ITBO20090171A1 - Macchina per la produzione di tronchetti di legno. - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
MACCHINA PER LA PRODUZIONE DI TRONCHETTI DI LEGNO .
La presente invenzione ha per oggetto una macchina per la produzione di tronchetti di legno, ed in particolare una macchina che, a partire da un fusto o tronco di una pianta, produce tronchetti da ardere aventi pezzatura prestabilita.
Sono attualmente note macchine (applicabili ad un trattore agricolo) che realizzano una frammentazione molto fine del legno, per esempio mediante azione di una pluralità di lame su un fusto legnoso in ingresso. Si ottiene un materiale incoerente di pezzatura molto fine (cippato) che, una volta compattato, può dare origine a blocchetti pressati impiegati come combustibile.
I blocchetti così ottenuti presentano bassa resistenza e possono essere suddivisi in parti mediante semplice azione manuale per soddisfare specifiche esigenze di pezzatura .
Svantaggiosamente, la realizzazione dei suddetti blocchetti richiede la completa sminuzzatura del fusto della pianta e la successiva compattazione in blocchetti . Ciò richiede un notevole dispendio energetico e un lungo tempo produttivo per realizzare tutte le fasi dalla sminuzzatura del legno alla compattazione del materiale risultante.
Inoltre, la compattazione del cippato viene realizzata generalmente mediante una macchina differente dalla macchina che realizza la cippatura, e pertanto il cippato necessita di essere temporaneamente stoccato in silos. La distanza temporale tra la produzione del cippato e la sua compattazione per realizzare i tronchetti provoca spesso indesiderate fermentazioni del cippato che riducono notevolmente il potere calorifico dello stesso (circa del 30%).
Sono inoltre note macchine spaccatrici le quali ricevono in ingresso un fusto o tronco legnoso e, mediante coltelli a percussione agenti perpendicolarmente alle fibre del fusto, spaccano il fusto in porzioni costituenti i tronchetti finali da ardere.
Sebbene queste macchine siano sensibilmente più semplici delle macchine precedentemente descritte, esse realizzano un prodotto avente la stessa struttura fibrosa e la stessa consistenza del legno fresco originario, quindi avente elevata resistenza. Pertanto, la pezzatura dei tronchetti ottenuti mediante le suddette macchine spaccatrici à ̈ definitiva e tali tronchetti non possono essere ulteriormente suddivisi mediante azione manuale per ottenere dimensioni adatte alle esigenze che di volta in volta possono emergere. In questo contesto, il compito tecnico alla base della presente invenzione à ̈ proporre una macchina per la produzione di tronchetti di legno che superi gli inconvenienti della tecnica nota sopra citati.
In particolare, Ã ̈ scopo della presente invenzione mettere a disposizione una macchina per la produzione di tronchetti di legno che richieda un basso consumo energetico .
Ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ proporre una macchina per la produzione di tronchetti di legno in grado di produrre tronchetti aventi resistenza meccanica inferiore alla resistenza meccanica del legno fresco originario .
E' inoltre scopo della presente invenzione proporre una macchina per la produzione di tronchetti di legno in grado di mantenere sostanzialmente inalterate le proprietà fisiche del legno costituente il tronchetto (ed in particolare di mantenerne sostanzialmente inalterato il potere calorifico).
Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da una macchina per la produzione di tronchetti di legno comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o più delle unite rivendicazioni.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di una macchina per la produzione di tronchetti di legno, come illustrato negli uniti disegni in cui:
la figura 1 Ã ̈ una vista laterale, parzialmente in vista e parzialmente in sezione, di una macchina secondo la presente invenzione in accordo con una prima forma realizzativa ed in una prima posizione operativa;
- la figura 2 Ã ̈ una vista laterale, parzialmente in vista e parzialmente in sezione, della macchina di figura 1 in una seconda posizione operativa;
- la figura 3 Ã ̈ una vista in pianta, parzialmente in vista e parzialmente in sezione, della macchina di figura 1 nella prima posizione operativa di figura 1; - la figura 4 Ã ̈ una vista in pianta, parzialmente in vista e parzialmente in sezione, della macchina di figura 2 nella seconda posizione operativa;
la figura 5 Ã ̈ una vista in pianta, parzialmente in vista e parzialmente in sezione, della macchina di figura 1 in accordo con una seconda forma realizzativa; - la figura 6 Ã ̈ una vista prospettica di un componente della macchina secondo la presente invenzione.
Con riferimento alle figure annesse, con 1 Ã ̈ complessivamente rappresentata una macchina per la produzione di tronchetti di legno in accordo con la presente invenzione.
Con tronchetto si intende, nell'ambito della presente invenzione, un pezzo di legno ottenuto dalla recisione di un fusto legnoso ed avente dimensione inferiore a circa 40 cm, preferibilmente inferiore a 20 cm.
Le figure da 1 a 4 mostrano una prima forma realizzativa della macchina 1, mentre la figura 5 mostra una seconda forma realizzativa che differisce dalla forma realizzativa delle figure 1-4 in alcuni aspetti.
La macchina 1 comprende un telaio 2 di forma sostanzialmente scatolare definente una camera interna 3. All'interno della camera 3 à ̈ disposta una coclea 4 girevolmente supportata dal telaio 4 per ruotare attorno ad un asse "X" nel verso indicato con “A" nelle figure 1, 2 e 6.
La figura 6 illustra nel dettaglio la struttura della coclea 4 in accordo con la prima forma realizzativa.
La coclea 4 comprende un albero 5' ruotabile attorno all'asse "X" ed un supporto elicoidale 6' fissato esternamente all'albero 5' per definire un profilo esterno 7' elicoidale attorno all'asse di rotazione "X". Sul supporto elicoidale 6', in corrispondenza del profilo esterno 7', à ̈ disposto un tagliente 8' il quale à ̈ rivolto secondo una direzione parallela all'asse di rotazione "X". Il tagliente 8' à ̈ preferibilmente continuo e presenta anch'esso uno sviluppo elicoidale sostanzialmente corrispondente al supporto elicoidale 6'. Il tagliente 8' à ̈ fissato stabilmente al supporto elicoidale 6' per esempio mediante saldatura, e risulta quindi essere mobile in rotazione attorno all'asse "X". Inoltre, il tagliente mobile 8' presenta una sezione sostanzialmente triangolare rispetto ad un piano passante per l'asse di rotazione "X" dell'albero 5'.
Preferibilmente, il tagliente mobile 8' Ã ̈ realizzato in acciaio C40.
Il supporto elicoidale 6' si estende solamente su una frazione dell'albero 5', preferibilmente per metà della lunghezza dell'albero 5'. Sulla porzione dell'albero 5' priva del supporto elicoidale 6' à ̈ fissato un disco 9 il quale può essere conformato in modo tale da svolgere la funzione di equilibratura statica e/o dinamica della coclea 4 (quindi per agire da volano). Il disco 9 à ̈ quindi rotazionalmente solidale alla coclea 4.
Il disco 9 presenta una superficie laterale 10 la quale à ̈ realizzata con un materiale ad elevato coefficiente di attrito o, alternativamente (secondo una differente forma realizzativa non illustrata), presenta una o più sporgenze eccentriche rispetto all'asse di rotazione "X" . Tale superficie laterale 10 à ̈ quella rivolta verso la coclea 4.
II telaio 2 comprende inoltre un supporto rigido 11 il quale si estende all'interno della camera 3 e delimita, in cooperazione con il tagliente mobile 8' della coclea 4, uno spazio "S" avente estensione variabile in conseguenza della rotazione della coclea 4. In altre parole, il profilo esterno 7' elicoidale (così come il tagliente mobile 8') a seguito della rotazione della coclea 4 varia la propria distanza dal supporto rigido 11, quindi riduce ed estende in modo alternato lo spazio "S" .
II supporto rigido 11 si estende preferibilmente in direzione perpendicolare all'asse di rotazione "X" della coclea 4 ed in avvicinamento all'asse "X", ed ha un profilo esterno 12 sostanzialmente controsagomato ad un profilo di inviluppo esterno generato dalla rotazione del tagliente mobile 8' attorno all'asse di rotazione "X" della coclea 4. Poiché il profilo di inviluppo esterno generato dalla rotazione del tagliente mobile 8' attorno all'asse di rotazione "X" della coclea 4 à ̈ sostanzialmente cilindrico a sezione circolare, il profilo esterno 12 del supporto rigido 11 à ̈ concavo ed ha preferibilmente conformazione ad arco di circonferenza .
Preferibilmente, il profilo esterno 12 del supporto rigido 11 ha forma affilata e definisce un tagliente fisso operativamente associato al tagliente mobile 8', vale a dire una controlama cooperante con il tagliente mobile 8'. In condizioni operative, il profilo esterno 7' della coclea 4 ed il profilo esterno 12 del supporto rigido 11 risultano separati tra loro da una sottile intercapedine a forma anulare(come mostrato nelle figure 1 e 2) sufficiente ad evitare interferenze meccaniche tra i due profili 8', 12.
Il telaio 2 presenta un'apertura 13 per l'inserimento di un fusto "F" o tronco di legno da suddividere in tronchetti. L'apertura di inserimento 13 Ã ̈ affacciata alla coclea 14 e consente un inserimento di un fusto legnoso "F" (quale ad esempio un tronco, un ramo, un pollone o simili) all'interno della camera 3 lungo una direzione di inserimento trasversale all'asse di rotazione "X" della coclea 4.
In altre parole, l'apertura 13 giace su un piano sostanzialmente parallelo all'asse di rotazione "X" della coclea 4 (vale a dire un piano che non interseca l'asse di rotazione "X" della coclea 4), in modo tale che il fusto "F" inserito attraverso l'apertura di inserimento 13 risulti disposto perpendicolarmente, o quantomeno trasversalmente, alla coclea 4.
L'avanzamento del fusto "F" Ã ̈ ottenuto mediante mezzi di avanzamento di tipo noto, per esempio una coppia di rulli dentati 14, 15 controrotanti montati sul telaio 2 e mantenuti elasticamente avvicinati uno all'altro.
La macchina 1 comprende inoltre una porzione di invito 16 fissata al telaio 2 in corrispondenza dell'apertura di inserimento 13 ed avente sezione di passaggio decrescente in avvicinamento all'apertura 13. La porzione di invito 16 comprende un pianale 17 definente una superficie di supporto inferiore 17a su cui poggia il fusto "F" da inserire nella camera 3, ed una coppia di guide laterali 17b, 17c definenti preferibilmente un andamento convergente verso l'apertura di inserimento 13.
Preferibilmente, la guida laterale 17c disposta in posizione più distante dal supporto rigido 11 à ̈ perpendicolare all'asse di rotazione †X" della coclea 4 per definire una superficie di appoggio adatta a mantenere un orientamento del fusto "F" perpendicolare all'asse di rotazione "X" della coclea 4.
L'estremità anteriore del fusto "F" dopo aver attraversato l'apertura di inserimento 13 si dispone nel citato spazio "S" tra il supporto rigido 11 e la coclea 4. La rotazione della coclea 4 porta il tagliente mobile 8' ad avvicinarsi al tagliente fisso 12 generando una compressione reciproca tra il fusto "F" ed il tagliente mobile 8'. Tale compressione favorisce la penetrazione del tagliente mobile 8' nella superficie esterna del fusto "F" ed il taglio dello stesso. Durante il taglio, il fusto "F" rimane spinto contro il supporto rigido 11 e, nonostante la spinta del tagliente mobile 8' possa tendere a far ruotare il fusto "F" attorno al tagliente fisso 12 (il tagliente mobile 8' genera una spinta eccentrica rispetto al tagliente fisso 12), il fusto "F" à ̈ mantenuto secondo un orientamento perpendicolare alla coclea 4 grazie alla guida laterale perpendicolare 17c. Le figure 1 (e corrispondente figura 3) e 2 (e corrispondente figura 4) mostrano successive fasi di suddivisione di un tronchetto "R" dal fusto "F" ad opera del tagliente mobile 8' della coclea 4.
Per via del proprio sviluppo elicoidale, il tagliente mobile 8', 8'' realizza un taglio del fusto lungo una linea obliqua alle fibre del fusto stesso. Ciò à ̈ meglio evidenziato dal fatto che i mezzi di avanzamento 14, 15 sono disposti in posizione tale da far avanzare il fusto "F" verso una porzione inferiore della coclea 4 (figure I e 2).
Una volta che il tagliente mobile 8' giunge in corrispondenza del tagliente fisso 12 il tronchetto "R" si distacca dalla rimanente parte del fusto "F" e viene spinto dalla coclea 4 verso il disco 9 lungo una direzione parallela all'asse di rotazione "X" della coclea 4. Poiché il disco 9 ruota alla medesima velocità angolare della coclea 4, quando il tronchetto "R" giunge in contatto con la superficie laterale 10 del disco 9 viene trascinato in allontanamento dalla coclea 4 lungo una direzione tangenziale al disco 9, vale a dire perpendicolare all'asse di rotazione "X" della coclea 4. II disco 9 agisce quindi da organo di spinta attivo sul tronchetto "R" e la superficie laterale 10 del disco 9 fa presa sul tronchetto "R" grazie al proprio elevato coefficiente di attrito o, in accordo con la forma realizzativa non illustrata, grazie alle sporgenze eccentriche .
Il telaio 2 presenta quindi una bocca di scarico 18' affacciata alla camera 3 in prossimità del disco 9 per espellere i tronchetti "R" dalla camera 3 lungo una direzione di espulsione "E" tangenziale alla coclea 4. Preferibilmente, anche la bocca di scarico 18' giace su un piano sostanzialmente parallelo all'asse di rotazione "X" della coclea 4 (vale a dire un piano che non interseca l'asse di rotazione "X" della coclea 4), in modo tale che un tronchetto "R" trascinato tangenzialmente dal disco 9 possa essere espulso attraverso la bocca di scarico 18'.
La figura 5 mostra una differente forma realizzativa della macchina 1 secondo la presente invenzione.
La forma realizzativa di figura 5 utilizza il medesimo funzionamento per la suddivisione in tronchetti "R" del fusto "F" precedentemente descritta, ma differisce per alcuni aspetti legati all'espulsione dei tronchetti "R". In dettaglio, la coclea 4 presenta un albero 5'' su cui à ̈ fissato un supporto elicoidale 6'' che si estende sostanzialmente per l'intero sviluppo assiale dell'albero 5''. In tal modo la coclea 4, una volta distaccato il tronchetto "R" dal fusto "F" trascina il tronchetto "R" lungo l'asse di rotazione "X" per realizzare un'espulsione assiale del tronchetto "R" lungo la direzione di espulsione "E" di figura 5.
A tale scopo, il telaio 2 presenta la bocca di scarico 18'' in posizione assialmente allineata alla coclea 4. In altre parole, la bocca di scarico 18'' giace su un piano trasversale, preferibilmente perpendicolare, all'asse di rotazione "X" ed à ̈ inoltre disposta a cavallo dell'asse di rotazione "X" stesso.
In entrambe le forme realizzative descritte, il tagliente mobile 8', 8'' può essere realizzato lungo l'intero sviluppo del profilo esterno 7', 7'' del supporto elicoidale 6', 6'' oppure su una parte del profilo esterno 7', 7'' disposta in prossimità dell'apertura di inserimento 13 e/o del tagliente fisso 12.
La macchina 1 in accordo con la presente invenzione e con le descrizione sopra riportata à ̈ preferibilmente carrellata, vale a dire à ̈ equipaggiata con almeno un asse dotato di una coppia di ruote per l'applicazione al traino di un trattore agricolo.
In questa configurazione, la coclea 4 Ã ̈ disposta con il proprio asse di rotazione "X" parallelo all'asse delle ruote.
La macchina 1 può inoltre ricevere la potenza necessaria al suo funzionamento mediante apposita presa di potenza meccanica accoppiabile ad un trattore agricolo. Alternativamente, la macchina 1 può comprendere un proprio motore, in particolare un motore elettrico.
La macchina secondo la presente invenzione risulta in grado di produrre tronchetti di legno fresco da biomassa anziché da cippato, riducendo il numero di tagli del legno fresco ed evitando fermentazioni che ridurrebbero il potere calorifico del tronchetto ottenuto.
Il sistema di taglio progressivo, ottenuto mediante impegno progressivo della coclea con il fusto inserito nella camera (il tagliente periferico della coclea recide i fusti spingendoli verso una controlama fissa) richiede una bassa quantità di energia e realizza un taglio molto delicato che consente di ottenere una bassa rumorosità della macchina.
Sorprendentemente, inoltre, la particolare azione di taglio realizzata consente di ottenere una sfibratura del legno che riduce notevolmente la sua resistenza meccanica. I tronchetti così realizzati sono quindi caratterizzati dall'avere una bassa resistenza meccanica che si traduce nella possibilità di suddividerli ulteriormente mediante semplice azione manuale.
La dimensione dei tronchetti può inoltre essere fatta variare semplicemente regolando la velocità di rotazione della coclea ed adottando un'opportuna velocità di avanzamento dei rulli dentati controrotanti.
Si à ̈ visto che, utilizzando per esempio una coclea avente un diametro esterno di 70 cm ed un passo di 30 cm, i risultati migliori si sono ottenuti nella suddivisione di tronchi aventi diametro minore o uguale a 20 cm, con regimi di rotazione della coclea pari a 100 giri/min od anche fino a 200 giri/min, con una velocità di avanzamento dei tronchi (o fusti) fino a circa 1 m/s. Data la ridotta velocità del tagliente mobile, inoltre, quest'ultimo non presenta rischi di distacco dalla coclea e, quindi, viene garantita un'adeguata sicurezza operativa.
Claims (15)
- RIVENDICAZIONI 1. Macchina per la produzione di tronchetti di legno, comprendente : un telaio (2) avente una camera interna (3) ed un'apertura (13) per l'inserimento di un fusto legnoso (F) in detta camera (3); - almeno un tagliente (8', 8'·; 12) disposto entro detta camera (3) per realizzare un taglio su un fusto legnoso (F) inserito attraverso detta apertura (13); - una coclea (4) girevolmente disposta su detto telaio (2) entro detta camera (3) e cooperante con detto tagliente (8', 8''; 12) per suddividere in tronchetti (R) il fusto legnoso (F) inserito entro detta camera (3) .
- 2. Macchina secondo la rivendicazione 1, in cui detta coclea (4) Ã ̈ disposta nella camera (3) in modo tale da realizzare, a seguito della rotazione di detta coclea (4), un'azione progressiva di compressione reciproca tra detto almeno un tagliente (8', 8''; 12) ed un fusto legnoso (F) inserito in detta camera (3).
- 3. Macchina secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto almeno un tagliente (8', 8''; 12) comprende un tagliente mobile (8', 8''), stabilmente fissato alla coclea (4) ed impegnabile con una porzione di un fusto legnoso (F) inserito attraverso detta apertura di inserimento (13) per suddividere in tronchetti (R) detto fusto legnoso (F).
- 4. Macchina secondo la rivendicazione 3, in cui detto tagliente mobile (8', 8'') à ̈ disposto su un lembo periferico della coclea (4) ed à ̈ orientato lungo una direzione sostanzialmente parallela all'asse di rotazione (X) della coclea (4).
- 5. Macchina secondo la rivendicazione 4, in cui detto telaio (2) comprende inoltre un supporto rigido (11) delimitante, in cooperazione con detto tagliente mobile (8', 8" ), uno spazio (S) impegnabile da una porzione di detto fusto legnoso (F) per la suddivisione in tronchetti (R) di detto fusto legnoso (F); detto tagliente mobile (8', 8'') e detto supporto rigido (11) essendo disposti ad una distanza reciproca variabile in funzione della posizione angolare assunta dalla coclea (4) attorno a detto asse di rotazione (X).
- 6. Macchina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 5, in cui detto tagliente mobile (8', ) si sviluppa lungo un profilo elicoidale.
- 7. Macchina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 6, in cui detto almeno un tagliente (8', 8''; 12) comprende inoltre un tagliente fisso (12) solidale al telaio (2) e cooperante con detto tagliente mobile (8', 8'') per suddividere in tronchetti (R) il fusto legnoso (F) inserito entro detta camera (3), detto tagliente fisso (12) essendo sostanzialmente controsagomato ad un profilo di inviluppo esterno generato dalla rotazione del tagliente mobile (8', 8'') attorno all'asse di rotazione (X) della coclea (4) per definire una controlama per detto tagliente mobile (8', 8'').
- 8. Macchina secondo le rivendicazioni 5 e 7, in cui detto tagliente fisso (12) Ã ̈ stabilmente applicato a detto supporto rigido (11).
- 9. Macchina secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detto telaio (2) presenta una bocca di scarico (18<'>) per espellere i tronchetti (R) da detta camera (3), detta bocca di scarico (18') essendo disposta lungo l'asse di rotazione (X) della coclea (4) per consentire un'espulsione assiale dei tronchetti (g) lungo detto asse di rotazione (X) della coclea (4).
- 10. Macchina secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni da 1 a 8, in cui detto telaio (2) presenta una bocca di scarico (18" ) per espellere i tronchetti (R) da detta camera (3), detta bocca di scarico (18'') essendo affacciata ad un fianco di detta coclea (4) in modo tale da consentire un'esplusione dei tronchetti (R) dalla camera (3) lungo una direzione tangenziale a detta coclea (4).
- 11. Macchina secondo la rivendicazione 10, comprendente un organo di spinta (9) girevole in modo solidale alla coclea (4) attorno a detto asse di rotazione (X), detto organo di spinta (9) presentando una superficie laterale (10) atta a ricevere almeno un tronchetto (R) da detta coclea (4) ed a trascinare detto tronchetto (R) in direzione tangenziale alla coclea (4) verso la bocca di scarico (18" ), detta superficie esterna (10) essendo rivolta verso la coclea (4) e perpendicolare a detto asse di rotazione (X).
- 12. Macchina secondo le rivendicazioni 7 e 11, in cui detto tagliente fisso (12) Ã ̈ disposto in posizione intermedia tra la coclea (4) e detto organo di spinta (g) per consentire alla coclea (4), cooperante con il tagliente fisso (12), di distaccare il tronchetto (R) dal fusto legnoso (F) e di spingerlo assialmente lungo detto asse di rotazione (X) verso detto organo di spinta (9).
- 13 . Macchina secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detto telaio (2) comprende una porzione di invito (16) disposta in corrispondenza di detta apertura di inserimento (13) per guidare il fusto legnoso (F) verso detta apertura di inserimento (13), detta porzione di invito (16) presentando una superficie inferiore di supporto (17) per un fusto (F) ed almeno un bordo di guida laterale (17c) sostanzialmente perpendicolare all'asse di rotazione (X) della coclea (4) per mantenere il fusto legnoso (F) orientato perpendicolarmente alla coclea (4) durante la suddivisione del fusto (F) in tronchetti (R).
- 14. Macchina secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, comprendente inoltre almeno un asse equipaggiato con ruote per la movimentazione della macchina (1) lungo una direzione di avanzamento, in cui detta coclea (4) Ã ̈ girevole attorno ad un asse di rotazione (X) trasversale a detta direzione di avanzamento, e preferibilmente orizzontale.
- 15. Uso di una macchina secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni per suddividere un fusto legnoso (F) in tronchetti (R) aventi resistenza meccanica inferiore alla resistenza meccanica di detto fusto legnoso (F).
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| IT1393299B1 (it) | 2012-04-20 |
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