專利名稱：地錨的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種平板或帶翼的土錨或地錨，該地錨沿著長度方向被推入地層，然后當它達到最佳深度時，被拉動而傾斜成為平的橫向位置，以便錨定牽索桿、纜索或類似的東西。
平板或帶翼的地錨是眾所周知的，而且一種特別有效的地錨的例子已在共有的美國專利No.4,802,317中作了描述。所說地錨包括一個管狀的中心機體部分、一對從該機體部分呈放射狀橫向伸出的翼和一個在該機體前面的十字形星形尖端，該尖端包括鋒利的前刃，并且象星鉆那樣工作，以便穿透土壤。一根拉桿連接在地錨機體部分的索眼部分上，而地錨的尾端很鋒利并且包括一個伸出的彎曲凸出部分，以利于該錨的傾斜。在使用中，將驅動桿插入到機體部分尾端的軸套中，該驅動桿用來驅動地錨，使其到達地層中一個最佳深度，然后用拉動桿拉動錨的索眼部分，這樣該地錨在地下傾斜，并且處于基本上與地下孔橫置的位置。
專利4,802,317揭示了一個高效的地錨，與此同時，可以相信這樣做是有利的，即進一步改善該裝置，使其方便地通過地層，以節省將該地錨置于地層中最佳深度所需要消耗的能量。
該現有技術還提供了一個平衡地錨截面形狀的裝置，這樣即使有不穩定的障礙存在時也可以使該地錨沿著直線的推進路線進入地層，這樣做在本技術領域也是一種改進。提供一些零件以方便地錨在地層中的傾斜也是一種改進。減小地錨與拉動零件之間的連接處所受到的沖擊力的零件也是一個有利的改進。
本發明一個重要的方面在于提供了一種地錨，該地錨代表了一種對于專利4,802,317所揭示的地錨的改進，該地錨包括有利于地錨通過地層的裝置。在本發明中，通過在地錨的前面提供帶有多條相互縱向錯開的鋒利前刃的十字形星狀尖端，來達到這樣的目的。一般，各十字形星狀尖端的側邊包括一個第一前置前刃和一個第二后置前刃，并且第二或后置前刃從機體部分橫向向外伸出的距離比第一或前置前刃從機體部分橫向向外伸出的距離大。錯開或階梯形前刃有利于穿透堅硬的土壤，這是通過首先將有助于切割和破碎堅硬土壤的較小的前刃向前推進，從而方便后置和較大的前刃的通過來實現的。
該地錨還包括一雙從機體部分橫向放射狀伸出的翼，該翼具有前后刃。每個翼的前刃被分成多個鋒利的前翼刃，這些前翼刃從機體部分順次地向外伸出更大的距離，在使用中，當地錨穿過地層時，每個前翼刃穿切土壤的量依次逐漸增大。較小的最前面的前刃容易穿過地層，這使得后續的、較大的翼刃較容易穿過地層。
在這點上，另一個重要的方面在于提供了這樣的地錨，在其翼的前刃和尾刃之間，翼減小厚度并且逐漸變細，以便減少翼與地層之間的摩擦。翼的前刃比翼的其它部分要厚，并且穿過地層以形成一條寬的開口，這樣翼的其它表面與地層的接觸就大大減小。由于翼表面與地層之間的接觸和磨擦被大大地減小，推進地錨穿過地層所需要的驅動能量也被大大地減小了。
另一個重要的方面在于沿地錨底面在其截面最大處提供了輔助的彎曲凸出部分。一般，此輔助的彎曲凸出部分位于錨的拉動零件與索眼的連接處的對側，這樣地錨的截面形狀得以平衡，這樣在地錨被驅動穿過地層時，有利于使地錨保持一條直線的推進路線。在地錨的尾端有一個比第一彎曲凸出部分小但位置更靠前的第二彎曲凸出部分，通過首先使較小的彎曲凸出部分前進來幫助穿透堅硬的土壤。一旦地錨位于其最佳深度，第二彎曲凸出部分也幫助第一凸出部分插入地層中，并且提供在土壤中傾斜地錨的力矩。
本發明的地錨還在其索眼部分提供了一條細長的開口。該細長開口的尺寸允許讓將拉動零件固定在地錨上的銷軸相對于地錨縱向移動。這樣，地錨與拉動零件之間的應力得到降低，因為地錨穿過地層時允許拉動零件相對于地錨自由移動，這樣就分散了沖擊力。
本發明的其它目的、特點和優點將通過以下對附圖所作的描述而變得更加明確。
圖1是本發明實施例的地錨的頂表面和側面透視圖。
圖2是圖1所示的地錨的頂視圖。
圖3是圖1和圖2所示錨的側視圖。
圖4是圖1-3所示錨的底視圖。
圖5是圖1-4所示錨的前刃的正視圖。
圖6是圖1-5所示錨的后刃的正視圖。
圖7是一個前側透視圖，其中拆除了一些零件，并顯示了地錨插入地層的方式。
圖8是一個與圖7相類似的視圖，但是顯示的是設定錨的拉動操作開始進行的方式。
圖9是一個與圖8相類似的視圖，但是從圖8轉過了90°，以顯示在拉動過程中錨被傾斜或轉動的方式。
圖10是本發明地錨的翼的一個部分放大前視圖，顯示了翼通過地層的情況。
圖11是一個地錨在地層中的側視圖，顯示了翼通過地層的情況。
參見附圖，標識數字10整體表示本發明的地錨，而地錨10包括一個中心縱向管狀機體11，該機體有前端和后端11a和11b。一對翼12從機體部分11橫向放射狀地伸出并且沿機體部分11的長度方向延伸。管狀機體11的前端11a包括一個象星狀尖端鉆那樣工作的突出十字形中心軸形支臂部分13，以便穿透地層。
支臂部分13包括第一對十字形側面13a，13a，該側面與翼12，12在同一平面上并且位于翼的前刃的前面。十字形支臂部分13的另一對側面13b，13b垂直于翼12，12所在的平面并且與管狀的機體部分11的前端合為一體。為使地錨10便于穿透土壤，各側面13a，13a和13b，13b包括多個鋒利的相互縱向錯開的前側刃14。在附圖所示的實施例中，十字形支臂13的每一個側刃包括一個第一鋒利前刃14a和一個縱向錯開的第二鋒利前刃14b。如圖中所示，前側刃14a和14b基本上垂直于機體11而延伸，并且被一個平行于機體部分11的邊緣14c分開。第二前刃14b位于第一前刃14a之后，并且它從支臂部分13橫向向外伸出的距離大于第一前刃從支臂部分13橫向向外伸出的距離。在使用中，第一前刃14a由于其具有較小的尺寸而更容易首先穿透土壤并且幫助切割和破碎土層，同時通過減少較大的前刃所必須穿透土壤的數量，使該第二并且是較大的刃14b更方便地通過。與支臂部分13在星狀尖端的各側面上僅帶有一個單獨的前刃的情況相比，第一和第二錯開刃14a和14b讓支臂部分13更容易地通過土壤。
為了使地錨10更容易地穿透土壤，每個翼12包括多個相互縱向錯開的鋒利前刃15。在說明中給出的實施例中，翼12的每個前刃15包括由平行刃15d和15e分別隔開的第一、第二和第三前翼刃15a、15b、15c。每個刃15a、15b和15c向后朝著機體11的后端11b傾斜或延伸。圖2、4和5可最清楚顯示，第一、第二和第三前翼刃15a、15b、15c階梯形地排列，這樣，每個翼刃從機體部分11向外放射狀橫向伸出的距離依次越來越大。參考圖10，當地錨10被插入到地層9內時，第一、第二和第三前翼刃15a、15b和15c各自穿切的土壤量依次逐漸增大。較小的前刃通過減小后續較大的前刃必須穿透土壤的數量，從而使后面較大的前刃更容易地通過。因此，為推進翼12和地錨10通過地層所需要的驅動能量大大地減小。
為了減小翼12和土壤之間的磨擦，翼12最好具有逐漸變細的橫截面，這樣，在前刃15和尾刃16之間，如圖3和11最清楚地顯示那樣，翼減小厚度t并且逐漸變細。例如，每個翼12在前刃15處的厚度大約為3/8英寸，在尾刃16處的厚度大約為1/4英寸。參見圖11，當錨10插入地層g時，翼12較厚的前刃15刺開土壤并在土壤中形成一個大于翼12的其余部分的厚度t的開口。以這種方式，當翼12通過土壤時，其表面12a和12b的整個表面積不會都接觸土壤，這就大大地減少了翼12與土壤之間的磨擦接觸。這樣驅動錨10進入地層所需要的驅動力就大大地減少了。
參考圖7-9，地錨10可以采用與美國專利No.4,802,317中所描述的方法來在地層中定位，該專利在此被參考書目所包括。簡言之，有一個拉動零件17固定在地錨10的機體部分11上，并有一個驅動桿18插入機體部分11的園形開口中。一個手持式風鎬20或類似的裝置連接在驅動桿18的另一端，以便驅動地錨10到達地層中一個最佳深度。一旦地錨位于其最佳深度，驅動桿18就會被移走，如圖8所示。操作者然后采用牽拉工具(沒有顯示)將一個力施加到拉動零件17上，直到地錨11傾斜到一個方向，該方向橫置于圖9所示的孔的長度方向。
如圖所示，拉動零件17由U型鉤環21和銷軸22固定在地錨10的機體11上。一個隆起的縱向凸出部分24從支臂部分13處分岔直到索眼部分23處，以便沿鉤環21對土壤進行導向。如果想要得到對拉動零件17和地錨10以及凸出部分24之間的連接關系，請參考美國專利4,802,317。
參考圖1-3，本發明代表了一種對專利4,802,317所揭示結構的改進，其中索眼部分22帶有一個細長開口25，用來接受銷軸22。該細長開口25的尺寸使其容納并允許銷軸22的縱向運動，這樣在圖7和9所示的驅動和拉動操作中，拉動零件可相對于地錨縱向運動。因此，地錨10與拉動零件17之間的沖擊載荷被減小，這是通過允許它們之間相對自由運動而取得的，這樣在其穿過地層時分散了能量和沖擊力。
參考圖3和9，機體部分11的后端11b包括一個第一彎曲凸出部分26，該凸出部分從機體部分11處橫向向外伸出，以便于錨在地層中轉動。如圖9所示，當地錨10被傾斜時，彎曲的凸出部分26插入地層，并為傾斜成橫向方式的地錨10提供了一個支點。為進一步使地錨更加便于傾斜，機體11的中間部分11c還包括一個第二彎曲凸出部分27，該凸出部分從機體部分11處橫向向外伸出。第一彎曲凸出部分26從機體11處橫向向外伸出的距離比第二彎曲凸出部分27從機體11處橫向向外伸出的距離大，這樣，先讓較小的彎曲凸出部分27推進，從而讓較大的彎曲凸出部分26較容易地通過地層，以此幫助地錨穿過堅硬的土壤。
最好，使第二彎曲凸出部分27處于機體部分11的中間部分11c處，該處為整個地錨10的最寬截面處。如圖所示，該截面直接越過索眼部分24，而第二彎曲凸出部分27平衡了地錨10的截面，這有助于當地錨在地層中碰到不穩定的障礙時也能使其保持直線的推進路線，否則這種不穩定的障礙可能會導致地錨10沿一條偏斜的路線推進的。
在前述的說明中，已為了說明的目的對本發明的實施例進行了相當詳細的說明，而本領域的技術人員應該理解到在此所給出的細節是可以在本發明的實質和范圍內進行各種變動的。
權利要求
1.一種地錨，包括一個剛性板零件，該零件具有一個帶有前端和后端的管狀縱向中心機體部分；沿該機體部分的長度方向呈放射狀橫向延伸的翼，每個所說翼都有多個鋒利的前翼刃，這些前翼刃在縱向上相互錯開；和一個中心軸狀的支臂部分，該支臂部分從機體部分的前端伸出，處于翼的前面，并且具有放射狀的側刃，所說多個前翼刃包括第一、第二和第三縱向錯開的翼刃，這些翼刃在縱向上被基本平行于機體部分的翼刃分隔開。
2.根據權利要求1的地錨，其中所說支臂部分的所說側刃都具有多個鋒利的前側刃，這些前側刃在縱向上相互錯開，和在各所說側面上所說鋒利的前側刃包括多個基本垂直于機體部分的第一和第二縱向錯開的側刃，所說第一和第二側刃由基本上平行于機體部分延伸的第三側刃縱向分隔開。
3.根據權利要求2的地錨，其中所說第二側刃位于所說第一側刃的后面，并且它從所說機體部分橫向向外伸出的距離大于所說第一側刃從所說機體部分橫向向外伸出的距離。
4.根據權利要求1的地錨，其中所說在翼上的第一、第二和第三翼刃都朝著機體部分的后端傾斜一定角度。
5.根據權利要求1的地錨，其中所說第三翼刃位于所說第一和第二翼刃的后面，并且它從所說機體部分橫向伸出的距離大于所說第一和第二翼刃從機體部分橫向伸出的距離，而所說第二翼刃位于所說第一翼刃的后面，并且它從所說機體部分橫向伸出的距離大于所說第一翼刃從機體部分橫向伸出的距離。
6.根據權利要求1的地錨，其中翼的前刃的厚度大于翼的尾刃的厚度。
7.根據權利要求7的地錨，其中在翼的前刃和翼的尾刃之間，翼減小厚度并逐漸變細。
8.根據權利要求1的地錨，其中所說機體有一個隆起的縱向凸出部分，該凸出部分從支臂部分向后分岔直到機體的索眼部分，所說索眼部分包括一個細長的開口，該開口的尺寸可容納并允許用于將拉動零件固定到地錨上的銷軸進行縱向運動。
9.根據權利要求9的地錨，其中一個拉動零件被用銷軸安裝在索眼部分，并且包括一個帶有跨在索眼部分上支臂的U形鉤環，和一個穿過索眼部分上細長開口的銷軸，該銷軸被固定在該鉤環的支臂上，借此，使該銷軸在縱向上或在所說細長開口中運動，從而所說的拉動零件可以相對于地錨在縱向上運動。
10.根據權利要求1的地錨，其中所說機體部分的所說后端包括一個第一彎曲凸出部分，該凸出部分從機體部分處橫向伸出，使得地錨在地層中更方便地轉動，而機體部分的中間部分包括一個第二彎曲凸出部分，該凸出部分從機體部分處橫向伸出，使得地錨在地層中更方便地轉動。
11.根據權利要求11的地錨，其中機體部分包括一個最大截面處，而所說的第二彎曲凸出部分位于所說機體部分的最大截面處。
12.根據權利要求11的地錨，其中所說第一彎曲凸出部分從機體部分橫向向外伸出的距離大于所說第二彎曲凸出部分從機體部分橫向向外伸出的距離。
13.一種地錨，包括一個剛性板零件，該零件具有一個帶有前端和后端的管狀縱向中心機體部分；一對從機體部分沿相反方向橫向伸出的翼，這些翼有前刃和尾刃，每個所說的翼在前刃和尾刃之間的厚度減小并且逐漸變細；和一個從機體部分的前端伸出的中心軸狀支臂部分，該部分包括適合用于穿透地層的放射狀側刃。
14.根據權利要求14的地錨，其中支臂部分的側刃都包括第一和第二縱向錯開的鋒利前側刃，這些前側刃在機體部分的橫向上延伸，所說第二側刃位于所說第一側刃的后面，并且它從支臂部分橫向向外伸出的距離大于所說第一側刃從支臂部分橫向向外伸出的距離。
15.根據權利要求14的地錨，其中每個翼的前刃包括第一、第二和第三縱向錯開的翼刃，這些翼刃都朝著機體部分的后端向后傾斜，所說第三翼刃在所說第一和第二翼刃的后面，并且它從機體部分橫向向外伸出的距離大于第一和第二翼刃從機體部分橫向向外伸出的距離，而所說第二翼刃位于所說第一翼刃的后面，并且它從機體部分橫向向外伸出的距離大于所說第一翼刃從機體部分橫向向外伸出的距離。
16.根據權利要求14的地錨，其中所說機體部分包括一個索眼部分，該索眼部分具有一個細長的開口，開口的尺寸可以接受和允許用于將拉動零件固定到地錨上的銷軸沿縱向運動，從而使所說拉動零件可相對于地錨縱向運動。
17.根據權利要求14的地錨，其中所說機體部分的所說后端包括一個第一彎曲凸出部分，該凸出部分從機體部分處橫向伸出，使得地錨在地層中更方便地轉動，而機體部分的中間部分包括一個第二彎曲凸出部分，該凸出部分從機體部分處橫向伸出，使得地錨在地層中更方便地轉動，所說第二彎曲凸出部分一般位于地錨最寬的部分。
18.根據權利要求18的地錨，其中所說第一彎曲凸出部分從機體部分橫向向外伸出的距離大于所說第二彎曲凸出部分從機體部分橫向向外伸出的距離。
19.一種地錨，包括一個剛性板零件，該零件具有一個帶有前端和后端的管狀縱向中心機體部分；沿該機體部分的長度方向呈放射狀橫向延伸的翼；一個從機體部分的前端突出的中心支臂部分，該支臂部分在翼的前面并且包括適合于穿透地層的放射狀側刃；一個從機體部分伸出的第一彎曲凸出部分，使錨在地層中便于轉動；和一個從機體部分伸出的第二彎曲凸出部分，該第二彎曲凸出部分位于第一彎曲凸出部分之前，以便進一步使錨在地層中更加方便地轉動，所說的第一彎曲凸出部分沿機體底面橫向向外伸出的距離大于所說第二彎曲凸出部分沿機體底面橫向向外伸出的距離。
20.根據權利要求20的地錨，每個翼的前刃包括第一、第二和第三縱向錯開的翼刃，這些翼刃都朝著機體部分的后端向后傾斜，所說第三翼刃在所說第一和第二翼刃的后面，并且它從機體部分橫向向外伸出的距離大于第一和第二翼刃從機體部分橫向向外伸出的距離，而所說第二翼刃位于所說第一翼刃的后面，并且它從機體部分橫向向外伸出的距離大于所說第一翼刃從機體部分橫向向外伸出的距離。
21.根據權利要求20的地錨，每個翼的前刃包括第一、第二和第三縱向錯開的翼刃，這此些翼刃都朝著機體部分的后端向后傾斜，所說第三翼刃在所說第一和第二翼刃的后面，并且它從機體部分橫向向外伸出的距離大于第一和第二翼刃從機體部分橫向向外伸出的距離，而所說第二翼刃位于所說第一翼刃的后面，并且它從機體部分橫向向外伸出的距離大于所說第一翼刃從機體部分橫向向外伸出的距離。
22.一種地錨，包括一個剛性板零件，該零件具有一個帶有前端和后端的管狀縱向中心機體部分；沿該機體部分的長度方向呈放射狀橫向延伸的翼；一個從機體部分的前端突出的中心支臂部分，該支臂部分在翼的前面并且具有放射狀的側刃，所說支臂部分的所說側刃都具有多個鋒利的前刃，這些前刃在縱向上相互相對錯開。
23.根據權利要求23的地錨，其中在各所說側面上的所說鋒利前側刃包括多個基本垂直于機體部分的第一和第二縱向錯開的側刃，所說第一和第二側由基本上平行于機體部分延伸的第三側刃縱向分隔開。
24.根據權利要求24的地錨，其中所說所說側刃位于所說第一側刃之后，并且它從所說機體部分橫向向外伸出的距離大于所說第一側刃從所說機體部分橫向向外伸出的距離。
25.根據權利要求23的地錨，其中所說每個翼都具有多個鋒利前翼刃，這些前翼刃在縱向上相互相對錯開，所說的多個前翼刃包括第一、第二和第三縱向錯開的翼刃，這些翼刃被基本平行于機體部分的翼刃縱向分開。
26.根據權利要求26的地錨，其中在所說每個翼上的所說的第一、第二和第三翼刃都朝著機體部分的后端向后傾斜一定角度。
27.根據權利要求26的地錨，其中所說第三翼刃位于所說第一和第二翼刃之后，并且它從所說機體部分橫向向外伸出的距離大于所說第一和第二翼刃從所說機體部分橫向向外伸出的距離，而所說第二翼刃位于所說第一翼刃之后，并且它從所說機體部分橫向向外伸出的距離大于所說第一翼刃從所說機體部分橫向向外伸出的距離。
28.根據權利要求23的地錨，其中翼前刃的厚度大于翼尾刃的厚度。
29.根據權利要求29的地錨，其中在翼的前刃到翼的尾刃之間，翼減少厚度并且逐漸變細。
30.根據權利要求23的地錨，其中所說機體有一個隆起的縱向凸出部分，該凸出部分從支臂部分向后分岔直到機體的索眼部分，所說索眼部分包括一個細長的開口，該開口的尺寸可容納并允許用于將拉動零件固定到地錨上的銷軸進行縱向運動。
31.根據權利要求31的地錨，其中一個拉動零件被用銷軸安裝在索眼部分上，并且包括一個帶有跨在索眼部分支臂上的U形鉤環，和一個穿過索眼部分的細長開口的銷軸，該銷軸被固定在該鉤環的支臂上，借此，使該銷軸在縱向上或在所說細長開口中運動，從而所說的拉動零件可以相對于地錨在縱向上運動。
32.根據權利要求23的地錨，其中所說機體部分的所說后端包括一個第一彎曲凸出部分，該凸出部分從機體部分處橫向伸出，使得地錨在地層中更方便地轉動，而機體部分的中間部分包括一個第二彎曲凸出部分，該凸出部分從機體部分處橫向伸出，使得地錨在地層中更方便地轉動。
33.根據權利要求33的地錨，其中機體部分包括一個最大截面處，而所說的第二彎曲凸出部分位于所說機體部分的最大截面處。
34.根據權利要求33的地錨，其中所說第一彎曲凸出部分從機體部分橫向向外伸出的距離大于所說第二彎曲凸出部分從機體部分橫向向外伸出的距離。
35.一種地錨，包括一個剛性板零件，該零件具有一個帶有前端和后端的管狀縱向中心機體部分；一對從機體部分呈放射狀橫向伸出的帶前刃的翼；第一、第二和第三鋒利的前刃，這些前刃沿每個所說翼的所說每個前刃延伸，并且在縱向上相互相對錯開，各所說第一、第二和第三鋒利的前刃分別具有第一、第二和第三傾斜部分，其前刃和后刃與所說翼成為一體，所說第一傾斜部分的前部位于所說第二傾斜部分的所說后刃的前面，而所說第二傾斜部分的前部位于所說第三傾斜部分所說后刃的前面；和一個從機體部分前端伸出的中心軸狀支臂部分，該支臂部分在翼的前面并且具有放射狀的側刃。
全文摘要
一種改進的帶翼型地錨,該地錨包括一個中心機體部分,從該機體部分放射橫向伸出的翼,和一個在地錨的該機體部分前端的支臂部分,該地錨就象星狀尖端鉆那樣工作,以便穿透地層。支臂部分的刃各包括多個鋒利的前側刃,這些前側刃在縱向上相互錯開。每個翼還包括多個鋒利的前側刃,這些前側刃在縱向上相互相對錯開。錯開的前側刃和翼刃依次從機體部分沿支臂部分和翼的方向橫向向外伸出越來越大的距離。由于較小的側刃和翼刃首先被推進,所以階梯狀的側刃和翼刃就使地錨較容易穿過土壤。地錨的翼在其前刃和尾刃之間減小厚度并且逐漸彎細,以減少頂部和底部翼表面與土壤的摩擦。
文檔編號E02D5/80GK1357671SQ0013106
公開日2002年7月10日 申請日期2000年12月12日 優先權日1996年1月16日
發明者T·E·杰維特, J·雅潘蒂克 申請人:遠見產品公司