FI108913B - Puunkorjuumenetelmä ja harvesteripää sen toteuttamiseksi - Google Patents

Description

! * ί 108913

I PUUNKORJUUMENETELMÄ JA HARVESTERIPÄÄ SEN

TOTEUTTAMISEKSI

5

Keksintö koskee metsätöissä käytettävää puunkorjuumenetelmää sekä sen toteuttamiseksi käytettävää harvesteripäätä.

Tyypillinen pohjoismainen puunkorjuuketju on tottunut käyttämään 10 tehokkaita menetelmiä joilla korjataan pääasiassa ja taloudel- lisimmin tukkipuuta. Suurikokoisia pyöräalustaisia monitoimikoneita käytetään näissä menetelmissä peruskoneina. Yksittäisen tukkipuun käsittelyssä nämä koneet ovatkin todella tehokkaita.

, 15 Kuitenkaan kaikki puunkorjuu ei ole tukkipuun korjuuta. Esim.

propsien korjuu, pienemmän hinnan ja pienemmän puukohtaisen runkotilavuuden takia ei ole näillä perinteisillä menetelmillä ja koneilla läheskään tukkipuun veroista kannattavuudeltaan.

20 Perinteisessä monitoimikoneella työskentelyssä on energiapuun korjuu täysin laiminlyöty. Usein energiapuu suorastaan jyrätään koneella maaperään. Kannattavuusajattelusta käsin tämä on täysin ymmärrettävää, mutta siltikin se on kansantaloudellista tuhlausta. Samoin, nykyisillä menetelmillä ja laitteilla jää ensiharvennus helposti 25 kokonaan tekemättä, se kun ei anna hetkellistä voittoa.

Jonkin verran panostusta on kohdistettu pelkän energiapuun , korjuumenetelmien ja -laitteistojen aikaansaamiseen, mutta niiden . ·; taloudellinen kilpailukyky ei ole hyvä, monista eri syistä johtuen.

....j 30 Niillä ei myöskään ole kykyä käsitellä tukkeja eikä välttämättä edes ...: propseja.

*'] Nippukorjuun edullisuutta ja tarpeellisuutta on monella taholla » * · • · mietitty aikojen kuluessa, mutta kaupallisen, toimivan sovelluksen t · · * 35 ilmestymistä ei ole vielä tapahtunut. Joitakin kokeiluja on ollut, mutta niille on ollut ominaista, että niiden toiminta-ala on ollut : M joko energiapuuhun tai tukkeihin painottuva. On hyvällä syyllä oletettavissa, että myös laitteiden toimintavarmuudessa on ollut ‘ , ongelmia. Onkin kaivattu nyt tehdylle keksinnölle ominaista kykyä | ’ 40 käsitellä toimintavarmasti sekä isot että pienet puut.

2 1.0891 3

Aiemmin tehdyistä laitteistosta mainittakoon US-patentissa nro 3 664 391 esitetty keksintö. Kokonaisuutena laitteisto on kömpelö. Tela-alustainen kone on kankea ja metsänpohjaa särkevä, ja erittäin hidas. Korjuulaiteteknillisesti suurin ero nykyisiin laitteisiin 5 verrattuna on korjuulaitteiston peruskonseptissa. US-keksinnön puomi-mastoyhdistelmässä on pituussuunnassa jatkettavissa oleva puomi, kuten kurottajissa ja siihen liittyy korkeutensakin tähden mastoksi kutsuttu osa, johon mastoon on suoraan liitetty kouraparit ja maston alapäähän on kiinnitetty sahauslaite, joka sekin poikkeaa 10 tuntuvasti nykyisistä, yksinkertaisista sahauslaitteista. Masto on kiinnitetty yläpäästään puomiin. Nykyiset puomit ovat nivellettyjä ’ ja harvesteripäät kiinnitetään puomiin useinkin harvesteripään keskeltä, varsin läheltä painopistettään. Siinä mielessä kyseinen US-keksintö on ollut ajastaan edellä, että se on varustettu 15 taittokourilla, keskimmäinen kourapari on kärjistään taittuva.

Kuitenkin nämä taittokärjet ovat vain jousivoimalla palautuvat. Siitä seuraa ainakin kaksi hankaluutta, riittävän jousivoiman käyttö vaatii vastapainoksi lisää voimaa myös kourien aukaisu/sulkusylinteriin. Pahempana ongelmana kuitenkin on oksien 20 joutuminen mekanismin väliin ja siitä seuraavat toimintahäiriöt.

Tunnetustihan ainakin pohjoismaisissa puissa on runsaasti pientä, juuri tähän häiriönmuodostukseen soveliasta oksastoa. Tämän US-patentin mukainen laitteisto ei kannattele katkaistua puuta 1 pelkästään kourilla kuten tavallista, vaan ketjusahan laippa on ) _ 25 muotoiltu toimimaan lisäksi vielä puiden kannattimena ja sahausraon » i t !·.· suurentajana. Tämä tyvestä kannattelu on selvä menetelmätekninen '·"· ero muihin alan laitteisiin verrattuna. Kannattelu toki helpottaa kourille asetettavia vaatimuksia, mutta järjestely on tekniikaltaan melkoisen monimutkainen ja siten kallis. On myös arveltavissa, että 30 sahauslaitteen luistissa liikuttelu on häiriöaltis purun kertyessä luistixakenteeseen.

. . Patentti nro US A 3875983 esittää jo modernimman rakenteen, • · nivelletyn puomin ja harvesteripään kiinnityksen puomiin .··’ 35 oleellisesti harvesteripään keskeltä, läheltä painopistettä. Yksi ·;··· yksityiskohta tekee tästä patentinmukaisesta laitteesta kuitenkin yksinomaan energiapuun korjuuseen soveltuvan. Tämä yksityiskohta on • puun katkaisu hydraulisaksilla leikkaamalla. Energiapuun kannalta “ * katkaisutapa on merkityksetön, tosin klapit saisivat olla * * · » t 108913 3 sahattuja. Sen sijaan propsi ja sahatavaraksi tarkoitettu puu menevät piloille puristuskatkaisusta, ne on ehdottomasti sahattava. Tässäkin patentissa, nro US A 3875983 on eräänlaiset taittokouria korvaavat, keskeltä nivelöidyt jäykät kourat, jotka ovat lievästi 5 sanottuna sekavan mekanismin osina. Mielenkiintoisena yksityiskohtana voi mainita, että hydraulisylinterin näköinen osa (94) on vain kiinteä välitanko, jolloin (kuvassa 4) vasemmalla oleva kouranpuolikas (90) toimii yhden sylinterin (95) ja vivuston avulla, niiden määräämän geometrian ja voimasuhteiden mukaisesti, 10 eikä pysty varmuudellaan ja monipuolisuudellaan kilpailemaan aidosti kahdella sylinterillä toimivan kouraparin kanssa. Samassa ^ kuvassa oleva vastapäinen koura (91) toimii kärkiosaltaan vain jousen (96) avulla eikä ole siten itsenäisesti ohjattavissa. Myös kouran perusosa toimii välitangon (94) ja vivun (91c) avulla 15 samalla yhdellä sylinterillä (95) kuin toinen kouranpuolikas (90) .

Paljon jää uskon varaan kourien pitokyvystä ja kyvystä kyseisellä epäsymmetrisellä rakenteella puristaa puita tasaisesti.

20 Vielä tunnetaan US-patentissa A 4153087 esitetty harvesterikouran akkumulointilaite. Tässä on, patenttivaatimusten mukaan yksi akkumulointilaite, vipu (30), jonka tehtävänä on pitää puu(t) laitteen runkoa (ei numeroitu) vasten, kun kourat (20, 22) hakevat uutta puuta. Vivun (30) välistä vetämiseksi sen kärki (38) on ! . 25 varustettu nivelellä (40) ja jousi-ketjuyhdistemällä (42, 44, 48).

i | Näin ei ole mahdollista hallitusti ohjata akkumulointilaitteen (30) ! ' ’ liikkeitä halutulla tavalla. Tässä patentissa ei ole viittausta j ’ ' menetelmään, jonka yhteydessä patentinmukaista laitetta on tarkoitus käyttää.

j : Y: 30

Tunnetaan myös venäläinen julkaisu nro SU A 692594. Siinä peruslaitteisto on epäsymmetrinen, joten varsinaisia kouria tai >t · kourapareja ei siinä ole, on vain puuta yhdeltä puolelta kiinteään vasteeseen painavia vipuja. Näin tuskin onnistutaan luomaan vipujen * ” 35 geometria, joka otteenvaihtotilanteessa pystyy hallitusti pitämään jo poimitut puut paikoillaan, ilman että ne nuljuavat sivuttain toistensa suhteen ja valuvat alaspäin. Lisähaittana on puiden ’ t pinnan särkyminen rungon hammastuksiin, mikä todennäköisesti estää i*i*i puun kelpaamisen selluksi tai sahatavaraksi. Patenttijulkaisusta ei ' ’ 40 käy ilmi, kuinka taittuva vipu (14) toimii. Täysin hervotonhan se 4 108913 ei voi olla, joten oletettavasti se pidetään jousella auki-asennossa, mistä tietysti seuraavat jo aiemmin mainitut jousikärkien haitat.

5

Keksinnön mukaista puunkorjuumenetelmää ja harvesteripäätä käyttämällä on mahdollista poistaa edellä mainittujen korjuutapojen huonoja puolia. Nyt keksityllä päällä on mahdollista korjata propsia tai energiapuuta nipussa, jolloin yksittäisen puun pie-10 nuudesta johtuva tehokkuuden puute poistuu. Tämän lisäksi nyt keksityllä harvesteripäällä voidaan korjata tukkipuita yksin kappalein.

Näin mahdollistuu menetelmä, jolla voidaan hakkuukoneen 15 kertakäynnillä metsälöllä kaataa kaikki siitä talteen otettavat puut, niiden kokoluokasta riippumatta, kun käytössä on keksinnön mukainen erittäin monipuolinen ja tehokas korjuulaitteisto.

Keksinnölle on tunnusomaista se, mitä patenttivaatimuksissa on 20 määritelty.

Tarkastelemme keksinnön erästä edullista sovellusta oheisen esimerkin avulla. Menetelmän tarkasti kuvaamiseksi esitetään ensin 1 eräs keksinnönmukainen harvesteriversio. Yksinkertaisuuden vuoksi * , 25 suuri joukko tavanomaisia komponentteja, esim. hydrauliventtiilit ja • · · • · letkut on jätetty esittämättä. Samoin laitteiston sähköisiin »••ti ohjauslaitteisiin ei juurikaan kiinnitetä huomiota, ne ovat ·"· tavanomaista rakennetta.

• · · i · · 30 Kuvio 1. esittää harvesteripäätä sivulta katsottuna, vaakasuorassa, ' jota asentoa käytetään puiden karsimisessa ja katkomisessa.

>·> ; Kuvio 2. esittää poikkileikkausta harvesteripäästä taittokourien • » !..* kohdalta. Selvyyden vuoksi taempana olevia muotoja ei ole kuvattu.

35 ’i*’: Numerolla 1 on merkitty perusrunko. 1.1 on siihen sisäänrakennettu sykesylinteri.

Numero 2 on liukurunko, joka on laakeroitu liukumaan perusrungon 1 nm sisällä sykesylinterin 1.1 avulla.

I i 108913 5 !

Numerolla 3 on merkitty pihtikourat ja 3.1 ovat niiden hydraulisylinterit. Pihtikourat 3 kiinnittyvät perusrunkoon 1. Numerolla 4 on merkitty veitsikourat ja 4.1 ovat niiden sylinterit. Veitsikourat 4 kiinnittyvät liukurunkoon 2.

5 Numerolla 5 on merkitty taittokourat. Sylinterit 5.1 liikuttavat taittokourien juuriosia, jotka on merkitty 5.3:11a. Taittokourien kärkiosat on merkitty numerolla 5.4 ja niitä liikuttavat sylinterit 5.2. Taittokourat 5 kiinnittyvät perusrunkoon 1.

Numerolla 6 on merkitty sahalaite. Se on sopivasti tavanomainen 10 hydraulimoottorikäyttöinen ketjusaha ilman sen enempiä keksinnöllisiä piirteitä.

1 Numero 7 on ripustusaisa, jolla harvesteripää liitetään peruskoneeseen, sopivasti suurehkoon hakkuukoneeseen.

Kallistussylinteri, nro 7.1, huolehtii harvesteripään kallistuksesta 15 ja suorana pidosta kulloisenkin työvaiheen tarpeiden mukaisesti.

Keksityn menetelmän mukainen työskentely harvesteripäällä niputtaen tapahtuu seuraavasti: 20 Kaadettaessa ensimmäistä puuta harvesteripää viedään puunrunkoon kiinni, kaikki kourat (3, 4, 5) ovat tällöin auki. Kourat (3, 4, 5) suljetaan puun ympärille ja katkaistaan puu tyvestä harvesteripäässä olevalla sahalla (6) . Puu pidetään katkaistunakin pystysuorassa peruskoneen hydrauliikan ja harvesteripään kallistussylinterin (7.1) ) . 25 avulla.

i « i · » 1

Sahauksen jälkeen veitsikourilla (4) nostetaan puuta sykesylinterin ' ' (1.1) avulla hieman, noin 2,5 cm, jottei seuraavaa puuta sahatta- *,,,· essa edellisen tyvi olisi vastuksena. Muita kouria (3, 5) löysätään I : : 30 hetkellisesti noston mahdollistamiseksi.

• · i · * · · t

Seuraavaksi siirrytään toisen kaadettavan puun luo. Ensimmäinen puu ; on toista puuta otettaessa hetkellisesti kiinni vain taittokourissa • ♦ • (5) ja jäykät kourat (3, 4) ovat auki. Otetaan toinen puu jäykillä 35 kourilla (3, 4) ensimmäistä puuta vasten. Vedetään taittokourat (5) ”1"· auki, pois ensimmäisen ja toisen puun välistä. Kourien (5) on syytä : : olla kärjistään (5.4) taittuvat, jotta ne pystyvät tulemaan pois * . viimeksi otetun ja edellisten puiden välistä. Suljetaan taitto- . kouratkin (5) molempien puiden ympärille ja sahataan toinen puu.

» » · · · 108913 6 Välittömästi sahauksen jälkeen nostetaan molemmat puut veitsikourilla (4) sykesylinterin (1.1) avulla n. 2,5 cm.

Siirrytään seuraavan kaadettavan puun luokse. Seuraava puu otetaan 5 jäykillä kourilla (3, 4) edellisiä puita vasten. Ottohetkellä ensim mäinen ja toinen puu ovat kiinni taittokourissa (5). Toiminta jatkuu edellä kuvattuun tapaan, kunnes kourat (3, 4, 5) ovat täynnä. Kourien täyttymisnopeus riippuu korjattujen puiden koosta.

10 Patentti US A 3875983 eroaa siinä menetelmältään keksinnöstäni, että selityksen mukaan US-patentissa katkaistaan puu sen ollessa t yksillä kourilla nipun ulkopuolella pideltynä. On epäiltävissä, ettei katkaisun suoruudessa ja puun asettumisessa oikeaan suuntaan päästä riittävään tarkkuuteen. Myös herää kysymys, kuinka 15 vastakatkaistu puu pystytään liittämään nippuun ilman että nippu ja/tai uusi puu valahtaa, kun otetta vaihtavia käpäliä on vain kaksi paria. Käytännössä kumpikaan pari ei pysty varsin tukevaan pitoon juuri k.o. hetkellä. Sen sijaan keksintöni mukaisesti uusi puu on liitetty nippuun jo ennen sen katkaisua ja katkaisuhetkellä 20 kaikki kolme kouraparia pitävät näin muodostetun nipun tukevasti paikoillaan.

Mitä tulee venäläiseen patenttiin SU A 692594 niin menetelmäerona voidaan mainita, että työjärjestys poikkeaa oleellisesti j 25 keksinnöstäni siten, että SU-patenttiselityksen mukaan aluksi suljetaan vain taittovipu (14) ja sitten tehdään sahaus ja puun Ί": nosto. Näin terävien hampaiden (17) puuta särkevä vaikutus korostuu :··* puun ollessa vain yhden vivun (14) varassa. Samoin voidaan hyvällä syyllä asettaa kyseenalaiseksi sahauksen onnistuminen halutulla » * · 30 tavalla puun ollessa vain yhdellä vipulaitteella pideltynä·. Pelko ... puun kallistumisesta on todellinen. Tässä venäläisessä laitteistossa on puun pienen noston mahdollistavat erikoiskomponentit. Ne eivät kuitenkaan ole osia karsintalaitteis-’< '·' ton sykesyötöstä, jota keksinnössäni ohjaustekniikan avulla ,,,* 35 sovelletaan pieneen nostoon, ilman tarvetta lisäkomponenteista.

* ···, Kompaktin kuljetuskuorman muodostamiseksi puunippu karsitaan tai puiden oksat taitetaan runkojen suuntaisiksi veitsikourilla (4).

’** * Tällöin nippua pidellään muilla kourilla (3, 5) kiinni ja sykesylin- 40 terillä (1.1) saadaan aikaan puunipun ja veitsikourien (4) välinen 108913 7 suhteellinen liike. Otetta vaihtamalla pitkätkin niput ovat käsiteltävissä edellä kuvatulla tavalla. Karsimisen suunta (latva-tyvi) on valittavissa tilanteen mukaan.

5 Puunippu siirretään sopivaan paikkaan ajouran varteen tai kuljetuskaluston kyytiin tai esim. hakettimeen.

Tavallisesti nippu kootaan useista pienehköistä puista, mutta on tarvittaessa mahdollista koota nippu yhdestä ainoasta puusta, kun 10 lähdetään katkaisemaan puuta läheltä latvaa.

j Työskentely keksinnön mukaisella harvesteripäällä propsinteossa ei juurikaan poikkea tavanomaisella harvesteripäällä tehtävästä työstä, niin kauan kuin puut ovat sen verran suuria, että vaativat yksittäin 15 käsittelyn. Kun propsipuut ovat niin pieniä, että nippukäsittely on mahdollista, toiminta on hyvin samankaltainen edellä kuvatun nippukäsittelyn kanssa. Propsien karsinnan tarkkuusvaatimus saattaa aiheuttaa tarpeen käsitellä puut yksin kappalein karsintatilan-teessa. Poiminta nippuina on silti mahdollista.

20

Tukkipuiden käsittely on varsin tavanomaisen kaltaista työtä myös tällä harvesteripäällä. Pää on varustettavissa kaikella olemassa olevalla mittausautomatiikalla puiden kuutiosisällön ym. arvojen laskemiseksi.

25 * « * · '·<! Yleensäkin laitteiston automaatioaste voi eri toteutuksissa • · vaihdella runsaastikin. Esim. sahauksen jälkeinen pieni syke on helposti automatisoitavissa ja on koneen käyttäjälle selvä ; mukavuustekijä.

30

Keksintöä ei rajata edellä esitettyyn edulliseen sovellukseen, vaan » · · sitä voidaan muunnella patenttivaatimusten puitteissa.

I i i i · I · · i s » 1 i I I » i a

Claims (9)

1. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t unnettu siitä että tukkipuut karsitaan yksitellen veitsi-5 kourilla (4), sykesylinterillä (1.1) pitkittäisen, puunrungon suuntaisen leikkuuliikkeen antaen ja muilla kourilla (3, 5) puunrunkoa kiinni pitäen, jonka jälkeen puunrunko katkotaan halutun mittaisiksi tukeiksi katkaisulaitteella (6), jota varten puunrunkoa siirretään pituussuunnassa veitsikourilla (4) pitäen ja sykesylinterillä (1.1) 10 rungonsuuntaisen liikkeen antaen ja muilla kourilla (3, 5) puunrunkoa kevyesti kiinni pitäen. !
2. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän toteuttava harvesteripää, 15 tarkoitettu johonkin voimakoneeseen, sopivasti hakkuukoneeseen liitettäväksi, joka harvesteripää käsittä rungon (1), sen suhteen liikkuvan liukurungon (2), puun katkaisulaitteen (6) ja useita pareja kouria (3, 4, 5) puun pitelemiseksi, joista kourapareista ainakin yksi kourapari (5) on varustettu taittuvilla kourilla (5.3, 5.4), 20 tunnettu siitä että kourat ovat sekä juuriosistaan (5.3) että kärkiosistaan (5.4)hydraulisylintereillä (5.1, 5.2) liikuteltavat, ja että juuriosat (5.3) ja kärkiosat (5.4) ovat liikuteltavissa toisistaan i riippumatta. ) , 25 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen harvesteripää, ί . " ϊ * ···· tunnettu siitä että ainakin yksi kourapari (4) on varustettu leikkaavilla särmillä.
3. 6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen harvesteripää, 30 tunnettu siitä että ainakin yksi kourapari (4) on kiinnitetty : : : liukurunkoon (2) ja ainakin yksi kourapari (3 ja/tai 5) on kiinnitetty runkoon (1). : · t * « t ' * 1 • · ,···. 7. Patenttivaatimuksen 4 mukainen harvesteripää, 35 tunnettu siitä että jokainen kourapari (3, 4, 5) on sähkö-hydrauliventtiilein ohjattu toimimaan itsenäisesti. » · » 108913 ί 1 , ί ι
4. 8. Patenttivaatimuksen 4 mukainen harvesteripää, tunnettu siitä että sähköinen ohjauslaite on rakennettu ja/tai ohjelmoitu ryhmittelemään kouraparit (3, 4, 5) patenttivaatimuksen 1 mukaisen toiminnan aikaansaamiseksi. 5
5. 9. Patenttivaatimuksen 4 mukainen harvesteripää, tunnettu siitä että sykesylinteri (1.1) on rakennettu ja/tai ohjelmoitu tekemään pieni nosto katkaisulaitteen (6) jumittumisen estämiseksi. ) j f '1 • « · * * • · · · • t k · · » k f · · t i * * * • · > I I t t » • · I « k k k • k » k « « * · » k • k k 108913