FI123330B

FI123330B - Pelkkahakkurin pyöröterä, teräelementti ja teräyksikkö

Info

Publication number: FI123330B
Application number: FI20105969A
Authority: FI
Inventors: Tapio Koivisto; Antti Tuomola
Original assignee: Ttt Technology Oy Ab
Priority date: 2010-09-21
Filing date: 2010-09-21
Publication date: 2013-02-28
Also published as: WO2012038597A1; FI20105969A; EP2618971A4; EP2618971A1; FI20105969L; FI20105969A0

Description

Pelkkahakkurin pyöröterä, teräelementti ja teräyksikkö

Keksinnön tausta

Keksinnön kohteena on pelkkahakkurissa käytettävä pyöröterä, joka käsittää kiekkomaisen terärungon ja jonka ulkokehällä on useita terähampaita. 5 Peräkkäisten terähampaiden välillä on purutilat, joiden reunat ovat viistetyt. Edelleen on terähampaiden selkäpinnoissa viisteet sahauspurun hallitsemiseksi.

Edelleen keksinnön kohteena on pelkkahakkurin pyöröterän terä-elementti ja pelkkahakkurin teräyksikkö.

10 Keksinnön alaa on kuvattu tarkemmin itsenäisten patenttivaatimus ten johdannoissa.

Sahalaitoksilla tukeista sahataan eri mittaista sahatavaraa. Ensimmäisessä käsittelyvaiheessa tukit syötetään pelkkahakkurin läpi, jolloin tukin kahdesta vastakkaisesta kyljestä työstetään pintakerrosta pois. Pelkkahakkurin 15 avulla tukista muotoillaan ennen varsinaista sahausta suorakaiteen muotoinen sahausaihio eli pelkkä. Pelkkahakkurissa on ainakin kaksi vastakkaisilla puolilla olevaa teräyksikköä, jotka kukin käsittävät sahaavan terän sekä hakkurin. Pelkkahakkurissa voi olla pystyteräyksiköt ja vaakateräyksiköt. Sahanterä sahaa tukin pinnasta halutun levyisen pintakappaleen, jonka jälkeen hakkurinte-20 rät hakettavat irtisahatun kappaleen lastuiksi. Sahaava terä on tyypillisesti pyöröterä, joka antaa sahausaihiolle hyvän pinnan laadun. Pelkkahakkureissa käytettävien pyöröterien, eli ns. otsaterien ongelmana on se, että sahauslastut aiheuttavat terärikkoja ja huonotavat sahauslaatua.

Keksinnön lyhyt selostus 25 Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uudenlainen ja o ^ parannettu pelkkahakkurin pyöröterä, siihen kuuluva teräelementti, sekä edel- 00 o leen pelkkahakkurin teräyksikkö.

^ Keksinnön mukaiselle pyöröterälle on tunnusomaista se, että sa- g hausjakson lopussa on suuremmat purutilat kuin sahausjakson alussa.

CL

30 Keksinnön mukaiselle teräelementille on tunnusomaista se, että te en räelementissä on tilavuudeltaan erisuuria purutiloja, ja että teräpinnassa on

LO

o ainakin yksi sahausjakso, jonka lopussa on suuremmat purutilat kuin sahaus- 1 jakson lopussa.

2

Keksinnön mukaiselle teräyksikölle on tunnusomaista se, että pyö-röterässä on kunkin sahausjakson lopussa suuremmat purutilat kuin sahaus-jakson alussa.

Keksinnön ajatus on, että puruthan tilavuus on pyöröterässä suu-5 rempi sahausjakson lopussa kuin sahausjakson alussa. Puruthan koko on siten mitoitettu huomioiden sahausjakson aikana muodostuvan sahauspurun määrä, joka on suurimmillaan ennen hakkuuterällä tapahtuvaa hakkeen katkaisua.

Keksinnön etuna on, että pyöröterän purutilat kykenevät vastaanottamaan aiempaa paremmin sahauslastuja sahausjakson aikana, erityisesti salo hausjakson lopussa. Kun pyöröterä käsittää oikein mitoitetut purutilat, ja kun purujen muodostus on hallittua, kohdistuu terähampaisiin vähemmän rasituksia. Tämä antaa mahdollisuuden pienentää pyöröterän paksuutta. Tällöin voidaan saavuttaa suuria raaka-ainesäästöjä, kun purun määrä on pienempi kapeamman sahausraon ansiosta. Ohuella terällä sahattaessa saadaan enem-15 män haketta, joista saadaan olennaisesti parempi hinta kuin sahauspurusta.

Lisäksi sahauspurun hallinta parantaa pelkän sahausjälkeä ja sitä kautta parantaa sahatavaran laatua. Korkealaatuisesta sahatavarasta saadaan tietenkin parempi hinta kuin sahatavarasta, jossa pyöröterän ja sahausaihion väliin tunkeutunut sahauspuru on aiheuttanut aihioon epätasaisen pinnan ja 20 mittapoikkeamia.

Edelleen, keksinnön mukaista ratkaisua soveltamalla voidaan hakkeen pituutta lisätä, jolloin voidaan vastata hakkeen jatkojalostajien esittämiin uusiin vaatimuksiin. Sahauslaitos saa pitkästä hakkeesta korkeamman hinnan kuin lyhyestä hakkeesta.

25 Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että purutilojen pohjissa on säteen suuntainen etäisyys pyöröterän ulkoreunasta suurempi sahausjak-5 son lopussa kuin sahausjakson alussa. Tällöin terähampaiden korkeus kasvaa

CNJ

^ sahausjakson aikana spiraalimaisesti ilman, että pyöröterän ulkohalkaisija kui- ° tenkaan muuttuu. Kun puruthan pohjan etäisyys kasvaa, suurenee samalla 30 puruthan tilavuus.

| Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että purutilojen pohjilla o) on sahausjakson lopussa suurempi kaarevuussäde kuin sahausjakson alussa.

CD

g Puruthan kaarevan pohjan säteen suuruutta muuttamalla voidaan vaikuttaa ? puruthan tilavuuteen. Mitä suurempi pohjan säde sitä suurempi on puruthan 00 35 tilavuus.

3

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että purutilojen tilavuus suurenee sahausjakson aikana tasaisesti. Tällöin voi esimerkiksi terähampaan korkeus kasvaa lineaarisesti sahausjakson alkukohdan ja päättymiskohdan välillä. Myös puruthan pohjan kaarevuussäde voi suurentua tasaisesti sahaus-5 jakson osuudella.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että purutilojen tilavuus suurenee sahausjakson aikana askelittain. Tällöin voi esimerkiksi terähampaan korkeus pysyä sahausjakson alussa ensin vakiona ja suurentua yhdellä, kahdella tai useammalla askeleella ennen sahausjakson päättymiskohtaa. Myös 10 puruthan pohjan kaarevuussäde voi suurentua askelittain sahausjakson osuudella.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että purutilojen tilavuus suurenee sahausjakson aikana eksponentiaalisesti. Niinpä terähampaan korkeus, puruthan pohjan kaarevuussäde tai ne molemmat voivat suurentua eks-15 ponentiaalisesti sahausjakson osuudella.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että pyöröterä käsittää yhden sahausjakson. Tällaista otsaterää käytetään silloin, kun pelkkahakkurin teräyksikössä on vain yksi hakkuriterä.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että pyöröterä käsittää 20 useita sahausjaksoja, esimerkiksi kaksi, kolme, neljä tai useampia sahausjak-soja. Tällaista otsaterää käytetään silloin, kun pelkkahakkurin teräyksikössä on useita hakkuriteriä. Hakkuriterien lukumäärä osoittaa suoraan sahausjaksojen lukumäärän.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että pyöröterä käsittää 25 terärungon, jonka ulkokehälle terähampaat ovat muodostetut. Terärunko on siten yksi yhtenäinen ympyrälevy.

5 Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että pyöröterä käsittää

CNJ

^ terärenkaan, jolla on olennaisesti ympyrärenkaan muoto. Terähampaat sijait- ^ sevat terärenkaan ulkokehällä ja niiden uloimmat kärjet muodostavat yhden 30 ulkohalkaisijan. Terärenkaassa voi olla yksi, kaksi, kolme, neljä tai useampia | sahausjaksoja.

o) Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että pyöröterä käsittää

CD

g kaksi, kolme, neljä tai useampia teräsegmenttejä, joilla on olennaisesti ympyrä- ? renkaan sektorin muoto. Terähampaat sijaitsevat teräsegmentin ulkokehällä ja ^ 35 niiden uloimmat kärjet ovat samalla ympyrän kaarella.

4

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että yksi teräsegmentti vastaa yhtä sahausjaksoa. Yhden teräsegmentin osuudella on siten erisuuren tilavuuden omaavia purutiloja.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että pyöröterän paksuus 5 on 4 mm tai pienempi. Mikäli pyöröterä on muodostettu teräkomponenteista, eli yhdestä tai useammasta teräelementistä, on myös niillä mainittu paksuus.

Kuvioiden lyhyt selostus

Keksinnön eräitä sovellutusmuotoja selitetään tarkemmin oheisissa piirustuksissa, joissa 10 kuvio 1 esittää kaavamaisesti erään pelkkahakkurin periaatetta tukin pituussuunnasta päin nähtynä, kuvio 2 esittää kaavamaisesti ja sivultapäin nähtynä yksityiskohtaa eräästä pelkkahakkuriin tarkoitetusta pyöröterästä, jossa terähampaiden korkeus muuttuu sahausjakson osuudella, 15 kuvio 3 esittää kaavamaisesti ja sivultapäin nähtynä yksityiskohtaa eräästä pelkkahakkuriin tarkoitetusta toisesta pyöröterästä, jossa purutilan pohjan kaarevuussäde muuttuu sahausjakson osuudella, kuvio 4 esittää kaavamaisesti ja sivulta päin nähtynä teräyksikköä, jossa on pyöröterä ja kaksi hakkuriterää, 20 kuviot 5a-5c esittävät kaavamaisesti eräitä pyöröterän toteutusmuo toja sivultapäin nähtynä, ja kuvio 6 esittää kaavamaisesti ja sivulta päin nähtynä neljästä terä-elementistä muodostettua pyöröterää sekä erilaisia mahdollisuuksia purutilojen pohjien kautta kulkevaksi kuvaajaksi.

25 Kuvioissa keksinnön eräitä suoritusmuotoja on esitetty selvyyden

C\J

^ vuoksi yksinkertaistettuna. Samankaltaiset osat on merkitty kuvioissa samoilla ^ viitenumeroilla.

CO

o i "t Keksinnön eräiden sovellutusmuotojen yksityiskohtainen selostus g Kuviossa 1 on erään pelkkahakkurin rakenne tukin 1 pituussuunnas-

CL

30 ta päin nähtynä. Pelkkahakkuri käsittää pyöriviä teräyksikköjä 2, joilla tukista 1 O) ^ voidaan muotoilla poikkileikkaukseltaan olennaisesti suorakaiteen muotoinen m o sahausaihio, eli pelkkä. Kukin pelkkahakkurin teräyksikkö 2 käsittää sahaavan ° pyöröterän 3, eli ns. otsaterän, sekä hakkuriosan 4, joka voi olla kartiomainen.

Sahanterä 3 sahaa ensin tukin 1 pinnasta halutun levyisen pintakappaleen 5, 35 jonka jälkeen hakkuriosaan 4 sovitetut hakkuriterät 6 hakkaavat irtisahatun 5 pintakappaleen 5 hakelastuiksi. Pyöröterä 3 ja hakkuriterät 6 ovat kytketyt toisiinsa ja ne pyörivät samanaikaisesti teräyksikköä 2 käytettäessä. Hakkuriteriä 6 voi olla sovellutuksesta riippuen yksi tai useampia. Pyöröterän 3 sitä osuutta, joka jää hakkuriterien 6 väliselle osuudelle kutsutaan sahausjaksoksi 7. Aina 5 kun hakkuriterä 6 katkaisee pintakappaleen 5, alkaa sen jälkeen uusi sahaus-jakso.

Kuviossa 2 on esitetty yksityiskohta pyöröterän ulkokehältä, jossa on useita terähampaita 8, jotka käsittävät rintapinnan 9 ja selkäpinnan 10. Te-rähampaan kärkiosa 11 voi olla teroitettu lastuavaksi pinnaksi tai vaihtoehtoi-10 sesti terähampaan kärki on varustettu vaihdettavissa olevalla teräpalalla 12. Perättäisten terähampaiden 8 väliin jää purutila 13. Sekä terähampaan selkä-pinnassa 10 että purutilan 13 pohjassa 14 voi olla viiste 15a ja vastaavasti 15b, jotka viettävät terän ulkoreunasta hakkuriosan puoleisen kyljen 3a puolelle. Näiden viisteiden 15a, 15b tarkoituksena on ohjata sahauslastuja pois puru-15 tilan pohjasta. Sahausjakson loppuosalla sahauspuru ei pääse aina riittävän hyvin siirtymään pois purutilasta, koska terähampaat ovat tällöin pelkän ja pintakappaleen välissä, eikä sivusuuntainen puruvirtaus ole mahdollinen. Keksinnön mukaisessa pyöröterässä 3 purutila 13 on suurempi sahausjakson loppuosalla niin, että se kykenee ottamaan vastaan sahauspurua, joka ei pääse siir-20 tymään pois purutilasta 13. Purutilan 13 pohjan 14 etäisyys L voi suurentua kohti sahausjakson loppua, jolloin purutilan 13 tilavuus kasvaa samalla. Puruti-lojen pohjien 14 kautta kulkeva kuvaaja P on merkitty kuvioon pistekatkoviival-la.

Kuviossa 3 esitetyssä sovellutusmuodossa purutilan pohjan kaare-25 vuussäde R on pienempi sahausjakson alussa kuin lopussa. Kaarevuussäteen R avulla voidaan vaikuttaa purutilan 13 tilavuuteen, o On myös muita tapoja järjestää purutilojen tilavuudet suuremmiksi

CM

^ sahausjakson lopussa. Pyöröterässä voi olla vaihteleva hammasjako. Tällöin ° terähampaiden väli voidaan järjestää suuremmaksi sahausjakson lopussa kuin 30 sahausjakson alussa.

| Kuviossa 4 on esitetty eräs teräyksikkö 2, joka käsittää rengasmai- o sen pyöröterän 3 ja kaksi hakkuriterää 6. Pyöröterässä 3 on tällöin kaksi sa- co g hausjaksoa 7a ja 7b, joiden kummankin sahausjakson loppuosalla purutilojen ? 13 pohjat ovat syvemmät kuin sahausjaksojen alkuosalla. Tällöin terähampailla ™ 35 on suurempi korkeus Ln sahausjaksojen lopussa. Kuvion mukaisella pyöröte- rällä 3 on siten kaksi spiraalimaista sahausjaksoa 7a, 7b.

6

Kuvioissa 5a-5c on esitetty voimakkaasti yksinkertaistettuna keksinnön mukaisten pyöröterien 3 eräitä konstruktiovaihtoehtoja. Kuviossa 5a on esitetty ympyrälevyn muotoinen terä 16, johon terähampaat ovat suoraan muodostetut. Kuviossa 5b on esitetty ympyrärenkaan muotoinen teräelementti 5 17, joka voidaan kiinnittää suoraan pelkkahakkuriin, tai se voidaan kiinnittää ensin kiekkomaiseen terärunkoon ja sitten pelkkahakkuriin. Edelleen voidaan keksinnön mukaista ratkaisua soveltaa kuvion 4c mukaisissa pyöröterissä, jotka käsittävät kaksi tai useampia ympyrärenkaan sektorin muotoisia teräele-menttejä 18a-18d. Selvyyden vuoksi kuvioissa 5a-5c ei ole esitetty sahante-10 rän ulkokehällä olevia terähampaita ja purutiloja. Kuvioihin 5a-5c on lisäksi merkitty nuolilla 6 kohdat, joihin hakkuriterät tulevat kun pyöröterä kiinnitetään hakkuriosaan teräyksikössä. Kuvioihin 4, 5b ja 5c on vielä merkitty teräele-menttien 17, 18 kiinnityspinnat KP, sahauspinnat SP sekä elementin runko T.

Kuviossa 6 on esitetty neljä sektorimaista teräelementtiä 18a-18d, 15 joista pyöröterän 3 uloin osuus voi muodostua. Teräelementtien 18a-18d osalla on havainnollistettu pistekatkoviivoilla P1-P4 erilaisia tapoja järjestää puruti-lojen pohjien syvyydet. Teräelementissä 18a kuvaaja P1 havainnollistaa sitä, että purutilojen pohjat voivat muuttua sahausjakson 7a aikana portaittain. Teräelementissä 18b kuvaaja P2 havainnollistaa sitä, että purutilojen pohjien 20 etäisyys ulkokehältä D voi kasvaa sahausjakson 7b aikana tasaisesti kohti sahausjakson loppuosaa. Teräelementissä 18c kuvaaja P3 havainnollistaa eksponentiaalista muutosta purutilojen syvyydessä. Teräelementti 18d kuvaa tunnettuja ratkaisuja, joissa purutilojen pohjat ulottuvat samansuuruisen etäisyyden päähän ulkoreunasta.

25 Mainittakoon, että pelkkahakkurin eräs sovellutus on sahakoneiden yhteydessä oleva ns. profilointilaite, joka myöskin käsittää pyöröterän ja hakkuja riterän. Näin ollen tässä hakemuksessa esitetyt asiat koskevat myös profilointi- c\j ^ laitetta.

° Joissain tapauksissa tässä hakemuksessa esitettyjä piirteitä voi-

\J

30 daan käyttää sellaisenaan, muista piirteistä huolimatta. Toisaalta tässä hake- | muksessa esitettyjä piirteitä voidaan tarvittaessa yhdistellä erilaisten kombi- σ> naatioiden muodostamiseksi.

CD

g Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollis- o £ tamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan keksintö voi vaihdella patentti- ™ 35 vaatimusten puitteissa.

Claims

1. Pelkkahakkurin pyöröterä, joka käsittää: terärungon, jossa on sahausaihion puoleinen kylki ja pelkkahakkurin hakkuriosan puoleinen kylki; 5 useita terähampaita (8) pyöröterän (3) ulkokehällä, jotka kukin terä- hammas (8) käsittävät rintapinnan (9), selkäpinnan (10) sekä kärkiosan (11), jossa on lastuava pinta; purutilan (13) peräkkäisten terähampaiden (8) välissä, jonka puruti-lan pohjan (14) ulkoreuna on kaareva; 10 viisteet (15a, 15b) terähampaan selkäpinnassa ja purutilan pohjas sa, jotka viisteet viettävät hakkuriterän (6) puolelle; ja jossa terähampaiden kärkiosat (11) ovat olennaisesti samalla ulkokehällä (D), jolloin pyöröterällä (3) on yksi ulkohalkaisija; ja jossa pyöröterässä (3) on ainakin yksi sahausjakso (7), joka alkaa 15 sahaussuunnassa (S) tarkasteltuna hakkuriterän (6) jälkeen ja päättyy seuraa-vaan hakkuriterään (6); tunnettu siitä, että sahausjakson (7) lopussa on suuremmat purutilat (13) kuin sa-hausjakson (7) alussa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen pyöröterä, tunnettu siitä, että purutilojen (13) tilavuus kasvaa sahausjakson (7) alusta sahausjakson loppua kohti.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen pyöröterä, tunnettu siitä, 25 että purutilojen pohjan (14) etäisyys (L) terähampaan kärkiosasta ^ (11) on suurempi sahausjakson (7) lopussa kuin alussa. δ

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen pyöröterä, tunnettu siitä, ob että terähampaiden (8) korkeus suurenee spiraalimaisesti sahaus- 0 ^ jakson (7) osuudella. 1

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen pyöröterä, t u n - £ n e 11 u siitä, g että sahausjakson (7) lopussa on purutilojen pohjilla (14) käärein vuussäde (R) suurempi kuin sahausjakson (7) alun purutilojen pohjilla (14). o

6. Pelkkahakkurin pyöröterän teräelementti, joka käsittää: CVJ rungon (T), jossa on sisempi kaareva kiinnityspinta (KP) teräele-mentin (17, 18) kiinnittämistä varten, sekä ulompi kaareva teräpinta (TP), joka on varustettu useilla peräkkäisillä terähampailla (8); sekä purutilat (13) peräkkäisten terähampaiden (8) välissä; 5 tunnettu siitä, että teräelementissä (17, 18) on tilavuudeltaan erisuuria purutiloja (13), ja että teräpinnassa (TP) on ainakin yksi sahausjakso (7), jonka lopussa on suuremmat purutilat (13) kuin sahausjakson (7) lopussa.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen teräelementti, tunnettu siitä, 10 että teräpinnassa (TP) on ainakin yksi sahausjakso (7), jonka osuu della purutilojen (13) tilavuus suurenee, kun teräelementtiä (17, 18) tarkastellaan sahaussuunnassa (S).

8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen teräelementti, tunnettu siitä, että teräelementin (17) rungolla (T) on ympyrärenkaan muoto.

9. Patenttivaatimuksen 6 mukainen teräelementti, tunnettu siitä, että teräelementin (18) rungolla (T) on ympyrärenkaan segmentin muoto.

10. Pelkkahakkurin teräyksikkö, joka käsittää: pyöröterän (3), jolla pintakappale sahataan irti tukista; 20 ainakin yhden hakkuriterän (6), jolla mainittu pintakappale hakete- taan; ja jossa pyöröterä (3) ja hakkuriterä (6) ovat kytketyt toisiinsa ja sovitetut pyörimään samanaikaisesti sahaussuunnassa (S), jolloin pyöröterässä (3) on ainakin yksi sahausjakso (7), joka alkaa sahaussuunnassa (S) tarkastel-25 tuna hakkuriterän (6) jälkeen ja päättyy seuraavaan hakkuriterään (6); ja jossa pyöröterä (3) käsittää sen ulkokehällä useita terähampaita o (8), joiden kärkiosat (11) muodostavat pyöröterän ulkohalkaisijan (D), ja jossa CM ^ peräkkäisten terähampaiden (8) välillä on purutilat (13); ° tunnettu siitä, 30 että pyöröterässä (3) on kunkin sahausjakson (7) lopussa suurem- | mat purutilat (13) kuin sahausjakson (7) alussa. CD CD O) m o δ CM