Бур для вытаскивания с помощью лебедки застрявшего колесного транспортного средства
BORE FOR STUCK WHEELED VEHICLE PULLING BY MEANS OF THE WINCH

Изобретение относится к области эксплуатации автомобильного транспорта, а именно к устройствам самовытаскивания автомобиля, застрявшего в грунтах с малой несущей способностью. Предлагаемое изобретение решает задачу самовытаскивания автомобиля с помощью лебедки при отсутствии поблизости деревьев или каких-либо других опор, при этом лебедка может быть как в составе автомобиля, так и в комплекте с буром.
Из исследованного уровня техники заявителем выявлено большое количество релевантных документов, имеющих отношение к устройствам самовытаскивания автомобиля в целом, или предназначенных для вытаскивания застрявшего автомобиля из грязи, или перемещения его в гараже. Далее приведена информация общего характера по некоторым особенностям указанных конструкций и сделана их классификация по назначению и особенностям в целом.
По мнению заявителя, устройства самовытаскивания автомобиля из грунта возможно разделить на следующие основные группы:
1) Устройства для увеличения проходимости автомобиля, устанавливаемые непосредственно на колесо, а именно - на шины и диски колеса:
- приспособления, предотвращающие проскальзывание колес, временно прикрепляемые к шинам, например, грунтозацепы (RU 2102251, RU 2003493, RU 2211766, RU 2145929), специальные цепи и др.;
- приспособления, крепящиеся или использующие ведущее колесо в качестве барабана лебедки (RU 2423247, А.с. №32936), а также барабанные устройства, заменяющие лебедку (А.с. №74622, RU 2254286, RU 2466925);
2) Устройства для увеличения проходимости автомобиля, подкладываемые под колесо (А,с. №32936, А.с. №63949);
3) Способы, использующие устройства, устанавливаемые на некотором расстоянии от автомобиля и вытягивающие на себя застрявший автомобиль (RU 2514323), а также ручные лебедки типа "Спутник";
4) Грунтозацепы или подъемники, установленные под рамой или на раму автомобиля (RU 2198109, RU 2340482, А.с. №1567426);
5) Использование лебедки, установленной на автомобиле (А.с. 209975).
Все эти устройства решают поставленную перед ними задачу вытаскивания застрявшего автомобиля при наличии некоторых ограничительных условий, а именно: для работы устройств 1-й и 2-й группы требуется предварительный подъем автомобиля или требуется устанавливать устройство заранее, а автомобиль при этом находится в грязи.
Кроме того, для работы барабанных устройств с тросом (группа 1) необходимо наличие подходящей опоры, например, дерева или надежного пенька, за который можно зацепиться. При этом, так как тяговое усилие приходится не по центру автомобиля (устройство находится на колесе), то возможно разворачивание автомобиля при его вытаскивании и соскакивание троса с барабана.
В целом указанные устройства могут работать исключительно в местах, где имеются какие-либо опоры, а в поле они свою задачу не выполнят, так как там не за что зацепиться.
Устройства третьей группы требуют надежной установки и крепления вне автомобиля.
Известна, например, конструкция якоря, представляющая собой набор металлических кольев, которые забивают в грунт, связывают между собой и к ближайшему колу подсоединяют трос лебедки автомобиля (см., например, Интернет-ресурс http://www.chevy niva.ru/viewtopic.php?p=5348364). Такие якоря вряд ли работоспособны при их использовании в рыхлом грунте, поэтому не указаны в сопоставительной таблице (Фиг. 1) и не подвергались далее детальному анализу.
В качестве плюса указанных конструкций можно отметить их простоту. Недостатком же является то, что необходимо иметь с собой кувалду для забивания кольев, а также то, что колья будут вырываться автомобилем из рыхлого грунта. Как правило, колья выполнены из стали, имеют длину 60-80 см и поэтому вся конструкция вместе с кувалдой имеет довольно значительный вес.
Устройства четвертой группы являются сложными по конструкции и могут отказать при работе в условиях грязи.
Устройства пятой группы являются простейшими из известных, например -известен якорь для лебедки, представляющий собой металлическую рамку, которая прибивается к грунту шестью металлическими штырями, а к рамке цепляется трос лебедки. Такой якорь вряд ли работоспособен при использовании его в рыхлом грунте.
Заявленное техническое решение относится к пятой группе устройств, т.е. к наиболее простейшим устройствам самовытаскивания автомобиля. Вследствие указанного, заявителем были выполнены исследования в отношении именно наиболее простейших устройств, используемых для самовытаскивания автомобиля.
Известен аналог [1] - самодельный винт с кольцом для вытаскивания автомобиля Виктора Воронова (см. Интернет-ресурс http://video-pro-koshak.ru/video/eHNiV19zZ082Tk0%3D, фото не представлено), представляющий собой бур, изготовленный из трубы с заостренным носом и заваренным на нем винтом из проволоки. Конструкция представляет собой самодельный винт с кольцом, находящимся в верхней части бура, вращая который посредством, например, лома, заворачивают бур в землю и затем к нему цепляют трос. Достоинства данного устройства заключается в его простоте, малом весе и возможности его изготовления даже в условиях гаража. Недостатками [1] является:
1. В мягком грунте устройство неработоспособно, т.к. выдергивается из грунта.
2. Необходим дополнительно лом или другой подобный предмет для рычага, чтобы ввернуть винт в грунт. При этом мощность винта недостаточна для некоторых видов грунтов, т.к. при использовании требуется применение кувалды для забивания в грунт винта.
Известен аналог [2], так называемый «Грузинский якорь» (см. Интернет-ресурс http://www.niva-faq.msk.ru/ekspluat/vne_asf/tehn_sr/lebedka/grya.htm) для лебедки, представляющий собой металлическую пластину с приваренным к ней металлическим стержнем (Фиг. 2) и его модификации. Недостатком использования данного устройства и его модификаций является то, что при работе якорь зарывается в землю и возникает дополнительная проблема извлечения якоря из грунта. По отзывам Интернет-пользователей, в рыхлом грунте даже усовершенствованный якорь необходимо протаскивать несколько раз, чтобы получить положительный результат. При этом для его использования также необходима кувалда.
Главными недостатками описанных выше устройств по сравнению с заявленным техническим решением являются:
1. Низкая эффективность работы в рыхлом грунте.
2. Необходимость использования дополнительного инструмента, в частности - кувалды или лома.
3. Занимают много места в багажнике автомобиля.
4. Появляется проблема извлечения устройства из грунта после его использования, что значительно усложняет их использование по назначению.
Наиболее близким техническим решением, выбранным заявителем в качестве наиболее близкого аналога (прототипа) [3], по совокупности совпадающих признаков и достигаемому техническому результату является лебедка ручная "Спутник", предназначенная для вытаскивания застрявших легковых автомобилей и других легких транспортных средств, а также для перемещения на берег из воды мотолодок и катеров (Фиг. 3) (см. Интернет-ресурс http://www.suzukovod.ru/showtread/php?t=1942).
Сущностью известного технического решения является конструкция, состоящая из бура, ручной лебедки, рукоятки, служащей для вращения лебедки и наворачивания бура.
Основными недостатками прототипа являются большие размеры и вес, т.к. в составе конструкции имеется встроенная лебедка с тросом. При этом лебедка ручная "Спутник" имеет слабую тягу, является неработоспособной в мягком грунте (сначала наклоняется и затем вытаскивается бур, а автомобиль остается в прежнем положении), имеет малую прочность троса - имеющийся тонкий трос рвется, не выдерживая нагрузки (проверено на практике на автомобиле «Нива - 2121»).
Заявленное техническое решение поясняется следующими иллюстрациями.
На Фиг. 1 представлена Таблица сопоставительного анализа совпадающих признаков заявленного технического решения и аналогов для обоснования выбора заявителем наиболее близкого аналога (прототипа), где знаком «+» обозначено наличие у аналога признака, совпадающего с имеющимся у заявленного устройства, знаком «-» - отсутствие у аналога данного признака. В последнем столбце знаком «+» показано наличие отличительного признака у заявленного устройства по сравнению с суммарно взятыми признаками всех аналогов.
На Фиг. 2 представлен вид (фото) аналога [1] - «Грузинский якорь».
На Фиг. 3 представлен вид (фото) прототипа [3] - ручная лебедка «Спутник».
На Фиг. 4 представлено вид (фото) натурного образца - варианта исполнения заявленного технического решения.
На Фиг. 5 представлены чертежи общего вида и дополнительных видов заявленного устройства (Фиг. 5.1 - 5.5 соответственно), где 1 - бур, 2 - рукоятка, 3 - опорные лопатки, 4 - верхние полукольца, 5 - нижние полукольца, 6 - нижнее опорное кольцо, 7 - верхнее нажимное кольцо, 8 - пластина со скобой.
Задачей заявленного технического решения является создание автономного устройства, обладающего малым весом и простотой конструкции, которое может обеспечить эффективное вытаскивание застрявшего в раскисшем поле автомобиля с помощью лебедки и обеспечение возможности удобной эксплуатации устройства за счет особенностей конструктивного исполнения, а именно - обеспечение удобного для пользователя ввинчивания и вывинчивания бура, оснащенного опорными лопатками, входящими в грунт.
Поставленная задача решается благодаря тому, что, в отличие от ближайших аналогов, а именно, самодельного винта с кольцом для вытаскивания автомобиля Виктора Воронова, «Грузинского якоря» и лебедки ручной "Спутник", заявленное техническое решение устраняет недостатки аналогов и обеспечивает, по сравнению с ними, реализацию поставленных задач.
Сущность заявленного технического решения заключается в том, что бур для вытаскивания с помощью лебедки застрявшего колесного транспортного средства, содержащий скобу и рукоять, размещенные в верхней части бура, и заостренный винт, находящийся в нижней части бура, характеризуется тем, что в верхней части, ниже скобы и рукояти, он оснащен опорными лопатками, размещенными посредством крепежных элементов на оси бура, с возможностью вращения опорных лопаток вокруг оси бура, при этом над опорными лопатками жестко установлено нажимное кольцо, а под опорными лопатками жестко установлено опорное кольцо, бур по п. 1 характеризуется тем, что опорные лопатки размещены параллельно продольной оси бура, с возможностью вращения вокруг оси бура, бур по п. 1 характеризуется тем, что опорные лопатки размещены «Х»-образно и условно пересекают продольную ось бура, с возможностью вращения вокруг оси бура, бур по п. 1 характеризуется тем, что опорные лопатки выполнены с возможностью монтажа и демонтажа с возможностью обеспечения удобства перевозки и эксплуатации.
Более подробно, сущность заявленного технического решения заключается в том, что заявленное устройство может быть установлено пользователем без особых усилий, ввинчено в грунт за счет (например) вращения по часовой стрелке вокруг оси бура, в результате чего лопатки бура перемещаются в грунт под давлением нажимного кольца на верхнее крепежное кольцо лопатки, обеспечивая тем самым заглубление лопатки в грунт на требуемую глубину, и его (устройства) извлечение из грунта также без особых усилий, за счет воздействия опорного кольца на нижнее крепежное кольцо лопатки, исключая тем самым необходимость применения и перевозки в автомобиле дополнительных инструментов, таких как лом, кувалда, лопата.
Заявленное устройство предназначено для работы совместно с лебедкой, которая может быть стационарно установлена на автомобиле или может крепиться к автомобилю или буру дополнительно.
Устройство состоит из собственно бура, с размещенными на нем соосно опорными лопатками, которые вдавливаются и выдавливаются из грунта за счет вращения бура вокруг его оси. При этом количество лопаток может быть не менее двух, при их размещении на одной оси с буром. В случае если лопаток несколько, например - более двух, они могут быть размещены «Х»-образно на одной оси с буром.
Возможен вариант исполнения за счет размещения одной лопатки параллельно плоскости бура на некотором удалении от оси бура, с обеспечением возможности ее (лопатки) вращения вокруг оси бура.
В случае, представленном на Фиг. 4 (фото варианта исполнения), бур размещен посередине плоскости лопатки, симметрично к оси бура, с целью исключения его (бура) разворачивания при вытягивании автомобиля.
Принципиальная схема устройства показана на Фиг. 5, на которой приведено пять эскизов (Фиг. 5.1-5.5 соответственно), раскрывающих конструкционные особенности заявленного технического решения.
Устройство состоит из бура 1, рукоятки 2, двух опорных лопаток 3, двух полуколец верхних 4, двух полуколец нижних 5, кольца опорного нижнего 6, кольца верхнего нажимного 7, пластины 8 со скобой.
Бур для вытаскивания застрявшего автомобиля с помощью лебедки (Фиг. 5.1-5.5), представляет собой цилиндр с заостренным винтовым наконечником. В верхней части бура приварена или соединена любым другим способом пластина со скобой 8 для крепления троса лебедки и рукоятки 2 (Фиг. 5.2) для завертывания бура в грунт. Для удобства работы рукоять имеет возможность подниматься в вертикальной плоскости при вворачивании бура в грунт или опускаться при выворачивании бура из грунта, а также при складывании бура в походное положение. Для удобства работы и транспортировки рукоять можно выполнять складной или телескопической конструкции.
Для увеличения площади опоры бур имеет две съемные опорные лопатки 3 (Фиг. 5.3), крепящиеся к верхней части цилиндра двумя полукольцами 4 и 5 (Фиг. 5.4, 5.5), с элементами крепления, служащими одновременно и ребрами жесткости для опорных лопаток.
Как вариант, можно сделать одну лопатку более жесткой конструкции, просто приварив ее центральной осью площади лопатки к кольцам вокруг тела бура. В этом случае бур будет не разъемным, однако это не отразится на основной функции бура - обеспечении вытягивания автомобиля.
Для уменьшения сопротивления входу лопаток в грунт нижнюю кромку лопаток и полуколец с ребрами жесткости необходимо заточить. Заточка кромок лопатки может быть односторонней или двухсторонней.
Лопатки имеют свободное вращение вокруг тела бура. При вворачивании бура в грунт лопатки устанавливаются пользователем в перпендикулярной плоскости к направлению вытаскивания застрявшего автомобиля.
При вращении бура опорные лопатки под давлением нажимного кольца 7 вдавливаются в грунт (Фиг. 5.1). Нажимное кольцо может иметь сечение любой формы, главная его функция - обеспечить вдавливание опорных лопаток в грунт при вворачивании бура. Давление передается на верхние полукольца крепления лопаток. Нижнее опорное кольцо 6 (Фиг. 5.2) может иметь любую форму в сечении, обеспечивающую уменьшение сопротивления при входе бура в грунт, в представленном варианте сечение кольца имеет форму прямоугольного треугольника. Главная функция нижнего кольца - выдавливать опорные лопатки из грунта при выворачивании бура по окончании операции вытаскивания автомобиля, а также оказывать дополнительное сопротивление при нежелательном выдергивании бура из грунта. Та часть нижней грани опорных лопаток, которая касается рабочей поверхностью опорного кольца, не затачивается. На эту поверхность (нижнюю грань опорных лопаток) и на ответную поверхность нижних полуколец крепления давит опорное кольцо при выдвижении бура из грунта.
Устройство работает следующим образом.
При попадании на грунт с малой несущей способностью автомобиль погружается в грунт и нуждается в постороннем тяговом усилии для его вытаскивания для преодоления этой преграды или ухода в сторону.
Бур 1 собирают так, как показано на Фиг. 4 и Фиг. 5. Разматывают трос лебедки до места установки бура. Бур 1 устанавливают вертикально к земле, при этом опорные лопатки 3 устанавливают в перпендикулярной плоскости к направлению вытаскивания автомобиля. Кольца крепления опорных лопаток (4 и 5) имеют больший диаметр, чем наружный диаметр тела бура. Поэтому в собранном состоянии опорные лопатки вращаются вокруг оси бура. Благодаря свободному вращению опорных лопаток вокруг оси бура, они, касаясь грунта, остаются в плоскости, перпендикулярной направлению вытаскивания автомобиля при вращении бура. Бур заворачивают в грунт до полного погружения опорных лопаток 3. Лопатки 3 погружаются в грунт под давлением верхнего нажимного кольца 7 при вворачивании бура 1 в грунт. Рукоять бура 2 имеет свободу перемещения в вертикальной плоскости. Благодаря этому нет необходимости нагибаться при постепенном погружении бура 1, так как рукоять 2 при этом движении поднимается вверх, обеспечивая комфортность работы. Трос лебедки крепят к скобе 8 и включают лебедку.
По окончании вытаскивания трос лебедки отсоединяют от автомобиля и бур 1 легко выкручивают из грунта. По мере выкручивания бура 1 и его подъема относительно земли рукоять 2 опускается вниз, при этом движении опорные лопатки 3 выдавливаются из грунта под давлением нижнего опорного кольца 6. Таким образом, бур 1 легко выходит из грунта вместе с лопатками 3.
В разобранном виде бур занимает мало места в багажнике, при этом нет необходимости отсоединять рукоять, так как она укладывается параллельно телу бура, благодаря подвижному соединению рукояти с буром. Предвидя тяжелые дорожные условия, можно собрать бур заранее. В этом случае бур также не займет много места, так как вся конструкция является плоской. /Для уменьшения веса устройства тело бура и рукояти желательно изготовить полыми. В приведенном варианте со съемными лопатками (Фиг. 4, Фиг. 5) опорные лопатки могут быть легко или демонтированы, или установлены, в зависимости от условий грунта.
Заявленное техническое решение может иметь различные конструкционные варианты исполнения.
Так, опорные лопатки могут быть размещены параллельно продольной оси бура, с возможностью вращения вокруг оси бура.
Опорные лопатки могут быть размещены «Х»-образно и условно пересекать продольную ось бура, с возможностью вращения вокруг оси бура.
Опорные лопатки могут быть выполнены с возможностью монтажа и демонтажа с возможностью обеспечения удобства перевозки и эксплуатации.
Сопоставительный анализ заявленного технического решения с аналогами и прототипом приведен в Таблице на Фиг. 1.
Анализ указанной Таблицы показывает, что наиболее близким техническим решением, выбранным заявителем в качестве прототипа, является устройство «Спутник» [3], т.к. оно имеет три общих признака, отмеченных в Таблице плюсами.
При этом следует акцентировать внимание на том, что прототип «Спутник» обеспечивает возможность легкого вворачивания и выворачивания его из грунта, однако при этом его основным недостатком является низкое сопротивление (неустойчивость в грунте) при приложении к нему тягового усилия лебедки. Аналогичный недостаток имеется и у винта Воронова [1].
Аналог «Грузинский якорь» [2] характеризуется наличием опорной лопатки. При этом указанный признак, хотя и обеспечивает более высокое сопротивление воздействию лебедки (обеспечивает ее большую устойчивость в грунте), однако не препятствует зарыванию якоря довольно глубоко в грунт, что создает дополнительные проблемы при его извлечении из грунта.
Более усовершенствованный вариант «Грузинского якоря», описанный в рекламных материалах, работает следующим образом: углубляясь в грунт, разворачивается под действием усилия лебедки параллельно горизонту и скользит в грунте навстречу вытаскиваемому автомобилю, пропахивая борозду в грунте. Это требует неоднократного повторения процесса вытаскивания, что является неудобным в использовании.
Заявленное техническое решение соответствует критерию «новизна», предъявляемому к изобретениям, т.к. из исследованного уровня техники не выявлено совокупности признаков, представленных в заявленной формуле изобретения.
Заявленное техническое решение имеет следующие преимущества перед аналогами и прототипом за счет устранения их недостатков, а именно - повышает устойчивость (сопротивляемость) бура к вытаскиванию из грунта при приложении вытягивающего усилия к нему, и одновременно решает задачу облегчения процесса введения и извлечения бура из грунта за счет творческого решения вопроса - в заявленном техническом решении удалось одновременно совместить в одном устройстве преимущества каждого из аналогов, при этом устранить и недостатки их свойств по отдельности, т.к. удалось одновременно усилить устойчивость бура в грунте и повысить технологичность его монтажа и демонтажа (легко вворачивается и выворачивается в грунт и из грунта). При этом устройство является несложным в изготовлении, более технологичным при эксплуатации по сравнению с аналогом «Грузинский якорь» [2], т.к. не требует многократного повторения процедуры вытаскивания автомобиля - заявленный бур не углубляется в грунт при воздействии тягового усилия лебедки, оставаясь на месте, а после вытаскивании застрявшего автомобиля легко извлекается из грунта. Таким образом, в заявленном техническом решении удалось совместить преимущества аналогов и одновременно устранить все их недостатки в одном простейшем устройстве.
Основываясь на вышеизложенном, можно сделать вывод, что заявленное техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень», предъявляемому к изобретениям, т.к. из известного уровня техники не выявлены технические решения, обладающие признаками, идентичными заявленным признакам формулы предполагаемого изобретения, обеспечивающие реализацию заявленных целей. При этом следует отметить достаточную оригинальность заявленного технического решения вследствие того, что заявленная совокупность признаков обеспечивает устранение недостатков, присущих как прототипу, так и другим подобным устройствам.
При этом также можно сделать вывод, что заявленное техническое решение не является очевидным для специалистов вследствие того, что оно (техническое решение) обеспечивает устранение приведенных заявителем в исследованном уровне техники существенных недостатков и препятствий к реализации поставленной задачи - создание устройства для вытаскивания автомобиля из грязи, обладающее преимуществами перед известными из уровня техники устройствами, для реализации указанной цели на дату подачи заявленного технического решения.
Заявленное техническое решение соответствует критерию «промышленная применимость», предъявляемому к изобретениям, т.к. реализовано в условиях лаборатории сварки Елабужского института (филиала) Казанского (Приволжского) федерального университета, прошло успешную апробацию и доказало заявленные преимущества при опытной эксплуатации в полевых условиях. Например, экспериментальная апробация заявленного технического решения по вытаскиванию автомобиля «Нива» показала его удобство и, главное, эффективность в эксплуатации, т.к. в условиях бездорожья обеспечило вытаскивание из грязи не только данного автомобиля «Нива», но и других автомобилей, застрявших в грязи в полевых условиях. При этом владельцы автомобилей проявили заинтересованность либо в приобретении такого простейшего и эффективного устройства при его наличии в продаже, либо в его заказе или изготовлении для собственных нужд в частном порядке в случае наличия эскизов.
Источники информации
[1] http://video-pro-koshak.ru/video/eHNiV19zZ082Tk0%3D.
[2] http://www.niva-faq.msk.ru/ekspluat/vne_asf/tehn_sr/lebedka/gray.htm.
[3] http://www.suzukovod.ru/showthread.php?=1942.