Узел крепления рукоятки ледобура и ледобур, содержащий указанный узел
ICE DRILL HANDLE ATTACHMENT ASSEMBLY AND ICE DRILL CONTAINING SAID ASSEMBLY

Изобретение относится к принадлежностям для подледного лова рыбы, а именно к ледобурам, и используется для бурения лунок во льду для рыбной ловли, но также может использоваться для выполнения отверстий во льду для других целей.
Известен ледовый бур по патенту РФ №2483536 (МПК A01K 97/01, B25G 3/38, F25C 5/02, опубликован 10.06.2013), включающий бурильную штангу (шнек) с бурильно-режущей головкой, смонтированной на её нижнем конце, и рукоятку с закрепленным на ней запирающим штифтом. Рукоятка установлена во втулку, смонтированную перпендикулярно по отношению к оси шнека, и может находится в разложенном рабочем и сложенном транспортном положении. Перевод рукоятки из одного положения в другое осуществляют посредством кулачкового механизма, который при помощи пружинного элемента прижимается и управляется подвижным элементом (барашком) для перехода из одного положения в другое и обратно.
Узел крепления рукоятки известного ледобура имеет сложную конструкцию и низкую надежность кулачкового механизма, связанную с истиранием поверхностей и изменением геометрии, которые приводят к появлению люфта, ненадежной фиксации элементов в требуемом положении, вероятности расфиксации конструкции. Кроме того, положение подвижного элемента (барашка) может быть случайно изменено во время эксплуатации при зацеплении зимней одеждой во время бурения лунок.
В качестве ближайшего аналога выбран ледобур по патенту РФ №2647503 (МПК A01K 97/00, опубликован 16.03.2018), содержащий узел крепления рукоятки, который включает первую втулку с выемкой на торцевой стороне для первого штифта рукоятки, вторую втулку с двумя симметричными плоскими боковыми поверхностями, выполненными на часть длины второй втулки и имеющими дугообразные выемки с образованием упоров, при этом, вторая втулка частично охватывает первую втулку и связана с ней при помощи шпильки, закрепленной на торце рукоятки, гайки и второго штифта, проходящего через паз во второй втулке и отверстие в шпильке, пружину, установленную на шпильке между первой и второй втулками, и вилкообразный рычаг, охватывающий вторую втулку в области плоских боковых поверхностей и шарнирно закрепленный на ней при помощи второго штифта. Вилкообразный рычаг в области закрепления вторым штифтом имеет криволинейную поверхность с сопряженными участками разного радиуса, с возможностью попеременного совмещения указанных участков с дугообразными выемками, выполненными на симметричных плоских боковых поверхностях.
Если выполнять детали узла крепления рукоятки известного ледобура к шнеку из пластика или иных полимерных материалов, то со временем, в процессе использования трущиеся части истираются, появляется люфт деталей и снижается надежность фиксации частей ледобура в выбранном положении. Для того, чтобы избежать истирание трущихся поверхностей и нарушение геометрии деталей, которые приводят к появлению люфта, ненадежной фиксации элементов в требуемом положении и снижению надежности кулачкового механизма, целесообразно выполнять эти детали из металла. Однако полностью металлические детали характеризуются большим весом, высокой материалоемкостью, сложностью изготовления, а кроме того, использование ледобура с металлическими деталями в условиях низких температур может вызвать дискомфорт пользователя.
В отличии от известных решений предлагается выполнять из металла только те элементы узла крепления рукоятки, которые подвергаются трению в процессе использования при переводе рукоятки из транспортного положения в рабочее и обратно.
Достигаемый технический результат при этом заключается в повышении надежности узла крепления рукоятки в сравнении с подобными конструкциями, выполненными из других материалов, а также в повышении удобства использования и простоты изготовления в сравнении с узлами с полностью металлическими деталями.
Заявленный технический результат достигается тем, что в узле крепления рукоятки ледобура, который включает первую втулку, вторую втулку с двумя симметричными плоскими боковыми поверхностями, частично охватывающую первую втулку и связанную с ней, внутренняя поверхность второй втулки имеет металлический участок. Первая втулка выполнена с выемкой на торцевой стороне для первого штифта рукоятки, симметричные плоские боковые поверхности второй втулки выполнены на часть её длины и имеют дугообразные выемки с образованием упоров. Вторая связана с первой втулкой при помощи шпильки, закрепленной на торце рукоятки, блокирующего элемента и второго штифта, проходящего через паз во второй втулке и отверстие в шпильке, на шпильке между первой и второй втулками установлена пружина. В области плоских боковых поверхностей второй втулки установлен вилкообразный рычаг, охватывающий вторую втулку и шарнирно закрепленный на ней при помощи второго штифта, при этом вилкообразный рычаг в области закрепления вторым штифтом имеет кулачковую поверхность с криволинейными сопряженными участками разного радиуса, с возможностью попеременного совмещения указанных участков с дугообразными выемками, выполненными на симметричных плоских боковых поверхностях. Внутренняя поверхность второй втулки (7) имеет металлический участок (19).
Паз для второго штифта во второй втулке выполнен удлиненной овальной формы, ориентированным вдоль оси втулки, а металлический участок внутренней поверхности второй втулки выполнен с элементом, препятствующим продольному сдвигу и вращению указанного участка относительно оси втулки, который может быть выполнен, в частности, в виде выступа или выемки. Вилкообразный рычаг может быть выполнен из металла и по меньшей мере частично содержать оболочку из полимерного материала.
Заявленный ледобур включает рукоятку и шнек, винтовую лопасть, выполненную на шнеке от его нижнего конца к средней части, бурильную головку, присоединяемую к шнеку на его нижнем конце, и, хотя бы один, режущий нож, закрепленный бурильной головке, при этом рукоятка подвижно закреплена к шнеку посредством заявленного узла крепления. Бурильная головка может быть присоединена к шнеку на его нижнем конце как посредством разъемного соединения, так и неразъемного соединения.
Техническое решение поясняется с помощью фигур, на которых условно представлен один из возможных вариантов осуществления. Тем не менее, следует понимать, что представленный вариант осуществления приведен исключительно в качестве примера, который может быть осуществлен в различных формах. Фигуры необязательно приведены в масштабе, и некоторые признаки могут быть увеличены или уменьшены с целью изображения деталей конкретных элементов. Конкретные конструкционные и функциональные особенности, изложенные в настоящем описании, не могут быть истолкованы как ограничивающие, и приведены лишь в качестве наглядного примера для понимания специалистом в данной области техники вариантов возможного осуществления раскрытой сущности технического решения.
На фиг. 1 схематично изображен ледобур с узлом крепления рукоятки в рабочем положении.
На фиг. 2 изображен узел крепления рукоятки ледобура с вилкообразным рычагом схематично в разрезе: позиция а) - положение вилкообразного рычага в рабочем состоянии ледобура, вилкообразный рычаг внизу; б) - нейтральное положение вилкообразного рычага для изменения положения рукоятки, рычаг горизонтально; в) положение вилкообразного рычага ледобура в транспортном состоянии, вилкообразный рычаг внизу.
На фиг. 3 схематично показан вилкообразный рычаг: позиция а) - вид сбоку; б) - вид сверху.
На фиг. 4 изображен вид сбоку с частичным разрезом на вторую втулку с изображением одной из двух симметричных плоских боковых поверхностей.
На фиг. 5 изображена первая втулка с выемкой для запирающего штифта.
На фиг. 6 изображен общий вид второй втулки с частичным разрезом.
На фиг. 7 схематично изображен ледобур с узлом крепления рукоятки в транспортном положении.
На фиг.8. схематично показан общий вид вилкообразного рычага с оболочкой.
На фигурах обозначены: 1 – ледобур, 2 – рукоятка, 3 – первый штифт, 4 - шнек, 5 – первая втулка, 6 - выемка для первого штифта (3), 7 - вторая втулка, 8 – шпилька, 9 – блокирующий элемент, 10 – пружина, 11 - второй штифт, 12 – паз второй втулки (7), 13 - отверстие в шпильке (8), 14 - вилкообразный рычаг с упорами 14а, 14б и 14в для ограничения хода вилкообразного рычага (14), 15 - симметричные плоские боковые поверхности, 16 – кулачковая поверхность с криволинейными сопряженными участками (16а, 16б и 16в) разного радиуса, 17 – дугообразные выемки, 18 – упоры, 19 – металлический участок внутренней поверхности второй втулки (7), 20 – элемент, препятствующий продольному сдвигу и вращению металлического участка (19) второй втулки (7), 21 – отверстие в вилкообразном рычаге (14) для второго штифта (11), 22 – бурильная головка, 23 -нож, 24 – винтовая лопасть шнека (4), 25 - оболочка вилкообразного рычага (14).
Узел крепления рукоятки ледобура (1) включает первую втулку (5), вторую втулку (7), частично охватывающую первую втулку (5) и связанную с ней при помощи шпильки (8) и штифта (11), пружину (10), установленную на шпильке (8) между первой (5) и второй (7) втулками, и вилкообразный рычаг (14).
Первая втулка (5) установлена перпендикулярно по отношению к оси шнека (4), содержит выемку (6) для первого штифта (3), который может быть закрыт сверху декоративным колпачком. Рукоятка (2), на которой закреплен первый штифт (3), установлена в первой втулке (5). На торце рукоятки (2) закреплена шпилька (8). Шпилька (8) может быть закреплена посредством штифта (3) и/или сварного соединения или иным способом, обеспечивающим жесткое соединение. Вторая втулка (7) частично охватывает первую втулку (5) и связана с ней при помощи шпильки (8), второго штифта (11), проходящего через паз (12) во второй втулке (7) и отверстие (13) в шпильке (8), а также блокирующего элемента (9). На фигурах блокирующий элемент (9) представлен в виде гайки. Однако возможна и иная реализация данного элемента, например, в виде болта, закрепляемого на конце шпильки (8) вкручиванием в отверстие с внутренней резьбой. На шпильке (8) между первой (5) и второй (7) втулками установлена пружина (10). Второй штифт (11) может перемещаться в пазе (12), что позволяет перевести круговое движение рычага (14) в поступательное движение второй втулки (7) за счёт удлиненной формы паза (12), взаимодействия кулачковой поверхности (16) вилкообразного рычага (14) и дугообразных выемок (17) и упоров (18) второй втулки (7) и сжатия-возврата пружины (10).
Внутренняя поверхность второй втулки (7) имеет металлический участок (19), по меньшей мере, в тех местах, где элементы узла крепления рукоятки (2) подвергаются нагрузкам, в частности, сжатию и трению в процессе использования при переводе рукоятки (2) из транспортного положения в рабочее и обратно. Это позволяет избежать истирание трущихся поверхностей и нарушение геометрии деталей, которые приводят к появлению люфта, ненадежной фиксации элементов в требуемом положении и снижению надежности работы узла. Предпочтительно, металлический участок (19) внутренней поверхности второй втулки (7) выполнен в месте расположения дугообразных выемок (17) и упоров (18). Следует отметить, что металлический участок (19) внутренней поверхности второй втулки (7) может быть выполнен, не только в области дугообразных выемок (17) и упоров (18), но и, например, от выемок (17) до места взаимодействия с пружиной (10), для исключения износа под воздействием металлической пружины, или паза (12), для взаимодействия со штифтом (11), а также и по всей внутренней поверхности второй втулки (7). Металлический участок (19) внутренней поверхности второй втулки (7) для надежного скрепления с телом самой второй втулки (7) может выполнен с элементом (20), препятствующим продольному сдвигу и вращению указанного участка относительно оси втулки. Указанный элемент (20) может быть выполнен, в частности, в виде одного или нескольких выступов, или одной или нескольких выемок, как кольцевых, так и радиальных, как представлено на фиг.6. Указанная конструкция второй втулки (7) может быть получена, например, путем изготовления металлической детали литьем или механической обработкой, которую в дальнейшем в пресс-форме покрывают слоем полимерного материала. Такая конструкция обеспечивает жесткость тех мест в узле крепления рукоятки (2), которые подвергаются нагрузкам, в частности, сжатию и трению в процессе эксплуатации.
На внешней поверхности второй втулки выполнены две симметричные плоские боковые поверхности (15). Указанные плоские боковые поверхности (15) выполнены на часть длины второй втулки (7) со стороны соединения с вилкообразным рычагом (14) таким образом, что паз (12), в котором размещен штифт (11), соединяющий шпильку (8), вторую втулку (7) и вилкообразный рычаг (14), выполнен перпендикулярно плоскости поверхностей (15) и проходит через них. Плоские боковые поверхности (15) со стороны, противоположной торцевой части второй втулки (7), имеют дугообразные выемки (17), образующие упоры (18).
Вилкообразный рычаг (14) в области закрепления вторым штифтом (11) имеет кулачковую поверхность (16) с криволинейными сопряженными участками (16а, 16б и 16в) разного радиуса, с возможностью попеременного совмещения указанных участков (16а, 16б и 16в) с дугообразными выемками (17), выполненными на симметричных плоских боковых поверхностях (15). Участок 16а имеет наибольший радиус от центра отверстия (21) вилкообразного рычага (14), 16б – наименьший радиус, а 16в – радиус в диапазоне между 16а и 16б. Также на вилкообразном рычаге (14) выполнены упоры (14а, 14б, 14в) для ограничения его хода.
Вилкообразный рычаг (14) также выполняют из металла, по меньшей мере, в части кулачковой поверхности (16) и упоров (14а, 14б, 14в), взаимодействующих с металлическим участком (19) внутренней поверхности второй втулки (7) в области дугообразных выемок (17) и упорами (18). В области, где пользователь в процессе эксплуатации взаимодействует с вилкообразным рычагом (14), он, предпочтительно, содержит оболочку (25) из полимерного материала для повышения комфорта и снижения холодового воздействия от металлических деталей.
Заявленный ледобур (1) содержит шнек (4) и рукоятку (2), подвижно закрепленную к шнеку (4) посредством заявленного узла крепления.
Рукоятка (2) и шнек (4) ледобура (1) могут быть выполнены из металла или композитных материалов. Для удобства использования рукоятка (2) и шнек (4) в местах, которые предназначены для удержания пользователем во время использования и/или транспортировки могут быть покрыты пластиком, резиной или полимерными материалами.
Шнек (4) можно привести во вращение вокруг собственной оси для бурения льда путём вращения коленчатой рукоятки (2). На нижнем конце шнека (4) расположена бурильная головка (22), неподвижно соединенная со шнеком (4), которая вращается вместе с ним, при приведении шнека (4) по вращение. Один или несколько режущих ножей (23) прикреплены к бурильной головке (22) для бурения льда во время вращения шнека (4) с бурильной головкой (22). Винтовая лопасть (24) шнека (4) служит для подъема дробленого льда, образующегося во время бурения, вверх от бурильной головки (22).
Заявленное изобретение осуществляют следующим образом: перевод рукоятки (2) ледобура (1) из транспортного в рабочее положение и обратно происходит путем перевода вилкообразного рычага (14) в три последовательно связанные положения.
Транспортное положение
Для перевода и фиксации ледобура (1) в транспортное положение вилкообразный рычага (14) переводят в нейтральное положение (см. фиг. 2б), рычаг в горизонтальном положении, при этом кулачковая поверхность (16) взаимодействует с дугообразными выемками (17) участком (16б) наименьшего радиуса, второй штифт (11) перемещается в пазе (12) в направлении к первой втулки (5). Движение ограничивается сопряжением упоров (14в) и плечиков-упоров (18) второй втулки (7). Происходит разжатие пружины (10) и осевое перемещение второй втулки (7), в результате чего между первой втулкой (5) и второй втулкой (7) появляется зазор, позволяющий первому штифту (3), связанному с рукояткой (2), выйти из выемки (6) первой втулки (5) и освободить ось вращения для поворота рукоятки (2). После поворота рукоятки (2) в транспортное положение в плоскости, перпендикулярной оси втулок (5 и 7), ее фиксируют поворотом вилкообразного рычага (14) (см. фиг. 2в) вниз до сопряжения упора (14б) вилкообразного рычага (14) с плечиком-упором (18) второй втулки (7). Так как рукоятка (2), как правило, в транспортном положении не поворачивается полностью в одну плоскость со шнеком (4) из-за ограничения её положения шнеком (4), выемка (6) выполнена такой формы и размеров, чтобы первый штифт (3) попал в указанную выемку (6) при переводе вилкообразного рычага (14) вниз и взаимодействии кулачковой поверхности (16) с дугообразными выемками (17) участком (16в) среднего радиуса. В результате этого первый штифт (3), смонтированный на рукоятке (2), становится не жестко замкнут в выемке (6) первой втулки (5). Ледобур (1) готов к транспортировке.
Рабочее положение:
Для фиксации рукоятки (2) ледобура (1) в рабочем положении вилкообразный рычаг (14) переводят в нейтральное положение (см. фиг. 2б), рычаг в горизонтальном положении, при этом кулачковая поверхность (16) взаимодействует с дугообразными выемками (17) участком (16б) наименьшего радиуса, второй штифт (11) перемещается в пазе (12) в направлении к первой втулке (5). Движение ограничивается сопряжением упоров (14в) и плечиков-упоров (18) второй втулки (7). Происходит разжатие пружины (10) и осевое перемещение второй втулки (7), в результате чего между первой втулкой (5) и второй втулкой (7) появляется зазор, позволяющий первому штифту (3), связанному с рукояткой (2), выйти из выемки (6) первой втулки (5) и освободить ось вращения для поворота рукоятки (2). После поворота рукоятки (2) в рабочее положение в плоскости, перпендикулярной оси втулок (5 и 7), ее фиксируют поворотом вилкообразного рычага (14) (см. фиг. 2а) вниз до сопряжения упора (14а) вилкообразного рычага (14) с плечиком-упором (18) второй втулки (7). При этом, за счет поворота кулачковой поверхности (16), расположенной на вилке рычага (14), и сопряжения её участка (16а) наибольшего радиуса с дугообразными выемками (17), второй штифт (11) перемещается в пазе (12) в направлении от первой втулки (5), происходит сжатие пружины (10) и осевое перемещение второй втулки (7). В результате этого первый штифт (3), смонтированный на рукоятке (2), становится жестко замкнут в выемке (6) первой втулки (5). Ледобур (1) готов к работе.
Так как вилкообразный рычаг (14) с кулачковой поверхностью (16) переводит круговое движение рычага (14) в поступательное движение второй втулки (7), то исключается возможность случайного, неконтролируемого поворота и изменения положения рукоятки во время работы ледобура. Это объясняется тем, что ход работы ледобура (1) находится в плоскости, параллельной оси второй втулки (7), что исключает случайный поворот рычага (14), так как для изменения его положения необходимо целенаправленно повернуть - поднять, а это движение никак не может произойти случайно.
При сверлении лунок во льду ледобур работает стабильно и равномерно, так как второй штифт (11) проходит не только через паз (12) во второй втулке (7), но и через отверстие (13) в жестко закрепленной шпильке (8), конструкция становится более надежной и долговечной, способной выдержать большую нагрузку. Предлагаемая конструкция характеризуется высокой надежностью в сравнении с известными решениями, в ней практически исключено появление люфта, так как те части конструкции, которые в процессе эксплуатации подвергаются нагрузкам при переводе рукоятки (2) в нужное положение, выполнены из металла, а упоры (14а, 14б, 14в) на вилкообразном рычаге (14) являются еще дополнительными стопорными элементами конструкции, предотвращающими любое не планируемое изменение положения второй втулки (7) относительно первого штифта (3). Фиксация вилкообразного рычага (14) происходит не просто путем его поворота, а изначально путем перевода в другую плоскость и уже потом его окончательной фиксацией в нужном положении в упорах (14а, 14б, 14в) с помощью плечиков-упоров (18), выполненных на дугообразных выемках (17) симметричных плоских боковых поверхностей (15).
Использование металлического участка только на внутренней поверхности второй втулки (7) позволяет получить надежное взаимодействие и долговечность конструкции узла крепления рукоятки, повысить удобство использования и упростить изготовление в сравнении с узлами с полностью металлическими деталями.
Узел крепления рукоятки ледобура может быть изготовлен любым известным из уровня техники способом и использоваться в ледобурах для бурения лунок во льду для рыбной ловли, а также для выполнения отверстий во льду для других целей. Представленные фигуры и описание конструкции не исчерпывают возможные варианты исполнения и не ограничивают каким-либо образом объем заявляемого технического решения. Возможны иные варианты исполнения в объеме заявляемой формулы.