SE530133C2 - Förfarande för reglering av ett skördarhuvuds position - Google Patents

Description

25 30 35 530 133 2 av skördarhuvudet (motsatt den undre änden och sàganord- ningen i denna), pà grund av att t ex de avkvistningsor- gan som häller stammen och samtidigt avkvistar den, ten- derar att öppnas genom verkan av krafterna. Pà grund av öppningen hålls stammen ej längre tätt mot den undre ytan av skördarhuvudets stomme, varvid den främre änden av skördarhuvudet tenderar att lyftas till följd av moment- krafterna. Vid vissa modeller av skördarhuvuden, är den övre änden även försedd med ett s k övre blad. Fram tills nu har lösningen varit att applicera en tillräckligt stor presskraft på avkvistningsorganen, men såsom ett resultat har det även varit nödvändigt att öka matningskrafterna.

De stora yttrycken mellan stammen och avkvistningsorganen eller stommen, har även orsakat onödig lösgöring av bark.

Det är ett syfte med uppfinningen att eliminera ovannämnda problem och att tillhandahålla en anordning vid vilken effekten av momentkrafterna, vilka orsakar lyftning av skördarhuvudet, kan kompenseras. Effekten kompenseras i synnerhet genom att framkalla ett moment i leden mellan skördarhuvudets stomme och den s k tippar- men. I ett fördelaktigt utförande alstras detta moment av samma manöverdon som används för reglering av hela stom- mens position (dvs flytande, horisontell position och reglerad rörelse till vertikal position).

Förfarandet enligt uppfinningen kännetecknas av det som kommer att presenteras i kravet 1.

Uppfinningen är applicerad t ex i skördarhuvuden enligt de internationella publikationerna WO OO/15026 eller WO 00/15025 i vilka avkvistningsorganen är kombine- rade med organen för att bära stammen. Skördarhuvudet omfattar även ett rörligt övre blad vilket är placerat mot stammen. Stammens tjocklek mäts pà basis av avkvist- ningsorganens position, varvid en tillräckligt stor presskraft används för att säkerställa att de pressar stammen mot stommen. Sagda WO-publikationer à sin sida, hänför sig till övervakning av stammens position eller den kraft som alstras genom sammanpressningen för att 10 15 20 25 30 35 530 133 3 korrigera presskraften. De system som t ex presenteras i WO-publikationerna, för bestämning av kraften eller posi- tionen, kan även utnyttjas i föreliggande uppfinning. Ett exempel på användningen av gränsbrytare har även presen- terats i EP 0 346 306 Bl.

Medelst uppfinningen erhålls flera väsentliga förde- lar. Friktionen mellan stammen och skördarhuvudet mins- kar, varvid matningskrafterna kan reduceras eller en större reservmatningskraft blir tillgänglig. Tack vare de mindre presskrafterna, minskas belastningarna pà skördar- huvudets stomme. Systemet kan även kopplas till gamla skördarhuvuden. I nya skördarhuvuden kan tipparmens vrid- axel lyftas högre för att uppnå större vridningsvinklar och fördelar vid utformningen av stommen. Vid implemente- ringen av uppfinningen är det möjligt att använda de manöverdon som används för regleringen av tipparmen.

Manöverdon enligt känd teknik inbegriper t ex cylindern i FI-ansökningen 2000336 vilken även kan ses i publikatio- nerna WO 02/21906 A1 och US 4 800 936 A eller det ledade manöverdonet i WO 01/45491 A1.

I det följande kommer uppfinningen att beskrivas mer i detalj med hänvisning till de tillhörande ritningarna, pä vilka Fig 1 visar ett skördarhuvud enligt ett utförande i vilket uppfinningen är applicerad, Fig 2 illustrerar anbringandet av de krafter som verkar i skördarhuvudet enligt fig 1, Fig 3 illustrerar de kompensationskrafter som verkar i skördarhuvudet enligt fig 1, och Fig 4 visar ett manöverdon för tillämpning av uppfin- ningen.

Fig 1 visar ett skördarhuvud enligt känd teknik, pà vilken uppfinningen är tillämpad. Skördarhuvudet H omfat- tar en stomme 1 med vilken de andra organen och manöver- donen är förbundna. Stommen 1 svänger till olika positio- ner med hjälp av en led 3 med vilken den är förbunden med en tipparm 2. Under arbete förblir tipparmen 2 väsentli- l0 15 20 25 30 35 530 133 4 gen i den vertikala position som visas i figuren men stommen 1 förflyttas fràn den vertikala kapande positio- nen, som illustreras med en streckad linje, till den horisontella position som visas i figuren för avkvist- ning. Vanligen flyter huvudet H fritt i positionen enligt fig 1, när det är upphängt med monteringsorgan 5 i änden av en skogsmaskins kran där den kan hänga fritt, och även en rotator och en universalled, vilka är i sig kända, används för detta syfte. En horisontell axel genomlöper leden 3, varvid stommen 1 vrids kring axeln. Axeln är vinkelrät mot bildplanet. avkvistningsblad 8 och 9, Huvudet H omfattar även övre vilka är i sig kända, samt nedre avkvistningsblad 10 och 12. Avkvistningsbladen omfattar även i sig kända leder och manöverdon, för pla- cering av bladen i en önskad position. Vidare omfattar huvudet H ett i sig känt avkvistande övre blad 11 vilket pressas mot den övre ytan av stammen. Avkvistningsbladen vrids kring sådana horisontella axlar som är parallella med ritningens plan i fig 1. En sàglàda 14 inrymmer kap- organ 15, dvs en såg för kapning av stammen på ett i sig känt sätt. Stammen pressas mot den undre ytan av stommen 1, vilken normalt omfattar en eller flera främre rullar 13 eller glidytor. Stammen matas framåt ät höger i fig 1, med hjälp av matningsorgan 6, dvs en matarrulle. Pà båda sidor om stammen finns en matarrulle och matarrullens position regleras av en led 7 med sitt manöverdon på ett i sig känt sätt.

Ett manöverdon 4, vanligen en hydraulcylinder, är kopplad mellan stommen 1 och tipparmen 2 för att dra eller skjuta stommen 1 till den position som visas med streckade linjer i fig 1. Cylindern kan även användas för att aktivt skjuta eller dra stommen 1 till positionen enligt fig 1 eller för att bidra till dess förflyttning till en önskad position genom verkan av gravitationen, varvid stommen 1 vrids kring leden 3. Fig 4 visar en cylinder 16 som är kopplad med hjälp av en vevanordning 19 till axeln 17 hos leden 3 (fig 1). Veven 19 och leden 10 15 20 25 30 35 530 133 5 18 är förbundna med tipparmen 2 pà ett lösgörbart men stadigt sätt, varvid de vrids tillsammans. I ett annat utförande är cylindern 16 direkt kopplad till tipparmen 2 (i en punkt som svarar mot punkten 18). I exemplet enligt fig 4 alstras momentkraften av en kraft F som verkar approximativt med hjälp av en momentarm D (det vinkelräta avståndet mellan axeln 3, dvs linjen 17, och kraften F).

Det moment som alstras av kraften F (momentet M2 i fig 3) kompenserar för den verkan av momentkraften som alstras av kraften FB. Momentet M1 alstras med en ekvivalent kraft i motsatt riktning. Manöverdonet för svängning av tipparmen 2 och alstrandet av momentet, kan även vara separata men företrädesvis är funktionerna integrerade i samma manöverdon och reglerkrets.

Fig 2 illustrerar de krafter som verkar pà huvudet H. Kraften F8 är den kraft som framkallas när stammen matas framåt av matarrullarna 6. På ett motsvarande sätt är kraften F2 den kraft med vilken huvudet H måste bäras om det skall hållas i position under matningen och som ett resultat av matningskraften F8. Kraften F4 är i sin tur den kraft som framkallas genom pressning av stammen mot stommen 1 med organen 8 och 9. Kraften F4 måste vara tillräcklig för att bära stammens massa och under mat- ningen mäste den även vara större än så för att förhindra öppningen av organen 8 och 9 pà grund av att den övre änden (den vänstra sidan i fig 1) av huvudet H tenderar att lyftas under stammens matning, dvs avståndet mellan stammen och stommen 1 tenderar att öka, varvid de lösgörs fràn varandra. Vid den undre änden av huvudet H, framkal- lar matningsfunktionen en kraft F6 vilken tenderar att pressa stammen mot stommen 1, varvid den kraft som er- fordras från bladet 10 reduceras, men på ett motsvarande sätt ökar friktionskrafterna mellan stammen och stommen l. Enligt känd teknik har öppningen av bladen 8 och 9 kompenserats genom att helt enkelt hålla sammanpress- ningskraften F4 tillräckligt stor vilket har resulterat i större friktion mellan stammen, bladen 8, 9 och stommen 10 15 20 25 30 35 530 133 6 1. Om bladens 8 eller 9 position har använts för att bestämma stammens tjocklek, uppstår ett fel när stammen ej längre är i sin referensposition med sin övre yta mot stommen 1.

Krafterna Fl, F3, F4, F6 resp F8, men de verkar i sin tur när stammen back- F5 och F7 motsvarar krafterna F2, as, dvs förflyttas en sträcka bakåt àt vänster i fig 1 när så är nödvändigt. I detta fall tenderar den undre änden av huvudet H och stammen att lösgöras fràn varandra vilket framkallar öppning av bladen 10 och 12, varvid bladen även måste sammanpressas med en tillräcklig kraft F5.

Fig 3 visar i sin tur de krafter som verkar på an- ordningen enligt uppfinningen varvid kraften F8 motsvarar kraften F8 i fig 2, likadant motsvarar kraften F2 kraften F2 i fig 2, såsom även i situationen vid backning, kraf- terna F1 i fig 2 och 3 och krafterna F7 i fig 2 och 3.

Momentkraften M2 är sin tur en kraftkomponent med hjälp av vilken en vridande kraft alstras mellan tipparmen 2 och stommen 1 för att kompensera för det moment som alst- ras av matningskrafterna FB. Momentarmen består av det vinkelräta avståndet mellan den horisontella kraften F8 och ledens 3 vridaxel (linjen 17 i fig 4). Ett likadant men motsatt moment alstras av ett manöverdon som verkar mellan tipparmen 2 och stommen 1 och storleken av kraften är även beroende av den momentarm som används, dvs manö- verdonets position (se fig 4). Manöverdonet är vanligen en dubbelverkande cylinder som tillförs ett trycksatt medium. Trycket verkar i sin tur på cylinderns kolv och framkallar en kraft som endera förflyttar den eller häl- ler den i position trots yttre kraftpåverkan.

För reglering av manöverdonet är det möjligt att utnyttja den i sig kända reglerkretsen 20 enligt fig 4, vilken används för att reglera manöverdonets trycknivà och även den kammare i manöverdonet i vilken trycket verkar, dvs om trycket tenderar att göra cylindern korta- re eller längre. Det beror pà manöverdonets fästpunkter lO l5 20 25 30 35 530 133 7 om den tenderar att bli längre eller kortare genom verkan av kraften F8. Manöverdonet reglerar sålunda så att den blir kortare eller längre genom verkan av momentet M2 och för kompenseringen. På ett motsvarande sätt framkallas, när stammen förflyttas bakåt, ett moment M1 av manöverdo- net för att kompensera för kraftens F7 verkan.

Det finns flera sätt för att bestämma nivån av kraf- ten i fig 4. Ett sätt är att ta reda på i vilken ut- sträckning stammen har blivit lösgjord från det övre bladet 11 eller den främre rullen 13. Detta särdrag kan bestämmas genom det övre bladets 11 position. När stammen är mot stommen 1, är det övre bladet ll i sin referenspo- sition. En avvikelse nedåt från denna indikerar verkan av kraften F8. Regleringen 19 används sålunda för att fram- kalla en kraft F vilken är tillräcklig för att returnera stammen eller åtminstone stoppa dess rörelse bort från stommen. Stammen returneras till exempel efter att en tillräcklig grad av avvikelse har skett, varvid returne- ringskraften F kan ställas in för att bli större ju läng- re bort stammen är. Detsamma kan anordnas genom kontinu- erlig övervakning. Följaktligen kan avvikelsen detekteras t ex genom gränsbrytare i förbindelse med det övre bladet 11. Kontinuerlig övervakning av positionen kan anordnas med hjälp av en i sig känd positionssensor 21, som t ex är placerad i det övre bladets 11 led.

Ett sätt är att bestämma krafterna som verkar på stommen 1 och vilka orsakas av stammens pressning mot den främre rullen och/eller glidytan 13. Den främre rullen eller glidytan 13 är försedd med erforderliga sensorer, varvid lösgöringen av stammen från stommen detekteras och kraften F kan anbringas. Genom att placera sensorerna i olika lägen, t ex vid de övre och undre ändarna av huvu- det H, är det möjligt att bestämma vilken ände av stam- men, eller de båda som, är lösgjord/a från stommen. Situ- ationen åtgärdas med en lämplig kraft F. I allmänhet bestäms positionen av stammen i förhållande till det stoppade tillståndet i vilket den endast bärs pà plats. 10 15 20 25 30 35 530 133 8 Ett alternativt är att placera sensorerna pä det övre bladet ll och det undre bladet 10 och, om sä nödvän- digt, även i förbindelse med en mätrulle. När stammarna avkvistas blir stammens diameter smalare, ofta på ett förutbestämt sätt. De ovannämnda bladen är även försedda med sensorer för detektering av lösgöringen av stammen från stommen 1, endera vid den undre eller övre änden, och situationen åtgärdas med ett tillräckligt stort mo- ment M2 tills stammen àter är mot stommen 1. Avståndet mellan stammen och stommen 1 kan även bestämmas av senso- rer, t ex av en sensor placerad i mätrullen vilken i sin tur följer den övre ytan av stammen med hjälp av en svängarm.

Utvärderingen av momentet M2 och samtidigt kraften F, baseras företrädesvis pá den variabla kraften F2 (vid backning kraften Fl) vilken är parallell med stammens rörelseriktning och verkar på leden 3. De krafter som verkar i olika riktningar i leden 3 bestäms, t ex med hjälp av en kraft- eller spänningssensor för att mäta normalkraften mellan tipparmen l och rotatoranordningen.

Rotatorn är fäst på monteringsorganet 5 och är upphängd, t ex med hjälp av en universalled, i änden av skogsmaski- nens kran, varvid vridningen av huvudet H kring den ver- tikala axeln utförs av rotatorn och universalleden medger den fria upphängningen av huvudet H. Vid mätningen är det möjligt att använda i sig kända metoder, t ex trädtöj- ningsgivare för mätning av spänningarna. Kraften F2 eller en kraft i motsvarande riktning, kan bestämmas genom att dela upp normalkraften i komponenter beroende på vinkeln mellan tipparmen 1 och stommen 2, dvs deras inbördes position vid tidpunkten. Sålunda kommer även en sensor att behövas, t ex i leden 3, Sensorn kan även vara placerad i manöverdonet 4 vilkets position även bestämmer sagda vinkel. En annan möjlighet är att integrera en kraftsensor direkt i leden 3 för att bestämma de olika kraftkomponenterna. för att bestämma positionen. 10 15 20 530 133 9 Bestâmningen av den absoluta nivån av det erforder- liga momentet M1 (eller M2) kommer att bero pà resten av systemet i skördarhuvudet och t ex på den tillgängliga trycknivàn. Emellertid kan den bestämmas genom utvärde- ring, genom beräkning och/eller genom experiment under olika verkliga förhållanden. Bibehàllandet av stammen i kontakt med stommen 1 är en klar indikation på att kraf- ten F är tillräcklig, vid varje matningshastighet, när organens 8, 9, 10 eller 12 presskraft ej är onödigtvis ökad. För alstrande av momentkraften är det möjligt att applicera ett i sig känt manöverdon enligt t ex fig 4.

Systemet kan även användas tillsammans med systemen i ovannämnda publikationer WO OO/15026 eller WO OO/15025, varvid deras funktion är att alstra den tillräckliga presskraften men under avkvistning regleras stammens position genom momentet M1. Om kompensationen av systemet enligt uppfinningen ej är tillräcklig, kan systemen en- ligt WO-publikationerna användas för att reglera bladens pressning att bli tillräcklig.

I ovan presenterade beskrivning har uppfinningen illustrerats med hjälp av nägra exempel men uppfinningen kan även tillämpas inom ramen för de tillhörande kraven.

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 530 133 10 KRAV

1. Förfarande för reglering av ett skördarhuvuds po- (H) omfattar: - en stomme (1) och avkvistningsorgan (8, 9, 10, ll, sedda att hålla och avkvista stammar, sition, varvid skördarhuvudet 12) förbundna med denna, vilka är av- samt vilka är avsedda för (H) , - en tipparm (2) under bärning av vilken stom- matningsorgan (6, 7) matning av stammen genom skördarhuvudet men (1) är förbunden med hjälp av en led (3) och är anordnad att svänga till en fällnings- position och en avkvistningsposition och me- delst vilken skördarhuvudet (H) t ex i en skogsmaskins kran, varvid förfarandet omfattar: kan upphängas (H) , varvid matningen samtidigt framkallar en kraft (F8) kraft som vrider stommen - att mata stammen genom skördarhuvudet vilken alstrar en variabel moment- (l), k ä n n e t e c k n a t genom: - att kompensera för sagda momentkraft genom manöverorgan (4) som verkar mellan stommen (1) och tipparmen (2), och kraften (F) som àstadkoms av detta.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t genom att bestämma storleken av kraften (F8) genom att mäta kraften (F2) väsentligen parallell med stammens matningsriktning.

3. Förfarande enligt krav l eller 2, k ä n n e - som verkar pà tipparmen (2) och är pt e c k n a t genom att skördarhuvudet (H) omfattar ett övre blad (ll) avkvistning av stammens övre yta, varvid sänkningen av sagda övre blad i förhållande till stommen övervakas och sagda kraft (F) ökas i förhållande till den detekterade sänkningen. som är placerat mot stammen och avsett för 10 15 20 25 30 530 133 ll

4. Förfarande enligt krav 3, k ä n n e t 6 C k H a C genom att övervaka positionen av sagda övre blad kontinu- erligt eller pà basis av inställda gränser.

5. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k à n n e - t e c k n a t genom att skördarhuvudet omfattar sensor- organ som övervakar presskraften (F4) mellan stammen och stommen (1) i en eller flera punkter, varvid minskning eller total avsaknad av sagda presskraft övervakas och sagda kraft (F) ökas i förhållande till den detekterade presskraften.

6. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a t genom att skördarhuvudet omfattar sensor- organ för detektering av avståndet mellan stammen och stommen (1) eller lösgöringen av stammen fràn stommen (1), varvid sagda avstånd eller lösgöring övervakas och sagda kraft (F) ökas i förhållande till det detekterade avståndet eller lösgöringen.

7. Förfarande enligt krav 6, k à n n e t e c k n a t genom att sagda sensorer är placerade i ett eller flera avkvistningsorgan (8, 9, 10, 11, 12) i stommen (l).

8. Förfarande enligt något av kraven 1 till 7, k ä n n e t e c k n a t genom att sagda manöverdon är ett manöverdon (4) vilket även reglerar förflyttningen av skördarhuvudet (H) till en fällningsposition och till en avkvistningsposition.

9. Förfarande enligt något av kraven 1 till 8, k ä n n e t e c k n a t genom att sagda manöverdon om- fattar en cylinder (16).

10. Förfarande enligt något av kraven 1 till 9, k à n n e t e c k n a t genom att skördarhuvudet även omfattar ságorgan (14, 15) för kapning av den avkvistade stammen.