Фундаментный бур

Область техники
Полезная модель относится к строительству, в частности к технике для бурения скважин под возведение столбчатого или столбчато-ленточного фундамента.
Уровень техники
Наиболее близким техническим решением (прототип) является фундаментный бур (патент РФ №105659, опубликован 20.06.2011). Данный фундаментный бур содержит первую перекладину с закрепленными на ней с двух сторон рукоятками, штангу, накопитель со шнеком, тягу и пластину. Тяга с пластиной выполнены с обеспечением возможности отсоединения их от штанги. Пластина присоединена к штанге так, что угол наклона пластины относительно штанги можно изменять. В незафиксированном положении штанга и пластина имеют возможность вращаться относительно накопителя. Известный фундаментный бур предназначен для бурения скважин, а также скважин с расширенной нижней частью. Для расширения нижней части используют пластину, которая может формировать расширение в нижней части скважины полусферической формы.
Недостатком известного технического решения является неравномерность распределения нагрузки при работе пластины. Неравномерность возникает вследствие несимметричности сил при вращении пластины вокруг оси фундаментного бура. Это может приводить к отклонению оси фундаментного бура, и как следствие, может происходить разбивка скважины.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является исключение разбивки скважины при бурении.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в фундаментном буре, содержащем первую перекладину, штангу, вторую перекладину, накопитель, две пластины, две тяги, первый фиксатор, второй фиксатор, причем штанга состоит из первой секции и второй секции, первая секция и вторая секция расположены с обеспечением возможности их перемещения относительно друг друга и взаимной фиксации при помощи первых фиксаторов, первая секция выполнена в виде трубчатого элемента, внутри первой секции по крайней мере частично расположена вторая секция, первая секция соединена одним концом с первой перекладиной, а вторая секция соединена свободным концом с накопителем, пластины расположены с противоположных сторон от второй секции и соединены каждая с одним из концов соответствующей ей тяги, которая другим концом присоединена к первой секции и закреплена на второй секции с обеспечением возможности изменения угла ее наклона по отношению к штанге при перемещении первой секции относительно второй секции, вторая секция присоединена к накопителю и это присоединение второй секции к накопителю выполнено с обеспечением возможности поворота штанги относительно накопителя при незафиксированном втором фиксаторе и совместного вращения штанги и накопителя при зафиксированном втором фиксаторе.
Краткое описание чертежей
Полезная модель поясняется чертежом, на котором изображен общий вид изделия.
Раскрытие полезной модели
На чертеже обозначены: рукоятка 1, первая перекладина 2, первый фиксатор 3, первое отверстие 4, шарнир 5, тяга 6, пластина 7, стержень 8, накопитель 9, второе отверстие 10, шнек 11, второй фиксатор 12, вторая перекладина 13, загиб 14, второй элемент 15, первый элемент 16, вторая секция 17, первая секция 18, штанга 19.
Основными элементами устройства являются первая перекладина, штанга 2, две пластины 7, два стержня 8, две тяги 6 и накопитель 9, внутри которого расположен шнек 11.
Первая перекладина 2 обычно представляет собой полый пруток квадратного или прямоугольного профиля. На двух концах первой перекладины 2 размещены рукоятки 1. Длина первой перекладины 2 выполняется такой, чтобы обеспечивать ее удобное использование человеком.
Штанга 19 состоит из двух секций: первой секции 18 и второй секции 17.
Первая секция 18 штанги 19 обычно представляет собой полый пруток квадратного или прямоугольного профиля. Таким образом, первая секция 18 имеет четыре попарно-параллельных стороны. В первой секции 18 выполнено несколько первых отверстий 4. Причем оси первых отверстий 4 расположены ортогонально двум параллельным сторонам первой секции 18. Оси первых отверстий 4 обычно расположены в одной плоскости и смещены друг относительно друга на одинаковое расстояние. Все первые отверстия 4 удалены от концов первой секции 18 и располагаются ближе к ее середине. Первые отверстия 4 выполнены сквозными, то есть они проходят две параллельные стороны первой секции 18 насквозь.
Вторая секция 17 состоит из двух элементов: первого элемента 16 и второго элемента 15.
Первым элементом 16 является полый пруток с первыми отверстиями 4, выполненный аналогично первой секции 18. Отличием от первой секции 18 являются немного меньшие размеры профиля, которые обеспечивают возможность такой установки первого элемента 16 внутри (или частично внутри) первой секции 18, что вторую секцию 17 и первую секцию 18 можно продольно смещать друг относительно друга. При этом любые другие их относительные смещения исключены. Таким образом, один торец первого элемента 16 всегда находится внутри первой секции 18 и может смещаться вдоль первой секции 18 вместе с первым элементом 16.
Второй элемент 15 выполнен, например, в форме прямоугольной пластины. Второй элемент 15 присоединен (например, приварен) к торцу первого элемента 16, расположенному снаружи первой секции 18. Соединение осуществлено так, что в целом вторая секция 17 имеет Т-образную форму. Второй элемент 15 снабжен двумя вторыми отверстиями 10, расположенными с разных сторон от первого элемента 16. Оси вторых отверстий 10 расположены параллельно первому элементу 16.
Таким образом, штанга 19 представляет собой соединение первой секции 18 и второй секции 17. Соединение выполнено так, что с одного из концов первой секции 18 в нее вставлена вторая секция 17 своим торцом, противоположным второму элементу 15. В совокупности штанга 19 имеет Т-образную форму, и вторая секция 17 может смещаться вдоль первой секции 18. Первые отверстия 4 в первой секции 18 и второй секции 17 выполнены с обеспечением возможности фиксировать штангу 19 при нескольких разных смещениях первой секции 18 относительно второй секции 17. Фиксирование производят путем вставления в совмещенные первое отверстие 4 первой секции 18 и первое отверстие 4 второй секции 17 первого фиксатора 3.
К другому концу штанги 19 неподвижно прикреплена первая перекладина 2. Первая перекладина 2 расположена перпендикулярно штанге 19, и рукоятки 1 расположены на одинаковом расстоянии с разных сторон от штанги 19.
Пластина 7 по форме выполнена в виде прямоугольника с двумя срезанными углами, прилежащими к одной стороне. На стороне со срезанными углами выполнен загиб 14. Загиб 14 представляет собой часть пластины 7, отогнутую перпендикулярно или под углом к остальной части.
К пластине 7 неподвижно присоединен стержень 8. Стержень 8 представляет собой пруток, например, прямоугольного сечения. Стержень 8 расположен параллельно пластине 7 так, что одна его часть находится в области пластины 7, а другая выходит за ее предел. Стержень 8 обычно расположен перпендикулярно стороне пластины 7, противоположной срезанным углам.
Тяга 6 также выполнена в виде прутка, например, прямоугольного сечения. Тяга 6 обычно имеет длину, превышающую длину стержня 8.
Стержень 8 одним своим концом, расположенным вне пластины 7, с помощью шарнира 5 присоединен ко второй секции 17 штанги 19. Другим концом стержень 8 присоединен с помощью шарнира 5 к одному из концов тяги 6. Тяга 6 в свою очередь своим другим концом с помощью шарнира 5 присоединена к первой секции 18 штанги 19.
Аналогичным образом на другой стороне штанги 19 выполнена такая же конструкция из пластины 7, стержня 8 и тяги 6.
Накопитель 9 состоит из цилиндрической части, внутри которой размещен шнек 11, и диаметрально расположенной относительно нее второй перекладины 13. Вторая перекладина 13 снабжена двумя вторыми отверстиями 10, которые расположены симметрично относительно середины второй перекладины 13. Расстояние между вторыми отверстиями 10 второй перекладины 13 такое же, как и расстояние между вторыми отверстиями 10 второй секции 17 штанги 19.
Накопитель 9 соединен со свободным концом второй секцией 17 штанги 19. Соединение выполнено так, что штанга 19 располагается по оси накопителя 9. Соединение выполнено с обеспечением возможности вращения штанги 19 вокруг оси накопителя 9, а второй элемент 15 расположен параллельно второй перекладине 13 и в частном случае прилегает к ней. Вторые отверстия 10 во второй перекладине 13 накопителя 9 и вторые отверстия 10 во второй секции 17 штанги 19 выполнены с обеспечением возможности совмещаться при определенном повороте штанги 19 относительно накопителя 9. При их совмещении для фиксирования данного положения штанги 19 и накопителя 9 в них вставляют вторые фиксаторы 12.
Осуществление полезной модели
В случае использования указанных выше элементов и средств полезная модель реализуется следующим образом.
Изделие используют для бурения скважин под фундамент. При этом изделие предназначено для ручного использования. Стандартное положение при использовании изделия таково, что ось накопителя 9 и штанга 19 расположены вертикально, то есть их положения совпадают с направлением действия силы тяжести.
Изделие может быть использовано при разном положении пластин 7. При незафиксированном положении первой секции 18 штанги 19 относительно второй секции 17 штанги 19 длину штанги 19 можно изменять, при этом изменяется положение пластин 7. При сдвиге первой секции 18 в сторону накопителя 9 до крайнего положения пластины 7 занимают горизонтальное положение. В этом положении все точки (или по крайней мере большая часть точек) пластин 7 удалены от штанги 19 на расстояние, большее радиуса накопителя 9. Данное положение может быть зафиксировано путем вставления первого фиксатора 3 в соответствующие первые отверстия 4 первой секции 18 и второй секции 17 штанги 19. При сдвиге первой секции 18 от накопителя 9, тяги 6 сдвигаются вместе с первой секцией 18. За счет этого происходит поворот каждого стержня 8 вокруг оси шарнира 5, который соединяет стержень 8 и вторую секцию 17 штанги 19. Таким образом, пластины 7, которые неподвижно соединены со стержнями 8 (каждая со своим), также поворачиваются вокруг осей соответствующих шарниров 5. При фиксировании первой секции 18 в другом крайнем положении, когда первая секция 18 максимально удалена от накопителя 9, положение пластин 7 максимально отлично от горизонтального и они максимально близко расположены к штанге 19. В этом положении пластин 7 расстояние от штанги 19 до максимально удаленных точек пластин 7 меньше радиуса накопителя 9. Между двумя крайними положениями существует еще несколько фиксирующихся положений, при которых изменяется угол наклона пластин 7 от горизонтального положения.
Предварительно перед работой изделия выполняют небольшое углубление, в котором размещают накопитель 9. Причем остальная часть изделия находится вне углубления. При этом изделие установлено в крайнее положение, когда пластины 7 максимально приближены к штанге 19. Пользователь, держась за рукоятки 1, воздействует на первую перекладину 2, поворачивая изделие вокруг оси накопителя 9 и сообщая некоторую силу по оси вниз. Шнек 11 при этом начинает работать и поднимает грунт, который накапливается в накопителе 9. При заполнении накопителя 9 устройство вынимают из углубления и освобождают от накопившегося грунта. После этого операцию повторяют до тех пор, пока не получат скважину необходимой глубины.
После получения скважины, при необходимости, можно выполнить расширение в ее нижней части. Для этого изделие вынимают из скважины, вынимают вторые фиксаторы 12, что позволяет штанге 19 с пластинами 7 вращаться независимо от накопителя 9. После этого изделие возвращают в скважину и снимают первые фиксаторы 3. В таком состоянии, воздействуя на первую перекладину 2, смещают первую секцию 18 штанги 19 вниз. За счет этого происходит поворот пластин 7, которые расширяют скважину в нижней части. Проворачивая пластины 7 вокруг оси накопителя 9 в таком положении, формируют расширение по всему периметру скважины. Далее пластины 7 возвращают в исходное положение и вынимают изделие из скважины, освобождая накопитель. Следующим шагом повторяют подобную операцию при большем повороте пластин 7 от исходного положения. Окончательная операция выполняется при горизонтальном положении пластин 7.
В конечном счете формируют скважину необходимой глубины с расширением в ее нижней части. Расширение имеет форму, близкую к полусфере.
Наличие у изделия двух пластин 7, расположенных диаметрально противоположно, позволяет уравновешивать силы, которые возникают с двух сторон, где расположены пластины 7, работающие при расширении скважины.
Таким образом, выполнение изделия описанным выше образом обеспечивает исключение возможности разбивки скважины при бурении.