FI112453B - Sahausmenetelmä - Google Patents

Description

, 112453 SAHAUSMENETELMÄ

Keksinnön käyttöalana on puunrunkojen sahaus puutavaraksi siten, että puutavara, jää kuivatuksen jälkeen lähes suoraksi, kun ne tavanomaisen sahauksen ja kuivatuksen 5 jälkeen kiertyvät propellimaisesti kierteisiksi.

Nykyään tämä kiertyminen pyritään sahattavassa puutavarassa estämään hitaalla ja tasaisella kuivatuksella sekä pinoamalla puutavara puristukseen siten, ettei se pääse kiertymään. Kiertyminen johtuu monesta eri tekijästä, jota kutsutaan yleisesti puun 10 omaksi kielteisyydeksi. Parhaan kuvan kyseisestä ongelmasta saa vuonna 1997 painetusta VTT:n julkaisusta, SAHATAVARAN KIEROUDEN VÄHENTÄMINEN KUIVAUKSEN KEINOIN.

Puut kasvavat lähes aina kierteisiksi. Kielteisyys ei ole vakio, vaan se voi olla jopa 15 samalla puulajilla kierteinen eri suuntaan. Pohjoisella pallonpuoliskolla sydänpuu yleensä kiertyy vasenpaan ja pintakerroksissa oikeaan, joten kielteisyyden suunnan ja suuruuden ennustaminen on vaikeaa. Kun tällainen puu sahataan suoraan ja puun eri kerrokset kutistuvat kuivuessaan eritavalla, niin sahatavara kuivuessaan pyrkii ,; I kiertymään. Kun tällaisesta puutavarasta tehdään rakenteita, tulee niihin lähes aina 20 rakennevikoja puutavaran kierouden tähden.

'... ‘ Suurin ongelma muodostuu, kun sahatavara tai sen jatkojalosteet käyttökohteeseen tuo- * ' taessa ovat kieroutuneet. Siksi rakennustyö vaikeutuu, eikä lopputulos vastaa odotuksia.

’ · · ·1 Puusepänteollisuudessa syntyy raaka-ainehukkaa ja lisätyökustannuksia, kun joudutaan 25 kappaleet oikaisemaan molemmin puolin. Edellämainitun VTT:n esiselvityksen mukaan, ‘ t ’ kieroutumisesta aiheutuvien työstöhävikkien ja toimintahäiriöiden arvioidaan aiheut- '; * tavan useiden kymmenien miljoonien markkojen tappiot vuosittain Suomessa.

'... * Jos puutavara altistuu puristuskuivauksen jälkeen kosteusvaihteluille tai kuivaa lisää, ; : : 30 kiertyy se edelleen ja vaikeuttaa puutavaran loppukäsittelyä j a hyödyntämistä.

2 112453

Kielteisyydestä johtuvat probleemat tulevat usein esille suomalaisessa kuusessa ja männyssä ja varsinkin jos puumateriaali on sydänpuuta sekä kappaleen poikkipinta-alan suhde on suuri puun poikkipintaan verrattuna. Eniten kiertyy sahatavara, jossa sydän on kappaleen keskellä. Kierteisyysongelmia on myös päiväntasaajan ja eteläisen 5 pallon puoliskon puissa. Päiväntasaajan eteläiselläpuoliskolla puut kiertyvät nuorena oikealle ja myöhemmin vasemmalle.

Keksinnön tarkoitus saavutetaan menetelmällä, jolle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksissa.

10

Keksitty menetelmä perustuu siihen havaintoon, että sahattavan tukkipuun kokonais-kierteisyysvaikutus kuivattuun lopputuotteeseen tunnetaan. Se voidaan mitata, laskea ja riittävän luotettavasti ennustaa sahattavasta tukista mitattujen suureiden avulla, jolloin sahataessa osataan kielteisyys huomioida ja pyörittää tukkia sahauslinjan tai -15 linjojen keskipisteen ympäri siten, että puutavaran kuivaus suoristaa sahatavaran ja siten oleellisesti parantaa sahatavaran laatua. Kuivauksen aikana käytetään myös taaplauspuristusta hyväksi suoran puutavaran aikaansaamiseksi.

:.. : Tukin kokonaiskierteisyyden mitauksessa voidaan hyödyntää myös pelkän tai muun .:. ‘ 20 vastaavan sahauspinnan syykulman mittaustuloksia heti sahauksen suorittamisen jälkeen < > · ' * * · * tai jopa sahauksen aikana. Silloin saadaan sahauskohdassa olevan puun solukon ' · * ·' syykulma ja matemaattisesti voidaan laskea sekä ennustaa sen vaikutus sahatavaran * i « * i ‘ kieroutumiseen. Edulisin ratkaisu on mitata syykulma heti pelkkahakkurin jälkeen.

• » ‘ ·

> « I

25 Sahatavaraan sahattava kielteisyys voidaan tehdä myös siten, että tukkin pyöritys on ,,, estetty ja tukki ajetaan sahalle tyvi tai latva edellä ja saha tai pelkkahakkuri kiertyy '; ’ sahauslinjan ympäri, jolloin saavutetaan sama lopputulos kuin tukin kieritykselläkin.

’ ; ·' Edellämainittuja menetelmiä voidaan käyttää myös samanaikaisesti yhdessä. Se ' _: 30 kokonaiskiertokulma mikä tukkia on kierretty, voidaan parhaiten laskea matemaattisesti, 3 112453 mittaamalla tukin sahauksessa kulkema matka ja nopeus sekä hetkellinen sahatun sahauslinjan kulma keskilinjaan verrattuna. Tukin kiertokulma voidaan tunnistaa myös optisesti tukin päähän tehtyä apuviivaa hyväksikäyttäen.

5 Jos tukkia ei kieritetä, vaan sahaa pyöritetään tukin ympäri, saadaan kokonaiskiertokulma ja hetkellinen kiertokulma teknisin ja mekaanisin keinoin.

Kuva 1 esittää keksityn menetelmän toimintaa laitekaavion avulla.

10 Seuraavassa selvitetään kuvan 1 avulla keksitty menetelmä käytännön tasolle.

Sahatukki(l) tuodaan sahauspöydälle(3) syöttölaitteen(4) läpi. Pelkkahakkurin terät(2), ja syöttölaite(4) sekä vastaanottolaite(7) sahaavat kuvan tapauksessa sahatukista kahdella terällä pelkän, joka omaa tietyn kielteisyyden. Kielteisyys pelkkään tehdään kiertämällä tukkia(l) syöttölaitteen(4) ja vastaanottolaite(7) avulla tukin sahauslinjan 15 keskipisteen^) ympäri ja sahauspöytään(3) nähden. Pelkkahakkurin tilalla voidaan käyttää myös muita mahdollisia sahoja, kuten vannesahoja ja/tai pyörösahoja. Pekkkahakkuriterien(2) jälkeen on vastaanottolaite(7), joka kiertää tukkia edelleen kun se on kulkenut syöttölaitteen(4) ohi. Vastaanottolaite(7) voi olla perusratkaisultaan joko * ;ί telasto tai pyörästö(9), jota voidaan kääntää sahauslinjan keskipisteen^) ympäri ja .!. · 20 kääntää pelkkahakkuriteriin(2) nähden sekä pyörittää pyörästöä(9) sahauspintaa(8) ' ’. ‘ pitkin. Vastaanottolaite(7) voi olla myös veitsi, joka kulkee sahattua sahalinjaa pitkin ja ' - ’' jota käännetään sahatun kielteisyyden mukaan. Veitsi soveltuu parhaiten vannesahan ja pyörösahan laitteisto kokonaisratkaisuihin.

25 Se, kuinka paljon ja miten sekä mihin suuntaan tukkia(l) pitää kierittää, riippuu tukkiin ,,. kasvun aikana syntyneestä kokonaiskierteisyyden vaikutuksesta, sahattavan tavaran i ' 1' ulkomitoista ja loppukosteusprosentista. Tukin kokonaiskierteisyys voidaan mitata, : ' havaita ja laskea eri mittausmenetelmiä hyväksikäyttäen. Näiden mittaussuureiden ja • ‘ matemaattisten kaavojen avulla sekä ohjelmallisten toimenpiteiden perusteella ;. v 30 suoritetaan tukin( 1) kieritystä syöttölaitteen^) ja vastaanottolaite(7) avulla sahauslinjan 4 112453 keskipisteen^) ympäri. Kääntömomentti, kääntökulma ja kääntömekaniikka riippuu sahauslaitteiston mekaanisista ja ohjelmallisista ratkaisuista.

Mittausmenetelmien ja niistä saatujen mittaussuureiden sekä syöttölaitteen(4) ja 5 vastaanottolaitteen(7) avulla tukin kieritys perustuu puun vuosilustojen tiheyteen, tyvi-ja latvamittaan, lylyyn, lenkoisuuteen, kuhmuraisuuteen, oksaisuuteen, soikeuteen, kartioikkuuteen, pinta- ja/tai sisäsolukon syykulmiin, ikään, kesäpuuprosenttiin, nuorpuun määrään, kosteuteen, tukin lämpötilaan, sahatavaran loppukosteuteen, tukkien laatuun, lajiin, kokeelliseen ja tilastolliseen mittaushistoriaan ja aineistoon sekä 10 edellämainittujen mittausuureiden yhdistelmiin ja/tai osa painotuksiin.

Tukin(l) kierron suuruuden ohjauksessa otetaan huomioon kielteisyyden mittalaitteen^) ja syöttölaitteen(4) välimatka, hetkellinen kiertämiskulmaja kiertomomentti. Mittalaite(5) voi olla jopa eri tilassa kuin itse saha ja syöttölaite(4). Se edellyttää 15 mitattujen tukkien ja niiden mittaussuureiden tallettamista sekä tukkien seurantaa linjalla, jolloin tukin saapuessa pelkkahakkurin terille(2), voidaan oikeat tiedot ja kiertokulmat syöttää syöttÖlaitteelle(4) ja vastaanottolaitteelle(7). Mittalaitteita(5) voi olla useampia ja niillä voidaan mitata myös jo sahattua tavaraa ja käyttää mittaustuloksia :, · · syöttölaitteen(4) ja vastaanottolaitteen(7) säätämiseen.

20 • *. · Keksittyyn menetelmään kuuluu myös välittömästi sahauksen jälkeen suoritettu •... sahaustuloksen arviointi, matemaattinen tarkastelu, sahatun kierouden tunnistaminen ja puun solukon syykulmien mittaaminen sekä niiden perusteella mahdollinen takaisin-' ·.. ’ kytkentään perustuva uudelleen säätö syöttölaitteelle(4) sekä vastaanottolaitteelle(7).

25 Edullisin paikka kielteisyyden mittaamiselle on heti vastaanottolaitteen(7) jälkeen.

’ ‘ Näin kierteiseksi sahattu pelkkä voidaan sahata jo samalla sahauspöydällä tai erillisellä •; * ’ sahauspöydällä halutuksi sahatavaraksi tai sahata myöhemmin. Sahatavara omaa nyt ’.:.: tietyn kielteisyyden, joka oikeaa kuivatuksessa.

'.,. * Keksintöä ei rajata edellä esitettyyn laitteistoesimerkkiin vaan sitä voidaan muunnella : ; ’: 30 patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (5)

5 112453 Patenttivaatimu kset

1. Menetelmä, jossa sahattava puunrunko (1), sahataan kierteiseksi siten, että kui-vauskiertymä kompensoituu, tunnettu siitä, että ennen sahausta mitataan mittalaitteella (5) tukin (1) kierteisyysvaikutus, jonka perusteella sahataan sahaus- 5 aihioon, kuten pelkkään, tiettyä pituutta kohti vastakiertymä kiertämällä syöttölaitetta (4) ja vastaanottolaitetta (7) teriin (2) nähden ja tukin (1) sahauslinjan keskipisteen (6) ympäri, jolloin tämän näin tehdyn kiertymän omaavat puutavarat suortuvat kuivattaessa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ennen sahausta, 10 kuten pelkkasahausta, on syöttölaite (4) ja kielteisyyden mittalaite (5) konstruoitu siten, että mitattujen tukkipuiden asema linjalla tunnetaan.

3. Patenttivaatimusten 1 ja 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sahattavan puunrungon kiertoa jatketaan syöttölaitteen (4) jälkeen vastaanottolaitteen (7) avulla.

4. Patenttivaatimusten 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sahausjälki ja sahauksen tulos mitataan heti sahauksen jälkeen vastaanottolaitteen (7) yhteydessä sahauspinnasta (8) ja joka antaa mahdollisen takaisinkytkennän syöttö-• laitteelle (4) ja vastaanottolaitteelle (7).

5. Patenttivaatimusten 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puulaji kohtai-; 20 nen vastakierteisyys, joka sahataan tukkiin (1), lasketaan sahattavasta tukista (1) saatujen mittaustulosten ja mittaussuureiden avulla, jotka ovat: puun tyvi- ja latvamitta puun lyly, lenkoisuus ja kuhmuraisuus, oksaisuus, soikeus ja kartioikkuus puun pinta- ja/tai sisäsolukon syykulma 25 - puun vuosilustojen tiheys, ikä ja kesäpuuprosentti puun kosteus, lämpötila ja sahatavaran loppukosteus puun laatuluokitus ja laji kokeellisen ja tilastollisen mittaushistorian sekä edellä mainittujen mittaussuureiden yhdistelmillä ja/tai osapainotuksilla. 30 6 112453