DE2060400A1 - Vorrichtung zum Abtrennen von Baumwurzeln - Google Patents

Description

DR. BERG DIPL.-ING. STAPF

8 MÜNCHEN 2, H I LBLESTR ASSE 2O

Dr. Borg D?pl.-Ing. Stopf, 3 München 2, HllblestraBe 20

Unser Zeichen 20 237 D"hm> | g, DSZ, 197Q

Anwaltsakte 20 237

Stiftelsen Skogsmekanisering
Bromma / Schweden

Vorrichtung zum Abtrennen von Baumwurzeln

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abtrennen des Wurzelsystems von einem Baumstamm beim IPällen des Baums, Die Vorrichtung enthält ein am Baumstamm festspannbares Greiferteil und ein Schneiderteil zum Abschneiden der Wurzeln. Die Vorrichtung ist insbesondere zum Anbau beispielsweise an einem Kranausleger eines Traktors, an einer Baumfällmaschine oder einer Stammholzbearbeitungsmaschine geeignet.

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Ein wesentliches Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung, mittels welcher das verwertbare Holz der Stammverlängerung bis zum Boden und in diesen hinein gewinnbar ist, ohne daß das gesamte Wurzelsystem gerodet werden müßte.

Die Erfindung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß das Schneiderteil ein oder mehrere Schneidwerkzeuge enthält, die in Betriebsstellung den Stamm im wesentlichen umschließen,und daß das Schneiderteil relativ zum Greiferteil in Längsrichtung des Stamms bewegbar ist» während das bzw. die Schneidwerkzeuge den Stamm umgibt bzw. umgeben, so daß durch die Bewegung des Schneiderteils das Abschneiden der tfurzeln ermöglicht und somit die Stammverlängerung als zusätzliches verwertbares Holz gewinnbar wird.

Das Schneiderteil kann eine Bodenauflage enthalten bzw. eine solche bilden, welche während der Bewegung des Schneiderteils entlang dem Stamm auf dem Boden aufliegt, so daß die fortdauernde Bewegung des Schneiderteils bei am Stamm festgespanntem Greiferteil eine Kraft erzeugt, die den Stamm anzuheben bestrebt ist bzw. ihn anhebt. Aufgrund seiner Formgebung vermag dieses Schneiderteil für sich beim Niederdrücken auf den den Stamm umgebenden Boden eine solche Kraft aufzunehmen, daß der Stamm gleichzeitig mit dem

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Abschneiden der Wurzeln aus dem Boden gehoben wird. In diesem lall kommt eine besondere Bodenauflage in Wegfall. Zum Bewegen des Stammes gegenüber dem Schneiderteil kann eine Bewegungseinrichtung mit sich auf dem Boden abstützenden Hubeinrichtungen zum Anheben des Baumes bzw.Stamms während des Betriebs der Schneidereinrichtung Verwendung finden. Anderenfalls kann eine Kraftbetätigung zwischen dem Greiferteil und dem Schneiderteil wirksam werden, um diese Teile voneinander wegzubewegen, nachdem das Greifer- ' teil am Stamm festgespannt ist. Dadurch bewirkt die Kraftbetätigung auch die erforderliche Relativbewegung zwischen dem Stamm und dem Schneiderteil.

Das Schneiderteil ist beispielsweise als geschlossener Ring bzw. als geschlossene Muffe mit einer als Schneidkante angeschärften Stirnkante ausgebildet. Die Bedienung ist jedoch erleichtert, wenn es als offene Muffe aus vorzugsweise zwei gelenkig zusammengefügten Hälften ausgebil- ä det ist. Dabei kann jede der Hälften aus mehreren, die Glieder eines Messersystems bildenden Schneidwerkzeugen bestehen oder solche aufweisen. Die Messersysteme sind vorzugsweise an Armen befestigt, welche während des Betriebs zum Stamm hin- und von diesem wegbewegbar sind. Dadurch lassen sich die Messersysteme durch diese Arme zusammenführen, so daß sie den Baumstamm umschließen. Mit den Messersystemen kann eine Spannvorrichtung verbunden sein, um sie fest um den Stamm herum anzuziehen.

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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung, In dieser ist

Fig. 1 eine schematisierte Darstellung der Anordnung der Vorrichtung an einem Kranausleger,

Fig. 2 eine teilweise in senkrechtem Schnitt gezeigte Darstellung der wesentlichen Teile der Vorrichung,

Fig. 3 eine waagerechte Schnittansicht im wesentlichen entlang der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 3a eine senkrechte Schnittansicht eines Ausschnitts aus Fig. 3 entlang der Linie IHa-IIIa in Fig. 3 und

Fig. 4 eine Draufsicht auf das Greiferteil entsprechend im wesentlichen der Linie IV-IV in Fig. 2.

Die Vorrichtung weist zwei Hauptteile auf: ein Greiferteil 1 und ein Schneiderteil 2. Diese Teile sind durch einen oder mehrere hydraulische Zylinderanordnungen 3 zusammengehalten. Das Schneidez'teil 2 liegt tiefer als das Greiferteil 1 und 1st mittels der hydraulischen Zylinderanordnungen 3 diesem gegenüber beweglich.

Die Teile 1 und 2 sind als Einheit auf einem Kranausleger montiert, welcher beispielsweise auf einer Schwenkführung 17 eines Traktors 16 oder dergl. schwenkbar gelagert ist.

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Der Ausleger besteht aus einem in senkrechter Ebene schwenkbar an der Schwenkführung 17 angebrachten Hubarm 18 mit einem daran angelenkten Außenarm 19. Die Höhe des Hubarms 18 ist beispielsweise mittels eines Hydraulischen Hubzylinders 21 einstellbar, welcher mit seiner Kolbenstange 22 an einer Befestigungseinrichtung 23 am Hubarm 18 angreift. In entsprechender Weise ist der Außenarm 19 mittels eines hydraulischen Zylinders 24, welcher an Befestigungen 23 und 25 an den beiden Armen angreift, in senkrechter Richtung verstellbar. Am Außenarm 19 ist ferner ein hydraulischer sogenannter Kippzylinder 26 angelenkt, dessen Kolbenstange 26a über ein Zwischenglied 27 mit dem Außenarm 19 und über ein weiteres Zwischenglied 42 mit einer Halterung 20 verbunden ist, welche ihrerseits um einen Zapfen 20a drehbar am Außenarm 19 gelagert ist. Die Halterung 20 bildet einen Teil des Greiferteils, welches nachfolgend beschrieben ist.

Das Greiferteil 1 weist hydraulisch betätigte Greiferarme 4a, 4b, 4c auf, die den Stamm T ergreifen und an einen Gegenhalt 4d pressen. Die Greiferarme 4a, b und c haben vorzugsweise große Auflageflächen oder Festspannplatten zum Anlegen an den Stamm, so daß eine beträchtliche Kraft anwendbar ist, ohne daß der Flächendruck stark genug wird, um das Holz zu zerquetschen. Die Auflageflächen sind vorzugsweise ferner mit waagerechten Rippen oder dergl. ver-

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sehen, welche eine Axialbewegung des Stamms T im Greiferteil verhindern.

Die Greiferarme 4a und 4b sind oben und unten am Greiferteil im wesentlichen in einer gemeinsamen senkrechten Ebene angeordnet und der Greiferarm 4c in einer Höhe dazwischen. Der Gegenhalt 4d liegt den Armen 4a und c in Bezug auf den Stamm T gegenüber. Der Winkelabstand der Greiferarme 4a, b, c und des Gegenhalts 4d zueinander beträgt vorzugsweise etwa 120°. Die Greiferarme 4a, b, c sind um senkrechte Wellen 34 schwenkbar gelagert und mittels hydraulischer Zylinder 32a, 32b, welche über Ansätze 33a, 33b ihrer Kolbenstangen an den entsprechenden Greiferarmen 4a, b angelnkt sind, unter dem erforderlichen Druck an den Stamm T anlegbar. Somit lassen sich an den Enden der Greiferarme 4a, b, c angeordnete Druckplatten 5a, b, c unter Druck an den Stamm T anlegen und dabei der Dicke des Stamms anpassen. Wie in Fig. 4 dargestellt, läßt sich sogar ein dünner Baumstamm T1 festspannen. Der Gegenhalt 4d mit der Druckplatte 5d ist fest angebracht und dient so als Widerlager.

Die hydraulische Zylinderanordnung 3 enthält in der dargestellten Ausftihrungaform drei hydraulische Zylinder 3, 3a. Der Zylinder 3 hat eine größere Querschnitt3i'Läohe aLu die beiden Zylinder 3a. Einer der schmaleren Zylinder 3a

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ist über die Kolbenstange 13 und einen Kolbenstangenansatz 14 mit einem Bolzen 15 an einem Joch 12 angeschlossen. Das Joch 12 ist mittels Bolzen 10a, 10b und den Kolbenstangenansätzen 14 entsprechenden Befestigungsteilen 9a, 9b an mit den Druckplatten 5a* 5b verbundenen Armen 8a, 8b befestigt. In dieser Weise ist die Hubkraft eines der kleineren Zylinder 3a über das Joch 12 auf die Druckplatten 5a, 5b übertragbar. Gleichzeitig wird die Hubkraft des anderen hydraulischen Zylinders 3a mit kleinerem Durchmesser über den Kolbenstangenansatz 9c, den Bolzen 10c und die Arme 8c auf die Druckplatte 5c übertragen. Die durch die Greiferarme 4a, 4b, 4c ausgeübten Kräfte werden über Kugelgelenke 6a, 6b, 6c auf die Druckplatten 5a, 5b, 5c übertragen. Der größere hydraulische Zylinder 3 übt über einen Kolbenstangenansatz 36a und einen Bolzen 36b eine Kraft auf die Halterung 35 aus. Die Halterung 35 ist starr an einer aus den Platten 35a, 35b und Rohren 35c und 35d gebildeten Konstruktion befestigt. Die Rohre 35c, 35d, 1c | und 1f bilden zusammen mit Platten 35a, 35b, 1a, 1b, 1c und 1d den Rahmen des Greiferteils.

Die Kraftübertragung von den Zylindern 32a, 32b auf den Greiferarm 4c erfolgt über eine Welle 31, welche am Zylinder 32a, an der Halterung des Zylinders 32b und am Greiferarm 4c angelenkt ist. Die drei Zylinder 3 und 3a sind mit ihren unteren Enden sämtlich an Halterungen 3c auf dem

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Rahmen 2a des unterhalb angeordneten Schneiderteils 2 angelenkt. Wird also den hydraulischen Zylindern 3, 3a ein Druckmittel zugeführt, so ist das Schneiderteil 2 bestrebt, sich abwärts zu bewegen, und das Greiferteil, sich aufwärts zu verschieben.

Das Schneiderteil 2 enthält Arme 46 und 47, die in Wellenzapfen 48, 49 schwenkbar geführt sind. Die Schwenkbewegung erfolgt mittels hydraulischen Zylindern 50, 51, welche zwischen Halterungen 52 bzw. 53 auf einem beweglichen Schlitten 54 und Anlenkstellen 55» 56 an den Armen 46 bzw. 47 angeordnet sind. Der Schlitten 54 ist in Schienen 57, 58 beweglich und mittels hydraulischen Zylindern 59, 60 vorwärts und rückwärts verschiebbar. Die Zylinder 59, 60 sind einerseits an Halterungen 59a, 60a auf dem Rahmen 2a und andererseits mittels ihrer Kolbenstangen an Halterungen 59b, 60b auf dem Schlitten 54 angelenkt.

An den Greiferarmen 46, 47 sind zwei Messersysteme 61 bzw. 62 angeordnet. Diese bestehen aus gelenkig zusammengefügten Gliedern mit abwärtsgerichteten Schneidkanten 63. Die Messersysteme sind jeweils mit einem Ende an Endgliedern 64 bzw. 65 angeüsnkt, welche ihrerseits fest an den einander abgekehrten Enden der Arme 46 bzw. 47 befestigt sind. Mit den anderen Enden 3ind die Messersysteme an einem Verbindungsglied 66 angelenkt, welches in der Mittelebene

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2b des Schneiderteils 2 waagerecht bewegbar ist. Diese Bewegung relativ zum Schlitten 54 ist mittels eines hydrau lischen Zylinders 68 mit einer Kolbenstange 68a zum Festziehen der Messersysteme 61 und 62 bewirkbar, so daß die Messersysteme fest um Stämme verschiedenen Durchmessers an legbar sind. Ein starr befestigtes, gewölbtes Messer 67 mit nach unten hervorstehender Schneidkante 63 dient als Gegenhalt für den Stamm und bewirkt den Abschluß der Um-Schließung des Stamms durch mit Schneidkanten versehene Messerelemente.

Das Schneiderteil 2 ist ferner mit einer geeigneten Sägeoder Schneidvorrichtung versehen, die in der Zeichnung als sogenannte Schwenkführung ausgebildet ist, mit einer Sägekette 71f die über entsprechende Antriebsübertragungen durch einen Motor 70 angetrieben ist. Die Kette 71 läuft über ein Kettenrad 70c und ein durch den Motor angetriebenes Kettenrad 70a. Diese sind an einem Schwenkarm 70b gelagert, welcher mittels der Kolbenstange 69a eines hydraulischen Zylinders 69 schwenkbar ist. Der Zylinder 69 ist an einer Halterung 69b auf dem Rahmen 2a angelenkt. Durch Betätigung des hydraulischen Zylinders 69 läßt sich die Kette 71 mit der erforderlichen Kraft gegen den Stamm bewegen.

Die aus den Teilen 1 und 2 gebildete Einheit ist um einen

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waagerechten Zapfen 41 schwenkbar, um sie der Neigung eines Baumstamms anpassen zu können (Fig. 2). Nach der Anpassung ist die Schwenkbewegung mittels der im folgenden beschriebenen Bremseinrichtung blockierbar. Der Zapfen 41 ist im Rahmen 1a des Greiferteils 1 befestigt und trägt eine Bremsscheibe 39. An diese sind Bremsschuhe 38 anlegbar, welche um Zapfen 40a auf Armen 37 schwenkbar gelagert sind. Die Arme 37 sind ihrerseits um Zapfen 40 schwenkbar und mittels der Kolbenstange eines hydraulischen Zylinders 37a betätigbar, wobei die Bremsschuhe 38 mittels eines Kolbenstangensatzes 37b gegen die Bremsscheibe 39 gepreßt bzw. vöin dieser abgehoben werden. Zum Ergreifen eines Baumstamms soll die Einheit aus Teilen 1, 2 schwenkbar sein, wozu die Bremse gelöst und der Zapfen 41 somit freigegeben sein muß. Das gleiche ist der Fall, wenn das die Einheit aus Teilen 1 und 2 tragende Gerät auf schräger Unterlage steht. Der Zapfen 41 ist in einem Kastenrahmen 45 gelagert, welcher seinerseits an der durch Verstärkungsflansche 44 versteiften und mittels des Zapfens 20a am Außenarm 19 angebrachten Halterung 20 befestigt ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:

Bei geöffneten Greiferarmen 4a, 4b, 4c des Greiferteils, in eingezogener Stellung befindlichen Zylindern 3» 3a, 50, 51, 59t 60 und in ausgefahrener Stellung befindlichem Zylinder 68 wird die Vorrichtung so ausgerichtet, daß ein

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Baumstamm sich zwischen den Greiferarmen 4a, 4b, 4c des Greiferteils 1 und den Armen 46 und 47 des Schneiderteils 2 "befindet. Zum Fällen des Baums soll das Schneiderteil in einer solchen Höhe angeordnet sein, daß die "Wurzelverdikkung des Stammes diesen noch nicht so stark konisch werden läßt, um weiteren Transport usw. des Holzes zu erschweren. Durch Zusammenführen der Greiferarme 4a, b und c im Greiferteil 1 und der Arme 46 und 47 des Schneiderteils 2 wird der Baum nun festgespannt. Anschließend wird der Schlitten 54 rückwärts "bewegt, bis die Glieder 64 und 65 und das Messer 67 in Anlage an:der Außenfläche des Baumstamms kommen. Darauf wird das Glied 66 mittels des Zylinders 68 zurückgezogen, um die Messersysteme 61 und 62 zu strecken und in Anlage am Stamm zu "bringen«

Anderenfalls kann der Stamm zunächst auch nur durch das Schneiderteil 2 umschlossen werden, worauf dann die gesamte Vorrichtung so weit wie möglich gesenkt wird und darauf | erst die Greiferarme 4a, b und c des Greiferteils geschlossen werden.

Anschließend werden die Zylinder 3 und 3a gleichzeitig ausgefahren, so daß das Schneiderteil 2 abwärts gepreßt wird, wobei die Messersysteme 61 und 62 zusammen mit dem Messer 67 mit den Schneidkanten 63 die Wurzelhalsverdikkung am Stamm und möglicherweise auch einige der Seitenwur-

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zein abschneiden. Hat dann das Schneiderteil 2 die Bodenoberfläche erreicht, so "bewirken die Zylinder 3» 3a einen hohen Auflagedruck des Schneiderteils 2 auf dem Boden, wobei sich am Greiferteil 1 eine derart große aufwärtsgerichtete Kraft ergibt, daß der Baum aus dem Boden gezogen wird, wobei die Seitenwurzeln durch die Messersysteme abgeschnitten werden. Das Herausziehen kann durch den Kranausleger mit den Armen 18, 19 oder durch ein zusätzliches Hebezeug unterstützt werden. Sobald nun die Bedienungsperson feststellt, daß das gesamte verwertbare Holz über die waagerechte Ebene, in der die Kettensäge 71 angeordnet ist, emporgezogen ist, werden die übrigen Wurzeln mittels der durch den Zylinder 69 bewegten Säge 71 abgetrennt.

Der Stamm ist nun lediglich durch das Greiferteil gehalten und hat den Großteil seiner Wurzeln im Boden zurückgelassen·

In einer abgewandelten Ausführung können die senkrechten Wurzeln durch zwei hydraulisch betätigbare, in waagerechter Ebene scherenartig aufeinander zu schwenkbare Klingen abgetrennt werden«,

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Claims (11)

Patentansprüche :

1. Vorrichtung zum Abtrennen des Wurzelsystems von einem Baumstamm beim Fällen des Baums, mit einem am Baumstamm festspannbaren Greiferteil und einem Schneiderteil zum Abschneiden der Wurzeln, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneiderteil (2) ein oder mehrere Schneidwerkzeuge (61,62,67) enthält, das bzw. die in Betriebsstellung den ^ Stamm (CD) im wesentlichen umschließen, und daß das Schneiderteil relativ zum Greiferteil (1) in Längsrichtung des Stamms bewegbar ist, während das bzw. die Schneidwerkzeuge den Stamm umgibt bzw. umgeben, so daß durch die Bewegung des Schneiderteils das Abschneiden der Wurzeln ermöglicht und somit zusätzliches verwertbares Holz in Form einer Stammverlängerung gewinnbar wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneiderteil (2) eine Bodenauflage aufweist " oder bildet, welche bei der Bewegung des Schneiderteils in Längsrichtung des Stammes in Auflage auf dem Boden ist, so daß durch fortgesetzte Bewegung des Schneiderteils bei am Stamm festgespanntem Greiferteil (1) ein den Baum anzuheben bestrebter bzw. den Stamm anhebender Schub bewirkbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn-

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zeichnet, daß eine Kraftbetätigung zum Bewegen des Stamms (T) gegenüber der Schneidkante (63) des Schneiderteils (2) sich auf dem Boden abstutzende Hubeinrichtungen (3,3a) zum Anheben des Baums bei in Betriebsstellung befindlichem Schneiderteil (2) aufweist«

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kraftbetätigung zwischen dem Greifer- und dem Schneiderteil zum Auseinanderbewegen der beiden Teile nach Festspannen des Greiferteils am Baumstamm wirksam ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftbetätigung eine oder mehrer Hubeinrichtungen, vorzugsweise in Form von zwischen dem Greifer- und dem Schneiderteil angeordneten, mit Kolben versehenen hydraulischen Zylindern (3»3a) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Stamm (T) im wesentlichen umschließenden Schneidwerkzeuge (61,62,67) so geformt sind, daß damit Teile der Wurzelhalsverdickung des Baumstamms abtrennbar sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneiderteil (2) Schneidwerkzeuge (61,

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62,67) mit abwärtsgerichteten Schneidkanten (63) aufweist.

8. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidwerkzeuge (61,62) Glieder von in Schwenkarmen (46,47) gehaltenen Messersystemen bilden, wobei die Schwenkarme zur Zusammenführung des Messersystems um einen Baumstamm herum zum
Stamm hin und von ihm weg schwenkbar sind,

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Messersysteme (61,62) zur Erleichterung des festen Anlegens um einen Baumstamm herum mit einer Zugeinrichtung (66,68) verbunden sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Schneiderteil (2) ein Messer (67) starr befestigt

ist, mittels dessen die Messersysteme (61,62) über der ^

Verbindungsstelle mit der Zugeinrichtung (66,68) überbrückt sind.

11. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine quer zum
Baumstamm wirkende Schneid- oder Sägeeinrichtung (70,71)
aufweist, mittels welcher beim Anheben des Baumstamms ohne Abtrennung durch das Schneiderteil (2) mitgeführte Wurzeln abtrennbar sind·

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