PL169159B1 - Podpora PL PL PL - Google Patents

Abstract

1. Podpora zawierajaca sciskany element wsporczy w postaci podluznego slupa drew- nianego, znamienna tym, ze slup (10) przeno- szacy obciazenia ma na jednym swoim koncu (14) lub w poblizu co najmniej jednego konca (14) ksztalt asymetryczny wymuszajacy pokla- danie boczne slupa (10) na jego koncu (14) w kierunku (20, 31, 40, 46, 54, 62, 78, 83, 90, 94, 208) poprzecznym do osi slupa (10) oraz poprzeczne przekoszenie slupa (10) pod wply- wem podluznego obciazenia sciskajacego. PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazUa jert podpora. Togw rodzaju podpory rtwrwwano rą głównie, lecz nieUrniecznie wyłącznie, w charakterze rtojaUów w kopalniach podziemnych.

Znane rą i wytwarzane rtojaUi drewniane wielu różnych rodzajów. W idealnym przypadku rtojaU drewniany powinien zapewniać możliwość rzybkiego przejmowania obciążeń ścirkających, a nartępnie przy ich wzroście, pewną podatność. Typowym przykładem rtojaka drewnianego z pewnym powodzeniem rtorowanego w przerzłości jert PROFILE ORCO (rtojak profilowy), który jert przedmiotem patentu południowoafrykańskiego nr 8/6671.

Celem wynalazku jert opracowanie Uonrtrukcji podatnej podpory ze ścirkanym elementem wrporczym w portaci podłużnego rłupa drewnianego, przy czym ta podpora jert ukształtowana niesymetrycznie na końcu, lub w jego pobliżu, tak aby przy poddawaniu elementu wrporczego wzdłużnego odpowiednio dużemu obciążeniu ściskającemu zapewnić pokładanie boczne rłupa na zmodyfikowanym koZcu, przede wrzyrtkim w kierunku poprzecznym rłupa.

Podpora zawierająca ściskany element wsporczy w portaci podłużnego rłupa drewnianego według wynalazku charakteryzuje rię tym, że rłup przenorzący obciążenia ma na jednym swoim końcu lub w pobliżu co najmniej jednego końca krztałt asymetryczny wymuszający pokładanie boczne rłupa na jego końcu w kierunku poprzecznym do osi rłupa oraz poprzeczne przekorzenie słupa pod wpływem podłużnego obciążenia ścirkającego.

Korzystnie na co najmniej jednym z końców rłupa znajduje rię urunięta niesymetrycznie część materiału wymuszająca pokładanie boczne rłupa na jego końcu.

Korzyrtnie na końcu lub w pobliżu co najmniej jednego końca rłupa znajduje się wycięta asymetryczeie co najmniej jedna sznzelina.

Korzyrtnie co najmniej jedna rzczelina jert nachylona pod kątem ortrym względem ori rłupa.

Korzyrtnie rłup posiada wiele szczelin o różnych głębokościach, nachylonych pod kątem ortrym względem ori rłupa.

Korzysteie rłup posiada wiele sznzelie naciętych w bocznej ścianie rłupa, w pobliżu co najmniej jednego z jego końców, przy czym szczeliny mają różne głębokości i są ustawione prortopadle do osi słupa.

Korzystnie rłup posiada co najmniej jedno ścięcie skośne uzyskując na najmniej jednym końcu asymetrycznie ścięte powierzchnie słupa nachylone pod kątem ostrym do jego ori.

Korzystnie dla ukształtowania wielu asymetrycznych skośnych powierzchni nachylonych pod kątem ostrym do osi słupa, na co najmniej jednym z końców rłupa znajdują się co najmniej dwa skośne ścięcia.

Korzystnie słup posiada co najmniej dwa skośne ścięcia z pozostawieniem szczątkowej powierzchni płaskiej na końcu rłupa.

Korzystnie szczątkowa powierzchnia płarka znajduje rię poza orią słupa.

Korzystnie szczątkowa powierzchnia płaska znajduje się na ori rłupa drewnianego.

Korzystnie co najmniej na jednym końcu drewnianego rłupa znajduje się pojedyncze rkośne ścięcie nachylone pod kątem ortrym do ori słupa oraz na końcu rłupa w miejscu odsuniętym od jego osi znajduje się nacięta rzczelina.

Korzyrtnie szczelina ma kształt klina.

Korzyrtnie co najmniej na jednym końcu drewnianego słupa znajduje rię ścięta powierzchnia stożkowa, ustawiona asymetrycznie względem osi słupa.

Korzyrtnie co najmniej na jednym końcu rłupa znajduje się szczątkowa powierzchnia płaska umieszczona przy wierzchołku powierzchni stożkowej, przy czym szczątkowa powierzchnia płaska jest przesunięta względem osi słupa.

Korzystnie co najmniej na jednym końcu rłupa znajduje się poprzeczny występ umieszczony wokół podstawy powierzchni stożkowej rłupa.

169 159

Korzystnie podporę stanowi drewniany słup obudowany tuleją stalową, przy czym w tulei, na końcu podpory znajduje się asymetryczne wycięcie.

Korzystnie na końcu podpory znajdują się środki wzmacniające.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 do 3 przedstawiają różne przykłady wykonania górnej części stojaka kopalnianego według wynalazku, w których dokonano nacięć piłowych w różnych kierunkach celem utworzenia stref osłabionych, fig. 4 do 7 i 14 przedstawiają inne przykłady wykonania górnej części stojaka kopalnianego według wynalazku, w których resztkowa część płaska stanowiąca szczytową część stojaka jest ukształtowana przez usunięcie jednego lub więcej klinów drewna z górnego końca stojaka, fig. 4A do 7A i 14A są widokiem z góry stojaków kopalnianych z fig. 4 do 7 i 14, fig. 8 przedstawia inny przykład wykonania górnej części stojaka kopalnianego według wynalazku, w którym ścięcie górnego końca stojaka ma kształt stożka ściętego, fig. 8A to widok z góry stojaka z fig. 8, fig. 9 przedstawia widok z boku innego przykładu wykonania górnej części stojaka kopalnianego według wynalazku, fig. 9A to widok z góry stojaka z fig. 9, fig. 10 przedstawia kolejny przykład wykonania górnej części stojaka kopalnianego według wynalazku, fig. 10A jest widokiem czołowym stojaka z fig. 10, fig. 11 i 12 pokazują etapy, pierwotny i wtórny, odkształcanie końców stojaków kopalnianych przedstawionych na fig. od 1 do 9, a fig. 13 jest wykresem ilustrującym działanie stojaka z fig. 6.

Na figurze 1 przedstawiono pierwszy przykład wykonania stojaka kopalnianego 15, na którym podłużny drewniany słup 10 zaopatrzony jest w pojedyncze ukośne nacięcia piłowe w kształcie szczeliny 12 biegnące do wewnątrz od górnego końca 14 słupa 10. Widać wyraźnie, że szczelina 12 wykonana piłą ustawioną jest ukośnie względem środkowej osi 16 słupa 10. Część 18, utworzoną przez szczelinę 12 i mającą kształt w zasadzie klinowy, w pierwszej fazie po poddaniu stojaka kopalnianego 15 dociskaniu można uważać za odciętą. W związku z tym słup 10 będzie odkształcany asymetrycznie, to znaczy przemieści się w kierunku 20 wskazanym strzałką, a pod stropem rozwarstwi się tworząc „miotłę.

Na figurze 2 przedstawiono drugi przykład wykonania stojaka kopalnianego 27, w którym trzy rozmieszczone w pewnych odstępach nacięcia w kształcie szczeliny 22,24 i 26 wykonane piłą o kolejno coraz większych głębokościach ukształtowane są na górnym końcu 14 słupa 10, tworzącego stojak kopalniany 27. Ukośne szczeliny 22, 24, 26 powodują tendencję do występowania odkształcania po strome 28 słupa 10 w pobliżu szczeliny 22 wcześniej, niż po stronie 30. Wystąpi odkształcenie niesymetryczne, to znaczy przemieszczenie „miotłowe w kierunku 31 pokazanym strzałką.

Na figurze 3 przedstawiono trzeci przykład wykonania stojaka kopalnianego 32, w którym wykonane są trzy, rozmieszczone w pewnych odstępach osiowych szczeliny 34,36 i 38, umieszczona w pobliżu górnego końca 14 słupa 10. Warto zauważyć, że szczeliny 34, 36, 38 znajdują się w płaszczyznach prostopadłych względem środkowej osi 16 słupa 10. Począwszy od górnego końca 14 stojaka kapalnianego 32 kolejne szczeliny 34, 36, 38 mają coraz większe głębokości. Przy eksploatacji, kiedy na stojak kopalniany 32 działa obciążenie ściskające, kształty szczelin 34, 36 i 38 powodują niesymetryczne odkształcenie stojaka kopalnianego 32, to znaczy pokładanie boczne w kierunku 40 pokazanym strzałką.

Na figurze 4 przedstawiono czwarty przykład wykonania stojaka kopalnianego 39 według wynalazku, w którym górny koniec 14 słupa 10 ścięty jest klinowo pojedynczym ukośnym cięciem piły. Tak więc słup 10 posiada ścięcie skośne 42 wykonane piłą oraz szczątkową powierzchnię płaską 44 stanowiącą pozostałość po powierzchni końcowej stojaka kopalnianego 39. Po poddaniu osiowemu ściskaniu stojak kopalniany 39 odkształci się niesymetrycznie, to znaczy odchyli się w kierunku 46 pokazanym strzałką, tworząc „miotłę pod stropem.

Zgodnie z fig. 5, od górnego końca 14 słupa 10 odcięte zostały za pomocą odpowiednich nacięć piłowych dwie sąsiadujące ze sobą, ukształtowane klinowo, części, tak że stojak kopalniany 47 ma dwa ścięcia skośne 48 i 50 oraz szczątkową powierzchnię płaską 52 stanowiącą pozostałość powierzchnie końcowej stojaka kopalnianego 47. Po poddaniu stojaka kopalnianego 47 obciążeniu ściskającemu wystąpi odkształcenie niesymetryczne, to znaczy pokładanie boczne w kierunku 54 pokazanym strzałką.

Na figurze 6 przedstawiono inny przykład wykonania, w którym po przeciwległych stronach końca słupa 10 ukośnymi cięciami piły wykonano ścięcia skośne 58, 60. Otrzymany w ten sposób

169 159 5 stojak kopalniany 55 ma w zasadzie prostokątną szczątkową powierzchnię płaską 56 lekko przesuniętą względem środkowej osi 16 słupa 10.

Szczątkowa powierzchnia płaska 56 na fig. 6 graniczy z przeciwległymi powierzchniami ścięć skośnych 58 i 60. W przedstawionym przypadku powierzchnia ścięcia skośnego 60 tworzy z osią 16 słupa 10, większy kąt ostry niż powierzchnia ścięcia skośnego 58. W innych przypadkach powierzchnia ścięć skośnych 58, 60 mogą mieć jednakowe nachylenia względem środkowej osi 16 słupa 10. W takich przypadkach należy zadbać o to, aby szczątkowa powierzchnia płaska 56 była koniecznie przesunięta względem środkowej osi 16 słupa 10, jeżeli ostateczna konstrukcja ma wykazywać pożądaną tendencję do pokładania bocznego w jednym, czy drugim kierunku.

W innych wersjach podobnych do przedstawionych na fig. 6 szczątkowa powierzchnia płaska 56 może znajdować się na osi 16. W tych wersjach ścięcia skośne 58 i 60 powinny mieć różne nachylenia w stosunku do osi 16 słupa 10, celem zapewnienia potrzebnego odkształcenia asymetrycznego, czyli odchylenia słupa poddanego obciążeniu ściskającemu.

Jest oczywiste, że stojak przedstawiony na fig. 6 po poddaniu go dostatecznie dużemu obciążeniu ściskającemu ulegnie asymetrycznemu odkształceniu, to znaczy przemieszczaniu w kierunku 62 pokazanym strzałką.

Na figurze 7 przedstawiono następny przykład wykonania, w którym na górnym końcu 14 słupa drewnianego 10 wykonane są cztery skośne ścięcia 66, 68, 70, 72 tak że powstały stojak kopalniany 63 na górnym końcu 14 ma prostokątną szczątkową powierzchnię płaską 64 przemieszczoną w bok od osi 16 słupa 10.

Jak to objaśniono w nawiązaniu do fig. 6, powierzchnie ścięć skośnych 66,68,70 i 72 mogą być nachylone pod tymi samymi lub pod różnymi kątami względem środkowej osi 16 słupa 10. Niezależnie od tego istotną cechą jest występowanie odkształcenia asymetrycznego, to znaczy przemieszczania stojaka pod działaniem dostatecznie dużych obciążeń ściskających.

Na figurze 14 przedstawiono inny przykład wykonania stojaka kopalnianego 200, w którym na końcu wykonane jest pojedyncze ścięcie skośne 202. W górnej szczątkowej powierzchni płaskiej 204 wykonana jest płytka szczelina 206 w kształcie klina, umieszczona poza osią stojaka kopalnianego 200. Przy występowaniu dostatecznie dużych obciążeń ściskających górny koniec stojaka kopalnianego 200 ulegnie pokładaniu bocznemu w kierunku 208.

Na figurze 8 przedstawiono jeszcze jeden przykład wykonania stojaka kopalnianego 73 zaopatrzonego w ścięcie górnego końca słupa drewnianego, mające kształt stożka ściętego i tworzące kołową szczątkową powierzchnię płaską 74, która jest przemieszczona względem osi 16 stojaka kopalnianego 73, przy czym kołowa szczątkowa powierzchnia płaska 74 otoczona jest powierzchnią stożkową 76. W tym przypadku po poddaniu stojaka kopalnianego 73 dostatecznie dużemu obciążeniu ściskającemu wystąpi pokładanie stojaka kopalnianego 73 w kierunku 78 pokazanym strzałką.

Figura 9 przedstawia inny przykład wykonania stojaka 79, który jest odmianą stojaka o nazwie PROFILE PROP. Na końcu stojaka 79 ukształtowana jest powierzchnia stożkowa 80 przesunięta względem osi 16 stojaka 79, a wokół podstawy stożka biegnie występ 82. Pod działaniem dostatecznie dużego obciążenia ściskającego następuje pokładanie boczne stojaka 79 w kierunku 83.

Na figurze 10 przedstawiono odmianę stojaka o nazwie PIPESTICK PROP, w którym tuleja 84 stojaka 85 posiada wycięcie 86 wykonane przy jej górnej krawędzi. Osiowe obciążenie stojaka 85 powoduje odchylenie odsłoniętego końca 88 słupa stojaka 85 w kierunku 90 przy nie wzmocnionej części, odsłoniętej przez wycięcie 86.

Na figurze 11 przedstawiono słup 10 według wynalazku, poddany osiowemu ściskaniu między spągiem 88 i przewieszoną ścianą 90 na przodku. Słup 10 może być dowolnym ze stojaków przedstawionych na fig. 1 do 9. Na fig. 11 widać wyraźnie, w jaki sposób powstaje wstępne pokładanie boczne 92 w kierunku 94. W tym samym czasie oś środkowa 16 słupa 10 zaczyna się odchylać od pionu.

Jak to można następnie zaobserwować na fig. 12, przedstawiającej zaawansowany etap odkształcania słupa 10, występuje silne pokładanie boczne 96 i oś 16 słupa 10 zostaje znacznie odchylona od pionu, co znacznono w postaci kąta 97 między osią środkową 16 słupa 10 i linią pionową 98, w zasadzie prostopadłą do spągu 88 i przewieszonej ściany 90. Ten kąt 97 w praktyce może wynosić do 30°.

169 159

Mimo, że słup 10 wydaje się bliskim wysunięcia się na zewnątrz w kierunku 100, to jednak zwiększone tarcie między przewieszoną ścianą 90 i górną odchyloną „miotłowo“ powierzchnią 102 słupa 10 zapewnia, że słup 10 zostaje pewnie unieruchomiony. Z porównania fig. 11 i 12 wynika w sposób oczywisty, że pole górnej powierzchni 102 wzrasta wraz z przemieszczaniem się słupa 10 na zewnątrz od położenia pionowego pod wpływem ściskania, co powoduje wzrost łącznych sił tarcia przeciwdziałających wysunięciu się słupa 10.

W każdym z opisanych przykładów wykonań, z wyjątkiem przykładu wykonania z fig. 10, możliwe jest zastosowanie w razie potrzeby taśm stalowych opasujących drewniany słup 10 w obszarach sąsiadujących z końcami, dolnym i górnym, z których został usunięty materiał. Zazwyczaj stosuje się taśmy stalowe o niewielkiej grubości, zakładane z naprężaniem wstępnym na obwodzie słupa 10 w celu zapobieżenia jego odkształceniom bocznym.

We wszystkich przypadkach zalecanym drewnem na stojaki jest odmiana Saligna ze wzdłużnie ułożonymi włóknami.

Doświadczalnie stwierdzono, że stojak rodzaju opisanego w odniesieniu do fig. 6 ma bardzo dobre parametry podatnościowe i obciążeniowe. Fig. 14 przedstawia wykres zależności odmierzanego na osi pionowej obciążenia ściskającego w funkcji odmierzanego na osi pionowej odkształcenia, to znaczy skrócenie stojaka pod obciążeniem. Linia 100 przedstawia odkształcenie stojaka kopalnianego 55 i została wywznaczona ze średniej szeregu testów wykonanych na prasie laboratoryjnej. Warto zauważyć, że w obszarze 100A stojak szybko przejmuje obciążenia ściskające przy małych odkształceniach i że w następnym obszarze 100B stojak przenosi obciążenie ściskające przy większym ugięciu. W praktyce zaobserwowano, że przy ciągłym zwiększaniu odkształcenia stojaka, może on przejmować wciąż wzrastające obciążenia ściskające. Jest to rzeczywiście zupełnie logicznie, gdyż w miarę pionowego skracania się stojaka ciągle wzrasta, jego biorący udział w przejmowaniu obciążeń, przekrój poprzeczny.

Dla porównania, na fig. 13 przedstawiono wykres 102 dla tak zwanego „stojaka ołówkowego“, to znaczy stojaka w postaci słupa drewnianego o odpowiedniej średnicy symetrycznie na jednym z końców zaostrzonego, jak ołówek. Innymi słowy, nie stosowane są żadne środki zapewniające asymetryczne odkształcenie stojaka 55. W tym wypadku można zauważyć, że stojak przejmuje obciążenia szybko w obszarze 102A, ze szczytowym obciążeniem w punkcie 102B, a następnie wykazuje gwałtowny spadek obciążenia w obszarze 102C. Przy większych odkształceniach stojak jest w stanie przenosić tylko bardzo małe obciążenia i wskutek tego wykazuje bardzo niewielkie działanie nośne.

Wykazano, że wyjątkowe osiągi stojaka 55 wynikają z tego, że podczas jego wytwarzania przedsięwzięto kroki zmierzające do zapewnienia jego odkształcania asymetrycznego, czyli pokładania bocznego.

Dla specjalistów jest łatwe do stwierdzenia, że opis odnoszący się do górnego końca stojaka można zastosować również do jego dolnego końca. Na przykład w przypadku stojaka 55 z fig. 6 ścięcia skośne można wykonać w dolnym wspartym na spągu końcu stojaka 55.

Claims (18)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Podpora zawierająca ściskany element wsporczy w postaci podłużnego słupa drewnianego, znamienna tym, że słup (10) przenoszący obciążenia ma na jednym swoim końcu (14) lub w pobliżu co najmniej jednego końca (14) kształt asymetryczny wymuszający pokładanie boczne słupa (10) na jego końcu (14) w kierunku (20,31,40,46,54,62,78,83,90,94,208) poprzecznym do osi słupa (10) oraz poprzeczne przekoszenie słupa (10) pod wpływem podłużnego obciążenia ściskającego.
2. 2. Podpora według zastrz. 1, znamienna tym,że na co najmniej jednym z końców (14) słupa (10) znajduje się usunięta niesymetrycznie część materiału wymuszająca podkładanie boczne słupa (10) na jego końcu (14).
3. 3. Podpora według zastrz. 2, znamienna tym, że na końcu (14) lub w pobliżu co najmniej jednego końca (14) słupa (10) znajduje się wycięta asymetrycznie co najmniej jedna szczelina (12, 22, 24, 26, 34, 36, 38, 206).
4. 4. Podpora według zastrz. 3, znamienna tym, że co najmniej jedna szczelina (12,22,24,26) jest nachylona pod kątem ostrym względem osi (16) słupa (10).
5. 5. Podpora według zastrz. 4, znamienna tym, że posiada wiele szczelin (22,24, 26) o różnych głębokościach, nachylonych pod kątem ostrym względem osi (16) słupa (10).
6. 6. Podpora według zastrz. 3, znamienna tym, że posiada wiele szczelin (34,36,38) naciętych w bocznej ścianie (33) słupa (10), w pobliżu co najmniej jednego z jego końców (14), przy czym szczeliny (34, 36, 38) mają różne głębokości i są ustawione prostopadle do osi (16) słupa (10).
7. 7. Podpora według zastrz. 2, znamienna tym, że słup (10) posiada co najmniej jedno ścięcie skośne (42, 48, 50, 58, 60, 66,68, 70, 72, 202) uzyskując na najmniej jednym końcu (14) asymetrycznie ścięte powierzchnie słupa (10) nachylone pod kątem ostrym do jego osi (16).
8. 8. Podpora według zastrz. 7, znamienna tym, że dla ukształtowania wielu asymetrycznych skośnych powierzchni nachylonych pod kątem ostrym do osi (16) słupa (10), na co najmniej jednym z końców (14) słupa (10) znajdują się co najmniej dwa skośne ścięcia (48, 50, 58,60,66,68, 70, 72).
9. 9. Podpora według zastrz. 8, znamienna tym, że posiada co najmniej dwa skośne ścięcia (48, 50, 58, 60, 66, 68, 70, 72) z pozostawieniem szczątkowej powierzchni płaskiej (52,56, 64) na końcu słupa (10).
10. 10. Podpora według zastrz. 9, znamienna tym, że szczątkowa powierzchnia płaska (44,52, 56, 64, 204) znajduje się poza osią (16) słupa (10).
11. 11. Podpora według zastrz. 9, znamienna tym, że szczątkowa powierzchnia płaska (44,52, 56, 64, 204) znajduje się na osi (16) słupa drewnianego (10).
12. 12. Podpora według zastrz. 7, znamienna tym, że co najmniej na jednym końcu drewnianego słupa (10) znajduje się pojedyncze skośne ścięcie (202) nachylone pod kątem ostrym do osi (16) słupa (10) oraz na końcu słupa (10) w miejscu odsuniętym od jego osi (16) znajduje się nacięta szczelina (206).
13. 13. Podpora według zastrz. 12, znamienna tym, że szczelina (206) ma kształt klina.
14. 14. Podpora według zastrz. 2, znamienna tym, że co najmniej na jednym końcu drewnianego słupa (10) znajduje się ścięta powierzchnia stożkowa (76, 80), ustawiona asymetrycznie względem osi (16) słupa (10).
15. 15. Podpora według zastrz. 14, znamienna tym, że co najmniej na jednym końcu słupa (10) znajduje się szczątkowa powierzchnia płaska (74) umieszczona przy wierzchołku powierzchni stożkowej (76, 80), przy czym szczątkowa powierzchnia płaska (74) jest przesunięta względem osi (16) słupa (10).
16. 16. Podpora według zastrz. 15, znamienna tym, że co najmniej na jednym końcu słupa (10) znajduje się poprzeczny występ (82) umieszczony wokół podstawy powierzchni stożkowej (80) słupa (10).
17. 17. Podpora według zastrz. 1, znamienna tym, że stanowi drewniany słup (10) obudowany tuleją stalową (84), przy czym w tulei (84) na końcu podpory znajduje się asymetryczne wycięcie (86).

    169 159 3
18. 18. Podpora według zastrz. 1, znamienna tym, ze na jej końcu znajdują się; środki wzmacniające.