SE511505C2 - Bearbetningsverktyg för barkningsmaskin med flera svängarmar - Google Patents

Description

511 åsos 2 10 15 20 25 30 35 tryck mot stockens mantelyta och skjuvar av barken skruvformigt utmed mantelytan.

För att möjliggöra avbarkning av även hårt sittande bark, såsom frusen eller torkad bark, måste den kraft med vilken bearbetningseggarna fjädrande pressas mot stocken vara relativt stor. Detta ställer till problem när nästan hela stocken har matats genom barkningsmaskinen och bear- betningseggarna är på väg att lämna stocken. Med oför- ändrad fjäderkraft och en allt mindre del av eggkanterna anliggande mot mantelytan, kommer trycket i kontaktytan mellan stock och egg successivt att öka med följd att eggkanten skär djupare och djupare in i stocken. Detta orsakar hack i stockens ändparti och kan i ogynnsamma fall även leda till att stocken spricker eller att större bitar slås loss. Dylika hack och sprickor måste kapas bort från det färdiga virket, innebärande att intäkten för det bortkapade virket går förlorad. Med optisk scanning av stocken kan dessutom den djupare skärningen i stockens ände uppfattas som ett virkesfel och göra så att stocken sågas på ett sätt som ger ett lägre virkesutbyte.

De starka fjäderkrafter som påverkar svängarmarna ställer även till problem i övriga områden av en stock än just invid det bakre ändpartiet när bearbetningseggarna lämnar stocken. De flesta stockar uppvisar nämligen kvis- tar utefter sin längd. När en bearbetningsegg träffar en kvist under barkning slungas svängarmen utåt från mantel- ytan och det är ej ovanligt att bearbetningseggen avlägs- nas ca 5 cm eller mer från stockytan. Fjäderkraften ombe- sörjer därefter att bearbetningseggen med hög fart och stor kraft åter svängs mot mantelytan. Härvid uppstår skador på virket genom att eggen slår upp gropar vilka kan vara flera cm djupa. I ogynnsamma fall kan sådana skador leda till att de virkesdelar som utvinns ur stock- tvärsnittets yttersta delar, klassas ned eller kasseras med intäktsbortfall som följd. Vanligen huggs dock de yttersta segmenten av en stocks tvärsnitt till flis för vidare förädling inom pappersindustrin, men även flisens 10 15 20 25 30 35 511 505 kvalitet påverkas negativt av alla typer av fiberskador, varför många och stora gropar i mantelytan kan innebära en nedklassning av flisen till en sämre betald kvalitets- klass. Samtidigt är det angeläget att de fjäderkrafter som påverkar svängarmarna är stora för att bearbetnings- verktygen så snabbt som möjligt skall svängas tillbaka mot stockytan och så små områden som möjligt skall lämnas obarkade. Flisens kvalitet påverkas nämligen även nega- tivt av ökande andel bark. Sammantaget blir dessa krav och fordringar på barkningens utförande till en svårav- vägd kompromiss som i många fall ej ger ett tillfreds- ställande resultat.

Kort redogörelse för uppfinningen Föreliggande uppfinning syftar till att undanröja ovannämnda problem och nackdelar med bearbetningsverktyg till barkningsmaskiner av inledningsvis nämnt slag och skapa ett bearbetningsverktyg som ger ett förbättrat barkningsresultat och som förhindrar eller åtminstone begränsar tendensen till att eggen skär in i veden i slutskedet av barkningen då eggen är på väg att lämna stocken, samt som begränsar tendensen till urslagning i stockytan då bearbetningsverktyget av fjäderkraften svängs tillbaka till barkningsläge efter att ha slungats utåt till följd av ojämnheter såsom kvistar i stockytan.

Ett ytterligare syfte är att under uppfyllande av ovan- nämnda syften även, om så önskas, möjliggöra ökning av den fjäderkraft som påverkar svängarmarna. Det är även ett syfte att bearbetningsverktyget skall uppvisa väsent- ligen samma funktion och verkan oberoende av stockens diameter. Åtminstone dessa syften uppnås medelst ett bearbetningsverktyg enligt patentkravet l.

Till grund för uppfinningen ligger sålunda insikten att ovannämnda syften och fördelar kan uppnås genom att bearbetningsverktyget förses med en vulst i bearbetnings- verktygets ovansida invid det område av bearbetningseggen som är avsedd att placeras längst ned i stockarnas mat- ningsriktning, dvs i den del av bearbetningseggen som 511 5-05 21 10 15 20 25 30 35 lämnar stockarna sist. Därvid säkerställes att eggkanten tränger ned i barken och veden maximalt så långt som vulsten tillåter innan denna kommer att stöda mot stock- ytan och avlasta den barkande eggens tryck mot ytan till följd av den på svängarmen verkande fjäderkraften.

Genom WO 92/lll19 är tidigare känt ett bearbetnings- verktyg till barkningsmaskiner av inledningsvis nämnt slag vilket uppvisar en vulst i sin nedströmskant. Denna vulst har dock ej till syfte att tjäna såsom en stödvulst för att förhindra inträngning av eggen i veden såsom vid föreliggande uppfinning. Bearbetningsverktyget skulle ej heller med någon framgång kunna användas för detta ända- mål eftersom vulsten är belägen på alltför stort avstånd från eggkanten. Den sträcker sig dessutom i väsentligen rätlinjigt ökande höjd över bearbetningsverktygets ovan- sida och skulle därvid komma att lokaliseras på olika avstånd över en stocks mantelyta i beroende av dess diameter och följaktligen ge olika resultat och verkan för grova resp smala stockar. Vulsten på bearbetnings- verktyget i denna WO-skrift har således i stället till uppgift att tjäna såsom en avvisarkant som styr barken utåt från rotatorn. Vid utarbetande av patentkraven enligt denna ansökning har emellertid utgåtts ifrån denna WO-skrift genom att ingressen till patentkravet l redogör för detta kända bearbetningsverktyg.

Begreppet vulst skall tolkas i sin vidaste betydelse och innefattar alla typer av bildningar som kan utnyttjas som stöd eller avlastning mot stockytan. Så till exempel kan vulsten vara homogen och utformad i ett stycke med ett separat bearbetningsorgan, såsom i det häri visade och beskrivna föredragna utförandet. Det skulle dock även vara tänkbart att t ex utföra vulsten i form av en rela- tivt grov och lämpligt utformad tråd som fästes på bear- betningsverktyget genom gängning eller svetsning eller såsom en löstagbar vulst som vid behov kan lägesför- skjutas eller bytas ut. 10 15 20 25 30 35 511 sus Vid ett efterföljande beskrivet och visat föredraget utförande av uppfinningen är såväl bearbetningseggen som vulsten anordnade på ett separat, utbytbart bearbetnings- organ som fästes pà den fria yttre änden av respektive svängarm. Det ligger dock inom uppfinningens ram att bearbetningseggen kan utformas direkt i änden på sväng- armen och vulsten likaledes utformas integrerat med svängarmen eller såsom en separat på svängarmen fäst vulst. Det skulle även vara tänkbart att utforma bearbet- ningseggen på ett utbytbart bearbetningsorgan medan vulsten är anordnad på svängarmen integrerat med denna eller såsom en separat del. I sådant fall kan vulsten komma att vara placerad i ett område bortanför den längst ned i matningsriktningen belägna änden av bearbetnings- eggen.

Vid barkningsmaskiner av nämnt slag, anpassas rota- torns rotationshastighet och stockarnas matningshastighet så att på varandra följande bearbetningsverktyg utför barkningen i skruvformade banor med en viss överlappning i förhållande till varandra. Genom att utforma vulsten utmed ett bearbetningsorgans eller -verktygs nedströms- kant med relativt liten bredd och sin största längdut- sträckning väsentligen vinkelrätt mot stockarnas mat- ningsriktning, kommer vulsten att vid behov stöda mot en av föregående barkningsverktyg barkad del av stocken.

Härigenom behöver vulstens höjd ej anpassas till olika barktjocklekar.Dock bör vulsten ej vara för smal om den skall kunna tjänstgöra såsom en avlastande stödyta utan att skära in i veden. Företrädesvis har vulstens övre yta eller stödyta en utsträckning parallellt med eggkanten mellan 5-25%, och mest föredraget omkring ca 15%. Uppfinningen är dock företrädesvis 10-20% av eggkantens längd ej begränsad till att vara utformad dikt invid bearbet- ningsorganets nedströmskant. Det kan t ex i många fall vara fördelaktigt att vulsten är utformad med en avfasad yta i den kant som är vänd i matningsriktningen. Vulstens övre yta eller stödyta kommer då att lokaliseras något 10 l5 20 25 30 35 511, ses 6 uppströms i förhållande till bearbetningseggens ned- strömsände.

Om istället vulsten är utformad eller fäst direkt på svängarmen och belägen utanför den längst ned i matnings- riktningen belägna änden av bearbetningseggen, kommer vulsten att vid behov stöda mot en av föregående bearbet- ningsverktyg barkad stockyta även om bearbetningsverk- tygen barkar utan någon påtaglig eller endast minimal överlappning i förhållande till varandra.

I allmänhet föredras att vulsten under normal bark- ning är belägen på ett visst minsta avstånd från den barkade stockytan för att undvika att bearbetningsverk- tyget onödigtvis rider på vulsten med försämrat bark- ningsresultat som följd. Detta möjliggör dessutom omslip- ning av bearbetningseggen någon eller några gånger innan vulsten anligger mot stockytan under normal barkning.

Lämpligen kan vulsten vara så utformad att den under normal barkning är belägen ca 1 mm från stockytan men i praktiken kan detta avstånd utan olägenhet ligga mellan O-5 mm, företrädesvis mellan 0-2 mm och mest föredraget mellan 0,5-1,5 mm. I det föredragna utförandet är vulsten så utformad att den har samma funktion och verkan oavsett om stockens diameter är stor eller liten. Detta betyder att vulstens höjd över bearbetningsverktygets ovansida, ökar med ökande avstånd från bearbetningseggen.

Närmare bestämt följer vulstens kontur en bågformad kurva som lämpligen börjar ca 1 mm bakom bearbetningseggen men kan även tänkas börja O-5 mm, företrädesvis O-2 mm och mest föredraget 0,5-1,5 mm från eggen. Vulstens form bakom sin högsta punkt har i princip ingen betydelse för dess funktion såsom stöd för att förhindra eggens inträngning i veden, men i allmänhet föredras att vulsten har en mjukt rundad form för att den ej skall gripa tag i kvistar och andra ojämnheter när stockarna under längd- matningen förskjuts i förhållande till bearbetningsverk- tygen. Lämpligen kan därför vulsten i sin bakre del följa en motsvarande eller större bågformad kurva som den lO 15 20 25 30 35 7 - 511 505 främre delen och även vara mjukt avrundad i sin ned- strömskant.

Kort beskrivning av ritningarna På ritningarna visas i: FIG 1 en perspektivvy snett ovanifràn av ett föredraget utförande av ett bearbetningsorgan enligt föreliggande uppfinning, FIG 2 en perspektivvy i diametralt motsatt riktning, snett underifrån av bearbetningsorganet enligt fig 1, FIG 3 en planvy ovanifràn av bearbetningsorganet enligt fig l och 2, FIG 4 en planvy underifrån av bearbetningsorganet enligt fig l-3, FIG 5-8 sidovyer från resp sida, bakifrån samt fram- ifrån av bearbetningsorganet enligt fig l-4, FIG 9 en schematisk sidovy sedd i stockarnas mat- ningsriktning och visande en svängarm med ett monterat bearbetningsorgan och bearbetnings- organet i två alternativa lägen vid olika stockdiametrar, och FIG 10 sedd parallellt med av en främre ände en schematisk vy ovanifràn, stockarnas matningsriktning, av en svängarm och ett bearbetningsorgan under barkning av den sista barkstrimlan från ett bakre àndparti av en stock som längdmatas genom en barkningsmaskin.

Detaljerad beskrivning av ett föredraget utförande av uppfinningen Först hänvisas till fig l-8 vari visas detaljerade avbildningar av ett föredraget utförande av ett bearbet- ningsverktyg enligt föreliggande uppfinning, vilket innefattar ett separat bearbetningsorgan 1 som visas i perspektivvy i fig 1 och 2, i planvy ovanifràn och under- ifrån i fig 3 resp 4 och i planvyer bakifrån, framifrån och från sidorna i fig 5-8. Bearbetningsorganet l inne- en framsida 4, en fattar en ovansida 2, en undersida 3, 511 äÛ5 e lO 15 20 25 30 35 baksida 5 samt en nedströmssida och uppströmssida 6 resp 7. Mellan ovansidan 2 och framsidan 4 avgränsas en bearbetningsegg 8 vilken under barkning är avsedd att anligga mot en stocks mantelyta under skjuvning av bark från densamma.

Bearbetningsorganet är avsett att, med hjälp av en bult genom ett genomgående hål 9, monteras pà den yttre, fria änden av en svängarm med sin undersida 3 vänd mot en sätesyta på svängarmen. För att säkerställa ovridbar fasthållning av bearbetningsorganet är detta på sin undersida utfört med en utskjutande klack 10 vilken är avsedd att gå i ingrepp med en motsvarande urtagning i sätesytan. För att ytterligare öka vridsäkerheten finns ett icke genomgående hål ll för en utskjutande tapp eller sprint från sätesytan. Såsom vidare framgår av ritningar- na är bearbetningsorganets uppströmssida 7 avsevärt längre än nedströmssidan 6 och den bakre sidan 5 sträcker sig snett i förhållande till den främre sidan 4 vilken är orienterad väsentligen vinkelrätt mot uppströms- och nedströmskanten. Detta gör att bearbetningsorganet sett i planvy ovanifràn eller underifrån, får ett närmast triangelformat utseende och är gjort dels i material- besparande syfte, dels för att även härigenom erhålla en högre vridsäkerhet genom att den bakre sidan får en stor längd och ger en lång stödyta mot en motsvarande sätes- kant i svängarmen. Det skall dock förstås att uppfin- ningen ej är begränsad till ett bearbetningsorgan av den häri beskrivna typen, utan bearbetningsorgan av många andra utföranden och former kan komma i fråga.

Uppströmssidan 7 tjänar såsom en uppklättringskant för att ombesörja uppklàttring av svängarmarna mot de främre ändytorna på stockar som matas till barknings- maskinen. För att ge ett mjukt anslag vid uppklättringen är uppströmssidans främre parti något snedställt och har en trubbig vinkel i förhållande till eggkanten 8.

I enlighet med uppfinningen är bearbetningsorganet pà sin ovansida 2 utfört med en vulst 12 utmed nedströmssidan 10 15 20 25 30 35 9 - 511 5Û5 6. Vulsten har sin största utsträckning vinkelrätt mot eggkanten 8 och är väsentligen bàg- eller delcirkelformad i denna riktning, dvs dess höjd över ovansidan 2 varierar bågformat med avståndet från eggkanten. Däremot är dess utsträckning parallellt med eggkanten relativt liten. I det visade utförandet är vulstens, och närmare bestämt dess övre yta eller stödyta, utsträckning parallellt med eggkanten ca 15% av eggkantens längd. Detta värde kan variera men kan i praktiken tänkas ligga mellan 5-25% och företrädesvis mellan ca 10-20%. Vulsten är vidare så utformad att den vid normal barkning, dvs vid barkning av kvistfria stockar med väsentligen cirkulårt tvärsnitt, kommer att vara belägen på ett visst minsta avstånd från den barkade stockens mantelyta oberoende av stockens dia- meter. Detta avstånd är i det visade exemplet valt till ca l mm och vulsten börjar ca l mm bakom eggkanten 8 såsom bäst ses i fig 7. Därifrån sträcker sig vulsten bakåt med en vinkel och krökningsradie som bestäms av barknings- maskinens geometriska utformning såsom t ex bearbetnings- organens ansättningsvinkel mot stockarnas mantelytor, svängarmarnas längd och avståndet mellan svängarmarnas svängcentrum och rotatorns rotationsaxel.

Därefter hänvisas till fig 9 vari schematiskt visas bearbetningsorganets 1 placering på den yttre, fria änden av en svängarm 13 vilkens inre ände är svängbart lagrad via en svängaxel 14 på en ej visad ringformad rotator. I praktiken bär rotatorn ett flertal svängarmar, i regel Figuren är vidare l5', l5" visas schematiskt konturerna av stockar med olika diamet- fem, men i figuren visas endast en. sedd i stockarnas matningsriktning och vid 15, rar. Bearbetningsorganets l läge under barkning är ut- ritad vid de olika diametrarna och såsom framgår ökar ovansidans 2 vinkel i förhållande till stockens mantelyta vid minskande diameter medan den minskar vid ökande diameter. Detta är anledningen till att vulsten 12 är utförd med en bàgformad ovansida, och med lämpligt vald krökningsradie pà vulstens främre del, säkerställs att 511 Eos 10 15 20 25 30 35 dennas stödyta är belägen pà ett visst minsta och ett visst största, och företrädesvis likformigt, avstånd frän stockens mantelyta oberoende av dess diameter. Formen pä vulstens bakre del kan lämpligen, såsom i det föredragna utförandet, vara bàgformad med samma eller större krök- ningsradie som dess främre del.

Fig 10 illustrerar en av de situationer där förde- larna med föreliggande uppfinning är uppenbara. Figuren är en vy tagen vinkelrätt mot stockarnas matningsriktning och visar en bakre ände av en stock 15 och den yttre änden av en svängarm 13 med ett bearbetningsorgan 1, som är vänd med sin ovansida 2 snett mot stocken och betrak- taren, med eggkanten 8 anliggande mot stockens mantelyta under avbarkning av en sista smal barkremsa 16 fràn stocken. I detta läge är stocken nästan fullständigt matad genom barkningsmaskinen och bearbetningsorganet är pä väg att lämna stocken och har redan ca halva bearbet- ningseggen 8 utanför stockändytan. Med oförändrad fjäder- belastning pä svängarmen kommer belastningen att fördelas till stocken via en allt mindre längd av bearbetnings- eggen 8, varigenom den barkande eggens tryck mot man- telytan ökar och därmed även risken för att eggen skall skära in i veden. Genom att vulsten 12 är placerad längst ned vid nedströmssidan av bearbetningsorganet, kommer denna att lämna stocken sist och begränsar härigenom eggens inträngning till en eller nägra fä millimeter innan vulsten anligger mot stockytan och bär svängarmens fjäderbelastning. I fig 10 visas endast en svängarm men det skall förstås att barkningsmaskinen inbegriper flera svängarmar fördelade utmed rotatorns omkrets vilka var och en barkar stocken i skruvformade banor. För att säkerställa ett bra barkningsresultat överlappar banorna varandra något och, säsom äskàdliggörs i fig 10, kommer vulsten tack vare att den är placerad invid nedströms- sidan och har relativt liten utsträckning i riktning parallellt med bearbetningseggen, att följa stocken utmed ¶11 L 511 sus en skruvformad bana som redan är barkad av föregående svängarm och bearbetningsegg.

Claims (6)

511 S05 812 10 15 20 25 30 35 PATENTKRAV

1. Bearbetningsverktyg för barkningsmaskiner av det (13) svängbart lagrad på en slag som innefattar ett flertal svängarmar vilka var (14) kring en rotationsaxel roterbar, och en är i en inre ände ringformad rotator medan den i en fri yttre ände uppvisar en främre, såsom bear- betningsegg (8) tjänande kant vilken avgränsas mellan en framsida (4) och en ovansida (2) av vilka den sistnämnda är avsedd att under barkning vara vänd i spetsig vinkel (12) lokaliserad på bearbetningsverktygets ovansida i ett mot stockens mantelyta, samt en vulst vilken är område invid eggens (8) längst ned i matningsriktningen belägna ände, varvid var och en av svängarmarna är på- verkad av en fjäderkraft som strävar att svänga dess yttre ände inåt mot rotationsaxeln på så sätt att bear- betningseggen är fjädrande anläggbar mot mantelytan hos (15) rotationsaxelns riktning för att under rotation av rota- (16) av att vulsten en obarkad trädstock som längdmatas genom rotatorn i från stocken, (12) ligen bågformad på så sätt att dess höjd över ovansidan torn ombesörja skjuvning av bark k ä n n e t e c k n a t är väsent- (2) successivt ökar från ett område nära bearbetnings- eggen (8) i riktning vinkelrätt bakåt från denna och närmare bestämt är höjden så avpassad att vulsten under normal barkning, dvs vid barkning av kvistfria stockar med väsentligen cirkulärt tvärsnitt, ligger mellan O-5 mm över stockens barkade mantelyta oberoende av stockens diameter. k ä n n e - (12) barkade mantelyta under normal barkning

2. Bearbetningsverktyg enligt krav 1, t e c k n a t av att avståndet mellan vulsten och (15) företrädesvis ligger mellan O-2 mm och mest föredraget stockens mellan 0,5-1,5 mm.

3. Bearbetningsverktyg enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att vulsten (12) börjar på ett avstånd från bearbetningseggen (8) som är mellan 10 15 O-5 mm, företrädesvis mellan 0-2 mm och mest föredraget mellan 0,5-1,5 mm.

4. Bearbetningsverktyg enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t av att en övre yta eller stödyta på vulsten (12) har en utsträckning parallellt företrädesvis med eggkanten (8) som ligger mellan 5-25%, mellan 10-20% och mest föredraget omkring ca 15% av egg- kantens längd.

5. Bearbetningsverktyg enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t av att bearbetningseggen (8) är anordnad pà ett separat bearbetningsorgan (1) vilket bärs i den yttre fria änden av svängarmen (3).

6. Bearbetningsverktyg enligt krav 5, k ä n n e - t e c k n a t av att även vulsten (12) är anordnad på bearbetningsorganet (1).