Лопата
Изобретение относится как к инструментам для обработки почвы в сельском хозяйстве, так и к инструментам для проведения любых работ, в которых применяются известные штыковые, совковые, шахтерские и другие лопаты. Лопата содержит полотно, неразъемный составной черенок или разъемный составной черенок. Разъемный составной черенок выполнен с возможностью относительного перемещения и фиксации его частей. Одна часть составного черенка соединена с полотном, а другая часть составного черенка может быть снабжена рукояткой или ручкой. Часть неразъемного составного черенка или часть разъемного черенка, соединенная с полотном, выполнена из трубы круглого или овального поперечного сечения, а соединяемые с ней части черенков выполнены из прямолинейных труб с квадратным или прямоугольным поперечным сечением. Неразъемный составной черенок выполнен изогнутым, образуя между частями черенков угол. Изменение положения частей разъемного черенка обеспечивается возможностью передвижения и фиксации в заданном положении части черенка, выполненной из трубы квадратного или прямоугольного поперечного сечения, внутри отрезка трубы, установленной и закрепленной под углом на противоположном от полотна конце трубы. Полотно лопаты может соединяться гибкой регулируемой по длине тягой с дополнительной ручкой. При таком выполнении упрощается конструкция лопаты, повышается ее прочность и удобство эксплуатации, снижается себестоимость изготовления. 1 з.п. ф-лы, 13 ил., 7 пр.
Изобретение относится как к инструментам для обработки почвы в сельском хозяйстве, так и к инструментам для проведения любых работ, в которых применяются известные штыковые, совковые, шахтерские, горнорудные, металлургические, породные, подборочные, растворные, совково-зерновые и любые другие лопаты. Этой лопатой могут оснащаться воинские подразделения и подразделения МЧС. На дачных и приусадебных участках эта лопата может использоваться для переработки целинных участков, для осенней и весенней перекопки почвы и для уборки корнеплодов, а также рытья различных канав и канавок для посадки в них деревьев и кустарников.
Общеизвестны с незапамятных времен самые распространенные штыковые лопаты, содержащие полотно (лезвие) и соединенный с полотном прямолинейный черенок, обычно с сечением круга, и совковые лопаты, содержащие совок (лоток) с таким же черенком. Основной недостаток этой лопаты - сильная усталость и большие физические нагрузки на организм работающего при ее использовании, особенно сильные боли в позвоночнике, возникающие из-за необходимости «гнуть спину» при каждом отрыве от почвы лезвия с грунтом или подъеме совкового полотна с размещенным на нем любым материалом, не редкостью являются мозоли.
Этот недостаток только слегка устранен в общеизвестной лопате, содержащей полотно и черенок, на другом конце которого расположена ручка или рукоятка. Недостаток - большие нагрузки, особенно при первоначальной обработке почвы на новом садовом или приусадебном участке, большая нагрузка на кисти рук, приводящая к быстрой усталости при эксплуатации такой совковой лопаты, работа для многих пожилых непосильна и является настоящим кошмаром.
Известна лопата, содержащая черенок, установленное под тупым углом нему полотно (лезвие) и соединенную с полотном регулируемую по длине тягу, на конце которой находится дополнительная ручка [1]. Работать этой лопатой легче, но и она имеет недостатки: болят ничуть не меньше, если не больше, кисти обеих рук, поясница и позвоночник. При перекопке целинных и тяжелых глинистых почв угол изгиба изменяется, работать становится трудней, появляется еще большая повышенная усталость. Кроме того, лопата часто выходит из строя, поскольку переламывается в месте изгиба лезвия и тулейки (у лопат, выполненных с изогнутой тулейкой), т.е. эксплуатационный срок лопаты снижается.
Известна лопата [2], которая имеет изогнутый черенок, соединенный с полотном, и дополнительную ручку на тяге, ось крепления которой расположена на оси лезвия. Недостатком этой лопаты является боль плечевого сустава, кистей и пальцев обеих рук во время и после работы, а также необходимость затрачивать значительные усилия при работе из-за небольшой величины угла изгиба черенка. Эти недостатки присущи и лопатам, изготавливаемым Белорецким заводом [3], и аналогичным лопатам финской фирмы «FISKARS» [4]. Эти лопаты целиком сделаны из стали. Черенок - стальная труба - имеет изгиб под определенным углом. Черенок приклепан к лезвию заклепками или сваркой или совместно заклепками и сваркой. Это создает довольно мощный рычаг, и делает лопату удобной. Впрочем, и в финской лопате есть и другие недостатки - слабое крепление пластмассовой рукоятки и непрочная сварка черенка с лезвием. В месте сварки, где к полотну приварен держатель для черенка (тулейка), от слишком усердной работы возникают трещины.
Обычно составляющими самых разных лопат являются черенок, полотно (лезвие) или совок (лоток, образованный закраинами прямоугольного, квадратного или трапецеидального полотна у совковых лопат), тулейка (так называется держатель для черенка), наступ, представляющий собой отогнутые площадки по верху полотна. Иногда наступы представляют собой металлическую поперечину. По конструкции полотна или лотка лопаты изготавливают цельно-штампованными или сборными (с накладной тулейкой) [5]. Недостатком является увеличение массы полотна или лотка, приводящее к повышенной затрате усилий при работе и повышенной утомляемости всего организма работающего. Кроме того, крупным недостатком является повышенный расход металла при изготовлении полотна или лотка при оформлении тулейки, усложнение конструкции технологического инструмента (штампов), а также необходимость использования дополнительных технологических операций, что увеличивает стоимость изготовления и себестоимость лопаты.
Известны лопаты, называемые «миттлайдеровские», типа специфического американского образца лопаты Джекоба Митлайдера [6]. Главная их особенность - удлиненная и слегка выгнутая тулейка. Длина тулейки около 250 мм, само полотно слегка ковшеобразной формы. При работе с такой лопатой спина устает гораздо меньше. Основные недостатки этой лопаты - очень трудно насадить в домашних условиях черенок в эту тулейку после случающихся поломок деревянного черенка, да и сам деревянный черенок не особенно надежен. У нее есть и еще большие недостатки - узел крепления тулейки к полотну и черенка в тулейке ненадежен. Кроме того, сложность изготовления сборного полотна. Сложность изготовления лопаты приводит к увеличению ее себестоимости. Особенно сложная в изготовлении тулейка, выполненная из трубы с переменным поперечным сечением. Она часто приходит в негодность, обычно и чаще при работе с тяжелом грунтом. Она, деформируясь, разрушается первой, а ее поломка приводит лопату в полную негодность, снижая надежность лопаты. Кривизна этой тулейки, хотя и образует плечо рычага, снижающего усилие отрыва от почвы размещенного на полотне грунта, но это плечо рычага не регулируется. Оно одинаково для работников с длинными руками и ногами и для работников с короткими руками и ногами. Оно одинаково и для людей разного роста, работающих лопатой, что вызывает у некоторых из них неудобство, повышенную усталость и утомляемость. Поэтому недостатком является отсутствие возможности удобной регулировки положения полотна лопаты в зависимости от особенностей строения человеческого тела. Эта лопата не избавляет от необходимости изгибать позвоночник при перекопке почвы. Работая этой лопатой, приходится все таки «гнуть спину». При перекопке почвы необходимо поднимать и отбрасывать грунт, т.е. эта лопата не устраняет самые тяжелые операции обработки почвы: подъем и отбрасывание грунта с полотна. Лопата неудобна для транспортировки как в общественных, так и в личных транспортных средствах, она неудобна даже для ее переноски.
Эти недостатки устраняются в известной лопате [7], содержащей составной разъемный черенок, одна из частей которого соединена с лезвием, а другая часть - с ручкой или рукояткой. Части составного черенка соединены между собой жестким звеном. При работе этой лопатой совсем не надо нагибаться и поднимать грунт. При работе этой лопатой нет необходимости гнуть спину. Однако и эта лопата имеет недостатки. Она имеет довольно сложную конструкцию жесткого звена, у этой лопаты довольно сложная регулировка положения черенков и их фиксации в заданном положении. Она содержит большое количество деталей, необходимых для осуществления регулировки и фиксации взаимного и удобного для работающего положения черенков. Изготовление некоторых деталей требует специальных технологических операций и специального оборудования, поэтому стоимость изготовления этой лопаты довольно высокая, что вызывает повышение себестоимости ее изготовления. Это делает лопату недоступной для очень многих, особенно для пенсионеров.
Наиболее близкой к предлагаемой лопате является принятая за прототип известная лопата [8], которая имеет разъемный изогнутый черенок, с ручкой на противоположном от лезвия конце черенка. Черенок выполнен как минимум из двух частей. Одна из частей соединена с лезвием, а соединяемые с ней части выполнены с возможностью изменения и фиксации своего положения относительно лезвия. Разъемные части черенка выполнены из труб круглого поперечного сечения и соединяются между собой телескопически. Лопата имеет соединенную с полотном гибкой регулируемой по длине тягой дополнительную ручку. Основным недостатком этой лопаты является возникающая необходимость при работе, особенно с тяжелым грунтом, дополнительной затяжки резьбовых соединений, фиксирующих части черенка этой лопаты. При работе с тяжелым грунтом, а также при корчевании корней деревьев часто телескопически соединенные трубы с поперечным сечением круга проворачиваются относительно друг друга и приходится отвлекаться от основной работы для дополнительной затяжки резьбовых соединений. Постепенно при напряженной работе, особенно в тяжелых условиях, угол изгиба тонкостенных труб небольшого диаметра может изменяться, место изгиба ослабляется и во избежание поломок черенка угол изгиба приходится укреплять, закрепляя стороны угла черенка специальным упором (лучше из трубы квадратного сечения).
Цель изобретения - устранение указанных недостатков: упрощение конструкции лопаты, обеспечивающей удобную регулировку взаимного положения черенков и надежную их фиксацию и более надежную эксплуатацию лопаты, повышение прочности частей черенка и повышение устойчивости и жесткости частей и всего черенка, снижение деформаций изгиба черенка, возникающих при работе в тяжелых условиях, снижение количества технологических операций изготовления лопаты, а следовательно, снижение издержек ее производства и себестоимости изготовления, что обеспечивает уменьшение стоимости лопаты.
Эта цель достигается за счет того, что часть неразъемного составного черенка и часть разъемного черенка, соединенная с полотном, выполнена из трубы круглого или овального поперечного сечения, а части черенков, соединенные с ручкой или рукояткой, выполнены из прямолинейных труб с квадратным или прямоугольным поперечным сечением.
Цель достигается также за счет того, что изменение положения частей разъемного черенка обеспечивается за счет размещения под углом и закрепления на противоположном от полотна конце круглой трубы, короткого отрезка квадратной трубы, внутри которой может передвигаться и фиксироваться в заданном положении другая разъемная часть черенка, выполненного из трубы квадратного или прямоугольного поперечного сечения.
Цель может достигаться за счет того, что неразъемный черенок выполнен составным изогнутым из закрепленных между собой частей черенка, выполненных из труб круглого или овального поперечного сечения, и частей черенка, выполненных из труб квадратного или прямоугольного поперечного сечения, образуя между трубой с круглым поперечным сечением и между трубой с квадратным или прямоугольным сечением угол.
Цель достигается также за счет того, что полотно лопат выполнено без тулейки, а для закрепления гибкой тяги дополнительной ручки, полотна могут оснащаться проушинами, отверстия которых расположены вне рабочей поверхности полотна, или в полотне у боковых кромок, или в стенке многофункциональных лопат, совка или ковша совковых и ковшевых лопат для этого выполнены отверстия.
Сущность изобретения поясняется примерами и графическими материалами, представленными в виде следующих иллюстраций:
На фиг. 1 представлена штыковая лопата с разъемным регулируемым черенком. Разъемные части черенка выполнены из соединенных между собой круглой и квадратной труб.
На фиг. 2 представлена копальная лопата с разъемным регулируемым составным черенком. Разъемные части черенка выполнены из соединенных между собой круглой и квадратной труб.
На фиг. 3 показана штыковая лопата, содержащая неразъемный составной черенок, из двух частей: из трубы с круглым поперечным сечением и трубы с прямоугольным поперечным сечением.
На фиг. 4 показана та же самая лопата, что на фиг. 3, оснащенная дополнительной ручкой, которая соединена гибкой регулируемой по длине тягой с полотном лопаты.
На фиг. 5 представлена совковая лопата с разъемным регулируемым черенком. Разъемные части черенка выполнены из соединенных между собой круглой и квадратной труб.
На фиг. 6 показана та же самая лопата, что на фиг. 5, оснащенная дополнительной ручкой, которая соединена гибкой регулируемой по длине тягой с полотном лопаты.
На фиг. 7 показана универсальная штыковая лопата с разъемным регулируемым составным черенком. Разъемные части черенка выполнены из соединенных между собой круглой изогнутой трубы и квадратной прямолинейной трубы.
На фиг. 8 показана та же самая лопата, что на фиг. 7, оснащенная дополнительной ручкой, которая соединена гибкой регулируемой по длине тягой с полотном лопаты.
На фиг. 9 показана универсальная остроконечная штыковая лопата с разъемным регулируемым составным черенком. Разъемные части черенка выполнены из соединенных между собой круглой изогнутой трубы и квадратной прямолинейной трубы.
На фиг. 10 показана та же самая лопата, что на фиг. 9, оснащенная дополнительной ручкой, которая соединена гибкой регулируемой по длине тягой с полотном лопаты.
На фиг. 11 показана лопата для уборки снега с разъемным регулируемым черенком. Разъемные части черенка выполнены из соединенных между собой изогнутой трубы овального сечения и квадратной прямолинейной трубы из прочного алюминиевого сплава, на конце которой размещена пластмассовая ручка.
На фиг. 12 показана та же самая лопата, что на фиг. 11, оснащенная вместо ручки рукояткой и дополнительной ручкой, которая соединена гибкой регулируемой по длине тягой с полотном лопаты.
На фиг. 13 показано соединение разъемных частей черенка, обеспечивающее удобную регулировку взаимного положения частей черенка и их надежную фиксацию.
Пример 1. Универсальная лопата со стальным черенком предназначена для обработки почвы. Лопаты (фиг. 1), особенно для работ на глинистых и твердых почвах, а также для строительных и садово-огородных работ. Полотно лопаты 1 без тулейки изготовлено из конструкционной пружинной стали 65Г. Черенок выполнен в виде двух прямолинейных разъемных составных частей 3 и 2. Часть черенка 2 выполнена из стальной прямолинейной трубы круглого поперечного сечения. Наружный диаметр этой трубы 30 мм. Соединение лицевой и тыльной сторон полотна лопаты 1 и разъемной части черенка 2 осуществлено электросваркой. Разъемная часть черенка 3 представляет собой стальную трубу с квадратным поперечным сечением. Эта вторая прямолинейная часть 3 составного разъемного черенка соединена сваркой с рукояткой 4, выполненной из трубы с поперечным сечением круга. Части черенков 3 и 2 соединены между собой следующим образом. Противоположный от полотна 1 конец трубы 2 круглого сечения обрезается на заданный угол. На этой обрезанной поверхности трубы 2 устанавливается (фиг. 13) и приваривается к ней короткий отрезок трубы 5 квадратного сечения, в которую помещают вторую часть разъемного черенка 3, выполненного из трубы квадратного поперечного сечения, размеры которого меньше, чем размеры трубы 5, что позволяет его легко перемещать вдоль трубы 5. Фиксация положения разъемной части черенка 3 внутри короткого отрезка трубы 5 в заданном удобном положении для работающего осуществляется болтовым соединением. Болт 7, проходя через отверстие, имеющееся трубе 5, ввинчивается в гайку 6, которая закреплена сваркой на поверхности короткого отрезка квадратной трубы 5. Болт 7 прижимает часть разъемного черенка 3, находящуюся внутри трубы 5, к внутренней поверхности этой трубы 5.
Для обеспечения надежной и удобной фиксации части разъемного черенка 3 внутри трубы 5 без использования какого-либо инструмента на головке болта 7 может закрепляться стержень 26 из трубы, с помощью которого работающему легко и удобно закручивать или откручивать болт 7 при регулировке удобного положения частей черенка 3 и 2 и рукоятки 4. При этом болт со стержнем стоит дешевле рым-болта. Его удобней использовать пенсионерам, чем болт с барашком и рым-болт, который для надежной фиксации потребует использования какого-либо стержня.
Лопата снабжена дополнительной ручкой 8, которая также может быть изготовлена из трубки из стали, но в этом примере она изготовлена из пластмассы, поскольку это дешевле. Ручка 8 соединена с полотном 1 гибкой регулируемой по длине тягой 9. Гибкая тяга 9 выполнена в виде капроновой веревки. Крепление тяги 9 с ручкой 8 и полотном 1 может осуществляться любым известным способом. В этом примере веревка соединена с полотном 1 с помощью болта из стали, продетого в отверстие 10, высверленное в верхнем углу полотна 1 (для правшей - в правой, а для левшей - в левой части полотна). Между поверхностью полотна и головкой болта размещена стальная шайба. Между шайбой и полотном на болте закрепляют, завязывая в узел, капроновую веревку. Гайка болта, на котором укреплена гибкая тяга, навертывается на болт с тыльной стороны полотна. Длина гибкой тяги 9 регулируется и фиксируется такой, чтобы было удобно копающему. Желательно обеспечить примыкание ручки 8 к рукоятке 4 или расположить ручку 8 на расстоянии 2÷3 см ниже рукоятки 4.
Работают этой лопатой следующим образом. При вскапывании почвы можно легко и быстро отрегулировать удобное для себя (в зависимости от своего роста, длины ног и рук) положение рукоятки 4 и разъемных частей 2 и 3 черенков и превратить тяжелый, утомительный и мало привлекательный труд по вскапыванию почвы в удовольствие. Для этого, откручивая болт 7, с помощью стержня 26 перемещают в трубе 5 часть черенка 3 в положение, при котором рукоятка 4 при полностью вдавленном вертикально в землю лезвии 1 располагалась бы на расстоянии вытянутой на уровне плеча руки (по высоте можно на 5÷15 см ниже или выше уровня плеч). Фиксируют это положение разъемных частей черенка в трубе 5, ввинчивая болт 7 в гайку 6 с помощью стержня 26, зажимая неподвижно часть 3 разъемного черенка внутри трубы 5. Регулируют, изменяя длину гибкой тяги 9, удобное для себя положение дополнительной ручки 8. Лопата очень легко, быстро и надежно регулируется. Лезвие 1 вдавливают ногой в почву, отступая назад, рукоятку 4 подают на себя, лезвие 1 с грунтом при этом приподнимается, легко отрываясь от почвы. Действуя одновременно рукояткой 4 и дополнительной ручкой 8, поворачивают полотно 1, не поднимая его. Грунт с лезвия 1 при этом легко удаляется. Если образовался комок грунта, то, поднимая лезвие, его торцом ударяют по комку, разрушая его.
На отрыв от почвы лезвия с грунтом тратится намного меньше сил, чем при работе обычной штыковой лопатой, поскольку срабатывает образовавшийся рычаг с плечом, равным длине вытянутой руки. Работать лопатой можно стоя, не наклоняясь и не нагибаясь. При этом полностью исключаются самые тяжелые операции, присущие при работе известной штыковой лопатой: подъем на лезвии и откидывание отрезанного грунта. Не болит спина, руки, ноги, усталости не чувствуется после многочасовой работы даже с размокшим грунтом. При работе этой лопатой не надо гнуть спину!!!
Конструкция лопаты обеспечивает удобную регулировку взаимного положения черенков и надежную их фиксацию по сравнению с прототипом. В прототипе при работе в тяжелых условиях прижатые болтом круглые трубы, размещенные телескопически, проворачиваются относительно друг друга, приходится отвлекаться от основной работы для затягивания их болтовых соединений. Использование других способов фиксации круглых труб, расположенных одна в другой, требует при изготовлении лопаты применения дополнительных операций, что повышает стоимость лопаты. В предлагаемой конструкции лопаты с черенками из круглых и фасонных труб квадратного поперечного сечения даже ослабленная затяжка болтовых соединений, фиксирующих заданное положение труб одна в другой, препятствует проворачиванию труб вследствие формы их сечения. Квадратная и прямоугольная формы сечения черенков снижают деформации изгиба черенка, возникающие при работе в тяжелых условиях, по сравнению с черенками круглого сечения одинаковой массы и повышает устойчивость и жесткость частей и всего черенка. Таким образом, предлагаемая конструкция обеспечивает более надежную эксплуатацию лопаты по сравнению с прототипом и обеспечивает достижение поставленной цели.
Пример 2. Лопата универсальная прямоугольная для обработки почвы (фиг. 2), содержащая полотно лопаты 11 без тулейки, изготовленное из конструкционной пружинной стали 65Г. Черенок выполнен в виде двух прямолинейных разъемных составных частей 3 и 2. Часть черенка 2 выполнена из стальной прямолинейной трубы круглого поперечного сечения. Наружный диаметр этой трубы 30 мм. Соединение лицевой и тыльной сторон полотна лопаты 11 и разъемной части черенка 2 осуществлено электросваркой. Разъемная часть черенка 3 представляет собой стальную трубу с квадратным поперечным сечением. Эта вторая прямолинейная часть 3 составного разъемного черенка соединена сваркой с рукояткой 4, выполненной из трубы с поперечным сечением круга. Части черенков 3 и 2 соединены между собой следующим образом. Противоположный от полотна 11 конец трубы 2 круглого сечения обрезается на заданный угол. На этой обрезанной поверхности трубы 2 устанавливается (фиг. 13) и приваривается к ней короткий отрезок трубы 5 квадратного сечения, в которую помещают вторую часть разъемного черенка 3, выполненного из трубы квадратного поперечного сечения, размеры которого меньше, чем размеры трубы 5, что позволяет его легко перемещать вдоль трубы 5. Фиксация положения разъемной части черенка 3 внутри короткого отрезка трубы 5 в заданном удобном положении для работающего осуществляется болтовым соединением аналогично, как в предыдущем примере 1.
Лопата снабжена дополнительной пластмассовой ручкой 8. Ручка 8 соединена с полотном 11 гибкой регулируемой по длине тягой 9. Эта тяга выполнена в виде капроновой веревки. В этом примере веревка соединена с полотном 11 с помощью проушин 12, в отверстие которых, расположенных вне поверхности полотна 11, она продевается (для правшей - в правой, а для левшей - в левой части полотна). Проушины выполнены в виде приваренных к полотну проволочных петель, отверстия которых расположены вне рабочей поверхности полотна 11. Длина гибкой тяги регулируется и фиксируется аналогично, как в предыдущем примере, чтобы было удобно копающему.
Работают этой лопатой так, как и в предыдущем примере, преимущественно используя ее для вскапывания и перекапывания ранее обрабатываемой почвы. Преимущества по сравнению с прототипом такие же, как и в предыдущем примере. По сравнению с лопатой предыдущего примера эта лопата обеспечивает несколько большую производительность при вскапывании ранее обрабатываемой почвы.
Пример 3. На фиг. 3 показано изображение предлагаемой штыковой лопаты самой простой конструкции и самой дешевой, а на фиг. 4 показано изображение той же самой лопаты, оснащенной дополнительной ручкой, соединенной с проушинами в полотне. Лопата содержит полотно 13 без тулейки. Составной неразъемный черенок выполнен из двух частей 14 и 15. Часть черенка 14, соединенная с полотном 13, выполнена из трубы круглого поперечного сечения. Соединение лицевой и тыльной сторон полотна лопаты 13 и неразъемной части черенка 14 осуществлено электросваркой. С частью составного черенка 14 (неразъемного) соединена сваркой другая часть составного черенка 15, выполненная из фасонной трубы прямоугольного или квадратного поперечного сечения. На конце этой неразъемной части черенка 15 с фасонным поперечным сечением закреплена рукоятка 4. Неразъемный черенок выполнен составным, изогнутым из закрепленных между собой прямолинейной части черенка, выполненного из трубы круглого поперечного сечения, и прямолинейной части черенка, выполненной из трубы квадратного или прямоугольного поперечного сечения, образуя между ними угол в плоскости 16, перпендикулярной рабочей поверхности полотна 13. На фиг. 3 и 4 эта плоскость 16 показана затемненной. Составные части черенка 14 и 15 соединены между собой под углом, образуя рычаг, длина плеча которого равна длине вытянутой руки при вдавленном вертикально в почву полотне 13.
При вскапывании почвы этой лопатой никакой регулировки не требуется. Устанавливают лопату на поверхность почвы, чтобы полотно 13 находилось в положении, приблизительно перпендикулярном поверхности почвы. Полотно полностью вдавливают ногой в почву, отступив от него на расстояние около шага назад, чтобы положение рукоятки 4 при полностью вдавленном вертикально в землю полотне находилось на расстоянии вытянутой, на уровне плеча руки (по высоте можно на 5÷15 см ниже или выше уровня плеч). Рукоятку 4 подают на себя, полотно с грунтом при этом приподнимается, легко отрываясь от почвы. Не поднимая полотно, с помощью рукоятки полотно поворачивают или переворачивают и находящийся на полотне грунт с него осыпается. На отрыв от почвы полотна с грунтом тратится намного меньше сил, чем при работе обычной штыковой лопатой, поскольку срабатывает образовавшийся рычаг с плечом, равным длине вытянутой руки. Работать лопатой можно стоя, не наклоняясь и не нагибаясь
Если лопата (фиг. 4) содержит дополнительную ручку 8, соединенную с полотном гибкой регулируемой по длине тягой 9, полотно 13 оснащается проушинами 12 для крепления в них этой тяги 9. Работать этой лопатой, оснащенной дополнительной пластмассовой ручкой 8, удобней, отрегулировав длину гибкой тяги так, чтобы дополнительная ручка примыкала к рукоятке 4. Потянув одной рукой (для правшей - левой, а для левшей - правой) дополнительную ручку 8, одновременно второй рукой с помощью рукоятки 4 полотно поворачивают или переворачивают и грунт с полотна лопаты осыпается. По сравнению с другими представленными лопатами эта лопата - самая дешевая.
Пример 4. На фиг. 5 и 6 показана совковая лопата, предназначенная для внедрения полотна в массу дисперсного или гранулированного материала, в песок, гравий, щебень, бетон, раздробленную горную породу, глину или уголь, в липкую грязь, навоз, торф или другие подобные материалы, отрыва массы этого материала, находящегося на полотне лопаты от основной массы, перемещения находящегося на полотне материала в другое (заданное) место пространства и освобождения полотна лопаты от находящегося на нем материала с последующим повторением указанных операций до полного завершения работы. Работа - очень тяжелая, одна из самых тяжелых известных работ, требующих затрат больших физических сил и энергии, вызывающая высокие нагрузки на организм работающего. Превратить выполнение указанных операций в удовольствие практически невозможно, но значительно облегчить выполнение работ и снизить физические нагрузки, уменьшить усталость можно при использовании предлагаемой лопаты. Это достигается за счет особенностей конструкции этой лопаты. Предлагаемая совковая лопата содержит полотно (совок) 17 без тулейки, что снижает его массу.
Черенок лопаты, состоящий из двух частей 18 и 19, выполнен из металлических труб с различным поперечным сечением его частей. Разъемная часть черенка 18, соединенная сваркой с тыльной частью наклонной задней стенки совка 17, выполнена из трубы круглого поперечного сечения. Противоположный от полотна 17 конец трубы 18 круглого сечения обрезан на заданный угол. На этой обрезанной поверхности трубы 18 устанавливается (подобно как на фиг. 13) и приваривается к ней короткий отрезок трубы 5 квадратного сечения, в которую помещают вторую часть разъемного черенка 19, выполненного из трубы квадратного поперечного сечения, размеры которого меньше, чем размеры трубы 5, что позволяет его легко перемещать вдоль трубы 5. На конце разъемной части черенка 19 закреплена рукоятка 4 круглого поперечного сечения. Фиксация положения разъемной части черенка 19 внутри короткого отрезка трубы 5 в заданном удобном положении для работающего осуществляется болтовым соединением 6 и 7 аналогично, как в предыдущих примерах. Все металлические детали лопаты могут изготавливаться не только из обычной конструкционной стали, но и только из нержавеющей стали или только из сплава на основе титана.
Работают лопатой следующим образом. Сначала регулируют, перемещая разъемную часть черенка 19 вдоль трубы 5 в удобное для себя (в зависимости от своего роста, длины ног и рук, а также в зависимости от расположения и уровня над поверхностью земли перерабатываемого материала и от расположения места пространства или тары для освобождение полотна 17 совковой лопаты от находящегося на нем материала) положение рукоятки 4. Для этого положение рукоятки 4 желательно выбрать таким, чтобы при полностью погруженном в обрабатываемый материал совке 17 на уровне земли удаление рукоятки от части 18 разъемного черенка находилось на расстоянии вытянутой на уровне плеча руки (можно на 5÷15 см ниже уровня плеч). Обеспечение возможности перемещения разъемной части 19 вдоль трубы 5 позволяет достигнуть удобного положения при совке, находящемся на земле у основания массы расположенного на ней материала, который требуется переместить. Это положение черенков фиксируют, ввинчивая болт 7 в гайку 6, закрепленную на трубе 5.
На фиг 6 показана эта же лопата, оснащенная дополнительной ручкой 8. Эта ручка 8 соединена с полотном 17 гибкой регулируемой по длине тягой 20. Гибкая тяга соединена с полотном и закреплена в обеих проушинах 12. Проушины выполнены в виде приваренных к стенке совка проволочных петель, отверстия которых расположены вне рабочей поверхности полотна 17.
Работать этой лопатой, оснащенной дополнительной пластмассовой ручкой 8, удобней, отрегулировав длину гибкой тяги 20 так, чтобы дополнительная ручка 8 примыкала к рукоятке 4. Внедряя полотно 17 в обрабатываемую массу груз,а заполняют его перерабатываемым материалом. Потянув одной рукой (для правшей - левой, а для левшей - правой) дополнительную ручку 8, одновременно второй рукой с помощью рукоятки 4 полотно 17 отрывают от перерабатываемой массы, перенося находящийся на совке материал в другое (заданное) место пространства, и освобождают совок лопаты от находящегося на нем материала, поворачивая или переворачивая совок с помощью дополнительной ручки 8 и рукоятки 4.
Конструкция лопаты обеспечивает (при минимуме деталей и действий) быструю, легкую и надежную регулировку как до начала работ, так и удобную для работающего перерегулировку положения частей черенка, рукоятки и дополнительной ручки в процессе работы, которую производят с целью обеспечения более удобных условий работы стоя, без изгиба спины, или уменьшая изгиб спины. Усталость значительно снижается, а производительность повышается.
Пример 5. На фиг. 8 показана многофункциональная лопата с полотном 21 слегка ковшеобразной формы, содержащим заднюю стенку 22, одновременно служащую наступом при вскапывании почвы. Полотно, на котором размещается грунт или обрабатываемый материал этой многофункциональной лопаты, выполнено без тулейки. На стенке ковша (наступе) 22 закреплен черенок. Черенок выполнен составным разъемным из двух частей 24 и 25. Часть разъемного черенка 24 выполнена прямолинейной из круглой трубы, т.е. с поперечным сечением круга. Прямолинейная часть черенка 25 выполнена из фасонной трубы с квадратным поперечным сечением. Противоположный от полотна 21 конец трубы 24 круглого сечения обрезан на заданный угол. На этой обрезанной поверхности трубы 24 устанавливается (подобно фиг. 13) и приваривается к ней короткий отрезок трубы 5, в которую помещают вторую часть разъемного черенка 25, выполненного из трубы квадратного поперечного сечения, размеры которого меньше, чем размеры трубы 5, что позволяет его легко перемещать вдоль трубы 5. На конце разъемной части черенка 25 закреплена рукоятка 4 круглого поперечного сечения. Фиксация положения разъемной части черенка 25 внутри отрезка трубы 5 в заданном удобном положении для работающего осуществляется болтом с приваренной на его головке трубкой 26, ввинчивая его в гайку, закрепленную сваркой на поверхности трубы 5 аналогично, как в предыдущих примерах.
Предложенная многофункциональная лопата упрощает конструкции лопаты, обеспечивая удобную регулировку взаимного положения черенков и более надежную их фиксацию по сравнению с прототипом. В прототипе при работе в тяжелых условиях прижатые болтом круглые трубы, размещенные телескопически, проворачиваются относительно друг друга, приходится отвлекаться от основной работы для затягивания их болтовых соединений. В предлагаемой конструкции лопаты с черенками из круглых и фасонных труб квадратного поперечного сечения даже ослабленная затяжка болтовых соединений, фиксирующих заданное положение труб одна в другой, препятствует проворачиванию труб вследствие формы их сечения. Квадратная и прямоугольная форма сечения черенков снижает деформации изгиба черенка, возникающие при работе в тяжелых условиях, по сравнению с черенками круглого сечения одинаковой массы и повышает устойчивость и жесткость частей и всего черенка. Таким образом, предлагаемая конструкция является более надежной в эксплуатации лопаты по сравнению с прототипом и обеспечивает достижение поставленной цели.
На фиг. 7 показана эта же лопата, оснащенная дополнительной ручкой 8. Эта ручка 8 соединена с полотном 21 гибкой регулируемой по длине тягой 9. Гибкая тяга соединена с полотном 21 и может закрепляться в отверстиях, выполненных в задней стенке 22, одновременно служащей наступом, хотя удобней эту тягу 9 закреплять в прочном кольце 23 для брелков диаметром 8÷12 мм, продетом в отверстиях 27 (фиг. 8). При работе многофункциональной лопатой, как совковой, тяга 9 закрепляется в обеих отверстиях 27. Работать этой лопатой, оснащенной дополнительной пластмассовой ручкой 8, удобней, отрегулировав длину гибкой тяги 9 так, чтобы дополнительная ручка 8 примыкала к рукоятке 4. При вскапывании почвы регулировку положения черенков 24 и 25 и их фиксацию, а также работу лопатой осуществляют, как в примерах 1 и 2. При работе многофункциональной лопатой, как совковой, регулировку черенков 24 и 25 их фиксацию, а также работу лопатой осуществляют, как в примере 4. Внедряя полотно 21 в обрабатываемую массу груза, заполняют его перерабатываемым материалом. Потянув одной рукой (для правшей - левой, а для левшей - правой) дополнительную ручку 8, одновременно второй рукой с помощью рукоятки 4 полотно 21 отрывают от перерабатываемой массы, перенося находящийся на совке материал в другое (заданное) место пространства, и освобождают ковш лопаты от находящегося на нем материала, поворачивая или переворачивая ковш с помощью дополнительной ручки 8 и рукоятки 4.
Пример 6. При использовании разъемных регулируемых черенков, выполненных из сочетания круглых труб с поперечным сечением круга и труб с квадратным или прямоугольным сечением, можно снизить массу полотна лопат, упростить их конструкцию, значительно снизить расход металла при изготовлении полотен, упростить технологию изготовления полотен для лопат самых разных назначений, значительно увеличив производительность изготовления полотен. Это достигается за счет того, что полотна самых разных лопат: штыковых, совковых, шахтерских, горнорудных, металлургических, породных, подборочных, растворных, совково-зерновых и любых других лопат в указанных случаях можно изготавливать без тулейки. Металлический черенок, выполненный из труб, очень хорошо сочетается с полотнами лопат с отсутствующей тулейкой, даже лучше, чем с тулейкой. При этом часть черенка можно закреплять на полотне с помощью сварки или саморезами по металлу или совместно сваркой и саморезами.
На фиг. 9 и 10 показана универсальная, предназначенная для работ на глинистых и твердых почвах, для строительных и садово-огородных работ, остроконечная лопата с разъемным черенком, состоящим из двух частей 29 и 30. Полотно лопаты 28 изготовлено из конструкционной пружинной стали 65Г. Часть разъемного черенка 29 выполнена из стальной круглой изогнутой под углом 30° трубы с поперечным сечением круга, диаметром 30 мм. Соединение полотна лопаты 28 и разъемной части черенка 29 проварено электросваркой с лицевой и тыльной стороны полотна лопаты 28. Части черенков 29 и 30 соединены между собой следующим образом. Противоположный от полотна 28 конец трубы 29 круглого сечения обрезается на заданный угол в плоскости, перпендикулярной плоскости поверхности полотна лопаты 28, проходящей вертикально по оси разъемного черенка 29. На этой обрезанной поверхности трубы 29 устанавливается (как на фиг. 13) и приваривается к ней короткий отрезок трубы 5 длиной 50 мм, квадратного сечения 20×20 мм с толщиной стенки 2 мм, в которую помещают вторую часть разъемного черенка 30, выполненного из трубы квадратного поперечного сечения, 15×15 мм, размеры которого меньше, чем размеры трубы 5, что позволяет его легко перемещать вдоль трубы 30. Фиксация положения разъемной части черенка 30 внутри короткого отрезка трубы 5 в заданном удобном положении для работающего осуществляется болтовым соединением с приваренной к головке болта 7 круглой трубкой 26 диаметром 10÷16 мм, как в предыдущих примерах. Работают этой лопатой так, как и в предыдущих примерах.
На фиг. 10 показана эта же лопата, оснащенная дополнительной ручкой 8. Эта ручка 8 соединена с полотном 28 гибкой регулируемой по длине тягой 9. Гибкая тяга соединена с полотном 28 и может закрепляться, как в предыдущем примере 5, в отверстиях, выполненных в полотне 28, хотя удобней в этом случае тягу 9 закреплять в прочном кольце для брелков диаметром 8÷12 мм, продетом в отверстиях полотна 28. Тяга 9 может закрепляться и в проушинах 12, которыми оснащено полотно 28, как показано на фиг.10. При работе этой лопатой, как совковой, тяга 9 закрепляется в обеих отверстиях или проушинах 12. Работать этой лопатой, оснащенной дополнительной пластмассовой ручкой 8, удобней, отрегулировав длину гибкой тяги 9 так, чтобы дополнительная ручка 8 примыкала к рукоятке 4. При вскапывании почвы регулировку положения черенков 29 и 30 и их фиксацию, а также работу лопатой осуществляют, как в примерах 1 и 2. При работе многофункциональной лопатой, как совковой, регулировку черенков 29 и 30 их фиксацию, а также работу лопатой осуществляют, как в примере 5. Дополнительным преимуществом этой лопаты является меньшая масса лопаты, обеспеченная за счет использования части разъемного черенка 30 меньшей длины, следовательно, меньшей массы, поскольку изгиб части разъемного черенка 30 на 30° сокращает длину плеча рычага, образованного при перемещении части разъемного черенка 30 при регулировке удобного расположения черенков. Лопата, как и лопаты, представленные в предыдущих примерах, может изготавливаться только из конструкционных сталей, только из нержавеющих сталей или только из титановых сплавов.
Пример 7. Лопата для уборки снега представлена фиг. 11 и фиг. 12. Полотно 31 выполнено из пластика - поликарбоната, стойкого к морозам. Полотно может изготавливаться и из другой пластмассы, стеклопластика, дерева, из композиционных материалов или металла (сплавов). Составной изогнутый разъемный черенок лопаты состоит из двух разъемных составных частей 32 и 33, выполненных из металлических труб. Часть черенка 32 выполнена из фасонной трубы с овальным поперечным сечением из прочного и легкого алюминиевого сплава. Часть разъемного черенка 33 представляет собой также фасонную трубу из прочного и легкого алюминиевого сплава, но квадратную, т.е. с квадратным поперечным сечением. Эти части черенка 32 и 33 соединены между собой посредством короткого отрезка трубы 5 с квадратным сечением, выполненной также из прочного и легкого алюминиевого сплава. Противоположный от полотна 31 конец трубы 32 овального сечения обрезан на заданный угол в плоскости, перпендикулярной плоскости поверхности полотна лопаты 31, проходящей вертикально по оси разъемного черенка 32. На этой обрезанной поверхности трубы 32 устанавливается (как на фиг. 13) и прикрепляется к ней короткий отрезок трубы 5 квадратного сечения. В этот короткий отрезок трубы 5 помещают вторую часть разъемного черенка 33, выполненную из трубы квадратного поперечного сечения, размеры которого меньше, чем размеры трубы 5. Это позволяет легко перемещать его вдоль трубы 5. Фиксация положения разъемной части черенка 33 внутри короткого отрезка трубы 5 в заданном удобном положении для работающего осуществляется болтовым соединением с гайкой 6 из алюминиевого сплава, закрепленной на трубе 5 и приваренной к головке болта 7 из прочного сплава на основе алюминия круглой трубкой 26 также из сплава на основе алюминия подобно представленным в предыдущих примерах. На конце разъемной части черенка 33 расположена пластмассовая ручка 34. Черенок 32 крепится к полотну 31 саморезами. На противоположном конце черенка закреплена пластмассовая ручка 34. Эта лопата с квадратным сечением трубы части разъемного черенка 33 имеет преимущества по сравнению с лопатой, содержащей черенок из круглой трубы, заключающиеся в том, что на черенок с квадратной трубой тратится меньше материала. Обеспечивается более надежная фиксация черенка с полотном и более надежная эксплуатация лопаты. Повышается устойчивость и жесткость черенка, снижаются напряжения изгиба в черенке.
Убирать снег этой лопатой удобней, чем остальными другими известными лопатами для уборки снега. Работают лопатой следующим образом. Сначала регулируют, перемещая вдоль трубы 5 часть разъемного черенка 33 в удобное для себя (в зависимости от своего роста, длины ног и рук, а также в зависимости и от расположения места пространства для освобождения полотна 31 лопаты от находящегося на нем снега) положение ручки 34. Для этого положение ручки желательно выбрать таким, чтобы при полностью расположенной тыльной части полотна 31 на поверхности, с которой убирается снег, удаление ручки 34 от части 32 разъемного черенка находилось на расстоянии вытянутой на уровне плеча руки (можно на 5÷15 см ниже уровня плеч). Это положение черенков фиксируют, ввинчивая болт 7 в гайку, закрепленную на трубе 5, закрепляя часть черенка 33 внутри трубы 5. Конструкция лопаты обеспечивает (при минимуме деталей и действий) быструю, легкую и надежную регулировку как до начала работ, так и удобную для работающего перерегулировку. Убирая снег, не нужно изгибать спину!
На фиг. 12 показана та же самая лопата, оснащенная вместо ручки 34 рукояткой 4, которой можно работать одновременно двумя руками и дополнительной ручкой 8, которая изготовлена из пластмассы. Эта ручка 8 соединена с полотном 31 гибкой регулируемой по длине тягой 20. Гибкая тяга 20 выполнена из капронового шнура. Шнур соединен с полотном 31 и закреплен в отверстиях 10, выполненных в полотне 31, или в приспособлениях, вставляемых в эти отверстия. Преимущество и достигнутый новый технический эффект заключается в том, что, отрегулировав удобное для себя положение черенков, рукоятки и дополнительной ручки, только при работе этих лопат при очистке от снега не надо гнуть спину! Работая любой из известных лопат для уборки снега, надо гнуть спину. Кроме того, эта лопата в разобранном виде легко размещается в транспортных средствах, не занимая много места.
Источники информации
1. Календарь 2000. «Сад и огород». С лунно-солнечным календарем 2000. Описание на стр. 16 марта. ЧП «Самохин». Пр. №065790.
2. Патент США №5496085, НКИ 294-58 от 05.09.1996.
А.С. СССР № 1149887, МКИ А01В 1.02-1.04.
3. www.belmz.ru
4. http://www.fiskars-tools.ru,
5. Shovels. Specifications Взамен ГОСТ 3620-76.
6. Т.Ю. Угарова. Семейное овощеводство на узких грядах. Электронная библиотека ModernLib.Ru. Опыт использования метода Митлайдера в России], fiction book.ru/author/'ugarova tatyana.
7. Патент RU 2391802 C2 20/062010.
8. Пат. РФ №2152698, МКИ А01В 1.02-1.04.Патент №2391802.
1. Лопата, содержащая полотно, которое может соединяться гибкой регулируемой по длине тягой с дополнительной ручкой, неразъемный составной черенок или разъемный составной черенок, выполненный с возможностью относительного перемещения и фиксации его частей, при этом одна часть составного черенка соединена с полотном, а другая часть составного черенка может быть снабжена рукояткой или ручкой, отличающаяся тем, что часть неразъемного составного черенка или часть разъемного черенка, соединенная с полотном, выполнена из трубы круглого или овального поперечного сечения, а соединяемые с ней части черенков выполнены из прямолинейных труб с квадратным или прямоугольным поперечным сечением, причем неразъемный составной черенок выполнен изогнутым, образуя между закрепленными между собой частями черенков угол, а изменение положения частей разъемного черенка обеспечивается возможностью передвижения и фиксации в заданном положении части черенка, выполненной из трубы квадратного или прямоугольного поперечного сечения, внутри отрезка трубы, установленной и закрепленной под углом на противоположном от полотна конце трубы.
2. Лопата по п.1, отличающаяся тем, что полотно лопаты оснащено проушинами, отверстия которых расположены вне рабочей поверхности полотна, в которых закрепляется тяга дополнительной ручки, или в полотне, или в стенке совка или ковша совковых и ковшовых лопат выполнены отверстия, в которых закрепляется тяга или вставляются приспособления, с которыми соединена и закреплена тяга, при этом полотно может выполняться без тулейки.
