FI120952B - Harvesteri - Google Patents

Description

HARVESTERI

5 Tämän keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen harvesteri.

Perinteinen tunnettu sykeharvesteri on hydraulistoiminen sykeperiaatteella karsiva ja giljotiini-katkaisulaitteella varustettu pienpuu harvesteri, joka 10 on tarkoitettu pääasiassa kuitupuutavaran ja polttopuiden valmistukseen.

Sykeharvesteri on laite, joka kytketään metsätraktorin tai maataloustraktorin hydrauliskuormaimen rotaattoriin (kourankääntäjään) puutavarakouran paikalle, kun koura on ensin irrotettu. Kouran puristussylinterin hydraulis-letkut kytketään laitteen hydrauliikan liitäntöihin. Tällaisen harvesterin 15 etuna on keveys ja pieni öljyntarve, eli sitä voidaan käyttää kaikilla maataloustraktoreissa käytössä olevilla hydrauliskuormaimilla. Öljymäärän tarve ja tarvittava öljynpaine on niin pieni että laitetta voidaan käyttää traktoreissa vakioina olevalla hydraulispumpulla, ei tarvita lisäasennettua hydrauliikkaa.

20 Tällaisen harvesterin ’’huonona” ominaisuutena on hitaus karsinnassa, koska karsinta tapahtuu työntämällä hydraulissylinterillä karsintalaitetta edestakaisin. Karsintaa ei tapahdu sylinterin paluuliikkeellä, vaan karsittua puuta vedetään karsintalaitteella katkaisulaitteeseen päin. Tässä harveste-25 rissa on esim. yhden metrin, iskulla oleva karsintasylinteri. Yhdellä karsin-taiskulla voidaan karsia yhden metrin pituinen osa puunrungosta, tämän jälkeen tartutaan karsintaterillä kiinni runkoon tiukemmin ja vedetään paluuliikkeellä karsittua puuta yksi metri taaksepäin, jonka jälkeen tartutaan pitokäpälillä puun runkoon kiinni ja suoritetaan seuraava yhden met-30 rin karsintaisku. Laite on hydraulistoiminen, eli kaikki sylinterit ovat hydra ulissy (inter eitä.

Toinen tapa järjestää harvesterin karsintatoiminto on piikkirullaveto, joka on käytössä yleisesti isoja puita käsittelevässä tukkipuu harvestereissa.

35 Näissä on tehokkaat hydraulispumput ja korkeammat hydrauliikan paineet 2 kuin ”vakio” maataloustraktoreissa. Piikkivetorullia pyöritetään hyd-raulismoottoreilla joita on tavallisesti 2 kpl. jolloin ne vaativat pumpuilta 5 vähintään 160 litran / minuutissa öljyntuoton että piikkirullat pyörisivät tarpeeksi nopeasti ja karsinta olisi tehokasta. Karsintaterille on saatava riittävä nopeus kun ne kohtaavat oksan että se katkeaa, tätä voi hyvin verrata kirveellä iskemiseen oksaan, eli kirveelle on saatava riittävä nopeus että oksa katkeaa. Vakio- maataloustraktorissa on hydraulispumpun öljyn-10 tuotto vain 60 - 80 litraa / minuutissa ja öljynpaine 160 Bar. joten nämä eivät riitä hydraulismoottorikäyttöön, eikä piikkivetorullia voida näin ollen käyttää, vaan on käytettävä edellisissä kappaleissa esiteltyä hydraulissylin-terillä toimivaa karsintaa, eli sykekarsintaa.

15 Tämän keksinnön tavoitteena on aikaansaada harvesteri, jossa pienellä hyd-raulisöljyn tuotolla voidaan pyörittää vetorullia. Edelleen tavoitteena on sykeharvesteri jolla puun karsiminen on nopeampaa kuin nykyisillä syke-harvestereilla. Samalla tavoitteena on puun nopeampi liike sykeharvesteris-sa, jolloin myöskin puun pätkiminen nopeutuu, eli puun käsittely nopeutuu.

20

Edellä olevat haitat saadaan poistettua ja edellä kerrotut tavoitteet saavutetaan keksinnönmukaisella harvesterilla, jolle on tunnusomaista se, mitä on määritelty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten patenttivaatimusten kohteena.

25

Keksinnön tärkeimpänä etuna on se, että keksityssä harvesterissa syöttörul-lia voidaan pyörittää hydraulissylinterillä, jolloin karsiminen on nopeaa.

Eli puun syöttönopeutta saadaan huomattavasti lisättyä, pienellä öljyn-tuotolla. Syöttönopeuden lisääntymisen ansiosta myös karsintanopeus li-30 sääntyy, koska karsinta suoritetaan syöttöliikkeellä. Keksityllä sykeharves-terilla puu liikkuu vetorullien vetämänä samalla kun karsintaterät liikkuvat puun runkoa pitkin, puun liike on yli kaksinkertainen verrattuna liikkeeseen ilman vetorullia. Koska vetorullia pyöritetään hydraulissylinterillä, saadaan vetorullat pyörimään pienellä öljynpaineella ja pienellä öljyn-35 tuotolla. On selvää, että keksityn sykeharvesterin avulla saavutetaan suurta 3 taloudellista säästöä metsänhoidossa.

5 Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti oheisiin kuvioihin viitaten.

Kuvio 1 esittää erästä tunnettua sykeharvesteria, osittain leikattuna, kohtisuoraan sivusta katsottuna.

10

Kuvio 2 esittää kuvion 1 tunnettua sykeharvesteria yläviistosti katsottuna.

Kuvio 3 esittää keksittyä sykeharvesteria, käännettynä puun karsinta ja pätkintä asentoon, kohtisuoraan sivusta katsottuna, kuviossa vetorullia pyö-15 ritetään vaijereiden avulla.

Kuvio 4 esittää kuvion 3 keksittyä sykeharvesteria kohtisuoraan yläpuolelta katsottuna.

20 Kuvio 5 esittää kuvioiden 3 ja 4 keksittyä sykeharvesteria kohtisuoraan sivusta katsottuna, kuviossa on esitetty vetorullan palautusjousi.

Kuvio 6 esittää kuvioiden 3, 4 ja 5 keksittyä sykeharvesteria kohtisuoraan päältä katsottuna, puun karsinnan aloitus asennossa eli karsintalaite on ns. 25 sisässä.

Kuvio 7 esittää kuvioiden 3, 4, 5 ja 6 keksittyä sykeharvesteria kohtisuoraan päältä katsottuna, puun karsinta liikkeen aikana eli karsintalaite on tulossa ns. ulos, siirtymässä puun rungon pintaa pitkin samalla karsien puuta.

30

Kuvio 8 esittää erästä toista keksittyä karsintalaitetta kohtisuoraan päältä katsottuna, kuviossa vetorullia pyöritetään hammastankojen ja hammaspyörien avulla.

35 Kuvio 9 esittää erästä kolmatta keksittyä sykeharvesteria kohtisuoraan 5 4 sivusta katsottuna, kuviossa on esitetty vetorullaa pyörittävän vaijerin ohjain.

Kuvio 10 esittää kuvion 9 sykeharvesteria kohtisuoraan päältä katsottuna, kuviossa on esitetty vetorullia pyörittävien vaijereiden ohjainrullat.

Kuvio 11 esittää erästä neljättä keksittyä harvesteria kohtisuoraan sivusta 10 katsottuna.

Kuvio 12 esittää kuvion 11 harvesteria kohtisuoraan päältä katsottuna.

Kuviossa 1 ja 2 on esitetty nykyisin tunnettu sykeharvesteri, joka sisältää 15 mm. seuraavat osat giljotiini katkaisulaite 1, jossa on terällä 21 varustettu katkaisusylinteri 8 ja giljotiinin vastinkäpälät 12. Tunnetussa sykeharveste-rissa on runko 2 (putki), joka on teräslevystä valmistettu neliöputki. Kar-sintalaite 3 on myös neliöputki joka menee runkoputken 2 sisälle ja liukuu siellä edestakaisin. Rungossa 2 on pitokäpälät 4, näillä pidetään puunrun-20 koa 17 kiinni, ettei se liukuisi eteenpäin karsintatapahtuman aikana. Tiltin varsi 5, tämän varren 5 avulla sykeharvesteri ripustetaan hydraulikuormai-men rotaattoriin. Sykeharvesteri on kuvioissa 1 ja 2 vaakasuorassa, eli karsinta-asennossa. Käytännössä varsi 5 on aina pystyssä, tilttisylinterillä 10 käännetään sykeharvesteri joko pystyyn, jolloin kaadetaan pystyssä oleva 25 puu, tai vaaka-asentoon, jolloin karsitaan ja katkotaan vaakasuorassa olevaa puuta 17. Puun 17 karsinta tapahtuu siten, että karsintalaitetta 3 työnnetään sylinterillä 9 ulospäin, samanaikaisesti karsintaterät 6 on laitettu karsinta-asentoon puunpintaa pitkin kulkevaksi, jolloin karsintaterät 6 karsivat puun 17. Ennen karsinnan alkua puu lukitaan paikoilleen pitokäpä-30 Iillä 4, ettei puu pääse liukumaan karsintalaitteen 3 mukana. Ennen karsin-talaitteen 3 paluuiskun alkua karsintaterät 6 puristetaan tiukasti puun ympärille ja pitokäpälät 4 avataan, jolloin karsittua puuta voidaan vetää kar-sintasylinterillä 9 taaksepäin, jolloin puu liukuu avattujen (giljotiinin käpälien) pitokäpälien 12 sisällä. Karsimista jatketaan puristamalla pitokäpälil-35 lä 12 puun runko taas kiinni ja suoritetaan uusi karsintaisku. Katkaisu 5 tehdään kun on suoritettu esim. 3 karsintaiskua, tällöin puu tullut ulos 3 m. Giljotiinin eli pitokäpälien 12 ollessa kiinni painetaan puu poikki katkaisu-5 laitteessa 1 olevan sylinterin 8 käyttämän terän 21 avulla, pitokäpälien osa 12 etuosia vasten. Hydrauliventtiilistö 7, jota käytetään sähkökaapelinavul-la traktorin tai metsäkoneen ohjaamosta. Giljotiinisylinterin 8 voimalla suoritetaan pystyssä olevan puun katkaisukaato ja karsitun puun katkaisut sopivan pituisiksi. Karsintalaitteen hydraulisylinteri 9, joka työntää ja ve- 10 tää karsintalaitetta edestakaisin karsinnan aikana. Tilttisylinteri 10 tällä harvesteri ja pystyssä oleva puu kaadetaan kun se on katkaistu, sekä karsinnan ja katkonnan jälkeen nostetaan harvesteri pystyyn seuraavan puun kaatoa varten. Karsintaterien avaus- ja sulkusylinteri 11. Giljotiinin pito-käpälät 12 nämä puristetaan aina ennen katkaisua puun ympäri ja työnne-15 tään katkaisuterä puun läpi poikkisuunnassa jolloin se katkeaa.

Kuvioissa 1 ja 2 esiteltyyn perusharvesteriin on lisätty kuvioissa 3-10 esi-tetysti pitokäpälien sijalle vetorullat 13 (Piikkirullat). Keksitysti yhtä tai useampaa vetorullaa 13 tai vetorullia 13 pyöritetään yhdellä tai useammalla 20 hydraulissylinterillä. Kuvioissa on esitetty, että vetorullaa 13 tai vetorullia 13 pyöritetään yhdellä tai useammalla rungon 2 sisään sijoitetulla hydraulissylinterillä 9 tai 24. Kuvioissa 3-10 vetorullia 13 pyöritetään hydraulissylinterillä 9, joka liikuttaa karsintalaitetta 3. Kuvioissa 11 ja 12 vetorullia 13 pyöritetään hydraulissylinterillä 24, tämä sylinteri ei liikuta 25 karsinta 3 päätä, koska karsintaosat ovat puunrungon 17 paksuuden mukaan kääntyvästi kiinni rungossa 2.

Kuviossa 3-10 puunrungon 17 karsinta suoritetaan karsintalaitteen 3 syöt-töliikkeellä, syöttö tapahtuu siten, että karsintalaite 3 on kytketty pyörit-30 tämään yhtä tai useampaa vetorullaa 13 karsintalaitteen 3 ulostuloliikkeel-lä.

Kuvioissa 3 - 7 on esitetty eräs keksinnöllinen ratkaisu vetorullien 13 pyörittämiseksi, vetorullat 13 on kytketty vaijereiden 14 välityksellä karsinta-35 laitteen 3 karsintapäähän, jota rungon sisällä oleva karsintasylinteri 9 6 työntää karsittaessa ulospäin. Karsintaterien 6 runkoon 3 on kiinnitetty vaijerit 14, joiden toiset päät on kierretty vetorullissa 13 oleviin vaijerike-5 loihin 15, jotka pyörittävät piikkirullia 13 päinvastaiseen suuntaan kuin karsimapään liike 3. Vetorullassa 13 on yksi tai useampi vaijerikela 15, johon vaijeri 14 kelautuu, palautusjousen 18 vetämänä, sylinterin 9 tai 24 paluuliikkeen aikana. Vetorullassa 13 on yksi tai useampi palautusjousi 18 vaijerin 14 kiertämiseksi vaijerikelalle 15. Vetorullia painetaan hyd-10 raulisylintereillä 16 karsittavaa puunrunkoa 17 vasten, joten kun karsima-pää 3 työntyy eteenpäin vaijerit 14 pyörittävät vetorullia 13 ja vetävät puuta kaksinkertaisen määrän päinvastaiseen suuntaan. Puunrunko 17 liukuu suljettujen karsinterien 6 ja giljotiinin käpälien 12 sisällä, kun sopiva määrä puunrungosta 17 on karsittu, painetaan se poikki giljotiinisylinteriin 8 15 kytketyllä terälaitteella 21. Karsintamatkaa saadaan näin yhdellä karsin-pään iskulla entisen 1 metrin sijasta jopa 3 metriä. Karsintamatkaan, sekä nopeuteen vaikuttaa vetorullan 13 vaijerikelan 15 halkaisija ja sylinterin 9 liikenopeus. Piikkirullan 13 sisällä on palautusjousi 18, joka pyörittää vai-jerikelaa 15. ja piikkirullaa 13 takaisinpäin kelaten vaijerin 14 takaisin 20 uraansa, karsintalaitteen 3 paluuiskun tapahtuessa. Hydraulisylinterit 16 kääntävät piikkirullia, ja painavat niitä karsinnan aikana puunrunkoa 17 vasten. Kun sykeharvesterin karsintasylinterillä 9 tehdään oksia karsivaa liikettä menevät vetorullat 13 puun runkoon kiinni erillisten sylintereiden 16 avulla. Karsintapäähän 3 ja vetorullan 13 (syöttörullan) akselille kiinni-25 tetty vaijeri 14 pyörittää syöttörullaa 13 karsintaliikkeellä. Karsintasylinte-rin 9 paluuliikkeen aikana syöttörullat 13 eivät ole kiinni puun rungossa 17 ja näin jousivoiman, palautusjousen 18, avulla syöttörullan vaijeri 14 kelautuu takaisin syöttörullan 13 akselilla olevalle vaijerikelalle 15.

30 Kuviossa 8 on esitetty, että keksitysti vetorullia 13 voidaan pyörittää yhden tai useamman hammastangon 19 ja yhden tai useamman välihammaspyörän 20, sekä yhden tai useamman vetorullahammaspyörän 22 välityksellä.

Rungon 2 yläpuolella olisi hammastanko 19, joka pyörittää välihammaspyö-35 rien 20 avulla piikkirullia 13 (vetorullia), joita painettaisiin 7 hydraulisylinterien 16 avulla karsittavan puun runkoa 17 vasten. Tässä hammastanko 19 mallissa laitteen painopiste kuitenkin nousee hieman 5 ylemmäksi, joka heikentää laitteen käytettävyyttä. Ilmeisesti laitteesta tulisi painavampi, joka heikentäisi näin myös sen käytettävyyttä. Toiminta on yhtä hyvä kuin vaijerikäytöllä ja hammastankokäyttö olisi ehkä luotettavampi, sillä vaijerit eivät pääse sotkeentumaan eikä palautusjousia tarvittaisi.

10

Kuvioissa 3 - 7 on esitetty, että keksitysti vetorullaa 13 pyöritetään yhden tai useamman vaijerin 14 vetämänä, joka tai jotka ovat kytketty vetorullaan 13 ja toinen vaijerin 14 pää on kytketty karsintalaitteeseen 3. Vetorullassa 13 on yksi tai useampi vaijerikela 15. Vetorullassa 13 on yksi tai useampi 15 palautusjousi 18 vaijerin 14 kiertämiseksi vaijerikelalle 15. Vetorullia 13 painatetaan puunrunkoa 17 vasten yhdellä tai useammalla vetorullan paina-tussylinterillä 16.

Kuviossa 8 on esitetty, että keksitysti ainakin yhtä vetorullaa 13 pyöritetään 20 karsintalaitteeseen 3 kiinnitetyllä ainakin yhdellä hammastangolla 19 yhden tai useamman hammaspyörän 20, 22 avulla. Hammaspyörät voivat olla sijoituksensa mukaan nimetty esim. välihammaspyörä 20 ja vetorullahammas-pyörä 22 25 Keksitysti kuvioista poiketen keksintö voidaan ratkaista myös siten, että ainakin yhtä vetorullaa 13 pyöritetään yhdellä tai useammalla ketjulla, kuten esim. rullaketjulla tai Ievykimppuketjulla.

Keksitysti kuvioista poiketen keksintö voidaan ratkaista myös siten, että 30 ainakin yhtä vetorullaa 13 pyöritetään yhdellä tai useammalla hihnalla kuten esim. hammashihnalla.

Kuvioissa 9 - 12 on esitetty, että yhdellä tai useammalla ohjaimella 23 ohjataan vaijerin 14 tai ketjun tai hihnan kulkua. Kuvioissa ohjain 23 on ns.

35 taittorulla. Kuvioissa 9 ja 10 ohjaimet 23 on kiinnitetty runkoon 2 lähelle «k 8 vetorullia 13, tämä sijoitus siirtää vaijerit 14 kulkemaan rungon 2 lähelle, jolloin ne ovat hyvin suojassa ulkopuolisilta rasituksilta. Edelleen ohjainten 5 23 läheisen sijoituksen ansiosta vaijerit 14 vetävät vetorullia 13 kohti puun runkoa 17, jolloin sylinterien 16 rasitus pienenee. Erään keksityn rakenneratkaisun mukaisesti voidaan sylinterit 16 muuttaa vain vetorullat 13 avaa-vaksi, koska vaijerit 14 vetävät vetorullat 13 kiinni puunrunkoon 17.

10 Kuvioissa 11 ja 12 on esitetty harvesteri, jossa ei ole pituussuunnassa liikkuvaa karsintalaitetta, vaan karsintaterät ovat avautuvasti ja sulkeutuvasti kiinni harvesterin rungossa 2. Rungon 2 hydraulisventtiilistön 7 puoleisessa päässä on katkaisulaite 1 ja rungon 2 toisessa päässä on karsintaterät 6, lisäksi rungon 2 päässä on kiinteä karsintaterä. Vetorullia 13 pyöritetään 15 rungon 2 sisään sijoitetulla hydraulissylinterillä 24 vaijerin 14 avulla. Hyd-raulissylinterin 24 männän päähän on laitettu pyöreä painin, tämä painin painaa vaijeria 14 mutkalle, jolloin vaijeri 14 vetäytyy rungon 2 sisään tait-torullien 23 kautta, vetäytyessään vaijeri 14 pyörittää vetorullia 13. Kuvioissa vaijeri 14 yltää vetorullalta 13 toiselle vetorullalle 13. Vaijeri 14 voisi 20 olla myös kiinnitetty hydraulissylinterin 24 männänvarren päähän.

Kuvioiden 11 ja 12 harvesterin karsinta tapahtuu siten, että vetorullat 13 painuvat puunrunkoa 17 vasten sylinterien 16 painamana ja samalla karsintaterät 6 siirtyvät karsinta-asemaan puunrungon 17 kylkeen. Pitokäpälät 4 25 avataan tai avautuvat. Hydraulissylinteri 24 alkaa vetää vaijeria 14, jolloin vetorullat 13 alkavat siirtää puunrunkoa 17. Puunrunko 17 karsiintuu siirtyessään. Kun hydraulissylinterin 24 männänvarsi on ulkona, kääntävät sylinterit 16 vetorullat 13 irti puunrungosta 17. Hydraulissylinteri 24 vetää männänvarren sisään, jolloin vaijeri 14 vapautuu. Vaijeri 14 kelautuu vaije-30 rikelalle 15 palautusjousen 18 vetämänä. Uusi puunrungon 17 karsintaliike alkaa kun sylinteri 16 painaa vetorullan 13 vasten puunrunkoa 17. Puunrungon 17 katkaisu tehdään halutussa kohdassa katkaisulaitteella.

Kaikki keksityn harvesterin osat voidaan valmistaa tunnetuista metalleista 35 käyttäen tunnettua koneenrakennustekniikkaa.

9

Alan ammattimiehelle on selvää, ettei keksintö rajoitu vain edellä esiteltyihin vaihtoehtoihin, vaan monet muunnokset ovat mahdollisia oheisten suoja-5 vaatimusten määrittämän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa. Muunnosvaih-toehdoista on mainittava, että puunrungon 17 katkaisu voidaan tehdä muullakin katkaisulla kuin kuvioissa esitetyllä giljotiini katkaisulaitteella 1, puunrunko 17 voidaan katkaista esim. ketjusahalla tai muulla tunnetulla katkaisu tavalla. Hydraulissylintereitä 24 voi olla myös useampi kuin kuvi-10 oissa esitetty yksi sylinteri esim. kummallekin vetorullalle 13 voi olla oma hydraulissylinterinsä 24.

Claims (10)

1 .Harvesteri, käytettäväksi puun käsittelyyn, kuten kaatamiseen, karsimi-5 seen, katkomiseen ja puun mittaamiseen, harvesterissa on runko (2), yksi tai useampi vetorulla (13) puunrungon (17) siirtämiseksi, tunnettu siitä, että vetorullaa (13) tai vetorullia (13) pyöritetään yhdellä tai useammalla hydraulissylinterillä. 10

2.Patenttivaatimuksen 1 mukainen harvesteri, tunnettu siitä, että veto- rullaa (13) tai vetorullia (13) pyöritetään yhdellä tai useammalla rungon (2) sisään sijoitetulla hydraulissylinterillä (9 tai 24).

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen harvesteri, tunnettu siitä, että veto-15 rullaa (13) pyöritetään yhden tai useamman vaijerin (14) vetämänä, joka tai jotka ovat kytketty vetorullaan (13) ja toinen vaijerin (14) pää on kytketty karsintalaitteeseen (3) tai hydraulissylinteriin (24).

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen harvesteri, tunnettu siitä, että veto-20 rullassa (13) on yksi tai useampi vaijerikela (15).

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen harvesteri, tunnettu siitä, että veto-rullassa (13) on yksi tai useampi palautusjousi (18) vaijerin (14) kiertämiseksi vaijerikelalle (15). 25

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen harvesteri, tunnettu siitä, että veto-rullia (13) painatetaan puunrunkoa (17) vasten yhdellä tai useammalla veto-rullan painatussylinterillä (16). 30

7.Patenttivaatimuksen 1 mukainen harvesteri, tunnettu siitä, että aina kin yhtä vetorullaa (13) pyöritetään karsintalaitteeseen (3) kiinnitetyllä ainakin yhdellä hammastangolla (19) yhden tai useamman hammaspyörän (20, 22) avulla. 35 %

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen harvesteri, tunnettu siitä, että ainakin yhtä vetorullaa (13) pyöritetään yhdellä tai useammalla ketjulla, kuten 5 esim. rullaketjulia tai levykimppuketjulla.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen harvesteri, tunnettu siitä, että ainakin yhtä vetorullaa (13) pyöritetään yhdellä tai useammalla hihnalla kuten esim. hammashihnalla. 10

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen harvesteri, tunnettu siitä, että yhdellä tai useammalla ohjaimella (23) ohjataan vaijerin (14) tai ketjun tai hihnan kulkua.