SK500252011U1 - Pôdna kotva - Google Patents

Abstract

Pôdna kotva na upevnenie zvislých exteriérových prvkov je tvorená valcovou časťou (1) vybavenou súborom lepeniek (2) v línii skrutkovice, pričom na túto valcovú časť (1) bez spoja nadväzuje zvisle členená kužeľová časť (3) zdola vybavená otvorom (4), v ktorom je vsadený hrot (5) v tvare valca.

Description

Technické riešenie sa týka pôdnej kotvy určenej na fixáciu zvislých častí exteriérových konštrukcií a montovaných záhradných stavieb.

Doterajší stav techniky

V súčasnosti sú k dispozícii rôzne typy fixačných prvkov, používaných na uchytenie stĺpikov, trámov, konštrukcií pergol a iných zvislých konštrukčných súčastí do pôdneho podkladu. Najznámejšími sú tie, ktoré majú spodnú časť určenú k zavŕtavaniu do pôdy konštrukčne riešenú ako skratkovité vrtáky. Môže to byť napríklad kotviaci prvok zakončený v dolnej časti skratkovitým vrtákom, pričom medzi týmto vrtákom a valcovitým telesom kotviaceho prvku s väčším priemerom je vytvorený kužeľovitý prechod zjednodušujúci preniknutie kotviaceho prvku do pôdy. Skratkovica vrtáku má v pôdoryse rozsah 1 x 360° a jej šírka je v celom tomto rozsahu konštantná. Tieto kotviace prvky sú z hľadiska svojej funkcie problematické v prípade, ak je nutné použiť ich v kamenistej pôde. Potom môže jednoducho dôjsť k upchaniu vrtáku kameňom väčším, ako je stúpanie závitu skratkovice vrtáku, ako náhle sa táto prekážka dostane do kritického bodu skratkovice. Kotviaci prvok už nepreniká ďalej do pôdy a pri pokračujúcom krútiacom momente vyvodzovanom pohonom stroja bez zásahu obsluhy môže dôjsť až k celkovej deštrukcii vrtáku.

S cieľom vyhnúť sa týmto problémom boli postupne riešené iné zavŕtavacie systémy. Jedným z nich je pôdny vrat s telom opatreným na dolnom konci skratkovicou, ktorá je však umiestnená nad špičkou. Šírka reznej plochy skratkovice sa pritom od špičky smerom navrch postupne zväčšuje a táto skratkovica má rozsah väčší ako 360°. Týmto konštrukčným riešením je skutočne dosiahnutý dobrý zavŕtavací účinok pri menšej rizikovosti z hľadiska prevádzky v kamenitej pôde a následnej možnej deštrukcie. Napriek tomu však ani u tohto konceptu vzhľadom k mnohým spoločným prvkom s predchádzajúcim riešením nie je ešte vytvorený dostatočný priestor pre bezpečný priechod zeminy či kamenitého podložia vŕtacej časti a tým i bezproblémová prevádzka.

Okrem týchto funkčných nedostatkov sa prejavujú nedostatky existujúcich pôdnych vratov tiež v spojení ich závrtnej časti s nadväzujúcou valcovou časťou - telom kotviaceho prvku. Toto spojenie sa uskutočňuje takmer výhradne vsadením okraja jedného prvku do drahého a fixáciou jediným priečnym spojovacím prvkom - závlačkou. Skúsenosti z praxe však ukazujú, že mechanická nosnosť takéhoto spojenia je u viacej namáhaných aplikácií, napríklad konštrukciou solárnych systémov, alebo v náročnejších poveternostných podmienkach často nedostatočná.

Preto bola vytvorená konštrukcia závrtného fixačného prvku podľa úžitkového vzoru 19285 s cieľom odstránenia uvedených nevýhod a nedostatkov. Tento závrtný fixačný prvok je podobne, ako predchádzajúce systémy tvorený nosnou rúrkou, v ktorej dolnom konci je upevnený kónus zakončený hrotom. Ku kónusu sú pritom uchytené aspoň dve lopatky, ktorých plochy sa na kónuse v smere od hrotu navrch postupne rozširujú. Nosná rúrka má na svojom hornom konci v stene uložené aspoň dva spojovacie elementy. Lopatky sú na kónuse umiestnené najlepšie oproti sebe pod uhlami 15 až 75°, pričom majú s výhodou tvar plochy úsečky oblej krivky. Toto konštrukčné riešenie vďaka použitiu lopatiek namiesto spojitej skrutkovice zabraňuje upchávaniu závrtnej časti hrubými súčasťami kamenitého podložia a vytvára zlepšené podmienky pre dobrý priechod zeminy pri zavŕtavaní. Tým sa tiež zrýchľuje proces ukotvenia tohto závrtného fixačného prvku v pôdnom podloží a zlepšuje sa vedenie nosnej rúrky v požadovanom smere. Viacnásobné spojovacie elementy zlepšujú stabilitu a nosnosť ukotvenej konštrukcie a rozširuje sa tak využiteľnosť fixačného prvku i na náročnejšie aplikácie a klimatické podmienky.

Vedľa nesporných výhod, hlavne vyššieho účinku pri prenikaní do pôdy vďaka konštrukcii lopatiek, má práve popísané riešenie i niektoré čiastkové nevýhody. Je to predovšetkým skutočnosť, že kónus je treba vyrobiť ako výkovok, čo je spojené s určitou prácnosťou a náročnosťou. Ďalšou nevýhodou, taktiež spoločnou s predchádzajúcim popísaným riešením je skutočnosť, že hrot umiestnený v kónuse svojou dĺžkou zreteľne presahuje obrysovú líniu kónusu a tým je pri prenikaniu do pôdy vystavený značnej námahe a riziku deformácie. Prax ďalej ukázala, že umiestnenie lopatiek na kónuse v rovnakej výške oproti sebe vyžaduje ich priechod zeminou v samostatných dráhach, čo nie je vo viacej kamenitej pôde vždy možné. V takomto prípade lopatky iba rozmelnia okolitú zeminu a prenikanie do pôdy sa zastaví.

Systémy ukotvenia zvislých fixačných prvkov v pôde vytvorené spoločnosťou Krinner (DE) sú z hľadiska svojho profilu sofistikované, v záujme dosiahnutia vyššieho kotviaceho účinku sú však už zložitejšie, väčšinou pozostávajú z niekoľkých samostatných častí. U týchto sa potom už nejedná o jednodielny samorezný kotviaci prvok, ale o zostavu postupne sa skladajúcich dielov, vo výsledku pôsobiacich analogicky, ako zostava hmoždinky a vrutu. Vďaka tomu sú výrobne i cenovo náročnejšie a rovnako ich aplikácia je prácnejšia. Predovšetkým však sú tieto fixačné prvky vybavené iba systémom bežných závitov pre prenikanie do pôdy. Preto sa i napriek zložitejšiemu konštrukčnému riešeniu často nedarí dosiahnuť u nich očakávaného kotviaceho efektu.

Podstata technického riešenia

Hore uvedené nedostatky a nevýhody doteraz známych typov kotviacich prvkov pre vonkajšie aplikácie do značnej miery odstraňuje pôdna kotva pre uchytenie zvislých exteriérových prvkov, tvorená valcovou časťou, kužeľovou časťou a hrotom, podľa technického riešenia. Podstata technického riešenia spočíva vtom, že pôdna kotva má valcovú časť tesne nad kužeľovou časťou opatrenú súborom 3 až 18 lopatiek umiestnených v línii jedinej virtuálnej skrutkovice s rozsahom 360 až 6 x 360° tak, že celková plocha lopatiek činí 15 až 99% plochy virtuálnej skrutkovice, v ktorej sú lopatky umiestnené a ďalej že na valcovú časť bez spoja nadväzuje zvisle členená kužeľová časť zdola opatrená otvorom, v ktorom je vsadený hrot v tvare valca tak, že jeho nárysný profil sa nachádza s výhodou vo vnútri línie nárysného profilu kužeľovej časti.

Vo výhodnom riešení má pôdna kotva podľa technického riešenia v pôdorysnom rozsahu 360° virtuálnej skrutkovice rozmiestnené tri lopatky, ktorých vonkajší okraj má kruhový tvar dĺžkou i polomerom zhodný s vnútornými okrajom a bočné okraje každej z lopatiek sú rovnako dlhé a navzájom rovnobežné. Ďalšou výhodnou alternatívou sú tri lopatky, ktorých vonkajší okraj má zaoblený tvar plynulé nadväzujúci na líniu rozbiehajúcich sa bočných okrajov.

Zvislé členenie kužeľovej časti je s výhodou tvorené špárami, ktoré sú aspoň v jednom mieste premostené bodovým zvarom a navrchu sú ukončené tvarovacími otvormi.

Výhodou pôdnej kotvy podľa technického riešenia z funkčného hľadiska je predovšetkým veľmi dobrá schopnosť prieniku do pôdneho podkladu a následne i značné zvýšenie spoľahlivosti uchytenia nadväzujúcich zvislých konštrukčných prvkov. Tieto veľmi dobré kotviace schopnosti sú dané zväčšením celkovej opornej plochy lopatiek. Umiestnenie lopatiek v línii jedinej virtuálnej skrutkovice potom zlepšuje zavŕtavanie a predchádza možným komplikáciám v ílovitých pôdach. Naviac konštrukcia hrotu vykazuje značnú odolnosť proti deformácii v úvodnej fáze prenikania do pôdy.

Pôdna kotva podľa technického riešenia má súčasne i nemalé výhody technologické. Jednak nie je potrebné samostatne a nákladné vyrábať (ako výkovok) kužeľovú časť - špičku, ktorá je tu získaná obvodovým prestrihom valcovej časti do tvaru V (4x), zovretím vzniknutých trojuholníkových tvarov k sebe a bodovým zvarením priľahlých strán. Tým sa ponechá možnosť úniku vlhkosti cez jednotlivé špáry a tiež dolným otvorom v kužeľovej časti, ak je vsadený hrot tiež dutý. Tiež sa tým umožní prirodzený odtok kondenzovanej vlhkosti a tento tvar je veľmi výhodný pre zinkovanie pri použitej technológii zinkovania. Uvedené riešenie prestrihu naviac umožňuje súčasne získať druhý zhodný výrobok opačne orientovaný, takže z tohto hľadiska sa jedná o takmer bezodpadovú technológiu. Plynulá nadväznosť valcovej a kužeľovej časti každej takejto pôdnej kotvy rovnako prispieva k hladkému prieniku do pôdneho podkladu.

Ďalšou výhodou pôdnej kotvy podľa technického riešenia z technologického hľadiska je variant riešenia geometrie lopatiek, kedy zhodnosť vonkajšieho a vnútorného obrysu taktiež umožňuje bezodpadovú technológiu.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Pre bližšie objasnenie podstaty technického riešenia slúži príklad konkrétneho uskutočnenia pôdnej kotvy podľa technického riešenia. Tento príklad je znázornený na priložených výkresoch, kde predstavuje:

obr. 1 - pôdnu kotvu podľa technického riešenia - nárys;

- obr. 2 - pôdnu kotvu podľa obr. 1 - pôdorys;

obr. 3 - polotovar pôdnej kotvy podľa obr. 1 (bez lopatiek) - nárys;

obr. 4 — polotovar pôdnej kotvy podľa obr. 3 s tvarovanou kužeľovou časťou - nárys;

- obr. 5 - alternatívne riešenie tvaru lopatiek pôdnej kotvy - pôdorys.

Príklady uskutočnení technického riešenia

Z priložených výkresov je zrejmé konkrétne vytvorenie pôdnej kotvy podľa technického riešenia, ako je ďalej popísané v nasledujúcich príkladoch.

Príklad 1

Na priložených výkresoch (obr. 1 a 2) je znázornené jedno z príkladných uskutočnení pôdnej kotvy podľa technického riešenia. Z obr. 1 je zrejmé, že pôdna kotva je tvorená valcovou časťou i, kužeľovou časťou 3 a hrotom 5, pričom valcová časť i je tesne nad kužeľovou časťou 3 opatrená súborom troch lopatiek 2a, ktoré sú umiestnené v línii jedinej virtuálnej skrutkovice s pôdorysným rozsahom 360° tak, že celková plocha lopatiek 2a činí 45% plochy virtuálnej skrutkovice, v ktorej sú lopatky 2a na valcovej časti i umiestnené. Uhol stúpania virtuálnej skrutkovice je 12°.

Na valcovú časť i bez spoja nadväzuje zvisle členená kužeľová časť 3, ktorá je zdola opatrená otvorom 4, v ktorom je vsadený hrot 5 v tvare dutého valca tak, že jeho nárysný profil sa nachádza vo vnútri línie nárysného profilu kužeľovej časti 3. Vrcholový uhol nárysného profilu kužeľovej časti 3 je 12°. Zvislé členenie kužeľovej časti 3 je tvorené špárami 6, ktoré sú minimálne v dvoch miestach svojej dĺžky premostené tupým zvarom. Vytvorenie obvodovej deliacej línie medzi valcovou časťou i a kužeľovou časťou 3 napomáhajú svojim oválnym tvarom i štyrmi tvarovací otvormi 7.

Rozmiestnenie a tvarové riešenie lopatiek 2a je znázornené na obr. 2, z ktorého je zrejmé, že bočné okraje každej z lopatiek 2a sú rovnako dlhé a navzájom rovnobežné, pričom vonkajší okraj lopatiek 2a má kruhový tvar dĺžkou i polomerom zhodný s vnútorným okrajom. Valcová časť i je pri svojom hornom okraji opatrená spojovacími prvkami 8.

Ako je vidieť z obr. 3 a 4, konštrukčné riešenie tejto pôdnej kotvy umožňuje jednoduchú a ekonomickú výrobu kužeľovej časti 3 z pôvodného valcového polotovaru, kedy nie je potrebné vytvárať výkovky a naviac technológia prestrihu je do značnej miery bezodpadová. Rovnako tak geometria lopatiek 2a umožňuje ich bezodpadovú výrobu strihaním z oceľovej pásoviny. Tým je dosiahnutá výrazná úspora materiálu.

Príklad 2

Iný typ lopatiek 2b, určený pre pôdnu kotvu vhodnú pre piesčitý až štrkový terén, je v pôdoryse znázornený na obr. 5. Tento typ lopatiek 2b je výhodný v prípade menej únosného podložia.

Priemyselná využiteľnosť

Pôdna kotva podľa technického riešenia je využiteľná pre uchytenie zvislých častí exteriérových konštrukcií a montovaných záhradných stavieb v bežných i kamenitých alebo inak problematických terénoch.

Claims (5)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Pôdna kotva pre uchytenie zvislých exteriérových prvkov, tvorená valcovou časťou, kužeľovou časťou a hrotom, vyznačujúca sa tým, že valcová časť (1) je tesne nad kužeľovou časťou (3) vybavená súborom 3 až 18 lopatiek (2) umiestnených v línii jedinej virtuálnej skrutkovice s rozsahom 360 až 6 x 360 ° tak, že celková plocha lopatiek (2) je 15 až 99 % plochy virtuálnej skrutkovice, v ktorej sú lopatky (2) umiestnené, a ďalej že na valcovú časť (1) bez spoja nadväzuje zvisle členená kužeľová časť (3) zdola vybavená otvorom (4), v ktorom je vsadený hrot (5) v tvare valca.
2. 2. Pôdna kotva pre uchytenie zvislých exteriérových prvkov podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že v pôdorysnom rozsahu 360° virtuálnej skrutkovice sú rozmiestnené tri lopatky (2a), ktorých vonkajší okraj má kruhový tvar dĺžkou i polomerom zhodný s vnútorným okrajom a bočné okraje každej z lopatiek (2a) sú rovnako dlhé a navzájom rovnobežné.
3. 3. Pôdna kotva pre uchytenie zvislých exteriérových prvkov podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že v pôdorysnom rozsahu 360° virtuálnej skrutkovice sú rozmiestnené tri lopatky (2b), ktorých vonkajší okraj má zaoblený tvar plynulé nadväzujúci na líniu rozbiehajúcich sa bočných okrajov.
4. 4. Pôdna kotva pre uchytenie zvislých exteriérových prvkov podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že zvislé členenie kužeľovej časti (3) je tvorené špárami (6), ktoré sú aspoň v jednom mieste premostené tupým zvarom a navrchu sú ukončené tvarovacími otvormi (7).
5. 5. Pôdne kotva pre uchytenie zvislých exteriérových prvkov podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že nárysný profil hrotu (5) sa nachádza vo vnútri nárysného profilu kužeľovej časti (3).