FI117795B - Nivelajoneuvon stabilointi - Google Patents

Description

» » 117795 -¥

NIVELAJONEUVON STABILOINTI

Keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen menetelmään nivelajoneuvon stabiloimiseksi. Keksintö kohdistuu myös 5 patenttivaatimuksen 4 johdanto-osan mukaiseen järjestelmään nivel-ajoneuvon stabiloimiseksi.

Tunnetaan nivelajoneuvoja, jotka ovat maastossa liikkuvia ja puunkorjuuta suorittavia metsätyökoneita, kuten harvestereita, joiden puomis-10 ton päähän on sovitettu nk. harvesteripää, joka on tarkoitettu pystyssä kasvavan puunrungon katkaisemiseksi, kaatamiseksi ja sahaamiseksi halutun mittaisiksi osiksi. Sahatut puunrungot kerätään toisella tunnetulla maastossa liikkuvalla työkoneella, jolloin kyseessä on kuor-maimella varustettu kuormakone, ja rungot kuljetetaan sen kuormati-15 lassa. Tunnetaan myös yhdistelmäkoneita, joissa on yhdistetty harvesterin ja kuormakoneen toiminnot, jolloin kuormainkouran tilalla voi olla harvesteripää, joka soveltuu myös kuormaukseen tai laitteessa on useita puomistoja.

20 Tyypillisesti yhdistelmäkoneet ja kuormakoneet käsittävät kaksi peräkkäistä runkorakennetta, jotka on runkonivelen avulla järjestetty kään-::V tymään pystyakselin ympäri ja/tai kiertymään vaaka-akselin ympäri ····* toistensa suhteen. Kuormakoneissa eturunkoa kannattelee esimerkiksi * : yksi pyöräpari ja sen päälle on sijoitettu ohjaamo ja voimanlähde. Ta- • · 25 karungon päälle on sijoitettu kuormatila sekä puomisto, joka sijoittuu ·:··: ohjaamon ja kuormathan väliin. Takarunkoa kannattelee esimerkiksi kaksi pyöräparia, Pyörien tilalla voi olla myös teli, joka käsittää tavallisesti kaksi yhdessä keinuvaa pyörää.

• · · * · * * ..... 30 Mikäli nivel sallii runkojen kiertymisen, niin kyseinen toiminto on tavaili- T sesti estettynä työskentelyn aikana, kun ajoneuvo on pysähtyneenä.

• · Tällöin runkonivel on lukittuna. Näin raskas takarunko kuormineen saa tukea ja tukivoimia sekä tukimomentin myös eturungosta. Lopullisesti tukivoimiin vaikuttaa pyörä, joka painautuu maata vasten, tai jo pelkäs-... ; 35 tään toisen rungon massa. Tukivoimat ovat tarpeen, koska puomiston * * avulla käsitellään painaviakin puunrunkoja, jotka saattavat olla hyvinkin etäällä ajoneuvon sivulla. Ajoneuvon liikkuessa runkonivel vapaute- 117795 2 taan, joten takarunko ei voi tukeutua eturunkoon tai päinvastoin. Maastossa liikkuessa maaperä on huomattavan epätasainen ja ajoneuvon stabiilisuus on oltava riittävä, sillä muutoin maaston epätasaisuudet johtavat esimerkiksi kuormatilan heilahduksiin ja ääritilanteissa 5 kaatumiseen. Eräs kriittinen hetki on liikkeellelähtö tilanteessa, jossa puomiston ja/tai kuormatilan painopiste on sijoittunut epäedullisella tavalla ja takarunko tukeutuu eturunkoon runkonivelen välityksellä. Run-konivelen avautuessa tukivoimat poistuvat ja kuormatila voi kaatua tai heilahtaa rajustikin, jolloin itse heilahduskin voi lopulta aiheuttaa βίοι 0 neuvon kaatumisen. Kaatuminen aiheutuu esimerkiksi siitä, että paino siirtyy kokonaan kuormatilaa kannattelemille pyörille, jossa tilanteessa maaperä saattaa antaa periksi.

Eräs kiertyvä runkonivel on esitetty patentissa US 4,079,955, jossa lu-15 kitus perustuu levyjarrun käyttöön. Eräs kuormakone on esitetty patentissa US 5,328,197, jonka runkonivel sallii kiertymisen pituussuunnan ympäri ja taittumisen poikittaissuunnan ympäri. Kiertyminen lukitaan sulkemalla sylinterien asento venttiilien avulla. Patentissa US 4,444,409 on myös esitetty eräänlainen työkoneen runkonivel, jossa 20 vapaata liikettä rajoitetaan mekaanisten rajojen avulla. Patentissa US, 4,535,572 on esitetty traktorin nivel, jonka yhteydessä on kaksi sylinte- • · ::;7 riä, joiden avulla kiertymiseen voidaan vaikuttaa, jolloin kuristetaan tila- vuusvirtaa, joka saapuu sylinteriin tai poistuu sylinteristä. PCT-hake- * · : muksessa WO 00/35735 on esitetty erikoisajoneuvon runkonivel, joka ·,'·· 25 yhdistää kahta runkoja ja joka on kytkettävissä irti toisesta rungosta.

*:*: Runkonivelessä on sylinteri, joka huolehtii kytkemisestä ja toimii sa- maila iskunvaimentimena.

*··

Edellä esitetty iskunvaimennus, joka tavallisesti perustuu ilman tai * * ..... 30 nesteen kuristamiseen, vaikuttaa osaltaan työkoneen stabiilisuuteen, mutta estää vain rajujen ja nopeiden heilahduksien syntymisen. Kuris- • · tuksen kautta kulkevan väliaineen nopeus kasvaa, mikäli kuristuksen *:'· yli vaikuttava paine-ero kasvaa. Tämä tarkoittaa sitä, että runkojen sa- massakin kiertoasennossa vaimennuksen voimakkuus riippuu puh- ..... 35 taasti runkojen kiertymisnopeudesta ja dynamiikasta, jolloin hyvin hi- • · · taalla liikkeellä vaimennusta ei välttämättä ole lainkaan.

3 1 1 7795 :,

Vaimennuksen aikana työkoneen kuormitus- ja tasapainotilanne voi muuttua, jolloin palautuminen stabiiliin tilaan saattaa olla helpompaa.

Kuitenkin, mikäli tilanne ei ole muuttunut, niin työkone tai sen jokin runko-osan kaatuu kaikesta huolimatta, mutta hitaammin. Iskun-5 vaimennus perustuu puhtaasti vaimennettavan liikkeen nopeuteen, ts. runko-osien kiertymisnopeuteen, mutta sillä ei kuitenkaan estetä liikkeen jatkumista hitaana ja esimerkiksi kuormathan kaatumista. Tässä tilanteessa runkonivel voitaisiin tietenkin lukita, jos ehditään, mutta pysäyttämisestä aiheutuva massojen heilahdus kaataisi kuormathan Ιοί 0 pullisesti. Tunnetun tekniikan mukaiset runkonivelet ja niiden iskun vaimennukset eivät siis toimi parhaalla mahdollisella tavalla, jotta työkoneen stabiliteettiin voitaisiin vaikuttaa vakauttavasti myös muutostilanteiden yhteydessä. Jatkuvasti vaikuttava vaimennus saattaa rajoittaa ja hidastaa puolestaan liikaa runko-osien normaalia kiertymistä, 15 mikä puolestaan voi aiheuttaa runsaita kuormitusvaihteluja eri pyörien kesken ja eteneminen maastossa häiriintyy.

Esillä olevan keksinnön tavoitteena on poistaa edellä mainittuja ongelmia ja toteuttaa järjestelmä, joka muodostaa työkoneen eri runko-osien 20 välille halutun vaihtelevan tukivoiman tai tukimomentin, joka vaikuttaa jopa täysin staattisessa tilanteessa. Keksinnön mukainen menetelmä • · on esitetty patenttivaatimuksessa 1. Keksinnön mukainen järjestelmä ··’·" on esitetty patenttivaatimuksessa 4.

• · • · • « * ·*· %*·: 25 Järjestelmä toimii erityisesti tilanteessa, jossa rungot kiertyvät voimak- *:*’! kaasti pois normaaliasennosta, mutta sallii niiden palautumisen va- :***: päästi normaaliasentoon. Järjestelmän tarjoama tukivoimakin muuttuu ··· sitä enemmän, mitä kauemmas normaaliasennosta siirrytään, jolloin työkoneen normaaliajoon ei vaikuteta tarpeettoman suurella vaikutuk- ..... 30 sella, vaikka kiertymisnopeus olisi suurikin. Työkoneen kallistumisen * ”* myötä tarvittavat tukivoimatkin lisääntyvät, joten järjestelmällä voidaan \*\: taata juuri riittävä stabiilius näitä tilanteita varten ja samalla hidastetaan nopeata liikettä. Runko-osa pääsee kiertymään ja sen pysähtyminen sallitaan, mutta siitä huolimatta tukivoimia pidetään staattisesti yllä, : 35 mikä eroaa normaalista dynaamisesta vaimennuksesta. Tämä tarkoit- • * · taa myös sitä, että lähdettäessä ajoon ja kun runkonivel vapautetaan, niin rungoilla on tässäkin tilanteessa tukivoima tarvittaessa. Järjestel- 117795 4 män myötä työkone käyttäytyy rauhallisemmin muutostilanteissa, joten sen hallinta on helpompaa. Heilahduksen yhteydessä rungon liikettä ei pysäytetä äkillisesti, joten kaatumisvaara pienenee. Progressiivinen toiminta on erityisen hyödyllinen järjestelmän kannalta. Esitetyllä oh-5 jauspiirillä on mahdollista toteuttaa hyvinkin erilaisia ohjauksia, jotka riippuvat kiertoasennosta.

Keksintö soveltuu käytettäväksi erityisesti kuormakoneissa, jotka käsittävät kaksi toisiinsa kytkettyä runkoa, jolloin eturunkoon on sijoitettu 10 ohjaamo ja voimanlähde ja takarunkoon on sijoitettu kuormatila puunrunkoja varten. Yksi tai useampi puomisto on kiinnitettynä etu- tai taka-rungon päälle. Runkoja kannattelevien pyörien määrä vaihtelee ja niiden tilalla voi olla myös telaketju. Sopivimmin keksintöä sovelletaan niiden sylinteritoimilaitteiden yhteydessä, joita käytetään samalla run-15 konivelen lukintaan.

Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin käyttäen erästä edullista suoritusmuotoa, jolloin samalla viitataan oheisiin piirustuksiin, joissa: 20 kuvio 1 esittää keksinnön ensimmäisen suoritusmuodon mukaisen järjestelmän toimilaite- ja ohjausvälineitä ja niiden kytkentä- ·:· periaatteita, • « · · * · * · • · · 25 kuvio 2 esittää keksinnön toisen suoritusmuodon mukaisen · * järjestelmän toimilaite-ja ohjausvälineitä ja niiden kytkentä-periaatteita, ja • · • * * kuvio 3 esittää keksinnön toimintaperiaatetta kaaviokuvana.

30 Λ · ·

Keksinnössä sovellettava ensimmäisen suoritusmuodon mukainen oh- * jauspiiri on kuvan 1 mukainen. Kuvassa on runkonivel 1 ja kone esitetty tavalla, josta käy ilmi toteutuksen periaate. Yksityiskohtaisempaa • # rakennetta selostetaan mm. tämän selityksen yhteydessä. Työkoneen *"" 35 runkoniveltä 1 on kuvattu ulkokehällä 3 ja sisäkehällä 2, jotka on lääke- • · *·.*·: roitu toisiinsa ja jotka kuvaavat runkonivelen 1 kehälaakeria tai vastaa vaa järjestelmää ja siihen liittyvää runkonivelen 1 konstruktiota. Uiko- 117795 5 kehä 3 kiertyy rungon 5 mukana ja sisäkehä 2 kiertyy takarungon 4 mukana. Mikäli runko 4, joka tässä tapauksessa on takarunko, ja runko 5, joka tässä tapauksessa on eturunko, lisäksi kääntyvät toistensa suhteen pystysuuntaisen suunnan ympäri, niin ulkokehä 3 on kiinnitetty 5 nivelen 1 siihen osaan, joka on kiinnitetty pystynivelen avulla eturun-koon 5. Kyseisen osan asentoa suhteessa eturunkoon 5, ja samalla kehien 2, 3 asentoa suhteessa eturunkoon 5, ohjataan esimerkiksi kahden vaakasuuntaisen, paineväliaineella toimivan sylinteritoimilait-teen avulla. Kehien 2, 3 kääntymisasento suhteessa takarunkoon 4 10 säilyy samana. Samalla eturunko 5 kääntyy suhteessa takarunkoon 4 ja työkoneen kulkusuunta muuttuu. Runkonivelen 1 avulla rungot 4, 5 kiertyvät vaakasuuntaisen kiertoakselin X ympäri, joka on samalla työkoneen pituusakseli.

15 Tarkastellaan seuraavaksi keksinnön toimilaite- ja ohjausvälineitä 6 -32. Keksinnössä käytettävän lukituspiirin 15 avulla ohjataan kahta sylinteriä 6 ja 7, jotka ovat paineväliainetoimisia, suorittavat lineaarisia edestakaisia iskuja, ja jotka jakavat kuormituksen. Järjestelmä toimii myös yhdelläkin sylinterillä. Ne on kiinnitetty nivelien avulla, jolloin nii-20 den asento pääsee muuttumaan runkonivelen 1 kiertyessä. Ne ovat poikittaissuuntaisia suhteessa kiertoakseliin X. Sylintereillä 6, 7 aikaan-saadaan tarvittava vastusmomentti lisäpiirin 27 avulla. Sylinterit 6, 7 on kiinnitetty toisaalta ulkokehään 3 tai johonkin rakenteeseen, joka kier- : tyy ulkokehän 3 mukana, ja toisaalta takarunkoon 4 tai johonkin ra- * · 25 kenteeseen, joka kiertyy takarungon 4 mukana. Sylinterit 6, 7 on kyt-*"*:· ketty niin, että sylinterin 6 pidentyessä sylinteri 7 lyhenee ja päinvas- toin, jolloin ne tavallisesti ovat ainakin osittain sijoittuneina runkonivelen 1 eri puolille. Toiminnan kannalta kunkin sylinterin 6, 7 asento voi olla myös päinvastainen verrattuna kuvaan 1. Kuvassa 1 ensimmäiseen .··*. 30 kammioon syötetty paineväliaine pidentää sylinteriä ja vastaavasti toi- "* seen kammioon syötetty paineväliaine lyhentää sylinteriä.

• · « f * · • ·

Kukin sylinteri 6, 7 käsittää ensimmäisen syrjäytyskammion ja toisen syrjäytyskammion. Toinen näistä kammioista on ns. männänvarren .·. ; 35 puoleinen kammio. Sylinterit 6, 7 ovat erityisesti ns. runkojarrusylinte- * * * reitä, joiden välillä väliaine pääsee siirtymään vapaasti avoimen venttiilin kautta. Venttiili on sijoitettu yhteen tai kahteen kanavaan, joka johtaa 117795 6 ' ' paisuvasta kammiosta supistuvaan kammioon. Runkonivel 1 on lukittavissa siten, että venttiili suljetaan, jolloin väliaineen kulku ja sylinterien liike on estetty. Tällöin ulkokehäkään 3 ei pääse kiertymään sisäkehän 2 ympäri. Kyseisenä venttiilinä toimii esimerkiksi suuntaventtiili 18 ja 5 sen keskiasento sekä vasen asento.

Työkone käsittää tavallisesti ohjausjärjestelmän, joka käsittää paine-lähteen tai painelinjan 16, johon keksinnön lukituspiiri 15 on yhteydessä. Painelähteen 16 ja lukituspiirin 15 välillä on tavallisesti myös 10 syöttöventtiili 14, joka on esimerkiksi aseteltava, suoraanohjattu ja jou-sikuormitteinen paineenalennusventtiili, jonka tehtävänä on ylläpitää asetettua painetta linjoissa 8 ja 9. Venttiili 14 on vastaventtiilin 12 kautta yhteydessä linjaan 9, joka on yhteydessä sylinterin 7 ensimmäiseen kammioon ja sylinterin 6 toiseen kammioon. Venttiili 14 on vasta-15 venttiilin 13 kautta yhteydessä linjaan 8, joka on yhteydessä sylinterin 6 ensimmäiseen tilavuuteen ja sylinterin 7 toiseen tilavuuteen. Linja 9 on yhteydessä linjaan 8 paineenrajoitusventtiilin 10 kautta ja linja 8 on yhteydessä linjaan 9 paineenrajoitusventtiilin 11 kautta. Venttiilit 11 ja 12 toimivat ns. shokkiventtiileinä, joiden tehtävänä on avautua asete-20 tussa paineessa, mikäli linjassa 8 tai 9 vallitsee paine, joka on liian korkea esimerkiksi laitteiston, ohjauspiirin tai erityisesti sylinterin 6 tai 7 ::V kestävyyden kannalta. Venttiilit 11, 12 ovat esimerkiksi jousikuormittei- *··!.

•••j siä venttiilejä, jotka asetetaan mekaanisesti. Ne määräävät ohjauspiirin •*.i : 15 suurimman painetason.

V ·: 25 *:·: Lisäohjauspiirin 27 ensimmäisessä suoritusmuodossa linjat 8 ja 9 ovat yhdistettävissä toisiinsa myös 3- tai 2-asentoisen 4-tiesuuntaventtiilin 18 avulla, joka on tavallisesti sähköohjattu. Ohjaus saadaan ohjausjär- jestelmästä 32, jota puolestaan ohjaa työkoneen käyttäjän käsky, joka .···. 30 on esimerkiksi painikkeen painaminen, ohjaussauvan liike tai tietoko- T* neistetussa järjestelmässä valinta valikosta, joka on esitetty ohjausjär- jestelmän 32 näyttövälineissä. Ohjausjärjestelmänä 32 toimii tavalli- sesti työkoneessa valmiina oleva järjestelmä, jota on modifioitu siten, että keksinnön toiminnot ja lisäohjauspiirin 27 ohjaus ovat mahdollisia.

.·, ; 35 Suuntaventtiilin 18 vasen asento kytkee linjat 8 ja 9 toisiinsa, jolloin • · * ’ * runkonivelen 1 kierto on vapaalla, keskiasento sulkee molemmat linjat 8 ja 9, jolloin runkonivel on lukittu, koska sylinterien 6 ja 7 liike on es- 117795 7 tetty, ja oikea asento kytkee linjat 8 ja 9 lisäohjauspiiriin 27, joka huolehtii siitä, että linjojen 8, 9 painetaso muuttuu suhteessa ulkokehän 3 ja sisäkehän 2 keskinäiseen kiertoasentoon. Tällöin tarkastellaan erityisesti sitä, kuinka paljon eturunko 5 ja takarunko 4 kiertyvät suh-5 teessä niiden tiettyyn keskinäiseen referenssi- tai nolla-asentoon N, joka on tavallisesti se asento, jossa työkone ja sen rungot ovat tasaisella alustalla, kuten maantiellä.

Ohjauksen perusteena on kehien 2, 3 kiertymän suhteellinen ero eikä 10 kiertymien absoluuttinen määrä esimerkiksi vaakatasoon nähden. Suhteellisen eron määrittämiseen ei välttämättä tarvitse käyttää sähköisiä antureita, vaan riittää yksinkertainen, puhtaasti mekaaninen ratkaisu, joka kytketään kiertyvien runkojen 4, 5 välille. Tällöin on kyse esimerkiksi ohjausprofiileista tai profiilimuodoista 25, 26, jotka sijoite-15 taan sopivasti suhteessa ohjattaviin venttiileihin 21, 22. Sijoittelun muutoksilla ohjataan koko järjestelmän ajoitusta ja toimintaa referens-siasennon N ympäristössä. Profiilien 25, 26 muodolla hallitaan puolestaan tukivoimien Fa, Fb muuttumista kiertymän kasvaessa ja profiilit ovat sopivimmin vaihdettavia. Erityisen käyttökelpoinen on vipu- tai 20 kiilajärjestely, jonka asento riippuu runkonivelen 1 asennosta. Kiilan ja . vivun välitys, profiili ja muotoilu vaikuttaa suoraan siihen, millaisen oh- • · jauksen venttiilit 21, 22 saavat.

··· ··«· • · :.i : Edellä mainittu referenssiasento voidaan erikoistilanteita varten valita '·.*·: 25 toisinkin, jolloin runkonivel käsittää sähköisen anturoinnin, joka on yh- *:··: teydessä ohjaukseen 32, jonka perusteella kehien 2, 3 suhteellinen ero voidaan selvittää. Tällöin myös venttiilejä 21, 22 on ohjattava sähköi- • · · sesti järjestelmällä 32, sillä ohjauksen ja asennon suhdetta ei ole vaki- oitu. Sopivimmin referenssiasento N on kiinteä, joten runkoniveleen 1 ..... 30 voidaan sijoittaa yksinkertainen mekaaninen järjestelmä.

«* « • ♦ V*: Mekaaninen järjestelmä voidaan korvata osittain esimerkiksi sähköisin *·***: rajakytkimin, joiden asento puolestaan ohjaavat sarjan sähköohjattuja venttiilejä 21 tai 22 tai niiden esiohjauksia haluttuihin asentoihin halutun • * ...; 35 painetason aikaansaamiseksi. Rajakytkin voidaan korvata anturilla, * jonka asento muuttuu vasteen 25, 26 ohjaamana ja joka on yhteydessä ohjausjärjestelmään 32. Jatkuvatoiminen ohjaus on keksinnön kannalta 117795 8 sopivin ja porrasmainen toiminta toteutetaan käyttäen useita rajakytki-miä, jotka korvaavat ohjauksen 23, 24 ja jotka toimivat eri hetkillä. Runkonivelessä 1 on esimerkiksi mekaaninen vaste 25, 26 tai liuku, joka ohjaa venttiiliä, esiohjausventtiiliä, rajakytkintä tai vaikkapa anturin 5 potentiometrin asentoa, jonka signaalin perusteella voidaan puolestaan selvittää kiertymäero. Potentiometrin asennosta riippuu puolestaan li-säohjauspiirin 27 yhden tai useamman venttiilin 21, 22 ohjaus. Run-konivelen 1 sisälle on sijoitettavissa esimerkiksi pulssianturi, joka liikkuu sisäkehän 2 mukana, ja anturia pyörittää ulkokehään 3 kiinnitetty 10 hammastus. Tunnetaan myös muita anturityyppejä, jotka soveltuvat sijoitettavaksi runkoniveleen 1 ja joiden avulla voidaan määrittää kehien 2, 3 suhteellinen asema. Ohjausjärjestelmän 32 tietokoneeseen on tallennettu sopiva algoritmi, taulukko, laskukaava tai vastaava, joka on sopivimmin modifioitavissa halutulla tavalla ja jonka sisääntulosig-15 naalin perusteella päätellään ulostulosignaali, joka puolestaan ohjaa venttiilivälineitä. Kuvaan 1 viitaten esimerkiksi profiili 25 voi olla kiinni venttiilissä 21 ja puolestaan ohjausrulla tai -vaste 23 on kiinni rungossa. Kuvassa 1 venttiilit 21, 22 ovat kiinni takarungossa 4 (tai sisä-kehässä 2) ja profiilit 25, 26 ovat kiinni eturungossa 5 (tai ulkokehässä 20 3). Välineiden 23 - 26 tarkoituksena on ilmaista kiertymien ero esimer kiksi paineena, elektronisena signaalina, siirtymänä ja/tai asentona.

··· · ··· · * ···[ Lisäohjauspiiri 27 käsittää linjan 19, joka on yhdistettävissä venttiilillä : 18 linjaan 8, ja linjan 20, joka on yhdistettävissä linjaan 9 venttiilillä 18.

• * 25 Linja 19 on yhteydessä linjaan 20 säädettävän paineenrajoitusventtiilin *:**: 22 kautta ja linja 20 on yhteydessä linjaan 19 säädettävän paineenra- :***; joitusventtiilin 21 kautta. Venttiilit 21, 22 ovat esimerkiksi * * * jousikuormitteisia venttiilejä, jotka asetetaan esimerkiksi mekaanisesti.

Ne määräävät ohjauspiirin 15 ja 27 suurimman painetason, kun venttiili 30 18 on oikeassa asennossa. Painetaso vaihtelee riippuen kiertymä- "* erosta ja se on alempi kuin venttiilien 10, 11 määräämä maksimipaine.

* · • i » « · * .

• t

Mekaanisessa ratkaisussa vaste 25, 26 ohjaa esimerkiksi karaa 23, 24, joka puolestaan siirtää venttiilin 21, 22 asetusjousta, joka määrää pai-.·, : 35 netason, jossa venttiili aukeaa ja joka on samalla linjan 19 (yhdessä

• I I

’ * linjan 8 kanssa) tai linjan 20 maksimipainetaso (yhdessä linjan 9 kanssa). Painetaso määrää yhdessä sylinterin 6 tai 7 männän poikki- 117795 9 pinnan kanssa voiman Fa tai Fb, jolla sylinteri 6, 7 vaikuttaa runkojen 4, 5 välillä, joten samalla vaikutetaan tukivoimiin. Venttiilit 21, 22 ja sylinterit 6, 7 on järjestetty siten, että runkojen 4, 5 kiertymäeron kasvaessa painetasokin kasvaa ja samalla tukivoima Fa, Fb kasvaa. Kuvaan 5 1 on merkitty tukivoiman Fa vaikutussuunta, kun kiertymissuuntana on A, ja tukivoiman Fb vaikutussuunta, kun kiertymissuuntana on B. Seu-raajalaite, esimerkiksi kara 23, 24 voi käsittää esimerkiksi rullan, joka vierii profiilia 25, 26 pitkin. Profiilin 25, 26 muoto joko työntää tai vetää karaa tai sitä ohjaavaa vivustoa, riippuen toteutuksesta ja siitä, minne 10 venttiilit 21, 22 ja muu järjestelmä on sijoitettu. Esimerkiksi, venttiili 21, 22 on kiinnitetty takarunkoon 4 tai sisäkehään 2 ja kiila, työnnin, puskin tai vivusto 23 - 26 on kiinnitetty puolestaan eturunkoon 5 tai ulkokehään 3.

15 Kuvassa 2 on esitetty lisäohjauspiirin 27 toinen edullinen suoritusmuoto, jossa paineenrajoitusventtiili 21 on venttiilin 10 esiohjausvent-tiili, joka ohjaa venttiilin 10 halutulle alhaisemmalle painetasolle, joka on em. tukivoimaa ohjaava painetaso linjassa 9. Vastaavasti venttiili 22 on venttiilin 11 esiohjausventtiili, joka määrää linjan 10 painetason. 20 Tällöin esiohjauslinja 28 on yhteydessä venttiilissä 10 olevaan ohjaus- , liitäntään ja esiohjauslinja 29 on yhteydessä venttiilissä 11 olevaan • · ί:ί : ohjausliitäntään. Paineenrajoitusventtiilit 21, 22 yhdistävät mainitut lin- ...T jät 28, 29 järjestelmän paluulinjaan 17, jota myös syöttöventtiili 14 · käyttää. Kussakin esiohjauslinjassa 28, 29 on esimerkiksi sähköohjattu, 25 normaalisti suljettu sulkuventtiili 30 ja 31, jota ohjausjärjestelmä ohjaa *:··: kuvan 1 venttiilin 18 tavoin, mutta ilman vapaakiertoa, ja joka avataan, :***; kun venttiilien 21, 22 ohjaamat tukivoimat halutaan kytkeä päälle. Sul- kuventtiilit 30, 31 voidaan korvata esimerkiksi yhdellä 2-asentoisella 4-tie suuntaventtiilillä, kun vapaakiertoa ei oteta käyttöön, mikä onkin tar- • · .... 30 peetonta käytettäessä keksinnön mukaisia tukivoimia.

* ··« • :.**j Kuvassa 1 ulkokehän 3 eri kiertosuuntia on merkitty suunnilla A ja B.

"*·: Vastaavasti profiilien 24, 25 yhteyteen on merkitty vastaavat suunnat.

Profiilien 24, 25 keskinäinen asema on lisäksi kiinteä, joten kuvassa 1 • »

. 35 vain toinen profiili ohjaa venttiiliä kerrallaan, kun referenssiasemassa N

• · * profiilit eivät ohjaa venttiiliä. Ohjauksessa syntyvää ns. kuollutta aluetta referenssiaseman ympärillä hallitaan siten, että profiilien 24, 25 keski- 117795 10 näistä asemaa muutetaan, jolloin sen kiertymän määrää, jonka aikana ohjausta ei ole, voidaan hallita. Asettamalla puolestaan profiilit siten, että ne ohjaavat venttiilejä samanaikaisesti, niin piirissä vallitsee jatkuvasti jonkinlainen ohjauspaine. Edellä kuvatut vaikutukset aikaansaa-5 daan myös rajakytkimien sijoittelulla, tai sähköisellä ohjauksella ja anturoinnilla, mikä puolestaan lisää runsaasti eri ohjausmahdollisuuksia. Profiilien asema suhteessa referenssiasemaan voi olla erilainen, jolloin yhteen suuntaan A kierryttäessä tukivoimien vaikutus alkaa aikaisemmin kuin toiseen suuntaan B kierryttäessä. Sopivimmin tukivoi-10 mien vaikutus on symmetrinen ja alkaa samalla kiertymän A ja B arvolla. Ohjauspiirit 15 ja 27 toimivat siten, että kiertymissuunnan vaihtuessa venttiilin 21 tai 22 vaikutus lakkaa, ja siten tukivoimakin katoaa, koska sylinterien 6, 7 liikesuunta vaihtuu. Sylinterien 6, 7 liike pakottaa väliaineen toiselle venttiilille 21 tai 22, jonka ohjaus vaikuttaa tavalli-15 sesti vasta hieman sen jälkeen, kun referenssiasemaan on palattu ja kiertyminen jatkuu sen ylikin.

Kuvassa 3 on esitetty käyrän avulla ohjauksen vaikutusta. Vaaka-akselilla on runkojen 4, 5 kiertymäero asteina (deg), joka riippuu lisäksi lii-20 kesuunnasta A ja B. Pystyakselilla on tukivoima F (N, Newton), joka runkonivelessä 1 vaikuttava Fa tai Fb. Esitetty ohjaus on kuvan 1 mu-:::t: kaisesti sopivimmin progressiivinen, ts. jatkuvasti nouseva, kun kierty- ···*’ mäero kasvaa. Ohjauksen muotoa hallitaan esimerkiksi profiilien 25, 26 : muotoilulla tai sitä monipuolisemmin ohjausjärjestelmässä 32. Rajakyt- • * 25 kimiä käytettäessä ohjaus on porrasmainen ja portaiden määrä vaihte-*:*·: lee, mutta on silloinkin sopivimmin nouseva. Käyrä 33 kuvaa poik- keamaa referenssiasemasta (0 deg) suuntaan A, jolloin tukivoimat, siis • ♦ 9 kiertymistä vastustavat voimat Fa (linjan 9 paineen aiheuttamana), vai-kutiavat kuvan 1 sylinterin 6 toisessa kammiossa sekä sylinterin 7 en-30 simmäisessä kammiossa, jotka pyrkivät pienenemään. Käyrä 34 ja 35 "* kuvaavat suunnanmuutosta suuntaan B, jolloin sylinterin 6 ensimmäi- • · !.*·: nen kammio ja sylinterin 7 toinen kammio pyrkivät pienenemään, mitä nyt vastustaa linjan 8 paine (tukivoima Fb), mutta vasta referenssiase-man jälkeen käyrällä 36, kun profiilin 26 ohjaus vaikuttaa. Tämä tar-.·. ; 35 koittaa sitä, että runkojen 4, 5 palautumista kuvan 1 mukaiseen nor- maaliasentoon N ei estetä eivätkä tukivoimat vaikuta silloin. Suunnasta B palautuessa toiminta on vastaavan tyyppinen. Käyrien 33, 34 yhty- 117795 11 mäpisteessä runkojen 4, 5 kiertoliike voi olla myös jonkin aikaa pysähtyneenä ja tukivoima koko ajan yllä, koska ohjauspiirin tukivoima on tällöin riittävä kumoamaan ulkoiset voimavaikutukset, jotka pyrkivät kiertämään runkoja. Tällöin on huomattava, että ulkoiset voimat pitävät 5 painetta yllä siinä sylinterin 6, 7 kammiossa, joka pyrkii pienenemään, jolloin väliaineen paineen ohjauksesta huolehtii sama venttiili 21 tai 22. Tässä tilanteessa siis ulkoiset voimat vaikuttavat niin, että kiertymien ero pyrkii kasvamaan vaikka tilanne onkin staattinen, ja runkorakenteilla 4, 5 on yhä pyrkimys kiertyä pois normaaliasennosta.

10

Siirtyminen käyrälle 34 ja 35 tapahtuu esimerkiksi sen jälkeen, kun este on ylitetty ja runkorakenteet pyrkivät palautumaan normaaliasentoon. Samalla tilanne voi sellainen, että muut voimat, kuten renkaaseen vaikuttavat tukivoimat, puolestaan jopa auttavat palautumista tai ne ku-15 moutuvat jo pelkästään siitä syystä, että ajoneuvon painopiste on siir tynyt ja aiheuttaa tasapainottavan tai vastakkaiseen suuntaan vaikuttavan voiman. Samalla sylinterissä 6, 7 eri kammio pyrkii pienenemään, mutta tukivoimia ei välitetä ennen kuin ollaan palauduttu normaaliasentoon ja sen ylikin.

20

Keksintöä ei ole rajoitettu ainoastaan edellä esitettyihin suoritusmuo- • · :::/ töihin, vaan sitä voidaan muunnella oheisten patenttivaatimusten puit- teissä.

• · • · 4 · • « · · V·! 25 * *»»»« • « • · • ·

Ml ·1 ·♦ · • · ·1· • · • · · • · « 1 1 • 1 • · ·1··· • 1 • « f 1 · • 1 • # · • · t • 1

Claims (16)

1. Menetelmä nivelajoneuvon stabiloimiseksi, joka nivelajoneuvo on metsätyökone käsittäen ainakin eturunkorakenteen (5) ja takarunkora- 5 kenteen (4), sekä runkonivelrakenteen (1), joka on järjestetty kytkemään runkorakenteet (4, 5) toisiinsa ja sallimaan niiden kiertyminen (A, B) sekä suhteessa toisiinsa, pois normaaliasennosta (N), että samalla vaakasuuntaisen akselisuoran (X) ympäri, joka on olennaisesti nivel-ajoneuvon pituussuunnan suuntainen, tunnettu siitä, että: 10. ylläpidetään kasvavaa tukivoimaa (Fa, Fb), joka vaikuttaa runkorakenteiden (4, 5) välillä, stabiloi kiertyvää runkorakennetta vastustamalla runkorakenteen kiertymistä pois mainitusta normaaliasennosta (N) mainitun vaakasuuntaisen akselisuoran (X) ympäri, ja 15. ohjataan kyseisen tukivoiman maksimia siten, että se on riippuvainen runkorakenteiden (4, 5) kiertymien erosta ainakin silloin, kun kyseinen ero on kasvamassa, ja ainakin silloin, kun kyseinen ero on staattinen, jolloin tukivoima (Fa, Fb) on sitä suurempi mitä suurempi on kiertymien ero. 20

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että : poistetaan kyseinen tukivoima (Fa, Fb) ainakin silloin, kun kyseinen ero ··· on pienenemässä, ja ainakin silloin, kun kiertymien ero on staattinen ja φ ·· · : .·. runkorakenteilla (4, 5) ei ole pyrkimystä kiertyä pois normaaliasennosta /il 25 (N).

• * · * * * ...* 3. Patenttivaatimukseni tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, • · *···* että tukivoima (Fa, Fb) kasvaa progressiivisesti kiertymien eron kasva essa. • * * AA 30

• · * ·*...·* 4. Järjestelmä nivelajoneuvon stabiloimiseksi, joka nivelajoneuvo on : !·. metsätyökone käsittäen ainakin eturunkorakenteen (5) ja takarunkora- kenteen (4), sekä runkonivelrakenteen (1), joka on järjestetty kytke- I" mään runkorakenteet (4, 5) toisiinsa ja sallimaan niiden kiertyminen (A, : 35 B) sekä suhteessa toisiinsa, pois normaaliasennosta (N), että samalla * · vaakasuuntaisen akselisuoran (X) ympäri, joka on olennaisesti nivel-ajoneuvon pituussuunnan suuntainen, tunnettu siitä, että nivelajo- 117795 neuvo käsittää lisäksi toimilaite- ja ohjausvälineet (6 - 32), jotka on järjestetty välittämään kasvavaa tukivoimaa (Fa, Fb), joka vaikuttaa runkorakenteiden (4, 5) välillä, stabiloi kiertyvää runkorakennetta vastustamalla runkorakenteen kiertymistä pois mainitusta normaaliasen-5 nosta (N) mainitun vaakasuuntaisen akselisuoran (X) ympäri, ja ohjaamaan kyseisen tukivoiman maksimia siten, että se on riippuvainen kiertymien erosta ainakin silloin, kun kyseinen ero on kasvamassa, ja ainakin silloin, kun kyseinen ero on staattinen, jolloin tukivoima (Fa, Fb) on sitä suurempi mitä suurempi on kiertymien ero. 10

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että toimilaite- ja ohjausvälineet (6 - 32) on lisäksi järjestetty kytkemään kyseinen tukivoima (Fa, Fb) pois ainakin silloin, kun kyseinen ero on pienenemässä, ja ainakin silloin, kun kiertymien ero on staattinen ja 15 runkorakenteilla (4, 5) ei ole pyrkimystä kiertyä pois normaaliasennosta (N).

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että tukivoima (Fa, Fb) on olennaisesti vakio tai nolla normaaliasen- 20 nossa (N) ja sen ympäristössä.

: 7. Jonkin patenttivaatimuksen 4 - 6 mukainen järjestelmä, tunnettu »M I siitä, että tukivoima (Fa, Fb) kasvaa progressiivisesti kiertymien eron *:*!·. kasvaessa. ··* *:·: 25 • * · v • tl

[ 8. Jonkin patenttivaatimuksen 4-7 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että toimilaite- ja ohjausvälineet (6 - 32) on lisäksi järjestetty lukit- • · *··· semaan runkorakenteet (4, 5) haluttuun keskinäiseen asentoon, jolloin kiertymien ero ei myöskään pääse muuttumaan. • t * _ A \.v 30

9. Jonkin patenttivaatimuksen 4-8 mukainen järjestelmä, tunnettu : !*. siitä, että toimilaite- ja ohjausvälineet (6 - 32) käsittävät ainakin yhden !:·\ sylinterin (6, 7), joka on paineväliainetoiminen ja järjestetty muutta- • · maan pituuttaan runkorakenteiden (4, 5) kiertyessä, ja ainakin yhden ϊ 35 ohjatun paineventtiilin (21, 22), joka on järjestetty rajoittamaan kysei- • · ·*.'·: sestä sylinteristä poistuvan paineväliaineen maksimipainetta, ja sa- 117795 maila tukivoimaa (Fa, Fb), siten, että maksimipaine on riippuvainen kiertymien erosta.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 4 - 9 mukainen järjestelmä, tunnettu 5 siitä, että toimilaite' ja ohjausvälineet (6 - 32) käsittävät lisäksi paine-väliainetoimiset, sähköiset ja/tai mekaaniset välineet (23 - 26), jotka on järjestetty ilmaisemaan kiertymien ero esimerkiksi paineena, elektronisena signaalina, siirtymänä ja/tai asentona.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 4-10 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että toimilaite- ja ohjausvälineet (6 - 32) käsittävät välineet (23 -26), jotka käsittävät profiilimuodon (25, 26), joka liikkuu ensimmäisen runkorakenteen (4, 5) mukana, ja seuraajalaitteen (23, 24), joka liikkuu toisen runkorakenteen (4, 5) mukana, jolloin kyseinen seuraajalaite 15 samalla kulkee kyseistä profiilimuotoa pitkin siten, että välineiden keskinäinen asento on samalla riippuvainen kiertymien erosta.

12. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että välineet (23 - 26) on järjestetty suoraan ohjaamaan ainakin 20 yhtä paineventtiiliä (21, 22), joka on järjestetty rajoittamaan järjestelmässä käytetyn paineväliaineen maksimipainetta, ja samalla tukivoi-maa (Fa, Fb), siten, että maksimipaine on riippuvainen kiertymien ·:· erosta. *··· ♦ · • · · * * · *♦· *

13. Jonkin patenttivaatimuksen 4-12 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että runkonivelrakenne (1) käsittää ensimmäisen laakeroidun ke- * · ..... hän (2), joka kiertyy ensimmäisen runkorakenteen (4) mukana, ja toi- *"** sen laakeroidun kehän (3), joka kiertyy toisen runkorakenteen (5) mu- . kana, ja toimilaite- ja ohjausvälineet (6 - 32) käsittävät ainakin yhden • · · *”·/ 30 sylinterin (6, 7), joka on paineväliainetoiminen ja järjestetty muutta- **...·’ maan pituuttaan runkorakenteiden (4, 5) kiertyessä, jolloin se on kyt- • ketty joko ensimmäisen kehän (2) ja toisen runkorakenteen (5) välille * * * · ;*··. tai toisen kehän (3) ja ensimmäisen runkorakenteen (4) välille. ·«* ·· · : ·* 35

14. Jonkin patenttivaatimuksen 4-13 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että toimilaite-ja ohjausvälineet (6 - 32) käsittävät nivelajoneuvon ohjausjärjestelmän (32), jonka sisääntulona on yksi tai useampi ohjaus- 117795 signaali, jonka perusteella kiertymien ero on määritettävissä, ja ulostulona on toinen ohjaussignaali, joka vastaa haluttua tukivoimaa (Fa, Fb), jolloin ohjausjärjestelmään (32) on tallennettuna laskenta- tai muutos-algoritmi, joka on sopivimmin modifioitavissa ja jonka perusteella toinen 5 ohjaussignaali on määrättävissä ensimmäisen signaalin perusteella.

15. Jonkin patenttivaatimuksen 4-14 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että nivelajoneuvo on maastossa liikkuvaksi tarkoitettu metsätyö-kone, erityisesti kuormakone, jolloin eturunko on varustettu ohjaamolla 10 ja sopivimmin myös voimanlähteellä, takarunko on varustettu kuorma-tilalla, ja yksi rungoista on varustettu lisäksi ainakin yhdellä kääntyvällä puomistolla.

16. Jonkin patenttivaatimuksen 4 - 15 mukainen järjestelmä, tunnettu 15 siitä, että normaaliasentona (N) on asento, jossa runkorakenteet (4, 5) ovat, kun nivelajoneuvo on sijoitettuna tasaiselle alustalle. • · ·*· • · · • t» » * · · • · · · · • · • · · ♦ · · • * • · · · t ··· * « • m • « * • · « · · *·· ·.’·' • · · ♦ · · • · · * ® * ♦ * • · • · * . ♦ · ' ···· • · # ··· · • · · • · • · * * · »· · ♦ ♦ · • # • · • · • · · • ·· * · 117795