FI119274B - Ohjauskytkentä karsinta- ja katkaisulaitteiston syöttöelimien syöttönopeuden muuttamiseksi - Google Patents

Description

119274

OHJAUSKYTKENTÄ KARSINTA- JA KATKAISULAITTEISTON SYÖTTÖELIMIEN SYÖTTÖNOPEUDEN MUUTTAMISEKSI

Keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen 5 karsinta- ja katkaisu laitteiston paineväliaineen ohjauskytkentään syöt-töelimiä varten ja niiden syöttönopeuden muuttamiseksi.

Puunrunkojen käsittelyyn käytetään harvesteripäätä, ts. karsinta- ja katkaisulaitteistoa, jonka tehtävänä on tarttua pystysuuntaisena kasva-10 vaan puuhun, katkaista puu ja kaataa se, jonka jälkeen puunrunko karsitaan ja katkaistaan määrämittaisiin osiin sahauslaitteiston avulla. Eräs harvesteripää, jossa on syöttöpyörää, on esitetty WO-julkaisussa 00/15025. Harvesteripää on tavallisesti kiinnitetty metsätyökoneen nosturin päähän. Harvesteripää on liitetty nosturiin nivelen avulla ja se 15 käsittää tarvittavat toimilaitteet, tavallisesti hydraulisylinterit ja hyd-raullmoottorit, joiden avulla pään asentoa ja sen eri toimintoja voidaan ohjata. Harvesteripäässä on runkorakenteen suhteen kiertyvät karsirv taelimet, jotka käsittävät karsintaterät oksien karsimiseksi samalla kun puunrunkoa kannatellaan ja ajetaan laitteiston läpi. Syöttöelimet käsit-20 tävät vetopyörän tai vetotelan, joka painautuu runkoa vasten ja vetää sen laitteiston läpi. Harvesteripäässä on myös katkaisuelimet, esimer-kiksi ketjusaha, puunrungon katkaisua varten.

• · · *·*· . Tunnetaan myös jo kaadettujen puunrunkojen käsittelyyn soveltuvia :*!·. 25 karsinta- ja katkaisulaitteistoja, jotka karsivat puunrungon ja katkaise- "V vat sen määrämittaisiin osiin.

• · · • · · *·· · • « · • ♦ *···* Eräs kuminen syöttöpyörä on esitetty dokumentissa WO 95/01856.

Eräs telamaton käsittävä syöttölaite on esitetty dokumentissa US : 30 3669161. Dokumentissa WO 99/41972 ja Fl 97340 B syöttöpyöriä on neljä kappaletta, jolloin saman puolen syöttöpyörämoottorit on kytketty .·!: sarjaan ja eri puolien syöttöpyörämoottorit on kytketty rinnan. Mekaani- sella rinnankytkennällä estetään moottorien pyörimisnopeuksien eroaminen toisistaan ja vältetään mm. luistaminen.

:N 35

Syöttömoottorit ovat yleensä kierrostilavuudeltaan kiinteitä, jolloin syöttö nopeus on vakio ja riippuvainen vain moottorille syötetystä tila- 119274 2 vuusvirrasta. Syöttömoottorien suhteellisen pieni koko ja paino ovat soveliaita harvesteripäätä ajatellen, kun pyrkimyksenä on keveys ja ohjauksen yksinkertaisuus. Haittana on kuitenkin syöttönopeuksien rajoittuneisuus.

5

Dokumentissa Fl 101868 B sovelletaan puolestaan kahta kaksoiskapa-siteettimoottoria (dual-capacity motor) karsinta- ja katkaisulaitteiston syöttömoottoreina, jolloin laitteistossa on kaksi syöttöelintä, esimerkiksi syöttöpyörää. Eräs kaksoiskapasiteettimoottori on esitetty dokumen-10 tissa US 6099273. Kyseistä moottoria sovelletaan pääasiassa ajoneuvojen voimansiirrossa.

Kaksoiskapasiteettimoottori on radiaalimäntämoottori, joka käsittää tulo- ja lähtöliitännän, sekä ylimääräisen liitännän, joka voi toimia tulo-15 tai lähtöliitäntänä. Moottori käsittää lisäksi valitsimen, ts. porauksessa sijaitsevan karan, jonka avulla osa männistä ohjaa käytetyn tilavuusvirran normaaliin lähtöliitäntään ja muut männät syöttävät sitä lisälähtölii-täntään. Moottorilla on siten ainakin kaksi eri kapasiteettia (dual-capacity motor, kaksoiskapasiteettimoottori), ts. kaksitilavuusmoottori, jolloin 20 se tavallaan käsittää kaksi puolimoottoria. Ylimääräinen liitäntä voi vaihtoehtoisesti olla lisätuloliitäntänä, jonka kautta tilavuusvirta syöte-: tään toiseen puolimoottoriin. Puolimoottorien pyörimisnopeudet ovat ...T kuitenkin samat yhteisen akselin takia. Em. valitsin voi myös puuttua, jolloin moottorilla on käytössä aina kolme liitäntää, joista yksi on yhtey-: Λ 25 dessä kaikkiin mäntiin ja kaksi muuta ovat yhteydessä vain tiettyihin eri : ;*. mäntiin, jolloin saavutettavat nopeudet riippuvat siitä, millaisilla kytken- !**\ nöillä moottoria ohjataan.

• · * ··· . Kaksoiskapasiteettimoottorien kytkeminen esim. dokumentin Fl 97340 ::i,: 30 B mukaisessa kytkennässä on kuitenkin ongelmallista, koska käyte- **"* tään kahta sarjaankytkettyä moottoria, joista toinen on lisäksi kytketty mekaanisesti yhteen kolmannen moottorin kanssa. Syöttöpyörien väli- ·:··: set nopeuserot on vältettävä erityisesti silloin, kun käytetään järjestel- / . mään kytkettyjä kaksoiskapasiteettimoottoreita eri syöttönopeuksien *· " 35 aikaansaamiseksi.

• · · * · • · • · 119274 3

Esim. kaksoiskapasiteettimoottoria käytettäessä on toinen puolimoot-tori yleensä kytkettävä vapaakierrolle, jotta aikaansaadaan eri nopeuksia. Vapaakierron suunnittelussa on kuitenkin otettava huomioon se, että vapaakierrossa oleva puolimoottori vaikuttaa koko järjestelmän 5 hyötysuhteeseen ja energiatalouteen. Vaikutus on suurin silloin, kun vapaakierrossa oleva puolimoottori aiheuttaa merkittävän painehäviön.

Eräs toinen huomioon otettava seikka sarjaankytkettyjen syöttömootto-reiden toiminnassa on kavitaatio, joka syntyy paineväliaineena toimivan 10 nesteen paineen laskiessa riittävästi, esimerkiksi imukanavan virtausvastuksen johdosta. Kavitaatio johtaa laitteiden nopeaan kulumiseen kavitaatioeroosion takia.

Nyt esillä olevan keksintö mahdollistaa em. kytkennän, jolla saavute-15 taan yksinkertaisella tavalla moninopeuksinen syöttö ja hyvä energiatalous, sekä estetään tarpeettomasti tilanteet, jossa kavitaatiota esiintyy. Kytkennän avulla siirrytään nopeasti eri nopeuteen, mikäli kavitaatio uhkaa, tai haluttaessa.

20 Keksinnön mukaiselle karsinta- ja katkaisulaitteiston paineväliaineen ohjauskytkennälle on tunnusomaista se, mitä esitetty oheisessa pa-: tenttivaatimuksessa 1. Muut epäitsenäiset patenttivaatimukset esitte- levät keksinnön eräitä sopivia suoritusmuotoja.

* • · · • · · • · · :25 Keksinnön kohteena on erityisesti kaksoiskapasiteettimoottorin käyttö : .·. karsinta- ja katkaisulaitteiston syöttömoottorina tilanteessa, jossa käy- !··% tössä on neljä syöttöpyörien moottoria, jotka pyörittävät neljää syöttö- pyörää. Vaihtoehtoisesti pyöritetään vain kolmea syöttöpyörää, joista yhtä pyörittää kaksi moottoria. Kahden rinnankytketyn moottorin pyöri-:;i.: 30 misnopeudet on sidottu toisiinsa, sopivimmin mekaanisen kytkennän *·;·* avulla. Käytetyn kaksoiskapasiteettimoottorin avulla saavutetaan sa- maila tilavuusvirralla ainakin kaksi eri karsinta- ja katkaisulaitteiston ·:··: syöttönopeutta, jolla puunrunkoa syötetään laitteiston läpi. Käytetty /. kaksoiskapasiteettimoottori on kevytrakenteinen, kun verrataan vas- 35 taaviin säädettäviin moottoreihin. Perinteinen moottori voidaan korvata : kyseisellä moottorilla, koska moottorien tilantarve on olennaisesti sama, joten laitteiston koko ei kasva.

119274 4

Kytkennän avulla kyetään saavuttamaan hyvä energiatalous, koska vapaakierrossa olevan puolimoottorin aiheuttama painehäviö on pieni. Vapaakierrossa oleva moottori on kytkettynä paluuvirtauksen puolelle, 5 joten moottoreita kuormittava painetaso on alhainen ja siten myös pai-nehäviöt ovat pieniä.

Kytkennän ohjauksessa on otettu huomioon myös se, että nesteen paine ei pääse laskemaan kriittisesti sarjaankytkettyjen moottorien väli-10 sessä linjassa. Paine alenee erityisesti silloin, kun sarjaankytketyillä moottoreilla on nopeusero ja jälkimmäinen moottori ei saa riittävästi tilavuusvirtaa. Ohjaus kytkee laitteiston tilaan, jossa kyseinen paine pääsee uudelleen nousemaan, ts. nopeutta pyritään kasvattamaan tai käytetään puolimoottorin vapaakiertoa.

15

Kytkennässä kahden rinnankytketyn syöttöpyörän nopeudet säilyvät samansuuruisina luistamisen estämiseksi. Myös sarjaankytkettyjen moottorien ja syöttöpyörien toiminta syöttölinjojen eri haaroissa säilyy loogisena, vaikka osa tilavuusvirrasta ohjataan takaisin moottoreille. 20 Nopeuksien valinta on yksinkertaista ja toteutettavissa myös yksinkertaisella on/off-ohjauksella.

* * • · · • · a • · a a /:· Mikäli moottorien tilantarve ei muodostu ongelmaksi, niin edellä mai- : nittu kaksoiskapasiteettimoottori voidaan korvata kahdella perinteisen : 25 tekniikan mukaisella moottorilla, jotka on kytketty rinnan ja mekaani- ·*!·.’ sesti toisiinsa, esimerkiksi samalle akselille, jolloin niillä on sama pyö- • · · "*/ rimisnopeus.

• ♦ • · · . . Keksinnön eräässä suoritusmuodossa eri kytkennöistä huolehtiva 30 venttiili on sisällytetty kaksoiskapasiteettimoottoriin. Moottori sisältää edelleen kolme liitäntää, mutta venttiilin 1. asennon avulla huolehditaan tilavuusvirran ohjauksesta pelkästään lähtöliitäntään ja 2. asennon avulla sekä lähtöliitäntään että ylimääräiseen liitäntään.

• * 35 Keksinnössä molempiin syöttöpyöriin on kytketty kaksöiskapasiteetti-moottori (tai kaksi perinteisen tekniikan mukaista moottoria). Kytkennän avulla saavutetaan samalla tilavuusvirralla joko kolme tai neljä eri kar- 119274 5 sinta- ja katkaisulaitteiston syöttönopeutta, jolla puunrunkoa syötetään laitteiston läpi. Mikäli kaksoiskapasiteettimoottorit ovat symmetrisiä, ts. eri moottoreiden vastaavat puoli moottorit ovat kierrostilavuudeltaan samanlaisia, saavutetaan eri kytkennöillä kolme eri nopeutta. Mikäli 5 kaksoiskapasiteettimoottorit ovat epäsymmetrisiä, ts. eri moottoreiden vastaavat puolimoottorit ovat kierrostilavuudeltaan erilaisia, saavutetaan eri kytkennöillä neljä eri nopeutta.

Keksintöä havainnollistetaan seuraavassa selityksessä, jolloin samalla 10 viitataan oheisiin piirustuksiin, joissa: kuva 1 esittää metsäkonetta, joka on harvesteri, jossa keksintöä sovelletaan, kuva 2 esittää metsäkoneeseen liitettävää harvesteripäätä, jossa 15 keksintöä sovelletaan kuva 3 esittää ohjauspiiriä, joka käsittää kaksi kaksoiskapasiteetti-moottoria ja ohjausventtiiliä, kuvat 4a, 4b, 5a ja 5b esittävät ohjauspiirin ohjausventtiilien toimintaa, ja 20 Kuva 6 esittää erästä vaihtoehtoista kytkentää kavitaatiovaaran varalle.

• « • · · » · · • ·· · ...V Kuvassa 1 on esitetty eräs tunnetun tekniikan mukainen metsäkone, joka on tyypiltään sinänsä tunnettu harvesteri, ja jossa keksinnön mu-: 25 kaista järjestelmää voidaan soveltaa. Harvesteri on runko-ohjattu ja se : käsittää puomijärjestelmän, jonka päähän on kiinnitetty harvesteripää !**\ puunrunkojen prosessointia varten. Harvesterin ohjausjärjestelmänä on tässä tapauksessa POpohjainen mittaus- ja ohjausjärjestelmä.

• · • · « ::i.: 30 Kuvassa 2 on esitetty tarkemmin eräs tunnetun tekniikan mukainen • · harvesteripää. Harvesteripäässä on sinänsä tunnetut yläkarsimaterät, :\i alakarsimaterät, syöttörullat 12, 13 ja 14, sahan moottori, elimet saha- ·:··: laipan syöttöön ja asennon ohjaamiseen ja tilttitoiminto. Harvesteri- m.\. päässä suoritetaan puunrungon läpimitan mittaus, tyypillisesti yläkar- 35 simaterien avulla, ja pituuden mittaus mittausrullan avulla.

• * • · • · · 119274 6

Syöttörullan pyörimisnopeus vaihtelee moottorin kierrostilavuuden mukaan kun syöttötilavuusvirta pysyy samana, ja päinvastoin. Syöttörullan syöttövoima riippuu suoraan käytetystä paineesta ja moottorin kierros-tilavuudesta.

5

Kuvassa 3 on esitetty syöttömoottorien kytkentä, jonka avulla karsinta-ja katkaisulaitteiston syöttöelimiä pyöritetään. Tässä tapauksessa syöttöeliminä on kaksi syöttörullaa 13 ja 14, jotka asettuvat puunrunkoa vasten ja sen vastakkaisille puolille. Syöttörullat 13, 14 on kytketty 10 moottoreihin, mitä kuvassa 3 on kuvattu mekaanisten akselien avulla. Syöttörullat ovat sinänsä tunnettuja ja niitä on havainnollistettu katkoviivalla. Syöttörullien moottorit 9 ja 10 on kytketty rinnan syöttö linjoihin 20 ja 21, joihin on kytketty myös moottorit 7 ja 8, jotka on kytketty mekaanisesti toisiinsa, mitä kuvassa 3 on esitetty akselin 11 avulla. Akse-15 liite 11 on myös kytketty tässä suoritusmuodossa yksi syöttörulla 12, joka on sijoittuneena tyypillisesti karsinta- ja katkaisulaitteiston runkoon, jota vasten puunrunko painautuu. Akselille 11 voidaan kytkeä myös useampia syöttöpyöriä ja akselin 11 sijasta voidaan käyttää kahden syöttöpyörän välistä mekaanista kytkentää, joka on toteutettu 20 esim. hammastuksin. Mikäli moottorit 7 ja 8 ovat samanlaisia, niin niillä . . on yhteenkytkennästä johtuen sama pyörimisnopeus, joten linjasta 6 syötetty tilavuusvirta Q jakaantuu tasaisesti linjoihin 20 ja 21. Tilavuus-virta jakaantuu tasaisesti myös moottoreille 9 ja 10, joten syöttörullien •\:V 13 ja 14 pyörimisnopeudet voidaan tasata ja estetään toisen syöttörul- 25 lan luistaminen. Linjoissa kiertää nestemäinen paineväliaine, joka on : sopivimmin hydrauliöljy tai vastaava.

·*« • ·

Venttiilillä 3, joka on esimerkiksi 3-asentoinen 4-tie luistiventtiili, valitaan moottorien 7, 8, 9 ja 10 pyörimissuunta, ts. syötön suunta, jolloin 30 tilavuusvirta syötetään joko kanavaan 4 (syöttö eteenpäin, ja paluuvir-**:** taus kanavasta 5) tai kanavaan 5 (syöttö taaksepäin, ja paluuvirtaus kanavasta 4). Venttiilin 3 keskiasennossa ovat kanavat 4, 5 suljettuina ·:··: ja moottorit ovat pysähtyneinä. Venttiilillä 3 voi olla myös asento, jossa m.[. moottorit on kytketty vapaakierrolle. Venttiiliä 3 syöttävä ohjauspiiri on *;./ 35 sinänsä tunnettu ja se käsittää ainakin paineliitännän 1 ja paluuliitän- *···** nän 2. Venttiili 3 on esimerkiksi paineohjattu proportionalisuuntaventtiili.

119274 7

Moottorit 9 ja 10 ovat kaksoiskapasiteettimoottoreita, jotka sisältävät kaksi puoli moottoria 91 ja 92, tai 101 ja 102. Moottorista 7 linjan 22 kautta saapuva tilavuusvirta menee puolimoottorille 92. Moottorista 8 linjan 23 kautta saapuva tilavuusvirta menee puolimoottorille 102.

5 Moottorien puolimoottoreita kuvataan moottorisymboleilla, jotka on piirretty vierekkäin. Vastaavalla piirrosmerkinnällä kuvataan kahden perinteisen moottorin mekaanista yhteenkytkentää. Samalla havainnollistetaan yhteistä akselia ja sitä, että puolimoottoreilla on aina yhteinen pyörimisnopeus. Vaihtoehtoisesti puolimoottoreita kuvataan symbolilla, 10 joka käsittää kaksi sisäkkäin olevaa moottorisymbolia. Kukin puoli-moottori käsittää kaksi perusliitäntää, jotka ovat tilavuusvirran syöttöä ja paluuta varten. Puolimoottorien 91 ja 92 yhdet perusliitännät on moottorin sisällä yhdistetty pysyvästi liitännäksi, joka on kytketty linjaan 32. Puoli moottorin 91 perusliitäntä on kytkettävissä linjaan 15 tai linjaan 15 34, riippuen venttiilin 26 asennosta. Puolimoottorilta 91 on linja 18 venttiilille 26. Linjat 4 (suoraan tai linjan 6 kautta) ja 34 on yhdistetty linjaan 20. Puolimoottorien 101 ja 102 yhdet perusliitännät on moottorin sisällä yhdistetty pysyvästi liitännäksi, joka on kytketty linjaan 33. Puoli-moottorin 101 perusliitäntä on kytkettävissä linjaan 16 tai linjaan 35, 20 riippuen venttiilin 27 asennosta. Puolimoottorilta 101 on linja 19 venttiilille 27. Linjat 4 (suoraan tai linjan 6 kautta) ja 35 on yhdistetty linjaan 21. Linjojen pituudet ja liitoskohdat voivat vaihdella kunhan esitetyn mukainen periaate toteutuu. Venttiilien 3, 26, 27, 28 ja 29 konfiguraatio :voi myös vaihdella, sillä kuvan 3 mukaisen venttiilin toiminta on aikaan-; 25 saatavissa myös yhdellä tai useammalla elimellä, jotka toimivat venttii- leinä. Esimerkkinä mainittakoon kaksi magneettiohjattua sulkuventtiiliä, joista toinen on normaalisti avoin ja toinen on normaalisti suljettu.

• · • · , . Venttiilien 26 ja 27 avulla valitaan eri pyörimisnopeudet ja venttiilit ovat 30 moottoreista erillisiä komponentteja, jotka ovat kytkettävissä moottorien perusliitäntään. Moottorit 9 ja 10 käsittävät kolme käytettävissä olevaa liitäntää. Kukin venttiili 26 tai 27 on sopivimmin 2-asentoinen 3-tie pai-neohjattu ja jousipalautteinen luistiventtiili. Venttiiliä 3 ja tarvittavissa määrin myös venttiileitä 28 ja 29 ohjataan metsäkoneen ohjausjärjes-V·: 35 telmällä, joka on sinänsä tunnettu. Puolimoottorin 91 ja 92 perusliitän- nät on kytketty linjaan 17, joka on yhteinen moottorin 10 puolimootto- 119274 8 rien 101 ja 102 kanssa, tai suoraan linjaan 5. Linjat 15 ja 16 on yhdistetty linjaan 5, tässä tapauksessa linjan 17 kautta.

Venttiilin 26 asentoa ohjataan puolestaan paineohjauslinjalla 24, joka 5 on kytketty linjaan 22. Venttiili 26 siten tarkkailee linjan 22 painetasoa ja pitää linjat 15 ja 18 kytkettyinä toisiinsa, mikäli linjan 22 painetaso ei ole riittävä pitämään venttiiliä 26 kuvan 4a mukaisessa asennossa. Vastaavasti toimii venttiili 27, jonka asentoa ohjataan paineohjauslinjalla 25, joka on kytketty linjaan 23. Venttiili 27 siten tarkkailee linjan 23 10 painetasoa ja pitää linjat 16 ja 19 kytkettyinä toisiinsa, mikäli linjan 23 painetaso ei ole riittävä pitämään venttiiliä 27 kuvan 5b mukaisessa asennossa. Puolimoottorit 91 ja 101 ovat kytkettyinä vapaakiertoon, mikäli paine ei ole riittävä, muussa tapauksessa puolimoottorit 91 ja 101 kytketään linjoihin 34 ja 35, joten linjan 6 tilavuusvirta Qohjautuu 15 moottoreille 7 ja 8 sekä puolimoottoreille 91 ja 101.

Kytkennässä on lisäksi venttiilit 28 ja 29, joiden avulla joko venttiili 26 tai 27, tai ne molemmat, voidaan ohjatusti päästää asentoon, jossa puolimoottorit 91 ja 101 ovat kytkettyinä vapaakiertoon. Venttiilit 28 ja 20 29 kytkevät venttiilien 26 ja 27 paineohjausliitännät tankkilinjaan 30 tai 31, joka siten toimii paineohjauslinjana. Tankkilinjojen sijaan voidaan I.:*: käyttää linjaa, jonka paine pysyy aina niin alhaisena, että venttiilien 26 ja 27 jousi kykenee siirtämään venttiilien luisteja. Näin puolimoottori 91 : tai 101 voidaan kytkeä vapaakierrolle, vaikka linjan 22 tai 23 paine oli- ··· : .·. 25 sikin riittävän suuri eikä olisi kavitaation vaaraa. Kuvat 4b ja 5a vastaa- • · · * :"·! vat tilannetta, jossa laitteisto on paineeton, tai tilannetta, jossa laitteisto ♦ · » *.\Y on toiminnassa ja linjojen 22 ja 23 paine ei ole riittävä siirtämään vent- tiileitä 26 tai 27.

• ♦ 30 Esitetyn kytkennän eri nopeuksien hallinta tapahtuu siis ohjaamalla venttiilejä 28 ja 29, jotka ovat esimerkiksi 2-asentoisia 3-tie magneet- tiohjattuja ja jousi palautteista luistiventtiileitä. Syöttömoottorien nopeu- det riippuvat siitä, onko vapaakierrolle kytketty yksi puolimoottori, siis joko puolimoottori 91 tai puolimoottori 101, molemmat puolimoottorit 91 *.*·: 35 ja 101, tai ei kumpikaan puolimoottoreista.

♦ · · • · • · ·» 119274 9

Moottorin 9 nopeus venttiilin 26 eri asennoissa riippuu puolimoottorien kierrostilavuuksien Vg91 ja Vg92 suhteesta, ja niiden summa vastaa kuvan 3 esimerkissä moottorin 10 kokonaiskierrostilavuutta. Tällöin kolmatta pyörimisnopeutta rfe (nopeus III) voidaan kuvata kaavalla r^ * Q / 5 (2‘Vg92), kun identtiset puolimoottorit 91 ja 101 ovat vapaakierrolla ja osa linjojen 32 ja 33 tilavuusvirrasta ohjataan takaisin linjoihin 18 ja 19, tai yleisemmin kaavalla 1¾ = Q / (Vg92 + Vg102), joka on samalla syöttö-pyörän 13 ja 14 pyörimisnopeus, kun ei käytetä vaihteita. Toista pyörimisnopeutta rt (nopeus II) voidaan kuvata yleisesti kaavalla xv = Q / 10 (Vg91 + Vg92 + Vg102) tai 1¾ = Q / (Vg10i + Vg92 + Vg102), kun yksi puoli- moottori 91 tai 101 on vapaakierrolla. Ensimmäistä pyörimisnopeutta n, (nopeus I) voidaan kuvata kaavalla m = Q / (Vg^ + Vg92+ Vg10i+ Vgio2)· Mikäli esim. puolimoottorit 91 ja 101 eroavat toisistaan, niin saadaan yhteensä neljä eri nopeutta (n1f n2A, n2B, n3) riippuen siitä, mikä 15 puolimoottori on vapaakierrolla. Näin saadaan myös pyörimisnopeudet r>2A - Q / (Vg91 + Vgg2 + Vg^) ja n2B = 01 (Vg10i + Vg92 + Vg102). Kun järjestelmässä on vain yksi kaksoistilavuusmoottori, niin nopeutena II on joko Π2Α tai n2B (IIA ja IIB) nopeuden III lisäksi.

_Nopeus__Moottorikoko cc/r__Moottorikoko % _j__1048__100_ : _jj__834__80_ lii 624 60 : 20 Taulukko 1 • · · * · • · · • « · • · · * : .*. Keksinnön erään esimerkin mukaisesti moottoreina 7 ja 8 on Danfoss /··! TMT 400 -moottori, joka kierrostilavuus on 410,9 cc/r. Sekä moottorina • « 9 että moottorina 10 on kaksoiskapasiteettimoottori Poclain MSE08 25 TwinLock 1043, jonka kierrostilavuudet ovat 624 cc/r (puolimoottorit 92 ja 102) sekä 418 cc/r (puolimoottorit 91 ja 101). Eri toimintavaihtoehtoja !·;·: moottorien 9 ja 10 erilaisten kytkentöjen osalta on kuvattu taulukossa 1, jossa on esitetty eri nopeudet (nopeus I on hitain nopeus) ja kutakin ·:··: nopeutta vastaavan kytkennän moottorikoko.

30 • · ·

Tarkastellaan seuraavaksi kytkennän toimintaa ja saavutettavia no-peuksia. Seuraavassa selityksessä syötön suunta on eteenpäin ja käytössä on kolme eri nopeutta.

119274 10

Keksinnön eräässä suoritusmuodossa toinen moottoreista 9 tai 10 on perinteinen moottori, jolla on vain yksi kierrostilavuus, joka vastaa toisen moottorin vastaavaa puolimoottoria, ts. 624 cc/r. Tällöin saavutet-5 tavissa ovat vain nopeudet III ja II. Tällöin, jos esimerkiksi moottori 10 on perinteinen, niin ei venttiiliä 27 ja 29 eikä linjoja 16, 19, 25 ja 35 ole käytössä.

Nopeus III

10

Tilavuusvirta Q ohjataan venttiilin 3 avulla linjaan 4. Tilavuusvirta Q jaetaan neljän osaan siten, että sitä ohjautuu molemmille moottoreille 7 ja 8 sekä molemmille venttiileille 26 ja 27, jotka ovat ns. vapaakierto-venttiileitä. Kuvan 3 mukaisessa tilanteessa on käytössä suurin nopeus 15 III ja puolimoottorit 91 ja 101 on kytketty vapaakierrolle. Vapaakierrolla olevat puolimoottorit kuormittuvat vain linjojen 15 ja 16 painetason mukaisesti, joten syntyvät painehäviöt ovat pieniä ja energiatalous vapaa-kierronkin aikana on hyvä. Linjojen 15, 16 paine vastaa olennaisesti linjojen 17 ja 5 painetasoa, koska linjat 5, 16 ja 17 on kytketty venttiilillä 20 3 paluuliitännässä 2 vallitsevaan alhaiseen painetasoon.

•

: Nopeus II

»M • M*

Hitaampi syöttönopeus (nopeus II, IIA tai MB) saadaan aikaan aktivoi- : :*: 25 maila vain toinen venttiileistä 28 tai 29. Valitaan aktivoiduksi venttiiliksi ··« · : tässä tapauksessa venttiili 28. Kuvassa 3 venttiilit 28 ja 29 ovat akti- .·*·. voimattomia, joten jousi työntää venttiilit 28 ja 29 asentoon, jota kuvaa venttiilisymbolin ylempi asento. Aktivoinnilla jousen vaikutus kumotaan . ja venttiili 28 siirtyy asentoon, jossa linjan 22 paine pääsee vaikutta- "i.: 30 maan venttiiliin 26 ja kumoamaan venttiilin 26 jousen vaikutuksen, ku- *·;·* van 4a mukaisesti. Linjassa 22 vallitseva paine työntää venttiilin 26 :\j asentoon, jota kuvaa venttiilisymbolin vasemmanpuoleinen asento.

·:··: Osa tilavuusvirrasta Q ohjautuu puolimoottoriin 91 (kierrostilavuus 418 .*. cc/r), mikä lisää moottorilta 9 saatavaa momenttia, joten syöttövoima • · · 35 kasvaa.

• « • · ·** 119274 11

Nopeus hidastuu verrattuna kuvan 3 kytkentään, koska moottorien 7 ja 8 kautta kulkeva tilavuusvirta pienenee. Nopeus II (IIA tai HB) säilyy niin kauan kuin venttiili 28 on aktivoituna tai linjan 22 painetaso on riittävä, jotta venttiilin 26 asento säilyy. Vaihtoehtoisesti, mikäli moottorit 9 5 ja 10 vastaavat toisiaan, vastaava nopeus II saavutetaan aktivoimalla vain venttiili 29 ja antamalla linjan 23 painetason vaikuttaa venttiiliin 27.

Venttiiliä 28 ohjataan esimerkiksi erillisellä ohjaimella 36, joka saa tiedon puunrungon syöttönopeudesta tai muun signaalin 39, jonka pe-10 rusteella ohjain 36 valitsee nopeuden. Signaali 39 saadaan esimerkiksi harvesterin sinänsä tunnetulta mittaus- ja ohjausjärjestelmältä, johon ohjain 36 voidaan myös integroida ja joka tarkkailee syöttönopeutta. Ohjaimen 36 manuaalisten painikkeiden sijaan voidaan käyttää mittaus- ja ohjausjärjestelmän PC-näppäimistöä tai ohjauspaneelin painik-15 keitä.

Normaalitilanteessa käytetään suurinta nopeutta III ja kuvan 3 mukaista kytkentää, mutta mikäli nopeus kuitenkin hidastuu syöttövoiman riittämättömyyden takia, niin nopeus II (IIA tai HB) kytketään käyttöön. 20 Samalla syöttövoima lisääntyy, joten syöttöä voidaan jatkaa normaalisti ilman että toiminta pysähtyy tai hidastuu liikaa. Vastaavasti voidaan «!! valita käyttöön seuraavaksi suurempi nopeus III, mikäli nopeutta II voi- daan pitää yllä. Selvää on, että ohjain 36 voi käsittää nopeuden ma-·.:*·* nuaallsen valinta- ja vaihtomahdollisuuden.

: : : 25 tai · • Venttiilin 26 jousen jäykkyyden valinnalla määritetään linjan 22 sen .··*. alimman painetason, jolla nopeus II ja sitä vastaava ^öttövoima voi daan vielä pitää aktiivisena ja käytössä. Em. komponenteilla em. alin . painetaso voisi olla esim. 15 bar. Mikäli nopeus II on aktiivinen ja puo- jli.j 30 limoottorin 91 antama momentti pyörittää moottoria 9 nopeammin kuin mitä moottorilta 7 ja linjalta 22 tuleva tilavuusvirta edellyttäisi, niin paine laskee linjassa 22, esimerkiksi alemmaksi kuin em. 15 bar, ja on mah-·:··: dollisuus kavitaation syntymiselle. Tämän seurauksena venttiili 26 sllr- . tyy takaisin kuvan 5a mukaiseen asentoon ja kytkee puolimoottorin 91 35 vapaakierrolle. Puolimoottori 91 poistuu käytöstä ja paine pääsee nousemaan linjassa 22, minkä jälkeen paine riittää jälleen siirtämään venttiiliä 26 ottamaan käyttöön puolimoottorin 91. Linjan 22 painetason 12 119274 tarkkailulla ohjauslinjan 24 avulla saadaan aikaan järjestelmä kavitaa-tion estämiseksi. Vastaavasti tilanne hallitaan linjan 23 osalta, jossa venttiili 27 siirtyy kuvan 4b mukaiseen asentoon.

5 Nopeus I

Hitain syöttönopeus (nopeus I) saadaan aikaan aktivoimalla molemmat venttiilit 28 ja 29, kuvien 4a ja 5b mukaisesti. Venttiilit 28 ja 29 siirtyvät asentoon, jossa linjojen 22 ja 23 paine pääsee vaikuttamaan venttiilei-10 hin 26 ja 27. Linjassa 23 vallitseva paine työntää venttiilin 27 asentoon, jota kuvaa venttiilisymbolin oikeanpuoleinen asento. Osa tilavuusvir-rasta Q ohjautuu sekä puolimoottorin 91 (kierrostilavuus 418 cc/r) että puolimoottorin 101 (kierrostilavuus 418 cc/r) kautta ja lisää moottoreilta 9 ja 10 saatavaa momenttia, joten syöttövoima kasvaa. Nopeus hidas-15 tuu verrattuna nopeuteen II, koska moottorien 7 ja 8 kautta kulkeva ti-lavuusvirta pienenee. Nopeus I säilyy niin kauan kuin venttiilit 28 ja 29 ovat aktivoituina ja linjojen 22 ja 23 painetasot ovat riittäviä. Mikäli pai-netaso laskee, niin seuraa joko kuvan 5a, kuvan 4b, tai niiden molempien mukainen tilanne, jolloin siirrytään nopeuteen II tai III.

20

Kuvaan 6 viitaten kavitaatiovaaran seuranta voidaan toteuttaa myös :siten, että linjaan 22 tai linjaan 23, tai niihin molempiin, on kytketty an-• · · · turi 40 tai 41 paineen mittaamiseksi sähköisesti. Painesignaali 42 tai 43 .**!·. viedään siten ohjaimelle 36, joka aktivoi venttiilin 28 tai 29, mikäli paine • · · ;*\\ 25 linjassa 22 tai 23 laskee asetetun rajan alapuolelle. Painesignaali 42, ry 43 kuvaa painetasoa ja sitä verrataan asetettuun rajaan. Ohjauslinjaa ·*;;/ 24 tai 25 ei siinä tapauksessa ole tarpeen kytkeä suoraan linjaan 22 tai :···: 23, vaan ohjauslinjat 24 ja 25 kytketään esim. harvesteripään venttii lille, esimerkiksi paineliitäntään 1, josta saadaan aina riittävä paine I.·*: 30 venttiilin 26 tai 27 ohjausta varten. Kuvan 6 tilanteessa venttiili 28 ei ole :***: aktivoituna. Venttiilit 26 ja 28 tai venttiilit 27 ja 29 voidaan vaihtoehtoi sesti rakentaa myös samaan venttiiliin, jossa venttiilit 28 ja 29 toimivat * *i ns. esiohjausventtiileinä varsinaisille venttiileille 26 ja 27, joiden lä päisemä tilavuusvirta on suurempi ja jotka ovat paineohjattuja.

Tilanteessa, jossa puunrunkoa siirretään taaksepäin uutta syöttöä varten, tilavuusvirran Q suunta on päinvastainen kuin kuvassa 3. Tila- :/·: 35 119274 13 vuusvirta Q ohjataan linjaan 5. Nopeuksien I, Il ja III hallinta tapahtuu kuitenkin samalla tavoin kuin edellä on esitetty venttiilien osalta. Taak-sepäin syötössä on mahdollinen kuitenkin tilanne, jossa moottori 9 tai 10 ei pyöri, tai pyörii hitaammin kuin muut moottorit.

5

Keksintöä ei rajattu vain edellä esitettyihin, esimerkkeinä käytettyihin suoritusmuotoihin, vaan sitä voidaan soveltaa oheisten patenttivaatimuksien puitteissa. Kuten jo aikaisemmin todettiin, niin vaihtoehtoisesti voidaan toteuttaa vain kaksi nopeutta (nopeus II ja III) käyttäen vain 10 yhtä kaksoiskapasiteettimoottoria, tai neljä nopeutta (nopeus I, IIA, HB ja III) käyttäen kahta kaksoiskapasiteettimoottoria.

• · • · · • · · ·♦· 1 • · · ♦ ··· • 1 · * 1 · *·· • · * · · * ♦ · ··1 · • · * 1 « • · · ··· · • · · • · • · • · · • · • · · • · · ··· · • · « • · • · * · · • · • · « • M • · * · • · • » · • · · • · · · • · • · • · ·

Claims (12)

119274 14

1. Karsinta- ja katkaisulaitteiston paineväliaineen ohjauskytkentä syöt-töelimiä varten ja niiden syöttönopeuden muuttamiseksi, joka ohjaus- 5 kytkentä käsittää ainakin: ensimmäisen moottorin (7) ja toisen moottorin (8), jotka on kytketty rinnan, ja jotka on järjestetty käyttämään yhtä tai useampaa syöttöelintä (12), ja joiden pyörimisnopeudet on 10 sidottu toisiinsa, tunnettu siitä, että ohjauskytkentä käsittää lisäksi: kolmannen moottorin (9), joka on monikapasiteettimoottori 15 käsittäen ensimmäisen puolimoottorin (91) ja toisen puoli- moottorin (92), ja joka on kytketty ensimmäisen moottorin (7) kanssa sarjaan ensimmäisen linjan (22) avulla, ja joka on järjestetty käyttämään syöttöelintä (13), neljännen moottorin (10), joka on kytketty toisen moottorin 20 (8) kanssa sarjaan toisen linjan (23) avulla, ja joka on jär jestetty käyttämään syöttöelintä (14), - ensimmäiset venttiilielimet (26), jotka on vapaakiertoa var-ten järjestetty sallimaan kolmannelta moottorilta (9) poistu-van paineväliaineen takaisinsyöttäminen ko. ensimmäiselle •25 puolimoottorille (91) ja, nopeuden alentamiseksi, kytkemään kolmannen moottorin (9) ensimmäinen puolimoottori (91) .*·'·.* rinnan ensimmäisen moottorin (7) kanssa, ja ensimmäiset ohjauselimet (24, 28, 36, 40), jotka on järjes- . . tetty seuraamaan ensimmäisen linjan (22) painetta ja kyt- • ♦ · 30 kemään ensimmäiset venttiilielimet (26) vapaakierrolle, mi- kali ko. paine on asetettua arvoa pienempi. • * • · * • ·· • ·

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ohjauskytkentä, tunnettu siitä, että: ♦ · · *♦ " 35 • · • · ··· 119274 15 neljäs moottori (10) on monikapasiteettimoottori käsittäen ensimmäisen puolimoottorin (101) ja toisen puolimoottorin (102), ja ohjauskytkentä käsittää lisäksi toiset venttiilielimet (27), 5 jotka on vapaakiertoa varten järjestetty sallimaan neljän neltä moottorilta (10) poistuvan paineväliaineen takaisin-syöttäminen ko. ensimmäiselle puolimoottorille (101) ja, nopeuden alentamiseksi, kytkemään neljännen moottorin (10) ensimmäinen puolimoottori (101) rinnan toisen moottorin (8) 10 kanssa, ja ohjauskytkentä käsittää lisäksi toiset ohjauselimet (25, 29, 36, 41), jotka on järjestetty seuraamaan toisen linjan (23) painetta ja kytkemään toiset venttiilielimet (27) vapaakier-rolle, mikäli ko. paine on asetettua arvoa pienempi. 15

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen ohjauskytkentä, tunnettu siitä, että monikapasiteettimoottori (9) käsittää ensimmäisen peruslii-tännän, jonka kautta paineväliaine on yhteisesti syötettävissä ensimmäiselle puolimoottorille (91) ja toiselle puolimoottorille (92), toisen pe- 20 rusliitännän, johon paineväliaine on siirrettävissä ensimmäisestä puo-limoottorista (91), ja kolmannen perusliitännän, johon paineväliaine on : siirrettävissä toisesta puolimoottorista (92). ·* *·♦*

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 3 mukainen ohjauskytkentä, tun- ; 25 nettu siitä, että ensimmäiset ohjauselimet käsittävät kolmannet vent- • tiilielimet (28), jotka on järjestetty sekä estämään että sallimaan en- ;··*! simmäisen linjan (22) paineen kytkeytyminen ensimmäisille venttiilien- mille (26) ohjausta varten, ensimmäisten venttiilielimien (26) asennon . m.' muuttamiseksi ko. paineen avulla. 30 **;·* 5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen ohjauskytkentä, tunnettu siitä, että toiset ohjauselimet käsittävät neljännet venttiilielimet (29), jotka on ·:··· järjestetty sekä estämään että sallimaan toisen linjan (23) paineen kyt- .*. keytyminen toisille venttiilielimille (27) ohjausta varten, toisten venttii- • · · 35 lielimien (27) asennon muuttamiseksi ko. paineen avulla. • * • · ··« 119274 16

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 3 mukainen ohjauskytkentä, tunnettu siitä, että ensimmäiset ohjauselimet käsittävät: ensimmäiset anturielimet (40), joka on järjestetty generoi-5 maan ensimmäisen linjan (22) painetta kuvaavan signaalin (42), sähköisesti ohjatut kolmannet venttiilielimet (28), jotka on järjestetty sekä estämään että sallimaan ohjauspaineen (44) kytkeytyminen ensimmäisille venttiilielimille (26) ohja-10 usta varten, ensimmäisten venttiilielimien (26) asennon muuttamiseksi ko. ohjauspaineen (44) avulla, ja ohjaimen (36), joka on järjestetty ohjaamaan kolmansia venttiilielimiä (28) ko. signaalin (42) perusteella.

7. Patenttivaatimuksen 2 mukainen ohjauskytkentä, tunnettu siitä, että toiset ohjauselimet käsittävät: toiset anturielimet (41), joka on järjestetty generoimaan toisen linjan (23) painetta kuvaavan signaalin (43), 20. sähköisesti ohjatut neljännet venttiilielimet (29), jotka on jär jestetty sekä estämään että sallimaan ohjauspaineen kyt-keytyminen toisille venttiilielimille (27) ohjausta varten, ··. toisten venttiilielimien (27) asennon muuttamiseksi ko. oh- * · · « ; .·. jauspaineen avulla, ja 25. ohjaimen (36), joka on järjestetty ohjaamaan neljänsiä !*V venttiilielimiä (29) ko. signaalin perusteella. • · · ·* · ·· • ·

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 7 mukainen ohjauskytkentä, tunnettu siitä, että ensimmäiset venttiilielimet (26) ovat monikapasiteet-: 30 timoottorin (9) suhteen sisäinen komponentti. ·»· • · ♦ · *··

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 8 mukainen ohjauskytkentä, tun- ,*„! nettu siitä, että ensimmäinen moottori (7) ja toinen moottori (8) on pyörimisnopeuksien synkronointia varten kytketty mekaanisesti toi- ·.*·! 35 siinsa. ·· • ♦ • · ·»» 119274 17

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 9 mukainen ohjauskytkentä, tunnettu siitä, että ensimmäisen moottorin (7) kokonaiskierrostilavuus vastaa toisen moottorin (8) kokonaiskierrostilavuutta ja ensimmäisen moottorin (7) kierrostilavuus vastaa toisen moottorin (8) kierrostila- 5 vuutta.

11. Patenttivaatimuksen 2, 5 tai 7 mukainen ohjauskytkentä, tunnettu siitä, että kolmannen moottorin (9) puolimoottorit (91, 92) ovat erilaisia verrattuna neljännen moottorin (10) puolimoottoreihin (101, 102). 10

12. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ohjauskytkentä, tunnettu siitä, että ensimmäinen, toinen ja neljäs moottori (7, 8, 10) ovat perinteisiä moottoreita, joilla on vakio kierrostilavuus. 15 * ♦ * ♦ · • ♦ · *·· · • - · *··♦ · · • · · ··♦ • · * « · • · · *·· » • · • · · • · · ··· ♦ • · · • · • · *·· • * » » I * * I ·** · ·** • · ♦ ♦ «·· • · • * · • ·· • ♦ • · • · • · f • ·· • · ··· • · • · • · · 119274 18