PL222191B1 - Wklejana kotew cięgnowa - Google Patents

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 222191 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 399824 ^{(51) Int.Cl.}

E21D 21/00 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 05.07.2012 (54)

Wklejana kotew cięgnowa

(43) Zgłoszenie ogłoszono: 07.01.2014 BUP 01/14	(73) Uprawniony z patentu: STĘPNIEWSKI KAROL, Ogrodzieniec, PL STĘPNIEWSKI KRZYSZTOF, Szczecin, PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 29.07.2016 WUP 07/16	(72) Twórca(y) wynalazku: KAROL STĘPNIEWSKI, Ogrodzieniec, PL KRZYSZTOF STĘPNIEWSKI, Szczecin, PL

PL 222 191 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wklejana kotew cięgnowa do zabezpieczania podziemnych wyrobisk górniczych, zwłaszcza węgla kamiennego.

Znana jest z polskiego opisu patentowego nr 190676 kotew linowa do zabezpieczania wyrobisk górniczych, wykonana z liny, na której w modułowo dobranych odstępach ma klatki wykonane metodą spęczania zmodyfikowanego splotu liny. Zadaniem klatek jest wzrost siły utwierdzenia kotwi w otworze kotwowym. U góry lina jest zakończona stabilizatorem wykonanym z odcinka drutu i zaciskowej tulei. Rozpierając się, stabilizator zabezpiecza linę przed wysunięciem z otworu kotwowego. Po zacementowaniu, w otworze kotwowym, liny i po upływie około 24 godzin, na wystający z kotwowego otworu odcinek liny zakłada się: nośną kształtową podkładkę zamykającą otwór kotwowy, kulistą podkładkę, gwintowaną tuleję, na którą wkręca się nakrętkę i zakłada zacisk Gifforda. Zastosowanie nośnej kształtowej podkładki i kulistej podkładki pozwala na zakładanie kotwi w wyrobiskach nachylonych do 18° we wszystkich kierunkach.

Wklejana kotew cięgnowa posiadająca żerdź z klatkami i przewodem odpowietrzającym, zakończoną u góry grotem, korzystnie z opaską, a u dołu kształtową podkładką współpracująca z podkładką kulistą zabezpieczoną nakrętką, według wynalazku jej żerdź stanowią cięgna w kształcie litery U prowadzone w rowkach blokującego trzpienia wciśniętego do gwintowanej tulei. Na gwintowaną tuleję jest nasadzona uszczelniająca kapsuła. Poniżej i/lub powyżej klatek znajdujących się pomiędzy kapsułą i grotem żerdzi, żerdź ma zabezpieczenie, korzystnie wiązałkowymi opaskami. Żerdź jest umieszczona w głowicy iniekcyjnej. Głowicę iniekcyjną stanowi rura z uszczelką na jej zewnętrznym obwodzie, umieszczona w podkładce kulistej z obwodowym rowkiem połączonym poprzez otwór z końcówką złączki, kształtowa podkładka oraz korzystnie podkładka sferyczna z obwodowym rowkiem i uszczelką wewnątrz jej czaszy kulistej, znajdująca się pomiędzy podkładką kulistą i kształtową podkładką. Blokujący trzpień stanowi element konstrukcyjny, którego pierwsza część jest półkulista, zakończona walcem, część druga stanowi walec z rowkami, część trzecia jest stożkowa, a część czwarta stanowi krótki walec. Rowki walca blokującym trzpieniu są symetrycznie rozłożone na jego obwodzie, a ich głębokość jest korzystnie równa połowie poprzecznego przekroju cięgna. W blokującym trzpieniu znajduje się zawsze parzysta liczba rowków. Kapsuła stanowi natomiast tuleję, korzystnie trójstopniową, z połączeniem otworowym z osłoną typu pesel, znajdującą się w tej kapsule. Każda z klatek ma rozpierak cięgien. Rozpierak cięgien ma kształt beczki z rowkami symetrycznie rozłożonymi na jego obwodzie, których głębokość korzystnie jest równa połowie poprzecznego przekroju cięgna. Nakrętka zabezpieczająca podkładkę kulistą ma w czołowej powierzchni rowek z pierścieniem ślizgowo-uszczelniającym. Przewód odpowietrzający kotwy jest wykonany z elastycznego pancerza stalowego w osłonie z tworzywa. Podkładka kulista jest na stałe połączona z rurą, natomiast podkładka sferyczna jest na stałe połączona z podkładką kształtową lub podkładki te stanowią jednolity element.

Zgodnie z drugą odmianą, w której wklejana kotew cięgnowa posiada żerdź zakończoną u góry grotem, korzystnie z opaską, a u dołu kształtową podkładkę współpracującą z kulistą podkładką zabezpieczoną nakrętką, według wynalazku, żerdź stanowią cięgna w kształcie litery U prowadzone w rowkach blokującego trzpienia wciśniętego do gwintowanej tulei. Żerdź ma zabezpieczenie, korzystnie wiązałkowymi opaskami. Pomiędzy kształtową podkładką, a podkładką kulistą korzystnie znajduje się podkładka sferyczna. Blokujący trzpień tej kotwy stanowi element konstrukcyjny, którego pierwsza część jest półkulista, zakończona walcem, część druga stanowi walec z rowkami, część trzecia jest stożkowa, a część czwarta stanowi krótki walec. Rowki walca w blokującym trzpieniu mają głębokość korzystnie równą połowie poprzecznego przekroju cięgna i są rozłożone symetrycznie. Blokujący trzpień ma parzystą liczbę rowków. Podkładka sferyczna jest na stałe połączona z kształtową podkładką.

Wykonanie żerdzi kotwy z cięgien umożliwia regulowanie jej nośności, poprzez dobór ilości tych cięgien. Tuleja gwintowana przenosi natomiast obciążenia osiowe od masy odprężonych skał górotworu. Wyposażenie nakrętki w pierścień ślizgowo-uszczelniający nie tylko uszczelnia połączenie, lecz także zmniejsza siłę tarcia pomiędzy nakrętką, a podkładką kulistą. Zmniejszenie wymienionego tarcia pozwala na uzyskanie wyższych parametrów naciągu wstępnego kotwy, nawet o 30%. Podkładki: sferyczna i kulista, zapewniają właściwe ułożenie podkładki kształtowej w stosunku do nachylenia stropu i umożliwiają mocowanie kotwy pod kątem większym, niż 18° oraz pozwalają na wyeliminowanie ewentualnych naprężeń zginających zacisk kotwy. Podkładka kulista, oprócz dostosowania podPL 222 191 B1 kładki kształtowej do stropu, stanowi ogniwo przenoszące naprężenia na żerdź kotwy. Zastosowanie zaś rozpieraka cięgien pozwala na wykonanie klatek, co ułatwia penetrację spoiwa do środka pakietu cięgien. Rozeta, utworzona przez cięgna, po wprowadzeniu ich do gwintowanej tulei, jest elementem przenoszącym moment obrotowy od kotwiarki na żerdź kotwi, przy jej zabudowie.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania jest uwidoczniony na rysunku, na którym, fig. 1 przedstawia kotew zabudowaną w otworze kotwowym, fig. 2 przedstawia przekrój kotwy bez podkładek, fig. 3 przedstawia przekrój zamocowania cięgien w tulei, fig. 4 przedstawia przekrój A-A tulei z cięgnami, fig. 5 pokazuje widok „W” ułożenia cięgien w gwintowanej tulei przedstawiający rozetę cięgnową, fig. 6 przedstawia widok blokującego trzpienia, Fig. 7 przedstawia widok z góry blokującego trzpienia, fig. 8 przedstawia podłużny przekrój gwintowanej tulei, fig. 9 przedstawia widok cięgna, fig. 10 przedstawia rozpierak w widoku z góry, fig. 11 przedstawia rozpierak w widoku z boku, fig. 12 przedstawia przekrój kapsuły, fig. 13 przedstawia przekrój kształtowej podkładki połączonej z podkładką sferyczną, fig. 14 przedstawia przekrój podkładki kulistej, fig. 15 przedstawia kotew w odmianie drugiej, fig. 16 przedstawia przekrój kształtowej podkładki połączonej z podkładką sferyczną dla odmiany drugiej, a fig. 17 przedstawia przekrój podkładki kulistej dla odmiany drugiej.

Zgodnie z pierwszym przykładem wykonania, kotew składa się z żerdzi 1, którą stanowią cztery cięgna 2 w kształcie litery U, wykonane z prętów ciągnionych o jednakowej średnicy i długości, prowadzone w rowkach 3 blokującego trzpienia 4. Trzpień 4 stanowi element konstrukcyjny, w którym wyróżnia się cztery części. Część pierwsza jest półkulista zakończona częścią walcową. Część druga stanowi walec z rowkami 3 o głębokości mieszczącej połowę poprzecznego przekroju cięgna 2. Część trzecia jest stożkowa, a część czwarta stanowi krótki walec. Blokujący trzpień 4 jest osadzony w gwintowanej tulei 5, a wystające z niej cięgna 2 tworzą rozetę. Na gwintowaną tuleję 5 jest nasadzona uszczelniająca kapsuła 6 w postaci tulei, korzystnie trójstopniowej, z otworem 7 do osłony 8 typu peshel do zatłaczania kleju stanowiącego uszczelnienie. W osi żerdzi 1 jest umieszczony przewód 9 odpowietrzający wykonany z elastycznego pancerza stalowego w osłonie z tworzywa. Powyżej kapsuły 6, na przewodzie 9 odpowietrzającym, są osadzone, w równych odstępach, rozpieraki 10 w kształcie beczki z symetrycznie rozmieszczonymi rowkami 11 na obwodzie, odpowiadającymi połowie poprzecznego przekroju cięgna 2. Cięgna 2 poprowadzone w rowkach 11 rozpieraka 10 wybrzuszają się tworząc klatki 12. Poniżej i powyżej klatek 12, żerdź 1 jest objęta wiązałkowymi opaskami 13. Koniec żerdzi 1, stanowiący grot, jest ścięty ukośnie i ma poniżej tego ścięcia nasuniętą, punktowo spawaną opaskę 14. Na wystającą z otworu 15 kotwowego gwintowaną tuleję 5 jest nasunięta głowica iniekcyjna, zabezpieczona od dołu uszczelką 16 i sześciokątną nakrętką 17. Głowicę iniekcyjną stanowi kształtowa podkładka 18, połączona z nią trwale podkładka 19 sferyczna z obwodowym rowkiem 20 wewnątrz jej czaszy kulistej, mieszczącym uszczelkę 21, podkładka kulista 22, na której są osadzone podkładki: kształtowa 18 i sferyczna 19 oraz rura 23 z jednym otworem infekcyjnym i z uszczelką 23' na jej zewnętrznym obwodzie, połączona trwale z podkładką 22 kulistą. Podkładka 22 kulista ma obwodowy rowek 24 i połączony z nim otwór 25 mieszczący końcówkę złączki 26. Nakrętka 17 ma w rowku czołowej powierzchni osadzony pierścień 27 ślizgowo-uszczelniający. Kotew o powyższej konstrukcji, najpierw bez głowicy iniekcyjnej i nakrętki 17, zabudowano w otworze 15 kotwowym metodą odcinkową na ładunkach klejowych. Na gwintowaną tuleję 5, wystającą z otworu 15 kotwowego, założono głowicę iniekcyjną z rurą 23 podającą spoiwo i wciśnięto tą rurę 23 do otworu 15 kotwowego. Następnie pod podkładkę 22 kulistą założono uszczelkę 16 i całość zabezpieczono nakręcając na gwintowaną tuleję 5 nakrętkę 17 z pierścieniem 27 uszczelniającym, dostosowując jednocześnie kształtową podkładkę 18 głowicy iniekcyjnej do pochylenia stropu wyrobiska górniczego. Do otworu 25 podkładki 22 kulistej głowicy iniekcyjnej wprowadzono końcówkę złączki 26 doprowadzającej spoiwo. Za pomocą nakrętki 17 nadano kotwy naciąg wstępny. Następnie za pomocą pompy tłoczono spoiwo do chwili pojawienia się spoiwa pomiędzy cięgnami 2, co zakończyło proces iniekcji.

W drugim przykładzie wykonania, przedstawionego na fig. 15, kotew składa się z żerdzi 1, którą stanowią cztery cięgna 2 w kształcie litery U, wykonane z prętów ciągnionych o jednakowej średnicy i długości, prowadzone w rowkach 3 blokującego trzpienia 4. Trzpień 4 stanowi element konstrukcyjny, w którym wyróżnia się cztery części. Część pierwsza jest półkulista zakończona częścią walcową. Część druga stanowi walec z rowkami 3 o głębokości mieszczącej połowę poprzecznego przekroju cięgna 2. Część trzecia jest stożkowa, a część czwarta stanowi krótki walec. Blokujący trzpień 4 jest osadzony w gwintowanej tulei 5, a na zewnątrz wystające z niej cięgna 2 tworzą rozetę pokazaną na fig. 5. Koniec żerdzi 1, stanowiący grot, jest ścięty ukośnie i ma poniżej tego ścięcia nasuniętą, punktowo spawaną opaskę 14, a dalej wiązałkowe opaski 13. Na wystającą z otworu 15 kotwowego gwin4

PL 222 191 B1 towaną tuleję 5 jest nasunięta kształtowa podkładka 18 połączona trwale z podkładką 28 sferyczną oraz podkładka 29 kulista zabezpieczona od dołu sześciokątną nakrętką 17. Kotew o powyższej konstrukcji zabudowano w otworze 15 kotwowym na ładunkach klejowych. Następnie, na wystającą z otworu 15 kotwowego gwintowaną tuleję 5 założono kształtową podkładkę 18 połączoną na stałe z podkładką 28 sferyczną i podkładkę 29 kulistą. Na gwintowaną tuleję 5 założono nakrętkę 17 sześciokątną i nadano naciąg wstępny zabudowanej kotwi poprzez dokręcanie nakrętki 17.

Claims (16)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Wklejana kotew cięgnowa posiadająca żerdź z klatkami i przewodem odpowietrzającym, zakończoną u góry grotem, korzystnie z opaską, a u dołu kształtową podkładkę współpracującą z podkładką kulistą zabezpieczoną nakrętką, znamienna tym, że żerdź (1) stanowią cięgna (2) w kształcie litery U prowadzone w rowkach (3) blokującego trzpienia (4) wciśniętego do gwintowanej tulei (5) z nasadzoną na nią uszczelniającą kapsułą (6), a poniżej i/lub powyżej każdej z klatek (12), znajdujących się pomiędzy kapsułą (6) i grotem żerdzi (1), żerdź (2) ma zabezpieczenie (13) korzystnie wiązałkowymi opaskami, przy czym żerdź (1) jest umieszczona w głowicy iniekcyjnej, którą stanowi rura (23) z uszczelką (23') na jej zewnętrznym obwodzie, osadzona w podkładce (22) kulistej z obwodowym rowkiem (24) połączonym poprzez otwór (25) z końcówką złączki (26), kształtowa podkładka (18) oraz korzystnie podkładka (19) sferyczna z obwodowym rowkiem (20) i uszczelką (21) wewnątrz jej czaszy kulistej, znajdująca się pomiędzy podkładką (22) kulistą, a kształtową podkładką (18).
2. 2. Kotew według zastrz. 1, znamienna tym, że blokujący trzpień (4) stanowi element konstrukcyjny, którego pierwsza część jest półkulista zakończona walcem, część druga stanowi walec z rowkami (3), część trzecia jest stożkowa, a część czwarta stanowi krótki walec.
3. 3. Kotew według zastrz. 2, znamienna tym, że rowki (3) walca w blokującym trzpieniu (4) są symetrycznie rozłożone na obwodzie walca, a ich głębokość jest korzystnie równa połowie poprzecznego przekroju cięgna (2).
4. 4. Kotew według zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, że blokujący trzpień (4) ma parzystą liczbę rowków (3).
5. 5. Kotew według zastrz. 1, znamienna tym, że kapsuła (6) stanowi tuleję, korzystnie trójstopniową, z połączeniem otworowym (7) z osłoną (8) typu peshel znajdującą się w tej kapsule (6).
6. 6. Kotew według zastrz. 1, znamienna tym, że każda z klatek (12) ma rozpierak (10) cięgien (2).
7. 7. Kotew według zastrz. 6, znamienna tym, że rozpierak (10) cięgien (2) ma kształt beczki z rowkami (11) o głębokości korzystnie równej połowie poprzecznego przekroju cięgna (2), symetrycznie rozłożonymi na jego obwodzie
8. 8. Kotew według zastrz. 1, znamienna tym, że nakrętka (17) ma w czołowej powierzchni rowek z pierścieniem (27) ślizgowo-uszczelniającym.
9. 9. Kotew według zastrz. 1, znamienna tym, że przewód (9) odpowietrzający jest wykonany z elastycznego pancerza stalowego w osłonie z tworzywa.
10. 10. Kotew według zastrz. 1, znamienna tym, że podkładka (22) kulista jest na stałe połączona z rurą (23).
11. 11. Kotew według zastrz. 1, znamienna tym, że podkładka (19) sferyczna jest na stałe połączona z kształtową podkładką (18) lub te podkładki (18, 19) stanowią jednolity element.
12. 12. Wklejana kotew cięgnowa posiadająca żerdź zakończoną u góry grotem, korzystnie z opaską, a u dołu kształtową podkładką współpracującą z kulistą podkładką zabezpieczoną nakrętką, znamienna tym, że żerdź (1) stanowią cięgna (2) w kształcie litery U prowadzone w rowkach (3) blokującego trzpienia (4) wciśniętego do gwintowanej tulei (5), przy czym żerdź ma zabezpieczenie (13), korzystnie wiązałkowymi opaskami, a pomiędzy kształtową podkładką (18) oraz podkładką (28) kulistą, korzystnie znajduje się podkładka (29) sferyczna.
13. 13. Kotew według zastrz. 12, znamienna tym, że blokujący trzpień (4) stanowi element konstrukcyjny, którego pierwsza część jest półkulista zakończona walcem, część druga stanowi walec z rowkami (3), część trzecia jest stożkowa, a część czwarta stanowi krótki walec.
14. 14. Kotew według zastrz. 12 albo 13, znamienna tym, że rowki (3) walca w blokującym trzpieniu (4) mają głębokość korzystnie równą połowie poprzecznego przekroju cięgna (2) i są rozłożone symetrycznie.

    PL 222 191 B1
15. 15. Kotew według zastrz. 12, znamienna tym, że blokujący trzpień (4) ma parzystą liczbę rowków (3).
16. 16. Kotew według zastrz. 12, znamienna tym, że podkładka (29) sferyczna jest na stałe połączona z kształtową podkładką (18).