FI114892B - Puunkorjuukoneen säätömenetelmä ja -laitteisto - Google Patents

Description

114892

Puunkorjuukoneen säätömenetelmä ja -laitteisto

Keksintö kohdistuu puunkorjuukoneen säätömenetelmään, joka on esitetty oheisen patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa. Keksintö kohdis-5 tuu myös säätölaitteistoon, joka on oheisen patenttivaatimuksen 4 johdanto-osassa esitettyä tyyppiä.

Keksintö on tarkoitettu käytettäväksi maastossa liikkuvissa metsätyö-koneissa, kuten kouraharvestereissa. Tällaisissa metsätyökoneissa on 10 runkoon liikkuvaksi järjestetyn varren päässä puuta käsittelevä osa, koura, jossa on katkaisusaha puun kaatokatkaisun suorittamiseksi ja katkaisemiseksi määrämittaisiin osiin sekä puunsyöttölaite katkaistun puun syöttämiseksi eteenpäin. Tämän tyyppisiä metsätyökoneita on esitetty mm. eurooppalaisessa patentissa 428530, suomalaisessa pa-15 tentissä 79927 ja US-patentissa 4,742,854.

Aloitettaessa tällaisilla koneilla kaadettujen puiden käsittely puun tyviosa on syöttöelinten, kuten telojen tai pyörien, välissä, minkä lisäksi se on karsintaterien tukemana. Syöttölaite työntää runkoa katkaisusahan 20 ohi katkaisupituutta vastaavan matkan. Varsinkin paksuilla rungoilla rungon paino nousee sellaiseksi, että katkaisukohdassa se pyrkii taivuttamaan puuta siten, että katkaisujäljestä ei tule tasaista ja puuhun saattaa syntyä vaurioita, pahimmassa tapauksessa halkeamia.

25 Puun tukeminen katkaisutilanteessa tyvipään puolelta ei ole mahdollis-ta, koska katkaisusaha on puuta käsittelevässä osassa alin, t.s. tyvi-pään puoleisin elin kaatokohdassa, ja sen täytyy mahtua alimmaksi » · * [I ! puun kaatokatkaisussa, eli mahdollisimman lähelle maata.

* ' : 30 Ruotsalaisessa kuulutusjulkaisussa 409431 on esitetty kaadetun puun katkaisulaite, jossa alhaalta ylös katkaisuliikkeen aikana kääntyvää sahaa seuraa kiilaelin, jolla vältetään halkeamat puun jäljellä olevassa ’· osassa ja sahan juuttuminen. Ylhäältä alas suoritetussa, pienemmille ·"*: rungoille suositellussa kääntöliikkeessä ei ole käytössä mitään '.,35 apuvälinettä halkeamien estämiseksi. Kyseessä ei ole maastossa liikkuvaan puunkorjuukoneeseen tarkoitettu katkaisulaite.

2 114892

Keksinnön tarkoituksena on esittää menetelmä, jolla poistetaan em. epäkohta ja vältetään korkealaatuiseksi puutavaraksi tarkoitettujen tukkien laatuongelmat mahdollisimman suuressa määrin. Tämän tarkoituksen toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle menetelmälle on pää-5 asiassa tunnusomaista se, mikä on esitetty oheisen patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Oleellista keksinnössä on puuta kannattavan osan liikuttaminen puomiston suhteen juuri katkaisuhetkellä niin, että tämä puuta taivuttamaan pyrkivä voima kompensoituu. Kyseessä on säätöautomatiikan avulla saatava tarkoin katkaisusahan 10 toimintahetkeen ajoitettu lyhytaikainen liike, jonka ansiosta katkaisuhetkellä taivutusmomentti on mahdollisimman lähellä nollaa tai ainakin huomattavasti pienempi kuin ilman liikettä. Keksinnön muita piirteitä on esitetty oheisissa epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa 2 ja 3.

15

Puunkorjuukoneen säätölaitteistolle keksinnön toteuttamiseksi on puolestaan tunnusomaista se, mikä on esitetty oheisen patenttivaatimuksen 4 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön toiminnot voidaan toteuttaa laitteistolla, jossa katkaisusahan säätöelimet on yhdistetty sopivalla tavalla 20 puuta kannattavan osan liikkeistä vastaaviin toimilaitteisiin. Muita laitteiston edullisia piirteitä on esitetty oheisessa epäitsenäisessä patenttivaatimuksessa 5.

25 Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viittaamalla oheisiin pii-***.. rustuksiin, joissa * · · ” kuva 1 esittää metsätyökoneen puuta kannattavaa osaa yleiskuva- . , na, ’ ; / 30 kuva 2 esittää osaa toimintatilanteessa ennen kriittistä katkaisuvai- hetta, kuva 3 esittää metsätyökoneen puomistoa, joka kannattaa kuvissa :/-1 1 ja 2 esitettyä osaa, ja *’ ‘’: kuva 4 esittää säätökaaviota keksinnön toteuttamiseksi.

*»· 35 I t · »tl

Kuva 1 esittää maastossa liikkuvan metsätyökoneen, tässä tapaukses-sa kouraharvesterin hydraulisesti käytetyn puomiston päähän kiinnitet-: ’ ’ ’: tyä puuta kannattavaa ja käsittelevää osaa 1, kouraa, jonka runkoon on • · · 3 114892 kiinnitetty syöttölaite 2, joka kuvassa esitetyssä tapauksessa koostuu kahdesta telasta, jotka on nivelletty runkoon siten, että ne pääsevät liikkumaan niiden väliin jäävää puunrunkoa kohti hydraulisylintereiden 4 liikuttamina siten, että puun runko jää telojen väliin puristukseen. Puuta 5 kannattavan osan 1 runkoon on lisäksi kiinnitetty hydraulisesti liikuteltavat karsintaterät 3, jotka karsivat puun oksat puun rungon liikkuessa syöttölaitteen 2 vetämänä. Molemmilla puolilla syöttölaitetta puun rungon suunnassa sijaitsevia teriä voidaan käyttää myös puristamaan ja tukemaan puun runkoa. Osaan 1 on tyvipäähän kiinnitetty hydraulitoi-10 minen ketjusaha 5, jolla puun runko katkaistaan tyvestä ja sen jälkeen katkaistaan sopivan mittaisiksi tukeiksi.

Kuvassa 2 on esitetty tilanne sen jälkeen, kun puu on katkaistu tyvestä, se on kaatunut ja on osan 1 kannattamana suurin piirtein vaakasuoras-15 sa ja syöttölaite 2 on syöttänyt puun runkoa R tietyn matkan tyvi edellä ensimmäiseen katkaisukohtaan K. Tässä kohdassa aiheutuu eteenpäin syötetyn, vapaana riippuvan osuuden painosta katkaisukohtaan K tai-vutusmomentti, joka sahan painuessa puuhun nuolen suunnassa pyrkii taivuttamaan puuta katkaisukohdasta, jolloin pahimmassa tapauksessa 20 puu lohkeaa katkaisukohdassa jättäen poiskatkaistuun runkoon pienen kielekkeen. Hieman yleistetysti voidaan sanoa ilmiön olevan sama kuin sahattaessa sahapukilla pitkää puuta, jonka sahapukin ulkopuolella ilmassa oleva osa on painava.

25 Sahaushetkellä, edullisimmin sahan syöttöliikkeen jo alettua, aiheute-taan puunkorjuukoneen säätöautomatiikan avulla osaa 1 kannattavaan puomistoon 6 nytkäytyksenomainen liike siten, että osa 1 liikkuu äkilli- » · · " ! sesti alaspäin nuolen F suunnassa. Liike on nopea, mutta liikepituuden tarvitsee olla vain lyhyt siten, että taivutusmomentti kompensoituu puun ; / 30 rungon R hitausvoimien johdosta ainakin siksi ajaksi, kunnes saha on suorittanut katkaisun loppuun. Tällainen liike saadaan yksinkertaisesti aikaan esim. käyttämällä hyväksi puomiston 6, puuta kannattavan osan O-i 1 ja itse puun painoa, eli vapauttamalla lyhyeksi aikaa joku puomiston ·“[: maan vetovoimaa vastaan toimiva toimilaite, jonka ansiosta osa 1 py- /.,35 syy korkeusasemassaan. Voidaan myös käyttää jotain aktiivista nopea-toimista toimilaitetta, joka on tarkoitettu suorittamaan kyseinen liike.

I » I * t I ' 4 114892

Katkaisusahan 5 toiminta kestää normaalisti alle sekunnin. Tämän johdosta nytkäytysliikkeellä on mahdollista saada aikaan taivutusmomentin kompensoituminen juuri sille ajanjaksolle, joka on sahauksen lopputuloksen kannalta kriittisin. Liike voidaan ajoittaa esim. sahan syöttöliik-5 keen mukaan, ja se aloitetaan sopivimmin silloin, kun säätöautomatii-kan avulla havaitaan sahan syötön alkaneen tai sahan painuneen puuhun. Tärkeää on se, että liike ei ajoitu liian aikaiseen hetkeen, koska kompensoivan liikkeen pysähdyttyä hitausvoimat nostavat taivutus-momentin huomattavasti alkuperäistä suuremmaksi, mikäli katkaistava 10 rungon osa on vielä kiinni muussa rungossa. Liike saa kestää mieluummin vähän katkaisuvaiheen yli kuin jäädä vajaaksi. Vaadittavat lii-kepituudet eivät ole suuria, mutta liikkeen tulee olla riittävän nopea.

Kuvassa 3 on esitetty metsätyökoneen runkoon pystyakselin ympäri 15 kääntyväksi järjestetty, kääntövarsista koostuva puomisto 6, jonka päässä riippuu puuta käsittelevä osa 1. Puomiston korkeusasemassa kannattavaa sylinteriä on merkitty viitenumerolla 7. Kun osa 1 kannattaa katkaistua puuta ja saha 5 on valmis suorittamaan ensimmäisen katkaisun, sylinteri 7 on paheellinen ja pitää puomistoa 6 siinä kor-20 keusasemassa, johon se on sylinterillä aktiivisesti ohjattu. Sahan 5 toimiessa sylinteri vapautetaan lyhyeksi aikaa paineesta, jolloin osa 1 laskeutuu vastaavasti nykäyksenomaisesti alaspäin. Asento voidaan palauttaa sylinterillä vähitellen ennen seuraavaa katkaisua.

:· 25 On myös mahdollista käyttää muita puomiston sopivissa kohdissa si-jaitsevia sellaisia sylintereitä tai muita toimilaitteita, joilla saadaan mah-dollisimman suora liike alaspäin. Esimerkiksi puomiston päässä osaa 1 4 » t '' lähimpänä olevassa teleskooppivarressa 6a olevaa toimilaitetta voidaan l l käyttää hyväksi. Myös sen sijaan, että puomiston 6 kääntövarsia ; / 30 liikutellaan kyseisen liikkeen aikaansaamiseksi, voidaan itse osa 1 ri- • pustaa puomiston päähän toimilaitteen välityksellä siten, että se putoaa alaspäin puomiston 6 suhteen sopivalla hetkellä.

I * · I 9 t

t I

Kuvassa 4 on esitetty säätöautomatiikka, jota voidaan käyttää hyväksi ,ν.35 keksinnössä. Paineväliainetta johdetaan linjaa L pitkin sekä sahan i i i syöttösyIinteri11e S, joka saa aikaan sahan 5 syöttöliikkeen, eli saha kääntyy tällöin osan 1 rungossa katkaisun suorittamiseksi. Paineväliai- • netta syötetään myös sahan moottorille M. Linja L haaroittuu sahan » » » 4 * 5 114892 syöttöliikettä ohjaavien säätöelimien 8 kautta meneväksi linjaksi LS sekä rajoitusventtiilin 9 ja ohjausventtiilin 10 kautta moottorille meneväksi linjaksi LM. Paineväliainetta johdetaan linjasta L myös käynnistysvent-tiilin 11 kautta moottorin M ohjausventtiiliin 10 linjaa LO pitkin, jolloin 5 paineväliaine avaa ohjausventtiilin 10, kun käynnistysventtiili 11 on auki. Tällöin paineväliainetta ohjataan rajoitusventtiilin 9 kautta ohjaus-venttiilin 10 läpi moottorille M, jolloin moottori alkaa pyöriä. Moottorin M käynnistysventtiiliä 11 ohjataan sinänsä tunnetulla tavalla sähköisesti. Paineväliaineen paluulinjaa moottorilta on merkitty viitemerkinnällä LT.

10

Sahan syöttösylinteriä S ohjaaviin säätöelimiin 8 kuuluu säätöventtiili 12, jolla säädetään painetta linjassa LS eli sahan syöttövoimaa, sekä suuntaventtiili 13, jolla ohjataan sahan syöttösuuntaa. Kuvassa 4 esitetyssä asennossa suuntaventtiili 13 on sahan 5 kääntöliikkeen aloitta-15 vassa asennossa.

Keksinnön mukaisen liikkeen aikaansaava toimilaite, kuten edellä esitetty hydraulisylinteri, voi saada toimintakäskynsä sahan 5 toimintaan vaikuttavien säätöelimien asennosta. Säätölinja, jota kuvassa on mer-20 kitty viitenumerolla 14, voi saada tietonsa moottorin M käynnistysvent-tiilin 11 asennosta, esim. suoraan sen kelan ohjauksesta. Toinen vaihtoehto, jota on kuvattu säätölinjalla 15, on ottaa tieto suuntaventtiilin 13 asennosta, eli kun se on siirtynyt sahan syöttöliikkeen aikaansaavaan asentoon, tieto välittyy toimilaitteelle. On myös mahdollista käyttää 25 osassa 1 sijaitsevia sahan kääntöasennon tunnistavia antureita tai kat-kaisijoita. Jotta liikkeen aikaansaavan toimilaitteen toiminta olisi ajoitet-tu oikein katkaisuvaiheen suhteen, voidaan se järjestää toimimaan so-

* I I

“ pivalla viiveellä sahan säätöelimiin nähden, esimerkiksi siten, että liike ‘ alkaa vasta sahan tunkeuduttua tietyn matkaa puuhun.

30 ! i » «<·: Kuvassa 4 esitetyt säätöelimet sijaitsevat puomin päässä olevassa osassa 1 ja niitä ohjataan ohjaamossa sijaitsevan säätöautomatiikan ; \ avulla, jolle annetaan käskyt ohjaamosta.

I I I i * » » I * ,.‘.,35 Vastaavasti toimilaitteen, kuten edellä kuvatun hydraulisylinterin 7 päässä voidaan käyttää nopeaa, sahan toiminnan mukaan toimivaa ‘ * venttiiliä, joka päästää paineväliainetta pois sylinterin painepuolelta.

I ) I I * I * ^ I » » ' * I ’ ‘ i t 6 114892

Patenttivaatimukset: 1. Puunkorjuukoneen säätömenetelmä, jolloin puunkorjuukone käsittää puuta kannattavan osan (1), jossa on syöttölaite (2) puun syöttämi- 5 seksi pituussuunnassaan ja katkaisusaha (5) puun katkaisemiseksi valituista kohdista, jolloin mainittua osaa (1) kannatetaan puomistolla (6) tai vastaavalla, jolloin katkaisusahan (5) toimintahetkellä liikutetaan puuta kannattavaa osaa (1) siten, että puun painosta aiheutuva, katkaisukohdassa puuta taivuttamaan ja sen seurauksena sitä 10 halkaisemaan pyrkivä voima kompensoituu ainakin osittain, tunnettu siitä, että katkaisusahan (5) toimintahetkellä liikutetaan puuta kannattavaa osaa (1) puomiston (6) suhteen puunkorjuukoneen säätöautomatiikan avulla antamalla puuta kannattavan osan (1) liikuttelukäsky sahan (5) toimintaan vaikuttavien tai sen toiminnasta 15 riippuvaisten säätöelinten (11, 13) tilatietojen perusteella.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liike aiheutetaan pudottamalla osaa (1) puomiston (6) suhteen alaspäin.

20 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puuta kannattavan osan (1) liikuttelukäsky annetaan sahan (5) toiminnasta riippuvaisen, osassa (1) sijaitsevan ja sahan kääntöasennon tunnistavan anturin tai katkaisijan tilatietojen ;:· perusteella.

":::25 * 1 1 ; 4. Puunkorjuukoneen säätölaitteisto, joka puunkorjuukone käsittää puuta kannattavan osan (1), jossa on syöttölaite (2) puun syöttämiseksi . . pituussuunnassaan ja katkaisusaha (5) puun katkaisemiseksi valituista kohdista, ja puomiston (6) tai vastaavan mainitun osan kannattamisek- » · '•••‘30 si, jolloin säätölaitteisto käsittää katkaisusahan (5) säätöelimet ja sää-töelimet puuta kannattavan osan (1) liikkeen ohjaamiseksi, tunnettu :,‘·: siitä, että osa (1) on ripustettu puomiston (6) päähän toimilaitteen välityksellä ja katkaisusahan (5) säätöelimet on yhdistetty .·!·. säätöautomatiikan kautta säätöelimiin, jotka ohjaavat toimilaitetta, joka .‘•‘•.35 saa aikaan sahan (5) toimintahetkellä automaattisesti puuta kannattavan osan (1) liikkeen (F) puomiston (6) suhteen, joka liike kompensoi ainakin osittain puun painosta johtuvan, katkaisukohdassa :. · i puuta halkaisemaan pyrkivän voiman.

Claims (5)

114892

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen säätölaitteisto, tunnettu siitä, että osassa (1) sijaitseva, katkaisusahan (5) kääntöasennon tunnistava anturi tai katkaisija on yhdistetty säätöautomatiikan kautta puuta 5 kannattavan osan (1) liikkeeseen vaikuttaviin säätöelimiin. 1 · · 114892