FI13312Y1 - Takaterät hakkuulaitteessa - Google Patents

Abstract

1. Hakkuulaite, jota käytetään puiden kaatoon, karsintaan ja katkontaan ja joka hakkuulaite on kytketty metsässä liikkuvan alustakoneen puomin päähän vapaasti riippuvaksi, johon hakkuulaitteeseen kuuluu runko (1) kannatettavaksi sanotun puomin päästä, syöttölaite puun kuljettamiseksi kidan läpi edestä taaksepäin, ensimmäiset karsintaterät eli etukarsintaterät syöttösuunnassa syöttölaitteen edessä nivellettynä taittumaan kidan alle, toiset karsintaterät eli takakarsintaterät (2, 3) syöttösuunnassa syöttölaitteen takana ja jossa kidan muodostavat karsinta-asennossa rungon (1) alapinta (5) sanotut kaksi vastakkaista rullaa/telaa (16) vastakkaiset ensimmäiset karsintaterät käsiteltävän painettuna puun alla siihen kiinni, vastakkaiset takakarsinterät painettuna käsiteltävän puun alla siihen kiinni, jos ne ovat käytössä, tunnettu siitä, että takakarsintaterät (2, 3) on sovitettu taittumaan runkoa vasten ja niiden päät on siten viistetty siten, että kidassa kulkeva puu (14) ohjautuu viisteen (3.1) avulla kunkin takakarsintaterän (3) ohitse, vaikka törmäisi sitä vasten. Lisäksi suojavaatimukset 2-6.

Description

Takaterät hakkuulaitteessa Keksintö koskee hakkuulaitetta, jota käytetään puiden kaatoon, karsintaan, katkontaan, nykyisin myös mittaukseen, tarkemmin suojavaatimuksen 1 johdannossa esitettyä hakkuulaitetta. Hak- kuulaite on kytketty metsässä liikkuvan alustakoneen puomin päähän.

Yleensä hakkuulaite on ns. vapaasti riippuva. Hakkuulaitteen paino on 250 - 5000 kg. Tehontarve on n. 30 — 200 kW. Syöttö- nopeus karsintavaiheessa on 3 - 7 m/s, karsintavoima 5-40 kN. Edelleen keksintö koskee hakkuulaitetta, jossa puun syöttö saa- daan aikaan syöttörullilla tai telasyötöllä. Sykesyöttöiset hakkuulaitteet eivät ole keksinnössä mukana, koska niissä jak- sottaisesta syöttöliikkeestä johtuen käytetään useita teriä ja pihtejä. Katkaisulaitteena hakkuulaitteissa käytetään ket- jusahaa, kiekkosahaa tai ns. giljotiinia. Puun koko voi olla @ 50 mm — 1000 mm.

Patentti FI104531 esittää harvesteripään rakennetta, jossa on etukarsintaterien (ensimmäiset karsintaterät) lisäksi takate- rät (toiset karsintaterät). Koska takateriä ei aina käytetä, on edullista saada ne piiloon. Aikaisemmissa harvesteripäissä N takaterät ovat jääneet ulos, kun niitä ei käytetä, jolloin ne O 25 ovat olleet alttiina vaurioitumiselle. Sitä varten harvesteri- N pään rungossa on kolot, joihin takaterien kärjet voidaan aset- S taa, kun niitä ei käytetä.

x a o Takaterät hakkuulaitteissa sijaitsevat syöttöelinten ja kat- = 30 kaisulaitteen välissä. Takateriä voi olla yksi tai kaksi. Ylei- N sin rakenne on yksi pidempi terä. Kahden, molemmin puolin puuta 5 olevat terät voivat olla luonnollisesti lyhyempiä.

Takaterien tehtävä on auttaa käsiteltävän puun kannattelua syöttöliikkeen aikana, varsinkin edestakaisen liikkeen aikana, kuten katkaisukohdan optimoinnissa. Luonnollisesti isot puut tarvitsevat kannattelua, mutta myös pitkät ohuet puut.

Useissa puulajeissa esiintyy runsaasti oksia myös puun tyvi- alueilla. Puiden koko tällöin ei ole suuri, voidaan puhua kau- pallisessa metsätaloudessa max. 30 cm halkaisijaa. Näitä oksia ei voida karsia kaikkia hakkuulaitteen varsinaisilla syöttö- laitteiston etupuolella olevilla karsintaterillä. Takaterällä tai -terillä näistä suurin osa saadaan pois.

Edelleen tärkeä tehtävä takaterillä tai -terällä olisi onnis- tuessaan auttaa usean puun keräämisessä hakkuulaitteeseen. Täl- löin puhutaan pienemmistä puista, yleensä alle 20 cm halkai- sija. Tällaisia nivellettyjä takateriä on olemassa, mutta nii- den käyttöä rajoittaa mekaaniset ongelmat. Nämä keräävät taka- terät tai -terä vaativat nivelten takia runsaasti tilaa. Käytön aikana teriin kohdistuu työskentelyn aikana myös ulkoisia voi- mia terien törmätessä kantoihin ja lähellä oleviin puihin. Rat- kaisuja on ollut tarjolla, mutta kestävyys ongelmien takia ne eivät ole yleistyneet.

Antaessaan hakkuulaitteelle lisää ominaisuuksia puiden käsit- N telylle, takaterät tai -terä rajoittavat laitteen käyttöä. Täl- O 25 lainen tilanne syntyy usean puun ollessa lähekkäin. Takaterät N vaativat tilaa puun mennessä hakkuulaitteen sisään. Helposti S lähellä olevat pystyyn jäävät puut vaurioituvat terien koske- = tuksesta. Tämä ongelma voidaan välttää esim. viemällä takaterät > sisään laitteen rungossa olevaan tilaan (FI104531). Tunnetaan = 30 myös tällainen yksiteräinen ratkaisu (FI123155). Terän vaatima N suuri tila laitteen sisällä vaatii aukon tekemistä runkoraken- 5 teeseen. Runko joudutaan katkaisemaan ja tukemaan ulkopuolen kautta. Lisäksi pienet oksat ja talvella esim. lumi kerääntyvät aukkoon. Todennäköisesti näiden syiden takia ei ratkaisua ole kaupallisesti saatavissa. Keksinnön mukaisissa takaterissä on ratkaistu puun kannattelu, karsinta, puiden kerääminen ja ongelmatilanteissa terien saa- minen sisään. Ratkaisun lähtökohtana on syöttölaitteen rakenne. Tällä hetkellä hakkuulaitteissa yleisin syöttölaitteisto pe- rustuu kolmen rullan mukanaoloon. Kaksi rullaa tukee puuta ala- puolelta ja yksi rulla ottaa vastaan alapuolisten rullien pu- ristusvoiman puun yläpinnan kautta. Näissä laitteissa varsinkin pienemmillä puilla mekaniikasta johtuen puun painatus ylärul- laan on suuri. Jotta syöttö toimisi, puun pitää aina puristua ylärullaa vasten.

Näin ollen, jos halutaan takaterät ongelmatilanteessa sisään, täytyy niiden kokonaan mennä ylärullan yläpuolelle. Tästä joh- tuu, että terälle, terille täytyy erikseen rakentaa sisäänme- notila (FI104531).

Keksinnön mukaisella hakkuupäällä aikaansaadaan uusi ratkaisu takaterien käytössä, jolla passiivisten takaterien kuormitus ei ole liian suuri puuta syötettäessä. Keksinnön mukaiselle N hakkuupäälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty suojavaati- O 25 muksessa 1. Kun takakarsintaterien päät on siten viistetty si- N ten, että kidassa kulkeva puu ohjautuu viisteen avulla taka- S karsintaterän ohitse, vaikka törmäisi niitä vasten, ne voidaan E taittaa runkoa vasten.

N 5 30 Tunnetaan myös kahden vastakkain liikkuvan rullan tai telan N syöttölaitteisto. Rullat tai telat ovat suunnilleen puun si- 5 vuilla, vetopintojen kulmaero voi olla 10°+ 5°. Näissä hakkuu- laitteissa puun kannattelu perustuu varsinaisten karsintaterien aikaansaamaan pystyvoimaan ja tietysti kantovoimaa voidaan lisätä käyttämällä takateriä. Ennen kaatosahausta varsinkaan ahtaissa paikoissa ei pyritä ollenkaan sijoittamaan puuta ko- neen runkoa vasten. Puunsyöttö onnistuu, vaikka puu on irti laitteen rungosta esim. 30 mm + 10 mm. Onhan koko vetopinnan leveys 100-300 mm. Keksinnön mukaiset takaterät ovatkin sovi- tettu käyttäen hakkuulaitteessa kahden vastakkain toimivan syöttölaitteen ominaisuuksia. Edellä mainitulla syöttölaitteella on oleellista puun pieni puristuspaine laitteen runkoa vasten. Nyt voidaan takaterät ajaa etukäteen runkoa vasten ja ottaa puu takateriä vasten. Edullisesti saadaan takaterät sijoitettua runkoa vasten niiden ottaessa rullan tai telan vetopinnan suunnassa noin 30 mm:n tilantarpeen.

Seuraavassa keksintöä kuvataan esimerkkien avulla ja viittaa- malla oheisiin kuviin, jotka esittävät erästä keksinnön mu- kaista hakkuupäätä monitoimikoneessa. Kuva 1 esittää hakkuulaitetta katkaisulaitteen puolelta nähtynä Kuva 2 esittää hakkuulaitetta kuvattuna sahakotelon puolelta Kuva 3 esittää tilannetta, kun puu syötetään takaterien etu- S puolelle eu Kuva 4 esittää hakkuulaitetta käsiteltäessä keskikokoista n 25 puuta Ek Kuva 5 esittää hakkuulaite, kun takaterät ovat auki asennossa > Kuva 6 esittää takaterien vapautumista käännettäessä niiden = apuvartta ulospäin

N S Keksinnön mukainen hakkuulaite on kuvattu kuvassa 1 katkai- > 30 sulaitteen puolelta. Leikkauskuvassa näkyy laitteen runko 1 ja takaterät. Takaterät koostuvat osista 2 ja 3. Osa 2 (apuvarsi)

on tapilla 7 kiinnitetty runkoon 1 puun kulkusuunnassa.

Edel- leen takaterään kuuluu osa 3 tapilla 6 kiinnitettynä osaan 2. Sylinteri 4 on kiinni rungossa 1 tapilla 9. Sylinteri 4 on kiinnitetty osaan 2 tapilla 8. Jousi 11 pitää osan 3 tapin 6 5 välityksellä tukipalaa 10 vasten.

Kuvassa 1 näkyy myös tuki- rulla 12. Normaalisti tämän tukirullan 12 alapinta 13 on rungon 1 pohjasta 5 n. 6 mm ulkona.

Tämä sen takia, että kulkiessaan puu ei kuluttaisi pintaa 5 kohtuuttomasti.

Osat 3 ovat sijoi- tettu niin, että eivät törmää toisiinsa sylinterin 4 kääntäessä niitä.

Kuvassa 2 hakkuulaite kuvattuna sahakotelon 15 puolelta.

Käsi- teltävä puu 14 sijoittuu syöttörullien 16 väliin.

Kuvassa 2 puu 14 on mittakaavassa runkoon 1 keskikokoinen, edustaen vaikka suurta ongelmapuuta.

Takaterien osan 3 ollessa rungon 1 ala- pintaa 5 vasten, voidaan puuta 14 syöttää.

Välimatka varsinai- sista karsintateristä takateriin, osiin 2 ja 3 on n. 60 cm + cm.

Nyt kun osan 3 ollessa kohdan 5 ja puun 14 välissä, muuttuu puun 14 kulkusuunta vain 1° + 19. Tässä oletamme tuki- 20 pyörän 12 alapinta 13 olevan noin 6 mm rungon 1 alapinnasta 5. Terän paksuus eli osan 3 paksuus on noin 15 mm.

Katkaisulaippa 17 näkyy sahakoteloon 15 tehdystä leikkauksesta.

N Kuvassa 3 on esitetty tilanne, kun joudutaan syöttämään puu O 25 takaterien etupuolelle.

Tällainen tilanne syntyy, kun puun kat- N kaisun jälkeen varsinaiset karsintaterät kohtaavat ylisuuret S oksat.

Puuta 14 peruutetaan syöttölaitteisiin päin kulkien ta- = katerien 3 ohi.

Viiste 3.1 pakottaa törmäävän puun ohittamaan > takaterät.

Nyt eteenpäin syötöllä puu 14 ei törmää teriin 3, = 30 koska karsintaa varten osassa 3 on teroitus.

Puun 14 ylänurkka N 18 eteenpäin syötettäessä pääsee osan 3 teroitusviisteen avulla 5 terien 3 alle (kuvassa näkyy terien 3 sijoitus toisiinsa näh- den).

Kuvassa 4 keskikokoinen puu 14 on sijoitettu hakkuulaiteeseen. Nyt takaterät (osat 2 ja 3) kantavat puuta 14 suunnilleen ala- pinnalta. osat 2 ja 3 ovat mitoitettu tappien 7 kautta runkoon 1 nähden siten, että aktiivinen kosketus osalla 3 puuta 14 vasten osuu osan 3 kärjestä 3.1 noin puoleen matkasta 3.1:stä tappiin 6. Täten takaterissä tarvitaan leikkaavaa osaa vain yhdessä osassa, siinäkin vain puolella pituudestaan. Kuvassa 5 on esitetty hakkuulaite, kun takaterät (osat 2 ja 3) ovat auki asennossa. Kuvassa 6 on esitetty takaterien (osat 2 ja 3) toiminta taka- teriä avattaessa keräiltäessä puita, kuvassa ensimmäinen puu- hakkuulaitteessa. Terien 2 ja 3 toiminta on varsin yleinen ja tunnettu. Kuitenkin kuten kuvassa 1 näkyy molemmilla terillä (osat 2 ja 3) on oma sylinteri. Tällä ratkaisulla säästetään pituustilaa hakkuulaitteessa. Kannatinpyörä 12 voidaan sijoit- taa terien 2 ja 3 alueelle. Tämä vähentää alapintaan kohdistu- vaa kitkaa. Jos pyörä 12 jää pois voidaan sylinteri 4 korvata yhdellä sylinterillä tappien 8 avulla. Edelleen kuvassa 6 sylinterin 4 kääntäessä (ei näkyvissä) osaa 2 nuolen suuntaan, jousi 11 (tai vastaava) antaa periksi. Kun N puu 14 on syöttöelinten pidossa vapautuvat terät (os. 2 ja 3) S 25 sylinterin 4 jatkaessa liikettä, kunnes ollaan kuvan 5 tilan- N teessa. 5 = Syöttörullan/telan leveys on maksipitoleveydesta 15 - 80 %, > edullisimmin 16 - 40 %.

N 3 8 >”

Jos pyörä 12 jää pois voidaan sylinteri 4 korvata yhdellä sy- linterillä tappien 8 avulla. Edelleen kuvassa 6 sylinterin 4 kääntäessä (ei näkyvissä) osaa 2 nuolen suuntaan, jousi 11 (tai vastaava) antaa periksi. Kun puu 14 on syöttöelinten pidossa vapautuvat terät (os. 2 ja 3) sylinterin 4 jatkaessa liikettä, kunnes ollaan kuvan 5 tilan- teessa. Syöttörullan/telan leveys on maksipitoleveydestä 15 - 80 %, edullisimmin 16 - 40 %. Jos puun nimellismitta 300 mm, leveys- mitta on 120 mm — 400 mm, edullisesti 150 — 300 mm. Edullisimmin vastakkaiset svyöttörullat/telat 16 muodostavat nimellismitan kokoisen puun vastakkaisille puolille tukipin- nat, joka 0 - 8 astetta, edullisimmin 0 - 5 astetta poikkeava pystysuorasta pinnasta niin, että poikkeaman äärilaidassa syöttörullat/telat 16 nostavat käsiteltävää puuta ylöspäin. Nimellismitta on usein 50 — 70 %, esim. 60 %$ maksimiotteesta. Jos maksimihalkaisija on 500 mm, nimellismitta on 300 mm, jolla hakkulaite toimii parhaiten. Pieni poikkeama edellä aikaansaa sen, että päästää pieneen kidan minimihalkaisijaan.

N N O N N

N oO

I jami a (>

N +

N N O N D

Claims (6)

1. SUOJAVAATIMUKSET

   1. Hakkuulaite, jota käytetään puiden kaatoon, karsin- taan ja katkontaan ja joka hakkuulaite on kytketty metsässä liikkuvan alustakoneen puomin päähän vapaasti riippuvaksi, jo- hon hakkuulaitteeseen kuuluu e runko (1) kannatettavaksi sanotun puomin päästä, e syöttölaite puun kuljettamiseksi kidan läpi edestä taak- sepäin, e ensimmäiset karsintaterät eli etukarsintaterät syöttö- suunnassa syöttölaitteen edessä nivellettynä taittumaan kidan alle, e toiset karsintaterät eli takakarsintaterät (2, 3) syöttö- suunnassa syöttölaitteen takana ja jossa kidan muodostavat karsinta-asennossa e rungon (1) alapinta (5) e sanotut kaksi vastakkaista rullaa/telaa (16) e vastakkaiset ensimmäiset karsintaterät käsiteltävän pai- nettuna puun alla siihen kiinni, e vastakkaiset takakarsinterät painettuna käsiteltävän puun alla siihen kiinni, jos ne ovat käytössä,

   N O tunnettu siitä, että takakarsintaterät (2, 3) on sovitettu N 25 taittumaan runkoa vasten ja niiden päät on siten viistetty S siten, että kidassa kulkeva puu (14) ohjautuu viisteen (3.1) z avulla kunkin takakarsintaterän (3) ohitse, vaikka törmäisi + sitä vasten.

   N < N 30 2. Suojavaatimuksen 1 mukainen hakkuulaite, tunnettu S siitä, että syöttölaitteissa on kaksi syöttörullaa/telaa (16) vastakkain ainoina syöttöeliminä asetettuna kehän suunnassa +- 10 asteen tarkkuudella.

   3. Suojavaatimuksen 1 tai 2 mukainen hakkuulaite, tun- nettu siitä, että takakarsinterät ovat kaksiosaiset käsittäen tyviosan (2) ja kärkiosan (3) ja kärkiosien (3) kärjet (5) taitettu ulospäin rungosta.

   4. Jonkin suojavaatimuksen 1 - 3 mukainen hakkuulaite, tunnettu siitä, että syöttörullan/telan leveys on maksipitole- veydestä 15 - 80 %, edullisimmin 16 - 40 %.

   5. Jonkin suojavaatimuksen 1 - 4 mukainen hakkuulaite, tunnettu siitä, että rungon (1) alapinnassa (5) on kannatin- rulla (12) vähentämässä alapintaan kohdistuvaa kitkaa.

   6. Jonkin suojavaatimuksen 1 - 5 mukainen hakkuulaite, tunnettu siitä, että vastakkaiset syöttörullat/telat (16) muo- dostavat nimellismitan kokoisen puun vastakkaisille puolille tukipinnat, joka 0 - 8 astetta, edullisimmin 0 - 5 astetta poikkeava pystysuorasta pinnasta niin, että poikkeaman ääri- laidassa syöttörullat/telat (16) nostavat käsiteltävää puuta ylöspäin.

   N

   N

   O

   N

   N

   N oO

   I a a (>

   N +

   N

   N

   O

   N

   D