FI69981B - Hugg - Google Patents

Description

Hakkuri

Hugg 6 9 9 81

Kyseessäolevan keksinnön kohteena on hakkuri puutavaran hakettamiseksi. Erityisesti on keksinnönmukainen hakkuri käyttökelpoinen ns. rankapuun hakettamiseksi. Kyseistä puuta syntyy metsien harvennushakkuissa sekä puhdis-tushakkuissa ja se on yleensä liian pienimittaista käytettäväksi muuhun tarkoitukseen kuin poltettavaksi. Tämän vuoksi on edullista, että puuaines otetaan mahdollisimman täydellisesti talteen, ts. oksineen, lehtineen ja neulasineen.

Edellämainitun puuaineksen hakettamiseen on käytetty ja kehitetty erilaisia hakkurityyppejä, joista vanhimmat ovat sahateollisuuden rimahakkureiden suoria sovellutuksia. Rimahakkurit eivät ole kuitenkaan kyseiseen tarkoitukseen kovinkaan hyvin soveltuvia, sillä niiden hakkuuelimen rakenne edellyttää yleensä haketettavan puutavaran pakkosyöttöä. Erilliset pakkosyöttölaitteet tekevät hakkurista tarpeettoman raskaan maasto-olosuhteissa, esimerkiksi tavallisella maataloustraktorilla käytettäväksi. Toisaalta on näiden hakkureiden hakkuu-elin suunniteltu hakettamaan selluteollisuudelle soveltuvaa raaka-ainetta, eli suhteellisen pienimittaista haketta. Kyseisenlainen hake ei sovellu kovinkaan hyvin esimerkiksi alapalokattiloihin koska pienimittainen hake pakkautuu arinalle tiiviiksi keoksi, jonka läpi pa-lamisilma ei pääse riittävästi tunkeutumaan.

Näitä puutteita on oleellisesti voitu poistaa uudemmilla hakkurikehitelmillä, joissa itse hakkuuelin on rakenteeltaan sellainen, että se saa aikaan tehokkaan puutavaran syötön. Näillä hakkureilla on myös mahdollista hakettaa puu suurempikokoiseksi, noin 5 cm mittaiseksi hakkeeksi, josta voitaisiin käyttää myös nimitystä pii- 2 69981 ke. Suurempikokoisen hakkeen valmistus on mahdollistettu silla, että irroitettua haketta ei poisteta hakkuri-kiekossa olevien teräaukkojen kautta, vaan irroitettu hake jää teräelinten yhteyteen ja poistetaan suhteellisen väljien, haketuselimestä riippumattomien kulkuaukkojen kautta.

Eräs tällainen hakkuri on esitetty suomalaisessa patenttihakemuksessa no 81 2009. Tässä tunnetussa hakkurira-kenteessä hakkuuelin koostuu käyttövoiman saavaa akselia ruuvimaisesti ympäröivästä leikkuuterästä, jonka terän kohtisuora etäisyys akselista kasvaa puun syöttö-suunnassa. Leikkuuterä muodostaa näinollen puun syöttö-suunnassa laajenevan kierukkakartion, jonka kierukan teroitettu ulkosärmä leikkaa puun painamalla sitä syöt-tökouruun tehtyä johdetta vasten. Leikkuuterän kieruk-kamaisella rakenteella on aikaansaatu hyvä puun syöttö, eikä erillisiä elimiä tähän tarkoitukseen tarvita.

Kyseisentyyppisen kierukkahakkurin oleellisena haittapuolena voidaan pitää kuitenkin sitä, että siinä leik-kaava terä kulkee samassa leikkuujäljessä leikkauksen alkuvaiheesta loppuun asti, tunkeutuen syvemmälle puuhun leikkuukierukan halkaisijan kasvua vastaavasti, eli leikkuuterän leikkausliike tulee olemaan oleellisesti kohtisuora puun pituusakselia kohti. Tällöin kiilautuu terä leikkauksen edetessä yhä tiukemmin leikkausuraan aiheuttaen erittäin jyrkän voimantarpeen kasvun. Kii-lautumistilanne jatkuu niin kauan, kunnes terän kiila-vaikutus aikaansaa puuhun riittävän suuren pituussuuntaisen voimakomponentin, joka lohkaisee hakepalan irti. Tämän jälkeen leikkaus jatkuu kyseisessä leikkauskohdassa samalla tavalla uuteen pituusuuntaiseen lohkea-mistapahtumaan asti. Edellämainitussa patenttihakemuksessa no 81 2009 on terän kiilautumista puuhun sekä tl 3 69981 vastaavasti voimantarpeen äkillistä kasvua pyritty vähentämään siten, että teräkierukan leikkaussärmän kaltevuus puun pituusakseliin nähden kohtisuoraan leikka-ussuuntaan nähden on tehty puun syöttösuuntaan, eli leikkauksen etenemissuunnassa kasvavaksi. Tällä rakenneratkaisulla on aikaansaatu terälle, sen tunkeutuessa leikkauksen edetessä syvemmälle puuhun, leikkausurassa puun pituussuuntainen kampeamisvaikutus, joka aikaansaa lastun lohkeamisen aikaisemmin kuin mitä tapahtuisi pelkällä terän kiilavaikutuksella.

Kyseisessä rakenneratkaisussa terä tukeutuu hakepalaa irti kammetessaan takaosallaan leikkausuran vastaavaan seinämään jolloin se aikaansaa voimakasta hankausvastus-ta ja kumoaa samalla teräkärjen lastua irtilohkaisevan, puun pituussuuntaisen voimakomponentin puuta eteenpäin-syöttävän vaikutuksen. Käytössä on myös todettu, että kyseisellä tunnetulla hakkurityypillä rankoja haketet-taessa, pyrkivät ne poukkoilemaan voimakkaasti syöttö-suppilossa, mikä aiheuttaa turvallisuusriskin koneenkäyttäjälle. Haketettaviin puihin aiheutetut voimakkaat poikittaiset ja pyörittävät vaikutukset johtuvat ilmeisesti laitteen perusrakenteesta, jonka mukaisesti terä leikkauksen aikana tangeeraa puuta kulloisenkin kieruk-kasärmän kaarevuussädettä vastaavasti, eli tavallaan kuopaisee puuta jatkuvasti erittäin jyrkässä kulmassa. Edelleen on huomattava, että tämän kuopaisujäijen, eli leikkausuran pohjan kaarevuus kasvaa koko leikkauksen ajan, jolloin suurin leikkauskuormitus kohdistuu leikkausuran alku- ja loppupäähän, millä saattaa olla oma vaikutuksensa leikkaustapahtuman epävakavuuteen. Edel-läkuvatun hakkurityypin kehittäjä on itsekin tämän ongelman tiedostanut kehittämällä hakkuria patenttihakemuksessa 81 2135 kuvatulla tavalla, eli tekemällä hakkuriin leikkauselimeksi kaksoisruuvikierteen. Kyseisel- 4 69981 lä ratkaisulla on ilmeisesti edullinen vaikutus leik-kaustapahtumaan, koska puun kanssa on kosketuksessa samanaikaisesti kaksi terää eri kohdilla puuta. Muut edel-läkuvatut hakkurin haittapuolet ovat kuitenkin tässä kehitetyssäkin versiossa mukana.

Keksintöni mukaisella hakkurirakenteella on aikaansaatu erityisesti rankapuun haketukseen soveltuva hakkuri, jossa puun itsetoiminen syöttö on erittäin tehokasta, jossa puu käyttäytyy levollisesti koko leikkaustapahtu-man ajan, ja jolla haketus on aikaansaatavissa pienemmällä voimantarpeella kuin tunnetuissa hakkureissa. Kek-sinnönmukaiselle hakkurille, joka sinänsä tunnetusti käsittää syöttöelimet, kuten kourun haketettavan puutavaran syöttämiseksi, käyttövoiman saavan akselin kannattaman ja pyörittämän hakkuuelimen sekä edullisesti hakkeen poistoelimet, kuten mainitun akselin kannattaman ja käyttämän puhaltimen sekä poistotorven ja jossa hakkurissa hakkuuelin muodostuu teräkiekosta, joka on asennettu kohtisuorasti ja keskeisesti akselille sekä teräkiekkoon asennetusta hakkuuterästä tai -teristä, on tunnusomaista, että hakkuuterä muodostuu ainakin yhdestä, teräkiekon tasosta oleellisesti kohtisuorasti, akselin suuntaan ulkonevasta, yhtäjaksoisesta terästä, että terä lähestyy kiekon pyöriini suunnassa spiraalimai-sesti kiekon keskustaa kiekon kehältä ja että terän leikkausreunan kohtisuora etäisyys kiekon tasosta lisääntyy ruuviviivamaisesti terän lähestyessä kiekon keskialuetta .

Keksintöä selvitetään oheisen piirustuksen avulla, jossa

Kuva 1 esittää keksinnönmukaista hakkuria päältä nähtynä, osittain leikattuna, ti 5 69981

Kuva 2 esittää hakkurin hakkuuelintä käyttöakselille asennettuna,

Kuva 3 esittää hakkuuelintä akselin käyttövoiman tulosuunnasta nähtynä,

Kuva 4 esittää yksityiskohtaa terän loppuleikkaussärmän ja syöttötorveen tehdyn vastaterän keskinäisestä sovituksesta kohtisuorasti käyttöakselin suuntaa vastaan nähtynä ja

Kuva 5 esittää yksityiskohtaa syöttötorven sivuseinä-mästä kohdasta, johon leikkuuterän loppuleikkaussärmän vastaterä on tehty.

Kuvassa 1 esitetty hakkuri on perusrakenteeltaan sinänsä tunnettu, ts. se käsittää torvi- tai kourumaisen syöt-töelimen 1 haketettavan puutavaran syöttämiseksi, hake-tuspesän, jossa käyttövoiman saavan akselin 2 kannattama haketuselin 3 suorittaa sisäänsyötetyn puutavaran hakettamisen sekä syöttää sen edelleen poistoelimille. Poistoelimet koostuvat edullisesti saman akselin 2 kannattamasta ja käyttämästä puhallinyksiköstä 4 sekä ulos-tulevaa lastuvirtausta ohjaavasta poistotorvesta 5.

Hakkuuelin 3 muodostuu teräkiekosta 6, joka on asennettu käyttöakselille 2 keskeisesti sekä akseliin nähden kohtisuorasti. Leikkuun suorittava terä 7 on aikaansaatu teräkiekolle asennettuna spiraalina, jonka teräkiekosta ulkoneva särmä on teroitettu leikkuureunaksi 7'. Teräspiraali ulkonee oleellisesti kohtisuorana teräkie-kon pinnasta, ts. oleellisesti käyttöakselin 2 suuntaisena. Teräspiraali 7 lähtee teräkiekon kehältä ja lähestyy spiraalimaisesti teräkiekon keskustaa, edullisesti etäisyydelle, joka on noin 1/4 teräkiekon halkai 6 69981 sijasta. Samalla teräspiraalin leikkuureuna loittonee teräkiekon pinnasta ruuviviivamaisesti täyttä leikkuu-iskua vastaavan määrän, ts. etäisyydelle, jossa leikkuureuna tavoittaa syöttökourun seinämätason.

Teräspiraalin pituus ja samalla myös sen leikkuureunan kierremäinen nousu on valittu siten, että terä suorittaa täyden leikkausiskunsa n. li teräkiekon kierroksen aikana. Tällöin terä tulee aloittamaan uuden leikkauksen ennenkuin edellinen leikkaus on täydellisesti lop-puunsuoritettu, mikä vakavoittaa leikkaustapahtumaa ja varmistaa puun jatkuvan ja häiriöttömän syötön. Kyseisellä teräpituudella on terän massat aikaansaatu myös dynaamisesti oleellisesti tasapainoitetuiksi.

Lujuusseikkojen ja sujuvan leikkauksen aloittamisen aikaansaamiseksi on edullista, että teräspiraalin alkuun tehdään jyrkempinousuinen aloitussärmä 7", joka aloittaa pöllin leikkauksen iskemällä siihen alkuviillon, johon varsinainen teräreuna 7' sitten pureutuu. Terän mitoituksessa on luonnollisesti huomioitava myös terä-laitteen dynaaminen tasapaino, sillä laite tulee pyörimään melkoisen suurella kierrosnopeudella, joka suoraan traktorin voiman ulosottolaitteeseen kytkettynä tulee olemaan noin 540 kierrosta minuutissa.

Leikkauksen sujuvaksi lopettamiseksi sekä oksien ja muiden ohuiden puunosien leikkaamiseksi täydellisesti, on edullista varustaa syöttökouru kaarevalla vastateräural-la 8, jossa leikkuuterän 7 loppureuna kulkee ja aikaansaa saksimaisen lopetusleikkauksen kullekin leikkaus-kierros jaksolle. Kyseinen vastateräura ulottuu edullisesti koko syöttökourun poikki, kuten kuvassa 5 on esitetty.

7 69981

Kuvasta 5 on nähtävissä myös torven 1 loppuosan 1' si-vuseinämään loppuleikkausvastaterän 8 puolelle tehdyt syöttösuuntaiset urat 9, joiden tarkoituksena on ohjata haketettavia puita siten, etteivät ne kääntyilisi haketuksen loppuvaiheessa. Kyseiset urat voidaan korvata luonnollisesti vastaavilla listoilla.

Keksinnönmukaisen hakkurin on todettu käytännössä toimivan erittäin tasaisesti, ts. puun syöttö hakkuriin tapahtuu tasaisella nopeudella ja tehokkaasti, ilman että puut pyrkisivät missään haketusvaiheessa poukkoilemaan. Edelleen on tehontarpeen todettu olevan keksin-nönmukaista hakkuria käytettäessä samanvahvuisella ha-ketettavalla rangalla pienemmän kuin tunnettuja hakku-reita käytettäessä. Edellämainittujen edullisten vaikutusten voidaan katsoa johtuvan keksinnönmukaissa hakku-rissa käytetyn hakkuuelimen edullisesta leikkaustoiminnasta. Pieneen voimankulutukseen sekä tehokkaaseen syöttöön vaikuttaa ilmeisesti ensisijaisesti terän spiraa-limuoto. Keksinnön mukaisesti hakkuuelimessä toteutetun teräspiraalin pureutuessa leikkuusärmän ruuviviivan nousua vastaavasti poikkisuuntaisesti puuhun, jyrkkenee terän käyryys, spiraalin supetessa, puun pituussuunnassa, jolloin terä painaa poikkisuunnassa irtileikkautu-vaa hakekappaletta jyrkkenevällä terän sisäosalla puun syöttösuuntaan, mistä on seurauksena kasvava voimakom-ponentti puun pituussuunnassa hakekappaletta irtiloh-kaisevaan suuntaan. Kyseinen pituussuuntainen voimakom-ponentti edesauttaa oleellisesti hakekappalen irtoamista, jolloin teräreunan kulloinenkin sisäänleikkautumis-matka puuhun jää lyhyeksi, josta seurauksena on myös pieni hankauskitkavaikutus. Lisäksi tämä voimakomponentti vaikuttaa puun syöttösuuntaan edesauttaen puun syöttöä, ilman että leikkaustapahtumassa esiintyisi voima-komponentta kumoavaa vastakomponenttia, sillä terän ui-

Claims (7)

1. 69981 8 koreuna loittonee jatkuvasti leikkausuran vastaavasta reunasta, eikä näinollen aiheuta tähän hankausvastusta. Toinen oleellinen tekijä, joka vaikuttaa puiden rauhalliseen käyttäytymiseen hakkurissa, on se, että leikkaa-va terä tangeeraa pölliä oleellisen loivassa kulmassa, joka vastaa leikkuusärmän ruuviviivan nousukulmaa, eikä ruuvin kaarevuussädettä, kuten tunnetussa kierukkahak-kurissa. Keksinnönmukaisen hakkurin merkittävänä etuna tunnettuun hakkuriin nähden on myös se, että hakkurielimen rakenne on oleellisesti edullisempi hakkurielimen lujuuden ja valmistuksen kannalta. Kuvioissa esitetyn toteutusmuodon vaihtoehtona voidaan keksintö toteuttaa myös tekemällä terä 7 kaksoisspi-raaliksi, joka sijoitetaan teräkiekolle 6 erivaiheiseksi. Kaksoisspiraali antaa suuremmat mahdollisuudet valinnan tekemiseksi halutun lastukoon ja hakkurin terä-kiekon halkaisijan välillä.
2. 1. Hakkuri, erityisesti rankahakkuri, joka käsittää syöt-töelimet, kuten kourun (1) haketettavan puutavaran syöttämiseksi, käyttövoiman saavan akselin (2) kannattaman ja pyörittämän hakkuuelimen (3), sekä edullisesti hakkeen poistoelimet, kuten mainitun akselin (2) kannattaman ja käyttämän puhaltimen (4) sekä poistotorven (5), ja jossa hakkurissa hakkuuelin (3) muodostuu teräkiekos-ta (6), joka on asennettu kohtisuorasti ja keskeisesti akselille (2) sekä teräkiekkoon asennetusta hakkuuteräs-tä tai -teristä, joiden vastateränä toimii syöttökourun 9 69981 loppupään seinämä, edullisesti seinämään tehdyn uran (8) reuna, tunnettu siitä, että hakkuuterä muodostuu ainakin yhdestä, teräkiekon (6) tasosta oleellisesti kohtisuorasti, akselin (2) suuntaan ulkonevasta, yhtäjaksoisesta terästä (7), että terä lähestyy kiekon pyörimisuunnassa spiraalimaisesti kiekon keskustaa kiekon kehältä ja että terän leikkausreunan (7') kohtisuora etäisyys kiekon tasosta lisääntyy ruuviviivamaisesti terän lähestyessä kiekon keskialuetta.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen hakkuri, tunnet-tu siitä, että teräspiraali (7) kiertyy n. li kierrosta teräkiekon (6) keskustan ympäri.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen hakkuri, tunnettu siitä, että terän (7) alkupäässä on iskuleik-kuureuna (7").
5. 4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-3 mukainen hakkuri, tunnettu siitä, että terän (7) loppupäässä on katkaisusärmä (7"').
6. 5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-4 mukainen hakkuri, tunnettu siitä, että terä (7) on toteutettu kaksoisspiraalina, joka on asennettu teräkiekon (6) samalle puolelle erivaiheisena.
7. 1. Hugg, speciellt en klenvirkeshugg, vilken omfattar matningsorgan, sasom en ränna (1) för matning av det virke som skall huggas, ett huggorgan (3) som uppbärs och roteras av en drivkraft erhallande axel (2), samt företrädesvis utmatningsorgan för flis, sllsom en fläkt (4) som uppbärs och drivs av nämnda axel (2) samt ett