FI101868B - Puunkorjuukoneen syöttölaitteen ohjausjärjestelmä - Google Patents

Description

1 101868

Puunkorjuukoneen syöttölaitteen ohjausjärjestelmä

Keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 mukaiseen puunkorjuukoneen syöttölaitteen ohjausjärjestelmään puun rungon syöttämiseksi.

5 Ohjausjärjestelmää käytetään syöttölaitteeseen kuuluvien kolmen tai useamman syöttöelimen hydraulimoottorin pyörimisnopeuden ja -suunnan ohjaamiseksi.

Puunkorjuukoneen karsinta- ja katkaisulaitteiden luotettavan toiminnan 10 kannalta on tärkeää, että syöttölaite toimii tasaisesti. Syöttölaitteen tasaisen toiminnan kannalta on tärkeää, että syöttölaitteen syöttöelimenä toimivien rullien, telaketjujen, pyörien, ketjujen tai vastaavien laitteiden hydraulimoottorit pyörivät tasaisella ja keskenään määrätyssä suhteessa olevalla nopeudella. Tasainen nopeus on saavutettava riippumatta 15 pituussuunnassa siirrettävän puun rungon muodosta, likaisuudesta, pintakerroksen laadusta tai muuttuvasta vastavoimasta, joka voi aiheutua esimerkiksi syöttölaitetta seuraavan karsintalaitteen aiheuttamasta vastavoimasta.

20 Syöttölaitteeseen kuuluu tavallisesti kolme tai useampia, tavallisesti symmetrisesti kehän eri puolilta puun runkoa vasten painautuvaa syöt-töelintä. Ohjausjärjestelmän hydraulimoottorien pyörimisliike välittyy ku-:;y. hunkin syöttöelimeen, joka edelleen osaltaan aiheuttaa puun rungon ;v;·: siirtymisen pituusakselinsa suuntaisesti. Näiden hydraulimoottorien 25 pyörimisnopeuksissa esiintyvä ero aiheuttaa selviä ongelmia puun run-• : gon tasaiseen syöttöön pyrittäessä. Puun rungon ja syöttöelimen välille £··* syntyy luistoa, kun syöttöelimen toimintanopeus muodostuu suurem-:*·'* maksi kuin puun rungon syöttöliike. Ohjausjärjestelmän hydraulimootto-:Λ**:: rien ja hydrauliputkistojen välinen kytkentä on tavallisimmin tehty siten, 30 että yhden syöttöelimen luisto saattaa aiheuttaa muiden syöttöelimien hydraulimoottorien pyörimisnopeuden hidastumisen tai pysähtymisen sekä hydrauliputkistossa olevan hydraulinesteen tilavuusvirran ohjau-tumisen vain luistavan hydraulimoottorin kautta. Puun rungon karsinta-laitteeseen tapahtuvassa syötössä voi esiintyä vastavoimia, jotka ai-*·;:* 35 heuttavat syöttöelimen hidastumisen tai pysähtymisen. Syöttöelimen ;T !: hydraulimoottorin pysähtyminen suuren momenttivastuksen takia ai- heuttaa muiden hydraulimoottoreiden pyörimisnopeuden kasvamisen, 2 101868 koska tilavuusvirta ohjautuu näiden kautta. Vastavoimat voivat aiheuttaa myös syöttöelimien luistamisen, koska niiden syöttövoima ei ole riittävä.

5 Syöttölaitteen ohjausjärjestelmän hydraulimoottorien kytkentä paineistettua hydraulinestettä syöttävän linjan ja hydraulinesteen paluulinjan välille voidaan suorittaa joko rinnan- tai sarjaankytkentänä. Hydraulimoottorien rinnankytkennän ongelmana on tilavuusvirran ohjautuminen sille hydraulimoottorille, jonka pyörimisnopeus on suurin, minkä seu-10 rauksena on muiden hydraulimoottorien tilavuusvirran pienentyminen ja siten pyörimisnopeuden aleneminen tai jopa pysähtyminen. Ongelma voi esiintyä syöttöelimen luiston yhteydessä. Ongelman ratkaisemiseksi on tunnetusti käytetty tilavuusvirran jakamista määrätyssä suhteessa hydraulimoottorien kesken virranjakoventtiilin avulla tai suorittamalla 15 pyörimisnopeuksien seurantaa sähköisillä antureilla. Elektroniselta säätölaitteelta saatavan ohjaustiedon avulla muutetaan hydraulisen säätötilavuusmoottorin syrjäytymistilavuutta ja siten ohjataan pyörimisnopeutta.

20 Hydraulimoottorien sarjaankytkennän ongelmana on yhden hydrauli-moottorin pyörimisnopeuden pienentymisen aiheuttama muidenkin hydraulimoottorien pyörimisnopeuden aleneminen. Pyörimisnopeuden ale-: neminen syöttölaitteessa voi tapahtua syöttöelimen liikkeen hidastues- V,V sa tai pysähtyessä. Tällöin kyseisen syöttöelimen hydraulimoottorikaan • % % · ’ \ 25 ei pyöri ja hydraulimoottorin kautta ei kulje tilavuusvirtaa riittävästi myös { : muidenkaan sarjaankytkennän hydraulimoottorien pyörimisnopeuden ‘‘.'.J·' ylläpitämiseksi.

! ?·1··· ·.%·· : Tämän keksinnön tarkoituksena on toteuttaa puunkorjuulaitteen puun 30 rungon syöttölaitteen ohjausjärjestelmä, jonka komponenttien kytkentä :on yksinkertainen ja jolla saadaan aikaan hallittu hydraulimoottorien pyörimisnopeuksien keskinäinen ohjaus riippumatta hydraulimoottorien • · . keskinäisten kuormitustilanteiden vaihteluista. Näiden tarkoitusten saa- ·· ·>: '•f;/ vuttamiseksi keksinnön mukaiselle ohjausjärjestelmälle on tunnus- '1·’·}' 35 omaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosas-·: 1:: sa.

, i ·

* 1 · I

» > I

3 101868

Hydraulimoottorin tilavuusvirta riippuu moottorin syrjäytystilavuudesta ja moottorin pyörimisnopeudesta, jolloin rinnankytkettyjen, samalla nopeudella toimivien, identtisten hydraulimoottorien käyttämä tilavuusvirta on sama, kun voimansiirtovälitys ei muuta hydraulimoottorien pyörimis-5 nopeuden suhdetta. Näiden hydraulimoottorien kanssa sarjaankytketty-jen, kahden tai useamman hydraulimoottorin tilavuusvirta on siten sama ja laitteiden ollessa identtiset, myös pyörimisnopeudet ovat samat.

Keksinnön avulla voidaan saavuttaa useita etuja.

10

Ohjausjärjestelmän hydraulimoottorien välinen kytkentä on mahdollista toteuttaa yksinkertaisten rakenteiden avulla, jolloin haluttu toiminta on mahdollista toteuttaa ilman ohjausjärjestelmän hydrauliputkistoon liitettyjä sähköisesti tai mekaanisesti ohjattuja hydrauliventtiileitä. Hydrauli-15 venttiilit aiheuttavat paineistetun hydraulinesteen painehäviötä, sekä lisäävät ohjausjärjestelmän tilantarvetta ja siten vaikeuttavat syöttöjärjes-telmän suunnittelua.

Ohjausjärjestelmän pieni sähköisesti ohjattujen hydrauliventtiilien luku-20 määrä vähentää huoltotarvetta ja hydraulinesteen likaisuuden venttiileille aiheuttamia vikaantumisia. Yksinkertainen rakenne on myös kevyempi, jolloin ohjausjärjestelmä voidaan sijoittaa puunkorjuulaitteen mui- : den toimintojen ohjausjärjestelmien yhteyteen.

• · . · · ( • · t « I « t « · 1 « '· ::';'25 Keksinnön avulla voidaan toteuttaa hyvin edullinen ohjausjäijestelmä ;;; · ilman hydraulimoottorien pyörimisnopeuksien sähköistä seurantaa an-turien avulla tai rinnakkainkytkettyjen hydraulimoottorien ohjausta tila- • · · : V·· vuusvirtaa ohjaavien hydrauliventtiilien tai ohjauksen mukaan säätyvän hydraulimoottorien syrjäytystilavuuden avulla.

30 :**:*.*.. Keksinnön mukaisen ohjausjärjestelmän avulla voidaan edullisesti ja • 4 yksinkertaisesti sarjaankytkettyjen hydraulimoottorien pyörimisnopeudet / *· , sovittaa samaksi tai määrättyyn suhteeseen keskenään, vaikka ne on kytketty eri hydrauliputkistoon. Tällöin puun rungon syötössä, rungon ‘: y:. :35 eri puolilla toimivat syöttöelimet voivat toimia samalla syöttönopeudella.

Rungon epätasaisuudet, rungon halkaisijan vaihtelut ja puun pinnan ja « * . Λ > syöttöelimen välisessä kitkassa tapahtuvat muutokset samanaikaisesti 4 101868 esimerkiksi syöttölaitetta seuraavan karsintalaitteen kuormitusmuutosten kanssa eivät tällöin aiheuta syöttöelimien luistamista tai pysähtymistä. Puun syöttö puunkoijuulaitteen muille laitteille tapahtuu myös tasaisemmin ja luotettavammin ja lisäksi siten, että puun rungon laatu pysyy 5 korkealuokkaisena, koska luiston aiheuttamia vauriota ei esiinny.

On myös selvää, että ohjausjärjestelmän voimanvälitysten ja/tai hyd-raulimoottorien syrjäytystilavuuksien valinnalla voidaan saada aikaan aivan uusia sovelluksia, esimerkiksi syöttöelinten pyörimisnopeussuh-10 teitä, joita voidaan käyttää hyväksi edullisesti silloin kun tarvitaan syötettävän puun rungon pyörittämistä tai puun rungon kuorimista. Käyttämällä hydraulimoottoria ja valitsemalla pyörimisnopeus, ja hydraulimoot-toriin on kytketty syöttöelimenä toimiva syöttörulla, jonka pyörimisakseli on puun rungon kulkusuuntaan nähden vinossa asennossa, saadaan 15 aikaan hallittu syötettävän puun rungon kiertyminen pituusakselinsa ympäri. Puun rungon pintakerroksen kuoriminen on mahdollista toteuttaa käyttäen hydraulimoottoria ja siihen kytkettyä syöttöelimenä toimivaa kuorintalaitetta, esim. syöttörullaa, johon on mahdollisesti kiinnitetty elimiä kuorintaa varten. Tällöin kuorintalaitteen puun runkoa vasten 20 painavan voiman ja syöttörullan pyörimisnopeuden valinnalla saadaan aikaan hallittu ja haluttu luisto, joka voidaan määrätä hydraulimoottorin syrjäytystilavuuden ja/tai kuorintalaitteeseen välittyvän akselimomentin : valinnalla.

* I . < I i · ; i l l ‘ : ; , 25 Keksinnön kohteena on myös ohjausjärjestelmän käyttö puunkorjuuko- ·;;;' neen syöttölaitteella tapahtuvassa puun rungon kuorinnassa hallitun, [····' siirtoelinten keskinäisen nopeuseron avulla.

• * v5:J · Keksintöä selostetaan lähemmin seuraavassa selityksessä, jossa viita- 30 taan oheisiin piirustuksiin, joissa • · · ·

• ·· I

• ·· ·« • 4 kuva 1 esittää kaavallisesti ohjausjärjestelmää, ja • 4 4 4 4*4 • ·* ·» · kuva 2 esittää erästä syöttölaitteen sovellusta.

• 4

Ohjausjärjestelmän 1 hydraulinesteen syöttöputki 2 saa tilavuusvirtansa

• I t « I

puunkorjuulaitteen tai vastaavan hydraulijärjestelmästä ja paluuputki 3 • lii 5 101868 toimii hydraulinesteen paluutienä. Sähköisesti puunkorjuulaitteen ohjaamosta tai vastaavasta käytettävän ohjausventtiilin 4, kuten suunta-venttiilin avulla ohjataan hydraulinesteen tilavuusvirtaa putkistossa ja edelleen sen avulla hydraulimoottorien 5, 6, 7 ja 8 pyörimissuuntia. Pai-5 neenrajoitusventtiilien 9 ja 10 avulla (esitelty kaaviona) rajoitetaan hydraulinesteen paine määrättyyn arvoon ja ne toimivat myös hydraulimoottorien 5, 6, 7 ja 8 suojalaitteina. Suuntaventtiililtä 4 tuleva hydrauli-neste jaetaan rinnakkaisiin haaroihin H1 ja H2 eli putkistoihin 11 ja 12. Näiden putkistojen tilavuusvirrat syötetään sarjaankytketyille hydrauli-10 moottoreille 5 ja 7 sekä sarjaankytketyille hydraulimoottoreille 6 ja 8. Hydraulimoottorit 5 ja 6 on kytketty toisiinsa mekaanisesti voimanväli-tyksen aikaansaavalla elimellä 13, kuten voimansiirtoakselilla, jonka avulla hydraulimoottorien 5 ja 6 pyörimisnopeuksien suhde määräytyy elimen 13 välityssuhteen perusteella.

15

Nyt hydraulinesteen jakautuessa putkistoihin 11 ja 12 sekä hydraulimoottorien 7 ja 8 syrjäytystilavuuksien ollessa yhtäsuuret, ja lisäksi elimen 13 yhdistämien hydraulimoottorien 5 ja 7 tilavuusvirtojen ollessa yhtäsuuret, eri haaroista H1 ja H2 eli putkistoissa 11 ja 12 kulkevan 20 hydraulinesteen tilavuusvirta on yhtäsuuri. Tästä seuraa, että myös hydraulimoottorien 7 ja 8 kautta kulkeva tilavuusvirta on yhtäsuuri. Mi-. , käli hydraulimoottorien 7 ja 8 syrjäytystilavuudet ovat samat, ovat myös v; näiden hydraulimoottorien pyörimisnopeudet samat riippumatta siitä, ΐ: V.: mikä on ohjausjärjestelmään kuuluvien hydraulimoottorien kuormitus.

:v/:' 25

Hydraulimoottoreilta 7 ja 8 tuleva hydraulineste ohjataan (liitynnät 14a ja 14b) putkistoon 14 ja edelleen suuntaventtiilin 4 avulla paluuputkeen • · * : ::Γ: 3 ja edelleen puunkorjuulaitteen tai vastaavan hydraulijärjestelmään.

: Sähköisesti ohjatun suuntaventtiilin 4 avulla voidaan valita hydrauli- :·. 30 moottorien 5, 6, 7 ja 8 pyörimissuunta sekä estää hydraulinesteen kulku • · · ohjausjärjestelmään ja ohjausjärjestelmästä pois, jolloin hydraulimoot-.·:*·. torit 5, 6, 7 ja 8 voidaan pysäyttää.

*··**. Ϊ % · · . · » *

Edellä on esitetty yksi ohjausjärjestelmän yksinkertainen toteutusmuoto.

Ύ',:\ 35 Hydraulimoottorien mitoitus voi vaihdella -sovelluksen mukaan- ja sar- * I 4 < jaankytkettyjen hydraulimoottorien lukumäärä voi vaihdella. Samoin .•"f' keskenään elimellä kytkettyjen rinnakkaisten hydraulimoottorien lukumäärä voi olla suurempi kuin kaksi. Ohjausjärjestelmään voidaan lisätä . 101868 6 tarvittavia sähköisesti tai mekaanisesti ohjattuja hydrauliventtiileitä, esimerkiksi ohjausjärjestelmän painetason määräämiseksi ohjausjärjestelmän eri osissa ja komponenttien suojaamiseksi.

5 Kuvassa 2 on esitetty kuvan 1 mukaisen ohjausjärjestelmän sovittaminen puunkorjuukoneen syöttölaitteeseen, jossa on kolme tässä tapauksessa rullamaista siirtoelintä 15, 16 ja 17 sijoitettuna puun rungon P poikkileikkauksessa n. 120° kulmavälein vaikuttamaan siirtovoimaa vä-littävästi sekä mahdollisesti myös kuorintaa suorittavasti puun rungon 10 ulkopintaan.

Syöttölaitteessa on runko 18, johon ensimmäinen siirtoelin 15 on kytketty hydraulimoottoreineen 5, 6 siten, että siirtoelin 15 on kytketty voi-manvälityksen aikaansaavaan ja hydraulimoottorit mekaanisesti yhdis-15 tävään elimeen 13, erityisesti akseliin. Hydraulimoottori 7 ja siihen akselilla 16a yhdistetty siirtoelin 16 sekä vastaavasti hydraulimoottori 8 ja siihen akseleilla 17a yhdistetty siirtoelin 17 on vastaavasti kiinnitetty apurunkoihin 19 ja 20, jotka on nivelöity syöttölaitteen runkoon 18. Apu-runkojen 19, 20 ja syöttölaitteen rungon 18 välille on jäljestetty hydrau-20 liset toimilaitteet (ei esitetty), joilla ylläpidetään puun rungon P ja siirto-elinten 15, 16, 17 välistä yhteyttä puun siirron edetessä. Muutoin kuvan , , 2 viitenumerointi vastaa kuvan 1 viitenumerointia. Myös virtaustiet eli haarat H1=11-5a—5b—7a—7b—14a ja H2=12-6a—6b—8a—8b—14b kuvasta 1 on merkitty kuvaan 2.

25 ' Aiemmin esitetty ohjausjärjestelmän hydraulisen osuuden muuntelu ni·'-.. vaihtoehtojen lisäksi voidaan syöttölaitteen toiminnallisia ominaisuuksia : muuttaa siirtoelinten lukumäärään dimensioiden ja asemoinnin avulla, • · · : jolloin ohjausjärjestelmällä ja siihen liittyvillä siirtoelimillä saadaan ai- :·. 30 kaan joko pelkkä puun rungon syöttö puunkorjuukoneessa tai syötön li-• · · säksi myös puun rungon kuorinta. Siirtoelimet voivat luonnollisesti olla :i'i myös ketjuja, hihnamaisia tms. Voimanvälityksen aikaansaava elin 13 Λ;·! voi olla hydraulimoottorien 5,7 ulostuloakselit yhdistävä akseli, johon • · · *·:"*: siirtoelin on kytketty vääntömomenttia välittävästi.

• · · · I

35 ♦ · I · « lii

I I

· I • ·

Claims (4)

7 101868

1. Puunkorjuukoneen syöttölaitteen ohjausjärjestelmä, joka käsittää 5 syöttölaitteen runkojärjestelyn (18,19, 20) yhteydessä ainakin kolme siirtoelintä (15, 16, 17), jotka syöttölaitteen toiminnan aikana ovat siirto-voimaa välittävässä yhteydessä puun runkoon, siirtoelimiä (15, 16, 17) käyttävät hydraulimoottorit (5,6,7,8) ja hydraulijärjestelmän (9, 10,11,12,14) ohjausventtiileineen (4), tunnettu siitä, että hydrau-10 limoottorit (5, 6, 7, 8) on rinnankytketty siten, että rinnankytkentä käsittää ainakin kaksi hydraulimoottoria (5,7) sisältävän ensimmäisen haaran (H1) ja ainakin kaksi hydraulimoottoria sisältävän (6,8) toisen haaran (H2), että ensimmäisessä (H1) ja toisessa (H2) haarassa olevat hydraulimoottorit on kytketty sarjaan, että ainakin yksi ensimmäisessä 15 haarassa (H1) ja ainakin yksi toisessa haarassa (H2) oleva hydrauli-moottori (5, 6) on kytketty käyttämään samaa siirtoelintä (15) ja että muut ensimmäisessä (H1) ja toisessa (H2) haarassa olevat hydraulimoottorit (7, 8) on kukin järjestetty käyttämään kukin omaa siirtoelintään (16, 17). 20

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ohjausjärjestelmä, tunnettu siitä, että samaan siirtoelimeen (15) yhdistetyt hydraulimoottorit (5,7) on kytketty mekaanisesti toisiinsa ja mainittuun siirtoelimeen (15) elimellä (13) kuten akselilla. 25

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ohjausjärjestelmä, tunnettu siitä, että siirtoelimiä (15, 16, 17) on kolme kappaletta, jolloin yhdellä siirtoeli-mellä (15) on mekaaninen voimanvälitysyhteys elimellä (13) sekä en- • · · simmäisen haaran (H1) yhteydessä olevaan hydraulimoottoriin (5) että 30 toisessa haarassa (H2) olevaan hydraulimoottoriin (6) ja jolloin yksi [:·... siirtoelin (16) on yhdistetty ensimmäisen haaran (H1) yhteydessä ole- vaan hydraulimoottoriin (7) ja yksi siirtoelin (17) on yhdistetty toisen # · · haaran (H2) yhteydessä olevaan hydraulimoottoriin (8). • ··· • M • ·

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1—3 mukainen ohjausjärjestelmä, tun- nettu siitä, että siirtoelimillä (15, 16,17) on hallittu, keskinäinen no-peusero syöttölaitteella tapahtuvan puun rungon kuorinnan aikaan-saamiseksi. 101868 8