МЕХАНИЧЕСКИЙ ДРОВОКОЛ

Полезная модель относится к средствам механизации оборудования для переработки древесины, в частности к механическим устройствам, используемым при заготовке дров, преимущественно в бытовых условиях.
Заготовка дров с помощью обычных топоров или колунов - это трудоемкий, длительный и не всегда безопасный процесс. Благо, в настоящее время в распоряжении домовладельцев имеется широкий арсенал разнообразных средств, способных в разы сократить затраты времени и сил на данную процедуру.
К ним относятся разнообразные дровокольные станки, оборудование и приспособления [1]. Достоинства таких изделий очевидны: они производительны, надежны в работе, долговечны и мобильны.
Вместе с тем они имеют существенные издержки: дороговизна, энергозатратность, необходимость техобслуживания, наличие специального помещения или места пользования, обеспечение сохранности и т.д., в то время как огромная армия обычных дачников нуждается не в массовой, а разовой заготовке дров с простой механизацией данного процесса.
Из уровня техники такие приспособления известны.
Например, механический колун, работающий по принципу сваебойной машины [2]. Механический колун навешивается на стойку, прочно вмонтированную в рабочую колоду. Утяжеленный дополнительно, он жестко связан со скользящей по стойке втулкой. Колун приподнимают, на колоду устанавливают полено, колуну вручную придают ускорение, за счет которого полено раскалывается.
Или, например, механические дровоколы «Стандартный» и «X 4» [3] в виде рамы из двух стоек, жестко соединенных с основанием. Между стойками лезвием вверх стационарно закреплен обычный колун с боковыми специальными ребрами или колун крестообразной формы. К раме по верху жестко присоединено кольцо, в которое вставляют полено и устанавливают на лезвие. Для того, чтобы его расколоть, нужно просто ударить по нему кувалдой. Физические усилия при этом минимальны, колка дров становится безопаснее.
Механический дровокол «X 4» можно принять за ближайший аналог (прототип) заявленной полезной модели по наибольшему количеству одинаковых с ней существенных признаков.
Дровокол-прототип конструктивно прост, но требует значительных физических усилий при раскалывании на дрова поленьев большого диаметра, что весьма трудоемко при заготовке значительных объемов древесины, например на зиму. Производительность дровокола-прототипа не высока, т.к. рабочая зона обычно занята расколотыми чурками, которые нужно постоянно убирать перед установкой в дровокол нового полена. Конструкция дровокола-прототипа неразборна, следовательно, невозможно произвести замену или отремонтировать износившиеся детали, а также осуществить техобслуживание (заточку или правку) режущих поверхностей колуна.
Изложенные выше причины диктуют задачу создания простого механического дровокола, свободного от недостатков прототипа, применяемого как в быту, так и на производстве, например, в условиях организации малого бизнеса в лесном хозяйстве.
Технический результат заключается в обеспечении ремонтоспособности полезной модели за счет применения ее сборно-разборной конструкции, снижении трудоемкости работы по заготовке дров, а также повышении безопасности и производительности заявленного дровокола за счет конструктивных особенностей его рабочих узлов и механизмов.
Поставленная задача может быть реализована, а ее технический результат может быть достигнут посредством конкретного технического решения полезной модели дровокола, заключающегося в том, что заявленное устройство включает установленный между двумя вертикальными опорами, закрепленными неподвижно на основании, подвижный колун с возможностью принудительного перемещения вниз-вверх.
Каждая опора выполнена в виде конструкции из трех вертикальных стоек, одной внутренней, прямолинейной по всей длине, являющейся направляющей колуна, и двух внешних опорных, с радиальной верхней частью и прямолинейной нижней, все трое жестко соединенных друг с другом вместе верхними концами, а нижними концами все трое порознь жестко опирающихся на основание, причем относительно вертикальной оси симметрии дровокола, опоры расположены в пространстве зеркально друг другу.
Колун выполнен, преимущественно крестообразным, включающим три ножа, один из которых, клинообразный, расположен между направляющими стойками опоры, а два других, косоугольных, жестко примыкают к поверхности клинообразного с противоположных сторон под прямым углом и расположены симметрично и зеркально друг другу, при этом оба торца клинообразного ножа снабжены втулками, жестко присоединенными к последним, скользящими в процессе работы по направляющим стойкам опоры.
Места соединения верхних концов опор друг с другом оборудованы магнитными держателями колуна в верхнем, исходном положении, ударная часть колуна содержит выступающую опорную площадку округлой формы, а нижняя часть направляющих стоек снабжена амортизаторами, каждый из которых включает пару резиновых втулок с шайбами и пружину, расположенную между ними.
Как вариант, механический дровокол может быть оборудован механическими держателями колуна в верхнем, исходном положении, установленными с обеих его торцовых сторон между стойками опоры, каждый из которых выполнен в виде подпружиненного тросо-блочного механизма, расположенного между втулкой колуна и основанием дровокола.
Сопоставительный анализ существенных признаков заявленной полезной модели в сравнении с ее аналогами свидетельствует, что из известного уровня техники на дату подачи заявки не известно и не следует явным образом устройство того же назначения, что и заявленная полезная модель, в котором бы применялась вся совокупность приведенных в независимом пункте формулы и раскрытых в описании существенных признаков.
При этом предложенная совокупность существенных признаков обеспечивает возникновение у заявленной полезной модели новых свойств, позволяющих реализовать поставленную задачу, что означает ее соответствие критерию «новизна».
Конструкция заявленной полезной модели весьма проста, ее элементы технологичны в изготовлении, поэтому ее производство не представляет технических трудностей, что свидетельствует о соответствии полезной модели также и критерию «промышленная применимость».
Заявленная полезная модель проиллюстрирована рисунками и фото опытного образца, где изображено:
на фиг. 1 - общий вид дровокола (вариант с применением магнитных держателей);
на фиг. 2 - колун в сборе со стойками опоры (вариант с применением магнитных держателей);
на фиг. 3 - общий вид дровокола (вариант с применением тросо-блочного пружинного механизма);
на фиг. 4 - колун в сборе со стойками опоры (вариант с применением тросо-блочного пружинного механизма);
на фиг. 5 - схема сборки дровокола;
на фиг. 6 - колун дровокола, виды спереди и сверху;
на фиг. 7 - вид на магнитный держатель;
на фиг. 8 - вид на тросо-блочный пружинный механизм;
на фиг. 9 - амортизатор;
на фото 1 - общий вид дровокола в исходном положении (колун вверху, удерживается магнитными держателями);
на фото 2 - общий вид дровокола в конечном положении (колун внизу, упирается в амортизаторы);
на фото 3 - общий вид дровокола в исходном положении (колун вверху, удерживается усилием сжатия пружин тросо-блочного механизма);
на фото 4 - колун дровокола, вид спереди;
на фото 5 - вид на магнитный держатель колуна;
на фото 6 - вид на амортизаторы.
Механический дровокол (фиг. 1, 2, 3, 4; фото 1, 2) представляет собой пространственную конструкцию, которая включает жестко закрепленные на основании 10 две вертикальные опоры 1 (фиг. 5), расположенные в пространстве зеркально друг другу относительно вертикальной оси симметрии дровокола.
Каждая опора 1 состоит из трех вертикальных стоек, одной внутренней 12, прямолинейной по всей длине и являющейся направляющей колуна, и двух внешних опорных 13, с радиальной верхней частью и прямолинейной нижней.
Все три стойки 12, 13 жестко соединены друг с другом вместе верхними концами (как прямолинейными, так и радиальными), а нижними (прямолинейными) концами все три порознь жестко опираются на основание 10 в трех разных точках.
Таким образом, стойки 12, 13 опор 1, как непосредственно и сами опоры 1, разнесены в пространстве друг от друга на расстояние, обеспечивающее требуемый объем рабочей зоны и достаточную жесткость всей конструкции в целом при воздействии на нее ударных нагрузок, возникающих при колке дров.
Между опорами 1 установлен подвижный колун 4 (фиг. 2, 4; фото 4), выполненный преимущественно крестообразным (фиг. 6), который содержит три ножа, один из которых, клинообразный 14, расположен между направляющими стойками 12 опоры, а два других, косоугольных 15, жестко примыкают к поверхности клинообразного 14 с противоположных сторон под прямым углом и расположены симметрично и зеркально друг другу. При необходимости, с целью получения более мелких чураков, возможно применение колуна с дополнительной парой косоугольных ножей, расположенных равномерно по окружности в совокупности с остальными ножами.
Оба торца клинообразного ножа 14 снабжены втулками 16, жестко присоединенными к последним (фиг. 2, 4, 6, 7), скользящими в процессе работы по направляющим стойкам 12 опоры, в результате чего колун 4 может принудительно перемещаться как вниз, так и вверх.
Верхняя ударная часть колуна 4 содержит выступающую опорную площадку 17 округлой формы (фиг. 6).
Нижняя часть направляющих стоек 12 (фиг. 7, 8, 9; фото 6) снабжена амортизаторами, каждый из которых включает пару резиновых втулок 5, 9 с шайбами 6, 8 и пружину 7, расположенную между ними. Амортизаторы необходимы для снижения ударных нагрузок на основание 10, когда колун 4 перемещается в нижнее положение, что в целом повышает устойчивость всей конструкции в процессе работы. Амортизация колуна в верхнем положении обеспечивается шайбами 2 и резиновыми втулками 3 (фиг. 5, 7).
Дровокол оборудован магнитными держателями 18 (фиг. 1, 2, 7) колуна 4 в верхнем, исходном положении, которые установлены в местах соединения верхних концов стоек 12, 13 друг с другом (фиг. 1, 2, 7; фото 5).
Конструкция заявленного механического колуна является сборно-разборной, что позволит производить замену или ремонт износившихся деталей, а также оперативно производить техническое обслуживание рабочего органа (правку или заточку лезвий ножей колуна). Крепление собранного колуна к основанию 10 осуществляют болтами 11 (фиг. 5).
Процесс удержания колуна происходит следующим образом. Боковая поверхность каждой втулки 16 снабжена жестко соединенным с ней под прямым углом металлическим элементом 19, например отрезком прутка (фиг. 7). Находящийся внизу колун 4 вручную поднимают вдоль направляющих 12 до тех пор, пока прутки 19 не коснутся поверхности магнитных держателей 18. За счет действия магнитного поля колун 4 надежно удерживается в верхнем положении и не мешает выставить очередное полено точно под нож.
В конструкции заявленной полезной модели предусмотрен и другой вариант удержания колуна 4 в верхнем положении посредством применения пружинных тросо-блочных механизмов, установленных с обеих торцовых сторон колуна 4 между стойками 12, 13 опоры.
Каждый тросо-блочный механизм (фиг. 3, 4, 8; фото 3) включает трос 20, нижний конец которого соединяют с пружиной 21, присоединенной к проушине 22 основания 10, а верхний конец заводят через ролик 23, установленный на оси 24 в верхней радиальной части стоек 13 к проушине 25, смонтированной на втулке 16. За счет усилия сжатия пружин 21 колун 4 также надежно удерживается в верхнем положении ничуть не хуже, чем магнитами.
Принцип работы механического дровокола заключается в следующем. Перед работой дровокол основанием 10 устанавливают на массивную основу-подкладку, например плоскую деревянную колоду или толстую доску и надежно закрепляют (на рисунках условно не показано). Колун 4 поднимают в верхнее, исходное положение (фиг. 1, 2, 3, 4; фото 1). Полено точно устанавливают под крестообразный нож (на рисунках условно не показано). Опускают колун вручную до упора в верхний торец полена. Наносят удары кувалдой по ударной части 17 колуна 4 до тех пор, пока полено не раскалывается на четыре части, а колун не упрется в амортизаторы. Далее весь процесс повторяют сначала.
Использование заявленной полезной модели позволит значительно повысить производительность данного устройства за счет применения крестообразного профиля колуна, раскалывающего полено сразу на четыре части, а также за счет значительного объема пространства между опорами дровокола, не позволяющего расколотым чуркам накапливаться в его рабочей зоне.
В процессе заготовки дров работник находится на значительном удалении от рабочей зоны дровокола, что повышает безопасность работы с данной конструкцией.
Возможность применения сборно-разборной конструкции дровокола позволит обеспечить его ремонтоспособность.
В настоящее время изготовлен опытный образец полезной модели, который успешно прошел испытания.
Ссылки на использованные источники информации:
1. http://v-teplo.ru/drovokol-svoimi-rukami.html;
2. http://koffkindom.ru/drovokol-svoimi-rukami.htm;
3. https://bryansk.tiu.ru/drovokol-vintovoj.html.