SE453652B - Anordning vid en barkningsmaskin - Google Patents

Description

45; 652 1 Fjäderanordningar, i vilka fjäderelementet utgöres av gummiremmar e.d. har mycket stor egendämpning, hysteresis, och man kan vid verktygens övergång från utåtgâende till inåt- gående rörelse temporärt och i relation till gummikvaliteten vid normal temperatur förlora 30-50% av verktygens spetstryck mot stockytan. Vid mycket låga temperaturer kan kraften t.o.m. gå helt förlorad. Detta innebär att verktygets spets tempo- rärt kan förlora kontakten med stockytan sedan exempelvis en kvist eller annan upphöjning passerats. Följden blir obarkade fläckar. När verktygsspetsen återigen träffar stockytan sker det med sådan kraft att verktygsspetsen oftast slår igenom bark- skiktet och ett stycke in i vedytan. På grund av verktygets anliggningsvinkel mot stockytan uppstår vid relativ rörelse mellan stockyta och verktyg en utåtriktad kraft, vilken ger verktyget acceleration utåt, som ånyo lyfter detsamma från stock- ytan med obarkad fläck som följd. Detta fenomen upprepas kon- tinuerligt på ojämna stockytor. Utöver otillfredsställande bark- ningsresultat får man stora vedförluster och upprivna stockytor.

Fjäderanordningar av detta slag, som beskrives exempelvis i US patentskrift 2 786 H59 har trots dessa nackdelar hitintills används eftersom övriga typer av fjäderanordningar medför andra och svårare nackdelar. För att i möjligaste mån minska följderna av hysteresis måste barkningsmaskinerna dock drivas med låg hastighet, vilket innebär, att barkningsförloppet tar lång tid och därmed medför höga produktionskostnader.

Pjäderanordningar baserade på stâlfjädrar har visserligen låg egendämpning, hysteresis och därmed orsakas icke de av hysteresis beroende problemen, men en väsentlig nackdel som í praktiken hindrar utnyttjandet av stålfjädrar är att man för att få den erforderliga fjäderkraften måste ge fjädrarna stora fysiska dimensioner, vilket i sin tur innebär att centrifugal- krafterna starkt påverkar fjäderanordningarna och kan ge upp- hov till fenomen likaratade med de av hysteresis orsakade fenomenen.

Luftcylíndrar har mycket låg egendämpning och är teo- retiskt väl lämpade som fjäderelement i barkningsmaskiner. 3 453 652 För luftcylindrar krävs emellertid en kompressor eller annan tryckluftkälla. En tryckluftkälla har förhållandevis stor massa och stora dimensioner och kan därför inte monteras på rotorn, utan måste uppställas utanför barkningsmaskinen.

Tryckluft måste därför tillföras cylindrarna via glidkopplingar, vilka på grund av maskinens konstruktion av hålrotortyp får mycket stora diametrar. Någon möjlighet att göra dylika glid- kopplingar läckningsfria finns inte och man tvingas därför att arbeta med relativt låga tryck, varmed här avses tryck av stor- leksordningen 6 bar eller mindre. Dessa låga tryck medför att luftcylindrarna får mycket stora diametrar och maskinerna måste byggas onödigt stora och blir därigenom dyra. Separata kompressor- anläggningar innebär vidare en stor investering och medför stora energikostnader.

Det är därför ett huvudändamål med uppfinningen att åstadkomma en fjäderanordning av den inledningsvis nämnda typen, som uppvisar låg egendämpning, som har en till kraftbehovet lätt anpassbar fjäderkarakteristik och som har små fysiska dimensioner.

Detta ändamål förverkligas väsentligen därigenom, att varje fjäderanordning utgöres av en gasfjäder, vilkens cylinder är svängbart lagrad på rotorn och som är inrättad att arbeta med ett gastryck överstigande 25 bar.

En sådan gasfjäder har praktiskt taget icke någon hystere- sis och kommer därigenom att helt följa ojämnheterna på stockens yta och oavsett storleken pà dessa åstadkomma en konstant eller åtminstone praktiskt taget konstant ansättningskraft på verktygen vid en förutbestämd diameter oberoende av om verktygen rör sig inåt eller utåt med avseende på rotorns centrum. Väsentligt är att man kan använda mycket höga gastryck, företrädesvis inom området 60-150 bar och därmed använda små cylindrar.

Gasfjädern, vilkens fjäderkarakteristik icke påverkas av centrifugalkrafter, är en tryckfjäder av cylindertyp, som är fylld med gas och kraften på kolvstången bestäms av gastrycket, vilket i föreliggande fall är högt, och kolvstångens diameter.

Eftersom gastrycket är en av de kraftbestämmande parametrarna kan man efter behov, dvs i beroende av den barktyp, som skall 453 552 avlägsnas, ändra gastrycket i cylindrarna. En sådan gasändring kan ske genom att samtliga cylindrar temporärt anslutes till en gemensam yttre tryckkälla. Gasfjädrarna kan sålunda i en enda operation fyllas med gas till förutbestämt tryck och därmed kommer samtliga barkningsverktyg att få identiska anliggningstryck på samma stockdiameter i motsats till vad som är fallet med de kända fjäderanordningarna, som endast i undantagsfall kommer att utöva exakt samma tryckkraft på verktygen. Det är natur- ligtvis även möjligt att med full exakthet individuellt reglera trycket i respektive cylinder.

Såsom nämnts kommer en gasfjäder arbetande med tryck enligt ovan att få fysiskt smâ dimensioner och kan därigenom enkelt och till rimlig kostnad byggas in i barkningsmaskinens rotorparti. Avsaknaden av hysteresis eller i alla händelser en försumbar hysteresis medför att verktygen går stabilt mot stockens vedyta och att en förstklassig avbarkning erhålles.

De för uppfinningen väsentliga kännetecknen framgår av patentkraven och en barkningsmaskin enligt uppfinningen beskrives gnärmare i anslutning till bifogade ritning, på vilken figur l förenklat åskådliggör de väsentligaste delarna av en barkningsmaskin enligt uppfinningen, vilken är delvis genomskuren och sedd från stockinmat- ningssidan, figur 2 är en vy efter linjen II-II i figur 1, figur 3 är en förenklad vy av en delvis genomskuren gasfjäder, figur H åskådliggör lagringsanordningen för en gasfjäder, figur 5 åskådliggör hysteresiskurvan för en gasfjäder I med gastryck enligt uppfinningen och hysteresis~ kurvan för en konventionell gummifjäder och figur 6 åskådliggör funktionen hos ett verktyg, som ansättes av en gummifjäder.

I figurerna l och 2 betecknar l en ringformad rotor, som är roterbart lagrad i ett stativ 2 medelst ett lager 3. Rotorn 1 är i det visade utföringsexemplet driven från en icke visad I) (II 453 q652 motor medelst remmar H. Stockar 8 matas efter varandra i sin längdriktning genom rotorns l centrum medelst här icke visade transportörer eller andra lämpliga matníngsorgan. I rotorn 1 är monterade ett flertal (här tre) barkningsverktyg 5, som uppbärs av svängbara armar 6. I det visade utföringsexemplet tänkes verktygen 5 utgöras av lösbara insatser i armarna.

Verktygen 5 på armarnas 6 fria ändar pressas kontinuerligt mot rotorns l rotationscentrum 7. Barkningsverktygen 5 kan vara av vilken som helst lämplig typ för'att avlägsna barken på stockarna 8 genom skärverkan. De svängbara armarna 6 har sådan form, att de, då de kommer i kontakt med änden på en inmatad stock 8, automatiskt svängs utåt så, att de glider över stockänden upp på barkytan. Armarna 6 har axlar 9, som är lagrade i lager 10 i rotorn 1. Axlarna Qlär förbundna med hävarmar ll, försedda med utåtriktade armar 12. Varje sådan arm 12 är utformad som en gaffel med en axel 13, på vilken är svängbart lagrat ett änd- stycke ln på kolvstången 15 till en gasfjäder 16. Gasfjädern 16 har en yttre cylinder 17, vilken är inbyggd i ett lagerhus 28, som är anbragt på en med rotorn förenad platta 29. Lagret 18 har två med varandra samverkande lagerytor l8a, l8b, tillåtande en svängning avcylindern inom ett konformat omrâde. För att sä långt som möjligt begränsa centrifugalkraftens inverkan lokali- seras vinkelradiallagret l8 med ringmuttern 30 (fig. H) så nära gasfjäderns 16 tyngdpunkt. Gasfjädern 16, som tillverkas av Ströms- holmens Mekaniska Verkstad AB, Tranås, Sverige, visas mycket för- enklat i figur 3. Av denna figur framgår att kolvstången 15 är an- sluten till en i den gastäta cylindern 17 glidbart anordnad kolv 19.

Såsom känt är kolven.l9 inrättad att tillåta en gasström mellan de båda av den undre respektive övre kolvytan begränsade kam- rarna 20,21, i vilka sålunda samma tryck råder. Förbindelsen mellan kamrarna 20 och 21 antydes genom kanalen 22 i kolven 19.

Såsom inledningsvis nämnts bestäms kraften av det rådande gas- trycket i cylindern och av kolvstângens diameter. Genom att variera trycket hos gasen, som exempelvis består av kvävgas eller avfuktad luft varieras gasfjäderns kraft. Fjäderkàrakteristiken bestäms av kamrarnas 20 och 21 volym och kolvstångens-diameter. 453 652 Såsom antydes på figur 3 är varje cylinder 17 försedd med en ventilanordning 23, medelst vilken gas kan tillföras .Ü från en gaskälla 25 respektive avledas från cylindern för att därmed ändra kraften på kolvstången.

Figur S åskådliggör hysteresisfaktorn för en gummifjäder respektive en gascylinder enligt uppfinningen. Med hysteresis avses här den kraftfördröjning, som uppkommer under en fjäder- anordnings avspänning och som orsakas av fjädermaterialets egendämpning. Denna egendämpning är beroende av både elementets gummikvalitet och temperatur. På figur 5 är anspänningen av ' fjäderelementet avsatt efter X-axeln, varvid origo O anger den minsta anspänningen och punkten M den maximala anspänningen.

Efter Y-axeln har avsatts den av fjäderanordningen utvecklade statiska kraften, varierande mellan en minsta kraft i origo O och en maximal kraft K. Det snedstreckade fältet A visar en gummifjäders temporära kraftminskning under ett avspänningsförlop- och det rutade fältet B visar den variation, som kraftminskningen kan ha genom kvalitetsvariation hos gummimaterialet. Det framgår att hysteresis för en gummifjäder kan variera mellan 30 och 50 % av maximala kraften under normal temperatur. Fältet B visar också tillsammans med fältet C den variation, 30-100 %, i kraftminsk- ning som orsakas av kraftfördröjning vid temperaturer, som är lägre eller avsevärt lägre än normaltemperatur. I praktiken innebär kraftfördröjningen vid låga temperaturer en ren kraft- minskning. Hysteresis för en gasfjäder, arbetande med tryck enligt uppfinningen kan endast med svårighet uppmätas och mar- keras i diagrammet medelst beteckningen A: Figur 6 åskådliggör de inledningsvis nämnda problemen orsakade av hysteresis hos fjädermaterialet, vilket kan utgöras av gummiremmar eller liknande fjäderelement. Med R betecknas rotorns l och sålunda verktygens 5 rörelseriktning relativt stocken 8. Då verktyget 5 passerar en upphöjníng 30 på stocken e; 8 kommer hysteresisfaktorn att medföra att spetstrycket hos verktyget 5 blir relativt lågt i jämförelse med spetstrycket på upphöjningen 30, vilket innebär att området 31 icke kommer att lå fullständigt avbarkas. Så snart "fördröjningen" i gummielementet upphört kommer kraften på verktygsspetsen att öka och när spetsen träffar vedytan 32 kommer den att tränga in i veden.

Såsom redan nämnts kommer på grund av verktygets 5 anliggnings- vinkel.Otmot stockytan en lyftning av verktyget att åstadkommas, ä- 453 652 vilket resulterar i en ny obarkad yta 33. Den enda möjligheten att hindra uppkomsten av obarkade ytor och skadad ved är att sänka rotorns hastighet till ett sådant minimum att hysteresis- förlusterna kan motverkas, men detta innebär i sin tur att avverkningskapaciteten blir orimligt låg.

En fjäderanordning enligt uppfinningen ger en i det närmaste exakt följsamhet och risken för att verktyget skall "hoppa" har helt elimínerats så länge som varje gasfjäder bibringas ett tryck av ovan angiven storlek. Praktiska försök har visat att uppfinningen medger en mycket hög rotations- hastighet hos rotorn, dvs en hög avverkningskapacitet, utan risk för att verktygen skall försättas i svängningar eller "hopp" av det slag som åskådliggöres i figur 6. Dessa svängningar, som uppträder vid de hittills använda fjäderelementen, dvs gummifjädrar, orsakar, förutom en försämring av virket en snabb utmattning av verktygsarmarna och dessas kraftöverförings- och inbyggnadselement. Dessa nackdelar elimineras likaledes genom uppfinningen.

Claims (3)

453 §52 P A T E N T K R A V

1. Anordning vid en barkningsmaskin av hålrotortyp, vid vilken stockar (8), som skall barkas, matas genom hålrotorn (1) och barken avlägsnas av ett flertal kring stockarna anordnade barkningsverktyg (5), som uppbäres av svängbara armar (6), vilka står under inverkan av på hålrotorn svängbart anbringade fjäderanordningar (16), inrättade att bibrínga barkningsverktygen en ansättningskraft mot stockarna, k ä n n e t e c k n a d därav, att varje fjäderanordníng utgöres av en av yttre gas- källa under drift oberoende gasfjäder (16), vilkens cylinder (17) medelst lagringsorgan (28) är svängbart lagrad på hålrotorn (1) och vilken gasfjäder är inrättad att arbeta med ett gastryck överstigande 25 bar.

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att gastrycket företrädesvis är 60-150 bar.

3. Anordning enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k - n a d därav, att varje gasfjäder (16) är inom området för sin tyngdpunkt lagrad i ett lager (18), medgivande svängning av gasfjädern kring godtycklig axelriktning. H. Anordning enligt något av kraven 1-3, k ä n n e - t e c k n a d därav, att varje gasfjäder (16) är försedd med en till en gaskälla (26) anslutbar ventil (23) för inställning av gasfjäderns gastryck. åh