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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Spalten von Holz mit einem
an einem Gestell angeordneten, aus mehreren Messerplatten bestehenden Messerkopf.
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Es ist eine Einrichtung dieser Art bekannt (DE-PS 507 680), bei der
der Messerkopf starr an dem Gestell oder an einer Wand befestigt ist. Der Messerkopf
besteht aus einem röhrenförmigen Behälter, in dem die Messer kreuzförmig mit nach
oben weisender Schneide gelagert sind. Bei ir Benutzung des Geräts wird das zu spaltende
Holzstück auf die Schneiden der Messer aufgesetzt und mit einem Holzhammer durch
den Behälter getrieben. Dabei wird es in so viele Teile zerlegt, wie Messer in radialer
Richtung vorhanden sind. Die Benutzung des bekannten Geräts erfordert einen erheblichen
körperlichen Kraftaufwand. Aufgrund der sich ständig wiederholenden Schläge mit
dem Holzhammer sind die Geräteteile ebenso wie der menschliche Körper einer unerwünschten
Wechselbeanspruchung ausgesetzt. Abgesehen davon ist die mit einem solchen Gerät
erzielbare Leistung nicht zuletzt wegen der begrenzten Leistungsfähigkeit und Ausdauer
des Menschen recht beschränkt, so daß damit über längere Zeit kaum mehr als ein
Viertel Festmeter Holz pro Stunde gespalten werden kann. Hinzu kommt, daß nur solche
Holzstücke bearbeitet werden können, deren Durchmesser kleiner
als
der Behälterdurchmesser ist und daß auch bei den kleineren Holzstücken, vor allem
wenn sie nicht als exakt planparallel zugeschnittene Rollen oder Scheiben ausgebildet
sind, immer die Gefahr besteht, daß sie sich in dem Behälter verklemmen und mühsam
von unten wieder aus dem Behälter herausgeschlagen und anschließend von den Messern
getrennt werden müssen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Holzspalteinrichtung
der eingangs angegebenen Art zu schaffen, mit der Holzstücke beliebigen Durchmessers
und unterschiedlicher Höhe ohne die Gefahr von Verklemmungen verarbeitet und mit
der auch ungeübte Personen mühelos einen Raummeter Holz pro Stunde und mehr in gleichmäßige
Scheite spalten können.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Anspruch 1 angegebene Merkmalskombination
vorgeschlagen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Bei der erfindungsgemäßen Holzspalteinrichtung wird die menschliche
Arbeitskraft durch eine hydraulische oder pneumatische Kraftquelle ersetzt. Sie
eignet sich besonders als Anbaugerät für einen Schlepper oder Traktor, der mit einer
genormten Hydraulikeinrichtung ausgestattet ist. Solche Schlepper stehen heutzutage
den meisten landwirtschaftlichen
und forstwirtschaftlichen Betrieben
zur Verfügung, bei denen andererseits häufig große Holzmengen zur Verarbeitung zu
Klein- und Brennholz sowohl zur Deckung des Eigenbedarfs als auch für den Weiterverkauf
anfallen.
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Für die Verwendung der Einrichtung als Anbaugerät für einen Schlepper
sind an dem Gestell vorteilhafterweise drei an den Ober- und Unterlenkern einer
hydraulischen Hubvorrichtung des Schleppers einhängbare Ausleger angeordnet, während
der Hydraulikzylinder eine an einen Außenan schluß eines Steuerschiebers der Schlepperhydraulik
anschließbare Hydraulikleitung aufweist. Um eine einfache Betätigung der Einrichtung
zu ermöglichen, ist an dem Gestell ein mit einem Betätigungsorgan des Steuerschiebers
verbindbares Schaltgestänge gelagert. Ein mit der Kolbenstange und dem Messerkopf
beim Schaltvorgang niedergehendes Schutzgitter, das mit einem auf Gegendruck ansprechenden
Schutzschalter zum Stoppen und/oder Umsteuern des Kolbenvorschubs verbunden sein
kann, sorgt dafür, daß Unfälle weitgehend ausgeschlossen sind.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung enthält
der Messerkopf einen mit seiner Spitze in Vorschubrichtung weisenden pyramiden-
oder kegelförmigen Keilkörper, über dessen Mantelfläche die Messerplatten frei und
vorzugsweise in gleichen Winkelabständen voneinander sternförmig in je einer durch
die Achse des Keilkörpers verlaufenden
Ebene überstehen. Der Keilkörper
unterstützt den Spaltvorgang, indem er das mit den Messereinschnitten versehene
Holzstück beim Eindringen des Messerkopfes von der Mitte aus radial auseinanderdrückt
und aufbricht, bis es in die einzelnen Scheite zerfällt. Dadurch werden die Messerplatten
und insbesondere deren Schneiden weitgehend entlastet und unterliegen nur einem
geringen Verschleiß.
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Um ein zuverlässiges Eindringen der Messerplatten in das Spaltgut
bis zu einer bestimmten Tiefe zu erreichen, weist der Keilkörper im Bereich seiner
Spitze einen sich in Achsrichtung erstreckenden zylinder- oder prismenförmigen,
an seiner Mantelfläche mit den Messerplatten verbundenen Ansatz auf. Außerdem hat
sich eine über den Messerkopf axial überstehende, kegel- oder pyramidenförmige Zentrierspitze
als zweckmäßig erwiesen.
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Beim Spaltvorgang wird der Messerkopf unabhängig von dem zu überwindenden
Widerstand mit einer relativ niedrigen konstanten Geschwindigkeit von 0,1 bis 5
m/sec, vorzugsweise 0,5 bis 1 m/sec, gegenüber dem zu spaltenden Holzstück verschoben,
so daß ein verhältnismäßig ruhiger Ablauf des Spaltvorgangs ohne große Wechselbeanspruchungen
gewährleistet ist.
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Um das Eindringen des Messerkopfs in den zu spaltenden Holzklotz zu
erleichtern, weisen gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
die Schneiden mindestens zweier Messerplatten am Messerkopf einen axialen Abstand
voneinander auf. Im Falle von vier am Messerkopf in gleichen Winkelabständen voneinander
vorgesehenen Messerplatten, mit denen eine Vierteilung eines Diol.zf'etzes durcngeführt
werden kann, sind dabeizweckmåfQig die Schneiden der zueinander senkrechten Messerplattenpaare
axial gegeneinander versetzt am Messerkopf angeordnet. Vorteilhafterweise sind dabei
außerdem die Schneiden des einen sich näher bei der Messerkopfspitze befindlichen
Messerplattenpaars von der Messerkopfachse aus schräg nach hinten geneigt, während
die Schneiden des anderen, von der Messerkopfspitze weiter entfernt angeordneten
Messerplattenpaares von der Messerkopfachse aus schräg nach vorn geneigt sind.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist
ein Hydraulikzylinder mit mehreren teleskopartig ineinanderlaufenden Kolben vorgesehen,
wie er beispielsweise auch bei Kippern verwendet wird.
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Um die Kolbenstange von übermäßigen Querkräften zu entlasten, die
beim Auftreten einseitiger Spaltkräfte im Verlauf des Spaltvorgangs auftreten können,
ist es zweckmäßig,
den Messerkopf um einen kleinen Winkel gegenüber
der Kolbenstange auslenkbar an dieser anzuordnen.
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,In der Zeichnung sind einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der
Erfindung in schematischer Weise dargestellt.
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Es zeigen Fig. 1 eine Seitenansicht einer Holzspalteinrichtung von
der Bedienungsseite aus gesehen; Fig. 2 eine Seitenansicht eines Messerkopfes mit
vier Messerplatten; Fig. 3 eine Draufsicht auf den Messerkopf gemäß Fig. 2 von unten
her gesehen; Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Messerkopf mit drei Messerplatten
von unten her gesehen: Fig. 5 eine Draufsicht auf einen Messerkopf mit acht Messerplatten
von unten her gesehen: Fig. 6 eine Seitenansicht einer Holzspalteinrichtung mit
einer im Fußbereich angeordneten Auflage- und Befestigungsplatte; Fig. 7 eine Seitenansicht
eines an der Holzspalteinrichtung nach Fig. 6 lösbar befestigbaren Auflagetisches1
Fig.
8 eine Seitenansicht einer Holzspalteinrichtung mit Teleskopzylinder und gegenüber
den vorhergehenden Ausführungsbeispielen abgewandeltem Messerkopf; Fig. 9 eine Seitenansicht
eines Messerkopfs mit axial gegeneinander versetzt angeordneten Messerschneiden;
Fig. 10 eine Draufsicht auf den Messerkopf nach Fig. 9; Fig. 11 den Messerkopf der
Holzspalteinrichtung nach Fig. 8 in vergrößerter, teilweise geschnittener Darstellung.
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Das aus einer Anzahl Metallrohre zusammengesetzte rahmenartige Traggestell
10 enthält in seinem unteren Bereich ein senkrecht auf einer Fußplatte 12 stehendes
Vierkantrohr 14, in dem ein zweites, an seinem oberen Ende eine Metallplatte 16
tragendes Vierkantrohr 18 teleskopartig verschiebbar und mit einem durch entsprechende
Querbohrungen hindurchsteckbaren Bolzen 20 in verschiedenen Höhenstellungen festlegbar
ist. Die Metallplatte 16 bildet zusammen mit einer darüber befindlichen Holzplatte
22 einen Auflagetisch für die zu spaltenden Holzstücke.
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Im oberen Bereich des Gestells ist ein Hydraulik- oder Pneumatikzylinder
24 befestigt. dessen Kolbenstange 26 an ihrem nach unten zu dem Auflagetisch 16,22
weisenden Ende einen Messerkopf 50 mit mehreren sternförmig angeordneten Messerplatten
52 trägt. Der Zylinder 24 ist in Vorschubrichtung des Messerkopfes 50 über eine
Hydraulik-oder Pneumatikleitung 28 mit Hydraulikflüssigkeit oder Preßluft unter
einem Druck von mindestens 10 bar beaufschlagbar, so daß der Messerkopf nach unten
gegen ein auf dem Auflagetisch liegendes Holzstück verschoben und mit ausreichender
Kraft unter Aufspalten in eine der Zahl der Messerplatten entsprechende Anzahl Holzscheite
gegen das Holzstück gedrückt wird. Das Zurückziehen der Kolbenstange 26 erfolgt
bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel nach dem Entlüften der Hydraulik- bzw. Pneumatikleitung
mit Hilfe zweier zwischen dem Messerkopf 50 und dem Gestell 10 eingespannter Rückholfedern
30. Zur Vermeidung von Unfällen ist der Messerkopf 50 auf der Bedienungsseite der
Einrichtung mit einem Schutzgitter 32 verbunden, das mit dem sich nach unten verschiebenden
Messerkopf vor die Arbeitsplatte 16,22 gelangt. Um einelzusätzliche Sicherung zu
gewährleisten, kann das Schutzgitter mit einem auf einen Gegendruck ansprechenden,
in der Zeichnung nicht dargestellten Schaltorgan verbunden sein, das die Vorschubbewegung
der Kolbenstange stoppt und gegebenenfalls umsteuert.
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Die in den Figuren 2 bis 5 gezeigten Messerköpfe 50 enthalten jeweils
einen pyramidenstumpfförmigen Keilkörper 54, der im Bereich seiner Spitze in einen
zylinderförmigen Ansatz 56 mit kegelförmiger Zentrierspitze 58 übergeht.
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Die jeweils in einer Axialebene ausgerichteten trapezförmigen Messerplatten
60 sind an der Mantelfläche des Keilkörpers im Bereich der Kanten sowie an der Mantelfläche
des Ansatzes befestigt, angeschweißt oder angeformt. Die Messerschneiden 62 sind
von der Spitze aus unter einem Winkel von ca. 5 bis 200 gegenüber der Horizontalen
schräg nach hinten geneigt, so daß sie sowohl drückend als auch ziehend in das zu
spaltende Holz eindringen.
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Beim Spaltvorgang wird das auf den Auflagetisch 16,22 aufgelegte,
vorzugsweise scheiben- oder rollenförmige Holzstück zunächst bis zu der durch den
zylinderförmigen Ansatz 56 bestimmten Tiefe durch seine Stirnfläche hindurch eingeschnitten.
Beim weiteren Eindringen der Messerplatten 52 sorgen die unter einem Winkel von
ca. 15 bis 450, vorzugsweise etwa 300 gegenüber der Messerkopfachse angestellten
Mantelflächen des Keilkörpers dafür, daß das Holz an den durch die Messereinschnitte
definierten Bruchstellen aufbricht und daß die dabei entstehenden Holzscheite seitlich
über den Rand des Auflagetisches auf den Boden oder in eine hierfür vorgesehene
Auffangvorrichtung fallen. Die Aufteilung richtet sich nach der Messerzahl am Messerkopf.
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So erhält man mit den in den Figuren 3,4 und 5 gezeigten
Messerköpfen
entsprechend der Messerzahl eine Aufteilung in vier, drei bzw. acht Holzscheite.
An der rückwärtigen Fläche eines jeden Messerkopfes befindet sich eine Gewindemutter
64, die ein einfaches Befestigen bzw. Austauschen des Messerkopfes an der Kolbenstange
ermöglicht.
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Die beschriebene Holzspalteinrichtung eignet sich besonders als Anbaugerät
für einen Schlepper bzw. Traktor, der mit einer genormten Hydraulikeinrichtung ausgerüstet
ist. Zu diesem Zweck befinden sich im unteren Bereich des Gestells 10 zwei nach
entgegengesetzten Seiten weisende Ausleger 34, die an den Unterlenkern der Dreipunktaufhängung
einer am Schlepperheck vorgesehenen, üblicherweise als Kraftheber bezeichneten Hubvorrichtung
einhängbar und mittels Steckbolzen 36 festlegbar sind. Im oberen Bereich des Vierkantrohrs
14 ist ein weiterer, nach hinten weisender Ausleger 38 vorgesehen, der mit dem Oberlenker
der Dreipunktaufhängung kuppelbar ist. Die Hydraulikleitung 28 kann an einen Außenanschluß
der Schlepperhydraulik angeschlossen werden.
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in Zur Betätigung ist ein/einer Führungsöse 40 des Gestells 10 verschiebbar
gelagertes Schaltgestänge vorgesehen, das zum Betätigungsorgan eines mit dem Außenanschluß
verbundenen Steuerschiebers der Schlepperhydraulik führt.
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Bei dem in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das rahmenartig
ausgebildete Gestell 10' einen auf dem Fußboden aufstellbaren Querträger bzw. Querholm
68 auf, an dem eine mit einer mittigen Zentrierspitze 72 versehene Auflage- und
Befestigungsplatte 70 angeordnet ist.
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Diese Platte dient im Falle der Fig. 6 als Unterlage für einen hohen
Holzklotz 74, der entweder einen stabilen Auflagetisch für die zu spaltenden Holzstücke
bildet oder selbst in Längsrichtung gespalten werden soll. Statt des Holzklotzes
kann auf der Platte 70 der in Fig. 7 gezeigte höhenverstellbare Auflagetisch befestigt
werden, dessen Vierkantrohr 14 zu diesem Zweck eine mit Befestigungsschrauben 78
und mit einer kegelförmigen Vertiefung 80 für die Zentrierspitze 72 versehene Fußplatte
76 aufweist.
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Bei dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Hydraulikzylinder
24' als Teleskopzylinder mit drei ineinanderlaufenden Kolben ausgebildet, wie er
beispielsweise auch bei Kippern verwendet wird. Ein solcher Teleskopzylinder ist
vor allem dann von Vorteil, wenn hohe Holzklötze 74 gespalten werden sollen. Der
anfänglich beim Eindringen des Messerkopfs durch die Stirnfläche des Holzklotzes
erforderliche hohe Druck wird dabei von dem Zylinder mit dem größten Querschnitt
aufgebracht, während beim weiteren Niedergehen des Messerkopfs nacheinander
die
kleineren Zylinder zum Einsatz kommen.
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Um das Eindringen der Schneiden in den Holzklotz zu erleichtern, weisen
die in den Figuren 8 bis 11 gezeigten Messerköpfe zwei zueinander senkrechte Messerplattenpaare
52 und 52' auf, deren Schneiden 62 und 62' axial gegeneinander versetzt am Messerkopf
angeordnet sind.
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Dadurch wird erreicht, dal3 beim Niedergehen des Messerkopfes zunächst
die Schneiden 62 des einen Messerplattenpaars 52 auf dem lIoLzklotz 74 auftreffen
und dabei die gesamte Druckkraft des Hydraulikzylinders auf sich vereinigen. Das
zweite Messerplattenpaar 52' kommt erst zur Wirkung, wenn das erste Messerplattenpaar
52 ein Stück weit in den Holzklotz eingedrungen ist und die beim Durchdringen der
Oberfläche auftretende Widerstandsspitze überwunden hat. Damit steht auch den Schneiden
62' des zweiten Messerplattenpaars 52' beim Durchdringen der Holzoberfläche annähernd
die gesamte Druckkraft des Hydraulikzylinders zur Verfügung. Vergleichsversuche
haben gezeigt, daß die bei einer Vierfachapaltung am Hydraulikzylinder 24, 24' auftretenden
Maximaldrücke bei vergleichbaren Holzklötzen mit dem Messerkopf nach Fig. 11 nur
etwa halb so groß waren wie mit dem Messerkopf nach Fig. 2 und 3. Während bei den
Versuchen mit dem Messerkopf nach den Figuren 2 und 3 ein Maximaldruck von ca. 150
bar aufgebaut wurde, reichten bei dem Messerkopf
nach Fig. 11 Hydraulikdrücke
von maximal 70 bis 80 bar aus, um eine Vierfachspaltung durchzuführen.
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Die Schneiden 62 der Messerplatten 52 sind von der Messerkopfachse
aus schräg nach hinten geneigt, während die Schneiden 62' der Messerplatten 52'
von der Messerkopfachse aus schräg nach vorn geneigt sind. Die Neigung als solche
bewirkt in beiden Fällen, daß die Schneiden sowohl drückend als auch ziehend in
das zu spaltende Holz eindringen. Mit der bei do Schneiden 62' gewählten Vorwärtsneigung
wird dazuhin erreicht, daß das Holz beim Eindringen der Messerplatten 52' zunächst
noch zusammengehalten und nicht frühzeitig aufgespreizt wird, da sonst vor allem
bei Holzklötzen mit größerem Durchmesser die Gefahr besteht, daß das Holz in seinem
Umfangsbereich nicht sauber gespalten, sondern aufgerissen und eventuell sogar nicht
ganz aufgetrennt wird.
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Der in den Figuren 8 und 11 gezeigte Messerkopf 50 ist mit Hilfe einer
Spezialvorrichtung an der Kolbenstange 26 befestigt, die es ihm beim Auftreten einseitiger
Gegenkräfte ermöglicht, gegenüber der Kolbenstange um einen kleinen Winkel elastisch
ausgelenkt zu werden um die Kolbenstange von Querkräften zu entlasten. Diese Spezialvorrichtung
enthält eine gegen ein Widerlager 25 des Messerkopfs anliegende Kugel 28, auf der
sich von der
anderen Seite her die Kolbenstange 26 abstützt. Außerdem
ist ein kegelstumpfförmig geformtes, in gewissen Grenzen elastisch verformbares
Stahlblech 27 vorgesehen, dessen abgestufte Spitze mit der Kolbenstange 26 und dessen
Basis mit dem Messerkopf 50 verbunden ist.
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