FI127352B - Harvesteripää ja harvesteripään mittapyörälaitteisto - Google Patents

Description

HARVESTERIPÄÄ JA HARVESTERIPÄÄN MITTAPYÖRÄLAITTEISTO

Keksinnön ala

20125359 prh 25 -01- 2018

Keksintö kohdistuu harvesteripäähän. Keksintö kohdistuu lisäksi mittapyörälaitteistoon, joka on käyttökelpoinen harvesteripäässä.

Keksinnön taustaa

Puunkorjuun suorittamista varten on olemassa maastossa liikkuvia metsätyökoneita, kuten harvestereita. Metsätyökoneessa on laitteistoja puunrunkojen käsittelyyn, esim. harvesteripää, joka on tarkoitettu vain pystyssä kasvavan puunrungon katkaisemiseksi ja kaatamiseksi, jolloin kyseessä on ns. kaatopää, tai harvesteripää, joka on tarkoitettu pystyssä kasvavan puunrun15 gon katkaisemiseksi, kaatamiseksi, karsimiseksi ja sahaamiseksi halutun mittaisiksi osiksi. Sahatut puunrungot kerätään toisella tunnetulla maastossa liikkuvalla metsätyökoneella, kuten metsätraktorilla. Metsätraktorissa on sen puomijärjestelmän päähän kiinnitetty koura lastausta varten ja puunrungot kuljetetaan sen kuormatilassa. Tunnetaan myös metsätyökoneita, joissa on yhdistettynä harvesterin ja metsätraktorin toiminnot.

Harvesteripää on kiinnitetty tavallisesti nivelien avulla metsäkoneen puomiston päähän. Työkoneena on erityisesti harvesteri, joka liikkuu maastossa pyörien tai telaketjujen avulla. Harvesteripää käsittää tarvittavat toimilaitteet, tavallisesti hydraulisylinterit ja hydraulimoottorit, joiden avulla harvesteripään asentoa ja sen eri toimintoja voidaan ohjata.

Harvesteripäässä on tavallisesti karsintaelimet, jotka kiertyvät runkorakenteen suhteen. Karsintaelimet sijoittuvat tavallisesti parina puun-rungon eri puolille. Karsintaelimet käsittävät karsintaterät oksien karsimiseksi samalla kun puunrunkoa kannatellaan ja syötetään laitteiston läpi. Syöttöelimet käsittävät tavallisesti syöttörullan tai vetopyörän, joka painautuu puunrunkoa vasten ja vetää sen kitkan avulla karsintaelimien ohi ja laitteiston läpi. Harvesteripäähän on sijoitettu myös katkaisuvälineet, kuten ketjusaha, jolla suorite35 taan puun katkaisu kaatoa varten ja sahaaminen määrämittaisiin osiin.

20125359 prh 25 -01- 2018

Eri puulajeista harvesteripäitä käytetään erityisesti männyn ja kuusen karsintaan ja katkontaan, mutta lisäksi myös lehtipuiden ja eri eukalyptus-lajien karsintaan ja katkontaan. Eräät harvesteri päät kykenevät lisäksi kuori-maan eukalyptus-lajin puun samalla kun sitä prosessoidaan harvesteripäässä. On käytössä myös pelkästään kuorimiseen tarkoitettuja harvesteripäitä, jolloin niissä ei ole edellä mainittuja katkaisuvälineitä.

Kuorivan harvesteripään syöttöelin voi olla varustettu leikkaavalla kuvioinnilla, jonka avulla kuori saadaan leikkautumaan ja irtoamaan puunrungosta.

Syötön aikana puunrunko saadaan myös kiertymään pituusakselinsa ympäri, jotta kuori irtoaisi tehokkaammin puunrungon joka puolelta. Karsintaelimet irrottavat kuorta puunrungosta silloin, kun ne ovat painautuneena puunrungon ympärille ja puu liikkuu niiden ohi.

Kun puunrunko liikkuu harvesteripään läpi, mitataan samanaikaisesti sen pituutta. Eräs mahdollisuus mitata puunrungon pituutta on käyttää syöttöelimenä syöttöpyörää, jota moottori pyörittää. Syöttöpyörän pyörimistä seurataan yhden tai useamman anturin avulla ja anturin antaman mittaussignaalin perusteella voi harvesteripään tai metsäkoneen ohjausjärjestelmä päätellä puunrungon pituuden. Tavallisesti syöttöpyörä on asettuneena puunrunkoa vasten ja pyörii sen mukana, mutta saattaa syntyä myös tilanne, jossa syöttöpyörä liukuu puunrunkoa pitkin, tai se luistaa tai pyörii liikuttamatta puunrunkoa. Tästä on seurauksena pituusmittauksen virheellisyydet.

Puunrungon pituus voidaan mitata myös mittauslaitteen avulla. Julkaisussa WO-2010/143076-A2 on esitetty eräs mittauslaitteen suoritusmuoto, jossa on kyseessä mittapyörä, joka on kiertyvästi liitetty harvesteripään runkoon ja pysyy asettuneena puunrukoa vasten. Mittapyörä seuraa puunrungon muotoa ja puunrunko pyörittää mittapyörää, jossa on mittaussignaalin antava an30 turi. Mittapyörä toimii samalla kuorintaa suorittavana tai avustavana elimenä, joka sopivimmin sekä leikkaa kuorta että irrottaa sitä. Tämän lisäksi harvesteripäässä on syöttöpyörä, joka tukee puunrunkoa. Harvesteripäissä voi olla lisäksi erillinen tukirulla, jota pitkin puunrunko liikkuu ja joka pitää puurungon erossa harvesteripään rungosta.

20125359 prh 25 -01- 2018

Eräs toinen nykyisin tunnettu mittapyörälaitteiston sisältävä järjestelmä puunrungon pituuden mittaamiseksi sen karsinnan yhteydessä on esitetty hakemusjulkaisussa US 2008/0128051 A.

Mittauslaitteen on kestettävä kuormituksia ja sen on oltava kestävä. Tämän lisäksi mittapyörän on seurattava puunrungon pintaa luotettavasti, jotta saadaan tarkkoja mittaustuloksia.

Keksinnön yhteenveto

Keksinnön mukainen harvesteripää on esitetty patenttivaatimuksessa 1. Keksinnön mukainen mittapyörälaitteisto, joka on käyttökelpoinen harvesteripäässä, on esitetty patenttivaatimuksessa 9.

Nyt esillä olevassa ratkaisussa on kyseessä harvesteripää, joka käsittää ainakin runkorakenteen, syöttöelimet, jotka ovat runkorakenteessa ja syöttävät puunrungon pituussuuntaisesti harvesteripään läpi, ja mittapyörälaitteiston, joka on kytketty keinuvasti runkorakenteeseen. Laitteisto käsittää mittapyörän, joka on sovitettu rullaamaan puunrunkoa pitkin, kun puunrunkoa syöte20 tään harvesteripään läpi, ja voimalaitteen, joka on sovitettu kääntämään mittapyörälaitteistoa ja pitämään mittapyörä painettuna vasten puunrunkoa.

Mittapyörä on sovitettu jäämään koholla olevaan asentoon suhteessa harvesteripään runkorakenteeseen, jolloin mittapyörällä on lisäksi tukea antava asento, joka tukee puunrunkoa ja estää puunrungon asettumisen runkorakennetta vasten.

Esitetyn ratkaisun mukaisesti mittapyörä toimii em. tukea antavassa asennossa lisäksi ns. tukirullana. Tukirulla antaa riittävän tukivoiman, joka estää puunrunkoa asettumasta harvesteripään runkorakennetta vasten ja puunrungon liukumisen runkorakennetta pitkin. Liukuminen on estetty ja puunrunko rullaa pitkin tukirullaa, joten syöttöelimien syöttövoimaa voidaan pienentää verrattuna liukumiseen.

Kun tukirullatoiminto on yhdistetty mittapyörätoimintoon, vältetään erillisen tukirullan käyttö ja harvesteripään rakenne on mahdollista saada kompaktiksi.

20125359 prh 25 -01- 2018

Nyt esitetyn ratkaisun mukaiseen mittapyörään on tukitoiminnon lisäksi yhdistetty kuorimistoiminto, joten kuorintaa voidaan suorittaa myös kompaktissa laitteessa ja laitteiden määrää voidaan vähentää.

Erään esimerkin mukaisesti mittapyörälaitteisto käsittää pysäytinelimet, jotka 10 pysäyttävät mittapyörälaitteiston keinuliikkeen sillä hetkellä, kun mittapyörä saavuttaa tukea antavan asennon. Muina hetkinä voimalaite ohjaa keinuliikettä ja pyrkii painamaan mittapyörän vasten puunrunkoa.

Esitetyssä ratkaisussa mittapyörä myös keinuu ja seuraa puunrunkoa ja sen 15 muotoja. Mittapyörä pyrkii työntymään puunrunkoa vasten. Mittapyörä kuitenkin pysähtyy em. tukea antavaan asentoon, jossa se toimii tukirullana, kun puunrungon voima painaa mittapyörää runkorakennetta päin. Mittapyörä ei mene tällöin runkorakenteen sisään, vaan pitää puunrungon erossa runkorakenteesta

Erään esimerkin mukaisesti voimalaite on sovitettu pysäyttämään mittapyörälaitteiston keinuliike silloin, kun mittapyörä saavuttaa tukea antavan asennon. Vaihtoehtoisesti, mittapyörälaitteisto käsittää pysäytinelimen, joka on sovitettu pysäyttämään mittapyörälaitteiston keinuliike silloin, kun mittapyörä saa25 vuttaa mainitun tukea antavan asennon. Vaihtoehtoisesti, harvesteripää käsittää pysäytinelimen, joka on sovitettu asettumaan mittapyörälaitteistoa vasten ja pysäyttämään sen keinuliike silloin, kun mittapyörä saavuttaa mainitun tukea antavan asennon.

Pysäytinelin on esimerkiksi harvesteripäähän kiinnitetty tappi, uloke tai vaste, tai harvesteripään runkorakenteen osa. Erään esimerkin mukaisesti voimaelimen rakenne on konstruoitu niin, että se pysäyttää mittapyörälaitteiston liikkeen.

Erään esimerkin mukaisesti harvesteripäällä on mahdollista suorittaa kuorintaa, jolloin harvesteripään runkorakenteeseen voidaan sijoittaa tasomaisia

20125359 prh 25 -01- 2018 pintoja, joissa on kuorta leikkaavia ja irrottavia elimiä, esimerkiksi teriä tai hampaita. Puunrunko on kontaktissa näiden kuorivien elimien kanssa ja puunrungon liikkuessa kuori leikkautuu ja irtoaa. Kuorivassa harvesteripäässä voi olla myös niin, että syöttöelimet on lisäksi varustettu elimillä puun kuo5 rintaa varten.

Kuorivassa harvesteripäässä voi olla niin, että mittapyörä on lisäksi varustettu elimillä puun kuorintaa varten. Tällöin mittapyörään on tukitoiminnon lisäksi yhdistetty kuorimistoiminto, joten kuorintaa voidaan suorittaa myös kompak10 tissa laitteessa ja laitteiden määrää voidaan vähentää.

Eräässä esimerkissä mittapyörä leikkaa kuorta samalla kun mittapyörä vierii puunrunkoa pitkin. Erään toisen vaihtoehdon mukaisesti mittapyörä irrottaa kuorta samalla kun mittapyörä vierii puunrunkoa pitkin. Mittapyörän erilaisilla hampailla tai terillä, ja niiden kuvioinnilla, voidaan vaikuttaa siihen, onko kyseessä kuoren irrotus vai kuoren leikkaaminen, vai ne molemmat. Hampaiden ja terien dimensioilla, muodoilla ja suuntaukselle vaikutetaan kuoreen halutulla tavalla

Harvesteripäässä voi myös olla kouraelimiä, jotka on kytketty kiertyvästi runkorakenteeseen ja asettuvat puunrungon ympärille. Kouraelimien tehtävänä voi olla karsinta tai kuorinta, tai ne molemmat.

Erään esimerkin mukaisesti voimalaitteena on jousi tai sylinteri. Voimalait25 teenä voi toimia laite, joka tarjoaa riittävän voiman, joka painaa mittapyörän puunrunkoa vasten, ja sallii mittapyörälaitteiston keinuvan liikkeen.

Ratkaisun mukainen harvesteripää voi olla tyyppiä, joka suorittaa pystyssä kasvavan puunrungon katkaisun ja kaadon, ja sen lisäksi suorittaa joko puun30 rungon karsinnan tai kuorimisen, tai ne molemmat. Harvesteripää voi olla tyyppiä, joka suorittaa valmiiksi kaadetulle puunrungolle joko karsinnan tai kuorimisen, tai ne molemmat.

Nyt esillä olevassa ratkaisussa on kyseessä mittapyörälaitteisto, joka on käyttökelpoinen harvesteripäässä varten, käsittää ainakin rungon, sekä mittapyörän, joka on kytketty pyörivästi runkoon ja sovitettu asettumaan puun6

20125359 prh 25 -01- 2018 runkoa vasten, kun mittapyörälaitteisto on kytkettynä harvesteripäähän ja puunrunkoa syötetään harvesteripään läpi. Mittapyörälaitteisto käsittää lisäksi runkonivelen, jonka välityksellä runko on keinuvasti kytkettävissä harvesteripäähän, ja voimalaitteen, joka on sovitettu kääntämään mittapyörälaitteistoa ja pitämään mittapyörä puunrunkoa vasten painettuna.

Mittapyörällä on lisäksi tukea antava asento, joka tukee puunrunkoa, ja mittapyörälaitteisto käsittää pysäytinelimen, joka on sovitettu pysäyttämään mittapyörälaitteiston keinuliike silloin, kun mittapyörä saavuttaa mainitun tukea antavan asennon. Mittapyörä toimii em. tukea antavassa asennossa samalla ns. tukirullana.

Pysäytinelin pysäyttää mittapyörälaitteiston keinuliikkeen sillä hetkellä, kun mittapyörä saavuttaa tukea antavan asennon. Muina hetkinä voimalaite ohjaa keinuliikettä ja pyrkii painamaan mittapyörän vasten puunrunkoa. Voimalaite joustaa ja myötäilee puunrungon muotoja.

Pysäytinelin on esimerkiksi mittapyörälaitteistoon kiinnitetty tappi, uloke tai vaste, tai muu mittapyörälaitteiston osa.

Erään esimerkin mukaisesti runko muodostaa keinuvan haarukan, käsittäen kaksi runkouloketta, joiden väliin mittapyörä on sijoittuneena ja joihin mittapyörä on kytkettynä. Kun mittapyörä on tuettu molemmilta puolilta, saadaan aikaan tunnettua tekniikkaa kestävämpi rakenne.

Esitetyn mukainen mittapyörälaitteisto soveltuu kestävän rakenteensa ansiosta käytettäväksi erityyppisissä harvesteripäissä.

Erään esimerkin mukaisesti mittapyörä on lisäksi varustettu elimillä puun 30 kuorintaa varten. Tällöin mittapyörää voidaan käyttää myös kuorivassa harvesteripäässä.

Piirustuksien lyhyt selitys

Esitetyn ratkaisun ymmärtämiseksi viitataan selityksessä seuraaviin kuviin, joissa on esitetty eräitä ratkaisun mukaisia esimerkkejä.

20125359 prh 25 -01- 2018

Kuva 1 esittää erästä harvesteria, johon on kytkettävissä esitetyn ratkaisun mukainen harvesteripää, jossa voidaan lisäksi soveltaa esitetyn ratkaisun mukaista mittapyörälaitteistoa.

Kuva 2 esittää erästä esitetyn ratkaisun mukaista harvesteripää, jossa voidaan soveltaa esitetyn ratkaisun mukaista mittapyörälaitteistoa.

Kuva 3 esittää erästä esitetyn ratkaisun mukaista mittapyörälaitteistoa.

Kuva 4 esittää kuvan 3 mittapyörän laitteiston runkoa, joka erään esimerkin mukaisesti on muodoltaan haarukka.

Kuva 5 esittää sivulta katsottuna mittapyörän laitteiston mittapyörää, joka sovitettuna harvesteripään runkorakenteeseen ja on asettuneena asentoon, joka on ns. tukea antava asento.

Keksinnön suoritusmuotojen tarkempi selitys

Kuvassa 1 on esitetty eräs metsätyökone, jossa voidaan soveltaa esitetyn ratkaisun mukaista harvesteripäätä. Kyseisessä harvesteripäässä voidaan puolestaan soveltaa esitettyä ratkaisua liittyen mittapyörälaitteistoon. Metsätyökoneena on harvesteri, joka käsittää harvesterin runkoon kiinnitetyn puomijärjestelmän, jonka päähän harvesteripää on kiinnitetty puunrunkojen pro25 sessointia varten.

Kuvassa 2 on esitetty harvesteripää, jota kutsutaan tässä selityksessä myös laitteistoksi 11 ja joka on esitetyn ratkaisun mukainen. Laitteisto 11 soveltuu puunrunkojen katkaisemiseen, karsimiseen ja kuorintaan. Laitteistossa 11 on runkorakenne 12, joka sijoittuu käsiteltävän puunrungon päälle ja johon syöttöelimien 13, 14 kiinnitysvarret 15 on kiinnitetty nivelien 16 avulla. Runkorakenteessa 12 on lisäksi joko tukipintoja tai tukirullia, tai niitä molempia, joita vasten puunrunko painautuu. Mittapyörälaitteiston 24 mittapyörä toimii tukirullana.

20125359 prh 25 -01- 2018

Syöttöelin käsittää moottorin 17 avulla pyöritettävän rullan. Syöttöelimet 13, 14 ovat muodoltaan lieriömäisiä ja niiden ulkovaippa on varustettu elimillä ja kuvioinnilla, joiden tehtävänä on leikata puunkuoren läpi ja tarttua puuhun syöttöä varten. Syöttöelimiä on tavallisesti ainakin kaksi, sijoittuneina kum5 mailakin puolella puunrunkoa. Syöttöelimien 13, 14 kiertoakselit ovat vinossa, poikittain tai kohtisuorassa harvesteripään pituussuunnan 21 suhteen. Syöttöelimenä voi myös olla telamatto.

Erään vaihtoehdon mukaisesti voidaan järjestää myös niin, että kiinnitysvarsi 10 on kiinnitetty runkorakenteeseen nivelellä, jonka kiertoakseli on pituussuunnan 21 kanssa olennaisesti yhdensuuntainen. Kiinnitysvarsien 15 välille on kytketty yksi tai useampi toimilaite, esimerkiksi sylinteri, joka huolehtii syöttöelimen 13 ja 14 kiertoasennosta ja puristusvoimasta.

Laitteisto 11 käsittää myös kaarevan kouraelimen 19, johon on yhdistetty karsintaterä ja jonka kiertoakseli on oleellisesti pituussuunnan 21 suuntainen. Kouraelimen 19 parina puunrungon vastakkaisella puolella on myös kaareva kouraelin 20, johon myös on yhdistetty karsintaterä.

Tarvittaessa, puunrungon yläpinnan karsimiseksi laitteistossa on lisäksi kaareva karsintaterä 18, joka voi olla myös liikkuva.

Laitteisto 11 käsittää lisäksi katkaisulaitteen 22 puunrungon katkaisemiseksi. Katkaisulaite 22 on tavallisimmin kääntyvällä sahalaipalla varustettu ketjusa25 ha. Ketjusaha on sijoitettu sahalaatikkoon 23. Katkaisulaite voi olla tyypiltään myös ns. giljotiini, tai käsittää puristavat leuat.

Runkorakenne 12 on kuvion 2 asentoon verraten kierrettävissä 90° vaakaasentoon, mikä tapahtuu nivelien avulla vaakasuuntaisen kiertoakselin 10 ympäri. Nivelet kiinnittävät runkorakenteen 12 kääntövarteen 25, joka on ripustettavissa metsätyökoneen puomiston päähän kiinnitys-ja pyörityselimien välityksellä, esim. pyörityslaitteen 26 ja kannakkeen 27 avulla.

Laitteisto 11 käsittää lisäksi alemmat kouraelimet 28 ja 29, joihin on yhdistet35 ty karsintaterät. Alempia kouraelimiä voi olla myös vain yksi, tai niitä ei ole laitteistossa 11 ollenkaan.

20125359 prh 25 -01- 2018

Syöttöelimet 13, 14 sijoittuvat katkaisulaitteen 22 ja kouraelimien 19, 20 väliselle alueelle. Kouraelimet 28 ja 29, mikäli sellaiset laitteistossa 11 on, sijoittuvat katkaisulaitteen 22 ja syöttöelimien 13, 14 väliselle alueelle. Mittapyö5 rän laitteisto 14 on sijoitettu runkorakenteeseen 12, jossa se on kouraelimien 19, 20 ja katkaisulaitteen 22 välisellä alueella.

Kouraelimet kannatelevat puunrunkoa ja varmistavat puunrungon asettumisen tukirullaa vasten.

Kouraelimien 19, 20 avulla tartutaan puuhun, kannatellaan puunrunkoa ja karsitaan puunrunkoa kun vaakasuuntaista puunrunkoa syötetään pituussuunnan 21 suuntaisesti laitteiston 11 läpi. Syöttöelimien 13, 14 tehtävänä on leikata puunkuorta ja syöttää puunrunkoa eteenpäin. Puunkuoren leikkaami15 nen avustaa kuorintaa. Puunrunko liikkuu omassa pituussuunnassaan, joka on yhdensuuntainen pituussuunnan 21 kanssa.

Eräässä esimerkissä em. laitteiston 11 syöttöelimet 13, 14 on lisäksi varustettu kuvioinnilla, joka aikaansaa puunrungon kiertymisen pituussuunnan 21 ympäri, mikä tehostaa kuorintaa. Eräässä toisessa esimerkissä em. laitteiston syöttöelimet 13, 14 on asetettu vinoon asentoon niin, että aikaansaadaan puunrungon kiertyminen pituussuunnan 21 ympäri. Eräässä kolmannessa esimerkissä kuorinta viimeistellään em. laitteiston runkorakenteessa 12 olevan leikkauspinnan ja sen elimien ja kuvioinnin avulla. Kyseinen leikkauspin25 ta on käytössä erityisesti silloin, kun puunrunko kiertyy pituussuunnan 21 ympäri. Laitteistossa 11 leikkauspinta on sijoittuneena katkaisulaitteen 22 ja syöttöelimien 13, 14 väliin.

Eräässä esimerkissä harvesteripää on pelkästään kuorintaa varten, jolloin laitteistossa 11 ei ole katkaisulaitetta 22. Lisäksi voi olla niin, että laitteistossa 11 ei ole kääntövartta 25, vaan se on pysyvästi vaakasuuntainen. Tällöin runkorakenne 12 on ripustettuna puomiston päähän esim. pyörityslaitteen 26 ja kannakkeen 27 avulla.

20125359 prh 25 -01- 2018

Kuvassa 3 on esitetty tarkemmin eräs mittapyörälaitteisto 24, joka on esitetyn ratkaisun mukainen. Mittapyörälaitteisto 24 soveltuu käytettäväksi harvesteripään kanssa, esim. edellä esitetyn laitteiston 11 kanssa.

Mittapyörälaitteisto 24 käsittää rungon 34 ja pyörivän mittapyörän 35, joka on kytketty runkoon 34 niin, että mittapyörä 35 pääsee pyörimään. Mittapyörä 35 on kiinnitetty esimerkiksi akseliin 36, jonka molemmat päät on kytketty laakerin välityksellä runkoon 34. Akseli 36 on yhdensuuntainen pyörimisakselin 31 kanssa ja akseli 36 pyörii pyörimisakselin 31 ympäri yhdessä mittapyörän 35 kanssa. Mittapyörä 35 sijoittuu akselin 36 päiden väliin.

Kuvien 3 ja 4 mukaisesti rungossa 34 on kaksi runkouloketta 34a ja 34b, jotka haarukan tavoin ulottuvat mittapyörän 35 molemmille sivuille. Runko 34 on esimerkiksi akselimainen osa, jonka päihin runkoulokkeet 34a, 34b on kiinni15 tetty. Mittapyörä 35 on tuettu molemmilta sivuiltaan runkoon 34, hyödyntäen akselia 36 ja laakereita. Kussakin runkoulokkeessa 34a, 34b on aukko 38, joihin akselin 36 päät asettuvat. Mittapyörä 35 sijoittuu runkoulokkeiden 34a ja 34b väliin.

Mittapyörän 35 pyörimisakseli 31 on tavallisimmin sijoittuneena niin, että se on kohtisuorassa tai poikittain suhteessa puunrungon pituussuuntaan 21. Mittapyörän 35 leveys on sovitettu niin, että siihen voidaan konstruoida haluttu kuviointi käyttäen esim. pitkänomaisia teriä tai hampaita, jotka ovat pyörimisakselin 31 suuntaisia tai siihen nähden vinoja.

Sopivimmin on niin, että mittapyörä 35 on vaihdettavissa, jolloin voidaan käyttää erilaisilla elimillä tai kuvioinnilla varustettuja mittapyöriä. Mittapyörä voi olla myös moniosainen ja käsittää useita erillisiä, esim. hampailla tai vastaavilla elimillä varustettuja osia.

Mittapyörä 35 leveys suhteessa puunrunkoon on sovitettu tukemaan liikkuvaa puunrunkoa. Mittapyörän 35 hampaan, elimien tai kuvioinnin terävyys, muoto ja syvyys on sovitettu esim. niin, että ne tunkeutuvat vain puunrungon kuoren läpi eivätkä ulotu syvemmälle puuainekseen. Mittapyörässä on kitka35 ominaisuudet, jotka estävät mittapyörän luistoa.

20125359 prh 25 -01- 2018

Runko 34 on runkonivelen 37 avulla kiinnitettävissä harvesteripään runkoon. Kyseinen runkonivel 37 sijaitsee välimatkan päässä pyörimisakselista 31, jolloin mittapyörä 35 ja runko 34 pääsevät keinumaan. Kyseinen keinuva liike mahdollistaa mittapyörän 35 liikkeen puunrungon vaihtelevaa pintaa pitkin.

Runko 34 keinuu runkonivelen 37 pyörimisakselin 40 suhteen. Mittapyörälaitteisto 24 voidaan rungon 34 molemmilta puolilta kiinnittää laitteiston 11 runkorakenteeseen 12.

Runkonivel 37 käsittää esimerkiksi yksi- tai moniosaisen akselirakenteen 41, 10 jonka kaksi päätä 41a, 41b kiinnitetään harvesteripään runkoon 12. Runko 34 sijoittuu akselirakenteen päiden 41a ja 41b väliin. Akselirakenne 41 mahdollistaa rungon 34 kiertymisen pyörimisakselin 40 ympäri. Päät 41a, 41b kiinnittyvät pyörivästi runkoon 34, esimerkiksi laakerien välityksellä. Rungossa 34 on aukko 42 akselirakennetta 41 varten. Akselirakenteen päät 41a ja 41b kiinnittyvät harvesteripään runkorakenteeseen 12 kiertymättömästi.

Erään vaihtoehtoisen esimerkin mukaisesti akselirakenne 41 kiertyy yhdessä rungon 34 kanssa pyörimisakselin 40 ympäri. Akselirakenteen päät 41a, 41b kiinnittyvät pyörivästi runkorakenteeseen 12, esimerkiksi laakerien välityksel20 Iä. Akselirakenne 41 kiinnittyy runkoon 34 pyörivästi tai pyörimättömästi.

Mittapyörälaitteisto 24 on kiinnitetty runkorakenteeseen niin, että mittapyörä 34 pääsee keinumaan asentoon, jossa se on vasten puunrunkoa, jota pidellään laitteistossa 11. Mikäli puunrungossa on muoto, joka vie puunrungon etäämmälle runkorakenteesta 12, voidaan mittapyörälaitteiston 24 keinuvan liikkeen avulla pitää mittapyörä 35 kiinni puunrungossa. Edellä mainitun keinuvan liikkeen pyörimisakseli 40 on yhdensuuntainen pyörimisakselin 31 kanssa. Mittapyörälaitteiston 24 akselirakenne 41 voidaan toteuttaa esimerkiksi kahden akselitapin (päät 41a, 41b) avulla. Runkonivelessä 37 voidaan soveltaa myös muita ratkaisuja, joilla aikaansaadaan tukeva ja kestävä kiinnitys. Eräs ratkaisu on akseli, esim. rungon 34 läpi kulkeva akseli, jonka molemmat päät (päät 41a, 41b) on kiinnitetty runkorakenteeseen 12. Kyseinen akseli kiinnittyy pyörivästi tai pyörimättömästi runkoon 34 tai runkorakenteeseen 12.

Pyörimisakseli 40 on kohtisuorassa tai poikittain suhteessa puunrungon pituussuuntaan 21. Rungon 34 liike on siis radiaalinen suhteessa puunrunkoon.

20125359 prh 25 -01- 2018

Mittapyörälaitteiston runkoon 34 on sijoitettu myös anturielimet 33, jotka seuraavat mittapyörän 35 pyörimistä.

Anturielimien 33 osalta voidaan soveltaa analogia ja digitaalisia periaatteita. Voidaan soveltaa esim. mekaanisia, sähköisiä, magneettisia, induktiivisia, valosähköisiä, tai muita, antureita, jotka seuraavat mittapyörän 35 pyörimistä. Anturielimet 33 antavat analogisen tai digitaalisen mittaussignaalin, joka on verrannollinen mittapyörän 35 asentoon tai pyörimiseen, esim. pyörittyjen kierroksien määrään tai mittapyörän kulkemaan matkaan.

Mittapyörälaitteistoon 24 on kiinnitetty myös voimalaite 39. Sopivimmin on niin, että voimalaitteen 39 ensimmäinen pää 39a on kiinnitetty nivelen 30 avulla runkoon 34. Nivelen 30 pyörimisakseli 43 on yhdensuuntainen pyörimisakselin 31 kanssa.

Voimalaite 39 käsittää esimerkiksi puristusjousen tai kaasujousen, tai niiden yhdistelmän. Kuvan 3 esimerkin mukaisesti voimalaite käsittää pituuttaan muuttavan sylinterin, joka on tarvittaessa varustettu palauttavalla jousella.

Erään vaihtoehtoisen esimerkin mukaisesti voimalaite 39 käsittää paineisen väliaineen välityksellä ohjatun toimilaitteen, joka voi käsittää myös puristusjousen. Kyseessä on esimerkiksi hydraulisylinteri.

Voimalaitteita 39 on ainakin yksi. Erään esimerkin mukaisesti voimalaitteita 39 on kaksi ja ne ovat yhdensuuntaisia ja sijoittuneena vierekkäin. Sopivim30 min on niin, että nivel 30 sijoittuu rungon 34 ulokkeeseen 34a tai 34b

Nivel 30 on kytketty runkoon 34 joko suoraan tai sillan välityksellä. Silta ulottuu mittapyörän 35 ylitse ja kiinnittyy runkoon 34 mittapyörän 25 molemmille puolille. Sopivimmin on niin, että silta kiinnittyy ulokkeisiin 34a ja 34b.

20125359 prh 25 -01- 2018

Sillan avulla aikaansaadaan kompakti rakenne, mikäli joustavia elimiä 39 on esim. kaksi vierekkäin.

Nivel 30 sijaitsee välimatkan päässä runkonivelestä 37 ja sen pyörimisakse5 lista 40, jolloin voimalaitteen 39 generoima voima aikaansaa momentin, joka pystyy kääntämään runkoa 34 runkonivelen 37 ympäri. Voimalaite 39 on sijoitettu runkorakenteeseen 12 niin, että voimalaite 39 generoi voiman, joka painaa mittapyörän 35 puunrunkoa vasten. Voimalaitteen 39 vastakkainen, toinen pää 39b tukeutuu runkorakenteeseen 12, tai muuhun vastaavaan osaan, joka tarjoaa riittävän vastavoiman sille voimalle, jonka voimalaite 39 generoi. Voimalaitteen 39 generoima voima työntää mittapyörän 35 puunrunkoa vasten. Generoitu voima välitetään nivelen 30 ja rungon 34 välityksellä.

Kuvassa 5 esitetyn esimerkin mukaisesti mittapyörä 35 toimii tukirullana, joka pitää liikkuvan puunrungon erossa runkorakenteesta 12. Mittapyörälaitteisto 24 on sijoitettu runkorakenteeseen 12 niin, että mittapyörän 35 keinuva liike ei päästä mittapyörää 35 siirtymään kokonaan runkorakenteen 12 sisään.

Mittapyörällä 35 on ns. tukea antava asento, joka on esitetty kuvassa ja jossa se ei siirry lähemmäksi runkorakennetta 12. Mittapyörä 35 jää koholle suhteessa runkorakenteeseen 12 silloin, kun se on tukea antavassa asennossaan. Ulottuma 44 suhteessa runkorakenteeseen 12, tarkasteluna kohtisuoraan suhteessa pituussuuntaan 21, on esimerkiksi 5 mm tai enemmän. Mit25 tapyörä 35 pääsee liikkumaan poispäin runkorakenteesta 12, jotta se seuraisi puunrungon muotoja, mutta mittapyörän 35 liike pysähtyy, mikäli se saavuttaa määrätyn ulottuman 44 ja em. tukea antavan asennon. Etäisyyden muuttuminen em. määrättyä ulottumaa suuremmaksi on sallittu. Mittapyörä 35 pyörii edelleen, mutta nyt se tarjoaa lisäksi tukivoiman, joka ei päästä puun30 runkoa painumaan runkorakennetta 12 vasten. Tukivoima välitetään voimalaitteen 39 tai pysäytinelimen välityksellä.

Mittapyörälaitteiston 24 keinuva liike on rajoitettu halutuksi esim. voimaelimen 39 avulla tai sijoittamalla runkorakenteeseen 12 pysäytinelin, kuten stopped, este tai muu elin, joka rajoittaa mittapyörälaitteiston 24 rungon 34 liikettä niin, että syntyy em. ulottuma 44.

20125359 prh 25 -01- 2018

Kyseinen pysäytinelin voi olla myös säädettävä, jolloin em. ulottumaa voidaan säätää. Erään vaihtoehdon mukaisesti runkorakenteessa 12 on pysäytinelin, joka asettuu runkoa 34 tai voimaelintä 39 vasten ja pysäyttää sen rungon 34 keinuvan liikkeen. Pysäytinelin on esimerkiksi runkorakenteeseen 12 kiinnitetty tappi, uloke tai vaste, tai muu runkorakenteen 12 osa.

Erään vaihtoehdon mukaisesti mittapyörälaitteistossa 24 pysäytinelin, joka asettuu runkoa 34 tai voimaelintä 39 vasten ja pysäyttää rungon 34 keinuvan liikkeen. Pysäytinelin on esimerkiksi mittapyörälaitteistoon 24 kiinnitetty tappi, uloke tai vaste, tai muu mittapyörälaitteiston 24 osa.

Erään esimerkin mukaisesti voimaelimen sisäinen rakenne on konstruoitu niin, että se pysäyttää rungon 34 liikkeen. Voimaelimeen on sijoitettu rajoitin tai oma pysäytinelimensä. Kun kyseessä on jousi, niin jousella on määrätty minimimitta, jonka rakenne sallii. Kun kyseessä on sylinteri, niin sylinterillä on tietty minimipituus, jonka rakenne sallii.

Mittapyörälaitteisto 24 on sovitettu laitteiston runkorakenteeseen 12, tai mit20 tapyörälaitteisto 24 on sovitettavissa siihen niin, että mittapyörä 35 sijoittuu aina vähintään ulottuman 44 päähän runkorakenteesta 12. Tämän lisäksi mittapyörän on päästävä liikkumaan poispäin runkorakenteesta 12, jotta se seuraisi puunrungon muotoa.

Anturielimien 33 antamien mittaussignaalien 32 perusteella voidaan määritellä se, kuinka pitkän matkan mittapyörä 35 on pyörinyt pitkin puunrunkoa, joka on liikkunut mittapyörän 35 ohitse. Kyseisiä mittaussignaaleja 32 voidaan hyödyntää metsäkoneen ohjausjärjestelmässä, joka laskee prosessoitujen puunrunkojen pituuksia sekä tallentaa ja käsittelee pituusmittauksen tietoja halutulla tavalla eri toiminnoissa.

Harvesteripään laitteiston 11 toimilaitteita ohjataan käyttäen paineista väliainetta ja tavallisesti hydraulinesteellä toimivia toimilaitteita, joita ohjataan harvesteripään venttiiliohjauspiirin avulla. Syöttöelimienvaipan rakenteessa on otettu huomioon kuorinta. Harvesteripäätä ohjataan puolestaan metsätyökö15 neen ohjausjärjestelmän avulla, ja metsätyökoneen käyttäjä kontrolloi metsäkoneen ja harvesteripään toimintaa ohjausjärjestelmän välityksellä.

Keksintöä ei ole yksinomaan rajoitettu vain kuvissa tai edellä esitettyihin esi5 merkkeihin, suoritusmuotoihin ja vaihtoehtoihin, eikä niitä pidä käyttää rajoittavina vaihtoehtoina. Edellä esitettyjä kuvia ei myöskään pidä käsittää niin, että kaikki niissä esitetyt piirteet olisivat käytössä myös esitetyissä ratkaisuissa. Edellä esitettyjä piirteitä voidaan kombinoida sekä harvesteripäässä että mittapyörälaitteistossa niin, että niissä on halutut toiminnot eri työtehtävien suorittamiseksi. Keksintöä voidaan soveltaa siinä laajuudessa, joka on määritelty oheisissa patenttivaatimuksissa.

Claims (13)

1. Patenttivaatimukset

   1. Harvesteripää, käsittäen ainakin:

   runkorakenteen (12);

   5 - syöttöelimet (13, 14), jotka ovat runkorakenteessa ja syöttävät puunrungon pituussuuntaisesti (21) harvesteripään (11) läpi; mittapyörälaitteiston (24), joka on kytketty keinuvasti runkorakenteeseen, käsittäen mittapyörän (35), joka on sovitettu rullaamaan puunrunkoa pitkin, kun puunrunkoa syötetään harvesteripään (11) läpi, ja

   10 voimalaitteen (39), joka on sovitettu kääntämään mittapyörälaitteistoa (24) ja pitämään mittapyörä (35) painettuna vasten puunrunkoa;

   tunnettu siitä, että:

   mittapyörä (35) on sovitettu jäämään koholla olevaan asentoon suhteessa harvesteripään runkorakenteeseen (12), jolloin mittapyörällä

   15 (35) on lisäksi tukea antava asento, joka tukee puunrunkoa ja estää puunrungon asettumisen runkorakennetta (12) vasten; mittapyörä (35) on lisäksi varustettu elimillä puun kuorintaa varten.
2. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen harvesteripää, tunnettu siitä, että mit20 tapyörällä (35) on pyörimisakseli (31), jonka suhteen mittapyörä pyörii, ja mittapyörälaitteistolla on runko (34), jolla on pyörimisakseli (40), jonka suhteen runko keinuu, jolloin mittapyörän ja rungon pyörimisakselit (31, 40) ovat yhdensuuntaiset.

   25
3. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen harvesteripää, tunnettu siitä, että harvesteripäällä on pituussuunta (21), jonka suuntaisesti puunrunkoa syötetään harvesteripään läpi, jolloin mittapyörälaitteiston (24) rungon (34) pyörimisakseli (40) on kohtisuorassa tai poikittain suhteessa mainittuun pituussuuntaan (21).
4. 4. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 3 mukainen harvesteripää, tunnettu siitä, että voimalaite (39) on jousi, tai sylinteri, tai niiden yhdistelmä.
5. 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen harvesteripää, tunnettu siitä,

   35 että syöttöelimet (13, 14) on lisäksi varustettu elimillä puun kuorintaa varten.

   20125359 prh 25 -01- 2018
6. 6. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 5 mukainen harvesteripää, tunnettu siitä, että harvesteripää (11) käsittää lisäksi:

   katkaisulaitteen (22) puunrungon katkaisemiseksi; ja ainakin kaksi kouraelintä (19, 20), jotka on kytketty kiertyvästi runko5 rakenteeseen ja sovitettu asettumaan puunrungon ympärille.
7. 7. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 6 mukainen harvesteripää, tunnettu siitä, että mittapyörälaitteisto (24) käsittää pysäytinelimet mittapyörälaitteiston (24) keinuliikkeen pysäyttämiseksi silloin, kun mittapyörä (35) saavuttaa mainitun

   10 tukea antavan asennon.
8. 8. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 6 mukainen harvesteripää, tunnettu siitä, että:

   voimalaite (39) on sovitettu pysäyttämään mittapyörälaitteiston (24)

   15 keinuliike silloin, kun mittapyörä (35) saavuttaa mainitun tukea antavan asennon, tai harvesteripää käsittää pysäytinelimen, joka on sovitettu asettumaan mittapyörälaitteistoa (24) vasten ja pysäyttämään mittapyörälaitteiston (24) keinuliike silloin, kun mittapyörä (35) saavuttaa mainitun tu20 kea antavan asennon.
9. 9. Mittapyörälaitteisto, joka on käyttökelpoinen harvesteripäässä, käsittäen ainakin:

   rungon (34);

   25 - mittapyörän (35), joka on kytketty pyörivästi runkoon (34) ja sovitettu asettumaan puunrunkoa vasten, kun laitteisto (24) on kytkettynä harvesteripäähän ja puunrunkoa syötetään harvesteripään läpi; runkonivelen (37), jonka välityksellä runko (34) on keinuvasti kytkettävissä harvesteripäähän; ja

   30 - voimalaitteen (39), joka on sovitettu kääntämään mittapyörälaitteistoa (24) ja pitämään mittapyörä (35) painettuna vasten puunrunkoa;

   tunnettu siitä, että:

   mittapyörällä (35) on lisäksi tukea antava asento, joka tukee puunrunkoa; ja mittapyörälaitteisto (24) käsittää pysäytinelimen, joka on sovitettu pysäyttämään mittapyörälaitteiston (24) keinuliike silloin, kun mittapyörä (35) saavuttaa mainitun tukea antavan asennon, mittapyörä (35) on lisäksi varustettu elimillä puun kuorintaa varten.
10. 10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mittapyörällä (35) on pyörimisakseli (31), jonka suhteen mittapyörä pyörii, ja rungolla (34) on pyörimisakseli (40), jonka suhteen runko keinuu kun laitteisto on kytkettynä harvesteripäähän, jolloin mittapyörän ja rungon pyörimisakselit (31,

    10 40) ovat yhdensuuntaiset.
11. 11. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että runko (34) muodostaa keinuvan haarukan, käsittäen kaksi runkouloketta (34a, 34b), joiden väliin mainittu mittapyörä (34) on sijoittuneena ja joihin

    15 mainittu mittapyörä on kytkettynä.
12. 12. Jonkin patenttivaatimuksen 9-11 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteisto (24) käsittää lisäksi akselin (36), jonka välityksellä mittapyörä on kytketty mainittuihin kahteen runkoulokkeeseen (34a, 34b).
13. 13. Jonkin patenttivaatimuksen 9-12 mukainen mittapyörälaitteisto, tunnettu siitä, että laitteisto (24) käsittää lisäksi ainakin yhden anturielimen (33), joka on sovitettu seuraamaan mittapyörän (35) pyörimistä ja antamaan sen pyörimiseen liittyvän mittaussignaalin (32).