РУЧНОЙ КУЛЬТИВАТОР

Полезная модель относится к ручным орудиям труда для обработки почвы, преимущественно к садово-огородному инвентарю для рыхления почвы и борьбы с сорняками под плодово-ягодными кустарниками.
Известна конструкция ручного культиватора, включающая по меньшей мере основную ручку и рабочий орган с зубцами, а также по крайней мере один ограничитель глубины рыхления почвы, который в поперечном сечении имеет Г-образный, П-образный или замкнутый профиль, а в его боковых сторонах выполнены сквозные отверстия, с помощью которых ограничитель посажен по меньшей мере на часть зубцов рабочего органа с возможностью перемещения вдоль зубцов, а также по крайней мере одно винтовое приспособление для фиксации ограничителя в требуемом положении вдоль зубцов (Патент RU №2731983, МПК А01В 1/06, А01В 1/14, 09.09.2020 г.). Рассматриваемый ручной культиватор позволяет рыхлить землю под плодово-ягодными кустарниками, минимизируя нежелательные повреждения их корневой системы благодаря наличию ограничителя глубины рыхления на зубцах вил.
Данная конструкция выбрана в качестве прототипа как наиболее близкая к заявленному устройству по технической сущности и достигаемому результату.
Слабой стороной данного устройства является недостаточное использование стандартных металлических профилей в конструкциях ограничителя глубины рыхления, а также выполнение соосных сквозных круглых отверстий в его боковых сторонах одинакового диаметра для всех несущих зубцов рабочего органа, что ограничивает возможности по повышению технологичности изготовления ручного культиватора и расширению его потребительских свойств.
Задачей технического решения является повышение технологичности изготовления ограничителя глубины рыхления и рабочего органа ручного культиватора и создание условий для расширения его потребительских свойств.
Поставленная задача достигается тем, что ручной культиватор, так же, как в прототипе, содержит по меньшей мере основную ручку и рабочий орган с зубцами, по крайней мере один ограничитель глубины рыхления почвы, имеющий в поперечном сечении замкнутый профиль с соосными сквозными круглыми отверстиями в его боковых сторонах, с помощью которых ограничитель посажен по меньшей мере на часть зубцов рабочего органа с возможностью перемещения вдоль зубцов, а также по крайней мере одно винтовое приспособление для фиксации ограничителя в требуемом положении вдоль зубцов, размещенное на торцевой стороне ограничителя и взаимодействующее с опорным зубцом.
Согласно техническому решению замкнутый профиль в поперечном сечении ограничителя имеет прямоугольную форму, а соосные сквозные круглые отверстия, в которых помещен опорный зубец рабочего органа, выполнены меньшего диаметра в сравнении с другими соосными сквозными круглыми отверстиями, в которых помещены прочие зубцы.
Сущность предлагаемого технического решения, во-первых, состоит в том, что выполнение ограничителя глубины рыхления в виде замкнутого профиля в своем поперечном сечении обеспечивает достаточно высокую жесткость при сравнительно малой толщине стенок замкнутого профиля, что снижает вес ограничителя. В свою очередь, выполнение такого поперечного сечения ограничителя прямоугольной формы дает возможность использовать для его изготовления стандартный прямоугольный металлический профиль, что исключает операции по гибке ограничителя из листового материала и повышает технологичность его изготовления. Наличие двух торцевых сторон достаточной ширины у ограничителя прямоугольной формы в поперечном сечении позволяет на одной торцевой стороне располагать винтовое фиксирующее приспособление, а на другой его торцевой стороне, при необходимости, выполнять дополнительные круглые отверстия, в которых можно размещать острые концы зубцов рабочего органа в процессе транспортирования ручного культиватора, что предотвращает возможные повреждения окружающих предметов и травмобезопасно для людей. Во-вторых, выполнение соосных сквозных круглых отверстий в боковых сторонах ограничителя, в которых помещен опорный зубец, с минимальным зазором для возможности скольжения вдоль опорного зубца обеспечивает ориентирование ограничителя в поперечном направлении относительно опорного зубца и, соответственно, относительно рабочего органа. Предотвращение вращения ограничителя вокруг оси опорного зубца при этом обеспечивается расположением других несущих зубцов рабочего органа в соосных сквозных круглых отверстиях большего диаметра, чем диаметр отверстия под опорный зубец. Зазоры между диаметрами данных отверстий и диаметрами описанных окружностей поперечных сечений зубцов выбираются из условия свободного перемещения ограничителя вдоль зубцов при максимально возможных технологических отклонениях, например, по расположению зубцов вдоль поперечины рабочего органа и их параллельности относительно друг друга. Это позволяет снизить требования к точности выполнения рабочего органа, что повышает технологичность его изготовления.
Таким образом, выполнение ограничителя глубины рыхления прямоугольной формы в поперечном сечении, например, из стандартного металлического прямоугольного профиля, позволяет упростить его изготовление, а также дает возможность, при необходимости, придать ему новые свойства - использовать в качестве чехла для острых концов зубцов рабочего органа в процессе транспортировки ручного культиватора. Упрощению технологии изготовления рабочего органа способствует и выполнение круглых сквозных отверстий в боковых сторонах ограничителя, используемых для его базирования на опорных зубцах, меньшего диаметра по сравнению с другими круглыми сквозными отверстиями, необходимыми для пропускания сквозь ограничитель прочих несущих зубцов.
На фиг. 1 представлен возможный вариант выполнения ручного культиватора поворотного типа с функцией ограничения глубины рыхления почвы в его рабочем состоянии.
На фиг. 2 показан вариант конструкции рабочего органа ручного культиватора с установленным на его зубцах ограничителем глубины рыхления почвы.
На фиг. 3 изображен пример выполнения ограничителя глубины рыхления почвы с использованием стального профиля прямоугольной формы и с резьбовым отверстием под фиксирующий винт в его торцевой стороне.
На фиг. 4 приведен ограничитель глубины рыхления почвы на фиг. 3 с винтом, снабженным рукояткой для ручной фиксации.
На фиг. 5 представлен ограничитель глубины рыхления почвы с винтовым приспособлением в виде барашкового винта с барашковой гайкой.
На фиг. 6 показан ограничитель глубины рыхления почвы с винтовым приспособлением в виде барашкового винта с прямоугольной гайкой.
На фиг. 7 изображен ограничитель глубины рыхления почвы с винтовым приспособлением в виде барашкового винта с гайкой, снабженной опорным рычагом.
На фиг. 8 приведен ограничитель глубины рыхления почвы с закрепленной на его внешней торцевой поверхности гайкой под фиксирующий винт.
На фиг. 9 представлен ограничитель глубины рыхления почвы с дополнительными отверстиями в его нижней торцевой стороне.
На фиг. 10 показан возможный вариант выполнения ручного культиватора поворотного типа с функцией ограничения глубины рыхления почвы в состоянии транспортирования.
Сущность предлагаемой конструкции ручного культиватора с ограничителем глубины рыхления почвы можно дополнительно пояснить на различных примерах ее выполнения. В одном из вариантов (фиг. 1) он представляет собой ручной культиватор 1 поворотного типа с рабочим органом 2, снабженным прямыми зубцами 3. Рукоятка 4 культиватора 1 составляет единое целое со стойкой 5, которая закреплена на рабочем органе 2 со смещением относительно его оси симметрии (показан вариант смещения для праворукого оператора). Блок основной ручки 6 и поворотной ручки 7 установлен с помощью винтов 8 на рукоятке 4 культиватора 1. Ограничитель 9 прямоугольной формы в поперечном сечении установлен на зубцах 3 и зафиксирован на них посредством винта 10 для ручной фиксации.
Рабочий орган 2, в свою очередь, может состоять из квадратного стального профиля 11, в котором закреплены три зубца 3 (фиг. 2). На зубцах 3 размещен ограничитель 9, представляющий собой корпус 12 прямоугольного профиля в поперечном сечении, в боковых сторонах 13 которого выполнены отверстия под зубцы 3, а на верхней торцевой стороне 14 установлен барашковый винт 15, упирающийся в центральный опорный зубец 3 для фиксации продольного положения ограничителя 9 на рабочем органе 2.
Соосные сквозные круглые отверстия 16 под центральный опорный зубец 3 выполнены диаметром, обеспечивающим скользящую посадку на нем ограничителя 9, а соосные сквозные круглые отверстия 17 под прочие несущие зубцы 3 выполнены большего диаметра с учетом, например, возможного технологического отклонения крайних зубцов 3 от центрального зубца 3 в любом продольном положении ограничителя 9 вдоль рабочего органа 2 (фиг. 3). Отверстие 18 в верхней торцевой стороне 14 корпуса 12 под винт 10 для ручной фиксации может быть выполнено большего диаметра, чем диаметр винта 10, либо с резьбой под винт 10, если это позволяет толщина стенки верхней торцевой стороны 14. В последнем случае, например, винт 10 с рукояткой 19 может быть ввернут непосредственно в корпус 12 ограничителя 9 (фиг. 4). Отверстия 16,17,18 могут быть выполнены, например, путем сверления.
При малой толщине корпуса 12 внутри него может быть помещена, например, барашковая гайка 20, в которую ввинчивается фиксирующий винт, например, барашкового типа 15 (фиг. 5). При этом барашковая гайка 20 своим основанием обращена к верхней торцевой стороне 14, а поперечный размер корпуса 12 ограничителя 9 и максимальный поперечный размер барашковой гайки 20 должны быть выбраны такими, чтобы исключить круговое вращение барашковой гайки 20 в процессе вращения барашкового винта 15.
В качестве гайки, помещенной вовнутрь корпуса 12, может быть использована прямоугольная гайка 21, у которой, например, резьбовое отверстие смещено к одной из ее торцевых сторон (фиг. 6), либо стандартная гайка, например, шестигранной формы 22 с прикрепленным к ней упорным рычагом 23 (фиг. 7).
Возможно также закрепление гайки 22 на верхней торцевой поверхности 14 корпуса 12 соосно с отверстием 18 под фиксирующий винт, например, с помощью сварки (фиг. 8).
Наличие у корпуса 12 прямоугольного профиля нижней торцевой поверхности 24 достаточной ширины позволяет, при необходимости, выполнить в ней дополнительные отверстия 25 для размещения в них зубцов 3 во время транспортировки ручного культиватора 1 (фиг. 9). Пример варианта ручного культиватора 1 в состоянии транспортирования с установленным на концах зубцов 3 ограничителем 9 в положении «чехла» показан на фиг. 10. Здесь рукоятка 4 и стойка 5 выполнены из квадратного металлического профиля и образуют телескопическое соединение с прижимом винтами 8 стойки 5 к внутренней нижней грани рукоятки 4. Основная ручка 6 и поворотная ручка 7 изготовлены из пластмассы и установлены на концах основного и поворотного рычага рукоятки 4. Зубцы 3 рабочего органа 2 вставлены в дополнительные отверстия 24 ограничителя 9 и удерживаются на них за счет сил трения, благодаря, например, некоторому дополнительному смещению крайних отверстий 24 относительно нормального положения концов крайних зубцов 3 и, соответственно, упругой деформации крайних зубцов 3.
Следует отметить, что выполнение рабочего органа 2 с тремя несущими зубцами 3, одним винтовым приспособлением для фиксации относительно центрального опорного зубца 3 подобно фиг. 2 и со смещением стойки 5 относительно оси симметрии рабочего органа 2 вдоль поперечины 11, как это показано на фиг. 1, 10 для праворукого оператора (для леворукого оператора - смещение в противоположную сторону), является предпочтительным для рыхления под плодово-ягодными кустами. Для этого в ряде случаев удобнее использовать рабочий орган 2 небольшой ширины (с тремя зубцами), чтобы свободно проникать между близко расположенными кустами. При использовании ручного культиватора преимущественно для рыхления почвы на открытом пространстве число зубцов 3 на рабочем органе 2 может быть увеличено (относительно трех). В подобных условиях эксплуатации ограничитель 9 может быть сдвинут до упора в поперечину 11, либо полностью снят с зубцов 3. В случае большего числа зубцов в сравнении с фиг. 2 число опорных зубцов 3 и, соответственно, винтовых приспособлений для фиксации может быть увеличено, например, до двух, а в качестве опорных зубцов 3 выбраны крайние зубцы 3 на рабочем органе 2.
Соотношение длин сторон корпуса 12 прямоугольной формы может быть выбрано различным исходя из требований по точности соблюдения установленной глубины рыхления и других конструктивных соображений, в том числе равным единице, т.е. может использоваться квадратный профиль.
В качестве винтов для фиксации ограничителя 9 могут быть использованы не только винты для ручной фиксации по типу винтов на фиг. 4, 5, но и винты с инструментальной фиксацией, например болты с шестигранной головкой под гаечный ключ, или винты под отвертку.
Возможна также комбинация ручной и инструментальной фиксации в конструкции одного винтового приспособления.
Все рассмотренные конструкции ручного культиватора 1 с ограничителем глубины рыхления почвы не исчерпывают всех возможных вариантов реализации заявленного технического решения.
Работает предлагаемая модель ручного культиватора 1 следующим образом. Ослабляется винтовое крепление ограничителя 9 на зубцах 3 рабочего органа 2 путем поворота винта 10 для ручной фиксации (или для инструментальной фиксации с использованием соответствующего инструмента). Ограничитель 9 перемещается вдоль зубцов 3 в положение, обеспечивающее заданную глубину рыхления почвы под кустами (в среднем от 2 см до 12 см), после чего винтом 10 оно вновь фиксируется относительно опорного зубца 3, в который упирается концевая часть винта 10. При этом барашки барашковой гайки 20 (фиг. 5), удлиненное плечо прямоугольной гайки 21 (фиг. 6) или упорный рычаг 23 гайки 22 (фиг. 7) препятствуют вращению ответной части винтового приспособления в корпусе 12 ограничителя 9 в процессе фиксации. После этого ручной культиватор 1 может быть использован для рыхления под соответствующим видом кустарника и на выбранном расстоянии от его основания. При этом предпочтение отдается ручному культиватору 1 поворотного типа (фиг. 1, 10), поскольку при расположении рабочего органа 2 под острым углом к почве (для проникновения под крону кустов), он обеспечивает рыхление без наклона корпуса оператора путем вращения рабочего органа 2 вокруг стойки 5.
Все продольные и поперечные усилия, действующие на ограничитель 9 со стороны почвы, передаются на центральный опорный зубец 3 с помощью винта 10 и опорных поверхностей отверстий 16, что обеспечивает сохранение пространственного положения ограничителя 9 в процессе работы. При этом вращение ограничителя 9 вокруг опорного зубца 3 ограничивается в допустимых пределах, которые определяются величинами зазоров между поверхностями отверстий 17 и прочими несущими зубцами 3.
Регулирование глубины рыхления почвы или снятие ограничителя 9 с рабочего органа 2 осуществляются с использованием описанных выше операций.
При необходимости использования ограничителя 9 с дополнительными отверстиями 25 в качестве «чехла» для зубцов 3 при транспортировке ручного культиватора 1, ограничитель 9 насаживается дополнительными отверстиями 25 на концы зубцов 3, где он удерживается за счет сил трения и может быть дополнительно зафиксирован в этом положении относительно поперечины 11 подручными средствами (например, шнурком).
Таким образом, предложенная конструкция ручного культиватора позволяет не только снизить повреждения корневой системы растений путем ограничения глубины обработки почвы под кустарниками в соответствии с требованиями агротехники конкретных растительных культур вне зависимости от опытности и внимательности оператора и регулировать указанный параметр по усмотрению оператора, но и повысить технологичность изготовления ограничителя и рабочего органа, а также, при необходимости, обезопаситься от острых концов зубцов рабочего органа при транспортировке ручного культиватора.