Ледобур
ICE SCREW PITON

Изобретение относится к оборудованию для подледной рыбалки, а именно к ледобурам, и используется для образования лунок во льду на разных видах водоемов для рыбной ловли, но также может использоваться для выполнения отверстий во льду для других целей.
Известен ледобур, содержащий закрепленный на оси шнек с режущей головкой и коловорот, соединенный с осью шнека шарнирно с помощью замка, при этом замок имеет корпус и крышку с прямоугольными основаниями и тремя боковыми гранями, основание корпуса жестко связано с осью шнека, а основание крышки жестко связано с коловоротом, по краям противолежащих боковых граней корпуса и крышки выполнены отверстия, в которые установлена ось замка, а средние боковые грани корпуса и крышки имеют зажим. См. свидетельство на полезную модель №38534, МПК А01K 75/00 - аналог. Зажим выполнен в виде болта, прикрепленного к средней боковой грани корпуса, входящего в паз средней боковой грани крышки и затянутого гайкой. Кромки оснований со стороны оси замка имеют упоры, ограничивающие поворот крышки относительно корпуса.
К недостаткам прототипа можно отнести неудобство и сложность в процессе работы конструкции, при переводе из рабочего в транспортное положение, наличие трущихся деталей.
Известен ледовый бур, см. патент №2483536 - протитип, включающий бурильную штангу (шнек) и бурильную-режущую головку с ножами-пластинами, смонтированную на ее нижнем конце, а на верхнем конце смонтирована рукоятка с закрепленным на ней запирающим штифтом, установленная в перпендикулярно смонтированную по отношению к оси шнека втулку с выемкой для запирающего штифта рукоятки, и кулачковый механизм, содержащий резьбовое соединение с пружиной, связывающий рукоятку со втулкой оси шнека и с регулировочной втулкой рукоятку для ледового бура, содержащую стержень рукоятки и соединительное устройство, выполненное с возможностью шарнирного соединения стержня для обеспечения поворота рукоятки посредством соединительного устройства между разложенным рабочим положением и сложенным положением для транспортировки и хранения, при этом соединительное устройство содержит: первую соединительную часть - втулку, неподвижно соединенную резьбовым соединением с нижней частью стержня рукоятки; вторую соединительную часть, неподвижно соединенную с верхней частью стержня рукоятки и размещенную с возможностью вращения в первой соединительной части; фиксирующий - кулачковый механизм, управляемый для перехода между нефиксирующим положением, в котором обеспечено вращение второй соединительной части относительно первой соединительной части, и фиксирующим положением, в котором предотвращается вращение второй соединительной части относительно первой соединительной части, при этом соединительное устройство содержит запирающий элемент - штифт, прикрепленный ко второй соединительной части и выступающий из нее радиально, причем запирающий элемент - штифт выполнен с возможностью сопровождения второй соединительной части во время ее вращения и смещения по оси, причем данный запирающий элемент-штифт выполнен с возможностью размещения в пазе - выемке в первом конце первой соединительной части, когда верхняя часть стержня рукоятки находится в упомянутом разложенном рабочем положении; фиксирующий - кулачковый механизм, при помощи пружинного элемента прижимается и управляется подвижным элементом (барашком) для перехода из нефиксирующего положения в фиксирующее положение и обратно, причем фиксирующий - кулачковый механизм выполнен с возможностью предотвращения в фиксирующем положении взаимного осевого смещения между второй соединительной частью и первой соединительной частью, чтобы запирающий элемент-штифт при этом удерживался в упомянутом пазе-выемке, не допуская взаимного вращения между упомянутыми соединительными частями, и выполнен с возможностью обеспечения в своем нефиксирующем положении взаимного смещения по оси между второй соединительной частью и первой соединительной частью для обеспечения запирающему элементу - штифту выхода из упомянутого паза-выемки, для обеспечения взаимного вращения между упомянутыми соединительными частями.
К недостаткам можно отнести сложность конструкции фиксирующего - кулачкового механизма и низкую ненадежность работы запирающего механизма, связанную с истиранием поверхностей и изменением геометрии, приводящих к появлению люфта, ненадежной фиксации элементов в требуемом положении, способствующих расфиксации конструкции.
Также к недостаткам можно отнести нежелательное изменение положения подвижного элемента (барашка), его положения во время эксплуатации при случайном зацеплении зимней одеждой во время бурения лунок.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является устранение недостатков прототипа, в частности создание надежной и простой конструкции ледового бура, обеспечивающей устойчивые эргономические характеристики при снижении себестоимости.
Поставленный технический результат достигается использованием сочетания известных, общих с прототипом признаков, включающих рукоятку с закрепленным на ней запирающим штифтом, установленную в перпендикулярно смонтированную по отношению к оси шнека втулку с выемкой для запирающего штифта рукоятки и кулачковый механизм, содержащий резьбовое соединение с пружиной, связывающий рукоятку со втулкой оси шнека и с регулировочной втулкой, и новых признаков, заключающихся в том, что регулировочная втулка связана с перпендикулярно смонтированной по отношению к оси шнека втулкой при помощи жестко и соосно закрепленной на торце рукоятки, резьбовой шпильки с прижимной гайкой и дополнительного штифта, проходящего через отверстие в регулировочной втулке и отверстие в шпильке, снабжена смонтированным на ее крае вилкообразным рычагом управления, охватывающим регулировочную втулку по лыскам, выполненным с двух ее сторон и шарнирно закрепленным на ней при помощи дополнительного штифта, при этом кулачковый механизм выполнен с двух сторон торца вилкообразного рычага управления в виде эксцентрика, контактно связанного с эквидистантными по форме регулировочными выемками, выполненными на торцовых сторонах-сегментах лысок.
Отверстие для дополнительного штифта в регулировочной втулке на лысках выполнено сквозным, удлиненной овальной формы, ориентированным вдоль поперечной оси втулки.
Отверстие для дополнительного штифта в резьбовой шпильке выполнено сквозным, удлиненной овальной формы, ориентированным вдоль поперечной оси шпильки.
Эксцентрик на каждой стороне торца вилкообразного рычага управления выполнен эквидистантно геометрии кулачка на сторонах-сегментах лысок, в виде трех выпуклых последовательно расположенных сопряженных радиусных поверхностей - первая без смещения центра радиуса от центра отверстия для дополнительного штифта, вторая с большим смещением, третья с меньшим смещением.
Лыски на регулировочной втулке выполнены с двух ее сторон перпендикулярно оси дополнительного штифта параллельно друг другу и расположены на дальнем ее конце от оси шнека.
Рычаг управления смонтирован на лысках втулки с возможностью вращения вокруг оси дополнительного штифта, в плоскости, параллельной оси регулировочной втулки.
Регулировочные выемки на торцовых сторонах-сегментах выполнены с плечиками-упорами по краям.
Новизной предложенного технического решения является взаимосвязь регулировочной втулки с перпендикулярно смонтированной по отношению к оси шнека втулкой при помощи жестко и соосно закрепленной на торце рукоятки, резьбовой шпильки с прижимной гайкой и дополнительного штифта, проходящего через отверстие в регулировочной втулке и отверстие в шпильке, снабжена смонтированным на ее крае вилкообразным рычагом управления, охватывающим регулировочную втулку по лыскам, выполненным с двух ее сторон и шарнирно закрепленным на ней при помощи дополнительного штифта, при этом кулачковый механизм выполнен с двух сторон торца вилкообразного рычага управления в виде эксцентрика, контактно связанного с эквидистантными по форме регулировочными выемками, выполненными на торцовых сторонах-сегментах лысок.
Так взаимосвязь регулировочной втулки с перпендикулярно смонтированной по отношению к оси шнека втулкой при помощи жестко и соосно закрепленной на торце рукоятки, резьбовой шпильки с прижимной гайкой и дополнительного штифта, проходящего через отверстие в регулировочной втулке, упрощает конструкцию и обеспечивает надежность работы при приведении ледобура в рабочее и транспортное положения.
Взаимосвязь дополнительного штифта, проходящего через отверстие в регулировочной втулке и отверстие в шпильке, со смонтированным на ее крае вилкообразным рычагом управления, охватывающим регулировочную втулку по лыскам, выполненным с двух ее сторон и шарнирно закрепленным на ней, позволяет зафиксировать положение рычага управления в строго заданном положении и предотвртить его случайное смещение как при износе и ослаблении соединения, так и при случайном зацеплении зимней одеждой во время бурения лунок.
Выполнение кулачкового механизма с двух сторон торца вилкообразного рычага управления в виде эксцентрика, контактно связанного с эквидистантными по форме регулировочными выемками, выполненными на торцовых сторонах-сегментах лысок, позволяет просто и надежно переводить механизм из одного положения в другое - из закрытого в нейтральное, из нейтрального в рабочее и наоборот.
Выполнение отверстия для дополнительного штифта в регулировочной втулке на лысках сквозным, удлиненной овальной формы, ориентированным вдоль поперечной оси втулки позволяет изменить направление хода работы рычага управления с плоскости, перпендикулярной оси втулки, на плоскость, параллельную оси втулки, и перевести круговое движение рычага в поступательное движение регулируемой втулки - в предложенном ледобуре путем поворота рычага управления, обеспечивая перемещение и возможность свободного хода регулировочной втулки для изменения положения рычага управлении поступательно, за счет удлиненной овальной формы отверстия и взаимодействия геометрии поверхности эксцентриков на вилкообразном рычаге и сегментах регулировочной втулки, обеспечивает четкую фиксацию рабочих положений механизма и предотвращает расфиксацию конструкции. Также обеспечить надежность конструкции во время эксплуатации, поскольку исключает возможность возникновения люфта, приводящего к вибрации между рукояткой и осью шнека во время бурения льда, также обеспечивает лучшие эргономические свойства конструкции, так как исключает возможность ее расфиксации, поскольку даже при ослаблении прижима конструкция будет защищена от случайного поворота, так как вилкообразный рычаг управления случайно не повернется, поскольку его ход работы осуществляется не в перпендикулярной оси втулки плоскости, а в параллельной плоскости.
Выполнение эксцентрика на каждой стороне торца вилкообразного рычага управления эквидистантно геометрии кулачка на сторонах-сегментах лысок, в виде трех выпуклых последовательно расположенных сопряженных радиусных поверхностей - первая без смещения центра радиуса от центра отверстия для дополнительного штифта, вторая с большим смещением, третья с меньшим смещением, позволяет обеспечить перевод рычага в необходимое положение и последующую его фиксацию.
Признаки выполнения отверстия для дополнительного штифта в резьбовой шпильке сквозным, удлиненной овальной формы, ориентированным вдоль поперечной оси шпильки, монтаж рычага управления на лысках втулки с возможностью вращения вокруг оси дополнительного штифта в плоскости, параллельной оси регулировочной втулки - являются признаками дополнительными, направленными на раскрытие основных признаков и способствующими достижению поставленного технического результата, а также способствуют возможности изготовления более эргономичной, долговечной и простотой конструкций при более дешевом изготовлении компонентов конструкции.
Проведенные патентно-информационные исследования по источникам патентной и научно-технической информации показали отсутствие предложенного в объекте сочетания известных и новых признаков предлагаемого изобретения, что позволяет отнести предложенные признаки к существенным и обладающим новизной.
В связи с тем, что предложенное сочетание признаков не известно из существующего уровня техники и не вытекает из него явным образом, и позволяет получить более высокий и даже неожиданный технический результат, при этом неочевидность синергетического эффекта, поскольку только совокупность и взаимосвязь приведенных ранее признаков дает такой положительный эффект, то предлагаемые существенные признаки и их сочетание можно считать имеющими изобретательский уровень.
Описание выполнения и работы предлагаемого ледобура, в том числе на конкретном примере, позволяет отнести его к промышленно выполнимым.
На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый ледобур.
На фиг. 2 схематично изображена в разрезе регулировочная втулка с вилкообразным рычагом управления: позиция а) - положение вилкообразного рычага в рабочем состоянии ледобура, вилкообразный рычаг внизу; б) - нейтральное положение вилкообразного рычага для перевода конструкции, 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 изображена регулировочная втулка - вид сбоку.
На фиг. 5 изображена втулка с выемкой для запирающего штифта.
Предлагаемый ледобур 1 состоит из рукоятки 2 с закрепленным на ней запирающим штифтом 3, сверху закрытым декоративным колпачком, установленной в перпендикулярно смонтированной по отношению к оси шнека 4 втулке 5 с выемкой 6 для запирающего штифта 3 рукоятки 2, регулировочной втулки 7, связанной с перпендикулярно смонтированной по отношению к оси шнека 4 втулкой 5 при помощи жестко и соосно закрепленной на торце рукоятки, резьбовой шпильки 8 с прижимной гайкой 9 с пружиной 10 и дополнительного штифта 11, проходящего через отверстие 12 в регулировочной втулке 7 и отверстие 13 в шпильке 8. Регулировочная втулка снабжена смонтированным на ее крае вилкообразным рычагом управления 14 с выполненными упорами 14а, 14б и 14в для ограничения хода вилкообразного рычага управления 14 и фиксации его положения в нужной позиции. При этом вилкообразный рычаг управления 14 охватывает регулировочную втулку 7 по лыскам 15, выполненным с двух ее сторон и шарнирно закрепленным на ней при помощи дополнительного штифта 11. Эксцентрика 16 с двух сторон торца вилкообразного рычага управления 14, контактно связанного с эквидистантными по форме регулировочными выемками 17, при этом на регулировочных выемках выполнены плечики-упоры 18, при этом эксцентрик 16 выполнен в виде трех выпуклых последовательно расположенных сопряженных радиусных поверхностей 16а, 166б, 16в - первая 16а без смещения центра радиуса от центра отверстия для дополнительного штифта, вторая 16б с большим смещением, третья 16в с меньшим смещением центра радиуса. Предлагаемое устройство работает следующим образом: Перевод ледобура из транспортного в рабочее положение и обратно происходит путем перевода эксцентрика в три последовательно связанные положения.
Рабочее положение:
Для фиксации ледобура 1 в рабочем положении его раскладывают путем перевода вилкообразного рычага управления 14 в нейтральное положение (см. фиг. 2б), рычаг в горизонтальном положении, при этом эксцентрик 16, сопрягаясь с регулировочными выемками 17, выставляется на нейтральное положение 16б - с большим смещением центра радиуса от центра отверстия для дополнительного штифта 11 и ограничивается сопряжением упора 14в в плечики-упоры 18 втулки 7. В результате происходит ослабление давления прижимной гайки 9, разжатие пружины 10 и осевое перемещение регулировочной втулки 7 слева направо, в результате чего между регулировочной втулкой 7 и втулкой 5 появляется зазор, позволяющий запирающему штифту 3, связанному с рукояткой 2, выйти из выемки 6 втулки 5 и освободить ось вращения для перевода рукоятки. После поворота рукоятки 2 в рабочее положение против часовой стрелки в плоскости, перпендикулярной оси регулировочной втулки 7, ее фиксируют поворотом вилкообразного рычага управления 14 (см. фиг. 2а) по часовой стрелке до упора 14а (рычаг опущен вниз) в плоскости, параллельной оси регулировочной втулки 7 - вокруг оси дополнительного штифта 11, установленного в отверстие 12 регулировочной втулки 7 и отверстие в торце резьбовой шпильки 8. При этом прижимная гайка 9 плотно фиксирует дополнительный штифт 11, происходит сжатие пружины 10 и осевое перемещение регулировочной втулки 7 справа налево до упора во втулку 5 за счет эксцентрика 16 (положение 16а), расположенного на вилке рычага управления 14. В результате этого запирающий штифт 3, смонтированный на рукоятке 2, становится жестко замкнут в выемке 6 втулки 5. Ледобур готов к работе.
Транспортное положение
Для фиксации ледобура 1 в транспортном положении его складывают путем перевода вилкообразного рычага управления 14 в нейтральную позицию (см. фиг. 2б), рычаг в горизонтальном положении, при этом эксцентрик 16 сопрягаясь с регулировочными выемками 17, выставляется на нейтральное положение 16б - с большим смещением центра радиуса от центра отверстия для дополнительного штифта 11 и ограничивается сопряжением упора 14в в плечики-упоры 18 втулки 7. В результате происходит ослабление давления прижимной гайки 9, разжатие пружины 10 и осевое перемещение регулировочной втулки 7 слева направо, в результате чего между регулировочной втулкой 7 и втулкой 5 появляется зазор, позволяющий запирающему штифту 3, связанного с рукояткой 2, выйти из выемки 6 втулки 5 и освободить ось вращения для перевода рукоятки. После поворота рукоятки 2 в транспортное положение по часовой стрелке в плоскости, перпендикулярной оси регулировочной втулки 7, ее фиксируют поворотом вилкообразного рычага управления 14 (см. фиг. 2в) по часовой стрелке до упора 14б в плечики-упоры 18 (рычаг опущен вниз) в плоскости, параллельной оси регулировочной втулки 7 - вокруг оси дополнительного штифта 11, установленного в отверстие 12 регулировочной втулки 7 и отверстие в торце резьбовой шпильки 8. При этом прижимная гайка 9 плотно фиксирует дополнительный штифт 11, происходит сжатие пружины 10 и осевое перемещение регулировочной втулки 7 справа налево до упора во втулку 5 за счет эксцентрика 16 (положение 16в), расположенного на вилке рычага управления 14. В результате этого запирающий штифт 3, смонтированный на рукоятке 2, становится не жестко замкнут в выемке 6 втулки 5. Ледобур готов к транспортировке.
Так как вилкообразный рычаг управления 14 с эксцентриком 16 переводит круговое движение рычага управления в поступательное движение регулировочной втулки 7, то именно этим обеспечивает возможность изготовления и применения более простой и надежной конструкции, соответствующей эргономическим требованиям, поскольку эта конструкция исключает возможность случайного, неконтролируемого поворота и изменения положения рукоятки во время работы ледобура. Это объясняется тем, что ход работы ледобура находится в плоскости, параллельной оси регулировочной втулки 7, что исключает случайный поворот, так как для изменения положения вилкообразного рычага управления 14 его необходимо целенаправленно повернуть - поднять, а это движение никак не может произойти случайно.
При сверлении лунок во льду ледобур работает стабильно и равномерно, так как дополнительный штифт 11 проходит не только через отверстие 12 в регулировочной втулке 7, но и через отверстие в жестко закрепленной шпильке 8, конструкция становится более надежной и долговечной, способной выдержать большую нагрузку, так как совокупность этих признаков полностью исключает возникновение люфта, связанного с ослаблением соединения рукоятки и регулировочной втулки, обычно возникающего вследствие постепенного износа поверхностей кулачкового механизма и ослабления пружинных шайб. В предлагаемой конструкции практически исключено появление люфта, так как дополнительный штифт 11 удерживает регулировочную втулку 7 относительно шпильки 8 на постоянном месте, в то время как вилкообразный рычаг управления во взаимосвязи с другими элементами конструкции служит не только для перевода рукояти в нужное положение путем его поворота, но и является еще дополнительным стопорным элементом конструкции, предотвращающим любое не планируемое изменение положения регулирующей втулки относительно запирающего штифта. Фиксация вилкообразного рычага управления 14 происходит не просто путем поворота, а изначально путем перевода в другую плоскость и уже потом его окончательной фиксацией в нужном положении в упорах 14а, 14б и 14в с помощью плечиков-упоров 18, выполненных на регулировочных выемках 17.
Выполнение лысок на регулировочной втулке с двух ее сторон в плоскостях, перпендикулярных оси дополнительного штифта параллельно друг другу и расположенных на дальнем ее конце от оси шнека, позволяет закрепить рычаг управления на торце регулировочной втулки и обеспечить его поворот в плоскости, параллельной оси регулировочной втулки, и перемещать регулировочную втулку в пределах размера удлиненного отверстия.
Выполнение регулировочных выемок на торцовых сторонах-сегментах с плечиками-упорами по краям обеспечивает четкую фиксацию рычага управления в одном из трех положений.
В настоящее время на предприятии изготовлен опытный образец устройства, который показал хорошие результаты, выраженные в простой и надежной работе ледобура. Скоро будет принято решение о производстве предлагаемого устройства.