PL213205B1 - Szczęka - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest szczęka, która stanowi element składowy głowicy rozprężnej, wykorzystywanej do ekspansywnego osadzania kotew w obudowie wyrobisk górniczych.

Znane są szczęki, których obrys stanowi wycinek jednej trzeciej wydrążonego zamkniętego od góry walca częścią zwaną noskiem szczęki. Długość noska szczęki mierzona od zewnętrznej powierzchni walca jest równa około połowy promienia tego walca. Powierzchnia zewnętrzna o obrysie walca znanej szczęki zaopatrzona jest w poprzeczne zęby w kształcie zębów piły - o krawędziach prostopadłych do osi wzdłużnej szczęki, oraz dwa zgrubienia biegnące od środka pierwszej krawędzi usytuowanej najbliżej noska do końca krawędzi ostatniego zęba poprzecznego, oraz w zęby podłużne równoległe do osi wzdłużnej szczęki. Długość pierwszego zęba - od noska, stanowi około 21% całej uzębionej długości szczęki, a jego powierzchnia jest równoległa do osi symetrii szczęki. Powierzchnia wewnętrzna szczęki składa się z: powierzchni oporowych - stanowiących wycinki płaszczyzn cięcia przechodzących przez oś symetrii walca czyli płaszczyzn podziału walca na trzy równe części - powierzchni otworu łączącej powierzchnie oporowe oraz powierzchni klinowej górnej usytuowanej ukośnie do osi symetrii wycinka walca wychylonej w kierunku powierzchni zewnętrznej. Powierzchnia klinowa górna przechodzi w wewnętrzną powierzchnię noska. Dolna zewnętrzna część szczęki zaopatrzona w zęby podłużne równoległe do osi wzdłużnej szczęki albo jest otwarta albo stanowi część górną szczęki, która przechodzi w przedłużenie stanowiące wycinek walca stanowiący dolną część szczęki. Zewnętrzna powierzchnia dolnej części szczęki zaopatrzona jest w podłużne zęby stanowiące przedłużenie podłużnych zębów części górnej szczęki poniżej których usytuowane jest poprzeczne uzębienie w kształcie zębów piły - o krawędziach prostopadłych do osi wzdłużnej szczęki, oraz dwa zgrubienia biegnące od środka krawędzi pierwszego zęba do zewnętrznych końców krawędzi ostatniego zęba części dolnej szczęki. Wnętrze części dolnej szczęki zawiera dolne powierzchnie oporowe leżące odpowiednio na tych samych płaszczyznach co powierzchnie oporowe górnej części szczęki oraz dolną powierzchnię klinową usytuowaną równolegle do górnej powierzchni klinowej. W celu uzyskania głowicy rozprężnej, na znanym klinie rozpierającym lub dwóch klinach rozpierających - w przypadku szczęki z przedłużeniem - osadza się trzy szczęki, połączone są ze sobą za pomocą łączników na przykład pierścieni sprężystych osadzonych w rowkach, górnym i dolnym, każdej szczęki. Każdy klin rozpierający zaopatrzony jest w przelotowy otwór gwintowany, w którym osadza się gwintowaną końcówkę żerdzi kotwi. Tak połączone elementy stanowią głowicę kotwi rozprężnej.

Wadą tego rozwiązania jest to, że w przypadku gdy siła rozpierająca szczęki w pierwszej fazie kotwienia nie dociśnie szczęki do powierzchni otworu, a jednocześnie czoło pręta kotwi oprze się o koniec noska to moment zginają cy nosek, pochodzą cy od sił y podł uż nej naciskają cej na koniec noska, nie jest wystarczający do jego złamania co powoduje, że głowica obraca się w otworze i proces dalszego rozpierania szczęk jest wstrzymany, ponadto proces wgłębiania szczęki w powierzchnię otworu kotwiowego utrudniają zgrubienia usytuowane na zewnętrznej powierzchni szczęki głowicy daleko od ich krawędzi. Zęby nie mają możliwości oparcia się całą swoją powierzchnią o ścianki otworu co powoduje spiętrzenie naprężeń ściskających w miejscach styku, a co za tym idzie miejscowe duże naciski jednostkowe. W konsekwencji nie następuje dostateczne oparcie szczęk głowicy o ściankę otworu kotwiowego, a to nie pozwala na uzyskanie założonego utwierdzenia kotwi.

Szczęka głowicy według wynalazku stanowi wycinek jednej trzeciej wydrążonego walca zamkniętego od góry częścią zwaną noskiem szczęki. Długość noska szczęki mierzona od zewnętrznej powierzchni walca jest nieco krótsza od promienia tego walca. Powierzchnia zewnętrzna o obrysie walca zaopatrzona jest w poprzeczne zęby w kształcie zębów piły - o krawędziach prostopadłych do osi wzdłużnej szczęki, oraz dwa zgrubienia biegnące, wzdłuż bocznej krawędzi szczęki. Ponadto szczęka zaopatrzona jest w zęby podłużne usytuowane poniżej zębów poprzecznych równoległe do osi wzdłużnej szczęki. Korzystnie długość pierwszego poprzecznego zęba liczonego od noska, nie przekracza 20 % całej uzębionej długości szczęki, a jego powierzchnia jest równoległa do osi symetrii szczęki. Powierzchnia wewnętrzna szczęki składa się z: powierzchni oporowych - stanowiących wycinki płaszczyzn cięcia przechodzących przez oś symetrii walca czyli płaszczyzn podziału walca na trzy równe części - powierzchni otworu łączącej powierzchnie oporowe oraz górnej powierzchni klinowej usytuowanej ukośnie do osi symetrii wycinka walca wychylonej w kierunku powierzchni zewnętrznej. Górna powierzchnia klinowa przechodzi w wewnętrzną powierzchnię noska.

Dolna zewnętrzna część szczęki zaopatrzona w zęby podłużne równoległe do osi wzdłużnej szczęki albo jest otwarta albo całość powyżej tych zębów stanowi część górną szczęki, która przechoPL 213 205 B1 dzi w przedłużenie w postaci wycinka walca stanowiącego natomiast dolną część szczęki. Zewnętrzna powierzchnia dolnej części szczęki zaopatrzona jest w podłużne zęby stanowiące przedłużenie podłużnych zębów części górnej szczęki poniżej których usytuowane jest poprzeczne uzębienie w kształcie zębów piły - o krawędziach prostopadłych do osi wzdłu ż nej szczęki, oraz dwa zgrubienia biegnące, wzdłuż bocznej krawędzi dolnej części szczęki, od końców krawędzi pierwszego zęba poprzecznego. Wnętrze części dolnej szczęki zawiera dolne powierzchnie oporowe - leżące odpowiednia na tych samych płaszczyznach co powierzchnie oporowe górnej części szczęki - oraz dolną powierzchnię klinową usytuowaną równolegle do górnej powierzchni klinowej. Dolna część szczęki przedłużonej jest otwarta. Korzystnie długość dolnej części szczęki z zębami wzdłużnymi jest w przybliżeniu równa długości górnej części szczęki.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest to, że w przypadku gdy siła rozpierająca szczęki w pierwszej fazie kotwienia nie dociśnie szczęki do powierzchni otworu, a jednocześ nie czoło pręta kotwi oprze się o koniec noska to moment zginający nosek pochodzący od siły podłużnej, takiej samej co do wartości, jak w znanym rozwiązaniu powoduje złamanie noska co umożliwia dalsze swobodne przemieszczanie pręta kotwi w głąb otworu kotwiowego i dociskanie szczęk do powierzchni tego otworu, aż do uzyskania założonego docisku. Ponadto proces wgłębiania szczęki w powierzchnię otworu kotwiowego ze względu na umieszczenie zgrubień w pobliżu krawędzi szczęki umożliwia oparcia całej powierzchni szczęki o ścianki otworu co nie dopuszcza do tworzenia spiętrzenie naprężeń ściskających w miejscach styku, a co za tym uzyskanie nacisków jednostkowych nie niszczących współpracujących powierzchni co pozwala na utrzymania wysokiego współczynnika tarcia między tymi powierzchniami i co za tym idzie optymalnej siły rozparcia.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładowym wykonaniu na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok szczęki od strony zębów zaopatrzonej w jeden skos klinowy, fig. 2 - przekrój A-A przez fig. 1, fig. 3 - widok szczęki od strony zębów zaopatrzonej w dwa skosy klinowe, fig. 4 - przekrój A-A przez fig. 3, zaś fig. 5 - widok szczęki od strony noska.

Szczęka w przykładowym wykonaniu wynalazku pokazanym na fig. 1 i 2 stanowi wycinek jednej trzeciej wydrążonego walca zamkniętego noskiem 1 szczęki. Długość noska 1 szczęki mierzona od zewnętrznej powierzchni walca jest nieco krótsza od promienia tego walca. Powierzchnia zewnętrzna 2 zaopatrzona jest w poprzeczne zę by 3 w kształ cie zę bów pił y - o krawę dziach prostopadł ych do osi wzdłużnej szczęki, oraz dwa zgrubienia 4 biegnące wzdłuż bocznej krawędzi szczęki. Szczęka zaopatrzona jest w zęby podłużne 5. Długość pierwszego poprzecznego zęba liczonego od noska 1, nie przekracza 20% całej uzębionej długości szczęki, a jego powierzchnia jest równoległa do osi symetrii szczęki. Powierzchnia wewnętrzna szczęki składa się z: powierzchni oporowych 6 - stanowiących wycinki płaszczyzn cięcia przechodzących przez oś symetrii walca czyli płaszczyzn podziału walca na trzy równe części, powierzchni otworu 7 łączącej powierzchnie oporowe 6 oraz górnej powierzchni klinowej 8 usytuowanej ukośnie do osi symetrii wycinka walca wychylonej w kierunku powierzchni zewnętrznej.

Dolna zewnętrzna część szczęki zaopatrzona w zęby podłużne równoległe do osi wzdłużnej szczęki.

W innym rozwiązaniu pokazanym na fig. 3 i 4 górna część szczęki stanowi wycinek jednej trzeciej wydrążonego walca zamkniętego od noskiem 1 szczęki. Długość noska 1 szczęki mierzona od zewnętrznej powierzchni walca jest nieco krótsza od promienia tego walca. Powierzchnia zewnętrzna 2 zaopatrzona jest w poprzeczne zę by 3 w kształ cie zę bów pił y - o krawę dziach prostopadł ych do osi wzdłużnej szczęki, oraz dwa zgrubienia 4 biegnące wzdłuż bocznej krawędzi szczęki. Szczęka zaopatrzona jest w zęby podłużne 5. Powierzchnia wewnętrzna szczęki składa się z: powierzchni oporowych 6 - stanowią cych wycinki pł aszczyzn cię cia przechodzą cych przez oś symetrii walca czyli pł aszczyzn podziału walca na trzy równe części, powierzchni otworu 7 łączącej powierzchnie oporowe 6 oraz górnej powierzchni klinowej 8 usytuowanej ukośnie do osi symetrii wycinka walca wychylonej w kierunku powierzchni zewnętrznej. Dolna część szczęki ma postać wycinka walca stanowiącego przedłużenie części górnej. Zewnętrzna powierzchnia dolnej części szczęki zaopatrzona jest w podłużne zęby 9 stanowiące przedłużenie podłużnych zębów 5 części górnej szczęki poniżej których usytuowane jest poprzeczne zęby 10 w kształcie zębów piły - o krawędziach prostopadłych do osi wzdłużnej szczęki, oraz dwa zgrubienia 11 biegnące wzdłuż bocznej krawędzi dolnej części szczęki od końców krawędzi pierwszego zęba poprzecznego. Wnętrze części dolnej szczęki zawiera dolne powierzchnie oporowe 12 leżące odpowiednio na tych samych płaszczyznach co powierzchnie oporowe 6 górnej części

PL 213 205 B1 szczęki - oraz dolną powierzchnię klinową 13 usytuowaną równolegle do górnej powierzchni klinowej 8. Dolna część szczęki jest otwarta. Ponadto na powierzchni zewnętrznej usytuowane są gniazda: dolne 14 i górne 15, w które przeznaczone są do mocowania szczęk na klinach rozporowych. Rozwiązanie według wynalazku stosuje się w znany sposób jako element składowy głowicy rozprężnej kotwi górniczej.

Claims (4)

1. Szczęka stanowiąca wycinek jednej trzeciej wydrążonego walca zamkniętego noskiem z powierzchnią zewnętrzną zaopatrzoną w poprzeczne zęby w kształcie zębów piły oraz dwa zgrubienia przebiegające w poprzek poprzecznych zębów, a także w zęby podłużne leżące poniżej poprzecznych zębów, przy czym powierzchnia wewnętrzna szczęki składa się z: powierzchni oporowych stanowiących wycinki płaszczyzn cięcia przechodzących przez oś symetrii walca czyli płaszczyzn podziału walca na trzy równe części, powierzchni otworu łączącej powierzchnie oporowe oraz górnej powierzchni klinowej usytuowanej ukośnie do osi symetrii wycinka walca wychylonej w kierunku powierzchni zewnętrznej, znamienna tym, że długość noska (1) szczęki mierzona od powierzchni zewnętrznej (2) walca jest nieco krótsza od promienia tego walca, a ponadto dwa zgrubienia (4) przebiegające w poprzek poprzecznych zębów (3) usytuowane są wzdłuż bocznej krawędzi szczęki.

2. Szczęka według zastrz. 1, znamienna tym, że długość pierwszego poprzecznego zęba (3) liczonego od noska (1) nie przekracza 20% całej uzębionej długości szczęki, a jego powierzchnia jest równoległa do osi symetrii szczęki.

3. Szczęka stanowiąca wycinek jednej trzeciej wydrążonego walca zamkniętego noskiem, która w górnej części wyposażona jest w powierzchnią zewnętrzną zaopatrzoną w poprzeczne zęby w kształ cie zę bów pił y oraz dwa zgrubienia przebiegające w poprzek poprzecznych zę bów a takż e w zę by podł uż ne leżące poni ż ej poprzecznych zę bów przy czym powierzchnia wewnę trzna szczę ki składa się z: powierzchni oporowych stanowiących wycinki płaszczyzn cięcia przechodzących przez oś symetrii walca czyli płaszczyzn podziału walca na trzy równe części, powierzchni otworu łączącej powierzchnie oporowe oraz górnej powierzchni klinowej usytuowanej ukośnie do osi symetrii wycinka walca wychylonej w kierunku powierzchni zewnętrznej, zaś w dolnej swej części szczęka zaopatrzona jest w podłużne zęby stanowiące przedłużenie podłużnych zębów części górnej poniżej których, usytuowane są poprzeczne zęby w kształcie zębów piły - o krawędziach prostopadłych do osi wzdłużnej szczęki, oraz dwa zgrubienia biegnące, w poprzek poprzecznych zębów, przy czym wnętrze części dolnej szczęki zawiera dolne powierzchnie oporowe leżące odpowiednio na tych samych płaszczyznach co powierzchnie oporowe górnej części szczęki - oraz dolną powierzchnię klinową usytuowaną równolegle do górnej powierzchni klinowej, znamienna tym, że długość noska (1) szczęki mierzona od powierzchni zewnętrznej (2) walca jest nieco krótsza od promienia tego walca, a ponadto dwa zgrubienia (4) przebiegające w poprzek poprzecznych zębów (3) usytuowane są wzdłuż bocznej krawędzi górnej części szczęki, a ponadto, dwa zgrubienia (11) biegnące w poprzek poprzecznych zębów (10) dolnej części szczęki usytuowane są wzdłuż bocznej krawędzi dolnej części szczęki.

4. Szczęka według zastrz. 3, znamienna tym, że długość dolnej części szczęki z zębami wzdłużnymi jest w przybliżeniu równa długości górnej części szczęki.