FI121158B - Harvesterin katkaisulaite - Google Patents

Description

HARVESTERIN KATKAISULAITE

Keksinnön kohteena on harvesterin katkaisulaite, joka on asennettu harvesteripää-hän harvesterilla käsiteltävien puiden kaatamiseksi ja katkaisemiseksi halutun mittaisiksi tukeiksi.

5 Nykyisin harvestereissa käytettävät katkaisulaitteet ovat yleensä ketjusahoja, joihin kuuluu sahausliikkeen tekevä terälaippa, johon on asennettu käyttölaitteen avulla pyöritettävä teräketju.

Nykyisten harvestereissa käytettävien katkaisulaitteiden epäkohtana on se, että katkaisulaitteena oleva ketjusaha vaatii suhteellisen usein huoltoa, koska mm. jat-10 kuvasti kasvaneiden leikkuunopeuksien takia ketjusahan teräketju kuluu ja tylsyy nykyisissä harvesteripäissä erittäin nopeasti. Lisäksi suurella nopeudella liikkuva teräketju aiheuttaa katketessaan suuren turvallisuusriskin metsäkoneen ympärillä työskenteleville henkilöille.

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada harvesterin katkaisulaite, jolla poistetaan 15 edellä mainittuja ongelmia. Erityisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin harvesterin katkaisulaite, jossa katkaisulaitteen leikkuuterien huoltoväli on aikaisempaa pidempi ja johon ei liity katkeavasta teräketjusta aiheutuvaa turvallisuusriskiä metsäkoneen lähistöllä työskenteleville/liikkuville ihmisille. Lisäksi keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin harvesterin katkaisulaite, joka on nykyisin tunnettuja 20 katkaisulaitteita monikäyttöisempi.

Keksinnön tarkoitus saavutetaan harvesterin katkaisulaitteella, jolle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksissa.

Keksinnön mukaisessa harvesterin katkaisulaiteessa harvesterin katkaisulaiteeseen kuuluu harvesteripäähän kiinnitettävä runko, johon on kiinnitetty ainakin kaksi 25 vierekkäin olevaa ja ainakin jonkin matkaa pääasiassa lineaarista liikerataa rungosta poispäin ja takaisin runkoon päin liikutettavaa sirkkelisahaa puun runkojen katkaisemiseksi. Tällaisen katkaisulaitteessa puun rungot sahataan poikki pyörivien sirkkeliterien avulla. Sirkkeliterät vaativat vähemmän tehoa ja kestävät yleensä huomattavasti enemmän kulutusta kuin nykyisissä katkaisulaitteissa käytettävä 30 teräketju, mistä johtuen tällaisen katkaisulaitteen terien huoltoväli on huomattavasti pidempi kuin nykyisissä ketjusahoissa. Lisäksi sirkkeliterien etuna on nykyisin käytettäviin teräketjuihin nähden on se, että vältytään ketjunko sta aiheutuvilta turvallisuusriskeiltä. Edelleen tällaisilla sirkkelisahoilla varustettu katkaisulaite on nykyisin tunnettua ketjusahaan perustuvaa katkaisulaitetta monikäyttö!- 2 sempi, koska sitä voidaan käyttää puiden kaadon ja katkaisun lisäksi raivaussahana sirkkelisahojen ollessa rungon ulkopuolelle liikutettuna.

Eräässä keksinnön mukaisen harvesterin katkaisulaitteen sovelluksessa siirtome-kanismit ovat toimilaitteilla liikutettavia suoravientimekanismeja. Tällaisesta sirk-5 kelisahojen liikutettavasta kiinnityksestä saadaan helposti kestävä, jäykkä ja varmatoiminen. Lisäksi suoravientimekanismiin kuuluvien vipuvarsien nivelöinti voidaan toteuttaa helposti niin, etteivät sahanpuru ja muut puusta irtoavat roskat sekä pöly aiheuta haittaa siirtomekanismin toiminnalle.

Eräässä keksinnön mukaisen harvesterin katkaisulaitteen sovelluksessa sirkkeli) lisahoissa on oma käyttölaite sirkkeliterän pyörittämiseksi. Tämän ansiosta sirkkelisahat eivät vaadi välityslaitteistoa sirkkelisahojen ja rungon välille, jolloin sirkkelisahojen siirtomekanismista saadaan tältä osin mahdollisimman yksinkertainen ja siten valmistuskustannuksiltaan edullinen.

Seuraavassa keksintöä selostetaan tarkemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, 15 joissa kuvassa 1 on esitetty edellisten kuvien mukainen harvesterin katkaisulaite edestäpäin sirkkelisahojen ollessa rungon sisältä ulos liikutettuna, kuvassa 2 on esitetty kuvan 1 mukainen harvesterin katkaisulaite edestäpäin sirkkelisahojen ollessa rungon sisällä, ja 20 kuvassa 3 on esitetty eräs keksinnön mukainen harvesterin katkaisulaite harveste-ripäähän asennettuna viistosti harvesteripään etupuolelta katsottuna.

Kuvien 1-3 mukainen harvesterin katkaisulaite on muodostettu rungosta 1, kahdesta runkoon kiinnitetystä siirtomekanismista 2a ja 2b ja näihin asennetuista sirkkelisahoista 3a ja 3b sekä siirto mekanismeja liikuttavista toimilaitteista 4a ja 4b.

25 Runko 1 on kuvien 1-3 mukaisessa harvesterin katkaisulaitteessa teräslevyrakenne, johon kuuluu kiinnitysosa 5 suojaosa 6 ja liitososa 7. Kiinnitysosa 5 on pystysuuntaisen keskilinjansa suhteen symmetrinen levykappale, jonka oikealle puolelle on asennettu siirtomekanismin 2a välityksellä sirkkelisaha 3a ja vasemmalle puolelle siirtomekanismin 2a välityksellä sirkkelisaha 3b. Suojaosa 6 on kuvassa 1 30 esitetyllä tavalla kiinnitysosan yläpuolelle kiinnitetty uramaisilla reiällä rei’itetystä levystä valmistettu rungon yläreunan muotoiseksi muotoiltu levyrakenne, jonka tarkoituksena suojata siirtomekanismeja ja sirkkelisahoja ulkopuolisilta kappaleilta sekä toisaalta mm. estää koneen käyttäjää huollon tms. aikana loukkaamasta itseään teräviin sirkkelinteriin. Liitososa 7 on rungon etuosassa oleva osa, jossa on 3 kiinnitysreikiä, joista katkaisulaite voidaan kiinnittää ruuvien avulla muuhun har-vesteripäähän. Liitososa 7 on yhdistetty kuvissa esitetyllä tavalla rungon eri osien välille yhdistetyillä levyrakenteilla kiinnity so saan 5 ja suojaosaan 6. Liitososan 7 kiinnitysreiät voidaan sijoittaa harvesteripäästä riippuen tapauskohtaisesti sekä 5 tarvittaessa liitososaan voidaan kiinnittää/liittää tarvittavia lisäliitososia joiden avulla katkaisulaite saadaan kiinnitettyä useimpiin tavanomaisiin nykyisin tunnettuihin harvesteripäihin.

Siirtomekanismit 2a ja 2b ovat tässä sovelluksessa Evansin suoravientimekanismeja. Siirtomekanismit 2a ja 2b on muodostettu kiinnitysvarsista 8a ja 8b, siirto-10 varsista 9a ja 9b sekä ohjausvarsista 10a ja 10b. Kiinnitysvarret 8a ja 8b on kiinnitetty rungon 1 puoleisesta päästään kääntyvällä kiinnityselimellä 11a ja 11b rungon kiinnitysosaan 5. Kiinnitysvarsien 8a ja 8b toiseen päähän on kiinnitetty kääntyvillä kiinnityselimillä 12a ja 12b ensimmäisestä päästään siirtovarret 9a ja 9b. Siirtovarsien 9a ja 9b toiseen päähän on asennettu sirkkelisahat 3a ja 3b. Ohja-15 usvarret 10a ja 10b on kiinnitetty kuvissa esitetyllä tavalla kääntyvillä kiinnityselimillä 13a, 13b, 14a ja 14b rungon liitososan 5 ja siirtovarsien 9a ja 9b keskikohdan välille. Tällöin kiinnitysvarret 8a ja 8b, siirtovarret 9a ja 9b sekä ohjaus-varret 10a ja 10b muodostavat suoravientimekanismin, jota käännettäessä siirto-varsien päässä olevat sirkkelisahat liikkuvat välimatkan verran likimäärin lineaa-20 rista liikerataa pitkin. Kiinnitysvarsi, siirtovarsi ja ohjausvarsi ovat pituudeltaan sellaisia, että niistä muodostuvan suoravientimekanismin liikeradan lineaarinen osuus on niin pitkä, että sirkkelinterä ulottuu tällä matkalla suurimpienkin katkaisulaitteella katkaistaviksi tarkoitettujen puiden runkojen puolelta toiselle, jolloin kahden vierekkäin olevan sirkkelisahan liikuttaminen tämän lineaarisen liikemat-25 kan verran aikaansaa puun runkojen sahautumisen poikki. Ohjausvarret 10a ja 10b ovat lisäksi pituudeltaan säädettäviä. Ohjausvarsien pituuden muuttaminen vaikuttaa siirtovarsien päissä olevien sirkkelisahojen liikerataan niin, että lyhentämällä ohjaus varsia sirkkelisahat saadaan lähemmäs toisiaan ja pidentämällä ohjaus varsia sirkkelisahat saadaan kauemmas toisistaan. Näin ollen esim. sirkkeliterien 30 kulumista ja halkaisijan muuttumista voidaan hieman kompensoida säätämällä ohjausvarsien pituutta. Ohjausvarsien pituussäätö mahdollistaa myös sirkkeliterien vaihtamisen halkaisijaltaan jonkin verran suurempiin tai pienempiin sirkkeliteriin. Tällöin on kuitenkin huomioitava se seikka, että ohjausvarsien pituuden muuttaminen vaikuttaa myös siirtomekanismien tuottaman lineaariliikkeen pituuteen.

35 Sirkkelisahoihin 3a ja 3b kuuluu hydraulimoottorit 15a ja 15b ja niiden akseleille 16a ja 16b asennetut sirkkeliterät 17a ja 17b. Hydraulimoottorit 15a, 15b on kiin- 4 riitetty siirto varsien 9a ja 9b päihin muodostettuihin uramaisiin aukkoihin 18a ja 18b kiinnitysruuveilla 19a-d siirto varren pituussuunnassa uramaisten aukkojen 18a ja 18b salliman matkan verran säädettävästi. Hydraulimoottoreiden 15a ja 15b hydrauliikkaletkut (ei esitetty kuvassa) on johdettu hydraulimoottoreiden takaa 5 harvesteripään runkoon sijoitetuille hydrauliikkaliittimille. Sirkkeliterät 17a ja 17b on asennettu hydraulimoottoreiden akseleille 16a ja 16b niin, että sirkkeliterä 17a on hieman enemmän kuin terän paksuuden verran ulompana hydraulimoottorista 15a kuin sirkkeliterä 17b on hydraulimoottorista 15b. Sirkkeliterät 17a ja 17b ovat kuvassa 1 esitetyllä tavalla toistensa peilikuvia eli niiden pyörimissuunnat ovat 10 toisiinsa nähden vastakkaiset. Limityksen ansiosta sirkkeliterät eivät voi osua toisiinsa, vaikka sirkkeliterien kärjet ovat katkaisuliikkeen aikana terien muodostaman tason suunnassa hieman päällekkäin.

Siirtomekanismeja 2a ja 2b liikuttavat toimilaitteet 4a ja 4b ovat tässä sovelluksessa kaksitoimisia hydraulisylintereitä. Ne on kiinnitetty kiinteästä päästään kään-15 tyvillä kiinnityselimillä 21a ja 21b kiinnitysvarsien 8a ja 8b rungon puoleisissa päissä olevien kääntyvien kiinnityselimien 11a ja 11b toiselle puolelle ulottuviin jatko-osiin 20a ja 20b sekä liikkuvasta päästään kääntyvillä kiinnityselimillä 22a ja 22b siirtovarsiin 9a ja 9b. Toimilaitteiden 4a ja 4b hydrauliikkatulot ja -lähdöt on kytketty sopivilla, sinänsä tunnetuilla hydrauliikkaletkuilla harvesteripään hyd-20 rauliikkaliittimiin (ei esitetty kuvissa).

Kuvien 1-3 mukainen harvesterin katkaisulaite on kuvassa 3 esitetyllä tavalla kiinnitetty harvesteripäähän, johon kuuluva karsintapää on esitetty tarkemmin aikaisemmassa suomalaisessa patenttihakemuksessamme nro 20070322. Tällaisella harvesteripäällä puita kaadettaessa tartutaan puuhun harvesteripään syöttölaitteilla 25 ja karsintaterillä sopivalta korkeudelta puun tyvestä. Tällöin katkaisulaitteen rungon 1 kiinnitysosa 5 puristuu puuta vasten siten, että puu on sirkkelisahojen 3a ja 3b sirkkeliterien 17a ja 17b välissä. Ennen katkaisuliikkeen aloittamista käynnistetään sirkkelisahat 3a ja 3b. Tämän jälkeen aloitetaan katkaisuliike kääntämällä toimilaitteiden 4a ja 4b avulla siirtomekanismien 2a ja 2b siirtovarsia 9a ja 9b run-30 gon 1 suojaosan 6 sisältä poispäin. Tämän seurauksena myös ohjausvarret 10a ja 10b kääntyvät rungosta poispäin, jolloin siirto varret 9a ja 9b ohjaavat kiinnitysvar-sia 8a ja 8b ohjausvarsien liikeradan kaarevuuden määräämällä tavalla rungon sivuille. Tällöin siirtovarsien 9a ja 9b päiden kaarevan liikeradan ja ohjausvarsien 10a ja 10b päiden kaarevan liikeradan liikkeet summautuvat toisiinsa. Koska nämä 35 liikeradat ovat jotakuinkin saman verran päinvastaisiin suuntiin kaarevia, on siirtovarsien 9a ja 9b päässä olevien sirkkelisahojen 3a ja 3b liike likimain suoravii- 5 väistä. Toisin sanoen toimilaitteiden 4a ja 4b liikkuvan pään liike (hydraulisylinte-rin liikkuvan pään liikematkalla) aikaansaa sirkkelisahojen liikkumisen likimain suoraviivaisesti kuvassa 2 esitetystä asennosta kuvassa 1 esitettyyn asentoon. Tämän liikkeen aikana sirkkelisahojen 3a ja 3b sirkkeliterät 17a ja 17b ovat koko 5 ajan kuvassa 1 esitetyllä tavalla hieman päällekkäin, ohjausvarsien 10a ja 10b pi-tuussäädöistä riippuen. Tästä johtuen hydraulimoottoreiden pyörittämät sirkkeliterät sahaavat suoravientimekanismin tuottaman liikkeen tuloksena harvesteri-kourassa olevan puun kokonaan poikki.

Puun rungon katkaisun jälkeen siirtomekanismit 2a ja 2b sekä sirkkelisahat 3a ja 10 3b liikutetaan takaisin alkuasentoon toimilaitteiden 4a ja 4b paluuliikkeen avulla. Tämän jälkeen aloitetaan puun karsinta kallistamalla puu ensin harvesteripäällä tavanomaiseen tapaan vaakasuoraan karsinta-asentoon. Karsinnan aikana puuta siirretään harvesteripään syöttölaitteilla tyvestä latvaa kohti vaiheittain katkaistavan tukin pituinen matka kerrallaan. Siirtoliikkeen aikana karsintaterät katkaisevat ja 15 irrottavat kaikki niiden eteen tulevat puun oksat. Tukkien katkaisu kuvissa 1-3 esitetyllä harvesterin katkaisulaitteella tapahtuu samalla periaatteella kuin tunnetuilla ketjusahatyyppisillä katkaisulaitteilla varustetuissa harvesteripäissä eli puun kar-sintaliike pysäytetään katkaisun ajaksi, mikä jälkeen käynnistetään sirkkelisahat 3a ja 3b sekä suoritetaan sahausliike liikuttamalla sirkkelisahoja siirtomekanismien 20 2a ja 2b välityksellä edellä selostetulla tavalla, jolloin puun runko katkeaa ja tukki putoaa maahan tai mahdollisesti alla olevaan kuormavaunuun.

Kuvien 1-3 mukaista harvesterin katkaisulaitetta voidaan käyttää puiden kaatamisen ja tukeiksi katkaisemisen lisäksi raivaussahana. Tällöin sirkkelisahoja 3a ja 3b liikutetaan siirtomekanismien 2a ja 2b avulla sopivalla tavalla ulospäin rungon 1 25 sisältä. Jos katkaisulaite on harvesteripään yhteydessä, harvesteripään karsintaterät ja syöttölaitteet voidaan kääntää toisiaan vasten, jolloin ne eivät tartu vesakkoon ja haittaa harvesteripään liikuttelua. Tämän jälkeen katkaisulaitteen sirkkelisahat käynnistetään ja harvesteripäätä liikutetaan harvesterin puomin avulla raivattavassa vesakossa. Sirkkelisahojen pyörivät sirkkeliterät 17a ja 17b leikkaavat ve-30 sakkoa sinänsä tunnetun raivaussahan tavoin. Kahden vierekkäin olevan terän etuna sinänsä tunnettuun yksiteräiseen raivaussahaan nähden on se, että yhdellä työ-liikkeellä leikkaantuva alue on selvästi leveämpi. Toinen merkittävä etu on se, että metsää raivattaessa tällaisella katkaisulaitteella varustettu harvesteri voi suorittaa samalla työkalulla sekä puiden kaadon, katkonnan että vesakon raivauksen ilman 35 erillistä, yleensä toisen työkoneen vaativaa raivaussahaa.

6

Keksinnön mukainen harvesterin katkaisulaite voidaan toteuttaa monilta osin edellä esitetystä esimerkkisovelluksesta poikkeavasti. Esim. sirkkelisahojen liikuttamiseen voidaan käyttää myös muita sopivia suoravientimekanismeja kuin edellä esitetyssä esimerkkisovelluksessa oleva Evansin suoravientimekanismi.

5 Siirtomekanismina voisi periaatteessa toimia myös esim. johteille kiinnitetyt liu-kukappaleet tai kiskoille kiinnitetyt vaunut, joihin sirkkelisahat on kiinnitetty ja joita liikutetaan sopivan toimilaitteen avulla tarvittavan pituinen matka rungon sisältä ulospäin niin, että rungon etupuolella oleva puun runko sahautuu sirkkelite-rien leikkaamana edellä esitettyä sovellusta vastaavalla tavalla.

10 Keksintöä ei rajata esitettyihin edullisiin sovelluksiin, vaan se voi vaihdella patenttivaatimusten muodostaman keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Claims (9)

7

1. Harvesterin katkaisulaite, joka katkaisulaite on asennettu harvesteripäähän harvesterilla käsiteltävien puiden kaatamiseksi ja/tai katkaisemiseksi halutun mittai- 5 siksi tukeiksi ja johon harvesterin katkaisulaiteeseen kuuluu harvesteripäähän kiinnitettävä runko (1), johon on kiinnitetty siirtomekanismien (2a, 2b) välityksellä ainakin kaksi vierekkäin olevaa ja ainakin jonkin matkaa pääasiassa lineaarista liikerataa rungosta (1) poispäin ja takaisin runkoon (1) päin liikutettavaa sirkkelisahaa (3a, 3b) puun runkojen katkaisemiseksi, tunnettu siitä, että siirto-10 mekanismit (2a, 2b) ovat Evansin suoravientimekanismeja.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen harvesterin katkaisulaite, tunnettu siitä, että siirtomekanismit (2a, 2b) ovat toimilaitteilla (4a, 4b) liikutettavia suora-vientimekanismej a. 15

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen harvesterin katkaisulaite, tunnettu siitä, että sirkkelisahoissa (3a, 3b) on omat käyttölaitteet (15a, 15b) sirkkeliterien (17a, 17b) pyörittämiseksi.

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen harvesterin katkaisulaite, tun nettu siitä, että siirtomekanismit (2a, 2b) on toteutettu niin, että sirkkelisahojen (3a, 3b) sirkkeliterät (17a, 17b) ovat pääasiassa yhdensuuntaiset ja leikkuu suuntaan nähden kohtisuorassa suunnassa ainakin terän paksuuden verran limittäin, jolloin sirkkeliterät (17a, 17b) eivät voi osua toisiinsa leikkuuliikkeen ai-25 kana.

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen harvesterin katkaisulaite, tunnettu siitä, että siirtomekanismiin (2a, 2b) kuuluu kiinnitysvarsi (8a, 8b), siir-tovarsi (9a, 9b) ja ohjausvarsi (10a, 10b) ja että kiinnitysvarsi (8a, 8b) on kiinnitet-30 ty ensimmäisestä päästään kääntyvällä kiinnityselimellä (11a, 11b) runkoon (1) ja kiinnitysvarren (8a, 8b) toiseen päähän on kiinnitetty ensimmäisestä päästään kääntyvällä kiinnityselimellä (12a, 12b) siirto varsi (9a, 9b), jonka toisessa päässä on sirkkelisaha (3a, 3b) ja että ohjausvarsi (10a, 10b) on kiinnitetty kääntyvillä kiinnityselimillä (13a, 13b, 14a, 14b) rungon (1) ja siirtovarren (9a, 9b) välille, jol-35 loin siirtoväittä (9a, 9b) käännettäessä sirkkeliterän (17a, 17b) keskiakseli (16a, 16b) liikkuu välimatkan verran ainakin likimäärin lineaarista liikerataa pitkin. 8

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen harvesterin katkaisulaite, tunnettu siitä, että toimilaitteet (4a, 4b) ovat kiinnitys varren (8a, 8b) ja siirtovarren (9a, 9b) välille asennettuja kaksitoimisia hydraulisylintereitä.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen harvesterin katkaisulaite, tunnettu sii tä, että toimilaitteen (4a, 4b) kiinteä pää on kiinnitetty kääntyvällä kiinnityseli-mellä (21a, 21b) kiinnitysvarren jatko-osaan (20a, 20b) ja liikkuva pää kääntyvällä kiinnityselimellä (22a, 22b) siirtovarteen (9a, 9b) suurin piirtein siirtovarren (9a, 9b) keskikohdalle. 10

8. Jonkin patenttivaatimuksista 5-7 mukainen harvesterin katkaisulaite, tunnettu siitä, että ohjaus varret (10a, 10b) ovat pituudeltaan säädettäviä sirkkelisahojen (3a, 3b) sahausliikkeen liikeradan säätämiseksi.

9. Jonkin patenttivaatimuksista 1-8 mukainen harvesterin katkaisulaite, tun nettu siitä, että sirkkelisahat (3a, 3b) on järjestetty vastakkaisiin suuntiin pyöritettäviksi. 9