FI74645C - Flishugg. - Google Patents

Description

Lastuhakkuri - Flishugg 7 4 6 4 5

Kyseessäolevan keksinnön kohteena on lastuhakkuri puun ha-kettamiseksi hakkeeksi. Erityisesti kohdistuu keksintö erääseen hakkurin perustyyppiin, jota voidaan luonnehtia säteettäiskierukkahakkuriksi ja jonka perusrakenne on kuvattu mm. kansainvälisessä hakemusjulkaisussa no W0 84/02871.

Kyseiselle hakkurityypille on ominaista, että haketettava puu syötetään hakkuuelimille teräkiekkoon nähden säteettäi-sestä suunnasta. Puun hakettamisen suorittaa tässä hakku-rityypissä yhtäjaksoinen kierukkaterä, jonka leikkuusärmä loittonee teräkiekosta ruuviviivamaisesti samalla kuin se teräkiekon kehältä lähtien lähestyy teräkiekon keskustaa. Eräs suositeltava terän rakennemuoto ulottuu noin puolentoista kierroksen matkan teräkiekon akselin ympäri, jolla matkalla terän ruuviviivamainen loittoneminen teräkiekosta on järjestetty aikaansaamaan terän täyden, aksiaalisuun-taisen "iskun", eli puolentoista kierroksen aikana terä pyyhkäisee kerran hakkurin syöttöaukon yli akselin suunnassa .

Mikäli hakkuri on konstruoitu vaaka-akseliseksi, mikä on sen suositeltavin toteutusmuoto, kohtaa terä puun ensimmäisenä tangeeraamalla sen toista kylkeä, ja tällöin pys-tytasoon nähden hyvin terävässä kulmassa, minkä kulman määrää teräsärmän teräkiekosta loittonemisen nousukulma.

Tällaisen terän mitoitus lähtee halutusta lastun pituudesta ja valitusta teräsärmän nousukulmasta. Mikäli nämä suureet on valittu, määräytyy terän iskunpituus eli haketet-tavan puun maksimipaksuus terähalkaisijasta ja terän pituudesta. Yleensä ei terää ole syytä valmistusteknisistä syistä sekä lujuussyistä kiertää kovin pienisäteiseksi kierukaksi, ts. montaa kertaa akselin ympäri kiertyväksi, 2 74645 vaan riittävä iskunpituus aikaansaadaan mieluummin hieman suurihalkaisijaisemmalla teräkiekolla ja sille suurisätei-semmäksi kierretyllä terällä. Teräkierukan terien säteen-suuntainen etäisyys määrää lastun pituuden.

Kyseisenlaista hakkurityyppiä on menestyksellisesti käytetty mm. polttohakkeen valmistuksessa, jolloin hake on tarkoituksellisesti valmistettu melko karkeaksi. Karkeus on määritetty valitsemalla terän säteettäinen kierukka-etäisyys eli samalla lastun pituus suureksi. Hakeen toi-mintavan vuoksi seuraa suuresta lastupituudesta samalla myös suuri lastun paksuus. Lastun irtoaminen edellyttää poikkisyisesti säteen puuhun uppoavalta terältä syysuun-taista voimakomponenttia, joka on riittävä lohkaisemaan lastun irti. Pitkällä lastulla tarvitaan suurempi ir-roitusvoima kuin lyhyellä lastulla, joten pitkällä lastulla ehtii terä upota puuhun syvemmälle ennen lastun irtilohkeamista.

Hakkuria voidaan käyttää myös kuidutettavan hakkeen valmistukseen, jolloin lastupituus valitaan selvästi lyhyemmäksi. Käyttökelpoinen lastunpituus sellun ja hierteen valmistuksessa on suuruusluokkaa noin 40 mm. Kuidutuskemi-kaalien imeytymisen kannalta on kuitenkin lastunpaksuu-della suurempi merkitys, ja paksuuden tulisikin olla noin 5 mm. Kaikkein oleellisinta kuidutusprosessin hallitsemisen kannalta olisi kuitenkin, että kaikkien lastujen mitat olisivat samat, eli hajonnan lastujen mitoissa tulee olla mahdollisimman pieni. Tähän tavoitteeseen on pyritty monilla hakkuriratkaisuilla, mutta hajonta lastumitoissa on yhä häiritsevän suuri. Parhaiten tavoitteeseen on päästy lastun pituuden osalta, mutta lastun irtilohkeaminen lastuamisen aikana on yhä vaikeasti hallittavissa ja lähinnä sattumanvarainen ta-

II

3 74645 pahtuma. Erityisesti tähän vaikuttavat puurakenteen epäsäännöllisyydet.

Mikäli haketuksessa käytetään edelläkuvatun tekniikan tason mukaista hakkuria, on tässäkin lastun pituus määritettävissä hyvin tarkoin, koska sen määrää kierukkana olevan teränosien säteettäinen etäisyys toisistaan. Sensijaan lastun paksuus määräytyy paljolti sattumanvaraisesti.

Tässä tunnetussa hakkurityypissä aiheuttaa lastun irtoamisen lähinnä terän aikaansaama kuidunsuuntainen leikkaus-voimakomponentti, jonka suuruus riippuu terän leikkaussär-män uppoumasyvyydestä kuidun poikkisuunnassa. Mikäli puuaines irtoavan lastun kohdalla sattuu olemaan lujaa, tarvitaan irtilohkeamiseen vastaavasti suurempi kuidunsuuntainen voima, eli terän on upottava puuhun syvemmälle kuin heikossa puunkohdassa, jolloin lastusta tulee vastaavasti paksumpi. Kääntäen heikommassa puunkohdassa lastu irtoaa jo vähäisemmällä terän uppoumalla ja lastusta tulee ohut.

Tapahtuma on juuri päinvastainen tavoiteltuun tulokseen nähden. Luja puuaines on myös tiivistä, joten kuidutuske-mikaalit imeytyvät siihen huonosti. Kun lastu on lisäksi paksu, vaatii tällainen lastu täydelliseen imeytykseen huomattavan ajan. Vastaavasti heikon puukohdan lastu on ohut ja hauras, jolloin se kyllästyy kemikaaleilla nopeasti. Imeytystuloksen hajonta kasvaa näinollen merkittävästi .

Tasaisen lastupituuden lisäksi on keksinnönmukaisella hakkurilla aikaansaatavissa myös tasainen lastun paksuun hakkurin rakennetunnusmerkeillä, jotka ilmenevät oheisesta patenttivaatimuksesta 1. Lastun pituus ja paksuus on hakkurin rakennetta säätämällä lisäksi valittavissa käyttökelpoisissa rajoissa halutuksi.

4 74645

Keksintöä selvitetään oheisen piirustuksen avulla, jossa

Kuva 1 esittää keksinnönmukaista hakkuria ylhäältä nähtynä osa hakkurikotelosta poisleikattuna,

Kuva 2 esittää keksinnönmukaisen hakkurin teräkappaleen lohkoa periaatteellisena toteutuksena, osan leikkuu-hampaista ollessa poistettuna ja

Kuva 3 esittää samaa teräkappalelohkoa suuremmassa mittakaavassa hakkurin akselin suunnasta nähtynä.

Kuvan 1 mukaisessa hakkurissa on kotelomaisen runkorakenteen 1 varaan laakeroitu vaakasuora akseli 2, joka saa käyttövoiman sopivasta voimanlähteestä. Akselille 2 on keskeisesti asennettu pyöreä teräkiekko 3, jolle haketta-misen suorittava terä 4 on kiinnitetty. Terä alkaa oleellisesti teräkiekon kehältä, jossa sen ulkonema teräkiekos-ta on pienin. Teräkiekon kehällä olevasta alkupisteestään terä kiertyy spiraalimaisesti akselin ympäri pienevällä säteellä, jolloin samalla sen leikkuusärmä 5 loittonee ruuviviivamaisesti teräkiekosta. Esitetyssä suoritusmuodossa terä 4 on esitetty kiertyväksi n. 1 1/2 kierrosta akselin ympäri, jota matkaa voidaa pitää edullisena terän tasapainoituksen kannalta. Tällä matkalla leikkuusärmän 5 on suoritettava yksi työiskunsa, eli pyyhkäistävä kerran syöttöaukon poikki.

Teräkierukan suppeneminen valitaan kulloisessakin tapauksessa lastun tavoiteltavan pituuden mukaan. Leikkuusärmän 5 nousukulma, ja sitäkautta myös määräpituisen terän iskun 5 74645 pituus valitaan hakkurin akseliin nähden melkoisen jyrkäksi, jolloin terä tulee kohtaamaan haketettavan puun suuren viiltovaikutuksen, mutta vähäisen iskuvaikutuksen puuhun kohdistavana.

Haketettava puu syötetään hakkuriin sopivan syöttöelimen, kuten syöttökourun 6 kautta. Kourun loppupään seinämä toimii samalla hakettamisvasteena terälle 4. Hakkurissa voi olla myös hakkeen poistopuhallin 7, joka poistaa hakkeen torven 8 kautta poiskuljetettavaksi. Kuvassa 1 esitetyn toispuolisen teräasennuksen sijasta voidaan teräkiekon 3 vastakkaisella puolelle asentaa vastaava terä toiskätise-nä, jolloin syöttöaukko on vastaavasti suurennettava molempien terien alueelle ulottuvaksi. Tällaisessa asennuksessa voivat terät olla asennetut erivaiheisiksi teräkie-kolle kuormitusrasitusten tasaamiseksi.

On myös mahdollista, että terä on asennettu teräkiekolle 3 useampikertaisena spiraalina, kuten erivaiheisena kak-soisspiraalina, mikä nimenomaisesti juuri selluhakkeen kohdalla saattaa olla edullista, koska hake on mitoiltaan suhteellisen lyhyttä. Riittävän iskunpituuden aikaansaamiseksi ei ole myöskään mitään estettä siinä, että esimerkiksi suurihalkaisijäisellä teräkiekolla terä kierretään akselin 2 ympäri enemmänkin kuin mainitut puolitoista kierrosta.

Kyseessäolevan keksinnön varsinainen perusajatus tulee ilmi oheisen piirustuksen kuvasta 2, jossa on esitetty noin puolelle kierrokselle ulottuva teräkappale, jossa osa leikkuuhampaista 10 on paikallaan. Kuvan 1 mukaisessa kokonaiskuvassa voisi kyseisen kappaleen kuvitella olevan leikatun esimerkiksi kohdasta 9 ja katsotun jonkin verran akselin 2 käyttöpuolen suunnasta. Keksinnön tavoitteen to- 6 74645 teuttamiseksi on terän 4 sisäpinnalle kiinnitetty tasavälein peräkkäisiä leikkuuhampaita 10. Kuvissa 2 ja 3 esitetyssä toteutuksessa on hampaiden etureunaan aikaansaatu leikkaussärmä 10'viistämällä hampaiden, kuvassa 2 vasemmalla oleva pinta, siten kuin paremmin näkyy kuvassa 3. Hampaat 10 on asetettu terälle kuvasta 2 ilmenevällä tavalla viistoon siten, että leikkuusärmän 10'viistepinta tulee olemaan oleellisesti hakkurin akselia 2 vastaan kohtisuorassa tasossa. Leikkuusärmä on luonnollisesti mahdollista saada aikaan myös hampaan toinen sivu viistämällä, jolloin hampaiden ehjä sivu asennetaan akselia 2 vastaan kohtisuoraan tasoon. Tällöin tulevat hampaat olemaan myös vähemmän viistossa asennossa pääterään nähden kuin kuviossa 2 esitetyssä toteutuksessa.

Hampaiden peräkkäinen keskinäinen etäisyys valitaan pääte-rän kierrenousu huomioiden siten, että hampaiden limitys hakkurin akselin suunnassa tulee olemaan haluttu lastun paksuus. Hampaiden 10 leikkuusärmä 10'on järjestetty alkamaan oleellisesti pääterän 4 leikkusärmän 5 reunasta, edullisesti kuitenkin hieman (n. 2 mm) särmän 5 takaa. Leikkuusärmä on myös kallistettu terän etenemäsuuntaan nähden taaksepäin siten, että särmä muodostaa pääterän kanssa noin 30 - 40° kulman. Tällä kallistuksella on aikaansaatu se, että hampaat eivät törmää irtileikattavan lastun syrjään koko matkalla samanaikaisesti, vaan irroittavat lastun sen leveyssuunnassa vuolemalla. Näin on koko lastun irroittaminen saatu tapahtumaan vuolemalla, mikä johtaa hakkurin erittäin tasaiseen toimintaan, koska haketetta-vaan puuhun ei kohdistu juuri lainkaan iskuvaikutuksia.

Haketustapahtuma alkaa keksinnönmukaisessa hakkurissa pääterän 4 leikkuusärmän 5 alkupään tullessa tangeeraavaan kosketukseen pöllin alkupään sivupinnan kanssa. Teräsärmä 11.

74645 7 viiltää itsensä nousuaan vastaavasti puuhun poikkisyises-ti. Ensimmäinen terähammas on sijoitettu haluttu lastun-paksuus huomioiden pääterän aloituspisteen jälkeen, jolloin tämä ensimmäinen hammas vuolee hakkurin akselia 2 vastaan kohtisuorassa tasossa, joka taso on yhdensuuntainen haketettavan pöllin pituussuunnan kanssa, ensimmäisen lastukerroksen irti pöllistä syysuuntaisessa pystytasossa, jonka kerroksen pääterän särmä on edellä leikannut irti pöllistä poikkisyisesti. Seuraava hammas vuolee vastaavan spiraalikerroksen irti pöllin säteensuunnassa lastupaksuu-den verran syvemmältä jne. Puusta leikataan näin poikki-suunnassa irti kuitusuuntatasoisia rinnakkaisia spiraali-kerroksia joiden mitta puun pituussuunnassa vastaa pääterän leikkuusärmän 5 pyörähdysvaihekohtaista etäisyyttä te-räkiekon 3 säteensuunnassa ja paksuus terähampaiden 10 limitystä hakkurin aksiaalisuunnassa. Nämä spiraalinauhat katkeilevat satunnaisesti ja määrittävät lastun leveyden näiden katkeamakohtien mukaan.

Kuvissa 2 ja 3 on keksinnönmukainen hakkurin terä esitetty koottavaksi peräkkäin liitettävistä terälohkoista, joita esitetyssä vaihtoehdossa voidaan liittää peräkkäin esimerkiksi kolme. Terähampaat 10 voivat olla tällaiseen lohkoon kiinnihitsattuja tai vaihtoehtoisesti ne voivat olla siihen kiinnitetyt esimerkiksi ruuvikiinnityksellä vaurioituneiden hampaiden helpomman vaihtamisen aikaansaamiseksi. On myös mahdollista, että terä aikaansaadaan peräkkäisistä yksiköistä, jotka käsittävät esimerkiksi yhden hampaan 10, sekä siihen liittyvän pätkän pääteräsärmää 5. Tällaisia yksiköitä voidaan liittää peräkkäin sopivan spiraalirungon varaan täydellisen terän aikaansaamiseksi.

Kuten edellä on mainittu, voidaan teräspiraali sijoitta teräkiekon 3 molemmille puolille, sekä myös useampikertaisena spiraalina teräkiekolle.

Claims (5)

1. 8 74645
2. 1. Säteettäiskierukkahakkuri erityisesti sellunkeittohak-keen hakettamiseksi, joka hakkuri käsittää syöttöelimet, kuten kourun (6) haketettavan puutavaran syöttämiseksi, käyttövoiman saavan akselin (2) kannattaman ja pyörittämän hakkuuelimen, sekä edullisesti hakkeen poistoelimet, kuten mainitun akselin kannattaman ja käyttämän puhaltimen (7) sekä poistotorven (8), ja jossa hakkurissa leikkuuelin muodostuu teräkiekosta (3), joka on asennettu kohtisuorasti ja keskeisesti akselille (2) sekä teräkiekkoon (3) asennetusta leikkuuterästä (4) tai -teristä, joiden leikkuuvas-teena toimii syöttökourun (6) loppupään seinämä, ja joka leikkuuterä muodostuu ainakin yhdestä, teräkiekon (3) tasosta oleellisesti kohtisuorasti, akselin suuntaan ulkonevasta, yhtäjaksoisesta terästä (4), joka halutun lastupi-tuuden määrittämällä keskinäisellä säteettäisellä etäisyydellä lähestyy kiekon pyörimisuunnassa kierukkana kiekon kehältä sen keskustaa ja jonka leikkaussärmä (5) loittonee kiekosta ruuviviivamaisesti terän lähestyessä kiekon keskialuetta, tunnettu siitä, että kunkin kierukkaterän (4) sisäpinnalle, välittömästi terän yhtäjaksoiseen leikkuusärmään (5) liittyväksi on sijoitettu tasajaolla oleellisesti säteettäisesti sisäänpäin ulkonevia leikkuuhampaita (10), joiden leikkuusärmä (10') on suunnattu terän pyörimissuuntaan (A) ja joiden hampaiden peräkkäinen sijoitus ja leikkuusärmän teroitus on valittu siten, että kunkin hampaan leikkuusärmän (10'), teräkiekosta poispäin oleva pinta tulee olemaan omassa, terän pyörimissuunnassa teräkiekosta halutun lastupaksuuden määrittämin portain loittonevassa, oleellisesti teräkiekon suuntaisessa tasossaan.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen hakkuri, tunnettu siitä, että leikkuuhampaiden (10) leikkuusärmä (10')ulko- II 9 74645 nee terän pinnasta pyörimissuuntaan nähden taaksepäin kallistetussa terävässä kulmassa ( a ) .
4. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen hakkuri, tunnettu siitä, että kulma ( a ) on noin 30 - 40 °.
5. 1. Radialspiralhugg speciellt för huggning av flis för cellulosakokning, vilken hugg omfattar matarorgan, sasom en ränna (6) för matning av den ved som skall huggas, ett huggorgan vilket uppbärs och roteras av en driven axel (2) , samt företrädesvis utblasningsorgan för flis, sasom en av nämnda axel uppburen och driven fläkt (7) samt en utloppsrör (8), och i vilken hugg skärorganet utgörs av en klinga (3), vilken är monterad vinkelrätt mot och kon-centriskt pa axeln (2), samt ett eller flera pa klingan (3) monterade skärbett (4), för vilka väggen i sista än-den pa matarrännan (6) fungerar som skärmotstycke, och vilket skärbett utgörs av atminstone ett, fran klingans (3) pian väsentligen vinkelrätt i axiell riktning utskju-tande, kontinuerligt bett (4), vilket med ett inbördes radiellt avstand som bestäms av önskad flislängd sasom en spiral i klingans rotationsriktning närmar sig fran klingans periferi dess centrum och vars skäregg (5) avlägsnar sig fran klingan skruvlinjelikt, da bettet närmar sig klingans centrumomrlde, kännetecknat därav, att pa varje spiralbetts (4) inneryta, omedelbart i an-slutning tili bettets kontinuerliga skäregg (5) har jämnt fördelat placerats väsentligen radiellt inat utskjutande skärtänder (10), vilkas skäreggar (10') är riktade i bettets rotationsriktning (A) och vilka tänders placering efter varandra och skäreggens skärpning har valts sa, att den fran klingan bortvända ytan hos varje tands skäregg (10 ) kommer att ligga i ett eget pian väsentligen i