Изобретение относится вообще к инструментам для перемещения материала, а более конкретно к инструментам для перемещения материала, предназначенным для уменьшения налипания материала на инструмент.
В области инструментов для перемещения материала хорошо известны такие инструменты, как совковые лопаты, бур-машины, культиваторные лапы, садовые совки и грейферы с фронтальными погрузчиками и обратными лопатами, использующиеся для перемещения различных материалов, таких, как земля. Если земля мокрая, она начинает налипать на инструмент, например совковую лопату.
Эта проблема особенно очевидна, например, при ручной копке мокрой земли для закладки фундаментов, для прокладки канализационных систем и труб, водопроводных труб и подземных кабелей. Важен не столько тот факт, что это тяжелая работа, сколько то, что глина часто прилипает к совковой лопате и делает совершенно невозможной эффективную работу. Рабочий не может удалить глину с лопаты, не затратив на это значительного усилия.
Например, при выкапывании ямы совковая лопата входит в мокрую землю (положение приема материала), и рабочий поднимает лопату с землей и перемещает ее в другое место (положение отделения материала). В этом положении (положении отделения материала) земля должна удаляться с режущей пластины лопаты. Если земля прилипает к лопате, нужно приложить дополнительное усилие, чтобы удалить ее с поверхности пластины лопаты для того, чтобы рабочий мог продолжать копать. Раньше рабочие должны были каждый раз соскребать глину с лопаты или отбивать лопату о камень или доску, чтобы избавиться от налипшей земли. Следовательно, приходилось выполнять дополнительную работу и только после этого продолжать копать. Это снижает производительность работы на 50% и более.
Такая же ситуация имеет место и при выкапывании отверстий в земле при помощи бур-машины, удалении снега снегоуборочной лопатой или перемещении земли культиваторной лапой или садовым совком. Это положение распространяется и на перемещение мокрой земли посредством грейфера с фронтальным погрузчиком или обратной лопатой.
Хорошо известно, что масса инструмента для перемещения материала является важным фактором эффективности работы. При использовании более легкого инструмента рабочий может перемещать большее количество материала при такой же эффективности работы, что и при перемещении меньшего количества материала более тяжелым инструментом, поскольку общая масса инструмента и материала одинакова. Когда мокрая земля прилипает и не удаляется с инструмента, она создает дополнительную массу, что уменьшает количество перемещаемого материала и, соответственно, снижает эффективность работы. Важность этого фактора особенно очевидна, принимая во внимание многократность повторения операции.
Масса инструмента для перемещения материала также является важным фактором при использовании машины, управляющей таким инструментом, например, грейфера с фронтальным погрузчиком или обратной лопатой. Если инструмент является более легким, от машины требуется меньшее усилие, что снижает износ деталей машины и расход энергии, необходимой для перемещения грейфера из положения приема материала в положение отделения материала.
Желательно также усилить инструмент для перемещения материала для его устойчивости к деформации при использовании. Когда рабочий вводит такой инструмент, как лопата, в мокрую землю, и она встречает на своем пути препятствие, например камень, рабочий обычно прилагает дополнительное усилие, что может привести к деформации режущей кромки лопаты. Далее такая ситуация будет называться "кромочная деформация".
Соответственно, желательно создать такой материал инструмента для перемещения материала, который сведет к минимуму налипание мокрой земли на инструмент и, соответственно, повысит производительность рабочего.
Также желательно создать такой инструмент для перемещения земли, который был бы легким по весу и позволял бы рабочему легко перемещать инструмент между положениями приема материала и отделения материала.
Желательно снабдить инструмент для перемещения материала усиливающим средством для его устойчивости к деформации при приложении к нему силы.
В патенте США N 1146609 (Anderson) описана совковая лопата, имеющая сравнительно немного широких вытянутых отверстий. Эти отверстия вытянуты в продольном направлении, в направлении движения режущей пластины лопаты при погружении в землю и выходе из нее. Несколько таких отверстий расположено около пластины, включая центральную часть лопаты. Вытянутые отверстия, расположенные в центральной части лопаты по данному патенту, ослабляют пластины лопаты как раз в том месте и направлении, где требуется усиление. Такие вытянутые отверстия выполнены без учета возможного максимального увеличения площади отверстий в режущей пластине лопаты при оптимизации прочности лопаты во время удаления такого материала.
Другие инструменты описаны в патентах США N 3638986 (Palagonia), N 3851763 (Ball et al.) и N 4247141 (Grint).
Очевидна необходимость создания инструмента для перемещения материала, который сводил бы к минимуму налипание на него материала, был бы легким и имел повышенную прочность.
Изобретение представляет собой инструмент для перемещения материала с указанными выше желательными характеристиками, который может применяться в различных инструментах для перемещения материала, таких, как совковые лопаты, бур-машины, культиваторные лапы, садовые совки и грейферы с обратной лопатой.
Изобретение представляет собой инструмент для перемещения материала, включающий режущую пластину и средство для управления пластиной. Если инструмент для перемещения материала представляет собой совковую лопату, бур-машину, снегоуборочную лопату, культиваторную лапу или садовый совок, инструмент для перемещения материала имеет режущую пластину и прикрепленную к нему рукоятку.
Если инструмент для перемещения материала представляет собой грейфер с фронтальным погрузчиком или обратной лопатой, инструмент включает в себя режущую пластину и средство для управления пластиной, такое, как соединители боковин и верха грейфера, прикрепленные к пластине для присоединения к такому механизму, как тягач с гидравлическим приводом для управления пластиной.
Изобретение направлено на создание новой режущей пластины для перемещения материала, которая обеспечивает преимущества изобретения. Пластина имеет внешний периметр, определяющий ее площадь. Она снабжена множеством сквозных круговых отверстий. Пластина имеет опорную для материала поверхность, определяемую его внешним периметром и сквозными круговыми отверстиями. Опорная для материала поверхность составляет от 80 до 50% от площади пластины. Вследствие удаления этого количества материала она становится значительно более легкой.
Считают, что прилипание мокрой земли к режущей пластине уменьшается, поскольку прочность прилипания мокрой земли прямо пропорциональна площади поверхности пластины лопаты. При уменьшении ее площади без существенного сокращения опорной части и количества мокрой земли налипание мокрой земли на пластине уменьшается в результате наличия отверстий. При достаточном снижении прочности прилипания вес мокрой земли преодолевает силу ее прилипания к опорной для материала поверхности лопаты, и земля отходит от пластины лопаты. Кроме того, считается также, что отверстия обеспечивают проход воздуха, что разрушает присасывание, создаваемое мокрой землей. Отверстия снижают прилипание к лопате вследствие того, что вода, проходя через них, обеспечивает лучшую смачиваемость пластины лопаты.
Каждое из отверстий имеет круговую форму, например, в виде круга или многоугольника, имеющего, в сущности, равные стороны. Эти геометрические конфигурации отверстий позволяют удалить из пластины значительное количество материала при сохранении ее конструктивной целостности.
Круговая геометрическая форма отверстий обеспечивает такую опорную для материала поверхность, которая позволяет мокрому материалу типа глины легко отделяться от пластины. Края отверстий поддерживают материал, предотвращая выход материала через отверстия.
Желательно свести к минимуму опорную для материала поверхность и, соответственно, снизить тенденцию к прилипанию мокрой земли к пластине. Это позволяет более легко отделять мокрую землю от пластины. Чтобы свести таким образом к минимуму опорную для материала поверхность, соседние отверстия располагают на равном расстоянии друг от друга. Это позволяет максимально увеличить площадь отверстий и, соответственно, свести к минимуму площадь опорной для материала поверхности при сохранении конструктивной целостности режущей пластины.
Важные характеристики изобретения достигнуты вследствие выполнения отверстий круговой формы с определенной площадью, а также расположения этих отверстий, в сущности, на равном расстояния друг от друга. Если, с одной стороны, отверстия слишком малы, они являются неэффективными для достижения характеристик настоящего изобретения. С другой стороны, если они слишком велики, то слишком много материала удаляется в одном месте, что ослабляет конструктивную целостность пластины. Обнаружено, что для достижения желаемых результатов по настоящему изобретению лопата должна иметь круговые отверстия с площадью примерно от 0,012 до 0,2 квадратных дюймов (от 0,0774 до 1,290 см2). Один вид кругового отверстия, при котором достигаются эти результаты, представляет собой круглое отверстие с диаметром примерно от 0,125 до 0,5 дюйма (от 0,3175 до 1,27 см). Круговая геометрическая конфигурация отверстия также обеспечивает важные характеристики настоящего изобретения. Следует отметить, что круговое отверстие имеет конфигурацию круга или многоугольника, имеющего, в сущности, равные стороны, или даже неправильную форму, в основном, близкую к кругу или многоугольнику, имеющему, в сущности, равные стороны. Эта конфигурация отверстия обеспечивает удаление материала из пластины при сохранении ее конструктивной целостности.
В сущности, равное расстояние между отверстиями также обеспечивает важные характеристики режущей пластины по настоящему изобретению. Было обнаружено, что для достижения наилучших результатов расстояние между отверстиями по настоящему изобретению должно составлять примерно от 0,1875 до 0,625 дюйма (0,4762 до 1,5875 см). Расположение отверстий на равном расстоянии друг от друга обеспечивает сохранение конструктивной целостности пластины, поскольку она не содержит значительных непрерывных промежутков, имеющих тенденцию к ослаблению пластины.
Сочетание круговой формы отверстий, их размера и, в сущности, равного расстояния между ними обеспечивает решетчатую поверхность пластины, определяющую опорную для материала поверхность и обеспечивающую ее конструктивную целостность. Кроме того, при такой конфигурации обеспечивается более сплошная опорная для материала поверхность.
Режущая пластина по настоящему изобретению имеет контактирующую с материалом кромку для введения в землю. Отверстия расположены, как минимум, на заданном расстоянии от нижней кромки и остальной периферической части пластины, чтобы обеспечить прочность в периферической области при воздействии на нее сил для введения в землю.
Инструмент для перемещения материала по настоящему изобретению имеет усиливающее средство для сопротивления деформации пластины. Такое усиливающее средство сводит к минимуму ее кромочную деформацию и предотвращает деформацию пластины при приложении к ней сил для введения в землю.
Усиливающее средство по настоящему изобретению включает в себя ребро, образованное в пластине по ее оси, вдоль которой требуется обеспечить сопротивление деформации. Например, верх режущей пластины выполнен таким образом, чтобы в него входила и прикреплялась рукоятка. Настоящее изобретение обеспечивает образование ребра, проходящего вниз по центру пластины до места у ее нижней кромки. Это центральное ребро повышает прочность пластины. Усиливающее средство по настоящему изобретению также может включать в себя центральную часть без сквозных отверстий, чтобы повысить прочность пластины.
Геометрическая конфигурация отверстий обеспечивает расположение отверстий, в сущности, на равном расстоянии друг от друга. Обычно пластина лопаты делится на центральную часть, левую боковую часть и правую боковую часть. Каждая из боковых частей имеет внешний край с рядом отверстий, примыкающих к внешнему краю и расположенных параллельно этому краю. Линия, вдоль которой расположен внешний ряд отверстий, находится на достаточном расстоянии от кромки, чтобы обеспечить прочные внешние края. Каждый ряд отверстий внешнего края и каждый последующий ряд расположены таким образом, что отверстия образованы, в сущности, на равном расстоянии друг от друга, чтобы максимально повысить прочность и свести к минимуму массу лопаты. Предпочтительно центральная часть пластины лопаты не имеет отверстий с целью ее усиления, как описано выше.
Другие желательные характеристики и преимущества настоящего изобретения будут очевидны из последующего описания и прилагаемых чертежей, иллюстрирующих изобретение:
фиг. 1 представляет собой вид спереди лопаты, обладающей характеристиками инструмента для перемещения материала по настоящему изобретению;
фиг. 2 представляет собой вид сверху лопаты по фиг. 1;
на фиг. 3 представлено сечение лопаты на фиг. 1, по линии 3-3;
на фиг. 4 представлено сечение лопаты на фиг. 1, по линии 4-4;
фиг. 5 представляет собой узел 5 на фиг. 1;
фиг. 6 представляет собой вид спереди другого варианта настоящего изобретения;
фиг. 7 представляет собой сечение лопаты на фиг. 6, по линии 7-7;
фиг. 8 представляет собой сечение лопаты на фиг. 6, по линии 8-8.
Изобретение представляет собой инструмент для перемещения материала с желательными характеристиками, который может применяться в различных инструментах, таких, как совковые лопаты, бур-машины, культиваторные лапы, садовые совки, грейферы с фронтальным погрузчиком и обратной лопатой. Для большей простоты настоящее изобретение будет описано применительно к совковой лопате 10, показанной на фиг. 1, и следует отметить, что признаки, составляющие преимущества настоящего изобретения, могут быть использованы во многих различных инструментах для перемещения материала.
Лопата 10, показанная на фиг. 1, включает в себя режущую пластину 12 и средство 14 управления пластиной, такое, как рукоятка 15, и соединительное средство 16. Пластина 12 соединена с рукояткой 15 соединительным средством 16, описанным ниже. Соединительное средство 16 имеет соединительную часть 18 пластины, выполненную как единое целое с пластиной 12 для присоединения к ней рукоятки 15.
Режущая пластина 12 имеет внешний периметр 20, определяющий площадь 22 пластины. Внешний периметр 20 определяется частично нижней кромкой 24, имеющей правую и левую части 26 и 28, соответственно. Правая и левая части 26 и 28 нижней кромки 24 сходятся в точке 30, используемой в начале введения пластины 12 лопаты в землю, как будет более подробно описано ниже.
Внешний периметр 20 также определяется правой и левой боковыми кромками 32 и 34 и верхней кромкой 36. Боковые кромки 32, 34 проходят вверх от соответствующих боковых частей 26, 28 нижней кромки и заканчиваются соответственно у правой и левой частей 38, 40 верхней кромки 36. Части 38, 40 верхней кромки проходят внутрь по направлению к центру пластины 12 и заканчиваются соединительной частью 18 лезвия, соответственно, у точек 42, 44.
Следует отметить, что в целях разъяснения настоящего изобретения верхняя кромка 36 включает в себя части 38, 40, а линия, обозначенная пунктиром 45, соединяет точки 42 и 44. Настоящее изобретение предусмотрено для использования в многочисленных разнообразных режущих органах, имеющих различную геометрическую конфигурацию.
При использовании точка 30 пластины 12 располагается на земле, в месте, где требуется удалить почву. Рабочий ставит ногу на одну из частей 38, 40 верхней кромки и прикладывает направленное вниз усилие к пластине 12, заставляя входить в землю точку 30 и затем части 26 и 28 нижней кромки. Если на пластину воздействует дополнительная сила, левая и правая боковые кромки входят в землю. Если требуется, лопата может быть введена в землю до частей 38, 40 верхней кромки. Это положение лопаты 10 для приема материала. Затем рабочий поднимает режущую пластину 12 вместе с находящейся на ней землей в положение отделения материала, при котором земля удаляется.
Эффективная площадь 46 пластины 12 лопаты определяется ее эффективным периметром 48 в земле 49. Этот эффективный периметр 48 определяется периметром пластины 12 в земле и линией 50, соединяющей периметр в месте, где он выходит из земли 49.
Например, на фиг. 1 показана пластина 12, введенная в землю 52. В этом примере эффективная площадь 46 определяется эффективным периметром 48 пластины 12, находящимся в земле. Этот эффективный периметр 48 определяется частями 26, 28 нижней кромки от точки 30 до точек 54, 56, соответственно, где они выходят из земли, и линией 50, соединяющей точки 54, 56. Эффективная площадь 46 представляет собой всю площадь пластины 12, ограниченную эффективным периметром 48. Эффективная опорная для материала поверхность 57 определяется эффективной площадью 46 пластины 12 и отверстиями 58.
Режущая пластина 12 имеет множество круговых сквозных отверстий 58. Пластина 12 имеет опорную для материала поверхность 60, определяемую ее внешним периметром 20 и круговыми сквозными отверстиями 58, как будет более подробно описано ниже. Опорная для материала поверхность 60 составляет от 80 до 50% площади 22 пластины, а общая площадь отверстий составляет от 20 до 50% площади 22 пластины. После удаления такого количества материала пластина становится значительно легче.
Желательно свести к минимуму площадь опорной для материала поверхности 60 и соответственно снизить тенденцию к налипанию земли на пластину. Это позволяет более легко удалять мокрую землю, когда это требуется.
Настоящее изобретение обеспечивает такую форму и расположение отверстий, чтобы эффективно облегчить пластину 12 лопаты при сохранении ее оптимальной прочности. Каждое из отверстий 58 имеет круговую форму, например, круг или многоугольник с фактически равными сторонами. Такая геометрическая конфигурация отверстий 58 позволяет удалить значительное количество материала из пластины 12 при сохранении ее конструктивной целостности.
Отверстия 58, показанные на фиг. 2, 3, и 4, проходят насквозь от передней поверхности 62 до задней поверхности 64 пластины лопаты. Предпочтительно, отверстия 58 являются круглыми, как это показано на изображении части пластины 12 лопаты на фиг. 5. Каждое отверстие имеет край 66, ограничивающий это отверстие.
Круговая форма отверстий 58 обеспечивает такую опорную для материала поверхность 60, которая позволяет легко удалять мокрый материал типа глины, когда это необходимо. Края 66, ограничивающие отверстия 58, поддерживают мокрый материал на общей его площади открытого пространства, позволяя мокрой земле легко отделяться от пластины 12, когда это необходимо.
Чтобы свести к минимуму опорную для материала поверхность 60 в соответствии с настоящим изобретением, отверстия 58 расположены, в сущности, на равном расстоянии друг от друга. Это позволяет максимально увеличить площадь отверстий 58 и, соответственно, свести к минимуму площадь опорной для материала поверхности 60 при сохранении конструктивной целостности пластины 12.
На фиг. 5 показаны три отверстия 58a, 58b и 58c. Центры 58a', 58b' и 58c' этих отверстий расположены, в сущности, на равных расстояниях друг от друга. Центр 58a' отверстия 58a находится на расстоянии A от центра 58b' отверстия 58b. Подобным образом, центр 58b' отверстия 58b находится на расстоянии B от центра 58c' отверстия 58c, и центр 58c' отверстия 58c находится на расстоянии C от центра 58a' отверстия 58a. Расстояния A, B и C, в сущности, равны.
Следует отметить, что расстояния A, B и C зависят и определяются площадью отверстий 58. Предпочтительно, отверстия 58 имеют диаметр D, равный примерно от 0,125 до 0,5 дюйма (от 0,3175 до 1,27 см). Площадь каждого отверстия 58 составляет примерно от 0,012 до 0,2 квадратных дюйма (от 0,0774 до 1,290 см2). Расстояния A, B и C равны и составляют примерно от 0,1875 до 0,625 дюйма (от 0,4762 до 1,5875 см). Опорная для материала поверхность 60 определяется площадью 22 пластины, ограниченной внешним периметром 20 и краями 66 отверстий 58. Конечно, площадь отверстий 58 не является опорной для материала поверхностью 60.
При таком выборе площади отверстий 58 и расстояний A, B и C между их центрами опорная для материала поверхность 60 составляет от 80 до 50% площади 22, а общая площадь отверстий составляет от 20 до 50% площади 22 пластины. Предпочтительно, опорная для материала поверхность 60 составляет от 75 до 65% площади 22, а общая поверхность отверстий - от 25 до 35% площади 22 пластины. При такой конфигурации пластины 22 характеристики настоящего изобретения могут быть реализованы.
Эффективная опорная для материала поверхность 57 составляет от 80 до 50% эффективной площади 46, а общая площадь отверстий 58 в эффективной площади 46 составляет от 20 до 50% эффективной площади 46. Предпочтительно, эффективная опорная для материала поверхность 57 составляет от 75 до 65% эффективной площади 46, а общая площадь отверстий 58 в эффективной площади 46 составляет от 25 до 35% эффективной площади 46 пластины.
Важные характеристики изобретения достигаются посредством выполнения отверстий 58 круговой формы с определенной площадью и, в сущности, равным расстоянием между этими отверстиями. С одной стороны, если эти отверстия 58 слишком малы, они не являются эффективными для осуществления характеристик настоящего изобретения. С другой стороны, если они слишком велики, слишком много материала удаляется в одном месте, что ослабляет конструктивную целостность пластины 12. Обнаружено, что посредством отверстий 58, имеющих площадь примерно от 0,012 до 0,2 квадратного дюйма (от 0,0774 до 0,290 см2), создается лопата 10, которая достигает желаемых результатов настоящего изобретения. Одним типом круговых отверстий 58 для достижения этих результатов является круглое отверстие с диаметром примерно от 0,125 до 0,5 дюйма (от 0,3175 до 1,27 см). Круговая геометрическая форма отверстия также обеспечивает важные характеристики настоящего изобретения. Следует отметить, что отверстие 58 может иметь форму круга или многоугольника, имеющего, в сущности, равные стороны, или даже неправильную форму, в основном, близкую к кругу или многоугольнику, имеющему, в сущности, равные стороны. Эта конфигурация отверстия 58 обеспечивает удаление материала пластины при сохранении ее конструктивной целостности.
Подобным образом, в сущности равное расстояние между отверстиями обеспечивает важные характеристики пластины по настоящему изобретению. Обнаружено, что если расстояние между соседними отверстиями 58 по настоящему изобретению составляет примерно от 0,1875 до 0,625 дюйма (от 0,4762 до 1,5875 см), то полученная лопата обеспечивает желаемые результаты по настоящему изобретению. Равное расстояние между соседними отверстиями обеспечивает поддержание структурной целостности пластины 12, поскольку в ней не имеется значительных непрерывных промежутков, имеющих тенденцию к ослаблению пластины.
Сочетание круговой формы отверстий 58, их размера и, в сущности, равного расстояния между ними обеспечивает решетчатую поверхность, определяющую опорную для материала поверхность 60 или 57, а также обеспечивает структурную целостность пластины. Кроме того, при такой конфигурации опорной для материала поверхности 60 или 57 обеспечивается более протяженная опорная для материала поверхность.
Режущая пластина 12 по настоящему изобретению имеет контактирующую с материалом кромку 67, включающую нижнюю кромку 24 и боковые кромки 32, 34 для введения в почву. Как показано на фиг. 1 и 5, отверстия 58 расположены, как минимум, на заданном расстоянии S от нижней кромки и боковых кромок 32, 34, и остальных краев пластины 12, чтобы обеспечить прочность в периферической области, когда на пластину действуют силы для введения его в землю.
В общем случае пластина 12 лопаты разделяется на центральную часть 70, правую часть 72 и левую часть 74, как показано на фиг. 1. Каждая из боковых частей 72, 74 имеет внешнюю кромку 32, 34, соответственно, с рядом отверстий 76, 78, расположенных около их соответствующих внешних кромок и вдоль линии 80, в сущности, параллельной внешним кромкам 32, 34. Линия 80, вдоль которой расположен внешний ряд отверстий 76, 78, находится на достаточном расстоянии S от внешних кромок 32, 34, чтобы обеспечить прочность внешних краев. Предпочтительно, расстояние S составляет примерно от 0,125 до 0,5 дюйма (от 0,3175 до 1,27 см).
Каждый из проходящих вдоль внешнего края рядов 76, 78 отверстий 58 с каждой стороны и каждый последующий ряд расположены таким образом, что отверстия размещены, в сущности, на равном расстоянии друг от друга, чтобы тем самым обеспечить максимальную прочность и минимальную массу лопаты. Предпочтительно, центральная часть для усиления пластины лопаты не имеет отверстий.
Предпочтительно, внешние кромки 32, 34 лопаты обычно расположены под небольшим углом по отношению к центральной линии 82 лопаты и сближаются по направлению к нижнему центру лопаты 30. При расположении таким образом отверстий 58 на каждой стороне лопаты, в сущности, параллельно внешним кромкам 32, 34, большее количество материала остается в верхней центральной части 84 пластины 12 лопаты и это количество постепенно уменьшается по направлению к нижней кромке края 24 лопаты. Если в центральной части 70 лопаты отверстий нет, пластина лопаты усилена в своей центральной части, особенно в верхней части 84 лопаты 10.
Инструмент 10 для перемещения материала по настоящему изобретению имеет усиливающее средство 86 для устойчивости к деформации пластины 12, как показано на фиг. 1. Такое усиливающее средство 86 сводит к минимуму кромочную деформацию лопаты 10 и противостоит деформации пластины 12 при приложении к нему силы для введения лопаты в землю.
Усиливающее средство 86 по настоящему изобретению включает в себя ребро 88, выполненное в пластине 12, в его центральной части 70 по осевой линии 82, с целью сопротивления деформации. Верхняя часть 84 выполнена таким образом, чтобы в нее входила и прикреплялась рукоятка 15. Как показано на фиг. 1 и 2, соединительное средство 16 включает в себя соединительную часть 18 пластины, выполненную как одно целое с пластиной 12. В соединительной части 18 образовано отверстие 90 для вхождения в него рукоятки 15. Соединительное средство 16 включает в себя манжету 92 для прикрепления рукоятки к соединительной части 18. Следует отметить, что в данном изобретении предполагается использование любого известного соединительного средства.
Настоящее изобретение обеспечивает формирование ребра 88, являющегося продолжением соединительной части 18 пластины вниз от центра 70 пластины к месту, расположенному у его нижней кромки 24. Как видно на фиг. 3 и 4, ширина и высота ребра 88 постепенно уменьшаются, и оно сливается с поверхностью нижней части пластины, чтобы не противодействовать ее продвижению в землю. В верхней части ребро 88 является неотъемлемой частью соединительной части 18. В промежуточной части, показанной на сечениях фиг. 3 и 4, ребро 88 имеет выступающие внутрь части 94, 96, заканчивающиеся в верхней части 98 ребра 88. Ширина ребра 88 между выступающими частями 94, 96, так же как и его высота до верхней части 98, уменьшается по направлению к нижней кромке 24 пластины 12. Ребро 88 проходит, в сущности, по длине центральной части 70 пластины 12 для повышения прочности.
Режущая пластина 12 выполнена с вогнутой передней частью 62, как показано позицией 99. Эта вогнутая форма 99 повышает прочность лопаты 10.
Другой вариант инструмента 10' для перемещения материала по настоящему изобретению показан на фиг. 6, 7 и 8 и является конструктивно близким к инструменту 10 для перемещения материала, описанному выше. Для простоты описания позиции на изображении инструмента 10' для перемещения материала соответствуют позициям, использованным в связи с изображением лопаты 10, и помечены знаком (').
Лопата 10', показанная на фиг. 6, включает в себя пластину 12' и средство 14' ее управления, например, рукоятку 15', и соединительное средство 16'.
Режущая пластина 12' имеет внешний периметр 20', определяющий площадь 22' пластины. Внешний периметр 20' определен, частично, нижней кромкой 24', имеющей правую и левую части 26' и 28', соответственно. Внешний периметр 20' также определяется правой и левой боковыми кромками 32', 34' и верхней кромкой 36'. Боковые кромки 32', 34' проходят вверх от их соответствующих боковых частей 26', 28' нижней кромки и заканчиваются у правой и левой частей 38', 40', соответственно, верхней кромки 36'. Части 38', 40' верхней кромки проходят в направлении к центру пластины 12' и оканчиваются соединительной частью 18' в точках 42', 44' соответственно. Следует отметить, что в целях разъяснения настоящего изобретения верхняя кромка 36' включает в себя части 38', 40', а линия, обозначенная пунктиром 45', соединяет точки 42', 44'.
Эффективная площадь 46' определяется эффективным периметром 48' пластины 12' в земле 49'. Этот эффективный периметр 48' определяется периметром пластины 12' в земле 49' и линией 50', соединяющей периметр пластины, когда она выходит из земли 49'.
Режущая пластина 12' имеет множество сквозных круговых отверстий 58'. Пластина 12' имеет опорную для материала поверхность 60', определяемую внешним периметром 20' и сквозными круговыми отверстиями 58'. Опорная для материала поверхность 60' пластины 12' составляет от 80 до 50% площади, а общая площадь отверстий 58' составляет от 20 до 50% площади пластины. Вследствие удаления такого количества материала пластина 12' становится значительно легче.
Эффективная опорная для материала поверхность 57' составляет от 80 до 50% эффективной площади 46', а общая площадь отверстий 58' на эффективной площади 46' составляет от 20 до 50% площади пластины. Предпочтительно, эффективная опорная для материала поверхность 57' составляет от 75 до 65% эффективной поверхности 46', а общая площадь отверстий 58' на эффективной площади 46' составляет от 25 до 35% эффективной площади 46' пластины.
Круговые отверстия 58' проходят через переднюю 62' и заднюю 64' поверхности пластины 12' лопаты. Предпочтительно, отверстия 58 являются круглыми. Каждое из отверстий 58' имеет край 66', ограничивающий отверстие.
Чтобы свести к минимуму опорную для материала поверхность 60' по данному изобретению, соседние отверстия 58' расположены, в сущности, на равных расстояниях друг от друга. Отверстия 58' расположены по отношению друг к другу и к кромочным частям 24', 26', 28', 32', 34' и 36' так, как это описано выше для соответствующих элементов лопаты 10.
Важные характеристики изобретения достигаются наличием круговых отверстий 58' и величиной их площади, а также, в сущности, равным расстоянием между этими отверстиями. Если, с одной стороны, отверстия 58' являются слишком маленькими, они неэффективны для достижения характеристик настоящего изобретения. С другой стороны, если они слишком большие, слишком много материала удаляется в одном месте, и это ослабляет конструктивную целостность пластины 12'. Обнаружено, что при наличии отверстий 58' с площадью примерно от 0,012 до 0,2 квадратного дюйма (от 0,00092 до 0,2580 см2) образуется лопата 10', которая достигает желаемых результатов в соответствии с настоящим изобретением. Одним типом замкнутого отверстия 58', обеспечивающим достижение этого результата, является круглое отверстие с диаметром примерно от 0,125 до 0,5 дюйма (0,3175 до 1,27 см). Круговая форма отверстия также обеспечивает важные характеристики настоящего изобретения. Следует отметить, что отверстие 58' выполнено в форме круга или многоугольника, имеющего, в сущности, равные стороны, или даже имеет неправильную форму, в основном, близкую к форме круга или многоугольника с примерно равными сторонами. Такая конфигурация отверстия 58' обеспечивает удаление материала из пластины при сохранении ее конструктивной целостности.
В сущности, равное расстояние между отверстиями также обеспечивает важные характеристики пластины по настоящему изобретению. Было обнаружено, что расположение соседних замкнутых отверстий 58', описанных в настоящем изобретении, на расстоянии примерно от 0,1875 до 0,625 дюйма (от 0,4762 до 1,5875 см) друг от друга обеспечивает конструкцию лопаты, достигающей желаемых результатов по настоящему изобретению. Равное расстояние между соседними отверстиями сохраняет конструктивную целостность пластины 12', поскольку в ней не имеется значительных непрерывных промежутков, имеющих тенденцию к ослаблению пластины.
В общем случае пластина 12' лопаты разделена на центральную часть 70', правую боковую часть 72' и левую боковую часть 74', как это показано на фиг. 6. Центральная часть 70' не снабжена отверстиями с целью усиления пластины, как это было описано. Поскольку отверстия не выполнены в центральной части 70', достигается усиление пластины лопаты в его центральной части, особенно в верхней центральной части 84' лопаты 10'.
Инструмент 10' для перемещения материала по настоящему изобретению имеет усиливающее средство 86' для устойчивости к деформации пластины 12', как показано на фиг. 6, 7 и 8. Такое усиливающее средство 86' уменьшает кромочную деформацию лопаты 10' и противостоит деформации пластины 12' при приложении к ней сил для ее введения в землю.
Усиливающее средство 86' по настоящему изобретению включает в себя ребро 88', выполненное в пластине 12', в его верхней центральной части 84' по осевой линии 82', вдоль которой требуется обеспечить сопротивление деформации. Верхняя часть 84' выполнена с возможностью вставления и прикрепления к ней рукоятки 15' посредством соединительного средства 16', включающего в себя соединительную часть 18' пластины, выполненную как одно целое с пластиной 12'. Ребро 88' имеет выступающие внутрь части 94', 96', заканчивающиеся в верхней части 98' ребра 88'. Усиливающее ребро 88' проходит от соединительной части 18' вниз по центральной части 70' до места в средней части 100 пластины 12'.
Усиливающее средство 86' по настоящему изобретению включает в себя нижнюю центральную часть 102 без отверстий. При выполнении нижней центральной части 102 таким образом проблема кромочной деформации уменьшается.
Режущая пластина 12' выполнена таким образом, что ее передняя поверхность имеет вогнутую или криволинейную форму, как показано позицией 99'. Такая вогнутая форма 99' увеличивает прочность лопаты 10'.
Следует отметить, что в рамках данного изобретения предусматривается большое разнообразие конструкций для применения в соответствии с данным изобретением. Это изобретение может также включать в себя выполнение отверстий 58 или 58' в нижней центральной части 102 в некоторых вариантах конструкции, когда не требуется дополнительная прочность.
Изобретение описано со ссылкой на предпочтительные варианты осуществления. Очевидно, что различные модификации и альтернативные решения могут иметь место на основе вариантов, приведенных в данном описании, поэтому настоящее изобретение включает в себя все модификации и альтернативные решения, а также эквивалентные варианты в объеме прилагаемой формулы изобретения.
Сущность изобретения: инструмент для перемещения материала включает в себя режущую пластину и рукоятку для управления пластиной. Пластина имеет внешний периметр, определяющий ее площадь, и множество сквозных замкнутых отверстий. Пластина имеет опорную для материала поверхность, определяемую внешним периметром и отверстиями и составляющую от 80 до 50% площади пластины. Когда пластина инструмента для перемещения материала вводится в материал, она имеет эффективную площадь, определяемую своим периметром, введенным в материал, и сквозными отверстиями на эффективной площади пластины. Пластина имеет эффективную опорную для материала поверхность, определяемую периметром пластины, введенной в материал, и отверстиями, и составляющую от 80 до 50% эффективной площади пластины. Предложенная конструкция позволила повысить прочность и свести к минимуму массу лопаты. 2 с. и 15 з.п. ф-лы, 8 ил.
| Устройство для измерения поляризационных параметров электромагнитного поля | 1982 |
|
SU1146609A1 |
| US 3638986 A, 01.02.72 | |||
| US 3851763 A, 03.12.74 | |||
| US 4247141 A, 27.01.81. | |||
