專利名稱：塑料巖石錨桿或銷釘及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于加強(qiáng)地層的塑料巖石錨桿或巖石銷釘，諸如在采煤中在地下開采
和挖隧道中。
背景技術(shù)：
巖石錨桿用于采礦、挖隧道和一般用于穩(wěn)定。巖石錨桿的一種用途是在采煤業(yè)，其 中為方便主開采操作挖掘地下通道或隧道。由于安全原因，隧道必須被加強(qiáng)。傳統(tǒng)地，這 通過稱作巖石錨桿或巖石銷釘?shù)匿摋U實(shí)現(xiàn)。這種加強(qiáng)可以是永久性或臨時(shí)性的。在加強(qiáng)具 有臨時(shí)特性的情況中，被加強(qiáng)的地層可接著被挖掘/開采。 然而，當(dāng)鋼巖石錨桿用于加強(qiáng)這部分地層時(shí)，對(duì)隨后挖掘中使用的挖掘設(shè)備并且 對(duì)運(yùn)送開采的材料的設(shè)備會(huì)出現(xiàn)代價(jià)昂貴的損壞。 因?yàn)殇搸r石錨桿的這種問題，纖維強(qiáng)化合成物(FRP)巖石錨桿已變得流行，特別 是對(duì)于臨時(shí)性應(yīng)用。這種材料具有比鋼更低的剪切強(qiáng)度特性，并且將不易損壞挖掘或運(yùn)送 設(shè)備。FRP巖石錨桿也用于諸如〃 土壤打釘〃 的其它應(yīng)用中，其中當(dāng)用于臨時(shí)性目的時(shí)， 如果需要，在隨后的日期可容易地?cái)嗔鸦蚯懈铄^桿并去除錨桿。 在采煤中，纖維強(qiáng)化銷釘或錨桿的使用局限于進(jìn)出隧道壁的挖掘側(cè)或〃 隨后開 采〃 側(cè)(稱作肋)或通常被稱作"可切割"側(cè)的一側(cè)。鋼巖石銷釘通常用于進(jìn)出隧道的其 它非"可切割"側(cè)和頂部。 在采煤中使用的典型巖石錨桿或銷釘大致是直徑20mm-22mm和長(zhǎng)度從 900mm-1800mm變化的桿，其被插入直徑約28mm的預(yù)先鉆的孔中，并封裝在粘結(jié)劑材料中， 所述粘結(jié)劑材料通常是一種兩部分樹脂材料。 在許多情況中，該桿具有從孔突出的螺紋端部，在那里墊圈和螺母連接至桿。在封 裝后，該螺母被擰緊以對(duì)地層表面施加壓力。 銷釘安裝的順序是首先在地層中打孔至需要深度，然后鉆頭從鉆頭卡盤去除，并 且由套筒扳手更換。在具有不同長(zhǎng)度的柔韌封殼中包含的兩部分樹脂粘合劑被插入孔中。 該封殼保持兩種成份分離。然后，包括部分?jǐn)Q到螺紋端上的墊圈和螺母的銷釘被部分地插 入孔中。 該螺母由鉆頭夾盤接合并劇烈旋轉(zhuǎn)，同時(shí)被進(jìn)一步推入孔中，從而破壞封殼并將 兩種樹脂混合在一起。該螺母具有防止其在旋轉(zhuǎn)操作期間被進(jìn)一步擰到銷釘螺紋的帽。然 后，該銷釘保持無運(yùn)動(dòng)數(shù)秒，這時(shí)已混合的樹脂固化。 當(dāng)樹脂硬化時(shí)，該螺母被進(jìn)一步向下旋轉(zhuǎn)到被剛性地保持的封裝的銷釘上，該銷 釘以預(yù)定扭矩值突破在銷釘?shù)亩瞬康纳w，并允許螺母上緊，從而在墊圈板和地層表面上產(chǎn) 生力，直到取得期望的扭矩值。該值由鉆機(jī)操作人員的技術(shù)決定。 該扭矩值通常由猜測(cè)實(shí)現(xiàn)，由于工作條件通常很復(fù)雜，這可能十分困難。礦井趨向 于昏暗，并且安裝設(shè)備堅(jiān)固和很結(jié)實(shí)。典型地，設(shè)備操作人員無法看到是否由于螺母上得過 緊，他已損壞銷釘，他也無法識(shí)別封裝是否充分或成功。
在許多情況中，挖掘進(jìn)出隧道的機(jī)器也同時(shí)安裝加強(qiáng)銷釘。這些機(jī)器具有定位在
機(jī)器上的鉆機(jī)，并且隨著形成隧道的機(jī)器的前進(jìn)，隧道的側(cè)面和頂部由銷釘加強(qiáng)。 所述鉆機(jī)由液壓操作，并且基本被設(shè)計(jì)以安裝鋼巖石銷釘。因此，當(dāng)將FRP銷釘安
裝在〃 可切割〃 側(cè)時(shí)，由于鋼銷釘所需的鉆機(jī)的高扭矩性能和FRP銷釘?shù)牡团ぞ刂担瑫?huì)出
現(xiàn)問題。 安裝鉆機(jī)的強(qiáng)度和鋼銷釘與FRP銷釘之間的剪切與扭矩值的明顯差異導(dǎo)致FRP銷 釘容易被損壞，除非操作人員很有經(jīng)驗(yàn)、技能高和極其小心。在極端情況中，銷釘?shù)念^被擰掉。 —些礦井將"自動(dòng)錨栓沖擊機(jī)(bolter)"安裝在隧道掘進(jìn)機(jī)上，因?yàn)殇撲N釘與FRP 銷釘之間的扭矩值差，其無法與FRP銷釘在一起有效使用。 因?yàn)椴僮魅藛T看不見FRP銷釘，它可能在操作人員不知情的情況下?lián)p壞。在過去， 損壞的FRP銷釘已導(dǎo)致壁坍塌，導(dǎo)致開采人員的嚴(yán)重受傷。這些事故已促進(jìn)由國(guó)家開采當(dāng) 局正式書寫關(guān)于使用玻璃纖維或合成物銷釘?shù)陌踩妗?為克服這個(gè)問題，一些FRP銷釘制造商已開發(fā)稱作〃 推力〃 銷釘?shù)臇|西。這種類 型的銷釘具有擴(kuò)大的螺母形狀的頭部，但不具有螺紋以將力施加于地層表面。安裝鉆機(jī)僅 僅將銷釘頭猛烈地推入孔中，直到封裝粘合劑固化。 然而，當(dāng)使用推力銷釘時(shí)，操作人員無法識(shí)別是否在地層上存在充分負(fù)載，或更重 要地，封裝是否已滿意地起作用，這對(duì)于開采人員的安全十分關(guān)鍵。因此，也存在關(guān)于使用 推力銷釘?shù)陌踩珕栴}。 推力銷釘?shù)男阅苊黠@不如螺紋銷釘之處在于施加于地層表面的力小于螺紋銷釘 的三分之一。 在銷釘安裝期間和之后，開采人員未關(guān)注到上述隱患意味著地層可能未被充分加 強(qiáng)。這存在潛在的危險(xiǎn)，并且是大家都知道的健康危害。 對(duì)已包括在當(dāng)前說明書中的文件、法令、材料、設(shè)備、文章或類似物的任何討論僅 用于為本發(fā)明提供背景的目的。其不應(yīng)被看作承認(rèn)任何或所有這些形成現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)的一 部分，或形成本申請(qǐng)的每項(xiàng)權(quán)利要求的優(yōu)選權(quán)日之前存在的本發(fā)明相關(guān)領(lǐng)域的普通公知常 識(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
在第一廣義方面中，本發(fā)明提供了一種纖維強(qiáng)化巖石銷釘，用于強(qiáng)化地層或類似 物，其具有具有縱向軸線的大致圓柱形的桿，該銷釘限定螺紋端部，用于連接至具有左或右 手螺紋的螺母，其中該銷釘由大致沿所述縱向軸線延伸的至少內(nèi)部細(xì)絲和外部細(xì)絲強(qiáng)化， 并且其中至少外部細(xì)絲沿大致螺旋路徑延伸經(jīng)過具有外部細(xì)絲的銷釘。 最外部或外層細(xì)絲/纖維將比最內(nèi)部細(xì)絲長(zhǎng)。內(nèi)部細(xì)絲和外部細(xì)絲典型地均將連 續(xù)地(即未斷裂)經(jīng)過銷釘?shù)拈L(zhǎng)度。 優(yōu)選地，但并不是必須地完整的巖石銷釘將在一個(gè)單次模制操作中由強(qiáng)化塑料 制造；并且該塑料是熱固性的，并且強(qiáng)化物是連續(xù)玻璃纖維。然而，纖維可以由任何適合的 纖維或細(xì)絲構(gòu)成，諸如鋼或纖維/細(xì)絲的任何混合物。
該銷釘?shù)闹圃旆椒ㄔ谟谶B續(xù)纖維細(xì)絲被拉過填充有樹脂的容器，進(jìn)入具有固
5定上部加熱模具和下部加熱模具的模壓機(jī)，使得當(dāng)模壓機(jī)關(guān)閉時(shí)，它在稱作〃 拉引成型
(pulforming) 〃的過程中模制銷釘?shù)男螤睢?典型地， 一個(gè)或多個(gè)混合葉片將從桿突起。 該巖石銷釘強(qiáng)化系統(tǒng)還能夠配置特制的玻璃強(qiáng)化塑料(FRP)螺母，該螺母當(dāng)達(dá)到 特定扭矩值時(shí)部分折斷；該扭矩值比FRP銷釘?shù)呐ぞ刂敌?，從而防止在安裝過程中對(duì)銷釘 的損壞，如專利第2006100511號(hào)中所述。 因?yàn)榈叵掳惭b的困難條件，剪切螺母有效工作所需的扭矩值超過110ft/lbs，例如 對(duì)于20mm直徑的玻璃纖維銷釘?shù)臉O限扭矩值，扭矩值約為85ft/lbs-110ft/lbs。雖然在多 數(shù)情況中，22mm直徑銷釘具有更高扭矩值，如果這些銷釘具有混合葉片，這些銷釘能夠在安 裝期間阻塞在預(yù)鉆的孔中。 該銷釘?shù)呐ぞ刂涤蔁峁绦詷渲c連續(xù)纖維強(qiáng)化物之間的結(jié)合強(qiáng)度決定，并且當(dāng)纖 維在與銷釘相同的平面中對(duì)準(zhǔn)時(shí)，扭矩應(yīng)力能夠以近似110ft/lbs相對(duì)容易地分離20mm直 徑的銷釘。 這種用于銷釘?shù)呐ぞ刂堤?，以致不能?yīng)付在地下出現(xiàn)的條件的變化，即使在使 用扭矩剪切螺母時(shí)。 為克服這個(gè)問題并使銷釘?shù)呐ぞ刂蹈?，銷釘中的強(qiáng)化纖維用于加強(qiáng)銷釘以抑制 扭力。 典型地，利用在銷釘在加熱模具之間模制前啟動(dòng)的旋轉(zhuǎn)設(shè)備，在銷釘制造期間，實(shí) 現(xiàn)外部纖維以一定角度覆蓋在內(nèi)纖維上以抑制力。 因此，在相關(guān)方面中，本發(fā)明提供了一種制造用于強(qiáng)化地層或類似物的纖維強(qiáng)化 巖石銷釘?shù)姆椒?，該銷釘具有限定縱向軸線的大致圓柱形的桿，該銷釘還限定用于連接至 螺母的螺紋端部，所述方法包括步驟 將包括內(nèi)部細(xì)絲和外部細(xì)絲的多個(gè)縱向延伸的涂敷有樹脂的強(qiáng)化細(xì)絲拉入敞開 的模具中； 旋轉(zhuǎn)細(xì)絲，使得至少外部細(xì)絲沿大致螺旋路徑定向； 關(guān)閉模具以形成銷釘，其中該銷釘由大致沿縱向軸線延伸的內(nèi)部細(xì)絲和外部細(xì) 絲強(qiáng)化，其中至少外部細(xì)絲按照大致螺旋路徑延伸經(jīng)過銷釘。 特別重要的是覆蓋(外層)纖維的方向必需是與安裝期間上緊螺母的方向相同 的方向，使得當(dāng)例如利用右手螺紋的螺栓和螺母施加力時(shí)，覆蓋纖維處于更大張力下，覆 蓋的方向必須從銷釘頭到尖端從右向左傾斜或采用與左手螺紋(左手螺紋路徑)相同的方 向，使得覆蓋纖維沿著直接張力方向以抑制扭力。 該銷釘?shù)臉O限抗拉強(qiáng)度由纖維細(xì)絲的數(shù)目決定，當(dāng)纖維旋轉(zhuǎn)超過特定水平時(shí)，扭 矩值增加，但另一效果是銷釘?shù)目箯垙?qiáng)度減小。 在設(shè)計(jì)銷釘中，必須在抗張強(qiáng)度與抗扭強(qiáng)度之間進(jìn)行折衷，以適合應(yīng)用場(chǎng)合和用 途。 對(duì)于20mm直徑銷釘?shù)耐耆D(zhuǎn)的理想數(shù)目約為每米長(zhǎng)度3到4圈；低于這個(gè)數(shù) 目，覆蓋角不足以明顯影響扭矩，最大值為每米長(zhǎng)度約8圈。更少的最小圈數(shù)即3圈可提供 一些改進(jìn)。 在這種旋轉(zhuǎn)范圍之間，該銷釘?shù)呐ぞ刂的軌虮染哂兄崩w維細(xì)絲的銷釘?shù)闹翟黾觾?br> 6到三倍。 與施加的張力有關(guān)的覆蓋纖維的角度和深度對(duì)于銷釘?shù)奈捶庋b長(zhǎng)度很重要。例
如，以每米4圈，極外部層關(guān)于銷釘?shù)目v向軸線成約10度的角；理論上，隨著層前進(jìn)到銷釘
的中心，纖維/細(xì)絲與縱向軸線的角度在死點(diǎn)(dead centre)減小到近似為零。 極外部層可能不足以抑制扭矩力，從而將存在與覆蓋纖維的深度、銷釘長(zhǎng)度和施
加的扭力的程度相關(guān)的角度的最佳平均。在這種情況中，極外層可能必須以比所需最優(yōu)理
論角度更大的角度覆蓋。 這種狀況可能由于用于制造銷釘?shù)臉渲澈蟿┑膹椥曰蛩苄院臀捶庋b銷釘?shù)拈L(zhǎng) 度變得復(fù)雜，例如如果該未封裝長(zhǎng)度為200mm，對(duì)于600mm的未封裝長(zhǎng)度，最佳角度可能不 同。 該銷釘?shù)闹睆揭苍谝种婆ぞ亓χ衅鸬矫黠@的作用，由于這些力在圓周處比銷釘?shù)?部件的任何其它部分更高，此外重疊的外部纖維必須比內(nèi)更直纖維更長(zhǎng)，其中在銷釘?shù)睦w 維內(nèi)容中存在后續(xù)較小增加。 這種制造方法的另一特征在于在模制前，該旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致捕獲在纖維捆的中心 的樹脂移動(dòng)到纖維粗紗的未模制捆的外部。這種效果有利于模壓過程，和更容易地在銷釘 的表面上形成螺紋和變形。 移動(dòng)到纖維捆外部的樹脂的效果改進(jìn)產(chǎn)品，并顛倒粗紗捆拉經(jīng)的噴嘴的效果，以 排除當(dāng)纖維運(yùn)動(dòng)經(jīng)過樹脂容器時(shí)的過剩樹脂。


本發(fā)明的具體實(shí)施例將僅通過實(shí)例并且參照附圖進(jìn)行描述，其中 圖1是巖石銷釘、螺母和墊圈片的附圖； 圖la是圖1的部分巖石銷釘?shù)恼晥D； 圖lb是圖la中所示的巖石銷釘?shù)膫?cè)面A的側(cè)視圖； 圖lc是圖la中所示的巖石銷釘?shù)膫?cè)面B的側(cè)視圖； 圖2顯示了經(jīng)過圖1中所示的螺母的部分?jǐn)嗝妫?圖3是制造圖1的巖石銷釘用的機(jī)器的第一部分的側(cè)視圖；禾口 圖4是在圖3中顯示其第一部分的機(jī)器的旋轉(zhuǎn)和夾緊系統(tǒng)的等大視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1顯示了在一個(gè)三維單制造操作中由拉引成型(pulforming)方法形成的典型 巖石銷釘10。該銷釘具有桿12。圖1還顯示了墊圈片11和螺母13。該桿的一端14具有 螺紋。三組突出混合葉片16， 18和20沿銷釘?shù)臈U12間隔。 內(nèi)纖維/細(xì)絲21a和外纖維/細(xì)絲21b顯示為虛線。如所示，外部纖維21b以某 一角度覆蓋著內(nèi)纖維。內(nèi)和外纖維均是基本連續(xù)細(xì)絲，即不斷裂并且從銷釘?shù)囊欢搜由斓?另一端。外部細(xì)絲按照與螺紋部14的相反方式的大致螺旋路徑。如所示，螺紋部具有右手 螺紋，因此細(xì)絲沿相反的左手螺旋延伸。 鄰近螺紋部14的突起混合葉片的第一組16的葉片20，22從銷釘桿12突出約 0. 5mm-lmm，最優(yōu)選地約lmm。葉片20， 22從僅顯示了一個(gè)的桿的直徑銷釘桿的相對(duì)側(cè)延伸出來。從桿一側(cè)延伸的葉片20偏離從桿的相對(duì)側(cè)延伸的那些22。
參照?qǐng)Dla到lc，可以看出在桿的一側(cè)或表面〃 A〃上的混合葉片22與縱向軸線 并不垂直，而是具有左手螺旋的部分螺旋/盤旋，使得當(dāng)桿圍繞其縱向軸線順時(shí)針方式旋 轉(zhuǎn)時(shí)，葉片22趨向于將材料推向桿的頭。在桿的相反表面B上的混合葉片20也是部分螺 旋/盤旋，但具有右手螺紋，使得當(dāng)桿圍繞其縱向軸線順時(shí)針方式旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片20趨向于 將材料推向桿的尖端。因此，在使用中，如在下面描述，葉片彼此抵消。
在第一組16中有從軸的任一側(cè)延伸的約10個(gè)葉片，然而葉片的具體數(shù)目并不關(guān) 鍵并可改變。 在桿上存在間隙12a，其中沒有接著第二組葉片18的葉片。第二組的結(jié)構(gòu)與第一 組的結(jié)構(gòu)大致相同，其中葉片26和28關(guān)于彼此偏離并由相對(duì)平坦部24分開。該間隙12a 的長(zhǎng)度并不是關(guān)鍵的。葉片26，28的尺寸比第一組的那些更大，從桿突出約1.5至lj2mm。雖 然在第二組中存在從軸的任一側(cè)延伸的約IO個(gè)葉片，葉片的具體數(shù)目并不關(guān)鍵并可改變。
在柄上有間隙12b，其中沒有葉片接著位于桿遠(yuǎn)端或尖端處的第三和最后組葉 片20。第三組的結(jié)構(gòu)與第一和第二組的結(jié)構(gòu)大致相同，其中葉片30和32關(guān)于彼此偏離 并由平坦部24分開。該間隙12b的長(zhǎng)度也不是關(guān)鍵的。葉片30，32的尺寸比第二組的那 些更大，從桿突出約2. 5到3mm。第三組中葉片的數(shù)目應(yīng)優(yōu)選地局限于在桿的每側(cè)上2和8 個(gè)葉片之間。 在所有組16， 18和20中，每個(gè)區(qū)中葉片之間的間隙能夠在10mm-30mm之間變化， 但優(yōu)選地約20mm。 圖2更詳細(xì)地顯示了螺母4。它包括圓形大致環(huán)形圓筒區(qū)120，其中利用凹陷環(huán) 形弱部123，平頭半螺旋端部121被連接到同軸中空六邊形區(qū)122。該中空六邊形區(qū)122可 以或可以不被內(nèi)部加工螺紋。該圓筒區(qū)120具有內(nèi)螺紋124。在旋轉(zhuǎn)和混合階段期間使銷 釘2旋轉(zhuǎn)的突破帽126將圓筒區(qū)120的內(nèi)部與六邊形區(qū)122分離。該帽126將在設(shè)置扭矩 水平破裂，其明顯小于剪切弱123和分離六邊形122和圓筒120所需的扭矩水平。還顯示 了在弱部123和凹陷130(參見圖7)中的孔128，其組合以在所需的扭矩值使六邊形區(qū)122 從圓筒區(qū)120分離。 該突破蓋126的位置接近六邊形區(qū)122和圓筒區(qū)120的連接處123。這是優(yōu)選的， 其中當(dāng)這兩個(gè)區(qū)部分與螺母4在最后位置中時(shí)，銷釘?shù)穆菁y端2b的突出量將盡可能小。
圖3顯示了用于制造銷釘10的拉引成型模壓機(jī)4。在圖的左手側(cè)上，多個(gè)大致平 行連續(xù)纖維細(xì)絲粗紗7被拉入并經(jīng)過填充樹脂的容器6。當(dāng)在容器中時(shí)，利用確定纖維穿過 并且將細(xì)絲保持大致平行間隔開關(guān)系的孔排列的穿孔板，纖維以間隔開的關(guān)系保持。經(jīng)過 從細(xì)絲7去除過剩樹脂的噴嘴6a，纖維細(xì)絲7被抽出/穿出容器6。 接下來，纖維細(xì)絲進(jìn)入模壓機(jī)4。該模壓機(jī)具有活動(dòng)加熱上部模具4a和固定下部 加熱模具4b。該模具4由液壓裝置8封閉，并且銷釘10形成在上部和下部加熱模具4a和 4b之間。模具確定了巖石銷釘?shù)耐獠啃螤睿貏e地螺紋端14和葉片組16， 18和20。
在模壓機(jī)關(guān)閉前，利用在下面詳細(xì)描述的旋轉(zhuǎn)與夾緊系統(tǒng)，多個(gè)細(xì)絲7旋轉(zhuǎn)。這導(dǎo) 致外部纖維扭曲并趨向于覆蓋最內(nèi)部纖維。在旋轉(zhuǎn)過程期間，外部纖維變得更taught，并將 更多纖維7拉入模壓機(jī)4。在銷釘中心的最內(nèi)部纖維未被拉長(zhǎng)并覆蓋。壓模4a和4b的長(zhǎng) 度近似等于銷釘10a的長(zhǎng)度。
當(dāng)樹脂凝固時(shí)，利用位于活動(dòng)車架5上的夾緊裝置9 (參照?qǐng)D4)，該模壓機(jī)4打開， 并且硬化巖石銷釘10a被夾緊并拉出模壓機(jī)4。這自動(dòng)將新長(zhǎng)度的仍連接到硬化銷釘10中 的纖維的樹脂浸透纖維7拉入模具4。這種車架夾緊系統(tǒng)9釋放變硬銷釘12并且然后返回 到模壓機(jī)4。 圖4顯示了在活動(dòng)車架5上安裝的旋轉(zhuǎn)和夾緊系統(tǒng)，其中形成和硬化銷釘10a由 氣動(dòng)汽缸9夾緊。當(dāng)車架運(yùn)動(dòng)離開模壓機(jī)時(shí)，該旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)硬化銷釘10a多次。該硬化 銷釘仍附于纖維/細(xì)絲7，使得該硬化銷釘?shù)男D(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)目前在模具中的細(xì)絲旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)
機(jī)構(gòu)包括齒條100 ;齒輪(未示出)；和汽缸IIO，其在加壓時(shí)使齒條100側(cè)面運(yùn)動(dòng)并旋轉(zhuǎn)
夾具。使夾具活動(dòng)的空氣壓力經(jīng)內(nèi)和外空氣環(huán)閥130恒定供應(yīng)。 旋轉(zhuǎn)數(shù)目能夠被改變以適合不同的應(yīng)用。例如，包含膨脹外殼以錨定孔中的銷釘
的尖部或端部的端部錨定類型螺桿或銷釘將需要比封閉銷釘更多的旋轉(zhuǎn)。 很明顯，可使用旋轉(zhuǎn)硬化銷釘/細(xì)絲的其它機(jī)構(gòu)。 在夾緊臺(tái)后，在車架5上裝配的鋸(未顯示)將銷釘10a切到期望長(zhǎng)度。
雖然說明書描述了使用形成細(xì)絲的纖維玻璃粗紗，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到可使用其它纖維 以形成諸如鋼絲的細(xì)絲。在一個(gè)實(shí)施例中，細(xì)絲可包括極細(xì)鋼絲捆。然而，玻璃纖維是優(yōu)選 的，特別地因?yàn)槌杀驹颉Ｈ缭谶@里使用，術(shù)語(yǔ)細(xì)絲包括一捆纖維/細(xì)絲的細(xì)絲，以及包括 諸如單根金屬細(xì)的單細(xì)絲的細(xì)絲。 本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解到如在特定實(shí)施例中，本發(fā)明可進(jìn)行多種變化與/或 修改，不會(huì)背離寬泛描述的本發(fā)明的精神或范圍。因此，當(dāng)前實(shí)施例將被認(rèn)為在示意性、非 限制性的所有方面中。
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權(quán)利要求
一種纖維強(qiáng)化巖石銷釘，用于強(qiáng)化地層或類似物，其具有具有縱向軸線的大致圓柱形的桿，所述銷釘限定螺紋端部，用于連接具有左或右手螺紋的螺母，其中所述銷釘由大致沿所述縱向軸線延伸的至少內(nèi)部細(xì)絲和外部細(xì)絲強(qiáng)化，并且其中至少外部細(xì)絲沿大致螺旋路徑延伸經(jīng)過銷釘，其中外部細(xì)絲沿與螺紋端的螺紋相反方向的螺紋路徑延伸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的纖維強(qiáng)化巖石銷釘，其中一個(gè)或多個(gè)混合葉片從桿突起。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的纖維強(qiáng)化巖石銷釘，其中內(nèi)部細(xì)絲包括位于或鄰近銷釘中心、并且沿大致直線延伸經(jīng)過銷釘?shù)募?xì)絲。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的纖維強(qiáng)化巖石銷釘，其中所述外部細(xì)絲比最內(nèi)部細(xì)絲長(zhǎng)。
5. 根據(jù)任何前述權(quán)利要求所述的纖維強(qiáng)化巖石銷釘，其中內(nèi)部細(xì)絲和外部細(xì)絲大致連續(xù)地經(jīng)過銷釘?shù)拈L(zhǎng)度。
6. 根據(jù)任何前述權(quán)利要求所述的纖維強(qiáng)化巖石銷釘，其中所述巖石銷釘在單一模制操作中由強(qiáng)化塑料制造；所述塑料是熱固性的，并且強(qiáng)化物是大致連續(xù)的玻璃纖維。
7. 根據(jù)任何前述權(quán)利要求所述的纖維強(qiáng)化巖石銷釘，其中所述螺紋端具有右手螺紋，并且所述外部細(xì)絲限定左手螺旋路徑。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1到6所述的任何一項(xiàng)的纖維強(qiáng)化巖石銷釘，其中所述螺紋端具有左手螺紋，并且所述外部細(xì)絲限定右手螺旋路徑。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1到8所述的任何一項(xiàng)的纖維強(qiáng)化巖石銷釘，其中外部細(xì)絲在每米銷釘上限定3到8圈。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的纖維強(qiáng)化巖石銷釘，其中外部細(xì)絲在每米銷釘上限定4到6圈。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求所述的任何一項(xiàng)的纖維強(qiáng)化巖石銷釘，其中最外層以與銷釘?shù)目v向軸線成5到20度的角度定向。
12. —種制造用于強(qiáng)化地層或類似物的纖維強(qiáng)化巖石銷釘?shù)姆椒?，所述銷釘具有限定縱向軸線的大致圓柱形的桿，所述銷釘還限定用于連接至螺母的螺紋端部，所述方法包括步驟將包括內(nèi)部細(xì)絲和外部細(xì)絲的多個(gè)縱向延伸的涂敷樹脂的強(qiáng)化細(xì)絲拉入敞開模具中；旋轉(zhuǎn)細(xì)絲，使得至少外部細(xì)絲沿大致螺旋路徑定向；關(guān)閉模具以形成銷釘，其中所述銷釘由大致沿所述縱向軸線延伸的內(nèi)部細(xì)絲和外部細(xì)絲強(qiáng)化，其中至少外部細(xì)絲按照大致螺旋路徑延伸經(jīng)過銷釘，并且其中所述螺紋端部具有左或右手螺紋，并且外部細(xì)絲的大致螺紋路徑沿著與螺紋端的螺紋相反的方向定向。
13. —種制造根據(jù)權(quán)利要求12所述的纖維強(qiáng)化巖石銷釘?shù)姆椒?，其中所述旋轉(zhuǎn)細(xì)絲的步驟包括夾緊位于模具外部的固化巖石銷釘，將連續(xù)細(xì)絲延伸進(jìn)入固化巖石銷釘，以及旋轉(zhuǎn)固化巖石銷釘從而旋轉(zhuǎn)模具中的細(xì)絲。
14. 一種制造根據(jù)權(quán)利要求13所述的纖維強(qiáng)化巖石銷釘?shù)姆椒?，其中所述固化巖石銷釘在每米銷釘上旋轉(zhuǎn)約3到8圈以形成在模具中。
15. —種根據(jù)權(quán)利要求11到14所述的任何一項(xiàng)的制造纖維強(qiáng)化巖石銷釘?shù)姆椒?，其中在進(jìn)入模具前，細(xì)絲在樹脂容器中被涂敷樹脂。
16. —種根據(jù)權(quán)利要求11到15所述的任何一項(xiàng)的制造纖維強(qiáng)化巖石銷釘?shù)姆椒?，包括步驟在銷釘?shù)哪Ｖ破陂g，形成從桿突起的一個(gè)或多個(gè)混合葉片'
全文摘要
一種用于強(qiáng)化地層或相類似物的纖維強(qiáng)化巖石銷釘(10)，包括具有縱向軸線的大致圓柱形的桿(12)，并確定了從桿突起的一或多組混合葉片(16，18，20)和用于連接螺母(13)的螺紋端(14)。該銷釘由大致沿縱向軸線延伸的內(nèi)(21a)和外(21b)細(xì)絲強(qiáng)化。至少外部細(xì)絲沿大致螺旋路徑延伸過銷釘，其中外部細(xì)絲沿與螺紋端的螺紋相反的方向的螺旋路徑延伸。該銷釘通過如下過程制造，其中連續(xù)纖維細(xì)絲(7)通過填充樹脂的容器(6)拉至具有固定下部和活動(dòng)上部加熱模具的模壓機(jī)(4)，使得當(dāng)模壓機(jī)關(guān)閉時(shí)，它采用稱作“拉引成型”的過程模制銷釘?shù)男螤?，其中附于?xì)絲的固化銷釘圍繞其縱向軸線旋轉(zhuǎn)，以將扭曲施加到模具(4a，4b)中的纖維。
文檔編號(hào)E21D21/00GK101711305SQ200880020421
公開日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2008年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月17日
發(fā)明者菲利普·漢福德·布特 申請(qǐng)人:菲利普·漢福德·布特