FI125359B - Pilkekone - Google Patents

Description

PILKEKONE KEKSINNÖN ALA

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen pilkekone karsittujen puunrunkojen eli rankojen katkaisemiseksi ja halkomiseksi pilkkeiksi.

KEKSINNÖN TAUSTA

Pilkekone on kone, jolla karsittuja puunrunkoja eli rankoja katkaistaan ja halkaistaan polttopuiksi eli klapeiksi. Yleensä tunnetuissa pilkekoneissa on syöttölaite rangan syöttämiseksi, katkaisulaite rangan katkaisemiseksi sekä halkaisulaite ranganpalan halkaisemiseksi. Syöttölaitteina käytetään yleisimmin kiertävää hihnaa tai edestakaisin liikutettavaa syöttö-kourua. Katkaisulaitteina yleisimpiä ovat ketjusaha, sirkkeli, leikkaava terä eli giljotiini tai pyörivä viiltävä terä. Halkaisulaitteista yleisin on ristiterä tai vastaava useampiosainen terä, jonka läpi ranganpa-la työnnetään hydraulisylinterin avulla. Viiltävissä ja leikkaavissa terissä käytetään myös kiinteitä kii-lamuotoja, jotka katkaisun yhteydessä myös halkaisevat .

Tunnetut laitteet ovat sinänsä toimivia ja tehokkaista. Kuitenkin jatkuvasti on olemassa tarve kehittää yksinkertaisempia ja täten myös edullisempia pilkeko-neita niin, että pilkekoneen käyttö tulisi kannattavaksi yhä laajemmalle asiakaskunnalle. Erityisesti hihnasyötöllä varustetuissa pilkekoneissa jokainen toiminta vaatii oman voimakoneen ja sen ohjauksen, kun hihnaa pyörittää oma hydraulimoottori, ketjusahaa pyörittää toinen hydraulimoottori tai leikkaavaa terää painaa hydraulisyllinteri ja toinen hydraulisylinteri painaa ranganpalan paikallaan olevan halkaisuterän läpi. Jokainen moottori ja jokaisen moottorin ohjaus vaativat lisärakenteita ja toimintoja, jotka aiheuttavat sekä valmistuksessa että koneen käytössä lisäkustannuksia .

KEKSINNÖN TARKOITUS

Keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä mainitut tunnetun tekniikan epäkohdat. Erityisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin uudenlainen pilkekone, joka on rakenteeltaan ja toiminnaltaan äärimmäisen yksinkertainen .

KEKSINNÖN YHTEENVETO

Keksinnön mukaiseen pilkekoneeseen kuuluu päättymättömällä syöttöhihnalla ja sitä pyörittävällä hydrauli-moottorilla varustettu syöttölaite käsiteltävän rangan syöttämiseksi. Edelleen pilkekoneeseen kuuluu syötettävän rangan suhteen poikittain edestakaisin liikutettava terä rangan katkaisemiseksi halutun pituisiksi paloiksi. Lisäksi pilkekoneessa on halkaisuterä rangasta katkaistun palan halkaisemiseksi kahteen tai useampaan osaan palan pituussuunnassa. Keksinnön mukaisesti halkaisuterän yhteyteen on järjestetty hyd-raulisylinteri, jolla halkaisuterä on liikutettavissa kohti terää rangan palan halkaisemiseksi ja että halkaisuterän hydraulisylinteri ja syöttölaitteen hyd-raulimoottori ovat halkaisuterän paluuliikkeen aikana hydraulisesti kytketty yhteen syöttölaitteen rangan-syötön toteuttamiseksi samanaikaisesti halkaisuterän paluuliikkeen aikana. On tietenkin selvää, että pilke-koneessa on myös tavanomaiset ja tarvittavat hydrauli-pumppu ja öljysäiliö, joista voimalaitteet saavat käyttövoimansa. Keksinnön mukaisessa rakenteessa on siis olennaista, että halkaistava puu pidetään paikallaan ja halkaisuterää liikutetaan sen suhteen niin että puu halkeaa. Edelleen olennaista on, että halkaisun aikana rankaa ei syötetä, vaan rangansyöttö tapahtuu halkaisun paluuliikkeen aikana samalla hydraulivirta- uksella, jolla halkaisuterä palautetaan alkuasentoon. Näin halkaisuterän liikkuessa edestakaisin ranganpalo-ja halkaisten syöttöhihna pyörii jaksottaisesti ja vain yhteen suuntaan vain halkaisuterän paluuliikkeen aikana. Näin siis syöttöhihnan ja halkaisuterän hyd-raulipiirit on yhteen kytketty halkaisuterän paluu-liikkeen aikana, mutta syöttöhihnan hydraulipiiri on erotettu halkaisuterää liikuttavasta hydraulipiiristä halkaisun tapahtuessa niin, että silloin syöttöhihna ei liiku.

Keksinnössä on hienosti oivallettu, että järjestämällä puun halkaisuliike vastakkaissuuntaiseksi rangan syöt-töliikkeen kanssa voidaan samalla voimalaitteella tehdä kaksi työvaihetta vuorotellen. Näin halkaisuliik-keellä, jossa voimantarve on suurin, tehdään vain ran-ganpalan halkaisu, ja halkaisuterän paluuliikkeen aikana myös syötetään rankaa eteenpäin seuraavan katkaisun edellyttämä matka. Rangan syöttöpituus ja halkaisuterän paluuliike on helppoa synkronoida, koska liikkeet ovat yhtä pitkiä. Onhan terää vedettävä taaksepäin juuri se matka, jonka uusi ranganpala vaatii.

Merkittävää keksinnössä on myös ranganpalan halkaisun tapahtuminen sen katkaisuun käytettävää terärakennetta vasten. Terärakenteen jäädessä rangan ja siitä katkaistun palan väliin halkaisuterä painaa ranganpalaa terärakennetta vasten ja näin ranganpala painautuu halkaisuterän läpi jakautuen halkaisuterän rakenteesta riippuen kahteen tai useampaan osaan. Tällainen hal-kaisutapahtuma on erittäin toimiva ja varma, koska katkaisun jälkeen ranganpalaa ei pudoteta mihinkään toiseen halkaisukouruun, johon pala voi pudota epämääräisiin asentoihin. Nyt halkaisu tapahtuu juuri siinä asennossa ja paikassa, mihin pala on rangasta katkaistu. Näin halkaisuterä työntyy aina kohtisuoraan ranganpalan katkaisupintaan nähden.

Keksinnön mukainen rakenne voidaan toteuttaa hal-kaisuterän hydraulisylinterin ja syöttölaitteen hyd-raulimoottorin sarjakytkennällä halkaisuterän paluu-liikkeen aikana tai myös niiden rinnankytkennällä. Yksinkertaisimmin kytkentä voidaan tehdä kahdella vasta-venttiilillä, jolloin halkaisuliikkeen aikana hyd-rauliöljy kulkee syöttölaitetta pyörittävän hydrauli-moottorin ohi ja halkaisuterän paluuliikkeen aikana hydrauliöljy kulkee syöttölaitetta pyörittävän hyd-raulimoottorin kautta. Näin näille venttiileille ei tarvita erillistä ohjausta, vaan ne vain toimivat vir-taussuuntien mukaisesti. Edelleen tällaisen sarjakyt-kennän ansiosta halkaisuterän paluuliike ja syöttöhih-nan syöttöliike ovat täsmällisesti lukittuina toisiinsa eli aina tietyn pituinen paluuliike tarkoittaa tietyn pituista syöttöliikettä.

Keksinnössä käytettävä rangan katkaiseva terä voi olla leikkaava terä eli niin sanottu giljotiiniterä. Tällainen terä on vankkoja johteita pitkin liikkuva paksu ja vahva terälevy. Näin terälevy voi itse toimia hal-kaisutapahtuman vasteena eli terälevyn katkaistua ran-ganpalan se jää paikalleen siihen saakka, kun hal-kaisuterä on painanut rangan palan terälevyä vasten ja halkaissut sen. Halkaisun jälkeen giljotiiniterä nostetaan ylös, jotta rankaa voidaan syöttää edelleen.

Toisessa keksinnön sovelluksessa terä on sahaava terä, kuten teräketjulla varustettu terälaippa. Terälaippa ei kuitenkaan kestäisi halkaisun aiheuttamia voimia, joten terälaipan yhteyteen on järjestetty tukilevy. Tukilevy sijaitsee sahattaessa rankaa terälaipan liikesuunnassa sen jäljessä ja terälaippaa käännetään rangan katkaisun jälkeen edelleen jonkin verran rangan alapuolelle. Näin sen jäljessä liikkuva tukilevy jää rangan ja siitä katkaistun palan väliin. Tulilevy on riittävän vahvaa ja paksua materiaalia niin, että hal-kaisuterä voi painaa ranganpalan tukilevyä vasten halki. Halkaisun jälkeen tukilevy ja terälaippa sitten nostetaan takaisin ylös pois rangansyötön tieltä odottamaan seuraavaa sahausta.

KEKSINNÖLLÄ SAAVUTETTAVAT EDUT

Keksinnön mukaisella pilkekoneella on merkittäviä etuja tunnettuun tekniikkaan verrattuna. Keksinnön mukainen pilkekone on yksinkertainen rakenteeltaan ja toiminnaltaan, joten se on edullinen valmistaa. Rangan-syötössä ei tarvita erillistä pituusmittausta, vastetta tai muuta järjestelyä, koska halkaisuterän paluu-liike ja rangan pituussyöttö toimivat aina täsmällisesti toisiinsa verrattuna. Näin määräämällä halkaisuterän paluuliikkeen suuruus halutun pilkkeen pituuden mukaan säätyy rangansyöttö aina vastaavaksi.

Koska katkaistua ranganpalaa ei siirretä tai pudoteta mihinkään, vaan se halkaistaan paikallaan, ei pala koskaan joudu poikittain halkaisuun. Näin pilkkeistä saadaan täsmällisiä ja suoraan halkaistuja, pilkekone ei pääse koskaan tukkeutumaan poikittaisista puista, vältytään aikaa vieviltä tukkeumien aiheuttamilta toi-mintakatkoilta ja minimoidaan poikittaisista hal-kaisuista syntyvien roskien ja tikkujen syntyminen.

Edelleen etuna on koko pilkekonerakenteen pienentyminen ja keventyminen, erityisesti madaltuminen, koska katkaistua puunpalaa ei pudoteta erilliseen hal-kaisutilaan. Näin rangan siirto, katkaisu ja halkaisu sekä valmiiden klapien poisto tapahtuvat samalla suoralla samassa tasossa. Lisäksi etuna on hetkellisen voimantarpeen minimointi eli suurimman tehontarpeen aikana puuta halkaistaessa ei tehdä muita toimenpiteitä, jolloin rangan syöttö tapahtuu halkaisuterän paluuliikkeen aikana, kun perinteisesti rankaa on syö- tetty samalla kun männällä on työnnetty ranganpalaa kiinteän halkaisuterän läpi.

LYHYT PIIRUSTUSTEN KUVAUS

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuva 1 esittää kaaviollisesti erästä keksinnön mukaista kytkentää, kuva 2 esittää keksinnön ensimmäisen sovelluksen mukaista halkaisutoimintaa ja kuva 3 esittää keksinnön toisen sovelluksen mukaista halkaisutoimintaa.

KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN SELOSTUS

Kuvassa 1 on kaaviollisesti esitetty eräs keksinnön mukainen hydraulikytkentä pilkekoneessa. Pilkekonee-seen kuuluu tukirullien 9 varassa kiertävä syöttöhihna 1 käsiteltävän rangan syöttämiseksi koneeseen. Syöttö-hihnaa käyttää hydraulimoottori 2. Edelleen pilkekoneessa on halkaisuterä 6, joka on yhdistetty hyd-raulisylinterin 7 männänvarteen 10 halkaisuterän liikuttamiseksi edestakaisin. Lisäksi hydraulikytkentään kuuluu hydraulipumppu 11 ja öljysäiliö 12 sekä hal-kaisuventtiili 13 hydraulipaineen ohjaamiseksi hyd-raulisylinterille 7.

Halkaisuventtiilistä 13 lähtee syöttölinja 14 hyd-raulisylinterille 7 halkaisuliikkeen työvaiheen toteuttamiseksi halkaisuterässä 6. Hydraulisylinterin 7 toisesta päästä lähtee paluulinja 15, jonka kautta työvaiheessa öljy hydraulisylinterin männän vastakkaiselta puolelta pääsee purkautumaan takaisin venttiilin 13 kautta öljysäiliöön. Paluulinjaan 15 on järjestetty ensimmäinen vastaventtiili 16, joka estää toisensuun-taisen virtauksen tässä linjassa.

Paluulinjan 15 kanssa rinnan on järjestetty palautus-linja 17, jossa on toinen vastaventtiili 18, jonka virtaussuunta on vastakkainen ensimmäiseen vastavent-tiiliin 16 verrattuna. Näin hydraulisylinteriä 7 käytettäessä halkaisuun virtaa paluuöljy paluulinjan 15 ja ensimmäisen vastaventtiilin 16 kautta ja palautettaessa halkaisuterä 6 alkuasentoon virtaa öljy palau-tuslinjan 17 ja toisen vastaventtiilin 18 kautta män-nänvarren 10 puoleiseen hydraulisylinterin 7 osaan. Palautuslinjaan 17 on lisäksi kytketty syöttöhihnaa 1 pyörittävä hydraulimoottori 2. Näin palautuslinjan 17 öljynpaine, jolla siis työnnetään hydraulisylinteri 7 alkuasentoon, pyörittää myös syöttöhihnaa 1. Koska kytkentä on sarjassa, kulkee aina moottorin 2 läpi täsmälleen sama öljymäärä kuin menee hydraulisynteriin 7. Näin kerran tehdyillä oikeilla järjestelmän mitoituksilla syöttöhihnan syöttöliike saadaan tarkasti halutuksi halkaisuterän liikkeen suhteen, esimerkiksi täsmälleen yhtä suureksi.

On huomattava, että kuvaan ei ole esitetty katkaisu-laitetta, leikkaavaa tai sahaavaa terää, jolla ranka katkaistaan paloiksi ennen halkaisua. Sen ohjaus voidaan toteuttaa täysin erillisenä tai sopivasti yhteen kytkettynä, mutta sopivasti synkronissa halkaisu- ja syöttöliikkeiden kanssa seuraavassa kuvien 2 ja 3 esittävillä tavoilla.

Kuvassa 2 on esitetty osa keksinnön mukaisesta pilke-koneesta halkaisuterän 6 päästä katsottuna. Halkaisuterän 6 takana juuri katkaistu ranganpala 19 tu-kipinnalla 20 eli sillä tasolla, jossa ranka on katkaisuun syötetty ja ranka katkaistu. Ranganpalan 19 takana on sen rangasta irti leikannut leikkaava terä 4 eli levymäinen giljotiini, jota pystysuunnassa liikutetaan johteiden 21 varassa edestakaisin.

Kun ranka on syötetty haluttuun pituuteen terän 4 alle, painetaan terää alaspäin, jolloin se leikkaa rangasta palan. Terä jätetään ala-asentoon ja halkaisute-rää 6 työnnetään kohti ranganpalaa 19, jolloin se painautuu terään 4 kiinni. Edelleen työntämällä hal-kaisuterää lähes kiinni terään 4 ranganpala halkeaa esimerkiksi neljään osaan. Välittömästi halkaisun jälkeen terä 4 voidaan nostaa ylös samalla kun aloitetaan halkaisuterää vetämään takaisin ja uutta rankaa syötetään eteenpäin.

Kuvassa 3 on esitetty kuvaa 2 vastaava tilanne, kun rankaa katkaisevana teränä käytetään sahaavaa terää 5 eli terälaippaa ja sitä kiertävää teräketjua. Tällöin kääntämällä terälaippaa pystytasossa poikittainen ranka katkeaa normaalisti. Kuitenkaan ranganpalan halkai-su ei voi tapahtua terälaippaa vasten, kuten giljotiinissa, koska terälaippa ja teräketju sitä eivät kestäisi. Tämän vuoksi terälaipan liikerata on järjestetty ulottumaan rangan katkaisun jälkeen vähän rangan alapuolelle. Kääntyvän terälaipan runkoon 22 on kiinnitetty tukilevy 8, joka paksuudeltaan vastaa olennaisesti teräketjua, mutta on vahvempaa rakennetta. Tukilevy 8 on terälaipan suuntainen ja sen vieressä eli mukana perässä liikkuva jäykkä levy, joka terälaipan suorittaman rangan katkaisun jälkeen asettuu juuri katkaistun ranganpalan kohdalle. Näin kuvan 3 yhteydessä esitetty ranganpalan halkaisu tapahtuu vahvaa tukilevyä 8 vasten. Kuvan 2 sovelluksessa giljo-tiiniterä 4 oli tukevasti vahvojen johteiden 21 varassa. Koska kuvan 3 sovelluksessa terä kääntyy eikä liiku johteiden varassa, voidaan siinä käyttää tukilevyn 8 takana halkaisutukia 23 tukilevyn 8 molemmissa päissä. Halkaisutuet 23 ottavat vastaan tukilevyyn 8 koh distuvat halkaisuterän 6 puristavat voimat, jolloin nämä voimat eivät pääse kohdistumaan kääntyvän terä-laipan runkoon 22 ja sen kautta itse terään 5.

Edellä keksintöä on selostettu esimerkinomaisesti oheisten piirustusten avulla keksinnön eri sovellusten ollessa mahdollisia patenttivaatimusten määräämissä rajoissa.

Claims (6)

1. Pilkekone, johon kuuluu päättymättömällä syöttöhih-nalla (1) ja sitä pyörittävällä hydraulimoottorilla (2) varustettu syöttölaite (3) käsiteltävän rangan syöttämiseksi; syötettävän rangan suhteen poikittain edestakaisin liikutettava terä (4,5) rangan katkaisemiseksi paloiksi; sekä halkaisuterä (6) rangasta katkaistun palan halkaisemiseksi, tunnettu siitä, että halkaisuterän (6) yhteyteen on järjestetty hyd-raulisylinteri (7) siten, että halkaisuterä on liikutettavissa kohti terää (4,5) rangan palan halkaisemiseksi ja että halkaisuterän (6) hydraulisylinteri (7) ja syöttölaitteen (3) hydraulimoottori (2) ovat hydraulisesti kytketty yhteen syöttölaitteen (3) rangan-syötön toteuttamiseksi samanaikaisesti halkaisuterän paluuliikkeen aikana.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen pilkekone, tunnettu siitä, että halkaisuterän (6) hydraulisylinteri (7) ja syöttölaitteen (3) hydraulimoottori (2) ovat sarjakytkennässä halkaisuterän paluuliikkeen aikana .

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kone, tunnettu siitä, että halkaisuterän hydraulisylinteri ja syöttölaitteen hydraulimoottori ovat rinnankytkennässä halkaisuterän paluuliikkeen aikana.

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen kone, tunnettu siitä, että terä on leikkaava terä (4) , kuten giljotiini.

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen kone, tunnettu siitä, että terä on sahaava terä (5) , kuten teräketjulla varustettu terälaippa.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen kone, tunnettu siitä, että sahattaessa rankaa terälaipan (5) liikesuunnassa sen jäljessä on tukilevy (8), jota vasten katkaistun ranganpalan halkaisu tapahtuu