FI89141B - Anordning foer bearbetning av timmerstockar - Google Patents

Description

1 89141

Laite hirsien työstämiseksi

Keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaista laitetta hirsien työstämiseksi. Keksintö koskee erityisesti laitetta, jonka avulla ensimmäisen hirren pin-5 taan työstetään varaus, joka mukailee hirsirakenteessa ensimmäisen hirren kanssa vastakkain asetettavan toisen hirren vastinpinnan muotoa. Laite on tarkoitettu ennenkaikkea varausten työstämiseksi luonnonmuotoisiin hirsiin.

Luonnonmuotoisten hirsien liitospintojen työstäminen 10 suoritetaan edelleenkin yleensä käsin veistämällä, koska lukuisista yrityksistä huolimatta ei ole pystytty rakentamaan halpaa ja varmatoimista laitetta, jolla luonnonmuo-toisia hirsiä pystyttäisiin työstämään maasto-olosuhteissa rakennuspaikalla. Ongelmana luonnonmuotoisten hirsien 15 työstämisessä on ennenkaikkea puun pituussuuntainen kaarevuus eli ns. lenkous, mikä aikaansaa sen, että hirsiä päällekkäin asetettaessa niiden väliin muodostuu haitallinen rako. Hirsien väliset raot saadaan tiiviiksi vain ottamalla huomioon alempana olevan hirren muoto. Puunrun-20 kojen luonnonmukaiset erot aiheuttavat siis sen, että jokainen seinään liitettävä hirsi on tarkasti sovitettava alemman hirren päälle ja varaus veistettävä alemman hirren mukaiseksi. Hirsirakenteen tiiviyteen vaikuttavat myös puussa olevat oksakyhmyt ja muut epätasaisuudet. Epätasai-25 suudet haittaavat ennenkaikkea uran ja ruoteen muodostamia varauksia tehtäessä.

Suomalaisessa patenttijulkaisussa 73910 on esitetty menetelmä ja laite seinähirsien varauksen työstämiseksi.

30 Hirret asetetaan päällekkäin erityisiin kiinnityslaittei-siin. Työstölaitetta liikutetaan hirsien välissä siten, että työstölaite tukeutuu alapuolella olevan hirren lii-tospintaan samalla kun terä työstää yläpuolella olevan 2 89141 hirren alapintaan varauksen. Esitetty laite on toiminnaltaan hankala, koska hirret pitää asettaa toisiinsa nähden päällekkäin siten, että niiden välinen etäisyys pysyy oleellisesti samana. Lisäksi laite on tarkoitettu vain 5 sellaisiin sovellutuksiin, joissa suoritetaan vain hirren alapinnan työstö. Laitteen avulla ei voida työstää pontti-liitoksia.

Suomalaisessa patenttihakemuksessa 895997 on esitetty laite, jossa alemman hirren muoto siirtyy yhdensuuntaisme-10 kanismien välityksellä vierellä olevaan, rakenteessa päälle tulevaan hirteen. Tämä ratkaisu ottaa huomioon puun muodonmuutokset lukuunottamatta oksakyhmyjä ja muita pieniä kohoumia, joten tälläkään laitteella ei pystytä työstämään uran ja ruoteen muodostamaa ponttiliitosta.

15 Laite onkin tarkoitettu työstämään vain suhteellisen suuria varauksia. Lisäksi tässä ratkaisussa on erittäin monimutkainen mekanismi, jonka avulla toisen hirren pinnan muoto kopioituu toisen hirren varaukseksi. Laite on siten kallis ja herkästi vioittuva.

20 Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada laite, jonka avulla hirteen voidaan tehdä varaus, joka on tiivis ja joka sallii työstettävässä puussa lenkouden, oksakyhmyt ja muut epätasaisuudet. Lisäksi tavoitteena on laite, joka on rakenteeltaan yksinkertainen ja halpa ja joka on helppo 25 keveytensä ja pienen kokonsa ansiosta kuljettaa rakennuspaikalle. Nämä tavoitteet aikaansaadaan keksinnönmukai-sella laitteella, jolle on pääasiassa tunnusomaista se mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

Keksintöä selostetaan seuraavassa viittaamalla oheisiin 30 piirustuksiin, joissa kuva 1 esittää laitetta perspektiivikuvantona, kuva 2 esittää kuvan 1 mukaista laitetta osakuvanto- li 3 89141 na, kuva 3 esittää kuvan 1 mukaista laitetta ylhäältä katsottuna ja kuva 4 esittää kuvan l mukaista laitetta edestä kat- 5 sottuna.

Kuvien 1-4 mukaisesti laite käsittää pitkänomaisen rungon 3, rungon molemmille puolille asetetut telineet 14 hirsien 1, 2 kiinnittämiseksi laitteeseen. Rungon 3 ensimmäisessä päässä olevat telineet 14 ovat kiinteät ja rungon 3 toi-10 sessa päässä olevat telineet 14 ovat liikuteltavat, jolloin telineiden välistä etäisyyttä voidaan säätää työstettävän hirren pituuden mukaisesti. Telineiden 14 liikuttamiseksi runko käsittää kiskot, joita pitkin telineitä 14 voidaan siirtää rungon 3 pituussuunnassa. Telineen 14 15 korkeutta voidaan säätää käyttäen esimerkiksi hyd- raulisylinteriä, jonka avulla työstettävät hirret 1, 2 voidaan nostaa oikealle korkeudelle ja oleellisesti vaakasuoraan asentoon. Alusta käsittää lisäksi alustakap-paleet, joiden päälle työstettävät hirret kiinnitetään 20 paikalleen. Hirret 1, 2 ovat siten oleellisesti yhdensuuntaiset laitteen rungon 3 kanssa.

Rungon 3 yläosassa on kiskot 15, joiden päällä liikkuu kelkka 12. Kelkkaa 12 siirretään rungon 3 pituussuunnassa joko käsikäyttöisesti tai moottorikäyttöisesti esimerkiksi 25 ketjuvälityksen 19 avulla. Kelkka 12 liikkuu kiskoilla 15 pyörien avulla. Näin ollen kelkka 12 on kiskoilla 15 kulkeva vaunu, jonka molemmissa päissä ovat runkoa 3 vastaan kohtisuorassa asennossa olevat akselit pyöriä varten.

30 Kelkan 12 mukana liikkuu kehikko 11, joka on kääntyvästi kiinnitetty kelkkaan 12 rungon 3 suuntaisen nivelakselin 8 avulla. Kehikko 11 on siten nivelöity kääntymään rungon 3 pituussuuntaa vastaan kohtisuorassa tasossa. Näin ollen f 4 891 41 kehikko 11 toimii kuten keinu, joka pääsee kääntymään nivelakselin 8 ympäri. Kehikkoon 11 on edelleen nivelöity akseli 5, joka akseli 5 sijaitsee rungon 3 yläpuolella ja on oleellisesti kohtisuorassa rungon 3 pituussuuntaa ja 5 työstettäviä hirsiä 1, 2 vastaan. Akseli 5 sijaitsee jonkin verran nivelakselin 8 yläpuolella. Akseli 5 on laakeroitu pyöriväksi kehikkoon 11 laakerikiinnitysten 18, 18' avulla. Akselia 5 pyöritetään kehikkoon 11 kiinnitetyn moottorin 16 avulla käyttäen esimerkiksi hihnavälitystä 10 17.

Akselin 5 ensimmäisessä päässä työstettävän hirren 1 kohdalla on terä 4 varauksen muodostamiseksi hirteen 1 ts. rakenteessa hirttä 2 vasten esimerkiksi seinärakenteessa sen päälle asetettavaan hirteen. Akselin 5 toisessa päässä 15 on hirren 2 kohdalla ohjain 6. Ohjain 6 on esimerkkitapauksessa akseliin 5 kiinnitetty levylaakeri, joka kelkan 12 siirtyessä rungon 3 pituussuunnassa tukeutuu hirren 2 ts. esimerkiksi seinärakenteessa alemmaksi tulevan hirren yläpintaan. Ohjaimen 6 molemmilla puolilla sijaitsevat 20 akselin 5 mukana pyörivät terät 7 ja 7', jotka yhdessä muodostavat kaksoisterän. Terien 7 ja 7' etäisyyttä voidaan säätää esimerkiksi terien 7 ja 7' ja ohjaimen 6 välissä olevien prikkojen avulla. Terien 7 ja 7' avulla hirren 2 yläpinnalle muodostuu liitospinnat ja niiden 25 väliin jää urospontti. Terien 7, 7' avulla voidaan hirren pinnasta poistaa esimerkiksi ohjaimen 6 vieressä olevia oksakyhmyjä ja siten varmistaa liitospintojen yhteensopivuus .

Akselin 5 toiseen päähän, rungon 3 vastakkaiselle puolelle 30 on kiinnitetty terä 4, joka esimerkkitapauksessa muodostuu keskellä olevasta uraterästä 10 ja reunoilla olevista teristä 9 ja 9'. Uraterän 10 ja terien 9, 9' avulla työstettävään hirteen 1 aikaansaadaan hirren 2 urosponttia vastaava naaraspontti. Uraterä 10 aikaansaa ohjaimen 6 li , 5 89141 mukaisen, uran muotoisen varauksen hirteen 1 ja reunaterät 9 ja 9' aikaansaavat liitospinnat. Ohjaimen 6 liikkeet korkeussuunnassa siirtyvät nivelakselin 8 kautta terälle 4, joka tekee varauksen hirren 1 pintaan. Terän 4 muotoa 5 muuttamalla voidaan laitteen avulla työstää minkämuotoisa varauksia tahansa. Suuria, esimerkiksi segmentin muotoisia varauksia tehtäessä uraterä muodostuu oleellisesti yhdestä, muodoltaan esimerkiksi kaarevasta terästä. Tällöin terät 7, 7' eivät ole yleensä tarpeellisia.

10 Kehikko 11, terä 4 ja ohjain 6 kuuluvat osana jäykkään kappaleeseen, joka on kääntyvästi nivelöity nivelakseliin 8. Jäykällä kappaleella tarkoitetaan yleisesti sellaista kappaletta, jonka osien väliset etäisyydet pysyvät muuttumattomina kappaleen liiketilan aikana. Lukuunottamatta 15 terän 4 ja ohjaimen 6 pyörimisliikettä akselinsa ympäri em. määritelmä on voimassa kehikon 11, terän 4 ja ohjaimen 6 muodostamaan kokonaisuuteen. Oleellista on, että näiden osien välillä ei ole sellaisia keskinäisiä niveliä, joiden avulla ohjaimen 6 siirtymä välitettäisiin terälle 4.

20 Laitteen toiminnan kannalta on tärkeää, että nivelakseli 8, terä 4 ja ohjain 6 sijaitsevat oleellisesti samassa tasossa ja edullisesti vaakasuorassa tasossa. Tällä järjestelyllä saadaan aikaan tilanne, jossa kehikon 11 liike nivelakselin 8 ympäri aikaansaa työstettävän pinnan koh-25 dalla mahdollisimman kohtisuorassa asennossa tapahtuvan terän 4 liikkeen. Tämä voidaan ymmärtää, kun tarkastellaan terän 4 ja ohjaimen 6 liikettä nivelakselin 8 ympäri. Tämä liike tapahtuu tasossa, joka on kohtisuorassa rungon 3 pituussuuntaa vastaan ja joka kulkee terän 4 ja ohjaimen 6 30 kautta sekä leikkaa nivelakselin 8. Tämä taso sisältää myös akselin 5. Tässä tasossa nivelakselin 8 etäisyys sekä terän 4 ja hirren 1 kosketuskohtaan että ohjaimen 6 ja hirren 2 kosketuskohtaan on yhtä suuri ja suuruudeltaan R. Koska liike tapahtuu jäykän kappaleen kääntöliikkeenä 6 89141 nivelakselin 8 ympäri, sekä ohjaimen 6 että terän 4 liikerata kulkee pitkin R-säteisen ympyrän kehää ja liikkeen suunta on aina ympyrän tangentin suuntainen. Mikäli ohjain 6 ja terä 4 sijaitsevat mainitun R-säteisen ympyrän hal-5 kaisijan päätepisteissä, saadaan tilanne, jossa tangentit ovat samansuuntaiset ja kohtisuorassa hirsien 1 ja 2 työstöpintoja vastaan. Näinollen terä 4 ja ohjain 6 liikkuvat siten, että pintojen suuntaiset sivuttaiset liikkeet ovat minimoitu.

10 Edellä selostetun perusteella on selvää, että työstettävät hirret 1 ja 2 sijoitetaan rungon 3 molemmille puolille siten, että niiden yläpinta on nivelakselin 8 kohdalla tai vähän sen yläpuolella. Tätä varten telineissä 14 on korkeudeltaan säädettävät alustat, kuten aiemmin jo mainit- 15 tiin. Hirret sijoitetaan rungon 3 molemmille puolin yhtä etäälle nivelakselista 8. Kun terä 4 ja ohjain 6 sijaitsevat yhtä etäällä nivelakselista 8, kopioituvat ohjaimen 6 pystysuorat siirtymät samansuuruisina mutta vastakkaissuuntaisina siirtyminä terälle 4.

20 Sen jälkeen kun kelkan 12 mukana hirsien 1 ja 2 pituussuunnassa etenevät terät 4, 7, 7' ovat kulkeneet hirsien päästä päähän, nostetaan hirsi 2 sivuun telineen 14 päältä ja hirsi 1 käännetään varauspuoli alaspäin ja siirretään hirren 2 paikalle. Hirren 1 tilalle nostetaan uusi hirsi.

25 Näin kunkin hirren alapuolelle muodostuu edellisen hirren urospontin mukainen varaus, jotka päällekkäin asetettuina muodostavat tiiviin ja toisiaan myötäilevän liitoksen.

Työstölaite voi olla siirrettävä, jolloin se voidaan asentaa esimerkiksi puutavaranosturilla varustetun maatalous- 30 traktorin vetämälle alustalle. Näin ollen se voidaan viedä mihin tahansa rakennuskohteeseen. Työstölaitteen käyttövoima voidaan ottaa esimerkiksi traktorin hydrauliikkajärjestelmästä tai käyttää sähkömoottoria.

li 7 39141

Keksintö ei ole rajoitettu edellä esitettyyn suoritusmuotoon, vaan sitä voidaan muunnella oheisten patenttivaatimusten asettamissa rajoissa. Siten esimerkiksi akselin 5 toisessa päässä voi olla pelkästään ohjain 6.

5 Esimerkkitapauksessa terä 4 ja ohjain 6 on sijoitettu samalle akselille 5. Tämä järjestely ei kuitenkaan ole välttämätön. Terä 4 ja ohjain 6 voidaan akseloida myös erikseen jäykkään kappaleeseen ja myös sijoittaa rungon pituussuunnassa jäykän kappaleen eri kohtaan.

10 Myös sellainen ratkaisu on mahdollinen, jossa terä 4 ja ohjain 6 pysyvät oleellisesti vaakasuorassa asennossa työstön aikana. Tässä sovellutusmuodossa terä 4 ja ohjain 6 eivät pääse kääntymään hirsien 1, 2 pituussuuntaa vastaan kohtisuorassa tasossa. Tällöin hirsien 1 ja 2 tuen-15 taan käytetty aluerakenne toimii jäykkänä kappaleena, joka on nivelöity kääntyväksi rungon pituussuuntaisen nivelak-selin 8 ympäri. Alusta hirsineen pääsee siten "keinumaan" nivelpisteen 8 ympäri. Terä 4 ja ohjain 6 ovat kosketuksissa hirsiin 1 ja 2 ja siten yhteydessä tähän jäykkään 20 kappaleeseen hirsien 1 ja 2 välityksellä. Laite toimii siten että ohjaimen 6 painaessa toista hirttä 2 alaspäin kääntyy jäykkä kappale mainitun nivelakselin 8 ympäri, jolloin ensimmäinen hirsi 1 nousee ylöspäin aikaansaaden terän 4 työntymisen hirteen 1 ohjaimen 6 ja hirren 2 25 välisen siirtymän verran.

Keksinnössä on oleellista kaksi seikkaa. Ensimmäinen seikka on se, että terä 4 ja ohjain 6 ovat jäykässä yhteydessä toisiinsa. Toinen seikka on se, että laitteessa on nivelakselin 8 ympäri kääntyvä jäykkä kappale. Siten 30 tarkasteltaessa liikettä, joka tapahtuu hirsiä vastaan kohtisuorassa tasossa, laite voidaan ajatella muodostuvan kahdesta jäykästä kappaleesta, joista toinen pysyy liikkumattomana ja toinen on nivelöity suorittamaan kääntölii- β 39141 kettä. Terä 4 ja ohjain 6 voivat kuulua joko liikkumattomaan kappaleeseen tai ne voivat kuulua liikkuvaan kappaleeseen. Kummassakin tapauksessa ne kuuluvat samaan kappaleeseen ja ovat siten keskenään jäykässä yhteydessä.

5 Molemmissa edellä kuvatuissa laitteissa terä ja ohjain kuuluvat osana jäykkään kappaleeseen ja terän ja ohjaimen käsittävä jäykkä kappale ja rungossa oleva hirsien tuen-taan käytetty aluerakenne kääntyvät toistensa suhteen rungon pituussuuntaisen nivelakselin ympäri ohjaimen ja 10 hirren välisen liikkeen välittämiseksi terälle ja ensimmäiselle hirrelle.

Suuria varauksia tehtäessä varaus voidaan työstää myös useammassa vaiheessa. Tällöin laite käsittää esimerkiksi kaksi paria terän, ohjaimen ja jäykän kappaleen muodosta-15 maa kokonaisuutta. Tällöin keksinnön mukainen laite on järjestetty toimimaan siten, että ensimmäinen pari työstää esimerkiksi varauksen vasemman puoliskon ja toinen pari työstää varauksen oikean puoliskon. Molemmat terän, ohjaimen ja jäykän kappaleen muodostamat parit voivat liikkua 20 samanaikaisesti joko rinnakkain tai peräkkäin pitkin työstettäviä hirsiä.

li

Claims (11)

1. Laite hirsien (1,2) työstämiseksi, jonka laitteen avulla ensimmäisen hirren (1) pintaan työstetään varaus, joka mukailee hirsirakenteessa ensimmäisen hirren (l) 5 kanssa vastakkain asetettavan toisen hirren (2) vastin-pinnan muotoa, joka laite käsittää pitkänomaisen rungon (3) , ainakin yhden, rungon (3) pituussuunnassa liikkuvaksi järjestetyn terän (4) varauksen työstämiseksi ja ainakin yhden, toisen hirren (2) vastinpintaa tunnustelevan ohjai- 10 men (6), jolloin ohjaimen (6) ja toisen hirren (2) välinen liike toisen hirren (2) pituussuuntaa vastaan kohtisuorassa suunnassa on järjestetty välittymään terän (4) ja ensimmäisen hirren (1) väliseksi liikkeeksi, tunnettu siitä, että terä (4) on järjestetty jäykkään yhteyteen 15 ohjaimen (6) kanssa ja että laite käsittää jäykän kappaleen, joka on järjestetty kääntyväksi rungon (3) pituussuuntaisen nivelakselin (8) ympäri ja välittämään mainittu ohjaimen (6) ja hirren (2) välinen liike mainituksi terän (4) ja hirren (1) väliseksi liikkeeksi varauksen työstämi-20 seksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite tunnettu siitä, että terä (4) ja ohjain (6) kuuluvat osana mainittuun jäykkään kappaleeseen.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite tunnettu siitä, 25 että terä (4), ohjain (6) ja nivelakseli (8) ovat oleellisesti samassa tasossa.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite tunnettu siitä, että nivelakseli (8) sijaitsee yhtä etäällä terästä (4) ja ohjaimesta (6).

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite tunnettu siitä, terä (4) ja ohjain (6) on akseloitu mainittuun jäykkään 10 89141 kappaleeseen.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite tunnettu siitä, että terä (4) ja ohjain (6) on akseloitu samaan akseliin (5) .

7. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite tunnettu siitä, että jäykkä kappale on akseloitu nivelakselin (8) avulla rungon (3) pituussuunnassa liikkuvaksi järjestettyyn kelkkaan (12).

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite tunnettu siitä, 10 että jäykkä kappale muodostuu jäykästä kehikosta (11).

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite tunnettu siitä, että terän (4) käsittää uraterän (10) ja sen molemmille puolille järjestetyt terät (9,9') naaraspontin muotoisen 15 varauksen työstämiseksi ensimmäiseen hirteen (1) ja että ohjaimen (6) molemmille puolille on järjestetty terät (7,7') urospontin muotoisen varauksen työstämiseksi toiseen hirteen (2).

9 39141

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite tunnettu siitä, 20 että ohjain (6) on levylaakeri.

11. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite tunnettu siitä, että laite on järjestetty perässä vedettäväksi esimerkiksi traktorin tai vast, työkoneen avulla ja että terä (4) ja ohjain (6) on järjestetty pyöritettäväksi esimerkiksi 25 hydraulimoottorin avulla, joka saa käyttövoiman mainitun työkoneen hydraulijärjestelmästä. li X1 39141