 del eje 12, lo que significa que las áreas del alma 40 no se encuentran cubiertas por una rosca entre el primer conjunto de roscas 16 y el segundo conjunto de roscas 18 que puede abarcar sólo aproximadamente 16.8 grados del alma 40. En algunas modalidades de la invención, las roscas dentro del primer conjunto de roscas 16 y el segundo conjunto de roscas 18 se alinean de modo que exista un entrehierro de aproximadamente 0.635 centímetros (0.250 pulgadas) entre las roscas dentro de caja conjunto de roscas. Además, el primer conjunto de roscas 16 se alinea con el segundo conjunto de roscas 18, de modo que el primer conjunto de roscas 16 y el segundo conjunto de roscas 18 formen una rosca semi-continua que pueda utilizarse para cortar canales en la lechada que se endurece alrededor de las roscas del eje 12, como se describe adicionalmente dentro de las patentes de Fox.

El paso de las roscas puede ser más eficiente y efectivo en dos y media (2½) roscas por 2.54 centímetros (una pulgada) en 1.905 centímetros (tres cuartos (3/4) de pulgada) de barra redonda en comparación con 1.905 centímetros (tres cuartos (3/4) de pulgada) típicos de un perno estándar con 10 roscas por 2.54 centímetros (una pulgada) . Por lo tanto, la relación de roscas por ^.54 centímetros (una pulgada) con diámetro de rosca exterior es de aproximadamente 3.333. En otras modalidades de la invención, la relación puede ser de aproximadamente 2.5 a 4. En otras modalidades de la invención, el ángulo de paso de la rosca puede tener aproximadamente veinticuatro y medio (24½) grados.

La Figura 4 y la Figura 5 ilustran una modalidad diferente de la presente invención. Como se ilustra en la Figura 4 y la Figura 5, el eje 12 puede tener un diámetro de alma 40 de aproximadamente 1.905 centímetros (0.750 pulgadas) y un diámetro de rosca exterior 42 de aproximadamente 2.222 centímetros (0.875 pulgadas). De este modo, las roscas tienen una mínima altura, tal como por ejemplo alrededor de aproximadamente 1.59 centímetros (un dieciseisavo (1/16) de pulgada) por encima del alma 40 o la base de la rosca. El primer conjunto de roscas 16 y el segundo conjunto de roscas 18 cada puede cubrir aproximadamente 130 grados del alma 40 del eje 12, significando que las áreas longitudinales 30 del' alma 40 que no se encuentran cubiertas por una rosca en el espacio entre el primer conjunto de roscas 16 y el segundo conjunto de roscas 18. puede cubrir aproximadamente 50 grados. del alma 40, como se ilustra en la Figura 5. En otras modalidades de la invención, la cobertura de rosca del alma puede ser mayor o menor de lo que se proporciona en los ejemplos en la presente. ' En otras modalidades de la invención, el diámetro del alma 40 del eje roscado y el diámetro de la rosca exterior 42 pueden tener 1.587 centímetros (cinco octavos (5/8) de pulgada), 1.905 centímetros (tres cuartos (3/4) de pulgada), 2.22 centímetros (siete octavos (7/8) de pulgada), 2.54 centímetros (una (1) pulgada) y 2.887 centímetros (uno y un octavo (1½) de pulgada), respectivamente, u otros diámetros en otras modalidades de la invención.

Una vez que el eje 12 del perno de anclaje roscado se lamina en caliente, pueden cortarse los tramos de pernos requeridos individuales. Por lo tanto, las cabezas de tensión 14 pueden crearse en los extremos del eje 12. Por ejemplo, un extremo de cada uno de los ejes 12 individuales puede recalentarse en cualquier momento y una cabeza 14 puede forjarse en el extremo de cada eje 12 individual. En otras modalidades de la invención, una cabeza puede formarse sobre el extremo del eje 12 individual al calentar el extremo del eje 12 y moldear el metal en la cabeza de perno. En otras modalidades de la invención, una cabeza puede crearse en el extremo del eje 12 al soldar una cabeza en el extremo del eje 12, o utilizando cualquier otro medio conocido para conectar una cabeza en el eje 12 para crear un perno. El proceso para fabricar la pernos de anclaje roscados 10 es una mejora dramática sobre los métodos existentes, como se discute en la presente debido a que no se requiere ningún maquinado adicional para crear las roscas después de que se crea el eje roscado a partir del proceso de laminación en caliente. Además, esta metodología también produce un perno de anclaje roscado 10 más ventajoso que se rosca a lo largo de toda su longitud, hasta la cabeza de tensión 14, que es una característica impracticable utilizando métodos de fabricación existentes. Esto a su vez produce un perno de anclaje roscado 10 muy mejorado para su uso con un ensamble de rosca de resina en pozos de minas (como se ilustra en las patentes de Fox), túneles y/u otras estructuras de soporte.

En una modalidad, el perno de anclaje roscado 10 fabricado a partir del proceso de laminación en caliente se diseña principalmente para su uso con el sistema de- pernos de ajuste tensor descrito en las patentes de Fox. El perno de anclaje roscado 10 se adapta para permitir una re-aplicación de tensión con una distribución de carga relativamente equitativa sobre cada rosca a lo largo de la longitud del perno de anclaje roscado 10 que se encierra en el material de resina. El perno de anclaje roscado 10 utilizado con un material de resina proporciona una mejor distribución de carga sobre las roscas de lo que puede ser posible con una tuerca estándar u otro aparato de acoplamiento que aplica la carga a una pequeña cantidad de roscas dentro de la tuerca, por ejemplo, posiblemente 2.54 centímetros (una (?) pulgada) o menos de longitud de conexión roscada en algunos casos donde se utiliza una tuerca de acero o hierro. El perno de anclaje roscado 10 especialmente diseñado no puede funcionar con rebordes longitudinales que sustancialmente tienen la misma altura que las roscas o patrones no roscados, como se ve en una barra de refuerzo procesada típica. Por lo tanto, en una modalidad de la invención, la altura de los rebordes longitudinales se encuentra por debajo de la altura de las roscas. Además, la barra de refuerzo roscada puede formar las roscas más ventajosas en el material de resina cuando no existan rebordes longitudinales (o los rebordes se rebajan por debajo de la superficie del alma 44) a lo largo de las roscas que se encierran en la resina debido a que los rebordes longitudinales no reducirán la profundidad de la rosca de resina cuando la barra de refuerzo roscada se gire para formar las roscas en la tuerca de resina (véase patentes de Fox) . Adicionaluiente, la barra de refuerzo procesada típica puede no funcionar con bordes planos maquinados longitudinales en lugar de los rebordes, debido a que la lechada puede formarse alrededor de los bordes planos evitando que el perno gire en la lechada cuando se endurezca la lechada. Además, los bordes planos reducen el área cubierta por las roscas,- y de este modo, reducen la capacidad de carga que puede soportarse por las roscas.

El proceso de laminado en caliente proporciona un patrón de rosca único para el propósito de tensión directa. La barra de refuerzo roscada resultante no tiene rebordes longitudinales o partes planas longitudinales a lo largo del alma que pudieran impedir la rotación del perno de anclaje roscado 10 cuando la tuerca de resina se forme o después de que se haya solidificada. El patrón de rosca se adapta para aplicaciones prácticas en las cuales se utiliza, en lugar de para identificación de fabricante o de grado. El perno de anclaje roscado 10 resultante producido se puede hacer girar en una tuerca de resina conforme la resina se endurece para formar los canales para girar el perno de anclaje roscado 10, y no requiere tuercas de acero o de hierro o acopladores para tensar el perno. La barra de refuerzo roscada de la presente invención puede tener una cabeza formada para tensar, puede proporcionar la ventaja de roscas de longitud total o de longitud variable, y puede permitir el tensado de la barra después de que se haya solidificado la resina.

El paso de rosca, altura y ángulo circunferencial de la cobertura de rosca puede variar dentro de un margen que permite la rotación de la barra de refuerzo en una tuerca de resina y para la obtención de una tensión aceptable para aplicar torsión como se define por la agencia reglamentaria aplicable (por ejemplo, MSHA, etc.).

Además, la barra roscada laminada en caliente especificada puede producirse en cantidades masivas, y de este modo proporciona un abastecimiento adecuado de pernos de anclaje roscados 10 para cumplir con las altas demandas a bajos costos de fabricación. Finalmente, la barra de refuerzo roscada puede producirse en una amplia variedad de grados de acero y tamaños para cumplir con los requisitos para los pernos de estructura de soporte en diferentes aplicaciones.

. Modalidades especificas de la invención se describen en la presente. Muchas modificaciones y otras modalidades de la invención establecidas en la presente pasarán por la mente de una persona con experiencia en la técnica a la cual pertenece la invención, teniendo el beneficio de las enseñanzas presentadas en las descripciones anteriores y las figuras asociadas. Por lo tanto, se entenderá que la invención no se limitará a las modalidades especificas descritas y que modificaciones y otras modalidades y combinaciones de modalidades se pretenden para que se incluyan dentro del alcance de las reivindicaciones anexas. Aunque términos específicos se emplean en la presente, se utilizan en un sentido genérico y descriptivo solamente y no para propósitos de limitación.

Claims (20)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención como antecede, se considera como novedad y por lo tanto se reclama como propiedad lo descrito en las siguientes: REIVINDICACIONES

1. Un aparato, caracterizado porque comprende: un eje de barra de refuerzo roscada formado a partir de un proceso de laminación en caliente, que comprende un alma sustancialmente cilindrica, roscas semi-continuas que comprende una primera sección de rosca y una segunda sección de rosca, y áreas longitudinales entre la primera sección de rosca' y la segunda sección de rosca que tienen alturas de área longitudinal que sustancialmente tienen la misma altura que una superficie de alma del alma sustancialmente cilindrica; y donde el eje de la barra de refuerzo roscada es capaz de tener una cabeza operativamente acoplada a un extremo del eje de la barra de refuerzo roscada para formar un sujetador.

2. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, se caracteriza porque el eje de la barra de refuerzo roscada se puede hacer girar en una tuerca de resina formado alrededor del alma sustancialmente cilindrica y roscas semi-continuas.

3. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, se caracteriza porque la altura de área longitudinal es uniforme con o por debajo de la superficie de alma del alma cilindrica .

4. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, se caracteriza porque la primera sección de rosca y la segunda sección de rosca cada una abarca por lo menos 130 grados de la circunferencia del eje de la barra de refuerzo roscada .

5. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, se caracteriza porque la altura de las roscas senai-continuas se ahúsa hacia la superficie de alma del alma cilindrica del eje de la barra de refuerzo roscada en las áreas longitudinales entre la primera sección de rosca y la segunda sección de rosca.

6. El aparato de conformidad con la reivindicación 1,' se caracteriza porque el eje de la barra :de refuerzo roscada se forma con el área longitudinal que extiende longitudinalmente toda la longitud del eje de la barra de refuerzo roscada.

7. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, se caracteriza además porque comprende roscas semi-continuas que se extienden sustancialmente a lo largo de toda la longitud del eje de la barra de refuerzo roscada.

8. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, se caracteriza porque el eje de la barra de refuerzo roscada tiene una relación de roscas por 2.54 centímetros (1 pulgada) a diámetro de rosca exterior en el margen de aproximadamente 2.5 a 4.

9. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, se caracteriza porque las roscas semi-continuas y áreas longitudinales permiten un mezclado mejorado a través de turbulencia rotacional de la resina y catalizador para formar una tuerca de resina.

10. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, se caracteriza además porque comprende un diámetro de alma de eje para un perno de 1.905 centímetros (tres cuartos de pulgada) de aproximadamente 1.727 centímetros (0.680 pulgadas) .

11. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, se caracteriza además porque comprende un .diámetro de rosca externa para un perno de 1.905 centímetros (tres cuartos de pulgada) de aproximadamente 1.905 centímetros (0.750 pulgadas) .

12. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, se caracteriza además porque comprende un ancho de rosca de aproximadamente 0.157 a 0.317 centímetros (0.062 a 0.125 pulgadas) .

13. Un aparato, caracterizado porque comprende: un eje de barra de refuerzo roscada formado a partir de un proceso de laminación en caliente, que comprende un alma sustancialmente cilindrica, una primera sección de rosca y una segunda sección de rosca, y áreas longitudinales entre la primera sección de rosca y la segunda sección de rosca que tienen alturas de área longitudinal que sustancialmente tienen la misma altura que una superficie de alma del alma sustancialmente cilindrica.

14. El aparato de conformidad con la reivindicación 13, se caracteriza porque la primera sección de rosca y la segunda sección de rosca se forman para comprender una rosca semi-continua .

15. El aparato de conformidad con la reivindicación 13, se caracteriza porque el eje de la barra de refuerzo roscada se puede hacer girar en una tuerca de resina formada alrededor del alma sustancialmente cilindrica, la primera sección de rosca, y la segunda sección de rosca.

16. El aparato de conformidad con la reivindicación 13, se caracteriza porque la primera sección de rosca, la segunda sección de rosca, y las áreas longitudinales permiten un mezclado mejorado a través de turbulencia rotacional de la resina y un catalizador para formar una tuerca de resina.

17. Un aparato, caracterizado porque comprende: un eje de barra de refuerzo roscada formado a partir de un proceso de laminación en caliente, que comprende un alma sustancialmente cilindrica, una primera sección de rosca y una segunda sección de rosca, y áreas longitudinales entre la primera sección de rosca y la segunda sección de rosca que tienen alturas de área longitudinal que se encuentran por debajo de la superficie de alma del alma cilindrica

18. El aparato de conformidad con la reivindicación 19, se caracteriza porque la primera sección de rosca y . la segunda sección de rosca se forman para comprender una rosca semi-continua .

19. El aparato de conformidad con la reivindicación 17, se caracteriza porque el eje de la barra de refuerzo roscada se puede hacer girar en una tuerca de resina formada alrededor del alma sustancialmente cilindrica, , la primera sección de rosca, y la segunda sección de rosca.

20. El aparato de conformidad con la reivindicación 17, se caracteriza porque la primera sección de rosca, la segunda sección de rosca, y las áreas longitudinales permiten un mezclado mejorado a través de turbulencia rotacional de la resina y un catalizador para formar, una tuerca de resina.