锚固系统 本发明涉及用于诸如建筑结构之类的各种物体的地面锚固系统， 包括至少两个导 向构件， 锚固杆插入到导向构件内， 以便驱动锚固杆相对于垂直方向倾斜地进入地面。
在建筑、 公用安装、 业余爱好、 体育运动、 农业等领域内， 众所周知， 有许多作业需 要搁置或锚固在地面上。
这样的锚固需要可在许多场合见到， 例如， 在诸如露台、 聚光灯柱和其它之类的花 园物件中、 在用绳子或拉杆来固定帐篷的体育运动领域、 还有在公众区域内支撑标牌或网 篮的公路管理领域内， 以及在私家住宅内的光电电池和电动门的电动机的安装等。
还是作为举例来讲， 需要在地面进行锚固的其它物品， 有广告和交通路牌或光伏 电池板。
在锚固结构载荷较高的情形中， 有时对于简单的立柱也是如此， 在各种天然的地 面类型上， 仅是垂直地驱动是不够的， 此时， 要采用混凝土浇筑来加固， 或不进行加固。 该浇 筑也被称之为柱基， 锚定螺栓或各种类型插入件对抗搁置在柱基上的结构所施加的机械载 荷放入到柱基内， 该浇筑的特点在于其复杂性和施加的时间。 事实上， 这些系统需要在材料 浇筑之前进行清空， 这适用于仅在浇筑硬化之后的锚固。
在该类型地面上实现以上所述的锚固过程中， 最明显的问题是， 在优化锚固结构 稳定性时存在着难度。地面常常经受到沉降， 因为为了获得锚固的场地已经移走了地面泥 土， 并在锚固作业完成之后地面又加以恢复的缘故。在任何情形中， 在前述的各种方法中， 不管是被授予专利权的还是未授予专利权的， 都还未公开过这样的系统， 其相继地可移去 并甚至可连续地被再利用。 最后的但也许甚至更加有关系的是， 上述系统存在着安装成本， 该成本由安装时间和所需劳动力确定。
还存在有其它各种锚固技术， 它们不需要挖空和水泥粘合， 这些锚固技术基本上 包括驱动杆柱、 螺杆系统、 地面上带有机械或手工系统的各种形状和尺寸的锚固件。 对于杆 柱和螺杆系统来说， 当挤压在结构上的载荷和机械力不是特别大时， 尽管它们是有效的解 决方案， 但它们对于牵拉的阻力有显著的极限。 事实上， 它们的阻力仅由它们对着物体本身 的壁被驱动进入的材料所施加的压力来确定。因此， 杆柱的侧向晃动明显地降低了锚固强 度。纵然系统对抗作用在支承结构上的侧向和垂直向压力方面尚不够有效， 且其制造还特 别昂贵并局限在仅应用于对拖拉的阻力， 但带有深埋在地面内的锚固件的该系统还是以某 种方式解决了该问题。所有上述系统对于地面压实状态的变化和驱入深度都很敏感。专利 文献还在这种情形方面提供了若干个实例， 例如， 授予 Sistemi Chiocciola S.r.l. 的意大 利专利 IT 1177338。然而， 只要是采用特别复杂的机器， 那么， 驱入到地面内的螺杆系统在 安装过程中就会有某些问题， 因为螺杆会带有一定斜度地向下进入， 而不能完善地保持对 则不能安装该类型的系统， 而 支撑该结构的地面的垂直度。此外， 在底部为岩石的情形中， 且上述系统安装起来也有很大困难， 至少不能预先穿透一定数量。
作为对如此系统的替代方案， 还存在着其它的锚固系统， 其考虑将支承结构安装 到要被锚固的物体上， 支承结构借助于锚固杆固定到地面， 通过合适的导向件倾斜地插入 地面。
如此系统的一个实例描述在美国专利 US 2,826,281 内， 其使用环来固定在立柱 的周围， 一组杆可插入到立柱上， 杆通过合适的导向件驱入地面。
然而， 该方案对结构不能提供足够的稳定性， 事实上， 其需要使用混凝土浇筑来连 接锚固杆， 从而维持结构的稳定性。
此外， 还在此情形中， 系统需要有清空步骤， 随后将结构放置在地面之下， 因此使 得安装很困难。一般来说， 所用导向件具有过短的尺寸， 只能根据有限的斜度来驱动杆子， 不提供任何结构的刚度。事实上， 在确认这一点上， 可以指出的是， 结构必须埋入在混凝土 浇筑中， 或者它不提供足够的稳定性。
作为对如此系统的替代方案， 欧洲专利 EP 483 158 还针对使用倾斜杆来将物体 锚固到地面作了描述， 使用设有错列孔的细长石头来导向锚固杆。相反， 在此情形中， 孔的 存在是关键的， 因为存在着杆过度插入孔内因此通过孔的危险， 损害到通常由成对孔来实 现的导向功能。此外， 在使用锚固系统过程中， 即， 在安装之后， 锚固杆也可穿过， 因为锚固 的物体的侧向摇摆会产生杆的微小运动， 从长期来看， 这回导致杆的穿越。 根据另一替代实 施例， 该专利描述了设有一系列通孔的杆柱的使用， 锚固杆可插入到通孔内， 其可直接插入 地面。 然而， 在此情形中， 结构不能适用于固定小的物体， 此外， 还必须对要被锚固的物体进 行初步的加工。 因此， 本发明根本的技术问题是提供这样的锚固系统， 其能够克服上述现有技术 的诸多缺点。
如此的问题通过如权利要求 1 所述的锚固系统来解决。
本发明提供若干个相关的优点。主要优点在于， 根据本发明的锚固系统确保很大 的稳定性、 抵抗机械应力的强度以及安装的简化性， 但却具有制造容易和经济的结构。
尤其是， 无论是地面还是要锚固的物体在该系统使用之前都无需任何初步的工 作， 并且该系统基本上可在任何类型地面上使用。
此外， 在安装之后立即就可进行锚固， 因为它不需要修改泥土的状态， 不需要沉降 时间或材料的硬化。
本发明借助于非限制性实例给出了某些实施例， 从以下对实施例的详细描述中， 本发明其它的优点、 特征和操作模式将会变得更加明白。现将参照附图中诸图， 其中 ：
图 1 是根据本发明锚固系统的第一实施例的立体图， 其中， 锚固杆已从相应的支 承结构中取出 ；
图 2 和 3 是图 1 锚固系统分别在组装步骤和组装之后的立体图 ；
图 4 至 7 是各个前视图， 示意地示出图 1 系统的安装步骤和系统使用期间力的分 布；
图 8 示出根据另一替代实施例的锚固系统， 其中， 锚固杆已从相应的方形截面的 支承结构中取出 ；
图 9 和 10 是图 8 锚固系统分别在组装步骤和组装之后的立体图 ；
图 11 和 12 是各个前视图， 分别示意地示出根据本发明的系统的安装步骤和范例 的使用 ；
图 13 是图 8 系统的俯视图 ； 以及
图 14 和 15 示出根据本发明的系统的其它替代的实施例。
首先参照图 1 至 3， 根据本发明的地面锚固系统 G 总地用附图标记 100 表示， 该锚 固系统 G 可用于各种物体， 例如建筑结构。该系统包括至少两个细长的管形导向构件 2， 最 好为三个， 相应的锚固杆 5 在插入端 21 处插入到管形导向构件 2 内， 锚固杆长度至少为细 长构件的两倍。显然， 通过本发明的描述， 将会更加详细地明白到， 锚固杆 5 的正确尺寸与 具体应用相关， 本技术领域内的技术人员将能作出这种设计选择。
细长构件 2 固定到支承表面， 该支承表面根据实际应用和要求， 可以是各种形状 和尺寸并可用各种材料制成， 所述要求由要锚固的结构作用在基部上的机械载荷以及由所 需锚固的底部类型所确定。在本实施例中， 结构 1 搁置在地面上， 它借助于至少两个、 最好 是三个锚固杆 5 固定在地面上， 固定方式将在下文中更好地描述。显然， 锚固杆数量越多可 提供越多的约束和更佳的锚固稳定性。如上所述， 锚固杆 5 可具有各种长度和各种截面， 锚 固杆 5 可用各种材料制成， 总是依据于由底部类型和所要支承的机械载荷所确定的要求。 此外， 锚固杆 5 的表面还可以是光滑的或压花的， 实心的或空心的。总之， 支承表面的尺寸 和锚固杆的尺寸基本上由两个变量确定 ： 所要支承的结构以及实施锚固的底部的类型。还 是参照图 1 至 3， 细长构件 2 具有闭合的横截面， 并适于限定插入方向 I， 如图 2 所示， 锚固 杆 5 沿着插入方向 I 插入。
如在图 4 和 7 中可见， 插入方向 I 相对于基本上垂直于地面 G 的固定方向 F 倾斜。 具体来说， 细长构件 2 做成单独的物件， 它们例如借助于焊接方法固定到支承表面 1。支承 表面 1 具有基本上平的展开图， 并具有用来连接要被锚固到地面的物体 O 的连接装置。例 如， 在本实施例中， 如此的连接装置是由中心孔 4 来形成， 而物体 O 可固定在该中心孔上。
在本实施例中， 结构 1 由圆形板形成， 该板基本上呈圆盘形， 在使用时大致平行于 地面 G 放置。该板具有四个孔 3， 对应于四个孔固定了四个相应的构件 2， 最好通过焊接方 法固定在插入端 21 处， 以使所述锚固杆 5 可插入。
在根据本发明的系统中， 将细长构件 2 设计成让其纵向伸长至少约等于两个相邻 插入端 21 之间的距离 D。事实上， 这样做， 正如将在下文中会更好地理解的那样， 管形构件 2 和支承表面在使用时将会至少部分地放置在地面 G 之上。如此的距离 D 可简单地定义为 最短段的长度， 以能连接两个细长构件 2 的插入端 21。
更详细地说， 除了插入端 21 之外， 细长构件 2 还包括搁置或插入在地面 G 上的出 口端 22。
在本实施例中， 细长构件 2 具有斜度， 使出口端 22 放置得离开限定固定方向 F 的 轴线的距离大于插入端 21 离开轴线的距离。
因而， 细长构件 2 基本上按照径向方向远离板 1 的孔 3。
因此， 显然， 在细长的导向构件 2 穿入到地面 G 内过程中， 其具有导向锚固杆 5 的 功能。该用于锚固杆的细长构件可以预定斜度焊接到表面 1 上， 相对于与轴线 F 对应的表 面 1 的轴线， 该预定斜度无论如何不为零。在这一点上， 图 5 颇能说明清楚， 在二维图上显 示出与底部的安装。
具体来说， 系统与地面的安装以及安装之后所提供的锚固效果图都显示在图 4 至 7 中。仅采用两根杆的二维图可简化所提供的效果的图示。
一旦搁置在地面上， 锚固杆 5 插入到细长构件 2 内， 朝向地面借助于机械推力向下 推移， 以由细长构件 2 确定的斜度通过结构 1， 如从图 4 中可见。细长构件 2 形成该结构本身的一体部分， 构件 2 相对于由固定方向 F 限定的轴线的倾斜度， 最终确定了物体的夹紧 力， 构件 2 可用焊接方法固定， 以便可用不同于上述任何轴线的任何斜度来引导插入件。对 于锚固杆插入方向的简单对立， 确保了所有锚固杆一旦到其位置内， 则锚固杆在作用在基 部上的机械力的任何方向上要想逃逸都是不可能的。事实上， 这样， 与已知系统相比， 可有 利地不再需要进一步将锚固杆夹紧在支承结构上。 总之， 很显然， 可在物体固定之后对细长 构件进行焊接， 或在制造物体过程中可提供锚固杆 5 端部的固定形状。
如图 5、 6 和 7 所示， 一旦系统安装好， 它就能提供一种接头， ， 该接头能够对抗由将 锚固杆固定到地面的反力所确定的机械应力。由锚固在表面 1 上的物体 O 作用的机械力以 及又对表面加载的力， 作用在杆所陷入其中的质量上。 锚固作用的夹持力将一直有效， 直到 地面或物体屈服为止。显然， 形成地面的材料越粘结， 且制造物体的材料强度越大， 则锚固 作用将会越有效。
图 5 以极简化的方式示出表面 1 上的压力， 由于斜放杆表面的作用， 对抗地面的穿 透强度。类似地， 图 6 示出沿着支承表面 1 的轴线沿相反方向作用的力， 其对抗挤压在锚固 杆 5 上的质量。对抗该载荷的质量再次由形成地面本身的材料的粘性以及锚固杆 5 所涉及 的区域确定， 锚固杆可以更长和更倾斜。 为了图示对抗侧向压力的构件， 在图 7 中， 显示出通过中心孔 4 固定到支承表面 1 上的垂直延伸的物体 O。在此情形中， 垂直于竖直结构作用的力产生转动效应， 该转动效应 由杆、 表面、 物体和地面之间的机械力矩来确定。在此情形中， 相对于支承表面 1 的轴线 F 而变化的图 5 和 6 效应中的一种成分， 将对抗该种运动。从提供侧向压力的那侧， 将会有类 似于图 6 效应的相似效应， 即， 底部作用在沿如此方向斜向下移动锚固杆上的压力将起对 抗作用。从相反侧这种效应将是图 5 中的那种效应， 事实上， 地面对杆的穿透抵抗强度将是 反向的。此外， 可以理解到， 对相对于细长构件趋于扭转支承表面的力， 锚固类型是如何作 用对抗的强度。
应该理解到， 本发明容易作出若干个替换上述实施例的实施例， 下文简要地描述 这些实施例， 但只针对那些唯独不同于第一实施例的方面。
然后， 在图 8 至 13 中， 显示了根据本发明的锚固系统的第二实施例。
具体来说， 在此情形中， 支承表面 11 对应于中空支承结构 10 的侧向表面， 该支承 结构具体来说呈箱形。
更准确地说， 与前述情形不同， 支承表面 11 在使用时基本上垂直于地面 G。
然后， 如可从图 12 中所见， 在此情形中， 物体 O 可有利地支承在中空支承结构 10 内， 还需要任何其它固定系统。
不过， 很显然， 还可提供合适的固定装置， 以便将物体夹紧在中空结构 10 内。具体 来说， 物体一旦插入到中空结构内， 可在工业化制造过程中提供一系列穿透的螺钉 ( 图中 未示出 )， 以使物体夹紧在中空结构内， 同时可调整物体的垂直度。
根据优选的实施例， 支承结构 10 呈平行六面体形状， 其中， 侧向表面对应于该平 行六面体的侧面。然后， 细长构件 2 较佳地通过焊接方法固定到面 11 上， 细长构件 2 基本 上延伸在如此面 11 的两个相对顶点之间， 于是， 有利地对结构提供很大的稳定性， 且结构 的尺寸达到最小。
举例来说， 如此的实施例可有利地用作为花园中露台支承脚的基部， 以及公园中
或道路上的标牌立柱的基部。
参照图 14， 图中示出另一实施例， 尤其是基于这里所述的实施例。
特别地， 应该注意到， 在此情形中， 支承结构 10 对应于物体 O 的端部， 因而， 细长构 件 2 直接固定到物体 O 的端部。
然而， 参照图 15， 图中示出基于使用前述盘形板 1 的另一实施例。尤其是， 在此情 形中， 板 1 包括细长的中空固定构件 41， 其放置在形成中心孔的开口 4 处。固定构件 41 基 本上平行于固定方向 F 延伸， 并在内部可容纳下一部分的物体 O， 该物体 O 的一部分例如由 立柱的端部形成。此外， 可以认识到， 在根据本实施例的锚固系统中， 细长构件 2 依据大致 的切向方向从板 1 内的所述孔 3 展开。
尽管在所示的两个范例实施例中， 参照了四个锚固插入件， 但可以确认， 本发明的 工作原理需要两个杆的最小数直到未加限定的最大数， 最大数必须满足有效性和效率的原 则。显然， 在工业化制造过程中， 应该考虑到机械方面的设计， 该种设计由锚固结构和所要 锚固的底部予以确定， 并还要考虑到系统的制造和安装成本。 还要作出解释的是， 对于物体 的实际制造， 并不需要精密的机加工， 因为所涉及的原理并不与精度捆绑。
以上所描述的仅代表了根据本发明锚固系统的某些应用。 具体来说， 该系统因此可设计用于支撑灯柱， 或用来支撑电缆或电话线， 用来支撑 住宅和工业建筑领域内的地基结构。事实上， 本发明所依据的原理可应用在不同的等级和 设计中， 以对各类结构和容纳锚固的底部类型获得理想的机械强度。
本发明参照其优选实施例进行了描述。应该理解到， 还存在有其它归入同样本发 明精髓的许多实施例， 它们都落入下面阐述的权利要求书的保护范围之内。