DE2133965A1

DE2133965A1 - Baumerntemaschine mit Einrichtung zum Entfernen der Äste

Info

Publication number: DE2133965A1
Application number: DE19712133965
Authority: DE
Inventors: Raymond Louis Tremont; Oldenburg Dorrance Peoria; 111. Moser (V.StA.)
Original assignee: Caterpillar Tractor Co., Peoria, 111. (V.StA.)
Priority date: 1970-07-27
Filing date: 1971-07-08
Publication date: 1972-02-03
Also published as: CA922608A; US3717185A

Description

Hamburg, den 15. Juni 1971

Priorität: 27. Juli 1970, USA, Ser.No. 58467

Anmelder;

Caterpillar Tractor Go.
Preoria, 111., USA

Baumerntemaschine mit Einrichtung zum Entfernen der Äste

Die Erfindung bezieht sich auf eine Baumerntemaschine mit einer Entästungseinrichtung. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Baumerntemaschine, die eine Förder- oder Durchsatzvorrichtung enthält, zu der eine Vorrichtung zum Greifen der Bäume und zu ihrer Axialbewegung durch die Entästungseinrichtung hindurch gehört. Die Baumerntemaschine kann ferner noch zusätzliche Einrichtungen enthalten, mit denen die Bäume weiter behandelt werden können. Im einzelnen weist die erfindungsgemäße Baumerntemaschine vorzugsweise noch eine Schereinrichtung auf, welche der Einrichtung ermöglicht, aufrecht stehende Bäume zu fällen oder zu schneiden und sie in von den Ästen befreite Abschnitte zu zerlegen·

Es ist■an sich bekannt, in einer Baumerntemasehine eine Anordnung mit einer biegsamen Klinge zu verwenden, um den Baum

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zu umschließen und die Iste zu entfernen. Z.B. zeigen verschiedene Druckschriften die Verwendung einer einzelnen "biegsamen Klinge, die um den Baum herumgeschlungen ist und deren Enden miteinander verbunden sind, wobei der Baum axial durch die Schlinge hindurchbewegt und durch die Schneidkanten der biegsamen Klinge abgeästet wird.

Die Erfindung ermöglicht verschiedene Verbesserungen im Vergleich zu den· bekannten Anordnungen. Insbesonde-re weist W die erfindungsgemäße Entastungseinrichtung eine besonders einfache und gedrängte Bauweise auf, die ihre Anordnung an einer Baumerntemaschine erleichtert. Zusätzlich sucht die erfindungsgemäße Einrichtung die Spannungen zu verringern, die aus der gegenseitigen Einwirkung zwischen Einrichtung und Baum entstehen. Gleichzeitig wird die Gefahr verringert oder ganz beseitigt, daß die Abästeinrichtung sich auf dem Baum festfrißt, wodurch die vorgesehene richtige Bewegung des Baumes durch die Einrichtung gestört würde.

Die Erfindung bezweckt daher die Schaffung einer Baumerntemaschine mit Abästeinrichtung, bei der mindestens einer der vorerwähnten Vorzüge verwirklicht ist.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht in der Schaffung einer Abästeinrichtung, die eine verhältnismäßig gedrängte Bauweise zeigt und ein Festfressen der Einrichtung auf dem Baumstamm zu verhindern sucht. Zur Lösung dieser Aufgabe sind zwei biegsame Klingen mit einem Ende an einem Rahmen

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befestigt und an ihren freien Enden durch Kraftantriebsmittel betätigt, die die Klingen auseinanderspreizen, um den Baum dazwischen aufzunehmen, und danach die .freien Enden der Klingen überlappen, um so eine im wesentlichen kontinuierliche Schneidkante um den Baum herum zu bilden, wobei beide Klingen in ständige Berührung mit dem Baum gedruckt werden, während dieser axial durch die Einrichtung hindurchbewegt wird. Die Klingen sind vorzugsweise versetzt zueinander angeordnet, um den Eingriff mit dem gesamten Umfang des Baumes zu ermöglichen.

Nach der Erfindung wird weiter'eine neue Abästeinrichtung zusammen mit einer Durchsatzvorrichtung verwendet, die auf demselben Rahmen in Flucht mit der Abästeinrichtung angeordnet ist und die Bäume ergreift und sie axial durch die Abästeinrichtung hindurchbewegt. Die Durchsatzvorrichtung weist hierzu eine endlose Führungsbahn auf, die mit dem Baum in Eingriff tritt und ihn durch die Abästeinrichtung hindurchbewegt. Eine solche Kombination hat sich als besonders wirksam bei der Bearbeitung von Bäumen erwiesen, da die Durchsat zvorrichtung einen Baum wirksamer erfaßt und ihn axial durch die Einrichtung hindurchschiebt, während die Abästeinrichtung ein Festfressen auf dem Baum zu vermeiden sucht. Die Kombination der erfindungsgemäßen Abästeinrichtung und der Durchsatzvorrichtung erleichtern in fortschrittlicher Weise den Abästvorgang. Die erfindungsgemäße Abästeinrichtung ist entweder für sich allein oder in Verbindung mit der besonderen, bereits erwähnten Fördervorrichtung zur Anordnung auf einer Baumerntemaschine besonders gut geeignet,

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wie weiter unten noch ausführlich erläutert wird.

Eine er-findungsgemäße Abästeinrichtung als Teil einer Baumerntemaschine , die vorzugsweise auch eine Durchsatζvorrichtung zum Erfassen und zur Axialbewegung der Bäume durch die Abästeinrichtung hindurch und eine Schervorrichtung enthält, welche die Erntemaschine zum Schneiden der stehenden Bäume befähigt, weist ein Paar biegsamer Klingen auf, das aus schwenkfähig verbundenen Elementen besteht, von denen jedes eine geschärfte Kante hat, wobei die biegsamen Klingen mit ihrem einen Ende gegeneinander versetzt an einem Rahmenglied befestigt und die freien Enden der Klingen mit an dem Rahmen angelenkten Hebeln verbunden sind, die durch einen Hydraulikmotor gesteuert werden, um die Klingen Äur Aufnahme eines Baumes zu trennen und sie dann zu überlappen, um eine im wesentlichen kontinuierliche Schneidkante um den Umfang des Baumes herum zu bilden.

Weitere Vorzüge und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, in denen eine'bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beispielsweise erläutert und dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer an einem Fahrzeug anzuordnenden Baumerntemaschine mit einer erfindungsgemäßen Abästeinrichtung und einer Schereinrichtung und einer Durchsatz- oder Fördervorrichtung zum Greifen und axialen Bewegen von Bäumen durch die Abästeinrichtung,

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Pig. 2 eine Draufsicht auf die Äbästeinrichtung nach Fig. 1,

Fig. 5 eine Ansicht eines Schnittes entlang der Linie III — III der Fig. 2 zur Veranschaulichung der baulichen Anordnung von zwei biegsamen Klingen, die jeweils eine Mehrzahl aneinander angelenkter Elemente aufweisen, und

Pig. 4 eine Seitenansicht eines der Elemente einer biegsamen Klinge nach Fig. 3·

Eine bevorzugte Ausfuhrungsform einer erfindungsgemäßen Baumerntemaschine ist in Mg. 1 mit 11 bezeichnet und weist eine Abästeinrichtung 12, eine Durchsatzvorrichtung 13 aim Erfassen der zu behandelnden Bäume und zu ihrer axialen Bewegung durch die Erntemaschine hindurch und eine Schervorrichtung 14 auf. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung genügt es zu beachten, daß die Schervorrichtung 14 Bäume abtrennen oder abschneiden kann, die in richtiger Weise von der Ernteeinrichtung aufgenommen worden sind.

Die Durchsätzvorrichtung 13 enthält ein Paar Greifarme oder Klauen 16, die mittels Hydraulikmotor 17 einander entgegengerichtet bewegbar sind, um einen Baum fest gegen eine Fördervorrichtung 18 zu halten. Die Fördervorrichtung 18 ist vorzugsweise als endlose Förderbahn oder Kettenvorrichtung ausgebildet, die mittels Rollen und Kettenräder, von denen eines teilweise bei 19 dargestellt ist, auf der Erntevorriehtung umläuft. Eine solche Fördervorrichtung hat sich besonders wirk-

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sam. in Verbindung mit der erfindungsgemäßen.Abästeinrichtung erwiesen und bildet eine bevorzugte Ausführungsform der Er- . findung.

Die Erfindung sieht außerdem vor, daß die Abästeinrichtung 12, die Antriebseinrichtung 13 und die Schereinrichtung 14 an einem gemeinsamen Rahmen 21 angeordnet sind, der seinerseits an einem Fahrzeug angeordnet sein kann, das z.T. in punktierter Linie bei 22 dargestellt ist. Das Fahrzeug ist W mit üblichen Hebearmen ausgestattet, von denen einer bei 25 gezeigt ist, wobei der Rahmen 21 an den Hebearmen 23 mittels waagerechter Schwenkverbindung 24 befestigt ist« Eine übliche Kipplenkerverbindung 26 mit dem Fahrzeug ist am Rahmen 21 an einer Stelle 27 über der Schwenkachse 24 angelenkt, so daß die Kipplenkerverbindung 26 den Rahmen 21 mit den verschiedenen Teilen der Baumernteeinrichtung um die horizontale Schwenkachse 24 schwenken kann.

Während des Betriebes wird die Baumernteeinrichtung durch das Fahrzeug so gestellt, daß sie einen aufrecht stehenden Baum in der Schereinrichtung zwischen den Klauen 16 und in der Abästeinrichtung 12 aufnimmt. Die Klauen 16 werden durch die Motoren 17 so bewegt, daß sie den Baum fest gegen die Fördereinrichtung 18 halten, und die Abästeinrichtung erfaßt den Baum in einer noch ausführlich zu beschreibenden Weise. Der Baum wird dann durch die Schereinrichtung abgetrennt, wonach der obere Teil der Baumernteeinrichtung mittels des Kipplenkers 26 nach vorn und abwärts gedreht wird, so daß der Baum in einer allgemein waagerechten Stellung liegt. Der Baum kann

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dann axial durch, die Abästeinrichtung und auf die Schereinriehtung mittels der Fördereinrichtung 18 geschoben werden, so daß die Abästeinrichtung in Tätigkeit tritt und die Äste von dem Baum entfernt. Während dieses Arbeitsganges kann die Schervorrichtung 14 in Zwischenräumen betätigt werden, um den abgeästeten Baum in geeignete Längsabschnitte zu zerteilen.

Bauliche Einzelheiten der Abästeinrichtung 12 sind auch in den Fig. 2 bis 4 dargestellt. Zu den Hauptbestandteilen der Abästeinrichtung gehören ein Teil des Rahmens 21 und zwei biegsame Klingen 31 und 32, von denen jede aus mehreren schwenkfähig angeordneten Elementen oder Gliedern 33 besteht. TJm die zwei biegsamen Klingen in Stellung zu bringen, sind Antriebsmittel vorgesehen, zu denen ein Paar Arme oder Hebel 34, 36 und hydraulische Stellvorrichtungen 37 gehören, die zwischen dem Rahmen und federn Hebel angeordnet sind.

Wie insbesondere Fig. 2 und 3 zeigen, ist jede biegsame Klinge jeweils mit einem Ende an einem Mittelabschnitt 38 des Rahmens 21 mittels eines Mittelstückes 39 befestigt.

Die Elemjtfente 33 sind gegeneinander versetzt mit dem Mittelstück 39 verbunden, wodurch eine vollständige Umschließung des Baumes durch die zwei Klingen 31 und 32 ermöglicht wird. ■' Die Elemente haben vorzugsweise im Bereich des Mittelstückes 39 eine größere Länge, um für eine widerstandsfähigere Anordnung der Klingen 31 und 32 zu sorgen«

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Die freien Enden 40 und 41 der beiden hiegsamen Klingen sind jeweils an einem Hebel 54 bzw. 35 befestigt. Die Hebel 34 und 36, siehe Fig. 2, sind bei 42 bzw. 43 schwenkfähig am Rahmen 21 auf gegenüberliegenden Seiten des Mittelabschnittes 38 befestigt. Die Hebel 34 und 36 erstrecken sich vom Rahmen aus nach außen und sind dann winklig aufeinander zugebogen» um die richtige Einstellung der biegsamen Klingen 31 und 32 zu erleichtern.

|f Wie insbesondere Fig. 4 zeigt, ist die Oberkante jedes Klingenelementes und des Mittelstückes 39» siehe z.B. Fig. 1 und 3j als Schneidkante 44 ausgebildet. Die Schneidkanten liegen demnach entgegengesetzt zu der Richtung, in die ein Baum durch die Erntemaschine hindurch mittels der Fördervorrichtung 18, siehe Fig. 1, bewegt wird. Einer der Hydraulikzylinder 37, siehe insbesondere Fig. 2 und 3, ist bei 46 schwenkfähig mit dem Rahmen 21 und bei 47 mit dem Hebel 34 an einer von dessen Schwenkverbindung 42 mit dem Rahmen abgelegenen Stelle ver-

. bunden. Der andere Hydraulikzylinder 37 ist in gleicher Weise zwischen dem Rahmen und dem Hebel 36 angeordnet, wobei die Schwenkverbindung zwischen Hydraulikzylinder und Rahmen 21 bei 48 abgedeutet ist, siehe Fig. 3.

Bei Betätigung der Abästeinrichtung werden die freien Enden 40 und 41 der biegsamen Klingen durch die Hydraulikzylinder 37» die über die Hebel 34 und 36 wirken, auseinander und in die Stellung bewegt, die in ausgezogenen Linien in Fig. 2 dargestellt ist, um einen Baum aufzunehmen. Wenn der Baum richtig in der Baumernteeinrichtung aufgenommen worden ist,

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werden die Kolbenstangen der Hydraulikzylinder 37 eingezogen, so daß die Hebel die freien Enden der biegsamen Klingen in eine Überlappungsstellung zu bewegen suchen. Die Überlappungsstellung für die biegsame Klinge 31 und den zugehörigen Hebel 34 ist in Fig. 2 in punktierter Linie dargestellt, wobei die Bezugszeichen mit einem Strichindex versehen worden sind. In dieser Stellung kann die Einrichtung Bäume mit verschiedenem Durchmesser erfassen» wie durch die strichpunktierten Linien 51 und 52 veranschaulicht ist. Die beiden biegsamen Klingen können entsprechend dem Baumdurchmesser verschieden stark zur Überlappung gebracht werden, wobei sie zusammen mit dem Mittelstück 39 eine im wesentlichen kontinuierliche Schneidkante um den ganzen Umfang des Baumes herum bilden»

Bei einer. Anordnung der hier beschriebenen Art können die hydraulischen Stellvorrichtungen 37 eine konstante Kraft anwenden, um die Elemente der beiden biegsamen Klingen im ständigen Eingriff mit dem Baum zu halten. Wenn außerdem durch eine nicht näher dargestellte hydraulische Schaltvorrichtung für eine gemeinsame Druckö!verbindung zu beiden Hydraulikzylindern 37 gesorgt wird, werden die beiden biegsamen Klingen auch mit dem Baum unter gleicher· Kraft in Eingriff gebracht. Dabei kann jede der biegsamen Klingen gesondert eingestellt werden, um den verschiedenen Umfangsformen des Baumteiles angepaßt zu werden, mit der die Klinge in Berührung steht. Da der Umfang der Bäume in Aufwärtsrichtung des Stammes abnimmt» ist die Anordnung der beiden biegsamen Klingen, der zwei Hebel und der hydraulischen Stellvorrichtungen besonders

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wirksam, um. einen ständigen Eingriff zwischen den verschiedenen Abschnitten der Klingen und dem Gesamtumfang des Baumes aufrecht zu erhalten.

Es ist weiter ersichtlich, daß bei Bäumen mit größerem Umfang die freien Enden der beiden biegsamen Klingen unter Umständen nicht tatsächlich in Überlappungseingriff sind. Um Jedoch die Äste wirksam zu entfernen, ist es allgemein erwünscht, daß die beiden biegsamen Klingen ausreichend lang sind, so daß ihre P freien Enden 40 und 41 zumindest verhältnismäßig eng beieinanderliegen, wenn sie um irgendeinen Baum mittels der Hebel 34 und 36 ,herumgelegt sind, Faehdera der Baum vollständig durch die Abästeinrichtung unter der Mitwirkung der fördereinrichtung 18 hindurchbewegt worden ist, können die biegsamen Klingen wieder in die Öffnungsstellung nach Mg. 2 bewegt werden, um einen weiteren Baum zur Behandlung aufzunehmen.

- PATENTANSPRÜCHE -

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Baumernteeinrichtung zur Anordnung an einem Fahrzeug mit einer DurchsatζVorrichtung zum Erfassen und axialen Bewegen eines Baumes und mit einer Abästeinrichtung zum Ansatz- auf einen von der Durchsatzvorrichtung erfaßten Baum, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Teil eines am Fahrzeug (22) anzuordnenden Rahmen (21) Jeweils mit ' einem Ende ein Paar länglicher, biegsamer Klingen (31,32) befestigt sind, die an einer Kante angeschärft und axial gegeneinander versetzt sind, und daß zwischen Rahmen und den freien Enden (40, 41) der Klingen Motormittel (37) angeordnet sind, durch die die Klingen zur Bildung einer Öffnung für die Aufnahme eines Baumes auseinander bewegbar und zur Bildung einer im wesentlichen kontinuierlichen Schneidkante in enger Berührung mit dem geeamten Umfang des Baumes in Überlappung bewegbar sind und die die freien Enden der Klingen fest in Überlappungsberührung mit dem Baum halten.

2· Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die länglichen, biegsamen Klingen (31« 32) jeweils mit ihrem einen Ende an einem Mittelstück (39) befestigt sind, das seinerseits am Rahmen (21) befestigt ist und ebenfalls eine Schneidkante (44) aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Motormittel hydraulische Stellvorrichtungen (37) aufweisen, von denen (jeweile eine zwischen dem Rahmen (21) und dem freien Ende jeder der biegsamen Klingen (31, 32) angeordnet ist.

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4. Einrichtung nach Anspruch 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß am Rahmen (21) Hebel (34·* 36) angelenkt und mit den freien Enden (40, 41) der Klingen (31, 32) verbunden und am Rahmen derart angeordnet sind, daß sie die freien Enden der Klingen auf bogenförmigen Wegen zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung bewegen, wobei der hydraulischen Stellvorrichtungen (37) mit den freien Enden (40, 41) der Klingen über die Hebel wirksam verbunden sind,

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

W die Hebel 04, 36) mit ihrem einen Ende (42, 43) am Rahmen (21) beiderseits des Mittelstückes (39, 38). angelenkt und mit ihren anderen Enden sich vom Rahmen nach außen erstrecken und aufeinanderzugebogen sind, um die freien Enden der biegsamen Klingen zu halten, und daß die Stellvorrichtung Hydraulikzylinder (37) aufweist, die Jeweils schwenkfähig mit dem Rahmen (21) und mit einem Hebel in der Nähe von dessen Anlenkpunkt verbunden sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 1-5» dadurch gekennzeichnet,

daß die beiden Klingen (31, 32) jeweils eine Mehrzahl von -durch Angeln verbundener Elemente (33) aufweisen, die jeweils mit einer Schneidkante (44) ausgebildet sind, wobei die Schneidkanten der Elemente der Klingen und des Mittelstückes zur Bildung einer im wesentlichen kontinuierlichen Schneidkante bei überlappender Umfassung eines Baumes zusammenwirken·

7. Einrichtung nach Anspruch 1-6, gekennzeichnet durch eine am Rahmen (21) zusammen mit der Durchsatzvorrichtung (13) und der Abästvorrichtung (12) angeordnete Schervor-

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richtung )

8. Einrichtung nach. Anspruch 1 - 7i dadurch gekennzeichnet, daß die Durchsatzvorrichtung (16, 18) eine endlose Förderbahn (18) enthält, die auf dem Rahmen umläuft und über ihre Länge mit Vorsprüngen versehen ist, die₍mit einem Baum in Eingriff treten, wobei ein Antrieb zur Betätigung der Fördereinrichtung und von Greifmittel (16) vorgesehen sind, die den Baum gegen einen Teil der endlosen Förderbahn halten.

9. Einrichtung nach Anspruch 7-8» dadurch gekennzeichnet, daß die Schervorrichtung (14) zum Abtrennen der Bäume am Rahmen (21) axial in Flucht mit der Fördervorrichtung und entgegengesetzt zur Abästeinrichtung (12) und der Rahmen schwenkfähig an dem Fahrzeug (22) angeordnet ist, um ein Erfassen des Baumes durch die Fördermittel und ein Schwenken des Rahmens mit dem abgetrennten Baum in eine Stellung zu ermöglichen, in der der Baum mittels der Durchsatzvorrichtung (16, 18) durch die Abästeinrichtung (12) hindurch bewegbar ist.

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