用于立柱的锚固系统的制作方法

专利名称：用于立柱的锚固系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可再利用的支撑结构，用于杆、立柱、桅杆或其他细长部件，其基础是
能够可逆性(reversibly)锁定的地面锚固器，插入到地面或其它基质中。
背景技术：
各种行为都依赖于杆在地面上或在平面地板、路面或其它基质中的临时安置，以便使用 规定的一段时期，之后将其移除，直到再次需要为止。其应用包括道路标识和交通控制措 施，广告或信息标识，用于控制动物或控制人流的栅栏，体育运动中用到的立柱，帐篷支撑 杆、圣诞树支架、用于架设公用电线的杆/立柱，等等。本发明尤其适用于那些需要在同一 位置或其附近对立柱进行反复放置、移除和更换立柱的行为，以及在那些如果没有杆的存在 就应当没有障碍物的区域对立柱进行重复放置、移除和更换的行为。
对于这种需求，以往的解决方案包括提供带有座落于地面上的、沉重的、横向展开的 基座的立柱，将立柱迫压入地下以使得它们通过立柱最下面部分周围与地面的的摩擦而保持 住，将立柱嵌入到混凝土中、冰块中，或某些其它可以围绕立柱基座周围而设置的材料中， 和/或利用机械抓紧设备，比如栓、楔子或筒夹。
尽管现有技术中存在有使用筒夹/楔子设备来增强抓紧动作，但是其有很多缺陷，比 如，使用单独的紧固颈圈放置在立柱周围，沿着螺旋形螺纹(Partee)进行操作，以及在很 多情况下需要锚固系统的一部分，该锚固系统即使在立柱没有安装的时候也保留有从地面的 突起。
发明人惊讶的得知， 一些昂贵的、不锈钢立柱组件比如旗杆，销售时没有提供相应的系 统进行重复的移除和更换，只能把立柱从地面延伸出来的部分锯掉，而残余部分仍然嵌留在 混凝土基座中。
要解决的问题概括起来就是要设计一种简单但有效的立柱保持器械，能够允许立柱被时 常移除和更换，另外，当立柱移除时对原位置区域产生最小影响。
现有技术
对现有技术的调査显示，己经记述了许多保持立柱(比如篮球架支撑立柱或标识固定 器)的插座，其中许多都包括某些形式的锥形锁或筒夹。即使有也极少数才提供稳固的支持
和/或讲授特定的插入或移除工具，从而使得移除(a)限于经过授权可以进行移除工作的那 些；以及(b)当需要时可以可靠地执行并且不会带来损坏。授予Fitzsimmons等人(日 期为1996年)的美国专利US5571229 (还有US5752349)讲授了一种嵌入壳体、筒 夹，以及锥形的使用。在这种情况下，要用混凝土或土壤围绕覆盖的壳体分为两半儿，这两 半儿在插入到地表下面之前锁合在一起。合成的壳体加上盖帽，在垂直截面上具有矩形轮 廓，除了向内的锥形下端和向内的锥形上开口之外，还包括有尼龙制成的内螺纹盖帽，它向 下盖在一系列短片上，将它们迫入到立柱中，正好在出现盖帽的位置之下。这与下述本发明 中具有并列全长筒夹和锁定装置的单片式壳体形成鲜明的对比。立柱必须具有圆形横截面。 在锁定到位置上之后，也许因为剧烈运动或风所引起的振动，如果立柱向上移动，那么使得 立柱和壳体之间接触的下部受限区域很快会脱离接触。仅有的用来夹紧或松开立柱的工具是 锤子和楔子装置，用来紧固或放松尼龙盖帽，使其拧紧或拧松。
Riker (US7003919)讲授了一种放进地面中，通常放进混凝土中的直管式壳体，以 及围绕立柱在壳体上端内很短一小部分的一种锥形筒夹。同样，即使优选的塑料的弹性会提 供一点变形，那也仅仅只有筒夹锥形外表面的一小段长度与临近的直圆柱形部分接触。
Sofy (US5497972)讲授了一种圣诞树支架，其中单片式成型的裙部带有锥形花瓣， 用作将立柱保持在基座上的筒夹围边。当插入到内部时，该裙部与出现在基座上面的均一锥 形立柱协作，以提供对圆柱形立柱的锥形夹紧环绕。螺杆将裙部保持在基座上，并且当松开 的时候，允许移除立柱。
发明目的
本发明的目的在于提供一种用于安装和保持可移动杆的改进器械(apparatus)，或者 至少为公众提供一种有用的选择。

发明内容
在第一个主要方面，本发明提供一种锚固装置，用于将细长部件固定到基质中，所述细 长部件具有横截面基本不变的底部，所述锚固装置包括
至少一个细长的筒夹，其具有向内的表面，成型为沿着并围绕所述底部截面相吻合； 以及具有内部腔体的细长外壳，该腔体的形状和尺寸设置成容纳所述至少一个筒夹和所
述底部的组合；
其中，所述至少一个筒夹中每个均具有顶端和底端，以及向外的表面，该表面从所述顶 端向所述底端在靠近所述顶端的第一部分和靠近所述底端的第二部分向内成锥形，并且其中 外壳的所述内部腔体在对应于所述第一和第二部分的位置上向内成锥形；
由此，在使用时，所述筒夹上的向下压力可在所述向外的表面以及所述外壳靠近所述顶 端和靠近所述底端的位置之间产生楔形接触。
优选的是，各个所述筒夹的所述向外的表面在所述第一锥形部分和所述第二锥形部分之 间为非锥形，由此，在使用时，在其和外壳的所述第一和第二锥形部分之间的部分之间基本 不会出现楔形接触。
优选的是，所述至少一个筒夹和所述外壳由弹性塑料材料形成。
优选的是，锚固装置包括有两个所述筒夹，形成套筒的基本上互补的部分，该套筒成型 为并布置成在使用时环绕所述底部。
优选的是，所述至少一个筒夹包括位于所述顶端的向外突出的凸缘。 优选的是，所述外壳包括有颈圈，其成型为并布置成容纳所述凸缘。 优选的是，所述筒夹包括有从所述顶端向下延伸的纵向狭槽；
该锚固装置进一步包括有栓，该栓的形状和尺寸设置成吻合到所述狭槽中，以在使用时 穿过所述筒夹啮合在所述底部和所述外壳之间。
优选的是，所述外壳进一步包括有凹口和金属背衬板，其布置成在使用时通过所述栓啮
合o
优选的是，所述栓包括有具有边缘的平叶片，该边缘布置成在使用时与所述底部啮合， 所述边缘的横截面为凹入的，以提供配对的锋利边缘。
优选的是，所述栓包括有位于其顶部的凸缘，基本与所述开槽的筒夹截面的尺寸和形状 相对应，以在使用时与所述筒夹的顶端平齐的放置。
优选的是，各个所述筒夹的所述向内的表面均包括有数个靠近所述顶端和所述底端的横 向加强筋，以在使用时与所述底部啮合。
优选的是，所述外壳包括有在所述底端或靠近所述底端的至少一个孔，其尺寸形成为并 布置成容纳电线。
优选的是，所述外壳包括有至少一个易碎膜，其尺寸形成为并布置成在使用中冲破的时 候容纳电线。
优选的是，所述外壳包括有至少一个纵向加强筋，位于所述内部腔体的壁上，适于并布
置成栓住所述至少一个筒夹，以防止所述一个或多个筒夹在使用时绕着所述外壳转动。
优选的是，所述底部和所述外壳中的一个包括有横向突出销，另一个包括有在其中横向 延伸的孔，该孔成型为并布置成啮合所述销，由此在使用时所述筒夹上向下的压力可以将所 述销按压到所述孔中，并与所述孔啮合，从而使得通过所述销防止所述底部相对于所述外壳 纵向移动。
优选的是，所述外壳包括有一个或多个在其外部表面上的突起，以在使用时与所述基质 啮合。
优选的是，锚固装置包括有筒夹移除工具，该工具包括有把手、支点和新月形头部，该 头部相对于所述把手横向延伸，并且相对于所述支点偏移，由此所述新月形头部的尖端可以 在所述突起的凸缘之下啮合到所述筒夹的顶端，并且用来在使用时利用所述把手施加的倚在 所述支点的杠杆作用来提升所述筒夹。
优选的是，所述工具进一步包括支承块，适于并布置成在所述支点之下吻合。 优选的是，所述头部相对于所述把手和所述支点可枢转的安装。 优选的是，锚固装置包括有盖帽，其尺寸设置成适于啮合到所述颈圈中。 优选的是，所述盖帽为环形，其尺寸设置成并布置成绕着所述细长部件吻合。 在另一个方面中，本发明提供一种使用上述锚固装置将细长部件固定到基质中的方法， 包括以下步骤-
利用可定位的流动建筑材料，比如混凝土，将所述外壳固定于所述基质的孔中；
将所述细长部件的底部插入到所述外壳的内部腔体中； 将至少一个所述筒夹沿着所述底部的侧面插入到所述外壳的内部腔体中；
在所述至少一个筒夹上施加向下的压力，以在所述筒夹以及所述外壳靠近顶端和靠近底 端的位置之间产生楔形接触。
优选的是，所述筒夹包括有从所述顶端向下延伸的纵向狭槽，并且所述锚固装置进一步 包括有栓，该栓的形状和尺寸设置成吻合到所述狭槽中；
进一步包括将所述栓吻合到所述纵向狭槽中，以穿过所述筒夹啮合在所述底部和所述外 壳之间的步骤。
优选的是，该方法进一步包括将环形盖子施加到所述外壳上环绕所述细长部件的步骤， 以及将所述盖子啮合到所述外壳上的颈圈中的步骤。
在进一步的方面中，本发明提供一种使用上述锚固装置移除固定在基质中的细长部件的 方法，包括以下步骤
将工具的所述新月形头部的尖端啮合到筒夹突起的凸缘之下；
将压力施加到工具的所述把手上，以利用倚在所述支点的杠杆作用提升所述筒夹； 移除所述筒夹；
以及移除所述细长部件而不损坏锚固系统的组件。
在进一步的方面中，本发明提供用于安装栅栏用立柱的器械和方法，其中，栅栏的立柱 具有矩形横截面，而筒夹和外壳具有相应的形状。
具体实施方式
的描述
这里纯粹通过实例来提供有关本发明的描述，而不是以任何方式限制本发明的范围或范畴。
贯穿本说明书的是，除非文本需要，否则措辞'、包括"及其动词变形将被理解成表示包括 所指的整体或步骤，或者整体组或多个步骤，但是也不排除其它的整体或步骤，或者整体组 或多个步骤。
方向术语"顶"或"底"或其它表示垂直或水平方向的基准是为了解释得清楚，但是可 以理解，本发明的器械可以被定向为任何方向，在这种情况下，这些术语必须做相应的转 化。


图1为根据本发明固定在地面中的立柱的横截面图； 图2为本发明的组件的分解侧视图3 (图3a至图3e)为筒夹和栓的透视图4 (图4a至图4e)为根据本发明的栓和背衬板的透视图和平面图5为显示本发明的外壳和盖帽细节的透视图和平面图6显示锁销相对于立柱底部的细节；
图7显示了使用中的筒夹移除工具；
图8为筒夹和栓的移除工具的透视图9示出了涉及将方形立柱锁定到位的变型；
图10显示了涉及保持穿过墙壁(等等)的管道的变型；
图11示出了在放置筒夹的位置密封两个管道之间联结的方式；
图12 (在图12a中)示出了使用螺栓来将移除力施加到筒夹(在图12b中)上；
图13 (图13a至图13e)以横截面图显示了本发明是如何可以满足基于圆形立柱进入圆形 孔中而产生的变型，比如六边形立柱。
总的来说，本说明书描述了一种快速解除锁定的系统，用于地面固定设备，特别是具有 不变横截面的立柱A，并且本发明提供嵌入地面的外壳B、 一对自由直立的锁定部件(筒夹 或楔子)C以及栓D。还描述了用于插入、锁定以及后来移除该锁定部件的工具。在使用的 时候，立柱A松散的放置到嵌入外壳B的内部腔体中，然后在立柱的每一侧压低一个锁定 部件C。可能仅仅只有一个锁定部件C被锤击到位。
优选的锁定部件(称为筒夹或楔子)C成型为(优选的通过注塑成型或等效的加工方 法)在其向内的表面上倚着立柱横截面紧密吻合，并且在其向外的表面上紧密吻合外壳的内 侧，该锁定部件最好是由塑料材料制成，以提供少许弹力而增大接触面积，并提供抗腐蚀能 力。
实例l
本发明涉及一种在基质(2)中，比如地面或墙壁中可逆性地锚固立柱(或杆、管、 轴、梁、桅杆等等)的系统。图示和部分标识的关键字包括许多细节。本发明大体上使用两 个主要组件一一永久的埋在指定点的外壳和一个、两个或更多的楔子，已知所述楔子的类型 为筒夹，因为它们的形状为环绕着轴，并具有反旋转装置、锁定装置和移除装置。
立柱A:其截面可以是圆形(图1-8， 10-13)或多边形，比如六边形、正方形(图 9)。其可以为中空导管或管道，运送液体或保护导线，比如铜线或光纤材料。优选的，立 柱A由可轻微变形的材料制成一一如图1所示，其中巳经锤击到位的栓D已经使得立柱A 在接触点位置产生变形。这有助于防止立柱的移动，并有助于保持该栓。可变形的材料包括 大多数金属和某些塑料，但是必须注意的是，所选的塑料要不会由于变形压力而破损或损 坏。注意到尽管本发明不太可能在其中不包括立柱的情况下进行正确的组装，但是立柱本身 不是锚固发明的一部分。
外壳B:最好是由高强度且耐久的、耐腐蚀性的材料制成的壳体，采用金属制成，但也 优选地采用塑料制成。通常将所述外壳B嵌入到混凝土中来使用，从而使得在使用时在外壳 的外部周围提供几乎不能被压縮的环境。可以将钢制加强环(3)嵌入到混凝土中以提供抗 拉强度。在外壳的外部表面上可以使用鳍状物或其它突起，以增强附着并防止外壳发生不期 望的转动，比如由吹在不对称标识上的风所导致的转动。外壳的内部配备有锥形部分Tl和 T2，其紧靠着下述筒夹C外侧面上相应的部位，因此需要相当精确的成型。如果采用铸造
金属制成，那么该锥形区域可以有效地采用切削或磨削操作加工完成。锥形的一个优点在 于，其对于宽度而言具有某些有用的公差。外壳的内侧表面可以配备有两个或更多的垂直加
强筋Y，其用于引导该筒夹C，并保持筒夹C在外壳内不转动。在外壳的顶端，配备有向外 突出的颈圈(collar) L。该颈圈L的内侧表面最好是配备有水平加强筋Z，其用于保持外壳 和筒夹C头部之间的间隙，并且如下所述可以将移除工具引入到该水平加强筋中。在外壳的 底部或底端，最好是可以配备拆卸型(knockout type)配线孔M，管道或配线通过该配线 孔M引入到筒夹C之下外壳的基座中。根据应用，外壳的尺寸通常为深30cm、直径12-15cm。外壳的内部还可以包括有栓导向件(见下文)。
1[^!_为与工程中用到的筒夹并没有什么不同的成型楔，采用锁定步骤来保持住工 具，通过将锥形筒夹迫入锥形孔来实现该锁定步骤。基本的筒夹包括绕着立柱A的也许三分 之一圆弧或半圆弧，如平面图中所示，这样成型以便使得其向内的表面J通常与立柱A的外 部相符合，最好是在向内的表面J的上部和下部具有水平加强筋G,以便相对立柱A产生弹 性变形和/或压入到立柱A中，从而在筒夹的上部和下部牢固的夹住立柱A。向外的表面H 与外壳B的内壁相符合，需要注意上、下锥形区域Tl和T2的角度。对于不同尺寸和形状 的立柱以及变化较少的外壳，可以配备特定的筒夹。如图3d和13d所示，对于这个系统， 使用合适形状的筒夹可以将方形的桩(peg)安装到圆孔中。筒夹C的头部K包括向外突起 的凸缘，其形状和尺寸适合于装入到外壳B的颈圈L中。头部K的上表面K1最好是朝向外 边缘稍微向下倾斜，并且提供在使用时可供锤击以将筒夹C压入到位的表面。
当筒夹上施加有向下的压力时，外壳B上并置的锥形区域(Tl和T2)以及筒夹C用 来将立柱和筒夹楔入到位。上、下锥形的使用都具有显著的锥形区域，意欲进行更加稳定的 安装，因为固定的零件(item held)不能相对于锚固器的任意高点处或在中间高度部分的 障碍处前后摇晃。当然，必须很好地控制内锥形的长度，以便使得两个锥形协作而将立柱固 定到位。对于连续的锥形，类似的压力将会施加到整个支撑区域，使得本发明的锁定系统容 易受到大约在中间位置摇晃而产生的振动和弯曲的影响。
用于筒夹的合适材料包括可以是铸造或轧制的金属，但是更加优选地是韧性塑料材料， 例如包括聚丙烯和高密度聚乙烯，其可通过注塑成型制成。这种材料的微小弹性有利于上述 两个锥形区域的联合使用。当移除筒夹的时候，在施加到筒夹顶部的杠杆作用下可以自由的 拉动顶部锥形区域T1，而其它的区域T2保持楔入状态。中间区域伸展开。然后拉力传递到 第二区域T2,也将其松动。如果筒夹由不可弯曲的材料形成，或者锥形沿着筒夹整个长度 连续延伸，那么需要更大的拉力来同时释放筒夹的整个楔入部分。
每种塑料材料都有其自身的收縮特性。筒夹最好是采用单模(single moulding)操作
制成，但是，在从模具中取出之后出现的依靠塑性的收缩的公知效应可能使得后续的修整操 作变得必要一一尽管通过使用更廉价的塑料降低了成本。利用NC机器的切削、研磨以及与 非常热的形状进行短暂的灼热接触是可以用于立柱修整的可行技术。所完成零件的所有部分 最好是都制成相同的厚度，以有助于冷却特性，这是现有技术中公知的。
如下所述，可以对筒夹C进行改进，使其具有如图3b和3c中所示的狭槽W或R，以 适应锁定设备。
栓D:具体如图4所示，栓D具有具有头部D1 (适合允许栓被锤击到位，然后在使用 之后将其从位置上撬开)和叶片D2 (适合紧紧地压靠着立柱A以保持立柱A)，其锥形朝 向下端，使得栓也是楔形的。其可由低碳钢(mild steel)制成，有可能通过冲压制成，或 者采用切削制成。如图3a所示，该栓为位于立柱A和外壳B之间的楔形，向下穿过筒夹上 开出的槽W。该栓应当具有凹入的V形切口内边缘，用以压靠着立柱，使其具有两个平行 的锋利边缘，可切入管道中并使管道变形，并且在圆形立柱的曲线上提供更加稳固的保持动 作，具体如图4所示。
应当防止立柱转动或者左右摇晃，然后解决其安装办法。图4b显示了栓D在筒夹C的 狭槽W中的放置，其内侧与立柱A啮合，外侧与外壳B啮合。金属板E最好是配备在外壳 已中，栓D可挤靠着该金属板E。其可包括平板或如图4所示的成型金属板，通常为 50x75mm，由1.2mm厚的镀锌钢材制成，将其折叠成使其弯曲并包括两个脊部E2，这 两个脊部E2限定了兼容栓的狭槽El的侧边，栓D可沿该狭槽El滑下。板E最好是安装 在外壳的外部表面上，在穿过外壳B切开的、栓D沿其被锤下的狭槽的后面，使得板E压 靠着外壳周围的混凝土 (2)。最好是将混凝土加强(比如借助图1中的钢环3)，因为这 样的用法能够利用(impose)张力。借助这种装置，当将栓D向下捶入狭槽W时在栓D 的外侧提供有牢固的支承面(bearing surface)，使得内边缘N被压入立柱A,并且使得 立柱A的材料变形或切入立柱A的材料，以将其锁定而不会相对于筒夹C或外壳B转动。
设计其它类型的栓来防止外壳绕着地面材料通常是铸造混凝土内侧旋转。图4c为外壳 的俯视图，L表示膨胀的(expanded)的最上边部分(也可参见图4d中的正视图所 示)。图4e为弯曲金属栓的透视图，其为比如大约50mm宽和50mm深，在其一端具有 位于L边界内侧的翻折的(bent-over)凸部，如图4c所示。外壳配备有细的狭槽，该狭 槽保持住塑料膜，除非安装人员通过插入栓E3的动作冲破该膜，所述动作是在混凝土倾注 到外壳周围之前进行的，使得所述栓E3的两侧被混凝土所环绕。这个防旋转栓通过沿其中
心轴牢固的按压到外壳垂直部分的外侧(Tl处，参考图1)来发挥作用。如果翻转动作施
加到外壳L以及栓E3上，那么栓E3的垂直边缘易于切入混凝土中。
锁销P:如图6和7所示，可以配备另外的装置来防止立柱A转动和/或防止立柱A从 锚固装置中脱离。配备锁销P，该锁销P从外壳B中的装配件Pl中横向延伸到内部腔体 中，或者锁销P横向延伸穿过外壳B中的装配件P1进入到内部腔体中。如图6和图3c所 示，将筒夹C改进为配备有从底部向上延伸的纵向狭槽R，可套在锁销P上，使锁销P穿过 筒夹C，进入筒夹C之内与立柱A接触。并且最好是将立柱A改进为在合适高度的位置具 有孔P2，用于锁销P穿过进入。在第二个筒夹C还没有到位的情况下，立柱A可以倾斜以 允许其滑过锁销P。然后，当锁销P紧邻孔P2的时候，可以翻转立柱A，使其竖直向上以 啮合孔中的锁销，然后将第二筒夹(未示出)按压到其它侧，将整个组装部件保持在位置 上。借助这种装置，能够防止立柱A相对于外壳B转动或纵向滑动。
移除筒夹在图7和图8中示出了两个用于移除筒夹的杠杆结构。可以理解，这种结构 不同于普通的工具。例如，螺丝刀在筒夹头部之下将不具备可用的杠杆机构 (purchase)。该杠杆为可靠的形式，因为没有人会觉得难以移除立柱。该杠杆具有长度 适宜(30-50cm)的轴，使得用户具有合适量的杠杆作用，其头部成型为从一端向侧面延 伸。如图8所示，工具的头部包括通常为新月形的头部U和支点X。在使用时，头部U的 尖端Ul插入到筒夹的头部K之下，通过支点X支承于外壳B的颈圈L上和/或周围的混凝 土基质2而撬动。颈圈L内表面上的脊部Z确保了在凸缘K之下保留有间隙，其目的是为 了插入工具的头部。头部U可以包含一凹口 U3，以便与栓D的周围吻合，从而使得筒夹C 可以独立地从栓D上移除。工具V最好是形成为并布置成使得支点X能够支承在安装外壳 B的基质2上，而不是支承在外壳B本身上。通常可以在倾注的混凝土之上和外壳B的颈 圈L之下发现有空隙，如果没有基质材料的支持，颈圈L可能太脆弱而不能承受支点X的压 力。因此可以配备单独的支承板Y,置于支点X和颈圈L之间，以及/或者头部U可以相对 于支点X进行可枢转的安装(图7中的U2),并且当支点停留在外壳B外侧的基质(2) 上表面上的时候，头部U布置成安放到颈圈L中的凸缘K之下。
可以理解，可将工具的形状改进为适合于在特定应用N中所使用的筒夹C的尺寸和形 状，例如，如果该系统用在用于安装方形截面立柱(如下所述)的方形形式中，那么筒夹移 除工具V将会具有直的或V形的头部U，而不是上述的新月形头部U。
其它移除步骤可以理解，可以使用相同的或类似的工具V2来抽取出栓D。也可以理 解，可以采用其它装置将筒夹从外壳中抽取出，比如螺杆垂直向下穿过筒夹头部K中的螺纹
孔，并支承靠在颈圈L上的板上，这能够在转动的时候将筒夹升起，如图12所示。图12 显示了机械螺杆用作压紧装置(hold-down)并用作移除用于基于筒夹的立柱锚固器的设 备。这是提供包括机械优势的插入或移除的一种替代方式。立柱为A，筒夹为B，在立柱两 侧的两个筒夹显示为C。 L表示外壳膨胀的表面的外部边缘。螺栓1201具有可与套筒扳手 相啮合的可驱动头部，或一些可用来防止未经授权的移除的"安全头部"。螺栓杆包括随后附 着固定的垫圈1203，该垫圈1203可以旋转抵靠着形成为筒夹一部分的垫圈1202。螺栓 的杆包括有常规的螺纹1205，穿过被栓住(captive)的螺母1204。不同的是，螺纹在空 间1206中是可以自由旋转的。当螺栓头部转动的时候，螺栓或者通过与被栓住的螺母啮合 而向下推动外壳，或者如果反方向旋转，那么抵靠着筒夹的垫圈1202旋转并使得螺栓将外 壳升起顶出，使得筒夹被迫从外壳中退出，由此使立柱不受锚固器B的约束。1207是这种 类型的筒夹的透视图，包括有螺栓1201。先前所述的拉伸效应仍然是可以适用的。
盖帽和盖子当立柱不在位置上时，注塑成型的盖帽(图2中的F2)可以作为可选附 件来使用。如图5a所示，其表面可以是平的，这更胜于半圆形。紧密吻合的盖帽可以放置 覆盖在孔上，保持垃圾不进入，并避免伤害到人或动物。弹性部分或者啮合锁扣形式(螺杆 或卡口吻合一一未示出)，或者甚至临时的粘合(比如"热粘合剂"树脂)可用来保持住盖 帽。我们更倾向于采用螺旋式固定装置螺入外壳上的孔中来将盖帽拧入到位置上。为了移除 紧密吻合的盖帽，我们建议(a)移除固定的螺杆，然后(b)将更大的螺杆拧入盖帽上相 应的孔中，然后(c)利用这些螺杆作为杠杆机构(purchase)用钳子等拉动盖帽。盖帽也 有利于防止对空套筒的意外损坏。
不同的截面轮廓图图13显示了本发明是如何开发利用筒夹所产生的有用结果，也就 是说，筒夹可以成型为塞满空间并用作通常为圆柱形的腔体(在横截面上，尽管具有一个以 上的锥形)和具有非圆形横截面的杆之间的适配器。在所有情况下，筒夹的外部轮廓为之前 在比如图3a至3d中描述和图示的由"H"标记的平行壁部分分开的锥形T1 (大约2.5度倾 斜度的上部锥形)和同样倾斜度的下部锥形T2。图13a显示了六边形截面的杆是如何被容 纳的。1300是在使用时靠着泥土或混凝土等放置的壳体的壁。1301是六边形杆的轮廓， 比如，该六边形杆通常由轧制薄板制成，具有整体锥形，用于街道照明应用。阴影线轮廓 1302为一个半圆形筒夹的例子，阴影线轮廓1303为不同的筒夹轮廓的例子。这两种类型 可以同时使用，或者每次仅使用一种(任一种)类型。
图13b也显示了六边形截面的杆是如何被容纳的。1300是在使用时靠着泥土或混凝土 等放置的壳体的壁。1301是六边形杆的轮廓，比如，该六边形杆通常由轧制薄板制成，具
有整体锥形，用于街道照明应用。阴影线轮廓1304为一个120度筒夹的例子，阴影线轮 廓1304bl和1304b2为另外的60度筒夹的例子。这两种类型可以同时使用，或者每次 仅使用一种(任一种)类型。图13c显示了十边形杆的轮廓1306。 1307是轮廓中所示的 四个36度筒夹中的一个，1308是另外一种可选的围绕杆外侧的两个面延伸的72度筒夹。 图13d显示了方形杆是如何通过至少两个类型的筒夹截面1310和1311而可以紧密的吻 合到圆形孔1300中。图13e中显示了相反的布置，其中方形截面的外部管道1312配备 有夹在圆形截面的杆1315周围的筒夹1313或1314 (示出了两种类型)。最后，图13e 显示了筒夹具有相当的适应性。非对称"U"形立柱借助一个不规则的筒夹(1317)和两个轮 廓1318 (和1310或1311没什么不同)而保持在位置上。所有这些示出的横截面都是具 有代表性的，而并不是限制那些可能用到的变型。 变型
方形栅栏柱
图9显示了本发明的某些部分是如何适用于方形立柱的，该方形立柱通常喜欢用于该造 型很重要的栅栏中。图9a为平面图，图9b为正视截面图，示出了绕着方形立柱A的方形 外壳B。两个方形筒夹C (参见图9c的透视图)将立柱保持在位置上。两个筒夹用在立柱 的同一侧，使得可以从栅栏的一侧接近它们，反之，其它位置可能会位于栅栏材料的后面， 并且可能是难以接近的。Q是固定盖子用的螺孔。需要注意，该系统确保立柱壁定位成符合 栅栏的长度。在这里所示的筒夹中，杠杆狭槽K2配备在筒夹的头部K中，可以采用外壳B 的颈圈L中合适形状的工具来接近它。
易折断的立柱
有一些特殊的应用，比如人流控制，在这种情况下可以竖立立柱，但是如果压力变得过 大(比如在紧急情况下清空体育场的时候)，那么希望立柱以安全的方式倒塌。立柱可以配 备成采用上述锚固系统进行使用，当压力过大时在地表面干净利落的折断，使得(比如)如 果惊慌的人群向下踩踏立柱，个人不会因为踩踏之后形成的突出残桩而受伤。之后，折断的 基座可以被取出，整个立柱可以廉价地进行更换，而不需要比如倾注新的混凝土。路边的标 识也应当在车辆撞击的时候折断成安全的结构。
电气布线
图1示出了本发明的某些部分是如何可以适用于将电线载入到中空立柱的内部，以用 于照明、电话、交通灯、喇叭等等。电缆(也请参考图2)已经埋入地面下，并穿过立柱基 座上的孔M来馈送电线。孔M可以是在外壳B上预先形成的，或者另一种选择是可以设置为具有导向缘(guide rim)的易碎膜，该膜可以在电线或管道接头插入的情况下很容易的 破损，而在没有破损的时候用作防水密封。 输送水等物质的管道的支持
可以理解，本发明提供了一种装置和方法，用于将管道或其它细长部件可移除地固定在 位置上，使用上述锚固装置使得管道或其它细长部件穿过或穿进墙壁，用水平实施来代替垂 直实施。
图10示出了本发明的某些部分是如何可以适用于输送液体比如水管穿过墙壁。大型管 道显示为A2。当其穿过墙壁上的孔时，管道被外壳B环绕着(或者从自由端套在管道上， 或者设置为一对壳体)并且借助筒夹C将管道夹在其位置上。图10的上部显示了单端筒夹 组件，下部显示了围绕着小型管道比如气管或水管A3的双端筒夹组件。我们已经发现，在 其它的优势中，这种形式提供的好处是，声音沿着管道的传播在筒夹处被减弱了，至少部分 地由于滞后和集中的特性(也就是众所周知的铅封(in lead))，导致声音被吸收。在有地 壳运动或地震的时候，其提供的紧固程度可允许管道在筒夹内滑动。
墙壁上的扶手栏杆的锚固
上述过程可以用于墙壁上扶手栏杆一端的锚固，墙壁由比如砖块或混凝土制成。 管道之间首尾联结的防水密封
图11显示了筒夹/外壳组件是如何可以用在仅需要略微改进的形式中的，比如管道之间 的联结。不需要将组件安装在地面上或墙壁上，比如，其可以是自由竖立的。管道的内腔显 示为A4。改进的外壳B4形成完整的环，环绕在管道的近似平齐端。外壳包括有内部凸 缘，与管道的外部大致接触。借助筒夹C基座施加的压力，施加在压力补偿环C1上，进而 施加到O形环C2上，形成密封接触，由此提供密封。在每一侧均使用一个这样的O形 环。当这个筒夹组件通过栓装配在一起并保持到位的时候，在管道的端部提供紧密的密封， 而不需要使用焊接等方式。这样的创意可以用来匹配不同直径的管道，并且可以用在需要重 复竖立的、临时的管道工程中，比如军事扎营或露天场所(举例)。
农场栅栏和院子
混凝土地板和马口铁管道用作栅栏、畜栏(bail)和滚道(race)在新西兰被广泛使 用，至少用于动物院子、牛棚的建造，在其它国家用于建造畜棚以收容动物。当管道直接设 置在混凝土中的时候，将会产生在电解池中的腐蚀，因为湿的混凝土是相当好的导体，而且 管道也不能到处移动。本发明的一个应用是提供用于管道的非传导性插座，即使是在一些管 道为不锈钢的，其它的管道为马口铁的情况下，也能将腐蚀最小化，并且允许时常改变管道
工程的设计而不会带来破坏。 工业应用性和优点
鉴于本发明作为提供可逆性地、安全地在地面上锚固立柱的装置，其应用包括-临时的阅读和广告标识，
临时的、易于恢复的、可移除的护栏、栅栏、交通或人群管理立柱或支架， 体育场或运动场的固定设备，比如指定地点的球门立柱，当给定的体育代码是"恰合时
宜"的时候就使用本发明，否则就用封盖将其替换，
运动场固定设备，比如那些基于垂直管道从地面上升出的类型的设备一一允许时常进行
结构变形，
防止所有的车辆进入某个地方，但是经过准许的车辆除外， 提供临时灌溉站，比如在结霜的季节的果园中，
为农场提供可移除的料场一一特别是用于更加暴躁的动物，比如牛和鹿，其很可能"取
代(supersede)"没有插入到地面中的临时院子。
最后，可以理解，这里说明和/或图示的本发明的范围并不受限于特定的实施例。本领 域技术人员将会理解，在不脱离所陈述的本发明的范围和精神的情况下，可以做出各种更 改、添加、已知的等同方式和置换。
权利要求
1、一种锚固装置，用于将细长部件固定到基质中，所述细长部件具有横截面基本不变的底部，其特征在于，所述锚固装置包括至少一个细长的筒夹，其具有向内的表面，成型为沿着并围绕所述底部截面相吻合；以及具有内部腔体的细长外壳，该腔体的形状和尺寸设置成容纳所述至少一个筒夹和所述底部的组合；其中，所述至少一个筒夹中每个均具有顶端和底端，以及向外的表面，该表面从所述顶端向所述底端在靠近所述顶端的第一部分和靠近所述底端的第二部分向内成锥形，并且其中外壳的所述内部腔体在对应于所述第一和第二部分的位置上向内成锥形；由此，在使用时，所述筒夹上的向下压力可在所述向外的表面以及所述外壳靠近所述顶端和靠近所述底端的位置之间产生楔形接触。
2、 根据权利要求1所述的锚固装置，其中，各个所述筒夹的所述向外的表面在所述第 一锥形部分和所述第二锥形部分之间为非锥形，由此，在使用时，在其和外壳的所述第一和 第二锥形部分之间的部分之间基本不会出现楔形接触。
3、 根据权利要求1所述的锚固装置，其中，所述至少一个筒夹和所述外壳由弹性塑料 材料形成。
4、 根据权利要求1所述的锚固装置，包括有两个所述筒夹，形成套筒的基本上互补的 部分，该套筒成型为并布置成在使用时环绕所述底部。
5、 根据权利要求1所述的锚固装置，其中，所述至少一个筒夹包括位于所述顶端的向外突出的凸缘。
6、 根据权利要求5所述的锚固装置，其中，所述外壳包括有颈圈，其成型为并布置成容纳所述凸缘。
7、 根据权利要求1所述的锚固装置，其中，所述筒夹包括有从所述顶端向下延伸的纵 向狭槽；进一步包括有栓，该栓的形状和尺寸设置成吻合到所述狭槽中，以在使用时穿过所述筒 夹啮合在所述底部和所述外壳之间。
8、 根据权利要求7所述的锚固装置，其中，所述外壳进一步包括有凹口和金属背衬 板，其布置成在使用时通过所述栓啮合。
9、 根据权利要求7所述的锚固装置，其中，所述栓包括有具有边缘的平叶片，该边缘 布置成在使用时与所述底部啮合，所述边缘的横截面为凹入的，以提供配对的锋利边缘。
10、 根据权利要求7所述的锚固装置，其中，所述栓包括有位于其顶部的凸缘，基本 与所述开槽的筒夹截面的尺寸和形状相对应，以在使用时与所述筒夹的顶端平齐的放置。
11、 根据权利要求1所述的锚固装置，其中，各个所述筒夹的所述向内的表面均包括 有数个靠近所述顶端和所述底端的横向加强筋，以在使用时与所述底部啮合。
12、 根据权利要求1所述的锚固装置，其中，所述外壳包括有在所述底端或靠近所述 底端的至少一个孔，其尺寸形成为并布置成容纳电线。
13、 根据权利要求1所述的锚固装置，其中，所述外壳包括有至少一个易碎膜，其尺 寸形成为并布置成在使用中冲破的时候容纳电线。
14、 根据权利要求1所述的锚固装置，其中，所述外壳包括有至少一个纵向加强筋， 位于所述内部腔体的壁上，适于并布置成栓住所述至少一个筒夹，以防止所述一个或多个筒 夹在使用时绕着所述外壳转动。
15、 根据权利要求1所述的锚固装置，其中，所述底部和所述外壳中的一个包括有横 向突出销，另一个包括有在其中横向延伸的孔，该孔成型为并布置成啮合所述销，由此在使 用时所述筒夹上向下的压力可以将所述销按压到所述孔中，并与所述孔啮合，从而使得通过 所述销防止所述底部相对于所述外壳纵向移动。
16、 根据权利要求1所述的锚固装置，其中，所述外壳包括有一个或多个在其外部表 面上的突起，以在使用时与所述基质啮合。
17、 根据权利要求5所述的锚固装置，进一步包括有筒夹移除工具，该工具包括有把 手、支点和新月形头部，该头部相对于所述把手横向延伸，并且相对于所述支点偏移，由此 所述新月形头部的尖端可以在所述突起的凸缘之下啮合到所述筒夹的顶端，并且用来在使用 时利用所述把手施加的倚在所述支点的杠杆作用来提升所述筒夹。
18、 根据权利要求17所述的锚固装置，其中，所述工具进一步包括支承块，适于并布 置成在所述支点之下吻合。
19、 根据权利要求17所述的锚固装置，其中，所述头部相对于所述把手和所述支点可 枢转的安装。
20、 根据权利要求6所述的锚固装置，进一步包括有盖帽，其尺寸设置成适于啮合到 所述颈圈中。
21、 根据权利要求20所述的锚固装置，其中，所述盖帽为环形，其尺寸设置成并布置 成绕着所述细长部件吻合。
22、 一种使用权利要求1中的锚固装置将细长部件固定到基质中的方法，包括以下步骤利用可定位的流动建筑材料，比如混凝土，将所述外壳固定于所述基质的孔中；将所述细长部件的底部插入到所述外壳的内部腔体中； 将至少一个所述筒夹沿着所述底部的侧面插入到所述外壳的内部腔体中；在所述至少一个筒夹上施加向下的压力，以在所述筒夹以及所述外壳靠近顶端和靠近底 端的位置之间产生楔形接触。
23、 根据权利要求22所述的方法，其中，所述筒夹包括有从所述顶端向下延伸的纵向 狭槽，并且所述锚固装置进一步包括有栓，该栓的形状和尺寸设置成吻合到所述狭槽中；进一步包括将所述栓吻合到所述纵向狭槽中，以穿过所述筒夹啮合在所述底部和所述外 壳之间的步骤。
24、 根据权利要求22所述的方法，进一步包括将环形盖子施加到所述外壳上环绕所述 细长部件的步骤，以及将所述盖子啮合到所述外壳上的颈圈中的步骤。
25、 一种使用权利要求17中的锚固装置移除固定在基质中的细长部件的方法，包括以 下步骤将工具的所述新月形头部的尖端啮合到筒夹突起的凸缘之下；将压力施加到工具的所述把手上，以利用倚在所述支点的杠杆作用提升所述筒夹；移除所述筒夹；以及移除所述细长部件。
全文摘要
一种锚固系统，将立柱锁定到安装在地面上的外壳中，或者将管道锁定到穿过墙壁或地基的孔中，该系统使用塑料筒夹来将立柱外部轮廓匹配到外壳内部轮廓。该筒夹具有两个渐缩的锥形圆周区域，其锁定到外壳中相应的锥形区域中。栓有助于将立柱锁定到筒夹中，进而锁定到外壳中。定制的筒夹来匹配不相容的立柱和外壳。锚固的立柱可以利用安全的、需要用到特定工具的松动系统松开而进行再利用。
文档编号E21B33/12GK101351607SQ200680045358
公开日2009年1月21日 申请日期2006年12月1日 优先权日2005年12月1日
发明者迪安·伊万·理查德 申请人:诺克许可有限公司