СУПЕРЛОПАТА С МЕТАЛЛИЧЕСКИМ ЧЕРЕНКОМ ИЗ ТРУБЫ КВАДРАТНОГО ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ И ПОЛОТНО ЛОПАТЫ Российский патент 2014 года по МПК A01B1/02 

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. Только эта лопата пригодна для рытья узких глубоких канав (например, шириной 250-300 и глубиной до 2000-3000 мм). Поэтому она и названа суперлопатой.

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 к 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, 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 изготовляют цельноштампованными 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 не надежен. Кроме того, сложность изготовления сборного полотна. Сложность изготовления лопаты приводит к увеличению ее себестоимости. Особенно сложная в изготовлении тулейка, выполненная их трубы с переменным поперечным сечением. Она часто приходит в негодность, обычно и чаще при работе с тяжелым 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 для избежания поломок черенка угол изгиба приходится укреплять, закрепляя стороны угла черенка специальной 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 неразъемный черенок, части телескопической рукоятки и части разъемного черенка, имеющие возможность изменения и фиксации их взаимного положения, выполнены из труб квадратного или прямоугольного поперечного сечения.

Цель достигается также за счет того, что разъемные части составного черенка и телескопической рукоятки, имеющие возможность изменения и фиксации их взаимного положения, выполнены из труб с одинаковыми размерами их поперечного сечения. Изменение положения этих частей обеспечивается за счет размещения их с возможностью перемещения и фиксации в коротком отрезке трубы, который закреплен на другой разъемной части или закреплен на другом отрезке такой же трубы, в которой может передвигаться и фиксироваться другая разъемная часть.

Цель может достигаться также за счет того, что неразъемный черенок выполнен составным изогнутым из закрепленных между собой квадратных или прямоугольных труб, образуя между ними угол в плоскости, перпендикулярной рабочей поверхности полотна.

Цель достигается также за счет того, что полотно штыковых лопат выполнено без тулейки. Наступ простирается по всей длине кромки полотна и изогнут в противоположную сторону поверхности полотна, которая соединяется с черенком. Полотно совковых лопат также выполнено без тулейки. Черенок может соединяться только с поперечной стенкой совка. При этом составной черенок, выполненный из частей, соединенных под углом, равным углу, образованному поперечной стенкой совка и поверхностью совка, может соединяться совместно с полотном и стенкой, располагаясь внутри совка. Для закрепления гибкой тяги полотна могут оснащаться проушинами, отверстия которых расположены вне рабочей поверхности полотна или в полотне, и у боковых кромок или в стенке совка для этого выполнены отверстия.

Цель может достигаться за счет того, что все металлические детали и части лопаты выполнены только из конструкционной или только из нержавеющей стали или только из сплавов на основе титана.

Цель достигается за счет того, что полотно штыковых лопат, а также универсальных и многофункциональных лопат выполнено без тулейки. Наступ простирается по всей длине кромки противоположной заостренной части полотна и изогнут в сторону рабочей поверхности полотна, на которой размещается обрабатываемый грунт. На противоположной поверхности полотна закрепляют черенок. Полотно совковых лопат также выполнено без тулейки. При этом черенок может соединяться только с поперечной стенкой совка или составной черенок, выполненный из частей, соединенных под углом, равным углу, образованному поперечной стенкой совка и поверхностью совка, может соединяться совместно с полотном и стенкой, располагаясь внутри совка. Для закрепления гибкой тяги полотна могут оснащаться проушинами, отверстия которых расположены вне рабочей поверхности полотна или в полотне, у боковых кромок или в стенке совка для этого выполнены отверстия.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых:

на фиг.1 представлено фото штыковой лопаты с разъемным составным черенком. Разъемные части черенка из квадратных труб одинакового поперечного сечения;

на фиг.2 представлено фото той же самой лопаты с положением черенков, отрегулированным для удобной работы труженика меньшего роста, с меньшей длиной рук и ног;

на фиг.3 показан хомут, соединяющий части разъемного черенка;

на фиг.4 показан болт с ручкой;

на фиг.5 показана штыковая лопата с изогнутым составным разъемным черенком, состоящим из трех частей;

на фиг.6 показана совковая лопата с составным разъемным черенком, состоящим из трех частей;

на фиг.7 показана копальная лопата с разъемным черенком, состоящим из двух частей;

на фиг.8 показана штыковая лопата самой простой конструкции с составным, из двух частей, черенком из трубы с прямоугольным поперечным сечением;

на фиг.9 показана лопата для уборки снега с черенком из композиционных труб квадратного или прямоугольного сечения;

На фиг.10-13 показаны различные лопаты с черенками из квадратных или прямоугольных труб, полотна которых выполнены без тулейки;

На фиг.14 показаны полотна различных лопат, выполненных без тулейки.

Ниже, в качестве примеров, представлены описания некоторых конструкций предлагаемой лопаты.

Пример 1. Штыковая лопата для обработки почвы (фиг.1-2), содержащая лезвие и составной разъемный черенок. Цельноштампованное из нержавеющей стали лезвие (полотно) 1 с тулейкой 2 и наступом 10 соединено с частью 3 составного разъемного черенка. Черенок выполнен в виде двух прямолинейных разъемных составных частей 3 и 4, представляющих собой трубу с квадратным поперечным сечением одинакового размера для каждой из частей черенка. Часть лезвия 3 соединена сваркой с лезвием 1 и тулейкой 2. Вторая прямолинейная часть 4 составного разъемного черенка соединена сваркой с рукояткой 5, выполненной из нержавеющей трубы с поперечным сечением круга. Рукоятка 5 закреплена на конце составной части 4 черенка. Части черенков 3 и 4 соединены между собой хомутом 9. Этот хомут выполнен из двух металлических труб 12 и 13 из нержавеющей стали (фиг.3) с одинаковым размером их квадратного поперечного сечения. Трубы 12 и 13 соединены между собой под углом и закреплены за счет сварки. Разъемная часть черенка 3, соединенная с полотном 1, размещена внутри трубы 12 хомута 9. Вторая разъемная часть черенка 4 размещена внутри трубы 13 хомута. Хомут 9 может перемещаться вдоль черенка 3, а разъемная часть черенка 4 может перемещаться внутри трубы 13 хомута 9. Фиксация хомута 9 на части разъемного черенка 3 и фиксация разъемной части черенка 4 внутри трубы 13 в заданном удобном положении для работающего осуществляется болтовыми соединениями. Гайки 14 этого болтового соединения закреплены при помощи сварки на внешней поверхности труб 12 и 13. Рым-болт 15 или болт 16 проходит через отверстие, имеющееся в каждой из труб 12 и 13. Для обеспечения надежной фиксации части разъемного черенка 4 внутри трубы 13 и надежной фиксации хомута 9 на части 3 разъемного черенка лопаты, без использования какого-либо инструмента, на головке болта 16 может закрепляться стержень 6 из нержавеющей трубы, с помощью которого работающему легко и удобно закручивать или откручивать болт 16 при регулировке удобного положения частей черенка 3 и 4 и рукоятки 5. 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 7, которая также может быть изготовлена из трубки из нержавеющей стали, но в этом примере она изготовлена из пластмассы, поскольку это дешевле. Ручка 7 соединена с полотном 1 гибкой, регулируемой по длине тягой 8. Гибкая тяга 8 выполнена в виде капроновой веревки. Крепление тяги 8 с ручкой 7 и полотном 1 может осуществляться любым известным способом. В этом примере веревка соединена с полотном 1 с помощью болта из нержавеющей стали, продетого в отверстие 11, высверленное в верхнем углу полотна (для правшей - в правой, а для левшей - в левой части полотна). Между поверхностью полотна и головкой болта размещена шайба из нержавеющей стали. Между шайбой и полотном на болте закрепляют, завязывая в узел, капроновую веревку. Гайка болта, на котором укреплена гибкая тяга, навертывается на болт с противоположной стороны полотна. Длина гибкой тяги 8 регулируется и фиксируется такой, чтобы было удобно копающему. Желательно обеспечить примыкание ручки 7 к рукоятке 5 или расположить ручку 7 на расстоянии 2-3 см ниже рукоятки 5.

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 5 и разъемных частей 4 и 3 черенков и превратить тяжелый, утомительный и мало привлекательный труд по вскапыванию почвы в удовольствие. Для этого, откручивая болты 16 с помощью стержня 6, перемещают в трубах 12 и 13 части черенков 3 и 4 в положение, при котором рукоятка 5, при полностью вдавленном вертикально в землю лезвии 7, 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 трубах 12 и 13, ввинчивая болты 16 в гайки 14 с помощью стержней 6, зажимая неподвижно часть 4 разъемного черенка в трубе 13 и хомут 9 на разъемной части 3 черенка. Регулируют, изменяя длину гибкой тяги 8, удобное для себя положение дополнительной ручки 7. На фиг. 1 и 2 показана одна и та же лопата, но по-разному отрегулированная. Лопата на фиг.1 отрегулирована для удобной работы высокого человека с длинными руками и ногами, а лопата на фиг.2 отрегулирована для работы гораздо более низкого человека, с меньше длиной рук и ног. Лопата очень легко, быстро и надежно регулируется. Лезвие 1 вдавливают ногой в почву, отступая назад, рукоятку 5 подают на себя, лезвие 1 с грунтом при этом приподнимается, легко отрываясь от почвы. Действуя одновременно рукояткой 5 и дополнительной ручкой 7 поворачивают полотно 1, не поднимая его. Грунт с лезвия 1 при этом легко удаляется. Если образовался комок грунта, то, поднимая лезвие, торцом ударяют по комку, разрушая его.

На отрыв от почвы лезвия с грунтом тратится на много 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 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 обеспечивает более надежную эксплуатацию лопаты по сравнению с прототипом и обеспечивает достижение поставленной цели.

Пример 2. Штыковая лопата для обработки почвы (фиг.5), содержащая лезвие с тулейкой и наступом. Составной изогнутый разъемный черенок выполнен из стальных труб в виде прямолинейных составных частей 19, 20 и 21. Трубы - фасонные с поперечным сечением квадрата. Размеры поперечного сечения этих трех труб одинаковые. Составная часть черенка 19 соединена с полотном и тулейкой саморезами по металлу 18. Противоположный конец этой составной части черенка 19 сваркой соединен под углом с составной частью черенка 20. На противоположном конце составной части 20 закреплен сваркой короткий отрезок трубы 22, вдоль которой внутри ее может перемещаться телескопически соединенная с этой короткой трубой 22 третья часть 21 разъемного черенка лопаты с закрепленной на его противоположном конце рукояткой. Фиксация удобного положения этой разъемной части 21 в трубе 22 обеспечивается, как и в предыдущем примере, болтовым соединением (рым-болтом или предпочтительней болтом с рукояткой).

Лопата оснащена дополнительной ручкой, которая изготовлена из пластмассы. Эта ручка соединена с полотном гибкой, регулируемой по длине тягой. Гибкая тяга выполнена в виде капронового шнура. Шнур соединен с полотном и закреплен в проушинах 17, которыми оснащено полотно. Проушины выполнены в виде приваренных к полотну проволочных петель, отверстия которых расположены вне рабочей поверхности полотна.

Работают этой лопатой так, как и в предыдущем примере, преимущества по сравнению с прототипом такие же, как и в предыдущем примере. По сравнению с лопатой предыдущего примера эта лопата дешевле, поскольку на ее изготовление расходуется меньше материала и меньше технологических операций.

Пример 3. На фиг.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, для 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) 23 с тулейкой. Лопата оснащена дополнительной ручкой. Эта ручка соединена с полотном гибкой, регулируемой по длине тягой. Гибкая тяга соединена с полотном и закреплена в обеих проушинах 24. Проушины выполнены в виде приваренных к стенке совка проволочных петель, отверстия которых расположены вне рабочей поверхности полотна. Разъемный составной черенок имеет три прямолинейные разъемные части 25, 26 и 27. Все разъемные части черенка 25, 26 и 27 выполнены из труб с поперечным сечением квадрата. Размеры поперечного сечения этих трех труб одинаковые. Часть 25 разъемного черенка соединена с рабочим органом - совком лопаты. На противоположном конце этой части черенка размещен хомут, который может перемещаться вдоль части 25 разъемного черенка. Хомут такой же конструкции, как на фиг.3. Этот хомут выполнен из двух стальных труб с одинаковым размером их квадратного поперечного сечения. Трубы соединены между собой под углом и закреплены за счет сварки. Внутри второй трубы этого хомута, вдоль нее, может перемещаться часть разъемного черенка 26 и фиксироваться в заданном положении. На конце этой части разъемного черенка 26 закреплен сваркой короткий отрезок трубы 28, размеры которого одинаковы с размерами труб хомута. Вдоль этой трубы 28, внутри ее может перемещаться телескопически соединенная с этой короткой трубой третья часть 27 разъемного черенка лопаты с закрепленной на его противоположном конце рукояткой. Фиксация удобного положения этой разъемной части 27 в трубе 28 обеспечивается, как и в хомуте, болтовым соединением.

Работают лопатой следующим образом. Сначала регулируют, перемещая хомут вдоль трубы 25 и перемещая части разъемного черенка 26 и 27, 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 23 совковой лопаты от находящегося на нем материала) положение рукоятки. Для этого положение рукоятки желательно выбрать таким, чтобы при полностью погруженном в обрабатываемый материал совке 23 на уровне земли удаление рукоятки от части 25 разъемного черенка находилось на расстоянии вытянутой на уровне плеча руки (можно на 5-15 см ниже уровня плеч). Включение в конструкцию лопаты трех разъемных частей черенка и обеспечение возможности перемещения разъемной части 27 в трубе 28 вдоль разъемной части 26 черенка позволяет достигнуть этого положения при совке, находящемся на земле у основания массы расположенного на ней материала, который требуется переместить. Это положение черенков фиксируют, ввинчивая болты в гайки, закрепленные на хомуте и трубе 28, закрепляя части черенков внутри труб.

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, уменьшая изгиб спины. Усталость значительно снижается, а производительность повышается.

Пример 4. На фиг.7 показана копальная лопата с разъемным черенком, состоящим из двух частей. Лопата содержит прямоугольное полотно 29 с тулейкой и наступом. Полотно оснащено проушинами, в одной из которых закреплена гибкая регулируемая по длине тяга, на другом конце которой находится дополнительная ручка. Черенок лопаты, состоящий из двух частей 30 и 31, выполнен из металлических труб с поперечным сечением квадрата или с прямоугольным поперечным сечение части 30 разъемного черенка и квадратным сечением части 31 черенка. Эти части черенка 30 и 31 соединены между собой посредством короткого отрезка трубы 32, приваренной под углом к торцу черенка 30. Внутри этой короткой трубы 32, вдоль нее может перемещаться и фиксироваться в заданном положении вторая часть 31 разъемного черенка, на торце которого закреплена рукоятка. Фиксация части 31 черенка в трубе 32 осуществляется болтовым соединением, подобно представленным 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. При вскапывании почвы можно легко, быстро и надежно отрегулировать удобное для себя (в зависимости от своего роста, длины ног и рук) положение рукоятки и разъемных частей черенка 30 и 31 и превратить тяжелый, утомительный и малопривлекательный труд по вскапыванию почвы в удовольствие. Сначала регулируют, перемещая часть разъемного черенка 31 внутри трубы 32, удобное для себя положение рукоятки. Это положение, при котором рукоятка, при полностью вдавленном вертикально в землю полотне 1, располагалась бы приблизительно на расстоянии вытянутой на уровне плеча руки (можно на 5-15 см ниже или выше уровня плеч). После этого регулируют, изменяя длину гибкой тяги, удобное для себя положение дополнительной ручки. Удобней работать, когда ручка примыкает к рукоятке. Лезвие 29 вдавливают ногой в почву, отступая назад, рукоятку подают на себя, лезвие 29 с грунтом при этом приподнимается, легко отрываясь от почвы. Действуя одновременно рукояткой и дополнительной ручкой, переворачивают полотно 29, не поднимая его. Грунт с лезвия 29 при этом легко удаляется.

На отрыв от почвы лезвия с грунтом тратится на много 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: подъем на лезвии и откидывание отрезанного грунта. Усталости и боли в частях тела не чувствуется после многочасовой работы даже с тяжелым грунтом. При работе этой лопатой не надо гнуть спину.

Лопата, являясь древнейшим многофункциональным инструментом, давно и успешно состоит на вооружении всех действующих армий мира. Причем ею пользуются не только для рытья окопов и других сооружений, но и для обезвреживания мин. Лопату предложенной конструкции целесообразно использовать как грозное оружие в рукопашной схватке, особенно десантных, разведывательных и диверсионных подразделений. Затачивая полотно 29 с трех сторон, часть лопаты с разъемным черенком 30 превращают в прекрасное оружие ближнего боя, которым наносят одной рукой рубящие и тычковые удары. К тому же этой частью лопаты удобно отбивать удары штыка, приклада или ножа противника. Заточив противоположный конец от рукоятки части разъемного черенка 31, им можно наносить колющие удары второй рукой. Зачем наносить удары кулаком, если для этого можно использовать предлагаемую лопату. К тому же эта лопата в разобранном виде легко транспортируется в любом транспорте и легко переносится прикрепленной к рюкзаку, освобождая руки для других занятий. Этой лопатой целесообразно оснащать подразделения МЧС и пожарных.

Таким образом, упрощенная конструкция этой лопаты при снижении ее массы и количества деталей и уменьшении себестоимости ее изготовления обеспечивает надежную ее эксплуатацию в самых тяжелых условиях.

Пример 5. На фиг.8 показано изображение предлагаемой штыковой лопаты самой простой конструкции. Она содержит полотно с тулейкой и наступом. Составной черенок из двух частей 33 и 34 выполнен из труб прямоугольного поперечного сечения. Составной черенок может выполняться и из труб одна, из частей которой 33 имеет прямоугольное поперечное сечение, а часть составного черенка 34 выполнена из трубы квадратного поперечного сечения. Составной черенок также может изготавливаться из одинаковых труб, но с различными размерами поперечного сечения его частей 33 и 34. Цельнометаллическая лопата, все детали которой металлические, может не содержать дополнительную пластмассовую ручку. Если лопата содержит дополнительную ручку, соединенную с полотном гибкой регулируемой по длине тягой, полотно оснащается проушинами для крепления в них этой тяги. Составные части черенка 33 и 34 соединены между собой под углом, образуя рычаг, длина плеча которого, между плоскостью полотна и рукояткой на части черенка 34 равна длине вытянутой руки при вдавленном вертикально в почву полотне. При вскапывании почвы лопатой без дополнительной ручки никакой регулировки не требуется. Устанавливают лопату на поверхность почвы, чтобы полотно находилось в положении, приблизительно перпендикулярном поверхности почвы. Полотно полностью вдавливают ногой в почву, отступив от него на расстояние около шага назад, чтобы положение рукоятки 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 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. Работать этой лопатой, оснащенной дополнительной пластмассовой ручкой, удобней, отрегулировав длину гибкой тяги так, чтобы дополнительная ручка примыкала к рукоятке. Потянув одной рукой (для правшей - левой, а для левшей - правой) дополнительную ручку, одновременно второй рукой с помощью рукоятки полотно поворачивают или переворачивают, и грунт с полотна лопаты осыпается. По сравнению с лопатами, рассмотренными в предыдущих примерах, эта лопата самая дешевая.

Пример 6. При использовании труб с квадратным или прямоугольным сечением для черенков лопат можно снизить массу полотна лопат, упростить их конструкцию, значительно снизить расход металла при изготовление 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 в указанных случаях можно изготавливать без тулейки. Металлический черенок, выполненный из труб квадратного или прямоугольного сечения, 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.10 показана копальная лопата, полотно 35 которой прямоугольной формы выполнено без тулейки и содержит наступ, представляющий собою изогнутую в сторону рабочей поверхности полотна полку 36, простирающуюся по всей длине верхней кромки полотна 35. На полке наступа 36 выполнены проушины 37, отверстия которых расположены вне поверхности полотна. Проушины 37 предназначены для соединения с ними гибкой тяги 44, длину которой можно легко изменять при необходимости. На противоположном конце этой тяги размещается дополнительная ручка 43. Черенок выполнен разъемным из труб с квадратным поперечным сечением, состоящим из двух частей 38 и 39 с возможностью перемещения одной части черенка относительно другой. Лопату с таким полотном и наступом проще изготавливать, да и копать ею удобней. Часть разъемного черенка 38 закреплена на полотне 35 сваркой, хотя может крепиться и саморезами по металлу. Разъемные части черенков 38 и 39 соединены между собой посредством короткого отрезка трубы 41, приваренной под углом к торцу противоположного от соединенного с полотном конца части черенка 38. Внутри этой короткой трубы 41, вдоль нее может перемещаться и фиксироваться в заданном положении вторая часть 39 разъемного черенка, на торце которого закреплена рукоятка 40. Вместо рукоятки 40 может устанавливаться известная ручка Δ-формы. Вместо рукоятки такой же ручкой могут оснащаться и другие лопаты, представленные в предыдущих примерах. Фиксация части 39 черенка в трубе 41 осуществляется болтовым соединением болтом, содержащим рукоятку 42, подобно представленным в предыдущих примерах. Все металлические детали лопаты могут изготавливаться только из обычных конструкционных сталей, только из нержавеющей стали или только из сплава на основе титана. Разъемная часть 38 может выполнятся из трубы с прямоугольным поперечным сечением. Разъемные части 38 и 39 могут также выполняться из труб одинаковой конфигурации, но с различными размерами их поперечного сечения.

Работают этой лопатой аналогично, как описано в примере 4. Преимущества по сравнению с прототипом и лопатой, представленной в примере 4, заключаются в меньшей массе лопаты, упрощении технологии изготовления полотна и всей лопаты в целом, снижении ее стоимости.

Черенок из квадратных и прямоугольных труб может соединяться с полотном совковых лопат, выполненных без тулейки (фиг.11 и 12). Днище совка 45 и его задняя стенка соединены с разъемной частью составного черенка 47, состоящего из двух частей 46 и 47, соединенных под углом сваркой. Этот угол равен углу, образованному днищем совка и его задней стенкой. При этом составные части черенка, с которыми соединено полотно, расположены внутри совка. Аналогично соединение совка и разъемного составного черенка, состоящего из двух частей 49 и 50 (фиг.12). На фиг.13 показана штыковая лопата, в которой соединение черенка 54 и полотна 51 осуществлено саморезами по металлу 52. Наступ 53 простирается по всей кромке и изогнут в противоположную сторону плоскости полотна 51, к которой крепится черенок 54.

При использовании для черенков труб квадратного и прямоугольного сечения удобно с ними сочетать упрощенные, с меньшей массой, полотна разных лопат, не содержащих тулейку. На фиг.14 показаны полотна, представляющее собой рабочий орган штыковых лопат, а также полотна совковых лопат для перемещения грунта, сыпучих и гранулированных материалов: песка, зерна, гравия, угля, снега, руды, породы, асфальта и т.п., и вязких материалов: раствора, навоза, грязи, в том числе полотно универсальных и многофункциональных лопат. Особенностью всех этих полотен является то, что полотна выполненны без тулеек. При этом для закрепления гибкой тяги в полотнах они оснащены проушинами, отверстия которых расположены вне рабочей поверхности полотна, или для этого в полотне, у боковых кромок или в стенке совка, в закраинах прямоугольных, квадратных и трапецеидальных полотен выполнены отверстия.

Изготавливать такие полотна проще и дешевле, оснастка для их изготовления (штампы) также имеет упрощенную конструкцию. Штампы стоят дешевле, кроме того, на изготовление (штамповку) полотен затрачивается меньше энергии. Отходы дорогостоящего металла (нержавейки), особенно сплава титана, при штамповке полотен из заготовки практически отсутствуют.

Пример 7. На фиг.15 показана многофункциональная лопата с полотном слегка ковшеобразной формы 56, содержащим заднюю стенку 58, одновременно служащую наступом. Полотно этой многофункциональной лопаты выполнено без тулейки. Наступ 58 простирается по всей длине кромки, противоположной заостренной части полотна, и изогнут в сторону рабочей поверхности полотна, на которой размещается обрабатываемый грунт или материал. На противоположной поверхности полотна закрепляют черенок. Прямолинейный черенок лопаты 59 выполнен из квадратной фиберглассовой (стеклопластиковой) трубы. Черенок 59 крепится к полотну 56 саморезами 57. На противоположном конце черенка закреплена пластмассовая ручка 60. Эта лопата с черенком из квадратной фиберглассовой (стеклопластиковой) трубы имеет преимущества по сравнению с лопатой, содержащей фиберглассовый (стеклопластиковой) черенок из круглой трубы, заключающийся 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, возникающие при работе в тяжелых условиях.

Лопатой с цельным прямолинейным черенком из квадратной трубы легче работать, если оснастить лопату дополнительной ручкой 61, соединенной с полотном 56, регулируемой гибкой тягой 62 (фиг.16). Для этого полотна могут оснащаться проушинами 71, отверстия которых расположены вне рабочей поверхности полотна 56, или в полотне, у боковых кромок или в наступе 58 выполняют отверстия для закрепления в них гибкой тяги. При работе лопатой в этом случае создаются удобные условия для ладоней, что практически обуславливает отсутствие усталости ладоней.

Пример 8. Лопата для уборки снега (фиг.9). Полотно 63 выполнено из пластика - поликарбоната, стойкого к морозам. Составной изогнутый разъемный черенок лопаты состоит из двух прямолинейных составных частей 64 и 65, выполненных из металлических труб. Трубы фасонные с поперечным сечением квадрата из прочного и легкого алюминиевого сплава. Размеры поперечного сечения этих труб одинаковые. Эти части черенка 64 и 65 соединены между собой посредством короткого отрезка трубы 66, присоединенной под углом к торцу черенка 64. Внутри этой короткой трубы 66, вдоль нее может перемещаться и фиксироваться в заданном положении часть 65 разъемного черенка, на торце которого закреплена рукоятка 67. Фиксация части 65 черенка в трубе 66 осуществляется болтовым соединением, подобно представленным в предыдущих примерах. Лопата оснащена дополнительной ручкой 68, которая изготовлена из пластмассы. Эта ручка 68 соединена с полотном 63 гибкой, регулируемой по длине тягой 69. Гибкая тяга 69 выполнена из капронового шнура. Шнур соединен с полотном и закреплен в отверстиях 70, выполненных в полотне 63, или в приспособлениях, вставляемых в эти отверстия 70. Преимущество и достигнутый новый технический эффект заключается в том, что отрегулировав удобное для себя положение черенков, рукоятки и дополнительной ручки, только при работе этой лопатой 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-tooIs.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], fictionbook.ru/author/ugarovatatyana.

7. Патент RU 2391802 С2, 20/06.2010.

8. Патент РФ №2152698, МКИ А01В 1.02-1.04. Патент 2391802.

Лопата содержит полотно, которое может соединяться гибкой регулируемой по длине тягой с дополнительной ручкой, черенок. Черенок может оснащаться ручкой или рукояткой, в том числе и телескопической рукояткой, расположенной на противоположном от полотна конце. Черенок может быть выполнен разъемным, части которого имеют возможность относительного перемещения и фиксации, или неразъемным. Неразъемный черенок, части телескопической рукоятки, части разъемного черенка выполнены из труб квадратного или прямоугольного поперечного сечения. Трубы могут быть выполнены из композиционных материалов или металла. При выполнении частей черенка из металла все металлические детали и части лопаты выполнены только из конструкционной стали, или только из нержавеющей стали, или только из сплавов на основе титана. Полотно представляет собой рабочий орган штыковых лопат для обработки почвы, в том числе полотно универсальных многофункциональных лопат, или полотно совковых, шахтерских, горнорудных, металлургических, породных, подборочных, растворных, совково-зерновых и других лопат для перемещения грунта, сыпучих и гранулированных материалов (песка, зерна, гравия, угля, снега, руды, породы, асфальта и т.п.) и вязких материалов (раствора, навоза, грязи). Полотно выполнено с тулейкой или без тулейки. Полотно может оснащаться проушинами, отверстия которых расположены вне рабочей поверхности полотна Для закрепления гибкой тяги в полотне могут быть выполнены отверстиях для крепления в них гибкой тяги с помощью приспособлений или без. Такое конструктивное выполнение позволит снизить усталость работающего за счет уменьшения нагрузок на организм работающего. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Лопата, содержащая полотно, которое может соединяться гибкой регулируемой по длине тягой с дополнительной ручкой, черенок, который может оснащаться ручкой или рукояткой, в том числе и телескопической рукояткой, на противоположном от полотна конце и выполненный разъемным, части которого имеют возможность относительного перемещения и фиксации, или выполненный неразъемным, отличающаяся тем, что неразъемный черенок, части телескопической рукоятки, части разъемного черенка выполнены из труб квадратного или прямоугольного поперечного сечения, при этом трубы могут выполняться из композиционных материалов или металла, причем при выполнении частей черенка из металла все металлические детали и части лопаты выполнены только из конструкционной стали, или только из нержавеющей стали, или только из сплавов на основе титана.

2. Лопата по п.1, отличающаяся тем, что разъемные части составного черенка и телескопической рукоятки, имеющие возможность изменения и фиксации их взаимного положения, выполнены из труб с одинаковыми размерами их поперечного сечения, а изменение взаимного положения этих частей обеспечивается за счет размещения их с возможностью перемещения и фиксации в коротком отрезке трубы с большим поперечным сечением, закрепленным на другой разъемной части.

3. Лопата по п.1, отличающаяся тем, что неразъемный черенок выполнен составным изогнутым из закрепленных между собой квадратных или прямоугольных труб, образуя между ними угол в плоскости перпендикулярной рабочей поверхности полотна.

4. Лопата по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что полотно лопаты выполнено без тулейки или с тулейкой, причем для закрепления гибкой тяги полотно может оснащаться проушинами, отверстия которых расположены вне рабочей поверхности полотна или в полотне, для закрепления гибкой тяги с помощью приспособлений или без них выполнены отверстия.

5. Полотно, представляющее собой рабочий орган штыковых лопат для обработки почвы, в том числе полотно универсальных многофункциональных лопат, а также полотно совковых, шахтерских, горнорудных, металлургических, породных, подборочных, растворных, совково-зерновых и других лопат для перемещения грунта, сыпучих и гранулированных материалов: песка, зерна, гравия, угля, снега, руды, породы, асфальта и т.п., и вязких материалов: раствора, навоза, грязи, отличающееся тем, что полотно выполнено с тулейкой или без тулейки, при этом для закрепления в них гибкой тяги полотно может оснащаться проушинами, отверстия которых расположены вне рабочей поверхности полотна или в полотне, для закрепления гибкой тяги с помощью приспособлений или без них выполнены отверстия.