FI102413B - Järjestelmä hydraulisylinterin käyttämän laitteen työliikkeen seuraami seksi - Google Patents

Description

102413

JÄRJESTELMÄ hydraulisylinterin käyttämän laitteen TYÖLIIKKEEN SEURAAMISEKSI - ARRANGEMANG FÖR UPPFÖLJNING AV

ARBETSRÖRELSEN hos en hydraulcylinderdriven anordning 5 Keksinnön kohteena on järjestelmä hydraulisylinterin käyttämän laitteen, kuten esimerkiksi harvesterin katkaisusahan työliikkeen seuraamiseksi ja/tai työliikkeen ääripisteen saavuttamisajankohdan laskemiseksi.

10 Patenttijulkaisuissa US 4491163, FI 67288, FI 60805 ja 91588 kuvataan erityyppisiä kuormainharvestereita.

Tunnetun tekniikan mukaan harvesterilla suoritetaan puun-kaadon ja katkaisun ohella kaadetun puunmäärän mittaus ja 15 katkaistujen pöllien värimerkkaus. Sekä mittaus että väri-merkkaus on pitkälle automatisoitu. Puunrungon läpimittaus suoritetaan anturien avulla, jotka on sovitettu vetorullien varsien nivelakseleiden yhteyteen, jolloin mainitut anturit rekisteröivät puunrungon läpimitan muutoksesta johtuvan 20 varsien kääntymisen akseleidensa ympäri. Anturit on kytketty ohjelmoituun tietokoneeseen, joka laskee läpimitan. Jo mitatun läpimitan ja puunrungon kapenemisen perusteella tietokone laskee etukäteen edessä olevan katkaisukohdan läpimitan.

25

Tunnetun tekniikan mukaan katkaistut pöllit värimerkataan läpimitan perusteella eri värikoodeilla, jotta niiden lajittelu helpottuisi. Värimerkkaus suoritetaan siten, että juuri katkaistun putoavan pöllin päähän ruiskutetaan suut-30 timesta pöllin läpimitan perusteella valittu väri sinä ·' hetkenä, kun pölli vielä on ilmassa. Värimerkkaus on kuvat tu esimerkiksi FI-patenttihakemuksessa 885958. Värisuutti-met voi olla sijoitettu esimerkiksi kouran kärkeen, kuten mainitussa patenttihakemuksessa kuvataan. Sahan työliikkeen 35 rekisteröivä anturi välittää tietokoneelle tiedon siitä, kuinka pitkälle katkaisuvaihe on edennyt. Tietokone pystyy-tämän tiedon ja tunnetun läpimitan perusteella ennakoimaan 2 102413 ajankohdan, jolloin pölli on katkaistu. Tietokone antaa signaalin raagneettiventtiilille tai sähköhydrauliselle venttiilille, joka puolestaan ohjaa värin annostelun suut-5 tiineen tai suuttimiin siten, että ruiskutus tapahtuu juuri oikeana hetkenä.

Katkaisusahan liikkeen rekisteröinti tunnetun tekniikan mukaisesti on hahmoteltu kuvioissa 1 - 2C. Katkaisusaha on 10 tavallisesti niveltyvästi liitetty harvesterin rungon sivu-palkkiin. Kuviossa 1 nähdään katkaisusaha 10 puunrungon 50 suunnasta katsottuna. Sahaa käyttää hydraulisylinteri, jota ei ole kuviossa esitetty. Sahan työliike on sen kääntöliike kohdasta kl, jossa leikkaava terä 11 koskettaa puunrungon 15 50 yläpintaa, siihen kohtaan k2, jossa katkaisu on juuri suoritettu. Sahan kokonainen työliike on kirjaimella K merkitty kääntökulma. Sahaukseen tarvittava kokonainen työliike K on ennalta tiedossa, koska tietokone on laskenut sahauskohdan läpimitan. Työliikkeen alkupiste kl on aina 20 likimain sama puunrungon paksuudesta huolimatta, mutta sen loppupiste k2 vaihtelee aina puunrungon läpimitan mukaan. Katkaisusahan sijaintia kx seurataan työliikkeen aikana liikeanturin avulla. Liikeanturiin kuuluva osa 20, josta kerrotaan tarkemmin seuraavassa, on kiinnitetty sahan muka-25 na liikkuvaan runkoon 12. Tietokone laskee, kuinka paljon aikaa liike kl - kx on vaatinut ja pystyy ennakoimaan ajankohdan, jolloin saha on saavuttanut pisteen k2 eli kun sen kokonainen työliike K on suoritettu.

30 Katkaisusahan liikeanturina käytetään erään tunnetun ratkaisun mukaan kuvion 2A esittämää järjestelyä. Sahan mukana liikkuvaan runkoon on kiinnitetty teräskaari 20, joka on varustettu rei'illä 21. Induktioanturin 24 pää, joka on sijoitettu niin, että se pysyy paikallaan sahan liikkeen 35 aikana, on suunnattu kohtisuoraan teräskaaren 20 pintaan (kuvio 2B). Saha on ylhäältä ja sivuilta suojattu kiinteällä kuvulla, jota ei ole näytetty kuvioissa 1 ja 2. Induk- 3 102413 tioanturi on sopivasti kiinnitetty mainittuun suojakupuun. Kun kaari 20 liikkuessaan ohittaa paikallaan pysyvän anturin 24 tulee anturin rekisteröimä magneettikenttä vaihtele-5 maan riippuen siitä, kohtaako se teräskaaren metalliseen alueeseen 22 tai reikään 21. Jokainen magneettikentän muutos aiheuttaa induktioanturissa sähköpulssin. Työliikkeen alusta saatujen sähköpulssien summa p lasketaan tietokoneen avulla ja se verrataan kokonaisen työliikkeen vaatimaan 10 sähköpulssimäärään P. Suhde p/P on siten mittana siitä, miten pitkälle sahan työliike on edennyt.

Jotta käytännössä voitaisiin laskea katkaisuajankohta paremmalla tarkkuudella yllä kuvattua teräskaarta käyttäen on 15 ryhdytty käyttämään kahta induktioanturia 24 ja 24' rinnan (kuvio 2C). Anturien välinen etäisyys on valittu sellaiseksi, että ensimmäinen anturi 24 aina tunnistaa metallisen kohdan 22, kun toinen anturi 24' tunnistaa reiän 21, ja päinvastoin. Tällä tavalla saadaan jokainen reikä 21 las-20 kettua kahteen kertaan sahan työliikkeen aikana, eli saadaan kaksinkertainen pulssimäärä, mikä tietysti lisää työ-liikkeen loppukohdan ennakoimisen tarkkuutta.

Yllä kuvattuun liikeanturiin, joka perustuu mekaanisesti 25 kiinnitettyyn teräskaareen, liittyy kuitenkin käytännössä monia ongelmia. Jotta anturi toimisi hyvin, on tärkeää, että anturin pään ja teräskaaren välinen etäisyys pysyy tarkasti muuttumattomana ja noin 1 mm. Tätä on vaikea turvata niissä olosuhteissa, joissa harvesteri toimii. Laite 30 on jatkuvasti altis vaurioille mekaanisen kolhinnan, roskien ja säänvaihtelujen takia. Seurauksena on virheelliset signaalit, jotka puolestaan johtavat laskuvirheeseen sahauksen loppumishetken osalta. Tästä puolestaan seuraa puutteellinen värimerkkaus, koska väri ruiskutetaan suuttimista 35 liian aikaisin tai liian myöhään.

Toinen ongelma yllä kuvatulla liikeanturilla on epätyy- 4 102413 dyttävä tarkkuus, joka johtuu signaalien vähäisestä määrästä. Vaikka käytetään kuvion 2C mukaista kaksianturijärjes-telmää, jää signaalimäärä kuitenkin liian pieneksi. Hyvin 5 tarkka sahauksen päättymisajankohdan laskeminen vaatisi suurempaa signaalimäärää.

Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä esitetyt ongelmat ja aikaansaada uusi menetelmä ja järjestelmä, 10 jonka avulla voidaan seurata harvesterin katkaisusahan tai muun hydraulisylinterin käyttämän laitteen työliikettä hyvin tarkasti sekä ennakoida työliikkeen päättymisajankohta suurella tarkkuudella.

15 Keksinnön tunnusmerkit ilmenevät oheisista patenttivaatimuksista .

Keksinnön eräässä suositussa suoritusmuodossa hydraulisylinterin kierrostilavuus on 8 cm3, jolloin lieriömäinen 20 kappale on poikkileikkaukseltaan ympyrä, josta on leikattu kaksi vastakkaista segmenttiä.

Keksintöä selostetaan seuraavassa viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa 25

Kuvio 1 esittää harvesterin katkaisusahaa ja sen työliikettä,

Kuviot 2A - 2C esittävät tunnetun tekniikan mukaista liikeanturia 30 Kuvio 3 esittää kaaviomaisesti keksinnönmukaista järjestelyä,

Kuvio 4 esittää kuvion 3 järjestelyyn liittyvää kappaletta päädystä päin erään suoritusmuodon mukaan, ja Kuvio 5 esittää kuvion 3 järjestelyyn liittyvän hoikin 35 pitkittäisleikkauksen yksityiskohtaa.

Kuviossa 3 nähdään keksinnön mukainen järjestely erillisinä 5 102413 osina. Katkaisusahan työliikkeen K aikana poistuu tietty määrä öljyä hydraulisylinteristä. Vastaava öljymäärä johdetaan hydraulimoottorin 30 kautta. Hydraulimoottorin ei 5 tarvitse olla sijoitettuna hydraulisylinterin välittömään läheisyyteen vaan se voidaan sijoittaa matkan päähän sopivaksi katsottuun paikkaan. Kun katkaisusaha lähtee liikkeelle pisteestä kl (kuvio 1), alkaa öljynsyöttö hydrauli-moottoriin. Hydraulimoottorin 30 akseliin 31 kiinnitetään 10 kappale 32, joka kiertää akselin mukana. Tämä kappale 32 on erään suoritusmuodon mukaan induktioanturin rekisteröimään magneettikenttään vaikuttavasta metallista tai metalliseoksesta valmistettu lieriömäinen kappale, jonka poikkileikkaus on esitetty kuviossa 4. Siinä nähdään, että kappale on 15 läpileikkaukseltaan ympyrä, josta on poistettu kaksi segmenttiä. Kappaleen 32 ympärille on sovitettu holkki 34. Hoikin 34 vaipassa on reikä 35 (ks. kuvio 5) induktioantu-ria 24 varten. Induktioanturi kiinnitetään niin, että sen pään 25 ja kappaleen 32 kaarevan kehän 33 välille jää tark-20 ka, ennalta määritetty etäisyys. Viitenumero 36 esittää kiinnitysmutterin. Kun akseliin 31 sovitettu kuvion 4 mukainen kappale 32 tekee kierrosliikkeen, se tulee jokaisen kierroksen aikana kaksi kertaa muuttamaan induktioanturin 24 rekisteröimää magneettikenttää. Induktioanturi muuttaa 25 nämä magneettikenttämuutokset sähköpulsseiksi.

«

Valitsemalla hydraulimoottori, jonka kierrostilavuus on 8 cm3, ja kuvion 4 mukainen kappale 32 saadaan sahan kat-kaisuliikkeen aikana 48 sähköpulssia, jos katkaistun rungon 30 läpimitta on 60 cm. Tunnetun, kuvion 2C mukaisen järjeste-*, lyn avulla saadaan vain 34 pulssia samalla rungonpaksuudel- la. Keksinnön mukaisella järjestelmällä saadaan siis huomattavasti suurempi pulssimäärä sahan työliikettä kohti, mistä taas seuraa, että työliikkeen päättymispiste voidaan 35 ennakoida suuremmalla tarkkuudella.

Vielä useampia pulsseja hydraulimoottorin jokaista kier- 6 102413 rosta kohti saataisiin tarvittaessa käyttämällä sellaista kappaletta 32, josta olisi leikattu kolme tai useampia segmenttejä. Vaihtoehtoisesti voitaisiin käyttää kierrosti-5 lavuudeltaan pienempää hydraulimoottoria. Harvesterin kat-kaisusahan ohjauksessa yllä mainittu pulssimäärä on kuitenkin riittävä.

Kappaleen 32 ei välttämättä tarvitse olla valmistettu mag-10 neettisesta materiaalista. Voitaisiin esimerkiksi yhtä hyvin käyttää jostakin ei-magneettisesta materiaalista valmistettua kappaletta ja upottaa erillisiä kestomagneetteja kappaleen vaipan tuntumaan.

15 Hydraulimoottorin kierrosten tai kierrosten osien laskemiseksi voidaan luonnollisesti käyttää muita laitteita kuin yllä kuvattua induktioanturia. Tällainen laite voi esim. olla valokennoon pohjautuva pulssianturi tai mikä tahansa on/off -kytkimen periaatteella toimiva laite.

20

Keksinnön mukainen järjestelmä ei ole altis vaurioille, joten sen toimivuus on hyvin luotettava.

Keksinnön mukaisesti määritettyä työliikkeen tarkkaa päät-25 tymisajankohtaa voidaan käyttää värimerkkauksen tarkempaan ajastamiseen. Voidaan tarkasti laskea ajankohta, jolloin katkaistu pölli pudotusmatkallaan on ohittanut harvesterin kourassa olevan puunrungon ja jolloin ruiskutetaan merk-kausaine katkaistun pöllin päähän.

30 1 Keksintöä voidaan luonnollisesti myös soveltaa jonkin kä sittelyaineen, kuten urean, levityksen ajastamiseen.

Toinen sovellutus on katkaisusahan automaattinen pysäyttä-35 minen heti katkaisun jälkeen. Nykyisissä harvestereissa saha jatkaa liikkeensä työliikkeen ääripisteen k2 (kuvio 1) ohitse. Tällaiseen turhaan tyhjäkäyntiin kuluu 7 102413 aikaa. Katkaisusahan pysäyttäminen työliikkeen lopussa nopeuttaa harvesterin toimintaa ja helpottaa sen hallintaa.

5 Vaikka yllä on kuvattu harvesterin katkaisusaha, on selvää, että keksintö on sovellettavissa mihin tahansa toistuvia työliikkeitä suorittaviin ja hydraulisylinterin käyttämiin laitteisiin.

10 Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön erilaiset sovellutusmuodot voivat vaihdella jäljempänä esitettävien patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (2)

102413

1. Järjestelmä hydraulisylinterin käyttämän, toistuvan 5 työliikkeen suorittavan laitteen asennon määrittämiseksi työliikkeen aikana ja/tai työliikkeen ääripisteen (k2) saavuttamisajankohdan laskemiseksi, jolloin järjestelmä käsittää välineet kokonaisen työliikkeen määrittämiseksi, induktioanturin (24) tai vastaavan laitteen työtä tekevän 10 laitteen liikkeen seuraamiseksi työvaiheen aikana ja tietokoneen, jolloin - järjestelmä käsittää hydraulimoottorin (30), johon johdetaan hydraulisylinteristä työliikkeen aikana poistuva öljy-määrä, ja 15. hydraulimoottorin (30) akseliin (31) on kytketty kappale (32), jonka kierrokset tai kierrosten osat lasketaan järjestelmään kuuluvan induktioanturin (24) tai vastaavan laitteen avulla ja muutetaan sähköpulsseiksi, tunnettu siitä, että hydraulimoottorin akseliin kytketty kappale 20 (32) on metallista tai metalliseoksesta valmistettu lieriö mäinen kappale (32) , josta on poistettu yksi tai useampia lieriösegmenttejä, ja että kappaleen (32) ympärille on sovitettu holkki (34), ja että hoikin vaipassa on reikä (35) induktioanturia varten. 25

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä tunnettu siitä, että hydraulimoottorin kierrostilavuus on 8 cm3 ja että lieriömäinen kappale (32) on poikkileikkaukseltaan ympyrä, josta on leikattu kaksi vastakkaista segmenttiä. 9 102413