FI119978B - Menetelmä ja laite pilkkeiden valmistamiseksi puista - Google Patents

Description

MENETELMÄ JA LAITE PILKKEIDEN VALMISTAMISEKSI PUISTA FÖRFARANDE OCH ANORDN1NG FÖR ATT TILLVERKA KLABBAR FRÄN TRÄD

| KEKSINNÖN ALA

5 Keksintö liittyy menetelmään ja laitteeseen pilkkeiden valmistamiseksi puista. i

KEKSINNÖN TAUSTA

Yleinen käytäntö polttopuiden valmistuksessa on nykyisin puiden kaataminen, karsiminen ja usein kuljetukseen sopivaan mittaan katkominen metsässä ja puiden käsittely pilkit) keiksi sen jälkeen paikalla, johon sanotut rungot tai tukit on metsästä kuljetettu. Pilkkeiden valmistamiseen rungoista tai tukeista on markkinoilla tarjolla monenlaisia apuvälineitä ja laitteistoja.

Tiedossamme ei ole markkinoilla olevia ratkaisuja, jotka olisi tarkoitettu puiden käsittelyyn metsässä suoraan pilkkeiksi ja myös valmistettujen pilkkeiden keräämiseen samalla a 15 laitteella. Ratkaisuja, jotka käsittävät ainakin suurimman osan vaadittavista käsittelyvaiheista, on kuitenkin kehitelty. Seuraavassa tarkastellaan eräitä niistä. Λ '1 US-patentissa 4219057 on esitetty järeä työkone, joka ottaa ja käsittelee valmiiksi kaadetun puun pilkkeiksi. Koneessa on kouralla varustettu puomijärjestely, jolla tartutaan kaadettuun puuhun ja ohjataan se laitteen käsittelylinjalle, syöttöleuoilla varustettu syöttölaite, 20 karsintaterät, katkaisulaite, halkaisulerät ja säiliö valmistettujen klapien keräämistä varten.

Puuta syötetään eteenpäin syöttölaitteella, jolloin alkupäässä olevat karsintaterät samalla karsivat sitä. Puuta syötetään eteenpäin aina klapin halutun pituuden verran ja katkaistaan '·% sahalla seuraava halkaistava kappale. Sen jälkeen syöttöleuat syöttävät puuta jälleen eteenpäin, jolloin rungon edessä oleva kappale puristuu ja pilkkoutuu halkaisutcriä vasten ja pilk-25 keet putoavat koneen loppupäässä olevaan säiliöön. Ratkaisun haittapuolena on, että se on pelkästään tähän tarkoitukseen suunniteltu järeä ja kallis työkone. Puut on kuitenkin ensin kaadettava jollain toisella laitteella, jotta ne voidaan ottaa koneella käsiteltäviksi.

US-patentissa 4398581 on esitetty traktorin nostolaitteeseen kytkettävä laitteisto, jota voidaan käyttää puun kaatamiseen, paloittelemiseen ja pilkkomiseen pilkkeiksi. Keruutoi-30 mintoa laitteistossa ei ole. Vaikka laitteistolla voidaan suorittaa kaikki kolme toimintoa, se on rakenteeltaan mutkikas ja vaikuttaa vaikeasti käytettävältä. a US-patentissa 4641694 on esitetty samoin traktorin nostolaitteeseen kytkettävä laitteisto, jota voidaan käyttää puun kaatamiseen, paloittelemiseen ja pilkkomiseen pilkkeiksi.

Laite on yksinkertainen, koska se käsittää vain käännettävään runkoon asennetun giljotiini- * 35 tyyppisen leikkurin, jota voidaan käyttää kaikkien kolmen toiminnan suorittamiseen. Laitteiston käyttö on suuressa määrin manuaalista, eikä siinä ole keruu toi mintoa.

2

Edellä kuvatut ratkaisut eivät ole osoittautuneet niin onnistuneiksi, että niitä tietojemme mukaan olisi otettu ainakaan laajemmassa mittakaavassa käyttöön.

YHTEENVETO KEKSINNÖSTÄ 5 Keksinnön tarkoituksena on esittää tunnettuja ratkaisuja monipuolisempi ja toiminnal taan tehokas menetelmä ja laite, joilla puu voidaan kaataa, karsia ja katkaista ja halkoa pilkkeiksi sekä tuotetut pilkkeet samalla kerätä.

Tämän tarkoituksen saavuttamiseksi keksinnön mukaiselle laitteelle pilkkeiden valmistamiseksi puista, joka laite käsittää käsittelyrungon ja sen yhteydessä kiinnipitolaitteet, 10 katkaisulaitteen ja karsintalaitteen puuhun tarttumista ja sen katkaisemista varten ensimmäisessä vaiheessa ja sitten puun karsimiseksi, rungon katkaisemiseksi kappaleiksi ja kappaleiden halkaisemiseksi toisessa vaiheessa sekä erillään käsittelyrungosta halkaisuterän, on tunnusomaista se, mitä on määritelty itsenäisen patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

Vaatimukset 2-4 määrittelevät keksinnön mukaisen laitteen eräitä suoritusmuotoja.

15 Tämän tarkoituksen saavuttamiseksi keksinnön mukaiselle menetelmälle pilkkeiden valmistamiseksi puista laitteella, joka käsittää käsittelyrungon ja sen yhteydessä kiinnipito- .

laitteet, katkaisulaitteen ja karsintalaitteen puuhun tarttumista ja sen katkaisemista varten ensimmäisessä vaiheessa ja sitten puun karsimiseksi, rungon katkaisemiseksi kappaleiksi ja kappaleiden halkaisemiseksi toisessa vaiheessa sekä erillään käsittelyrungosta halkaisuterän, 20 on tunnusomaista se, mitä on määritelty itsenäisen patenttivaatimuksen 5 tunnusmerkki-osassa. Vaatimus 6 määrittelee keksinnön mukaisen menetelmän erään suoritusmuodon.

Keksinnön mukainen laite on sovitettavissa erilaisten työkoneiden yhteydessä käytettäväksi. Se voi olla esimerkiksi traktorin kolmipistekiinnitykseen kiinnitettävä, erilliseen hydrauliseen nostimeen asennettava tai metsäkoneen puomiin ripustettava. Laitteen käyttövoima 25 voidaan ottaa pääkoneen hydrauliikkajärjestclmästä. Laite voidaan varustaa myös omalla hydrauliikka-ja ohjausjärjestelmällä, jota sovelletaan pääkoneesta riippuen.

Laitteen yksinkertaisen rakenteen mahdollistaa se, että puu kaadetaan rungossa olevan nivelpisteen välityksellä. Silloin puun tyviosa saadaan nousemaan maasta halutulle korkeudelle, jossa katkominen ja halkaisu suoritetaan ja josta tuotetut pilkkeet voivat pudota keruu-30 ja kuljetustilaan. Muutoin sitä pitäisi kuljettaa kuljettimilla ja siten rakenne vaikeutuisi.

Keksinnölle ominainen katkaisulaitteen käyttö eri tehtävien suorittamiseen tekee ratkaisusta yksinkertaisen ja edullisen.

3

PIIRUSTUSTEN LYHYT KUVAUS

Keksintöä kuvataan seuraavaksi yksityiskohtaisemmin viitaten oheen liitettyihin piirustuksiin, joista: kuva 1 esittää kaavamaisesti keksinnön mukaisen laitteen erästä mahdollista toteutusta ,„j

"I

5 sivusta katsottuna, .

kuva 2 esittää pääosan kuvan 1 laitteesta päältä katsottuna, kuvat 3-6 esittävät keksinnön mukaiseen laitteeseen kuuluvan katkaisulaitteen erästä mahdollista toteutusta ja kuvat 7-11 esittävät keksinnön mukaista menetelmää.

10

KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN KUVAUS

Kuvien 1 ja 2 laite 1 on traktorin 2 kolmipistenostolaitteen varsiin 3 kiinnitettävä ja sen käyttövoima saadaan traktorin hydrauliikkajärjestelmästä. Laite on esitetty tässä kaavamaisesti ja yksityiskohtaisemmin ainoastaan siltä osin, mikä on keksinnön ymmärtämiseksi tar-15 peellista. Käyttölaitteistakin osa on esitetty vain yleisesti ja osa jätetty kokonaan pois, ja ' vain olennaiset käyttölaitteet on esitetty yksityiskohtaisemmin. Itse hydrauliikkajärjestelmää ja sen ohjausta ei ole esitetty. Kuten edellä jo mainittiin, laite voidaan varustaa myös omalla hydrauliikka-ja ohjausjärjestelmällä.

Laitteessa 1 on runkokehikko 4, johon on ripustettu takimmaiseksi nivelen 5 avulla 20 puun katkaisu-, karsinta- ja siirtolaitteet käsittävä runko 7, eteen ylös halkaisuterä 17 ja :: sivulle pilkkeiden keräämiseen tarkoitettu säiliö 20. Käsittelyranko 7 on käännettävissä nivelen 5 varassa kuvista 7 ja 8 ilmenevällä tavalla.

Käsittelyrungossa 7 on puun 23 vastaanottamista ja siihen tarttumista varten kourumai- : nen tila 6 ja sen toisella sivulla kiinnipitoelimet 12, jotka vastaavien käyttölaitteiden 13 ja 25 vipujärjestelyiden 21 avulla käännetään pitämään runko 23 kourussa sen pohjaa ja vastakkaista sivua vasten painettuna. Kiinnipitoelimet 12 muodostuvat edullisesti esimerkiksi akselitapista, jolle on asennettu poikkileikkaukseltaan esimerkiksi kuusikulmainen rulla, Tällainen rulla pitää rungon sitä vasten painettuna paikallaan mutta pyörii ja sallii rungon siirtymisen, kun sitä riittävän suurella voimalla työnnetään tai vedetään. Rulla voi olla myös 30 muodoltaan kokonaan tai osittain kartiomaisesti laajeneva, jotta se pitää myös suurikokoi- { semman puun paremmin paikallaan. Käyttölaite 13, joka painaa kiinnipitoelimen runkoa ! ii vasten, voi käsittää hydraulisylinterin lisäksi sopivan jousijärjestelyn.

Ylimmäs käsittelyrunkoon on kiinnitetty karsintateräyksikkö 11, joka voidaan toteuttaa * tavanomaiseen tapaan esimerkiksi puun runkoa vasten painautuvien kaareutuvien terien 35 avulla. Karsintateräyksikköä ei esitetä tässä tarkemmin, ja kuvasta 2 se on jätetty kokonaan 4 pois. Kuvassa 2 ei ole esitetty myöskään laitteen kytkemistä traktoriin, koska se ilmenee hyvin kuvasta 1.

Runkoon 7 on lisäksi asennettu siinä esimerkiksi rullajäijestelyn 22 avulla kuvan 1 asennossa ylös- ja alaspäin liukuva puomi 15, jonka alapäässä on katkaisulaite 14. Puomia ja 5 katkaisulaitetta liikuttavat runkoon nähden hydraulisylinterit 15.

Runkoa 7 laitteineen käännetään nivelen 5 varassa hydraulisylinterin 8 avulla, joka toimii runkokehikkoon 4 tuetun palkin 8 ja rungon 7 sivussa olevan kiinnikkeen 10 välillä.

Halkaisuterä 17 on tuettuja sijoitettu sopivaan asentoon ja paikkaan runkokehikkoon 4 nähden tukilevyn 18 avulla. Terän alla on kouru 19, johon halkaistut puut putoavat ja josta 10 ne liukuvat keräyssäiliöön 20.

Katkaisulaitteen 14 erästä mahdollista toteutusta ja toimintaa kuvataan tarkemmin kuviin 3-6 viitaten. Puomia 15 ja katkaisulaitetta liikuttavat runkoon 7 nähden hydrauli-sylinlerit 16 ohjauksen mukaan. Katkaisulaitteessa 14 on levymäinen runko 24, jossa oleviin kiinnikkeisiin 26 hydraulisylintereidcn toiset päät on kytketty. Katkaisuterä 27, jossa on 15 leikkaava terä 28, on kiinnitetty runkoon 24 kääntyvästi nivelellä 30. Nivel 30 ja toinen nivel 31, johon rungon ja katkaisuterän välillä toimiva hydraulisylinteri 32 on kytketty, on · sijoitettu katkaisuterän vahvistettuun runko-osaan 29. Katkaisuterän vastakappaleena toimii rungon koukkumainen osa 25, joka on katkoviivan osoittamalla tavalla kaksihaarainen siten, että muodostuu molemmin puolin olevien levyjen välinen tila 25', joka on sovitettu vastaan- * 20 ottamaan kääntyvä terä 27. Myös vastakappaleen levyjen sisäreunat on kuvista 4-6 ilmene- ^ väliä tavalla edullisesti viistetty.

Kuvissa 5 ja 6 kuvataan leräyksikön toimintaa ja käyttöä, jolla on olennainen osuus Of keksinnön mukaisessa menetelmässä. Keksinnön mukaisessa laitteessa katkaisulaitetta käy- 7 tetään myös rungon siirtämiseen ja katkaistavana olevan runkokappaleen työntämiseen hal-25 kaisuterää vasten. Sitä varten puu katkaistaan halutusta, valmistettavien pilkkeiden pituuden mukaisesta kohdasta suurimmaksi osaksi esimerkiksi kuvan 5 osoittamalla tavalla. Siinä terä 27 on käännetty hydraulisylinterin avulla asentoon, jossa enää vain pieni osa puusta yhdistää katkaistavan kappaleen runkoon 23. Terä pysäytetään tähän asentoon säilyttäen kuitenkin sen puuhun kohdistama paine, jolloin puu puristuu vasten vaslalcvyjen viistettyjä reunoja 30 niin, että ne painuvat jonkin verran puuhun. Kun puuta sen jälkeen työnnetään katkaisulaitteen avulla vasten halkaisuterää ja samalla vedetään niin, että karsintaterät karsivat sitä, niin 1 tästä johtuvat voimat ja rasitukset kohdistuvat suuressa määrin katkaisulaitteen vastakappaleeseen ja runkoon ja vastaavasti terään kohdistuvat voimat ja rasitukset pienenevät. Halkaisuterä tulee puun päätä vasten katkoviivan L osoittamalla tavalla. Kun katkaisuterä 27 on i: 35 tullut lähelle halkaisuterää, niin sitä käännetään edelleen, niin että se on lopulta kuvan 6 f 5 f osoittamassa asennossa, jolloin puukappale samalla lopullisesti halkeaa ja katkeaa irti rungon päästä.

Kuvissa 7-11 kuvataan erittäin kaavamaisin ja pelkistetyin piirroksin laitteen toimintaa ja keksinnön mukaista menetelmää. Kuvassa 7 laite on asetettu pystyasennossa vasten puuta 5 niin, että sen runko 23 asettuu halutulla tavalla käsittelyrungon 7 sisään. Puu katkaistaan ."< yksikön 14 avulla. Puu pidetään sen jälkeen paikallaan käsittelyrungossa 7 kiinnipitoelinten, sitä kannattavan katkaisuterän ja mahdollisesti myös karsintayksikön avulla ja käsittely-runko käännetään nivelen 5 varassa asentoon, jossa puun tyvi tulee lähelle halkaisuterää 17 ja sitä kohti. Katkaisulaitteessa 14 avataan terä 27, ja sitä ja puomia 15 siirretään tyvestä 10 poispäin pilkkeen halutun pituuden mukainen matka. Näin on tehty kuvassa 9. Seuraavaksi puu katkaistaan tästä kohdassa suurimmaksi osaksi esimerkiksi kuvan 5 osoittamalla tavalla.

Ilmaisulla 'suurimmaksi osaksi' tarkoitetaan tässä esimerkiksi sitä, että 20 % poikkipinta-alasta on katkaisematta ja pitää katkaistavaa kappaletta kiinni rungossa. Joka tapauksessa huomattavasti suurempi osa poikkipinta-alasta on katkaistu kuin katkaisematta. Käytännössä 15 puu katkaistaan tässä vaiheessa käytännössä saadun kokemuksen pohjalta niin pitkälle kuin mahdollista mutta kuitenkin niin, että katkaistava kappale pysyy vielä varmasti kiinni run- -j gossa. Seuraavaksi runkoa 23 työnnetään (kuva 10) katkaisulaitteen ja sen siirtolaitteiden avulla eteenpäin niin, että katkaistava kappale puun päässä puristuu vasten halkaisuterää 17 ja halkeaa ja liikkeen loppuvaiheessa myös katkaisu suoritetaan loppuun (kuva 6). Katkais- * 20 tusta kappaleesta muodostuneet klapit 33 putoavat ja kulkeutuvat säiliöön 20. Siirron aikana jj karsintayksikön terät karsivat ylempää rungosta oksia. ,Seuraavassa vaiheessa (kuva 11) kat- .¾ kaisulaitteen 14 terä 27 taas avataan ja puomia ja teräyksikköä siirretään taas tyvestä pois- $ päin klapin pituuden mukainen matka ja niin edelleen. '

Jos keksinnön mukainen laite on tarkoitettu ripustettavaksi metsäkoneen puomiin, niin 25 ripustuspiste on silloin edullisesti nivelen 5 ja halkaisuterän 17 välillä. Keräys-ja kuljetus-säiliönä voi silloin toimia esimerkiksi metsäkoneen kuljetuskärry. Erilliseen hydrauliseen nostimeen kiinnitettäväksi laite soveltuu pienin runkomuutoksin. Silloin ripustaminen tehdään edullisesti laitteen painopisteestä ja traktorikiinnitykseen tarvittavat rakenteet jätetään pois. Keräys- ja kuljetussäiliönä voi silloin toimia koneen oma kuljetuslava.

30 Keksinnön mukaiselle ratkaisulle on ominaista, että katkaisulaitetta, joka on edullisesti leikkuri- tai giljotiinityyppinen katkaisulaite, käytetään olennaisesti hyväksi useissa eri tehtävässä: ensiksi puun kaatamisessa, sitten puun työntämisessä halkaisuterää vasten ja samalla rungon vetämisessä karsintayksikön läpi, niin että karsintaterät karsivat puuta, ja lopuksi puun katkaisemisessa loppuun. Ratkaisussa on olennaista ja sen tekee yksinkertai- £ 35 seksi se, että katkaisulaitteeseen liittyvä palkkirakenne, joka liukuu käsittelyrungossa esi- '',1 6 merkiksi vierintärullajärjestelyn avulla, toimii johteena sekä halkaisussa että karsinnassa ja puun syöttöliikkeessä.

Kuten edellä kuvatusta ilmenee, puu 23 painetaan käsittelyrungon 7 kourussa sen toisen sivuseinämän ja pohjan muodostamaan kulmaan, joka on edullisesti suora kulma. Ratkaisu 5 on edullinen, koska puuta tarvitsee painaa vain toiselta puolelta kulman suuntaan ja vastaavasti kiinnipitoclimet tarvitaan vain toisella sivulla. Siten myös puun ohetessa sen keskipiste siirtyy kulmaa kohden, ja kun halkaisuterä sijoitetaan kuvan 5 osoittamalla tavalla kulman puolittajaksi, niin puu halkeaa aina jokseenkin keskeltä. Kulman sivuille voidaan sijoittaa myös kiinteät karsintaterät, jolloin karsintayksikössä tarvitaan vähemmän teriä. Muuten 10 tämä kulma toteutetaan siten, että puu liukuu siinä helposti.

Keräys- ja kuljetussäiliö 20 voi olla esimerkiksi sopiva laatikko tai kori, joka voi olla siten kiinnitetty, että täyden säiliön tilalle on helppo vaihtaa uusi. Kuljetussäiliön voi muodostaa myös esimerkiksi korimainen rakenne, johon sijoitetaan ja kiinnitetään sopiva suur-säkki.

15 Keksintö ei rajoitu edellä kuvattuihin suoritusmuotoihin vaan voi vaihdella oheisten ' patenttivaatimusten sallimissa rajoissa.

j, s i ii 'a 'i a,

A

Claims (6)

1. Laite pilkkeiden valmistamiseksi puista, joka laite käsittää käsittelyrungon (7) ja sen yhteydessä kiinnipitolaitteet (6,12), katkaisulaitteen (14) ja karsintalaitteen (11) puuhun 5 tarttumista ja sen katkaisemista varten ensimmäisessä vaiheessa ja sitten puun (23) karsimiseksi, rungon katkaisemiseksi kappaleiksi ja kappaleiden halkaisemiseksi toisessa vaiheessa sekä erillään käsittelyrungosta (7) halkaisuterän (17), tunnettu siitä, että käsittelyrunko (7) on ripustettu nivelen (5) varaan sen kääntämiseksi toisen vaiheen toimenpiteitä varten asentoon, jossa siinä olevan puun (23) tyvi tulee kohti halkaisuterää (17), ja siitä, että katkaisu-10 laite (14) on varustettu (15,16) toimimaan katkaisemisen lisäksi myös puun (23) siirtäjänä sen karsimiseksi ja työntämiseksi vasten halkaisuterää (17).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että katkaisulaite (14) on kiinnitetty puomiin (15), joka on sovitettu liukumaan käsittelyrungossa (7), katkaisulaitteen toimintojen 15 toteuttamiseksi, j olioin sanottu puomi samalla toimii j ohteena puun karsimisessa j a halkaisemisessa.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että katkaisulaite (14) on leikkuri-tyyppinen ja käsittää ainakin yhden käyttölaitteella (32) varustetun terän (27). 20

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että katkaisulaite (14) on ohjattavissa katkaisemaan runko (23) ensiksi suurimmaksi osaksi mutta ei kokonaan, jolloin runko on siirrettävissä sanotun katkaisulaitteen avulla sen karsimiseksi ja työntämiseksi vasten halkaisuterää (17). 25

5. Menetelmä pilkkeiden valmistamiseksi puista laitteella, joka käsittää käsittelyrungon (7) ja sen yhteydessä kiinnipitolaitteet (6,12), katkaisulaitteen (14) ja karsintalaitteen (11) puuhun tarttumista ja sen katkaisemista varten ensimmäisessä vaiheessa ja sitten puun (23) karsimiseksi, rungon katkaisemiseksi kappaleiksi ja kappaleiden halkaisemiseksi toisessa vai- 30 heessa sekä erillään käsittelyrungosta (7) halkaisuterän (17), tunnettu siitä, että käsittely-runko (7), joka on tätä varten ripustettu nivelen (5) varaan, käännetään toisen vaiheen toimenpiteitä varten asentoon, jossa siinä olevan puun (23) tyvi tulee kohti halkaisuterää (17), ja siitä, että katkaisulaitetta (14) käytetään lisäksi myös puun (23) siirtäjänä sen karsimiseksi ja työntämiseksi vasten halkaisuterää (17). 35

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että katkaisulaite (14) ohjataan sanotussa toisessa vaiheessa kappaleiksi katkottaessa katkaisemaan runko (23) ensiksi suurimmaksi osaksi mutta ei kokonaan, jolloin runko on siirrettävissä sanotun katkaisulaitteen avulla sen karsimiseksi ja työntämiseksi vasten halkaisuterää (17). a