FI114294B

FI114294B - Pelkkahakkurin teräpää

Info

Publication number: FI114294B
Application number: FI20001009A
Authority: FI
Inventors: Ossi Suntio
Original assignee: Heinolan Sahakoneet Oy
Priority date: 2000-04-28
Filing date: 2000-04-28
Publication date: 2004-09-30
Also published as: EP1276595A1; FI20001009A; DE60109145T2; WO2001083175A1; DE60109145D1; EP1276595B1; FI20001009A0

Description

114294

Pelkkahakkurin teräpää

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen pelkkahakkurin teräpää.

5 Sahalaitoksen pelkkahakkurilinjassa puukappaleen, kuten tukin tai pelkän, vastakkaiset sivut työstetään ja haketetaan pelkkahakkurilla tasaisiksi pinnoiksi, minkä jälkeen toteutetaan varsinainen tukin tai pelkän sahaus. Viittaamme esimerkiksi Fl-pa-tenttijulkaisuun 73378.

Tekniikan tason mukainen tunnettu pelkkahakkurin teräpää on esitetty piirustuksen 10 kuvioissa 1 ja 2 ja sen toimintaa on havainnollistettu kuviolla 3. Pelkkahakkurin te-räpäähän 1 kuuluu runko 2 ja joukko haketusteriä 3; 31, 32, 33, 34, 35, 36. Haketus-terät 3 on sovitettu rungon 2 yhteyteen. Ne on kiinnitetty kehämäisesti rungon 2 reuna-aluelle ja siten, että ne ovat säännöllisten etäisyyksien päässä toisistaan. Tässä tapauksessa haketusterät 3; 31, 32, 33, 34, 35, 36 on järjestetty 60°:n kulmaetäisyyksin 15 rungon 2 ulkokehälle. Lisäksi teräpäähän 1 kuuluu rungon 2 yhteyteen sovitettu pyöröterä 4, joka on haketusterien 3 läheisyydessä. Teräpäätä 1 pyöritetään akselista sopivalla voimalaitteella, kuten sähkömoottorilla (ei esitetty piirustuksessa).

Pyöröterä 4 on kiinnitetty irrotettavasti runkoon 2. Haketusterät 3 on vuorostaan kiinnitetty myös irrotettavasti rungon 2 ulkokehälle 2a siten, että niiden teräsärmät 20 ulottuvat pyöröterän 4 hampaiden 5 läheisyyteen, kuten havainnollisesti kuviossa 3 • on esitetty. Pyöröterä 4 ja haketusterät 3 pyörivät suuntaan B samalla pyörimisno-peudella. Pyöröterä 4 toimii pintateränä, joka jättää pelkän tai parrun pintaan sa-hausuran repimättä puuta. Haketusterillä 3 vuorostaan jyrsitään hakepaloja puuai- * » ... neksesta sahausuran toiselta puolelta. Haketusterien 3 pyörähdyskuvio 30 on osittain 25 esitetty kuviossa 2.

• ·

Kaksi teräpäätä 1 on sovitettu pelkkahakkurilinjassa säädettävän etäisyyden päähän toisistaan vastakkain. Teräpäitä 1 käytetään samaan suuntaan sopivilla voimalaitteil-.·*·. la, kuten sähkömoottoreilla. Teräpäiden 1 välistä ajetaan työstettävä puukappale si ten, että sen vastakkaiset sivut saadaan työstettyä samanaikaisesti.

• 30 Epäkohtana tunnetussa pelkkahakkurissa on, että tukin syöttönopeus on rajoitettu.

• f I

Haketusterien leikkuunopeuden ylittäessä tietyn raja-arvon hakepalat pirstoutuvat ; *. puikkomaisiksi kappaleiksi, jolloin hakkeen ominaisuudet erityisesti sellun valmis- • " tusta ajatellen huononevat merkittävästi. Sellutehdas maksaa huonolaatuisesta puu- 114294 2 hakkeesta selvästi vähemmän kuin hyvälaatuisesta hakkeesta. Mainittu leikkuuno-peuden raja-arvo riippuu puulajista ja sen olotilasta (kuten kuiva, märkä tai jäinen).

Edellä esitettyyn ongelmaan eräs ilmeinen ratkaisu on, että hakepituutta suurennetaan, jolloin puutavarakappaleen syöttönopeutta saadaan lisättyä vastaavasti. Tämä 5 tuo mukanaan kuitenkin uusia ongelmia, koska samalla kun hakepalojen pituusmitta kasvaa, teräpäähän kuuluva pyöröterä pureutuu syvemmälle puuhun ja purunpoisto pyöröterän hammaslovista vaikeutuu. Tällöin pyöröterä tukkeutuu, minkä seurauksena ainakin sahauspinnan laatu huononee ja pahimmassa tapauksessa pyöröterä saattaa rikkoutua.

10 Edellä esitettyä ongelmaa havainnollistetaan seuraavalla esimerkillä. Viittaamme erityisesti kuvioon 3. Jotta teräpään 1 pyöröterän 4 sahausjälki puuaineksessa P olisi sileää ja hyvänlaatuista, pyöröterän hampaiden 5 purennan (syöttö/hammas) on oltava riittävän pieni, mielellään 2 mm tai sen alle. Tämän mukaisesti kahden peräkkäisen haketusterän 3; 31, 32 välille pyöröteräsektoriin 40; 401 on mahduttava vähintään 15 kolmetoista hammasta 5, kun sahausuran U syvyys L (ja vastaava hakepituus 1) on 26 mm. Lisäksi on otettava huomioon, että pyöröterän hampaan 5 tulee ulottua kussakin pyöröteräsektorissa 40; 401 haketusterän 3; 31, 32 etupuolelle siten, että hake-tusterä 3 ei revi oksakohtienkaan kohdalla koloja puuainekseen P pyöröterän toiselle puolelle. Toisin sanoen sahausuraa U on oltava jäljellä, kun haketusterä 3 on leikan-20 nut puusta hakepalan P1 eli sahausuran syvyyden L ja hakepituuden suhde on L > 1. Lisäksi pyöröterän hampaiden 5 välisen hammasloven 6 tulee ulottua niin syvälle, • : J että puru pääsee poistumaan haketusterien 3 puolelle vapaaseen tilaan sahausurasta “: U ja pyöröterän 4 hammaslovesta 6 (nuoli C, kuvio 3) koko leikkauksen ajan. Kun : pyöröterän 4 hammaskorkeus ja -purenta on suuri, työstössä syntyvä purumäärä ei ,,..: 25 mahdu eikä siis pääse purkautumaan ummessa olevista hammaslovista 6 pyöröterä- . · ·. ja haketusteräsektorin 40 loppupäässä. Kun ongelma pyritään ratkaistaan suoravii- " ’ vaisesti, pyöröterän hampaiden 5 pituutta h kasvatetaan ja ja niiden lukumäärä hake tusterien 3 välisellä pyöröteräsektorilla 40 lisätään. Tällöin ongelmaksi muodostuu se, että hampaista 5 tulee niin korkeita ja niiden lukumäärä kasvaa niin suureksi, että ···* 30 hampaiden lujuus ja jäykkyys eivät enää ole riittäviä, jolloin ne helposti rikkoutuvat käytössä.

*;;; Keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä esitettyihin pelkkahakkurin teräpäähän ’·;·* liittyvät epäkohdat. Keksinnön tarkoituksena on myös saada aikaan uusi pelkkahak- :Y: kurin teräpää.

I a a 114294 3

Keksinnön mukaiselle pelkkahakkurin teräpäälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksessa 1. Epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa on esitetty keksinnön edullisia sovellusmuotoja.

Keksinnön mukaisessa pelkkahakkurin teräpäässä on runko, joukko haketusteriä, 5 jotka on sovitettu kehämäisesti rungon yhteyteen etäisyyden päähän toisistaan, ja pyöröterä, joka on asennettu rungon yhteyteen haketusterien läheisyyteen. Keksinnön mukaisesti teräpäässä on työstöelin, joka on järjestetty kuhunkin haketusterien väliseen pyöröteräsektoriin ja jonka työstävä teräosa on järjestetty pyöröterän sa-hauslinjalle ja jonka teräosan leveys pyöröterän pyörimissuuntaa vasten koh-10 tisuorassa tasossa on suurempi kuin pyöröterän hampaiden leveys vastaavassa tasossa ja joka työstöelin on järjestetty toimimaan yhteistoiminnassa pyöröterän kanssa pyöröterällä käsiteltävään puuainekseen aikaansaadun sahausuran ainakin osittaiseksi laajentamiseksi.

Keksinnön ideana on se, että työstöelimellä levennetään sahausuraa samalla kun sa-15 hausura muodostetaan pyöröterällä. Etuna on, että näin sahausurasta ulos purkautuvalle purulle saadaan aikaan väljä kulkureitti.

Keksinnön edullisimmassa sovelluksessa työstöelimen teräosassa on leikkaava te-räsärmä, joka on kalteva pyöröterän pyörityssuuntaan nähden kohtisuorassa tasossa ja kalteva erityisesti haketusterien puolelle, jonka teräsärmän avulla sahausuran suu-20 ta laajennetaan.

» < *

Edellä esitetyssä keksinnön sovelluksessa työstöelimellä levennetään erityisesti sa-hausuran suuta samalla kun sahausura muodostetaan. Tällöin erityisesti haketuste-Tällä leikattavan hakepalan kiilamaista puuaineskärkeä lyhennetään edullisimmin te-•, · räsärmän pituuden verran, joka riittää takaamaan kulkureitin sahausurasta ulos pur- : ' .· 25 kautuvalle purulle.

Keksinnön etuna on myös, että pyöröterän hampaita on mahdollista madaltaa aikai-• ; sempaan hammaspituuteen nähden. Hampaiden korkeutta voidaan periaatteessa ·' pienentää työstöelimen teräsärmän pituuden verran, jolla pituudella siis hakepalan : * puuaineskärkeä lyhennetään. Pyöröterästä tulee näin toteutettuna kestävä ja tehokas.

« ' 30 Keksinnön ansiosta pyöröterän hampaiden lukumäärää voidaan kasvattaa haketuste- ·· rien välisellä pyöröterän sektorilla ennestään tunnettuun nähden. Matalia hampaita : mahtuu enemmän saman suuruiselle pyöröterän sektorille kuin aikaisemmin tunne tussa ratkaisussa.

114294 4

Edellä esitettyyn nähden vaihtoehtoisesti haketusterien lukumäärää voidaan lisätä ja samalla niiden kulmaetäisyyttä ja sektorin keskuskulmaa voidaan pienentää, jolloin pyöröterän sektoriin kuitenkin mahtuu yhtä paljon hampaita kuin aikaisemminkin.

Kummassakin edellä esitetyssä tapauksessa etuna on, että teräpään pyörimisnopeus 5 on nostettavissa suuremmaksi kuin aikaisemmin ja samalla myös käsiteltävän puutavaran syöttönopeus.

Vaihtoehtoisesti edellä esitetyn edun sijasta tai ohella pelkän työstettyjen sivujen laatua voidaan parantaa, koska pyöröterän sektorin hampaiden lukumäärää voidaan lisätä aikaisempaan lukumäärään nähden käytetylle haketusterien kulmaetäisyydelle.

10 Keksinnön etuna on lisäksi, että teräpäällä työstettävän hakkeen hakepituutta voidaan lisätä. Pyöröterän sektorissa voidaan lisätä hampaita haketusterien välille ja näin myös kasvattaa sahausuran syvyyttä hampaiden purennan myötä.

Keksinnön etuna on lisäksi, että pyöröterällä työstettävää sahausrakoa voidaan kaventaa. Koska pyöröterän hampaat ovat matalia, niin ne ovat edullisesti myös ohui-15 ta, jolloin myös sahausura on kapea. Sahausura on ylipäätään kapeampi kuin ennestään tunnetuissa teräpäissä. Tällöin etuna on myös, että hakekappaleen kärkiosan katkaisussa menetetty osa puuainesta korvautuu kapean sahausuran myötä.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa » > « « , * ·, 20 kuvio 1 esittää tekniikan tason mukaista pelkkahakkurin teräpäätä sivulta katsot- !! tuna; t · ": kuvio 2 esittää kuvion 1 teräpäätä osittaisena leikkauskuviona A - A; I * kuvio 3 esittää kaaviomaisesti osittaisena poikkileikkauksena tekniikan tason mukaisen teräpään toimintaa; 25 kuvio 4 esittää pyöröterää eli osaa keksinnön mukaisesta pelkkahakkurin terä-”; päästä sivulta katsottuna; • ,; j * kuvio 5 esittää osittaista poikkileikkausta D - D työstöelimestä kuvion 4 pyöröte- rässä; ? 1« 1 • < kuvio 6 esittää osittaista poikkileikkausta E - E pyöröterän hampaasta kuvion 4 * · 30 teräpäässä; 114294 5 kuvio 7 esittää kaaviomaisesti osittaisena poikkileikkauksena keksinnön mukaisen teräpään toimintaa ensimmäisessä vaiheessa; ja kuvio 8 esittää kaaviomaisesti osittaisena poikkileikkauksena keksinnön mukaisen teräpään toimintaa toisessa vaiheessa.

5 Kuvioissa käytetään toisiaan vastaavista osista samoja viitenumerolta.

Piirustuksen kuviot 1, 2 ja 3 on käsitelty edellä tekniikan tason mukaista pelkkahak-kurin teräpäätä kuvattaessa.

Osa keksinnön mukaisen pelkkahakkurin teräpäästä 7 on esitetty havainnollisesti kuviossa 4. Teräpäässä 7 on samat osat kuin tekniikan tasona esitetyssä teräpäässä 1 10 kuvioissa 1 ja 2. Teräpäähän 7 kuuluu runko 2, joukko haketusteriä 3; 3 , 3 , jotka on sovitettu rungon 2 yhteyteen kehämäisesti sen reuna-aluelle etäisyyden päähän toisistaan. Pyöröterä 8 on sovitettu rungon 2 yhteyteen. Pyöröterä 8 ja haketusterät 3; 31, 32 on asennettu sopivasti lähekkäin periaatteessa samalla tavalla kuin kuvioiden 1 ja 2 tunnetussa teräpäässä.

15 Pyöröterä 8 on perusrakenteeltaan samanlainen kuin ennestään tunnettu pyöröterä 4.

v · Pyöröterän 8 kehällä on joukko hampaita 9 ja niiden välisissä hammaslovia 10.

Kolmen peräkkäisen haketusterän 3; 3 , 3”, 3 paikat on havainnollisesti merkitty *: vain nuolilla HP; HP1, HP2, HP6 kuviossa 4 (ja vastaavasti havainnollisuuden :··· vuoksi myös kuviossa 1). Haketusterien 3; 31, 32 välille pyöröteräsektoriin 40; 401, . ··. 20 402 on sovitettu tietty lukumäärä hampaita 9, tässä sovelluksessa kolmetoista ham- . · · ·. masta, joilla toteutetaan sahausuran U muodostaminen puuainekseen P.

»·»

1 O

Keksinnön mukaisesti teräpään 7 yhteyteen on järjestetty työstöelin 11; 11 , 11 , :...: jonka työstävä teräosa 12 on järjestetty pyöröterän 8 sahauslinjalle eli pyöröterän ta- soon sen hampaiden korkeudelle. Työstöelimen 11 teräosan 12 leveys TE pyöröte-25 rän 8 pyörimissuuntaa B vastaan kohtisuorassa tasossa on suurempi kuin pyöröterän hampaiden 9 leveys T. Työstöelin 11 on jäljestetty toimimaan yhteistoiminnassa pyöröterän 8 kanssa pyöröterällä käsiteltävään puuainekseen P aikaansaadun sa-; ·\: hausuran U ainakin osittaiseksi laajentamiseksi.

Keksinnön edullisimmassa sovelluksessa, kuvio 5, työstöelimen 11; li1, li2 terä-30 osassa 12 on leikkaava teräsärmä 12a, jonka kulma a pyörityssuuntaan nähden kohtisuorassa tasossa on välillä 0° - 75°, edullisesti 45°. Lisäksi kulma a on erityisesti haketusterien 3 puolella silloin, kun se ylittää 0°. Tämän teräsärmän 12a avulla laajennetaan erityisesti sahausuran U suuta SU, kuten kuviossa 8 on havainnollisesti 114294 6 esitetty. Leikkaavan teräsärmän 12a pituus S ja kulma a on valittavissa. Ne riippuvat myös työstöelimen 11 leveydestä TE.

Yksi tai useampia työstöelimiä 11 on sovitettavissa pyöröterän 8 yhteyteen. Edullisimmin yksi työstöterä 11; li1, li2 on järjestetty haketusterien HP1, HP2 (vrt. hake-5 tusterät 3; 3 , 3 kuviossa 1) väliin kuhunkin pyöröteräsektoriin 40; 40,40 .

Työstöelin 11 on edullisesti asennettu pyöröterään 8. Tällöin työstöelin 11 on edullisimmin muodostettu pyöröterän 8 lisähampaaksi, kuten mm. kuvioissa 4 ja 5 on havainnollisesti esitetty.

Työstöelimen 11 korkeus TK pyöröterän 8 säteen suunnassa on suurempi kuin pyö-10 röterän hampaiden 9 korkeus hu (vrt. kuvio 4). Pyöröterän 8 hampaiden 9 korkeus hu säteen suunnassa on edullisesti pienempi kuin tunnetun teräpään pyöröterän 4 hammaskorkeus h. Hampaita 9 on tällöin lyhennetty aikaisempaan hammaspituuteen h nähden. Hampaiden 9 korkeutta hu on pienennetty aikaisempaan korkeuteen h nähden enimmillään teräosan 12 teräsärmän 12a pituuden S verran (vrt. kuvio 7). 15 Hakepalan puuaineskärkeä K lyhennetään mainitulla pituudella S ja se vastaa myös sahausuran U levennystä suuaukossa SU.

« * 10

Työstöelin 11; 11, 11 on edullisimmin sovitettu pyöröterän 8 yhteyteen siten, että ;;; se on kunkin sektorin 40; 40,40 keskialueella sopivan kulmaetäisyyden β päässä ···* ja sopivan hampaiden 9 lukumäärän, kuten neljän hampaan, jälkeen edeltävästä ha- ‘ · 20 ketusterästä 3; 3 , 3 . Kulmaetäisyys β on valittu siten, että sahausuran UI syvyys tässä sahausvaiheessa on ainakin likipitäen teräsärmän 12a pituus S. Tällöin sahaus-uraa UI laajennetaan työstöelimen 11 teräsärmällä 12a viistoamalla sen haketuste-rän 3 puoleinen sivu (vrt. kuvio 7).

;;;* Keksinnön mukaisen teräpään 7, erityisesti pyöröterän 8, työstöelimen 11 ja hake- ;·’ 25 tusterän 3, toimintaa on havainnollistettu kuvioden 7 ja 8 avulla. Hakepalan irrotuk- • i · sen jälkeen sahausuraa U aletaan työstää uudestaan puuainekseen P kuhunkin pyörö- terän 8 sektoriin 40 kuuluvilla hampailla 9. Sektorin 40 keskialueella oleva työstö-elin 11 laajentaa hampaiden 9 aikaansaaman sahausuran UI teräosan 12 teräsärmän • ] 12a avulla viistoamalla haketusterän puoleinen sivu sahausurasta U1, kuten kuviossa '·’ 30 7 on katkoviivan mukaisesti esitetty. Hakepalan P2 kärkiosa K tulee näin viistetyksi pois. Muodostuva puru pääsee tässä vaiheessa vapaasti purkautumaan sahausurasta UI nuolen E suuntaan haketusterän puolelle pyöröterää 8 ja työstöelintä 11. Kun sahausura U on työstetty maksimisyvyyteensä pyöröterän 8 pyörähdettyä sektorin 40 loppuvaiheeseen, haketusterä 3 irrottaa puuaineksesta P hakepalan P2, kuten ku- 114294 7 viossa 8 on havainnollisesti esitetty. Hakepalan P2 kärkiosassa on viistepinta V ja sahausura U on laajennettu suuaukosta SU edellä kuvatussa vaiheessa kuvio 7, jolloin puru pääsee purkautumaan edelleen vapaasti sahausurasta U nuolen F suuntaan haketusterän puolelle pyöröterää 8.

5 Keksintöä ei rajata pelkästään edellä esitettyä sovellusesimerkkiä koskevaksi, vaan monet muunnokset ovat mahdollisia pysyttäessä patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

• · · • · · • · · • 1 · · »

Claims

114294

1. Pelkkahakkurin teräpää (1; 7), jossa on runko (2), joukko haketusteriä (3), jotka on sovitettu rungon (2) yhteyteen kehämäisesti etäisyyden päähän toisistaan ja pyöröterä (4; 8), joka on asennettu rungon (2) yhteyteen haketusterien (3) läheisyy- 5 teen, tunnettu siitä, että teräpäässä (7) on työstöelin (11; li1, 112), joka on jäljestetty kuhunkin haketusterien (3) väliseen pyöröteräsektoriin (40) ja jonka työstävä te-räosa (12) on järjestetty pyöröterän (8) sahauslinjalle ja jonka teräosan (12) leveys (TE) pyöröterän (8) pyörimissuuntaa vasten kohtisuorassa tasossa on suurempi kuin pyöröterän hampaiden (9) leveys (T) vastaavassa tasossa ja joka työstöelin (11) on 10 järjestetty toimimaan yhteistoiminnassa pyöröterän (8) kanssa pyöröterällä käsiteltävään puuainekseen (P) aikaansaadun sahausuran (U) ainakin osittaiseksi laajentamiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen pelkkahakkurin teräpää, tunnettu siitä, että työstöelimen (11) teräosassa (12) on leikkaava teräsärmä (12a), jonka kulma (a) 15 pyörityssuuntaan nähden kohtisuorassa tasossa on välillä 0° - 75°, edullisesti 45°, ja kulma on erityisesti haketusterien puolella, jonka teräsärmän (12a) avulla sahausuran (U) suuta (SU) laajennetaan.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen pelkkahakkurin teräpää, tunnettu siitä, että työstöelin (11; li1, li2) on edullisimmin sovitettu pyöröterän (8) kunkin sekto- : . 20 rin (40; 401, 402) keskialueella sopivan kulmaetäisyyden (β) päähän edeltävästä ha- ketusterästä (3; 31, 32).

4. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen pelkkahakkurin teräpää, tun- ‘': nettu siitä, että työstöelin (11) on sovitettu pyöröterän (8) yhteyteen.

·. 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen pelkkahakkurin teräpää, tunnettu siitä, että 25 työstöelin (11) on muodostettu pyöröterän (8) lisähampaaksi.

": 6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen pelkkahakkurin teräpää, tunnettu siitä, että työstöelimen (11) korkeus (TK) pyöröterän (8) säteen suunnassa on suurempi ’. f kuin pyöröterän hampaiden (9) korkeus (hu). » · . * · £ · f I I f I 114294