FI119184B - Metsäkoneen nosturin asennon ohjaus ajon aikana - Google Patents

Description

119184

METSÄKONEEN NOSTURIN ASENNON OHJAUS 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 käsittely la itteisto, 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- sesti sijoitettuna ohjaamo ja voimanlähde. Takarunkoa kannattelee ····*’ tyypillisesti kaksi keinuvaa telirakennetta, joissa kussakin on kaksi pyö- rää. Vaihtoehtoisesti kukin pyörä on itsenäisen ripustuksen avulla kiinnitetty takarunkoon, kuten US-patentissa 5 366 337 tai 6 299 181.

·*· 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 f”: nosturi on kiinnitetty tyypillisimmin välittömästi runkonivelen taakse, . 35 kuormatiian 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- 119184 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 Timbeijack™ 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-ripään suuntaan on käsitelty myös hakemuksessa EP 1 201 832 A1.

• • * a • a * a · ·

Kun kuormaa kuljetetaan tai tyhjällä kuormakoneella ajetaan maas-.·. : tossa tai tiellä, niin nosturi ei tavallisesti ole käytössä ja se lepää kuor- • a · 25 man päällä tai kuormatilassa, jopa niin, että koura ei ole kiinnittyneenä : mihinkään.

a • · a • « · · · • · a

Yhdistelmäkoneina toimivilla metsäkoneilla, joilla takarungon päälle sijoitettu nosturi pystyisi kääntymään sekä eteenpäin eturungon ylitse . 30 että taaksepäin kuormatilan päälle, voitaisiin suorittaa puiden katkaisua .*···*. ja karsintaa eturungon edessä, joka on samalla etenemissuunta. Näin *.’** muodostetaan ajoura yhteen suuntaan ajettaessa, jolloin puunrungot jätetään maastoon, ja palattaessa vastakkaiseen suuntaan, mutta nyt takarunko edellä, niin nosturi työskentelisi kuormatilan molemmilla • · · .*. 35 puolilla ja lastaisi puunrungot kuormatilaan. Kun ajetaan eturunko * · · *· edellä, niin nosturin hallinta olisi melko hankalaa, koska pitempien siir- •Y·: tyrnien aikana harvesteripää olisi käännettävä kuormatilan päälle, ja 119184 3 jälleen palautettava eturungon eteen kuormathan eteen. Mikäli nosturi osoittaisi ajon aikana eteenpäin, niin harvesterina ja kuormakoneena toimivan metsäkoneen kaarroksien ja kääntymisen aikana nosturi osoittaisi vinosti ulospäin ja ulottuisi ajouran ulkopuolelle, joten se tör-5 mäisi pystyssä kasvaviin puihin.

Esillä olevan keksinnön tavoitteena on keino, joilla nosturin liikkumisen aiheuttamat haitat voidaan minimoida tai poistaa kokonaan. Erityisesti tarkoituksena on aktiivisesti vaikuttaa nosturin käyttäytymiseen ja oh-10 jauksen avulla estää nosturin törmäykset, kun metsätyökone liikkuu.

Ajon aikana nosturin asennosta voidaan huolehtia automaattisesti. Kuljettajan ei tarvitse tällöin huolehtia esimerkiksi siitä, että takarun-koon kiinnitetty nosturi pysyy sopivan suuntaisena suhteessa eturun-15 koon, kun nosturi on käännettynä eturungon yläpuolelle. Esimerkkinä mainittakoon tapaus, jossa nosturi on suunnattuna eteenpäin ja käännettynä hieman metsäkoneen kääntymissuuntaan kun ajetaan kaarrosta tai muutetaan suuntaa. Tällöin harvesterin kokonaisleveyttä voidaan kaventaa ja käsittely maastossa helpottuu.

20

Keksinnön mukaisella menetelmälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön mukai- :*·*: sella metsätyökoneelle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patentti- : vaatimuksen 13 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön muita edullisia suori- • * · .* . 25 tusmuotoja on esitelty epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.

• · · ··· · ····* Keksinnön avulla koko nosturin, sen uloimman pään, kouran tai jonkin ··· osan sivuttaisliikettä voidaan minimoida. Keksinnössä nosturin kään-tölaitteen ohjaus on riippuvainen eturungon ja takarungon välisestä 30 kulma-asennosta. Nosturin turha liikkuminen on estetty myös rinneajon .···. aikana ja esteitä ylitettäessä. Keksinnöstä on hyötyä myös tasaisella alustalla ajettaessa, koska kaarreajon aikana myöskään keskipa-·*.:.·* koisvoimat eivät pääse aiheuttamaan nosturin heilahtamista sivulle, vaikka ajonopeus olisi suuri ja metsätyökoneen asento muuttuisi.

35 • · · *; *| Keksinnössä aktiivinen ohjaus on käytössä ja nosturi on työkalulneen sijoittuneena eturungon yläpuolelle halutussa asennossa. Etuna on 119184 4 tällöin se, että työkoneen kaarreajon aikana kuljettajan ei tarvitse lisäksi jatkuvasti huolehtia nosturin kääntämisestä siten, että se ei törmäisi sen kulkuväylän vierellä oleviin kasvaviin puihin.

5 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, jollainen on esimerkiksi Timberjack TMC™-järjestelmä.

10

Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin käyttäen esimerkkinä erästä edullista suoritusmuotoa, jolloin samalla viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa: 15 kuva 1 esittää metsäkoneen periaatetta päältä päin katsottuna ja suoraan ajettaessa, kuva 2 esittää kuvan 1 metsäkonetta ajettaessa kaarretta ja nosturin kääntyessä eturungon mukana, 20 kuva 3 esittää kuvan 1 metsäkonetta ajettaessa kaarretta ja : ' ohjattaessa nosturia aktiivisesti, * · # ·· ♦ • · * ♦ · kuva 4 esittää kuvan 1 metsäkonetta päältä päin katsottuna, .*.*** 25 ajettaessa kaarretta ja ohjattaessa nosturia aktiivisesti, ja • · * *·· · kuva 5 esittää erästä ohjusjärjestelmää nosturin aktiivista ohjausta varten.

«·· 30 Kuvassa 1 on esitetty eräs metsäkone, joka on sekä kuormakone että j‘.\\ harvesteri. Kyseinen metsäkone 1 käsittää eturungon 2 ja takarungon 3, jotka on runkonivelen 4 avulla kytketty toisiinsa, jolloin rungot pääse- : vät taittumaan pystysuoran suunnan ympäri ja sopivimmin myös kier- tymään vaakasuuntaisen suunnan ympäri, joka suunta yhtyy metsäko- .· . 35 neen pituussuuntaan 13, joka kuvassa 1 on samalla eturungon 2 *·’*: ajosuunta. Joissakin tapauksissa runkonivel 4 sallii runkojen taittumi- • · sen myös vaakasuoran suunnan ympäri, joka on poikittain suhteessa 119184 5 suuntaan 13. Runkonivelen 4 rakenne ja toiminta sekä runkojen rakenne ovat sinänsä tunnettuja.

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

10

Eturungossa 2 on ohjaamo 9 ja sen taakse takarunkoon 3 on kääntö-laitteen 11 välityksellä kytkettynä nosturi 10. Takarungossa 3 on kuormalla 20, jonka eteen kääntölaite 11 on sijoitettu. Kääntölaite 11 muodostaa eräänlaisen kääntöpöydän, jonka päälle nosturi 10 on kiinnitetty 15 ja pääsee kiertymään pystysuuntaisen kiertoakselin ympäri. Käännön ansiosta nosturin 10 koura 12 voidaan ulottaa metsäkoneen 1 sivuille, jolloin kouralla 12 voidaan lastata tai purkaa puutavaraa ja puunrunkoja. Nosturiin 10 on kiinnitettynä sopivimmin laitteisto, jossa on yhdistyneenä harvesteripään ja kuormauskouran toiminnot. Kuvassa 1 nos-20 turi 10 käsittää pystysuoran pylvään 10a, pääasiallisesti vaakasuoran puomin 10b ja uloimman puomin 10c, jotka taittuvat suhteessa toi-*.·1·1 siinsa, vaakasuoran suunnan ympäri, ja uloin puomi 10c on kolmiosai- Γ·1: nen sekä teleskooppisesti toimiva ja sen päähän on kiinnitettynä työ- .·.: kalu, esimerkiksi juuri koura 12. Vaihtoehtoisesti nosturi käsittää vain • ·· •V 25 kolme tai neljä puomiosaa ja koura 12 on kiinnitetty niistä uloimman :1V päähän. Pylväs 10a ei tavallisesti ole kallistettavissa eteenpäin tai *··1 taaksepäin.

♦ 2· • · ··♦

Kuvassa 1 uloin puomi 10c on taittuneena vaakasuoran puomin 10b ··. 30 alle, joten uloimman puomin 10c pää on tällä kertaa lähempänä taka- .1···. rungon 3 etuosaa kuin sen takaosaa. Kouralla 12 voidaan myös ottaa *.1' kiinni kuormatilan 20 rakenteista halutusta kohtaa, tavallisesti sen pe- ·1.:1·1 rältä kohdasta 12b. Koura 12 lepää kuormatilassa 20 takarungon 3 s"1: päällä tai lastin päällä. Vaihtoehtoisesti koura 12 on sijoittuneena oh- .1 . 35 jaamon 9 yläpuolelle välimatkan päähän eturungosta 2.

• · · • ·· • · · • · · • ·♦ 2 « ♦ 119184 6

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-5 joittuneena, katsottuna kääntöiaitteen 11 suunnasta. Kuten nähdään, nosturi 10 suuntautuu takarungosta 3 eteenpäin.

Kuvasta 2 nähdään mitä tapahtuu, kun metsäkoneelta 1 ajetaan kaarretta tai eturungon ajosuunta 13 muuttuu. Tilanne vastaa myös sitä, 10 kun ohjausjärjestelmässä ja kääntölaitteessa 11 on käytössä vapaa, ei-aktiivinen kelluva kytkentä, jolloin keskipakoisvoimien vaikutuksesta nosturi 10 mahdollisesti heilahtaa sivulle. Tässä tapauksessa nosturin suunta 15 ja takarungon suunta 14 pysyvät samana, jolloin koura 12 siirtyy huomattavasti alkuperäiseltä paikaltaan 12a. Tämä asento vas-15 taa 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.

20 Nosturin 10 vapaan heilahduksen määrä, ts. suunnan 15 kulma-asento C suhteessa suuntaan 13 vaihtelee ja riippuu mm. kouraan 12 vaikut-tavista voimista. Samalla tavoin nosturi 10 heilahtaa sivulle päin kun ·'·*: kallistuneella metsäkoneella 1 ajetaan rinteessä, vaikka sillä ajettaisiin suoraan. Nosturin 10 referenssiasema 12a voi olla myös sivussa keski-25 linjasta ja vastaava kääntöiaitteen 11 kulma-asento on samalla refe-renssiasento tai 0-asento muutoksia ajatellen.

··· ···· ·*..’· Kuvassa 3 on esitetty tilanne, jossa aktiivinen kellunnan hallinta on käytössä ja kun metsäkoneella 1 ajetaan kaarretta tai ajosuunta 13 30 muuttuu, jolloin takarungon suunta 14 poikkeaa eturungon suunnasta ."··*. 13 (kulma-asento A). Kääntöiaitteen 11 aktiivisen ohjauksen avulla *:** kouran 12 sijainti poikkeaa mahdollisimman vähän sen alkuperäisestä ··,·*: asennosta 12a, ja heiluminen tai liikkuminen on estetty tai rajoitettu :"*· haluttuun määrään. Mikäli paikka, johon koura 12 sijoittuu, on edem- ·»· 35 pänä kuin kuvassa 3, niin suuntien 13 ja 15 välinen kulma-asento C • *· ohjataan pienemmäksi kuin kuvassa 3. Suunnan 15 muutos on siten \*·: suurempi verrattuna kuvan 1 lähtöasentoon. Seurauksena on samalla 119184 7 se, että nosturin 10 puomin pää heilahtelee vähemmän. Suuntien 13 ja 15 risteämiskohta sijaitsee sopivimmin siinä kohdassa, tai pystysuunnassa samalla linjalla, jossa koura 12 tai nosturin 10 jokin osa on sijoittuneena eturungon 2 edessä, jotta siirtymisliike olisi mahdollisimman 5 pieni. Vaihtoehtoisesti tai lisäksi voidaan valita niin, että nosturin 10 se osa, joka sijaitsee uloimpana kääntölaitteesta 11, pidetään linjalla 13 tai korkeintaan halutulla etäisyydellä siitä. Tällöin vältetään nosturin 10 pään siirtymistä metsäkoneen 1 sivulle, kun tehdään tiukkaa kaarrosta. Nosturin 10 kääntölaitteen 11 kääntymiskulma (kiertoasento B, joka on 10 suuntien 14 ja 15 ero) on riippuvainen runkojen 2 ja 3 välisestä kulma-asennosta (asento A, joka on suuntien 13 ja 14 ero).

Kääntölaitteen 11 kiertymissuunta on myös samansuuntainen suhteessa eturungon 2 tai runkonivelen 4 kääntymissuuntaan. Voidaan 15 todeta, 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 20 valittuun referenssiasentoon nähden. Verrannollisuus määritetään vaihtoehtoisesti geometrian avulla, esimerkiksi sen perusteella, mikä :a:*: kohta nosturista 10 halutaan pidettävän mahdollisimman lähellä jotakin ·*.*. tiettyä kohtaa eturungon 2 edessä tai yläpuolella. Esimerkkinä kysei- sistä kohdista ovat koura 12 ja sen referenssiasento 12a. Verrannolli-25 suus voidaan valita myös kokeilun perusteella. Tarvittaessa voidaan i,:t: määritellä niin, että kiertymiskulmat A ja B vastaavat toisiaan (X=1), jolloin nosturi 10 on aina eturungon 2 kanssa yhdensuuntainen. Tämä ·***,': on käyttökelpoinen vaihtoehto metsäkoneen lyhyiden siirtojen ja työs kentelyn aikana.

30

Kun metsäkoneella 1 ajetaan suoraan, niin aktiivisen ohjauksen ansi- **;** osta nosturi 10 ei pääse heilahtamaan sivulle vaikka ajettaisiin rin- ·*,:*: teessä tai se kallistuisi estettä ylitettäessä. Nosturi 10 pidetään halu- tussa referenssiasennossa, ts. halutussa kulmassa B. Nosturin 10 35 asentoa muutetaan, mikäli samalla runkojen keskinäinen kulma-asento :·**: muuttuu.

• ·· • · 119184 8

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

Kääntöiaite 11 voidaan haluttaessa kytkeä ns. vapaaseen, ei-ohjattuun 10 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 tarvittavat painelähteen, tankin ja ohjattavat venttiilivälineet. Paineväli-15 aine ohjataan työkammioon putkiston ja venttiilien kautta, ja takaisin tankkiin tai ohjauspiiriin.

Järjestelmään 18 kuuluu sähköinen, sopivimmin ohjelmallisesti modifioitavissa oleva ohjauslaite 18c, joka valvoo työkonetta sekä kaikkia 20 siihen liittyviä aputoimintoja. Ohjauslaite 18c lisäksi kertoo koneen toiminnasta ohjaamossa olevalla näytöllä ja järjestelmään voidaan käyttöliittymän 19 kautta tallettaa erilaisia, kuljettajakohtaisiakin asetuksia ja säätöjä. Ohjauslaite 18c myös ohjelmoidaan toteuttamaan keksinnön • · \ mukainen toiminta, mikä modifiointityö sinänsä on selvää alan ammat- / / 25 timiehelle tämän selostuksen perusteella. Keksinnön toinen suoritus- •:··: muoto, joka perustuu anturien käytölle, on helppo toteuttaa pelkästään ohjauslaitteeseen 18c tehtävin muutoksin. Kääntölaitetta 11 ohjataan tällöin anturi-informaation perusteella, mutta käyttäen sinänsä tunnettuja venttiileitä, esim. paineväliainepiirin 18b ensimmäistä proportio-30 naallsuuntaventtiiliä, jolloin hallitaan paineväliaineen pääsyä toimilait-\\\‘ teisiin. Paineväliaine puolestaan aikaansaa toimilaitteen voimavaiku- *·;·* tuksen.

* • · · • · · ♦ ·· .***. Keksinnön ensimmäisessä suoritusmuodossa runkonivelen 4 toimilait- • · 35 teet 4a, 4b (esim. sylinterit) ja kääntölaitteen toimilaitteet 11a, 11b kyt-V*: ketään haluttaessa sarjaan esim. kuvan 5 mukaisella paineväliainepii- \*·:* rillä 18d, käyttäen vaikkapa sähköohjattuja, normaalisti suljettuja, 2/2- 119184 9 suuntaventtiileitä (sekä 3/2-suuntaventtiileitä), jolloin runkonivelen 4 toimintaa ohjaava, jäijestelmän 18b toinen proportionaalisuuntaventtiili hallitsee samalla myös kääntölaitteen 11 kiertoasentoa. Runkoja 2 ja 3 käännettäessä rinnankytketyt toimilaitteet 4a ja 4b liikkuvat eri suuntiin 5 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.

10 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 18c ohjaa em. proportionaaliventtiilin avulla nosturin 10 asentoa kulma-15 asennosta riippuen. Kulma-asento määritetään esim. anturien avulla. Ensimmäisessä suoritusmuodossa riippuvuus X on sidottu ja perustuu pelkästään paineväliainejäijestelmän 18d asetuksiin tai komponenttien mitoitukseen. Kun toimilaitteet 4a (tai 4b) ja 11a (tai 11b) ovat sarjaan-kytkettyjä sylintereitä, niin välityssuhde, ts. parametri X, valitaan mi-20 toittamalla niiden mäntien pinta-alojen suhde halutuksi, ottaen huomioon siirtyvät tilavuusvirrat. Suhde X vastaa esimerkiksi kuvan 3 ase-:maa 12b. Mikäli suhdetta halutaan muuttaa, niin piirin 18c avulla joko :v. vähennetään kääntölaitteeseen 11 siirtyvää tilavuusvirtaa (pienempi *./. kääntöliike) tai lisätään sitä (suurempi kääntöliike). Ohjauksessa käy- / 25 tetään sopivia ohjausventtiileitä, esimerkiksi virranjakoventtiileitä. Kek- : sinnön kolmannen suoritusmuodon mukaisesti ohjauslaite 18c ohjaa ...T tilavuusvirtaa em. tavalla. Sopivimmin em. suhde on määriteltävissä :***: vapaasti, joko ohjauslaitteeseen 18c tai komponenttien 18d säätöjen avulla, riippuen nosturin 10 tyypistä ja halutusta toiminnasta.

30

Ohjauslaitteessa 18c voi olla valittavissa nosturin 10 eri asentoja ku-*;·* vaavat vaihtoehdot, joiden perusteella määräytyy myös em. verrannol- : lisuus. Nosturi 10 voidaan haluttaessa ajaa manuaalisesti tai ohjaus- järjestelmän 18 ohjaamana myös automaattisesti johonkin referens-35 siasentoon, jonka suhteen kiertoasennon 15 muutokset toteutetaan. ·*.*·: Referenssiasento on esimerkiksi kuvien 1 tai 4 mukainen. Mikäli rungot 2 ja 3 ovat tällöin taittuneina, niin ohjaus voi ottaa sen huomioon antu- 119184 10 rin 17 avulla ja kompensoi asentovirheen suhteessa kuvan 1 mukaiseen asentoon. Kuljettaja kytkee aktiivisen kellunnan päälle tai pois halutussa tilanteessa käyttäen esim. käyttöliittymää 19.

5 Kuvassa 4 on esitetty keksinnön soveltaminen siten, että nosturin 10 kiertoasennon muutos vastaa runkojen 2 ja 3 välisen kulman muutosta. Nosturi 10 pysyy rungon 2 suuntaisena ja kääntyy käännöksen, sisä-kaarteen tai kaarroksen suuntaa. Esitetyssä tilanteessa nosturi 10 on usein myös ulottuneena pitkälle eteenpäin, jolloin nosturin 10 jokin osa 10 tai koura 12 on vaarassa törmätä ajouran vieressä kasvaviin puihin, mikäli keksintöä ei sovellettaisi.

On huomattava, että keksintö on erityisen käyttökelpoinen tilanteessa, jossa metsäkonetta 1 ajetaan tai peruutetaan takarunko 3 edellä. Täl-15 löin kuljettajan on vaikeampi huomioida nosturin 10 pään liikkeitä, kun nosturi 10 on suuntautuneena kuvan 4 mukaisesti suuntaan, joka on vastakkainen ajosuuntaan nähden, ja jolloin kuljettaja katselee taka-rungon 3 yli ajosuuntaan. Aktiivisella ohjauksella voidaan huolehtia nosturin 10 oikeasta ja turvallisesta kääntämisestä, joko kuvan 3 tai 20 kuvan 4 mukaiseen asentoon.

; .·. Kuvassa 5 on esitetty myös anturit 16 ja 17, jotka eivät keksinnön en- :v, simmäisessä suoritusmuodossa ole pakollisia. Ohjausjärjestelmä 18 \ \ seuraa runkojen 2 ja 3 välistä kulmaa tai asentoa esim. kulma- tai 25 asentoanturin 17 antaman signaalin avulla. Asento voidaan määrittää :·:: 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, jolloin tiedetään missä asennossa se on. Anturi on sijoitettu sopivimmin 30 kääntölaitteeseen 11. Tällöin nosturi 10 on ehkäpä jo asetettuna etu-rungon 2 yläpuolelle, mutta voi olla niin, että nosturi 10 on ulottuneena ’.** eturungon 2 ulkopuolelle, jolloin se on ensin tuotava eturungon 2 ylä- :,·*.* puolelle haluttuun referenssi- tai alkuasentoon manuaalisesti tai auto- maattisesti. Referenssiasento vastaa tavallisesti kuvan 1 mukaista ··« 35 suuntaa 15. Ohjaukselle 19 joko määritetään haluttu suhde X tai mää-*; *· intetään mikä kohta nosturista 10 halutaan pidettävän paikoillaan. Mikäli nosturilla 10 tai kouralla 12 on yksi tai useampia vakioasentoja, joissa 11 119164 niitä pielellään, niin kullekin vakioasennolle voidaan valita oma, ennalta määrätty suhde X. Asetettaessa nosturi 10 manuaalisesti ensin haluttuun asentoon ja kytkemällä kellunnan aktiivinen ohjaus sitten päälle, niin anturi 16 ei ole tarpeellinen. Anturi 16 mahdollistaa kuitenkin nostu-5 rin 10 asennon tarkistuksen ja sen seurannan, onko nosturi 10 saavuttanut oikean asennon ohjauksen aikana, ja siten myös automaattinen vienti alkuasentoon on mahdollista.

Nosturin 10 klertoasentoa 15 muutetaan sopivimmin samanaikaisesti 10 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 15 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-20 naali, joka kuvaa runkojen 2 ja 3 kulma-asentoja ja niiden välistä kul-maeroa.

« · · • * *

Keksintöä ei ole rajoitettu ainoastaan edellä esitettyyn suoritusmuo- · toon, vaan se voidaan toteuttaa oheisten patenttivaatimusten puit- * *: 25 teissä.

• · · • « * **« · • · φ ·· · · * * · • * • ·

• M

• · · Φ *··· *·· * m • · • · * • * · • * * • · * • · * • * • ♦ Φ · · Φ • · • · · • · Φ Φ · φ * • # Φ • ·Φ φ Φ

Claims (19)

119184

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 takarun gon (3) päälle kääntölaitteeseen (11), joka mahdollistaa kyseisen nosturin kääntämisen pystysuuntainen suunnan ympäri 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) ja siihen kiinnitetty työkalu (12) on siirret- 30 tävissä eturungon (2) yläpuolelle ja suunnattavissa metsätyökoneen (1) ajosuuntaan.

• · • · • · : 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, jolloin käännetään .·**. nosturia (10) samaan suuntaan kuin mihin eturunkoa (2) käännetään. 35 · :.’*i

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, jolloin pidetään mainittu riippuvuus sellaisena, että haluttu nosturin (10) kohta, joka on 119184 eturungon (2) yläpuolelle tai etupuolella, tai työkalu (12), joka on kiinnitetty nosturiin (10) ja joka on eturungon (2) etupuolella, pysyy olennaisesti paikoillaan mainitun kulma-asennon muuttuessa.

5. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, jolloin pidetään mainittu riippuvuus sellaisena, että nosturin (10) asento ja suuntaus (15), kun se on sijoittuneena eturungon (2) yläpuolelle, säilyy olennaisesti samanlaisena suhteessa eturungon (3) asentoon ja suuntaukseen (14), kun mainittu kulma-asento muuttuu. 10

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, jolloin: muutetaan nosturin (10) asentoa kääntämällä mainittua kääntölaitetta, joka käsittää ensimmäiset toimilaitteet (11a, 11b), jotka ovat ohjattavissa ja jotka aiheuttavat nosturia 15 (10) kääntävän voimavaikutuksen, ja käytetään ohjaukseen metsätyökoneen (1) ohjausjärjestelmää (18), johon mainittu riippuvuus on asetettuna tai tallennettuna, tai johon on määriteltynä se kohta, jonka suhteen nosturin (10) tai työkalun (12) halutaan pysyvän olennai-20 sesti paikoillaan.

. 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- !’ " 25 jausjärjestelmän avulla ja jotka aiheuttavat runkoja (2, 3) kääntävän :·· : voimavaikutuksen. • * · • · ·

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, jolloin: muutetaan nosturin (10) asentoa kääntämällä mainittua 30 kääntölaitetta, joka käsittää ensimmäiset toimilaitteet (11a, ['V.' 11b), jotka ovat ohjattavissa ja jotka aiheuttavat nosturia *·;* (10) kääntävän voimavaikutuksen, :,:): - muutetaan metsätyökoneen (1) asentoa kääntämällä mainittua runkoniveltä, joka käsittää toiset toimilaitteet (4a, ,· . 35 4b), jotka ovat ohjattavissa ja jotka aiheuttavat runkoja (2, 3. kääntävän voimavaikutuksen, • · • · · • · • · 119184 käytetään ohjaukseen paineväliainepiiriä (18d), jonka avulla toiset toimilaitteet (4a, 4b) ovat tarvittaessa kytkettävissä ensimmäisiin toimilaitteisiin (11a, 11b) siten, että run-konivelen (4) ohjaus aiheuttaa samalla kääntölaitteen (11) 5 ohjautumisen, joko vakion tai aseteltavissa olevan riippu vuuden (X) mukaisesti.

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

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-9 mukainen menetelmä, jolloin käytetään ohjaukseen ohjausjärjestelmää (18), joka käsittää anturin (17), joka määrittää mainittua kulma-asentoa.

11. Jonkin patenttivaatimukseni - 10 mukainen menetelmä, jolloin käytetään ohjaukseen ohjausjärjestelmää (18), joka käsittää anturin : (16), joka määrittää mainittua kiertoasentoa.

··· • · « • * · • · ]/· 12. Jonkin patenttivaatimukseni - 11 mukainen menetelmä, jolloin y 25 käännetään nosturia (10) vastakkaiseen suuntaan kuin mihin takarun- koa (2) käännetään, kun metsäkonetta (1) peruutetaan takarunko (3) ...T edellä. • · · • · • ·

13. Metsätyökone, joka käsittää: 30 y*t - eturungon (2), takarungon (3), kyseisten runkojen välisen *·;·* nivelen (4), joka sallii kyseisten runkojen kääntymisen si- : vusuuntaan ajon aikana siten, että eturungon (2) ja taka- rungon (3) välinen kulma-asento (A) muuttuu, ,· . 35 - nivelpuominosturin (10), joka on kiinnitettynä takarungon (3) *· *· päälle kääntölaitteeseen (11), joka mahdollistaa kyseisen • * » • ·· • · 119184 nosturin kääntämisen pystysuuntainen 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 jäljestetty 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. • · · v • · 1 • ·

15. Patenttivaatimuksen 13 tai 14 mukainen metsätyökone, jolloin oh- [·.2: jausjärjestelmä (18) on järjestetty pitämään nosturin (10) asento ja 25 suuntaus (15), tai nosturin (10) tietty kohta, tai nosturiin kiinnitetty työ-:1:t: kalu (12) olennaisesti paikoillaan suhteessa eturunkoon (2), kun met- ,..T sätyökoneen kulma-asento (A) muuttuu. • · · • 2 • · ·1·

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- *:·2 neväliainepiirin (18d), jonka avulla ensimmäiset toimilaitteet ovat tar- vittaessa kytkettävissä toisiin toimilaitteisiin siten, että runkonivelen (4) :3: ohjaus aiheuttaa samalla kääntölaitteen (11) ohjautumisen, joko vakion *·1. 35 tai aseteltavissa olevan riippuvuuden (X) mukaisesti. • · » • M • · « • ♦ · 2 • · · 3 • ♦ 119184

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 eturungon (2) 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 referenssiasennoksi on valittuna joko tietty vakioasento tai asento, johon nosturi on kulloinkin asetettuna. * • · · • 1 · ·»» ·· · • · 1 • · • I • 1 • t • »I * · • Φ I I · • · · · · t • · « f • · · · *«1 • 1 • · *·· ··· • f1 · • · • t· • · · • 1 · ··« • · • · • · ·· • · • · a · • · · • a a • ·· • a 119184