FI79257B - Anordning vid en barkningsmaskin. - Google Patents

Description

79257

LAITE KUORIMAKONEESSA - ANORDNINC VID EN BARKNINGSMASKIN

Keksintö koskee laitetta reikäroottorityyppisessä kuorimakonees-sa, jossa kuorittavat tukit syötetään reikäroottorin läpi ja kuori poistetaan useilla tukkien ympärille järjestetyillä kuori-mavälinei1lä, joita kannattavat kääntyvät varret, jotka ovat reikäroottoriin kääntyvästi sovitettujen jousilaitteiden vaikutuksen alaisina, jotka jousi laitteet on järjestetty aikaansaamaan kuorimavälinei1le tukkeja vastaan kohdistuvan asetusvoiman.

Eräs vaatimus tällaisella jousilaitteelle on se, että sillä tulee olla hyvin pieni ominaisvaimennus, s.o. sillä ei saa olla mainittavaa hysteresistä ja laitteella tulee olla edullisesti pienet mitat ja sopiva jousikarakteristika. Alhainen ominaisvaimennus on välttämätön, jotta työkalut, jotka tähän saakka käytetyissä rakenteissa ovat varustetut kuortapoistavalla kärjellä, seuraavat useimmiten hyvin epätasaista tukin pintaa "hyppäämättä" ja edelleen tulee asetusvoima tai kärkipaine voida pitää olennaisesti vakiona sekä jousilaitetta kiristettäessä että tätä irroitettaes-; sa samassa läpimitta-asennossa. Mainittua sopivaa jousikarakte- ! - ristikää vaaditaan, työvälineen kärki saa aikaan tarkoitetun pai- neen tukin pintaa vasten kuorimakoneen koko tukinmitta-alueella yi ja jotta mukautuminen eri kuorityypeille voi tapahtua.

Näiden päämäärien saavuttamiseksi on kokeiltu ja tullut käyttöön ·.*.· useita erilaisia j ous i 1 a i t te i ta . Tunnetut j ousilaitteet, jotka vaikuttavat kuorimavälineeseen, voidaan jakaa 1. Kumihihnoihin tai -putkiin, 2. Hydraulisylintereihin, jotka ovat kytketyt neste-kaasuakkuihin 3. Teräsjousiin ja 4. I1masy1intereihin, joissa on kuorimakoneen ulkopuolelle jär-jestetty paineilmalähde .

Jousilaitteilla, joissa jousielementin muodostavat kumihihnat tai vastaavat, on hyvin suuri ominaisvaimennus, hysteresis, ja työkalun siirtyessä ulospäin suuntautuvasta sisäänpäin suuntautuvaan liikkeeseen voidaan väliaikaisesti ja kumilaadusta riippuen me- ) 2 79257 nettää tavallisessa lämpötilassa 30-50 % tukin pintaa vastaan suuntautuvasta työkalun kärkipaineesta. Hyvin alhaisissa lämpötiloissa voidaan voima jopa kokonaan menettää. Tämä tarkoittaa, että työvälineen kärki väliaikaisesti voi menettää kosketuksen tukin pintaan sen jälkeen kun esimerkiksi oksa tai muu kohouma on ohitettu. Seurauksena on kuorimattomia kohtia. Kun työvälineen kärki jälleen kohtaa tukin pinnan, tapahtuu se sellaisella voimalla, että työvälineen kärki useimmiten lyö läpi kuorikerroksen ja osan tukin pintaa. Työvälineen tukin pintaan kohdistuvan tulokulman johdosta esiintyy tukin pinnan ja työvälineen välisessä suhteellisessa liikkeessä ulospäin suuntautunut voima, joka antaa työvälineelle ulospäin suuntautuvan kiihtyvyyden, joka taas nostaa työkalua tukin pinnasta ja seurauksena on kuorimaton kohta. Tämä ilmiö toistuu jatkuvasti epätasaisissa tukin pinnoissa. Paitsi epätyydyttävää kuormistulosta saadaan suuria puuhäviöitä ja revenneitä tukinpintoja. Tällaisia jousilaitteita, joita kuvataan esimerkiksi US-patenttijulkaisussa 2 786 459, on näistä haitoista huolimatta tähän saakka käytetty, koska muun tyyppisissä jousilaitteissa on muita ja vaikeampia haittoja. Jotta voitaisiin mahdollisimman suuressa määrin vähentää hysteresiksen ] seurauksia, täytyy kuorimakoneita kuitenkin ajaa alhaisella no- * peudella, mikä tarkoittaa, että kuoriminen vie pitkän ajan ja tällöin tuo mukanaan korkeita tuotantokustannuksia.

Teräsjousiin perustuvilla jousilaitteilla on tosin alhainen omi-naisvaimennus, hysteresis, ja tällöin ei aiheudu hysteresiksestä riippuvia ongelmia, mutta olennainen haitta, joka käytännössä estää teräsjousien käytön, on se, että tarvittavan jousivoiman saamiseksi täytyy teräsjousi 1le antaa suuret fysikaaliset mitat, joka puolestaan tarkoittaa, että keskipakovoimat vaikuttavat suuresti jousilaitteisiin ja antavat aiheen samankaltaisiin ilmiöihin, kuin hysteresiksen aiheuttama ilmiö.

Ilmasylintereillä on hyvin alhainen ominaisvaimennus ja nämä ovat teoreettisesti hyvin sopivia jousielementeiksi kuorimakoneisiin. Ilmasylintereille vaaditaan kuitenkin kompressori tai vastaava paineilmalähde. Paineilmalähteellä on suhteellisen suuri massa ja suuret mitat ja siksi sitä ei voida kiinnittää roottoriin, 3 79257 vaan se täytyy asettaa kuorimakoneen ulkopuolelle. Paineilma täytyy siksi tuoda sylintereihin liukukytkennöillä, jotka koneen rakenteen reikäroottorityypin johdosta saavat hyvin suuret mitat. Mahdollisuutta tehdä erilaiset liukukytkennät vuotamattomiksi ei ole ja siksi on pakko käyttää suhteellisen alhaista painetta, millä tässä tarkoitetaan suuruusluokaltaan 6 bar tai vähemmän olevaa painetta. Nämä matalat paineet saavat aikaan se, että il-masylinterit saavat hyvin suuret mitat ja koneet täytyy rakentaa tarpeettoman suuriksi ja tulevat täten kalliiksi. Reiällisistä kompressorilaitteista muodostuu lisäksi suuri investointi ja tämä saa aikaan suuria energiakustannuksia.

Siksi keksinnön tarkoituksena on aikaansaada johdannossa mainitun kaltainen jousilaite, jossa on matala ominaisvaimennus, jolla on voimantarpeeseen helposti sovitettava jousikarasteristika ja jolla on pienet fysikaaliset mitat.

Tämä päämäärä toteutetaan olennaisesti siten, että jokainen jousilaite muodostuu ulkopuolisesta kaasulähteestä käynnin aikana riippumattomasta kaasujousesta, jossa on sylinteri, jonka sisällä on mäntä, jonka toinen painepinta on yhdistetty männänvar-teen, redusoiva painepinta, ja jonka molemmat, toisistaan poie-päin olevat painepinnat liittyvät kumpikin paineenalaisena ole-vaan kaasukammioon, jotka molemmat kaasukammiot ovat yhteydessä toisiinsa männässä olevalla kanavaelimellä, joka kaasujousi on järjestetty toimimaan paineella, joka ylittää molemmissa kaasu-kammioissa 25 baaria.

Tällaisella kaasujousella ei ole käytännöllisesti katsoen ollenkaan hysteresistä ja siten se seuraa täysin tukin pinnan epätasaisuuksia ja huolimatta tukkien suuruudesta aikaansaa vakion tai ainakin käytännöllisesti katsoen vakion työvälineen asetusvoiman ennalta määritetyllä halkaisijalla riippumatta siitä liikkuuko ' työväline sisäänpäin vai ulospäin roottorin keskustan suhteen.

On olennaista, että voidaan käyttää hyvin suuria kaasunpainei ta, edullisesti alueella 60-150 bar, ja tällöin käyttää pieniä sylin-tereitä.

Kaasujousi, jonka jousikarakteristikaan ei vaikuta keskipakovoimat, on sylinterityyppinen painejousi, joka on täytetty kaasulla ja männänvarteen tulevan voiman määrittää kaasun paine, joka täs- 4 79257 sä tapauksessa on korkea, ja männänvarren läpimitta. Koska kaasun paine on eräs voimanmäärittävistä parametreistä, voidaan tarpeen mukaan s.o. riippuen kuorityypistä, joka tulee pois taa,auttaa kaasun painetta sylintereissä. Tällainen kaasunmuutos voi tapahtua siten, että kaikki sylinterit väliaikaisesti yhdistetään yhteiseen ulkoiseen painelähteeseen. Kaasujouset voidaan siten yhdellä ainoalla toiminnolla täyttää kaasulla ennalta määritettyyn paineeseen ja tällöin tulee kaikki kuorimisvä1ine et saamaan samanlaisen kosketuspaineen samoilla tukin läpimitoilla päinvastoin kuin on asia tunnetuilla jousi1 aittei11 a, jotka vain poikkeustapauksessa saavat aikaan tarkan saman painovoiman työvälineisiin. On luonnollisesti myös mahdollista suurella tarkkuudella yksittäin säätää painetta kussakin sylinterissä.

Kuten on mainittu, saa edelläolevan mukaisella paineella toimiva kaasujousi pienet mitat ja se voidaan siten rakentaa yksinkertaisesti ja vähäisin kustannuksin kuorimakoneen roottoriosaan. Hys-teresiksen poistuminen tai joka tapauksessa vähäinen hysteresis saa aikaan sen, että työväline menee stabiilisti tukin puunpin-taan ja että saadaan ensiluokkainen kuorinta.

Keksinnölle olennaiset tunnusmerkit käyvät selville patenttivaa-; timuksista ja keksinnön mukaista kuorimakonetta kuvataan lähemmin ; viittaamalla liitteenä olevaan piirustukseen, jossa

Kuva 1 havainnollistaa yksinkertaistettuna keksinnön mukaisen kuorimakoneen olennaisimpia osia, ja joka kuva on osittain leikattu ja katsottuna tukin syöttöpuolelta,

Kuva 2 on kuva katsottuna kuvan 1 linjaa II-II pitkin,

Kuva 3 on yksinkertaistettu kuva osittain leikatusta kaasujouses- ta ,

Kuva 4 havainnollistaa kaasujousen laakerointi järjestelyä,

Kuva 5 havainnollistaa kaasujousen, jossa on keksinnön mukainen kaasunpaine, hysteresiskäyrää ja tavanomaisen kumijousen hysteresiskäyrää, ja s 79257

Kuva 6 havainnollistaa työvälineen toimintaa, joka työväline asetetaan kumijousella.

Kuvissa 1 ja 2 merkitsee 1 renkaanmuotoista roottoria, joka on pyörivästi laakeroitu alustaan 2 laakerilla 3. Roottoria 1 pyörittää esitetyssä suoritusesimerkissä ei-esitetty moottori hihnoilla 4. Tukit 8 syötetään toistensa jälkeen pituussuunnassa roottorin 1 keskiosan läpi tässä esittämättömillä ku1jettimi11a tai muilla sopivilla syöttöe1imi11ä. Roottoriin 1 on kiinnitetty useita (tässä 3) kuormisvä1ineitä 5, joita kannattavat kääntyvät varret 6. Esitetyssä suoritusesimerkissä ajatellaan työvälineiden 5 muodostuvan varsissa olevista irrallisista kappaleista. Varressa 6 olevien työvälineiden 5 vapaita päitä painetaan jatkuvasti roottorin 1 pyörimiskeskusta 7 kohti. Kuorimistyövälineet 5 voivat olla mitä tahansa sopivaa tyyppiä tukkien 8 kuoren poistamiseksi leikkausvaikutuksella. Kääntyvillä varsilla 6 on sellainen muoto, että ne tullessaan kosketuksiin sisäänsyötetyn tukin 8 pään kanssa automaattisesti kääntyvät ulospäin siten, että ne liukuvat tukin pään yli kuoren pintaan. Varsissa 6 ovat akselit 9, jotka ovat laakeroidut roottorissa 1 oleviin laakereihin 10. Akselit 9 ovat yhdistetyt vipuvarsiin 11, jotka ovat varustetut ulospäin suuntautuvilla varsilla 12. Jokainen tällainen varsi 12 on muodostettu akselilla 13 varustetuksi haarukaksi, jo-: hon haarukkaan on kääntyvästi laakeroitu kaasujousen 16 männän- varressa 15 olevat päätykappaleet 14. Kaasujousessa 16 on ulompi ·-[- sylinteri 17, joka on rakennettu laakeripesän 28 sisään, joka on järjestetty roottoriin yhdistettyyn levyyn 29. Laakerissa 18 on kaksi toistensa kanssa yhdessä toimivaa laakeripintaa 18a, 18b, jotka sallivat sylinterin kääntymisen kartiomaisella alueella. Keskipakovoiman vaikutuksen rajoittamiseksi niin paljon kuin mahdollista sijoitetaan rengasmutteri1la 30 (kuva 4) varus-"·" ‘ " - tettu kulmasäteityslaite 18 lähelle kaasujousen 16 painopistettä.

Kaasujousi 16, jota valmistaa Stömsholmens Mekaniska Verkstad Ab, • ;*; Tranäs, Ruotsi, esittäen hyvin yksinkertaistettuna kuvassa 3.

Tästä kuvasta selviää, että männänvarsi 15 on yhdistetty kaasu-tiiviiseen sylinteriin 17 liukuvasti järjestettyyn mäntään 19.

— Tunnetusti mäntä 19 on järjestetty sallimaan kaasuvirran molempi en alemman ja vastaavasti ylemmän männänpinnan rajoittaman kammion 20, 21 välillä, joissa siten vallitsee sama paine. Kammioiden 20 ja 21 välistä yhteyttä merkitään männässä 19 olevalla kanavalla 22. Kuten johdannossa mainittiin, määrittää sylinterissä 6 79257 vallitseva kaasun paine ja männänvarren läpimitta voiman. Muuntelemalla kaasun, joka esimerkiksi voi olla typpeä tai kuivaa ilmaa, painetta, muunnellaan kaasujousen voimaa. Jousikarakteris-tika määritetään kammioiden 20 ja 21 tilavuudella ja männänvarren läpimital la.

Kuten kuvassa 3 annetaan ymmärtää, on jokainen sylinteri 17 varustettu venttiililaitteella 23, jolla kaasua voidaan johtaa kaa-sulähteestä 26 ja vastaavasti johtaa pois sylinteristä täten männänvarressa olevan voiman muuttamiseksi.

Kuva 5 havainnollistaa kumijousen ja vastaavasti keksinnön mukaisen kaasusylinter in hys teresistekijää. Hysteresiksellä tarkoitetaan tässä voima1iitettä, joka esiintyy jousilaitetta irroitetta-essa ja joka aiheutuu jousimateriaalin ominaisvaimennuksesta.

Tämä ominaisvaimennus riippuu sekä elimen kumilaadusta että lämpötilasta. Kuvassa 5 on jousielementin jännitys asetettu pitkin X-akselia, jolloin origo 0 antaa pienimmän jännityksen ja piste M maksimijännityksen. Pitkin Y-akselia on asetettu jousi laitteen kehittämä staattinen voima, joka vaihtelee origossa 0 olevan pienimmän voiman ja maksimivoiman K välillä. Vinoviivoitettu alue A esittää kumijousen tilapäistä voimanvähennystä irroituksen kulun aikana ja ruudutettu alue B esittää sitä muutosta, joka voimanvähennyksellä voi olla kumimateriaalin laadunmuutokseen. Selviää, että kumijousen hysteresis voi vaihdella välillä 30 ja 50 % maksimivoimasta normaalissa lämpötilassa. Alue B osoittaa myös yhdessä alueen C kanssa sitä vaihtelua, 30-100 %, voimanvä-hennyksessä, jonka aiheuttaa voimaviive lämpötilassa, joka on alempi tai huomattavasti alempi kuin normaalilämpötila. Käytännössä voimaviive tarkoittaa matalissa lämpötiloissa puhdasta voimanvähennystä. Kaasujousen, joka toimii keksinnön mukaisella paineella, hysteresistä voidaan vain vaivoin mitata ja sitä merkitään diagrammissa merkinnöllä Δ .

Kuva 6 havainnollistaa jousimateriaalin hysteresiksen johdannossa mainittua probleemaa ja joka jousimateriaali voidaan muodostaa kumihihnoista tai vastaavista jousielementeistä. Kirjaimella R merkitään roottorin 1 ja siten työkalun 5 liikesuuntaa suhteessa 7 79257 * tukkiin 8. Kun työkalu 5 ohittaa tukissa 8 olevan kohouman 30, saa hysteresistekijä aikaan sen, että työkalun 5 kärkipaine tulee suhteellisen alhaiseksi verrattuna kohoumassa 30 vallitsevaan kärkipaineeseen, mikä tarkoittaa, että alue 31 ei tule täysin kuorituksi. Niin pian kuin kumie 1ementissä oleva "viive" on lakannut, työkalun kärjessä oleva voima lisääntyy ja kun kärki kohtaa puun pinnan 32, tunkeutuu se puuhun. Kuten jo mainittiin, aikaansaadaan tukin pintaa vastaan olevan työkalun 5 kohtaamiskul-man <5< avulla työkalun nouseminen, mikä johtaa uuteen kuorimattomaan pintaan 33. Ainoa mahdollisuus estää kuorimattomien pintojen ja vahingoittuneen puun syntyminen on laskea roottorin nopeutta sellaiseen minimiin, että hysteresisharjat voidaan estää, mutta tämä tarkoittaa puolestaan sitä, että toimintakapasiteetti tulee äärimmäisen alhaiseksi.

Keksinnön mukainen jousilaite antaa lähinnä tarkan mukautuvaisuuden ja vaara, että työkalu "hyppäisi" on kokonaan eliminoitu niin kauan kuin jokaiseen kaasujouseen tuodaan ylläesitettyä suuruusluokkaa oleva paine. Käytännön kokeet ovat osoittaneet, että keksintö sallii hyvin suuren roottorin pyörimisnopeuden, s.o. suuren hakkuukapasi teetin ilman vaaraa että työkalut joutuvat ·.’ alttiiksi sellaisille kääntymisille tai "hyppäyksille", jota ha- : vainnollistetaan kuvassa 6. Tällaiset kääntymiset, joita esiin- : ' tyy tähän saakka käytetyissä jousie 1ementeissä, s.o. kumijousis- ·;· sa, aiheuttavat sitäpaitsi puutavaran huononemista työkalun var- : sien ja näiden voimansiirtoelinten ja sisäänrakennettujen elinten nopeaa kulumista. Nämä haitat eliminoidaan kaikki keksinnöllä.

Claims (4)

8 79257

1. Laite reikäroottorityyppisessä kuorimakoneessa, jossa kuorittavat tukit (8) syötetään reikäroottorin (1) läpi ja kuori poistetaan useilla tukkien ympärille järjestetyillä kuorima-välineillä (5), joita kannattavat kääntyvät varret (6), jotka ovat reikäroottoriin kääntyvästi sovitettujen jousilaitteiden (16) vaikutuksen alaisina, jotka jousilaitteet on järjestetty aikaansaamaan kuorimavälineille tukkeja vastaan kohdistuvan asetusvoiman, tunnettu siitä, että jokainen jousi-laite muodostuu ulkopuolisesta kaasulähteestä käynnin aikana riippumattomasta kaasujousesta (16), jossa on sylinteri (17), jonka sisällä on mäntä (19), jonka toinen painepinta on yhdistetty männänvarteen (15), redusoiva painepinta, ja jonka molemmat, toisistaan poispäin olevat painepinnat liittyvät kumpikin paineenalaisena olevaan kaasukammioon (20, 21), jotka molemmat kaasukammiot ovat yhteydessä toisiinsa männässä olevalla kanavaelimellä (22), joka kaasujousi on järjestetty toimimaan paineella, joka ylittää molemmissa kaasukammioissa 25 baaria.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että kaasunpaine on sopivimmin 60-150 baaria.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että jokainen kaasujousi (16) on painopistealueellaan laakeroitu laakeriin (18), joka sallii kaasujousen kääntymisen mielivaltaisen akselisuunnan ympäri.

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen laite, tunnettu siitä, että jokainen kaasujousi (16) on varustettu kaasulähteeseen (26) liitettävällä venttiilillä (23) kaasujousen kaasunpaineen säätämiseksi.