Omavalmisteisella alusterällä metsäperävaunun irrotuskerrat minimiin – laitteella onnistuvat myös metsäteiden auraukset

Yhden traktorin metsätilalla auraukset aiheuttavat omat kuvionsa, eli perävaunupaketin jatkuvaa irrotusta lingon tieltä. Ratkaisuksi hautui idea metsäperävaunun alusterästä. Kuva: Tommi Hakala

• Ideana vähentää tarvetta irrottaa metsäperävaunua aurauksien vuoksi.
• Toteutus mahdollisimman yksinkertaisena.
• Mahdollisuus käyttää omalla painolla tai nosturin puomiston painolla hydraulisesti painottaen.

”Taas tulee lunta ja täytyy lähteä auraamaan” on useampana talvena ollut aamun avaus. Ja siihen on sisältynyt tekemisen tuskaa, sillä ennen metsätöihin pääsemistä pitää irrottaa metsäperävaunu traktorista ja suorittaa pikaiset auraukset. Monta kertaa oli tullut mieleen 1990-luvulla näkemäni laite, jossa perävaunuun oli asennettu alusterä. Vastaavia on myös teollisesti valmistettu ja valmistetaan edelleen maansiirtovaunuihin ja moniin mönkijän metsäperävaunuihin.

Turkulaisen jääkiekkovalmentajan suomennettu kommentti tikitti takaraivossa ja idea jalostui vuosien saatossa. Hienouksiin karanneet mieliteot piti unohtaa, ettei lopputuloksena olisi kallis ja monimutkainen rakenne. Eli oleellista oli, että alusterän asennus ja käyttöönotto pitää olla erittäin nopeaa ja notkeaa.

Ahaa-elämys syntyi, kun aivomyrskyn hetkellä osuivat silmiin Patu-metsäperävaunussa olevat kuormaajan jalustan vetovarsien korvakkeet. Vaunuun kiinnitettynä nämä nosturin korvakkeet olivat sopivalla korkeudella, vapaana muuhun käyttöön ja riittävän tukevasti toteutetut. Siispä otin ne toteutuksen lähtökohdaksi.

”Pohjolan Liikenteen” halliin, eli taivasalle vanhan riihen raunioille olin unhoittanut konepajan romulavalta ostettuja teräskehikoita. Niiden U-palkit loivat oivan lähtökohdan mitoituksille. Puretuista kehikoista totesin pidempien sopivan vetoaisoiksi, lyhyitä yhteen liittämällä taasen muodostuisi teräpalkki. Ja muuten: paljon vähemmällä pääsee, jos ostaa palkit valmiiksi oikean mittaisina...

Lyhyiden pätkien liitoskohtiin jätin kehikoissa olleita U-palkkia jäykistäviä lattoja, jotka estävät palkin kiertymistä, mutta eivät estä kulutusterän kiinnittämistä läpipulttaamalla. Ja avoimet U-palkit vetoaisoina taasen mahdollistavat kiertymisen, jolloin terä seuraa paremmin tienpinnan muotoja. Liian jäykkä rakenne olisi selkeä ongelma.

Romulaatikoista löytyivät tarvittavat vahvikelaput. Teriksi olikin valmiina netin myyntitoreilta pari vuotta aiemmin löytyneet, käyttämättömät 305-jaon hammasterät. Ainoa mitä piti ostaa, olivat järeämmät versiot Cat2-vetovarrenpäistä.

Kannattaa kerätä rakennustarvikkeita, vaikka niille ei heti käyttöä olisikaan. Projektissa ainoat ostettavat komponentit olivat hitsattavat Cat2-vetovarren päät. Kuten tuttu twitteristi on todennut: ”Raudassa ei ole raha hukassa.” Kuva: Tommi Hakala

Tasaisella paikalla määritin ensimmäisenä teräpalkin asentoa. Tavoite oli, että vaunun kulkuleveys ei suurenisi. Ja hupsista keikkaa, 250 senttinen teräpalkki asettui sopivan auraavaan asentoon ja se ulottuu 10 senttiä vaunua leveämmälle. Pieni lapsus sattui tässä vaiheessa, sillä palkin etäisyydessä teliin nähden unohtui telin sijantivaihtoehto lähimpänä sermiä...siinä tilanteessa terä ei voi olla käytössä. Kuva: Tommi Hakala

Vetoaisojen mitoitus vaati useamman kohdan huomioimista. Palkkien nousutilaa ylöspäin tulee olla riittävästi, jotta teräpalkki nousee aivan runkopalkkiin asti. Tällöin maavaraa on sen verran, että terä saa olla piha-alueilla ja teillä puita ajettaessa paikoillaan. Vetoaisojen asennoksi asetin apukorokkeilla toisiaan vastaavan korkeuden. Alkuideana oli hitsata aisojen väliin kouralle nostopalkki, jolla myös puomiston painoa olisi voinut käyttää painottamiseen. Kuva: Tommi Hakala

Kun palkit olivat irrallaan ja teräpalkissa porattuna reiät kulutusterille, alkoi mitoitustyö. Yhdistelmä ajettiin pihalla tasaiselle kohdalle ja asetin teräpalkin vaunun alle. Sen vinouden määritti 2 X 122 cm kulutusterän 244 cm kokonaispituus, sovitettuna vaunun 200 cm:n leveyteen.

Alusterän työleveydeksi tuli 220 cm, eli 10 cm levitystä per puoli. Näin se ei liiaksi levennä vaunua konehallissa, eivätkä teräpalkin päät osu tienvarren esteisiin – kyseessä on kuitenkin kevytrakenteinen keksintö, ei maapallon muokkaukseen tarkoitettu jyrsinterä.

Asetin teräpalkin 5 cm korokkeiden päälle, jolloin ne vastasivat hammasterän hampaiden korkeutta. Tämä oli oleellista, sillä alaviistoon suunnattuihin vetoaisoihin kiinnitetyn palkin kallistuskulma muuttuu noustessa ja laskiessa. Nyt aurauskorkeudessa teräpalkki vastasi perävaunun akseliston määrittämää tienpinnan kallistusta.

Vetoaisoihin hitsasin kiinni vetovarrenpäät. Vetoaisat hitsattiin kiinni hieman kiinnitystappilinjaa alemmas, näin aisat sopivat nousemaan vaakasuoraan (osuisivat muutoin kuormaajan jalustan rakenteisiin). Ja samalla teräpalkki nousee lähes kiinni perävaunun runkopalkkiin.

Järeämmän version Cat2-vetovarrenpäät hitsattiin vetoaisojen päihin. Ne oli hitsattava yläreunaan, jotta vetoaisat mahtuvat liikkumaan kuormaajan tukijalkojen vieressä. Pallonivel-tyyppinen ratkaisu oli pakollinen, sillä holkkityyppinen estäisi vetoaisojen vapaata kiertoa ja siitä syystä niiden hitsaukset olisivat taatusti revenneet. Kuva: Tommi Hakala

Hitsasin teräpalkin kolmesta palasta yhdeksi kokonaisuudeksi. Pituuden määrittivät varastosta löytyneet 122 senttiset kulutusterät (305 mm reikäjako). Koska varastossa lojuu sileämpi terä 290 mm reikäjaolla, myös sille porattiin omat 16 mm reiät. Kulutusterät toimivat myös teräpalkin osittaisina jäykisteinä ja pelkässä aurauskäytössä sileätkin terät toimisivat. Mutta nyt tarkoitus on myös karhentaa. Kuva: Tommi Hakala

Kun mitoitus oli suoritettu, asetin verstaalla osat tukien varassa aiemmin päättämääni asentoon. Ja varmuuden vuoksi ensimmäisten heppausten jälkeen käytin kokonaisuuden kertaalleen vaunussa ja tarkistin liikeradat.

Aisat liitettiin teräpalkin takapuolelle, pystyasentoon hitsatuilla U-palkin pätkillä. Lisäksi hitsasin liitoskohtiin vahvikelevyjä – huomioiden sen, että vetoaisat kiertyvät käytössä. Siksi vetoaisat yhdistettiin teräpalkkiin joustokohtien päättymiskohdissa vinoilla hitsauksilla.

Terän tukirakenteiden joustavuus näkyi jo ensimmäisessä asennuksessa vaunuun, sillä teräpalkkia sai nostaa toisesta päästä kouralla 15 cm ennen kuin toinen pää keveni. Jotta kokonaisuus olisi sivusuunnassa riittävän tukeva, vetoaisojen väliin pulttasin vinotueksi järeän latan. Kiinnitys tehtiin pulttaamalla siksi, että joustavuus säilyi.

Teräpalkki kiinnitettiin vetoaisoihin pystyasennon U-palkinpätkillä. Näin teräpalkin alareuna saatiin tukeutumaan vahvasti vetoaisoihin. Lyhyistä palkinpätkistä koostettu teräpalkki on sopivan tukeva ja liitoskohtiin jäi alkuperäiset tukilatat. Niiden ansiosta liitoshitsauskin kiertää palkin ympäri. Verstaan lattialla suoritettiin esikoonta, tukipukkien varassa. Kuva: Tommi Hakala

Heppaamalla esikoottu alusterä varmuuden vuoksi käytettiin vielä kerran vaunussa kiinni, jotta mahdolliset virheet paljastuisivat. Mitoituksessa kun oli huomioitava muun muassa tukijalkojen yläasennon tilavaatimus, sekä myös ensimmäisen pankon ja sermin paikat. Patun kuormaajan jalustan vetovarrenkorvakkeet lienevät kevyeen käyttöön riittävän tukevat... Kuva: Tommi Hakala

Alkuperäinen idea oli nostaa teräpalkkia kuormaajan puomin avulla. Ja koeajossa näin tehtiinkin: kiersin nostopuomin yli 3-metrinen nostoliinan ja teräpalkki nousi hienosti ilmaan puomistolla nostamalla. Mutta nosturin nostovivun sijanti kuljettajan selän takana ei ollut kovin toimiva ratkaisu. Lisäksi, kun kuormaajalle on ohjattu öljyvirtaus, ei myöskään aisaohjaus toimi – hankalaa.

Kun kuurainen pipo päässä konehallin hämärässä hortoillessa turvakengät osuivat maassa murjottaneeseen hydrauliseen työntövarteen, syntyi ahaa-elämys. Nopea tutkailu kertoi, että sen mitoitus mahdollistaisi käytön terän nostoon. Niinpä taas lumisateessa mallintaen syntyivät pahvimallit korvakkeista. Teräpalkin päälle toinen, perävaunun sermin alaosaan toinen.

Hydraulisen työntövarren vetoliike yhdistettiin traktorin ainoaan vapaaseen hydrauliikan kytkentään. Se on yksitoiminen kippiliitäntä, eli sen avulla terää voi nostaa – ei painattaa. Toinen liitäntä kytkettiin vapaaseen paluuseen.

Romulaatikosta löytyi valmiina sermiin hitsattavista korvakkeista alempi. Ylemmän leikkasin teräslevystä. Korvakkeet olivat ainoat muutokset vaunuun, sillä vetoaisoille oli nosturijalustassa valmiina traktoriasennukseen vetovarsille tarkoitetut korvakkeet. Sermin kiinnitys puristusliitoksella runkopalkkiin aiheutti pieniä haasteita, sillä ajoittain sermi lähtee liukumaan pois paikoiltaan. Kuva: Tommi Hakala

Talvella käyttämättömänä oleva hydraulinen työntövarsi valjastettiin alusterän nostoon ja myös painotukseen. Hydrauliikkaletkutus on vedetty letkuspiraalilla niputetuilla irtoletkuilla traktorista. Normaalissa aurauskäytössä sylinterin vetoliike nostaa terän ja männän puolelta on yhteys vapaaseen paluuseen. Sylinterin asento ja sijoitus mahdollistavat myös puiden kuljettamisen terä asennettuna. Kuva: Tommi Hakala

Jotta asennus olisi nopeaa ja helppoa, alusterä on nostettavissa, tai oikeammin liu-utettavissa paikoilleen nosturilla. U-palkeista saa kahmarin kärjillä tukevan otteen ja etummaiset karikat ovat käännettynä pois tieltä vaunun keskilinjalla. Kuva: Tommi Hakala

Hetken kuluttua syttyi kirkasta valkoista valoa antava, pään sisäinen led-lamppu: jospa painatukseen voisikin käyttää hyväksi nosturin puomiston painoa, paine varastettuna nostosylinteriltä? Patu 525 -kuormaajan puomiston kaksinkerroin taittuva ja kompakti kuljetusasento sopii siihen hyvin.

Niinpä työntövarren työntävän puolen liittimelle toteutettiin vaihtoehtoinen liitäntä nostosylinterin letkutukseen. Sen kautta vähänkin ala-asennosta nostetun puomiston painetta siirtyy nostosylinterin männän puolelta työntövarren männän puolelle. Ja koska nostolle on nosturiventtiilistössä uiva asento, se kytkemällä painatus poistuu.

Hydrauliset kytkennät on muutettavissa yhden letkun kytkentäpisteen muutoksella. Kun terän sylinterin männän puoleinen linja on kytkettävissä punaisen nuolen osoittamaan liittimeen (vapaa virtaus vaihteistokoteloon), ei käytössä ole painatusta. Kun letku kytketään sinisen nuolen osoittamaan liittimeen, männän puoli yhdistyy nosturin nostosylinteriin ja painatus on mahdollista. Silloin puomiston nostosylinterin varren puoli kytketään vapaaseen paluuseen, jotta puomisto pääsee vapaasti nousemaan. Kuva: Tommi Hakala

Painatuksen voi rajata korkeussuunnassa siten, että kun terä on laskettu maahan, puomistoa nostetaan ala-asennosta vain hieman. Sen jälkeen alusterän sylinterin painetta vapautetaan yksitoimisella venttiilillä, jolloin alusterä painuu alaspäin. Sen jälkeen alemmas laskiessa painatusta ei ole, mutta ylöspäin nousua painatus estää kovassa polanteessa – kuten liittymien kovissa aurauspalteissa.

Ja tiukimmissa paikoissa terään kohdistuva nostovoima nostaa vastapainona nousevaa nosturia ylöspäin. Jotta puomisto pääsee vapaasti nousemaan ylöspäin, sen nostosylinteri muutetaan letkuliitännällä yksitoimiseksi.

Ilman kuormaa terää saa nosturin puomiston painolla tarvittaessa painotettua niin paljon (eli aivan liikaa), että telin pyörät kevenevät, eikä vaunu auratessa pysy tiellä. Malttia on oltava.

Jos painatusvoiman kanssa on varomaton ja terän päästää lasketumaan vapaasti alaspäin, voi yllätys iskeä. Nosturin puomiston antama painotusvoima on enemmän kuin riittävä. Terät voivat purra todella napakasti jäähän ja koko vaunu voi hypätä sivuun tai ojaan. Toisaalta tämä ominaisuus toimii myös varojärjestelmänä, koska minkäänlaista paineakkua ei ole, vain puomiston mahdollisuus nousuun.  Kuva: Tommi Hakala

Ensimmäiset koevedot kertoivat, että idean jalostamiseen kulunut aika – 25 vuotta – oli ollut tarpeen. Etenkin monimutkaisuuden estäminen onnistui, ja nyt pienemmät auraukset onnistuvat pienellä asennustyöllä. Lisäksi metsätyömaalle ajettaessa voi aurata menosuunnan, irrottaa terän työmaalla ja palatessa aurata toisen puolen.

Linkoukseen nähden myös polttoaineenkulutus on vähäisempää, ajonopeutta voi pitää korkeampana. Lisäksi nivelaisalla terän saa pihapiirissä kulkemaan tarkasti halutulla linjalla. Positiivinen yllätys oli kaarrekäyttäytyminen. Ulkokaarteen puolelle aurattaessa teräpalkki käyttäytyy päinvastoin kuin takalevy – kaarteen säteeseen nähden jyrkemmäksi asettuva alusterä auraa lunta tehokkaasti.

Teräpalkin mataluus ei haittaa pakkaslumella, vielä 15 senttinen lumikerros lähtee riittävän puhtaasti pois. Ja samalla pinta karhenee vähemmän liukkaaksi. Niinpä terällä ajoittain tehdyt auraukset poistavat sopivasti lingon jättämää polannetta.

Kesällä terää tullaan todennäköisesti käyttämään kevyissä tasoitustöissä ja lanauksissa. Mutta järki on oltava päässä, sekä traktorista neliveto kytkettynä pois, purentaa voi muuten olla liikaa. Koska toteutus on yksinkertainen ja romuvarastossa on yhä tavaraa, saatan tehdä kippilavavarustukseen oman, poikittain olevan tasausterän. Sen avulla saisi tien pintaan kipatut maat paluukerralla tasattua pompottamattomaan muotoon. Ja tasaisuutta toisi se, että tämä kahden kaukana toisistaan olevan akseliston välissä oleva teräratkaisu käyttäytyy kuin tiekarhussakin.

Piha-alueilla aisaohjauksella saa aurattua tarkasti kaarrokset ja seinänvierustat. Teräpalkin korkeus kaarevilla kulutusterillä on hieman yli 20 senttiä, mikä riittää 10–15 sentin lumikerroksen auraamiseen pakkaskelillä. Nuoskalumella lunta alkaa jumiutua vetoaisojen ja välitukena toimivan tukitangon yhteyteen. Kuva: Tommi Hakala

Kaarteissa aisaohjauksella teräpalkin saa kulkemaan jyrkissäkin mutkissa aivan ojan reunaa hipoen. Ja terän kulma kaarteen säteeseen nähden on todella jyrkkä, eli lumen auraantuminen paranee. Tilanne on siis aivan päinvastainen verrattuna takalevyyn.  Kuva: Tommi Hakala

Myös sisäkaarteen puolelle aurattaessa aisaohjauksella saa lumen siirtymään aivan perävaunun telin pyörien viereen. Aisaohjaus suorassa asennossa tilanne paranee entisestään. Koska alusterä on lähellä nosturia, sen kulkureitin näkee ohjaamosta hyvin. Keskellä mutkaa voi myös pysähtyä ja aisaohjauksella työntää lumipenkkaa ojaan, esimerkiksi keväisten sulamisvesien aukoiksi. Kuva: Tommi Hakala

Kääntämällä vaunun aisaohjauksen aivan laitaan, voi aurata aivan ojanpenkkoja hipoen. Eikä ole vaaraa, että traktori putoaisi ojaan. Tämä mahdollistaa keväällä myös aurausvallien siirtämistä ojiin päin. Teräpalkissa on valmiita reikiä, eli kevätkäyttöön terään voisi toteuttaa pultattavan ”penkkaterän.” Kuva: Tommi Hakala