FI117624B - Metsätyökoneen nosturin ohjaaminen ajon aikana - Google Patents

Description

ϊ \ 117624

METSÄTYÖKONEEN NOSTURIN OHJAAMINEN AJON AIKANA

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen menetelmä nivelpuominosturin asennon ohjaamiseksi metsäko-5 neen siirtymisten aikana. Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 13 johdanto-osan mukainen metsätyökone.

Puunkorjuun suorittamista varten tunnetaan maastossa liikkuvia metsätyökoneita, kuten harvestereita, joiden nosturin päähän on sovitet-10 tuna käsittelylaitteisto, nk. harvesteripää, joka on tarkoitettu pystyssä kasvavan puunrungon katkaisemiseksi, kaatamiseksi, karsimiseksi ja sahaamiseksi halutun mittaisiksi osiksi. Harvesteripäässä on tarvittavat syöttö- ja sahausvälineet puunrunkojen käsittelyä varten. Sahatut puunrungot kerätään toisella tunnetulla maastossa liikkuvalla työko-15 neella ja sen käsittelylaitteistolla, jolloin kyseessä on kuormainkouralla varustettu kuormakone, ja rungot kuljetetaan sen kuormatilassa. Tunnetaan myös yhdistelmäkoneita, joissa on yhdistetty harvesterin ja kuormakoneen toiminnot.

20 Tyypillisesti yhdistelmäkoneet, harvesterit ja kuormakoneet käsittävät :/·! kaksi peräkkäistä runkorakennetta, jotka on runkonivelen avulla järjes- ·:··: tetty kääntymään pystyakselin ympäri suhteessa toisiinsa ja/tai kierty- ·:··: mään vaaka-akselin ympäri toistensa suhteen. Kuormakoneissa etu- runkoa kannattelee tavallisesti yksi pyöräpari tai kaksi keinuvaa telira-25 kennetta, joissa kussakin on kaksi pyörää. Eturungon päälle on tavalli-’..I. sesti sijoitettuna ohjaamo ja voimanlähde. Takarunkoa kannattelee tyypillisesti kaksi keinuvaa telirakennetta, joissa kussakin on kaksi pyö-... rää. Vaihtoehtoisesti kukin pyörä on itsenäisen ripustuksen avulla kiin- :mm·* nitetty takarunkoon, kuten US-patentissa 5 366 337 tai 6 299 181.

O 30 ·:··: Takarungon päälle on sijoitettu kuormatila sekä nosturi, joka on tyypil- .···. tään tavallisesti nivelpuomi, jonka uloin pää tavallisesti käsittää te- ..· leskooppisesti toimivan kokonaisuuden kourineen. Takarungossa oleva • · " nosturi on kiinnitetty tyypillisimmin välittömästi runkonivelen taakse, 35 kuormatilan eteen, jolloin se samalla sijaitsee ohjaamon takana. Eräs tällainen kuormakone on Timberjack™ 101 OB tai Timberjack™ 1110C. Nosturi on sijoitettu puolestaan kääntölaitteen päälle, jonka avulla nos- 117624 2 -turia voidaan kääntää pystyakselin ympäri, kun käsitellään kuormako-neen vieressä olevia kuormia. Kun nosturi ei ole käytössä, esimerkiksi kuormakonetta ajettaessa, se lepää kuormatilan pohjalla tai lastin päällä, joihin nosturin koura, uloin pää tai uloimmat osat tukeutuvat.

5 Tyypillisesti nosturin koura on tarttuneena joko ylimpiin puunrunkoihin tai kuormatilan pohjaan, sen takaosaan.

Nosturi ja sen kääntölaite voivat olla sijoittuneina myös eturungon takaosaan, jolloin se sijaitsee ohjaamon päällä tai runkonivelen edessä, ? 10 tyypillisesti ohjaamon takana, kuten US-patentissa 3 450 222. Eräs tällainen kuormakone on Timberjack™ 81 OB. Myös tässä tapauksessa nosturin uloin pää lepää kuormatilassa normaaliajon aikana.

Harvestereissa on nosturi sijoitettu tyypillisesti eturungon etuosaan 15 ohjaamon eteen ja voimanlähde on sijoitettu takarungon päälle.

Eräissä erikoislaitteissa, kuten US-patenteissa 4 505 396 ja 4 506 792, eturungon päälle on sijoitettu myös prosessointiyksikkö, esim. puunrunkojen karsintaa ja katkaisua varten. Em. US-patenteissa on esitetty { myös keinoja ohjaamon ja nosturin suuntaamiseksi työskentelyn ai-20 kana samaan suuntaan. Harvesterin ohjaamon suuntaamista harveste- V·! ripään suuntaan on käsitelty myös hakemuksessa EP 1 201 832 A1.

• · · * · • * ·:··· Kun kuormaa kuljetetaan tai tyhjällä kuormakoneella ajetaan maas- tossa tai tiellä, niin nosturi ei tavallisesti ole käytössä ja se lepää kuor-25 man päällä tai kuormatilassa, jopa niin, että koura ei ole kiinnittyneenä * · ].·*.. mihinkään. Nosturin kääntölaitteen paineväliainejärjestelmässä on täl- *" löin kytketty toimintaan ns. kelluva kytkentä, joka sallii nosturin kään- ... tymisen vapaasti pystysuoran suunnan ympäri. Tarkoituksena on, että • · * : ·* nosturin asento ei olisi jäykkä tai lukittu suhteessa eturunkoon, koska 30 muutoin eturungon mukana heiluva nosturi liikkuisi huomattavasti suh- * ·:·· teessä takarunkoon. Kun nosturin kääntölaite kelluu vapaasti niin nos- .···. turi ja koura heiluvat vähemmän suhteessa takarunkoon, koska nostu- ..·* rin pää lepää kuormatilassa tai lastin päällä ja siten pyrkii pysymään j'** paikoillaan.

* * · __ *. ·: 35

Ongelmana on kuitenkin se, että nosturin pää liikkuu edelleen runsaasti suhteessa takarunkoon, erityisesti silloin kun metsätyökone on kallistu- 117624 3 ΐ neena. Kallistuminen aiheutuu esimerkiksi esteen ylityksestä tai rinteessä ajamisesta. Vino nosturi kääntyy painovoiman vaikutuksesta, koska käytössä on em. vapaa kytkentä ja kouraa paikallaan pitävät voimat ovat pienempiä kuin painovoiman vaikutus. Seurauksena on, 5 että koura liikkuu kuormatilan pohjalla tai kuorman päällä, myös silloin kun koura on tarttuneena puunrunkoihin.

Esillä olevan keksinnön tavoitteena on keino, joilla nosturin liikkumisen aiheuttamat haitat voidaan minimoida tai poistaa kokonaan. Erityisesti 10 tarkoituksena on aktiivisesti vaikuttaa nosturin käyttäytymiseen ja ohjauksen avulla estää nosturin tarpeeton liikkuminen, kun metsätyökone liikkuu. Erään edullisen suoritusmuodon tarkoituksena on nimenomaan kouran tai nosturin sen osan, joka lepää kuormakoneen kuormatilassa, pitäminen mahdollisimman hyvin paikoillaan.

15

Keksinnön eräs suoritusmuoto soveltuu myös eräille harvestereille, joissa ei ole kuormatilaa, jolloin ajon aikana nosturin asennosta voi- J

daan huolehtia automaattisesti. Kuljettajan ei tarvitse tällöin huolehtia esimerkiksi siitä, että eturunkoon kiinnitetty nosturi pysyy olennaisesti 20 samassa asennossa ja suunnassa suhteessa takarunkoon, kun nosturi 2 on käännettynä takarungon yläpuolelle, tai päinvastoin. Tällöin har-·:*·: vesterin kokonaispituutta voidaan lyhentää ja käsittely maastossa hel- *:*·· pottuu. Tunnetun tekniikan mukaisesti harvesterin nosturia ei voi kääntää niin (n. 180°), että se ulottuisi takarungon päälle, joten se on 25 tavallisesti eturungon yläpuolella.

» · • * • · · * · *"** Keksinnön mukaisella menetelmälle on tunnusomaista se, mitä on .. . esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön mukai- • ;* sella metsätyökoneelle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patentti- 30 vaatimuksen 13 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön muita edullisia suori- * ·:··: tusmuotoja on esitelty epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.

* · · * · * *

Keksinnön avulla koko nosturin, sen uloimman pään, kouran tai jonkin : *" osan, joka lepää kuormakoneessa kuormatilassa tai kuorman päällä, 35 liikettä voidaan minimoida. Keksinnössä nosturin kääntölaitteen ohjaus on riippuvainen eturungon ja takarungon välisestä kulma-asennosta.

Nosturin turha liikkuminen on estetty myös rinneajon aikana ja esteitä

4 '-I

117624 ylitettäessä. Keksinnön toimintaa voidaan parantaa, kun nosturin muita niveliä kytketään ns. vapaaseen kelluntaan. Keksinnöstä on hyötyä myös tasaisella alustalla ajettaessa, koska kaarreajon aikana keskipakoisvoimat eivät pääse aiheuttamaan nosturin heilahtamista sivulle, 5 vaikka ajonopeus olisi suuri ja metsätyökoneen asento muuttuisi.

Keksinnön eräässä suoritusmuodossa nosturin mikään osa ei lepää kuormatilan rakenteiden, kuorman tai takarungon päällä, mutta aktiivinen ohjaus on silloinkin käytössä ja nosturi on työkaluineen sijoittu-10 neena kuormatilan tai takarungon yläpuolelle halutussa asennossa.

Etuna on tällöin se, että työkoneen kaarreajon aikana kuljettajan ei tarvitse lisäksi jatkuvasti huolehtia nosturin kääntämisestä siten, että se ei törmäisi työkoneen rakenteisiin, esimerkiksi pankkoon tai pylväisiin, tai sen kulkuväylän vierellä oleviin kasvaviin puihin.

15

Paineväliaineella toimiva ohjausjärjestelmä on myös helppo toteuttaa käyttäen vähäistä määrää ohjausventtiileitä, jotka kytkevät kääntölait-teen ja runkonivelen paineväliainejärjestelmien ohjauspiirit toisiinsa, ja ohjaamalla kyseisiä venttiileitä metsätyökoneen ohjausjärjestelmällä, 20 jollainen on esimerkiksi Timberjack TMC™-järjestelmä.

• · • · · • · * • · ·:··: Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin käyttäen esimerkkinä ·:··· erästä edullista suoritusmuotoa, jolloin samalla viitaten oheisiin piirus- .**·. tuksiin, joissa: • * · _ 25 • · kuva 1 esittää kuormakoneen periaatetta päältä päin katsottuna ja suoraan ajettaessa, • · · • · · : kuva 2 esittää kuvan 1 kuormakonetta ajettaessa kaarretta ja 30 nosturin kääntyessä eturungon mukana, * ·*··· • · ;·*·: kuva 3 esittää kuvan 1 kuormakonetta ajettaessa kaarretta ja ohjattaessa nosturia aktiivisesti, • » • · · • · :.v: 35 kuva 4 esittää harvesterin periaatetta päältä päin katsottuna, ajettaessa kaarretta ja ohjattaessa nosturia aktiivisesti, ja 117624 5 " kuva5 esittää erästä ohjausjärjestelmää nosturin aktiivista ohjausta varten.

Kuvassa 1 on esitetty eräs metsätyökone, joka on kuormakone, jonka 5 kokoonpano ja periaate vastaavat esim. Timberjack™ 81OC kuorma-koneen rakennetta. Kyseinen kuormakone 1 käsittää eturungon 2 ja takarungon 3, jotka on runkonivelen 4 avulla kytketty toisiinsa, jolloin rungot pääsevät taittumaan pystysuoran suunnan ympäri ja sopivimmin myös kiertymään vaakasuuntaisen suunnan ympäri, joka suunta yhtyy 10 kuormakoneen pituussuuntaan 13, joka kuvassa 1 on samalla eturungon 2 ajosuunta. Joissakin tapauksissa runkonivel 4 sallii runkojen taittumisen myös vaakasuoran suunnan ympäri, joka on poikittain suhteessa suuntaan 13. Runkonivelen 4 rakenne ja toiminta sekä runkojen rakenne ovat sinänsä tunnettuja.

15

Kuvan 1 kuormakoneessa eturunkoa 2 kannattelevat keinuvat telit 5 ja 6, joissa kussakin on kaksi pyörää, ja takarunkoa 3 kannattelevat keinuvat telit 7 ja 8, joissa kussakin on kaksi pyörää. Telien rakenne on sinänsä tunnettu ja pyörien määrä voi vaihdella kuten edellä on esi-20 tetty. Teli voidaan korvata itsenäisillä pyörän ripustuksilla ja pyöriin voi olla kytkettynä myös telamatot tai niiden tilalla voi olla telaketjut.

• * :·**·* Eturungossa 2 on ohjaamo 9 ja sen taakse eturunkoon 2 on kääntö- |

laitteen 11 välityksellä kytkettynä nosturi 10. Kääntölaite 11 muodostaa I

25 eräänlaisen kääntöpöydän, jonka päälle nosturi 10 on kiinnitetty ja pääsee kiertymään pystysuuntaisen kiertoakselin ympäri. Käännön an-siosta nosturin 10 koura 12 voidaan ulottaa kuormakoneen 1 sivuille, * · jolloin kouralla 12 voidaan lastata tai purkaa puutavaraa ja puunrun- • * · koja. Nosturiin 10 voi olla kiinnitettynä myös harvesteripää kuormaus- f . .·. 30 kouran 12 tilalle. Kuvassa 1 nosturi 10 käsittää pystysuoran pylvään • · * 10a, pääasiallisesti vaakasuoran puomin 10b ja uloimman puomin 10c,

”** jotka taittuvat suhteessa toisiinsa, vaakasuoran suunnan ympäri, ja I

• · •\v uloin puomi 10c on kolmiosainen sekä teleskooppisesti toimiva ja sen päähän on kiinnitettynä työkalu, esimerkiksi juuri koura 12. Vaihtoeh-35 toisesti nosturi käsittää vain kolme tai neljä puomiosaa ja koura 12 on ]·". kiinnitetty niistä uloimman päähän. Pylväs 10a ei tavallisesti ole kallis- ’ : tettavissa eteenpäin tai taaksepäin.

6 117624

Kuvassa 1 uloin puomi 10c on taittuneena vaakasuoran puomin 10b alle, joten uloimman puomin 10c pää on tällä kertaa lähempänä taka-rungon 3 etuosaa kuin sen takaosaa. Kouralla 12 voidaan myös ottaa 5 kiinni kuormatilan 20 rakenteista halutusta kohtaa, tavallisesti sen perältä kohdasta 12b. Koura 12 lepää kuormatilassa 20 takarungon 3 päällä tai lastin päällä. Vaihtoehtoisesti koura 12 on sijoittuneena -s kuormatilan 20 yläpuolelle välimatkan päähän kuormatilan 20 pohjasta tai lastista.

10

Kuvaan 1 on merkitty myös eturungon 2 ajosuunta 13, takarungon 3 ajosuunta 14 ja nosturin 10 suunta 15, jotka tässä tapauksessa yhtyvät, kun ajetaan suoraan. Nosturin suunta 15 tarkoittaa myös vaakasuoran puomin 10b asentoa tai sitä suuntaa, jonne koura 12 on si-15 joittuneena, katsottuna kääntölaitteen 11 suunnasta. Kuten nähdään, nosturi 10 suuntautuu eturungosta 2 taaksepäin.

Kuvasta 2 nähdään mitä tapahtuu, kun kuormakoneella 1 ajetaan kaarretta tai eturungon ajosuunta 13 muuttuu. Tilanne vastaa sitä, kun oh-20 jausjärjestelmässä ja kääntölaitteessa 11 on käytössä vapaa, ei-aktiivi-:\j nen kelluva kytkentä, jolloin keskipakoisvoimien vaikutuksesta nosturi ·:··· 10 heilahtaa sivulle, mikä oli tunnetun tekniikan ongelma. Tässä tapauksessa nosturin suunta 15 ja eturungon suunta 13 pysyvät sa-,·**. mana, jolloin koura 12 siirtyy huomattavasti alkuperäiseltä paikaltaan .·**. 25 12a. Tämä asento vastaa myös sitä, jossa kääntölaite 11 on lukittu tiettyyn asentoon, joka on kuvan 1 mukainen, joten kaarron aikana *·*·* nosturi 10 on pakotettu kääntymään sivulle asentoon, joka on kuvan 2 mukainen. Tämän takia lukitseminen ei ole hyvä vaihtoehto.

* · · • · • * 30 Nosturin 10 vapaan heilahduksen määrä, ts. suunnan 15 kulma-asento * C suhteessa suuntaan 14 vaihtelee ja riippuu mm. kouraan 12 vaikut- ,··*. tavista voimista. Samalla tavoin nosturi 10 heilahtaa sivulle päin kun • · kallistuneella kuormakoneella 1 ajetaan rinteessä, vaikka sillä ajettai- : ’** siin suoraan. Nosturin 10 referenssiasema 12a voi olla myös sivussa * · 35 keskilinjasta ja vastaava kääntölaitteen 11 kulma-asento on samalla referenssiasento tai 0-asento muutoksia ajatellen.

7 117624

Kuvassa 3 on esitetty tilanne, jossa aktiivinen kellunnan hallinta on käytössä ja kun kuormanneella 1 ajetaan kaarretta tai ajosuunta 13 muuttuu, jolloin takarungon suunta 14 poikkeaa eturungon suunnasta 13 (kulma-asento A). Kääntölaitteen 11 aktiivisen ohjauksen avulla 5 kouran 12 sijainti poikkeaa mahdollisimman vähän sen alkuperäisestä asennosta 12a, ja heiluminen tai liikkuminen on estetty tai rajoitettu haluttuun määrään. Mikäli paikka, jossa koura 12 lepää, on taaempana kuin kuvassa 3, niin suuntien 14 ja 15 välinen kulma-asento C ohjataan pienemmäksi kuin kuvassa 3. Suunnan 15 muutos on siten suurempi 10 verrattuna kuvan 1 lähtöasentoon. Seurauksena on samalla se, että nosturin 10 puomin pää heilahtelee vähemmän. Suuntien 14 ja 15 ris-teämiskohta sijaitsee sopivimmin siinä kohdassa, tai pystysuunnassa samalla linjalla, jossa koura 12 tai nosturin 10 jokin osaa lepää kuor-matilassa 20 tai kuorman päällä, jotta siirtymisliike olisi mahdollisim-15 man pieni. Vaihtoehtoisesti tai lisäksi voidaan valita niin, että nosturin 10 se osa, joka sijaitsee uloimpana kääntölaitteesta 11, pidetään linjalla 14 tai korkeintaan halutulla etäisyydellä siitä. Tällöin vältetään nosturin 10 pään siirtymistä kuormakoneen 1 sivulle, kun tehdään tiukkaa kaarrosta. Nosturin 10 kääntölaitteen 11 kääntymiskulma (kierto-20 asento B, joka on suuntien 13 ja 15 ero) on riippuvainen runkojen 2 ja 3 välisestä kulma-asennosta (asento A, joka on suuntien 13 ja 14 ero).

• φ · ' *· *| Kääntölaitteen 11 kiertymissuunta on myös vastakkainen suhteessa eturungon 2 tai runkonivelen 4 kääntymissuuntaan. Voidaan todeta, f *:**: 25 että kääntölaitteen 11 kiertymiskulma B tai sen muutos on tavallisesti pienempi kuin eturungon 2 tai runkonivelen 4 kiertymiskulma A tai sen :**\· muutos. Riippuvuus voidaan määritellä parametrina X, joka on kulma- asennon A suhde kulma-asentoon B. Riippuvuus X voidaan määrittää ··· myös sen perusteella, mikä on em. kulma-asentojen muutos valittuun 30 referenssiasentoon nähden. Verrannollisuus määritetään vaihtoehtoi- • * · .·». sesti geometrian avulla, esimerkiksi sen perusteella, mikä kohta nostu- *:** rista 10 halutaan pidettävän mahdollisimman lähellä jotakin tiettyä taka- • · v.: rungon 3 kohtaa. Esimerkkinä kyseisistä kohdista ovat koura 12 ja sen .

referenssiasento 12a. Verrannollisuus voidaan valita myös kokeilun

]·. 35 perusteella. Tarvittaessa voidaan määritellä niin, että kiertymiskulmat A

T\ ja B vastaavat toisiaan (X—1), jolloin nosturi 10 on aina takarungon 3 *· " kanssa yhdensuuntainen. Tämä on käyttökelpoinen vaihtoehto kuor- 8 117624 makoneen lyhyiden siirtojen ja työskentelyn aikana, erityisesti silloin, kun nosturin 10 mikään osa ei lepää kuormatilassa 20, koska muutoin koura 12 liikkuisi kuormatilan päällä.

5 Kun kuormakoneella 1 ajetaan suoraan, niin aktiivisen ohjauksen ansiosta nosturi 10 ei pääse heilahtamaan sivulle vaikka ajettaisiin rinteessä tai se kallistuisi estettä ylitettäessä. Nosturi 10 pidetään halutussa referenssiasennossa, ts. halutussa kulmassa B. Nosturin 10 asentoa muutetaan, mikäli samalla runkojen keskinäinen kulma-asento 10 muuttuu.

Kuvassa 5 on esitetty ohjausjärjestelmä 18 kellunnan toteuttamista varten. Nosturin kääntölaite 11 on sinänsä tunnettu ja se käsittää tavallisesti kaksi mekaanista, paineväliaineella ohjattavaa sylinteriä 11a ja 15 11 b, jotka pyörittävät kääntöpöytänä toimivaa rakennetta, jonka päälle nosturi 10 kiinnitetään tai joka on integroitu osa nosturia 10. Tunnettua on esimerkiksi käyttää liikkeen välitykseen hammastangon (sylinterissä 11a ja 11b) ja hammaspyörän (kääntöpöydässä) yhdistelmää.

20 Kääntölaite 11 voidaan haluttaessa kytkeä ns. vapaaseen, ei-ohjattuun kelluntaan, esimerkiksi venttiilien 18a avulla, sinänsä tunnetulla tavalla.

*:··: Kyseessä on esimerkiksi sähköohjattu, normaalisti suljettu, 2/2-suunta- venttiili, joka avaa yhteyden saman sylinterin (11a ja 11b) eri päiden .···. kammioiden välillä. Paineväliainejärjestelmän 18b ohjauspiiri käsittää 25 tarvittavat painelähteen, tankin ja ohjattavat venttiilivälineet. Paineväli-\.*/ aine ohjataan työkammioon putkiston ja venttiilien kautta, ja takaisin '*·** tankkiin tai ohjauspiiriin.

• I · : V Järjestelmään 18 kuuluu sähköinen, sopivimmin ohjelmallisesti modifl- φ * * 30 oltavissa oleva ohjauslaite 18c, joka valvoo työkonetta sekä kaikkia siihen liittyviä aputoimintoja. Ohjauslaite 18c lisäksi kertoo koneen toi- .···. minnasta ohjaamossa olevalla näytöllä ja järjestelmään voidaan käyttö- • · liittymän 19 kautta tallettaa erilaisia, kuljettajakohtaisiakin asetuksia ja : ’** säätöjä. Ohjauslaite 18c myös ohjelmoidaan toteuttamaan keksinnön • · *·.*·: 35 mukainen toiminta, mikä modifiointityö sinänsä on selvää alan ammat timiehelle tämän selostuksen perusteella. Keksinnön toinen suoritusmuoto, joka perustuu anturien käytölle, on helppo toteuttaa pelkästään 9 117624 ohjauslaitteeseen 18c tehtävin muutoksin. Kääntölaitetta 11 ohjataan tällöin anturi-informaation perusteella, mutta käyttäen sinänsä tunnettuja venttiileitä, esim. paineväliainepiirin 18b ensimmäistä proportio-naalisuuntaventtiiliä, jolloin hallitaan paineväliaineen pääsyä toimilait-5 teisiin. Paineväliaine puolestaan aikaansaa toimilaitteen voimavaikutuksen.

Keksinnön ensimmäisessä suoritusmuodossa runkonivelen 4 toimilaitteet 4a, 4b (esim. sylinterit) ja kääntölaitteen toimilaitteet 11a, 11b kyt-10 ketään haluttaessa sarjaan esim. kuvan 5 mukaisella paineväliainepii-rillä 18d, käyttäen vaikkapa sähköohjattuja, normaalisti suljettuja, 2/2-suuntaventtiileitä (sekä 3/2-suuntaventtiileitä), jolloin runkonivelen 4 toimintaa ohjaava, järjestelmän 18b toinen proportionaalisuuntaventtiili hallitsee samalla myös kääntölaitteen 11 kiertoasentoa. Runkoja 2 ja 3 15 käännettäessä rinnankytketyt toimilaitteet 4a ja 4b liikkuvat eri suuntiin ja kulma-asento muuttuu. Toimilaitteet 4a ja 4b voivat olla kiinnitettyinä suoraan runkojen 2 ja 3 välille, mutta kääntäminen aikaansaadaan myös siten, että toimilaitteet on kytketty runkonivelen 4 ja käännettävän rungon välille.

20 • ·

Kulma-asennon ja kiertoasennon riippuvuus tai matemaattinen suhde * toisiinsa on määritelty parametriksi X ohjauslaitteeseen 18c, jossa se on muutettavissa ja johon se on tallennettavissa. Keksinnön toisessa suoritusmuodossa erillinen piiri 18d ei ole tarpeen, vaan ohjauslaite 25 18c ohjaa em. proportionaaliventtiilin avulla nosturin 10 asentoa kulma- • · .···. asennosta riippuen. Kulma-asento määritetään esim. anturien avulla.

Ensimmäisessä suoritusmuodossa riippuvuus X on sidottu ja perustuu ;v# pelkästään paineväliainejärjestelmän 18d asetuksiin tai komponenttien mitoitukseen. Kun toimilaitteet 4a (tai 4b) ja 11a (tai 11b) ovat sarjaan- **"’ 30 kytkettyjä sylintereitä, niin välityssuhde, ts. parametri X, valitaan mi- *:**: toittamalla niiden mäntien pinta-alojen suhde halutuksi, ottaen huomi- oon siirtyvät tilavuusvirrat. Suhde X vastaa esimerkiksi kuvan 3 ase- ./ maa 12b. Mikäli suhdetta halutaan muuttaa, niin piirin 18c avulla joko *! vähennetään kääntölaitteeseen 11 siirtyvää tilavuusvirtaa (pienempi • · * *· 35 kääntöliike) tai lisätään sitä (suurempi kääntöliike). Ohjauksessa käy tetään sopivia ohjausventtiileitä, esimerkiksi virranjakoventtiileitä. Keksinnön kolmannen suoritusmuodon mukaisesti ohjauslaite 18c ohjaa 117624 * ' 10 ; tilavuusvirtaa em. tavalla. Sopivimmin em. suhde on määriteltävissä vapaasti, joko ohjauslaitteeseen 18c tai komponenttien 18d säätöjen avulla, riippuen nosturin 10 tyypistä ja halutusta toiminnasta.

5 Ohjauslaitteessa 18c voi olla valittavissa nosturin 10 eri asentoja kuvaavat vaihtoehdot, joiden perusteella määräytyy myös em. verrannollisuus. Nosturi 10 voidaan haluttaessa ajaa manuaalisesti tai ohjausjärjestelmän 18 ohjaamana myös automaattisesti johonkin referens-siasentoon, jonka suhteen kiertoasennon 15 muutokset toteutetaan.

10 Referenssiasento on esimerkiksi kuvien 1 tai 4 mukainen. Mikäli rungot 2 ja 3 ovat tällöin taittuneina, niin ohjaus voi ottaa sen huomioon anturin 17 avulla ja kompensoi asentovirheen suhteessa kuvan 1 mukaiseen asentoon. Kuljettaja kytkee aktiivisen kellunnan päälle tai pois halutussa tilanteessa käyttäen esim. käyttöliittymää 19.

15

Kuvassa 5 on esitetty myös anturit 16 ja 17, jotka eivät keksinnön en- .

simmäisessä suoritusmuodossa ole pakollisia. Ohjausjärjestelmä 18 seuraa runkojen 2 ja 3 välistä kulmaa tai asentoa esim. kulma- tai asentoanturin 17 antaman signaalin avulla. Asento voidaan määrittää 20 runkonivelen 4 tai sen yksittäisen sylinterin 4a tai 4b perusteella, tai jonkin muun sopivan osan asennon perusteella. Nosturin 10 asento . selvitetään kulma- tai asentoanturin 16 antaman signaalin perusteella, *· *j jolloin tiedetään missä asennossa se on. Anturi on sijoitettu sopivimmin ·* kääntölaitteeseen 11. Tällöin nosturi 10 on ehkäpä jo asetettuna kuor- 25 matilan 20 päälle, mutta voi olla niin, että nosturi 10 on ulottuneena kuormatilan 20 ulkopuolelle, jolloin se on ensin tuotava kuormatilan 20 yläpuolelle haluttuun referenssi- tai alkuasentoon manuaalisesti tai automaattisesti. Referenssiasento vastaa tavallisesti kuvan 1 mukaista • · · suuntaa 15. Ohjaukselle 19 joko määritetään haluttu suhde X tai mää- . 30 ritetään mikä kohta nosturista 10 halutaan pidettävän paikoillaan. Mikäli • · * J."# nosturilla 10 tai kouralla 12 on yksi tai useampia vakioasentoja, joissa '*:** niitä pielellään, niin kullekin vakioasennolle voidaan valita oma, ennalta • · v.: määrätty suhde X. Asetettaessa nosturi 10 manuaalisesti ensin halut- :|||: tuun asentoon ja kytkemällä kellunnan aktiivinen ohjaus sitten päälle, I·. 35 anturi 16 ei ole tarpeellinen. Anturi 16 mahdollistaa kuitenkin nosturin 10 asennon tarkistuksen ja sen seurannan, onko nosturi 10 saa- * ·· • ♦ 11 117624 vuttanut oikean asennon ohjauksen aikana, ja siten myös automaattinen vienti alkuasentoon on mahdollista.

Nosturin 10 kiertoasentoa 15 muutetaan sopivimmin samanaikaisesti 5 silloin, kun rungotkin 2 ja 3 kääntyvät, jolloin esim. koura 12 liikkuu mahdollisimman vähän. Nosturi 10 pidetään liikkumattomana, kun runkojen asento ei muutu.

Ohjausjärjestelmään 18 vaadittavat muutokset tai lisäykset ovat alan 10 ammattimiehen toteutettavissa tämän selityksen perusteella ja modifioitavissa kulloisenkin metsätyökoneen tarkemmasta rakenteesta ja tyypistä riippuen. Anturien 16 ja 17 tyyppi ja toimintatapa on valittavissa ja ne määräytyvät sen mukaan, millainen kääntölaite 11 tai runkonivel 4 on käytössä. Käyttöön kelpaa lähes mikä tahansa aikaansaatu sig-15 naali, joka kuvaa runkojen 2 ja 3 kulma-asentoja ja niiden välistä kul-maeroa.

Nosturissa 10 on tavallisesti toimilaite, ts. sylinteri, joka on kytketty pylvään 10a ja puomin 10b välille. Keksinnön eräässä suoritusmuodossa, 20 jossa koura 12 lepää joko lastin tai kuormatilan päällä, tämä toimilaite :.**i 10d on kytketty kelluntaan, jolloin vaakasuora puomi 10b nousee ja laskee vapaasti. Pylväs 10a on pysyvästi pystyasennossa. Tämä on !*! edullista erityisesti tilanteissa, joissa eturunko 2 lisäksi kiertyy suh- teessä takarunkoon 3, esimerkiksi eturungon 2 pyörien 5 (tai 6) ylittä- ·’·*: 25 essä pientä kumparetta. Mikäli em. sylinteri on lukittuna, niin koura 12 • * .·*·. liikkuu jonkin verran suhteessa takarunkoon 3, koska eturunko 2 ja l samalla nosturi 10 kallistuvat, huolimatta aktiivisesta ohjauksesta. Oh-jausjärjestelmä 18 huolehtii kellunnan ohjauksesta samanaikaisesti kääntölaitteen ohjauksen kanssa.

V 30 *:*·: Kuvassa 4 on esitetty keksinnön soveltaminen metsätyökoneessa 1, joka on harvesteri. Osien ja suuntien numerointi vastaa muiden kuvien numerointia, mutta harvesterissa 1 ei ole kuormatilaa ja kääntölaite 11 on sijoitettu tavallisesti etummaiseksi eturungossa 2, samoin voiman- • « · *· 35 lähde on tavallisesti takarungon 3 päällä. Tässä tapauksessa nosturi 10 on asetettu siten, että se on takarungon 3 yläpuolella välimatkan päässä, joten kuvan 3 yhteydessä käsitelty toiminta ja edellä esitetyt 12 117624 ohjausperiaatteet pätevät myös tässä tapauksessa. Harvesterin 1 taka-rungossa 3 ei tavallisesti ole paikkaa, jossa koura 12 tai nosturi voisi levätä, mutta keksinnön myötä sinne voidaan nyt sellainen sijoittaa. Kyseisessä paikassa voi olla myös elimet kouran kiinnitystä varten. 5 Nosturi 10 ei ole eteenpäin suuntautuneena kuten normaalisti ja siten se ei vie tilaa kaarreajon aikana. Kuljettajan ei myöskään tarvitse seurata nosturin 10 uloimman pään liikkeitä, mikäli kyseinen osa määritellään sellaiseksi, joka liikkuu mahdollisimman vähän sivusuunnassa.

10 Keksintöä ei ole rajoitettu ainoastaan edellä esitettyyn suoritusmuotoon, vaan se voidaan toteuttaa oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

• · ' * 1 · * #1······· · * · ···«· ··· * 1 · *·1 • 1 1 ···..

• 1 • 1 1 * · • m * a · *· 1 • • · • · 1 • 1 * · ··· m * *···· • · ··· • 1 *···:. a · · • · * · * · *·1 ·

Claims (19)

13 117624

1. Menetelmä nivelpuominosturin asennon ohjaamiseksi metsätyökoneen siirtymisten aikana, jolloin menetelmä käsittää ainakin seuraavat 5 vaiheet: ajetaan metsätyökonetta (1), joka käsittää eturungon (2), takarungon (3), kyseisten runkojen välisen nivelen (4), joka sallii kyseisten runkojen kääntymisen sivusuuntaan ajon ai-10 kana, nivelpuominosturin (10), joka on kiinnitettynä eturun gon (2) päälle kääntölaitteeseen (11), joka mahdollistaa kyseisen nosturin kääntämisen pystysuuntaisen suunnan ym-päri ja siten sen kiertoasennon (B) muuttamisen, $ 15. muutetaan metsätyökoneen (1) asentoa ajon aikana siten, | että eturungon (2) ja takarungon (3) välinen kulma-asento (A) muuttuu, tunnettu siitä, että: 20 Ohjataan automaattisesti mainittua kääntölaitetta ajon ai- : kana siten, että mainitun kulma-asennon muuttuessa muu- ·**.·· tetaan myös mainittua kiertoasentoa, kun lisäksi mainittu • · . · · . kiertoasento tai sen muutos on riippuvainen (X) mainitusta *..* 25 kulma-asennosta tai sen muutoksesta. • · • · > ··* ····’·’

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jolloin takarunko (3) • · · käsittää kuormathan (20), joka on tarkoitettu puunrunkojen kuljettamista varten, ja jolloin nosturi (10) tai siihen kiinnitetty työkalu (12) on ase-30 tettavissa lepäämään kuormathan (20) pohjalle tai puunrunkojen päälle. **· t * ♦ · • · · .

3. Patenttivaatimukseni tai 2 mukainen menetelmä, jolloin pidetään mainittu riippuvuus sellaisena, että se nosturin (10) kohta, joka lepää '·.··* takarungon (3) päällä, tai se työkalu (12), joka on kiinnitetty nosturiin 35 (10) ja joka lepää takarungon (3) päällä, pysyy olennaisesti paikoillaan mainitun kulma-asennon muuttuessa. • * ..... y 14 117624

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, jolloin pidetään mainittu riippuvuus sellaisena, että se nosturin (10) kohta, joka on välimatkan päässä takarungon (3) yläpuolella, tai se työkalu (12), joka on kiinnitetty nosturiin (10) ja joka on välimatkan päässä takarungon (3) 5 yläpuolella, pysyy olennaisesti paikoillaan mainitun kulma-asennon muuttuessa.

5. Patenttivaatimukseni tai 2 mukainen menetelmä, jolloin pidetään mainittu riippuvuus sellaisena, että nosturin (10) asento ja suuntaus 10 (15), kun se on sijoittuneena takarungon (3) yläpuolelle, säilyy olennai sesti samanlaisena suhteessa takarungon (3) asentoon ja suuntaukseen (14), kun mainittu kulma-asento muuttuu.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, jolloin: 15. muutetaan nosturin (10) asentoa kääntämällä mainittua kääntölaitetta, joka käsittää ensimmäiset toimilaitteet (11a, 11b), jotka ovat ohjattavissa ja jotka aiheuttavat nosturia (10) kääntävän voimavaikutuksen, ja käytetään ohjaukseen metsätyökoneen (1) ohjausjärjestel-20 mää (18), johon mainittu riippuvuus on asetettuna tai tallennettuna, tai johon on määriteltynä takarungon (3) se kohta, ί : jonka suhteen nosturin (10) tai työkalun (12) halutaan pysy- \ vän olennaisesti paikoillaan. 1 * • · · · ·

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, jolloin muutetaan met- • * sätyökoneen (1) asentoa kääntämällä mainittua runkoniveltä, joka kä- •: *.** sittää toiset toimilaitteet (4a, 4b), jotka ovat ohjattavissa mainitun oh- • · · jausjärjestelmän avulla ja jotka aiheuttavat runkoja (2, 3) kääntävän voimavaikutuksen. j : ' 30 . I • · ·

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 5 mukainen menetelmä, jolloin: * * · ,1 muutetaan nosturin (10) asentoa kääntämällä mainittua kääntölaitetta, joka käsittää ensimmäiset toimilaitteet (11a, * · *·;·* 11b), jotka ovat ohjattavissa ja jotka aiheuttavat nosturia :T: 35 (10) kääntävän voimavaikutuksen, - muutetaan metsätyökoneen (1) asentoa kääntämällä mainittua runkoniveltä, joka käsittää toiset toimilaitteet (4a, 15 117624 4b), jotka ovat ohjattavissa ja jotka aiheuttavat runkoja (2, 3. kääntävän voimavaikutuksen, käytetään ohjaukseen paineväliainepiiriä (18d), jonka avulla toiset toimilaitteet (4a, 4b) ovat tarvittaessa kytkettävissä 5 ensimmäisiin toimilaitteisiin (11a, 11b) siten, että run- konivelen (4) ohjaus aiheuttaa samalla kääntölaitteen (11) ohjautumisen, joko vakion tai aseteltavissa olevan riippuvuuden (X) mukaisesti.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 8 mukainen menetelmä, jolloin: siirretään nosturi (10) automaattisesti tai manuaalisesti asentoon, joka toimii referenssiasentona (12a), joko ennen ajoon ryhtymistä tai ajon aikana, ja muutetaan nosturin (10) kiertoasentoa (B) automaattisesti 15 suhteessa kyseiseen referenssiasentoon, mainitun riippu vuuden mukaisesti.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 9 mukainen menetelmä, jolloin käytetään ohjaukseen ohjausjärjestelmää (18), joka käsittää anturin (17), 20 joka määrittää mainittua kulma-asentoa. .·. i 11. Jonkin patenttivaatimukseni - 10 mukainen menetelmä, jolloin käytetään ohjaukseen ohjausjärjestelmää (18), joka käsittää anturin • · (16), joka määrittää mainittua kiertoasentoa. .T 25 ·

12. Jonkin patenttivaatimukseni - 11 mukainen menetelmä, jolloin ·* ·* kytketään samalla vapaaseen kelluntaan nosturin (10) sellainen toimi- laite (10d), joka huolehtii nosturin (10) nostamisesta ja laskemisesta.

13. Metsätyökone, joka käsittää: • φ · • · * · * · * :\f - eturungon (2), takarungon (3), kyseisten runkojen välisen nivelen (4), joka sallii kyseisten runkojen kääntymisen si-**:** vusuuntaan ajon aikana siten, että eturungon (2) ja taka- :T: 35 rungon (3) välinen kulma-asento (A) muuttuu, - nivelpuominosturin (10), joka on kiinnitettynä eturungon (2) päälle kääntölaitteeseen (11), joka mahdollistaa kyseisen 16 117624 nosturin kääntämisen pystysuuntaisen suunnan ympäri ja siten sen kiertoasennon (B) muuttamisen, ensimmäiset toimilaitteet (11a, 11b) mainitun kääntölaitteen asennon muuttamiseksi, ja 5. ohjausjärjestelmän (18), joka on tarkoitettu mainittujen toimilaitteiden ohjaamiseksi, tunnettu siitä, että: 10. ohjausjärjestelmä (18) on lisäksi järjestetty ohjaamaan auto maattisesti mainittua kääntölaitetta metsätyökoneen (1) ajon aikana siten, että mainitun kulma-asennon muuttuessa muutetaan myös mainittua kiertoasentoa, kun lisäksi mainittu kiertoasento tai sen muutos on riippuvainen (X) maini-15 tusta kulma-asennosta tai sen muutoksesta.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen metsätyökone, jolloin takarunko (3) käsittää kuormatilan (20), joka on tarkoitettu puunrunkojen kuljettamista varten, ja jolloin nosturi (10) tai siihen kiinnitetty työkalu (12) on 20 asetettavissa lepäämään kuormatilan (20) pohjalle tai puunrunkojen päälle. * · ·' • » * * *

15. Patenttivaatimuksen 13 tai 14 mukainen metsätyökone, jolloin oh- • · jausjärjestelmä (18) on järjestetty pitämään nosturin (10) asento ja 25 suuntaus (15), tai nosturin (10) tietty kohta, tai nosturiin kiinnitetty työ-];··/ kalu (12) olennaisesti paikoillaan suhteessa takarunkoon (3), kun met- : sätyökoneen kulma-asento (A) muuttuu. • · * · ··

16. Jonkin patenttivaatimuksen 13-15 mukainen metsätyökone, jolloin ♦·.·*: 30 se käsittää toiset ohjattavat toimilaitteet (4a, 4b) mainitun nivelen :***; asennon muuttamiseksi, ja jolloin ohjausjärjestelmä (18) käsittää pai- : .*·. neväliainepiirin (18d), jonka avulla ensimmäiset toimilaitteet ovat tar- • « '11,' vittaessa kytkettävissä toisiin toimilaitteisiin siten, että runkonivelen (4) *·.*·* ohjaus aiheuttaa samalla kääntölaitteen (11) ohjautumisen, joko vakion v*J 35 tai aseteltavissa olevan riippuvuuden (X) mukaisesti. • · 17 117624

17. Jonkin patenttivaatimuksen 13 - 15 mukainen metsätyökone, jolloin ohjausjärjestelmään (18) on asetettuna tai tallennettuna mainittu riippuvuus, tai määriteltynä takarungon (3) se kohta, jonka suhteen nosturin (10) tai työkalun (12) halutaan pysyvän olennaisesti paikoillaan, tai 5 valittuna nosturin (10) se asento ja suuntaus (15), joka säilytetään olennaisesti 'samanlaisena suhteessa takarungon (3) asentoon ja suuntaukseen (14), kun mainittu kulma-asento muuttuu.

18. Jonkin patenttivaatimuksen 13-17 mukainen metsätyökone, jolloin 10 ohjausjärjestelmä (18) käsittää anturin (17), joka on tarkoitettu määrittämään mainittua kulma-asentoa.

19. Jonkin patenttivaatimuksen 13-18 mukainen metsätyökone, jolloin nosturi (10) käsittää referenssiasennon, jonka suhteen mainittu kierto- 15 asento on järjestetty muuttumaan, jolloin reterenssiasennoksi on valittuna joko tietty vakioasento tai asento, johon nosturi on kulloinkin asetettuna. | • · • ♦ · • «♦ • · • -·····. • · ····· • · • · · • · ···.· • · ♦ • · · • · * · ♦ · · • · • · ··· ··· • aa • · ··.-a a a : • · ..... • · [ • aa ··'''· • 1 , ' • a a a a * · • · · ; 'Ί. aa * · * 1 · a 1 j. • · a ·· · aa·· • a1 • a 18 117624