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Einrichtung zum Abschneiden der Äste und Abschälen der Rinde von den Stämmen stehender Bäume
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Abschneiden der Äste und Abschälen der Rinde von den Stämmen stehender Bäume, welche Einrichtung aus mehreren, den Stamm allseits bearbeitenden, motorisch angetriebenen Schneidwerkzeugen und einer diese Werkzeuge im Vorschubsinn in Längsrichtung des Stammes am Stamm hochführenden Vorschubvorrichtung besteht.
Bisher war es bekannt, bei einer solchen Einrichtung einen Tragkörper vorzusehen, der einerseits den Stamm umfasst, anderseits die Schneid- und Vorschubwerkzeuge samt ihren Antrieben trägt. Die Vorschubwerkzeuge müssen also den schweren Tragkörper samt allen Elementen den Vorschub- und der Schneideinrichtung hochführen. Dieser Tragkörper stellt daher eine zusätzliche Belastung der Vorschubelemente dar.
Um nun bei solchen Einrichtungen die Tragvorrichtung zu erübrigen und so an Gewicht und Vorschubkraft zu sparen, besitzt die Einrichtung gemäss der Erfindung eine den Stamm unmittelbar mit Spannung umfangende, an den Gliedern Schneiden aufweisende Kette, die in einem sich unter der Zugspannung der Kette am Stamm abstützenden Gehäuse geführt ist, das eine Spannvorrichtung für die Kette besitzt und dem Kettenantrieb und der Vorschubvorrichtung als Lager dient, die das Gehäuse entgegen dem Spanndruck der Kette am Stamm abstützt und in dessen Längsrichtung bewegt.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass am Stamm des zu bearbeitenden Baumes an zwei um 1800 im Kreis versetzten Stellen zwei Gehäuse ansetzbar sind, die je eine zugfeste, den Stamm umfangende Kette, je einen Kettenantrieb und je eine Vorschubeinrichtung aufweisen, wobei jedes Gehäuse durch seine den Stamm umfangende Kette gehalten und mit dem andern durch ein gelenkiges Verbindungsglied in Führungskontakt steht und die beiden Ketten in der Stammlängsrichtung gegeneinander versetzt sind und mindestens die im Vorschubsinn vorauseilende Kette mit den Schneidwerkzeugen versehen ist.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung dargestellt. Es zeigen : Fig. 1 die Einrichtung an einem zu bearbeitenden Baumstamm, im Aufriss, Fig. 2 eine Steigvorrichtung im Vertikalschnitt, Fig. 3 eine Stirnansicht der Steigvorrichtung nach Fig. 2, und Fig. 4 die Einrichtung im Schnitt nach Linie IV-IV in Fig. 2, und Fig. 5 die Einrichtung nach Fig. 1 teilweise im Grundriss und teilweise im Horizontalschnitt.
Wie aus Fig. 1 und 4 ersichtlich ist, besitzt die Einrichtung zur maschinellen Bearbeitung von Bäumen im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Steigvorrichtungen, die mit A und B bezeichnet und an einem Baumstamm C einander diametral gegenüber angeordnet sind. Durch ein Verbindungsglied D sind die Steigvorrichtungen A und B miteinander gelenkig gekuppelt. Mit E und F sind zwei endlose Ketten bezeichnet, die von den beiden Steigvorrichtungen A und B geführt und angetrieben, den Baumstamm C umschlingen und umlaufend bearbeiten.
Die beiden unter sich gleich ausgebildeten Steigvorrichtungen A und B besitzen je ein Antriebsgehäuse 1, das an seiner dem Baumstamm C zugekehrten Seite offen ist. Das Gehäuse 1 enthält einen elektrischen Raupen-Antriebsmotor 2, der über eine Schnecke 3, ein Schneckenrad 4, eine Welle 5 eine Schnecke 6 und ein Schneckenrad 7, eine Welle 8 antreibt. Die Welle 8 steht über zwei Kettenrädern 9 und 10 und eine Kette 11 mit einer Welle 12 in Antriebsverbindung, die zwischen zwei Lappen 13 (Fig. 2)
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des Gehäuses 1 gelagert ist. An die beiden Enden der Welle 12 sind kardanisch zwei Endglieder 14 und 15 angeschlossen, von denen jedes ein Raupenrad 16 bzw. 17 trägt und in einem Lagerbolzen 18 bzw. 19 geführt ist. Die Lagerbolzen 18 und 19 sind um vertikale Achsen in Lagerarmen 20 bzw. 21 drehbar abgestützt.
Die beiden Lagerarme 20 und 21 sind je an einem pneumatischen Kolben 22 bzw. 23 angeschlossen, von denen beide in einen an der Wand des Gehäuses 1 befestigten Zylinder 24 bzw. 25 geführt sind.
Die Zylinder 24 und 25 besitzen nicht dargestellte Anschlüsse für Druckluft oder andere Druckmedien.
Die Verschiebung der Kolben 22 und 23 in den Zylindern 24 und 25 bewirkt eine Längsverschiebung der Lagerarme 20,21 und damit auch eine Verschwenkung der Wellen 14,15 um deren Kardangelenke, welche Schwenkbewegung die Lagerbolzen 18 und 19 und somit die Raupenräder 16 und 17 mitmachen. Auf diese Weise können die beiden Raupenräderpaare 16, 17 und Raupen 28, 29 verstellt werden.
In einem Abstand unterhalb der Raupenräder 16 und 17 sind im Gehäuse 1 zwei ebensogrosse Führungsrollen 26 und 27 angeordnet, deren Achsen durch Kardangelenke so wie die Wellen 14 und 15 um die Kardangelenke schwenkbeweglich sind. Um das Raupenrad 16 und die Führungsrolle 26 läuft eine Raupe 28 und um das Raupenrad 17 und die Führungsrolle 27 läuft eine weitere Raupe 29. Diese Raupen 28 und 29 werden unter dem auf die Kolben 22 und 23 einwirkenden Druck des Druckmediums an den Baumstamm C angepresst und dienen zur Fortbewegung der Steigvorrichtung A bzw. B in Längsrichtung des Baumes bei Betrieb der Einrichtung. Durch diese kardanische Lagerung der Raupenradwellen ist es möglich, deren Stellung zum Mittelpunkt des Baumstammes einzustellen.
Das Gehäuse 1 trägt an seiner Rückwand einen von dieser in der Horizontalebene senkrecht abstehenden Kettenspanner der aus zwei oder drei teleskopartig ineinander verschiebbaren und mittels Kolben ineinander dicht gleitenden Rohren 30,31 und 32 gebildet ist. Das Endrohr 32 jedes Kettenspanner trägt ein Querhaupt, auf dem ein Paar umlenk- bzw. Spannrollen 33. 33a auf lotrecht stehenden Achszapfen in einem ungefähr der Gehäusehöhe entsprechenden Abstand senkrecht übereinander drehbar lagern. Die Rohre 30, 31 und 32 sind daher als Druckzylinder ausgebildet, die über eine Leitung 34 mit einer Druckpumpe verbindbar sind, mittels der das flüssige Druckmedium zum Strecken des Kettenspanners in die Zylinder 30, 31 und 32 gedrückt oder aus diesen abgelassen werden kann.
Das Entspannen der Kettenspanner erfolgt im Augenblick der Unterbrechung des Druckes des flüssigen Druckmediums in den Zylindern durch an diesen angreifende Rückholfedern 35,36.
Über die im Abstand übereinanderliegenden Umlenkrollen 33, 33a laufen die endlosen Fräsketten E und F, wobei zur Führung der Kette E an der Oberseite des Gehäuses 1 zwei weitere Rollen 37 und zur Führung der Kette F zwei Rollen 38 an den Seitenwänden des Gehäuses 1 angeordnet sind.
Zum Antrieb der Ketten E und F trägt das Gehäuse 1 einen Elektromotor 39, der über Zahnräder 40 und 41 (Fig. 5) mit der Kette E, und über Zahnräder 42,43 und 44 (Fig. 1) mit der Kette F in Antriebsverbindung steht. Während dem die Kette E durch die Spannrollen 37 den ganzen Umfang des Baumstammes C entlang geführt ist und Fräsmesser 45 trägt, die durch Verbindungsglieder 46 zusammengehalten sind, umfasst die untere Kette F nur den Baumstamm C über einen Winkel von zirka 2400.
Die mit den Fräsmessern versehene und in der Vorschubrichtung vorne liegende Kette E dient zur Entrindung und Entastung oder auch zum Fällen des Baumstammes, wogegen die Kette Fein Spannungsausgleich- und Siche- rungselement darstellt, das einerseits einen Gewichts-und Schubkraftausgleich herbeiführt, anderseits bei Bruch der Kette E das unbeabsichtigte Lösen der Einrichtung vom Baumstamm und deren Absturz verhindert. Es ist überdies auch möglich, der Kette F weitere Fräsmesser zuzuordnen, die den Baumstamm nachbearbeiten. Es wäre dabei auch möglich, diese Kette F durch zusätzliche Anordnung von Rollen 37 in ähnlicher Weise um den ganzen Umfang des Baumstammes zu führen, wie die Kette E.
Beide Ketten E und F laufen jedenfalls in zueinander entgegengesetzter Richtung um den Baumstamm um, damit die Kräfte bzw. die beim Umlauf entstehenden Schubkräfte sich gegenseitig aufheben.
Um über der Bahn der Kette E am Baumstamm C eine Bewegungsbahn der beiden Steigvorrichtun-
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welche eine nach oben gegen den Baumwipfel weisende Fräskette 47 aufweist (Fig. 2 und 3). Diese Fräskette 47 ist dabei über vier Umlenkrollen 48 und zwei Umlenkrollen 49 in der Form eines aufrecht stehenden T - Profiles geführt, wobei die Umlenkrollen 48 und 49 mittels ihrer Drehachsen an einem Stahlblatt 50 gelagert sind, das als Support dient und an der offenen Stirnfront des Gehäuses 1 aufrecht stehend befestigt ist.
Die Fräskette 47 läuft breit ausladend über die Umlenkrollen 48 und wird dann durch die Umlenkrollen 49 auf eine schmale Führungsspur so weit aneinander herangebracht, dass die beiden Kettentrums zwischen den Raupen 28,29 zum Kettenrad 51 gelangen können, das die Fräskette antreibt und über ein Zahnrad 52 und ein Ritzel 53 mit einem elektrischen Motor 54 in Antriebsverbindung steht.
Das Kettenrad 51 und das Zahnrad 52 (Fig. 2) sind dabei auf einer im Gehäuse 1 gelagerten Welle 55
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angeordnet. Durch die Hilfsfräsevorrichtung 47 - 51 werden im Betrieb der Einrichtung somit die im Bereich der Steigvorrichtungen 28,29 aus dem Baumstamm C herauswachsenden Äste und Erhöhungen abgefräst und somit für die Vorschubbewegung dieser Steigvorrichtungen A und B entlang in Richtung zu den Baumspitzenbahnen ausgeebnet.
Um sowohl die Kettenspannvorrichtungen 30, 31, 32 als auch die Zylinder 24und 25 mit Druckmedium zu versorgen, ist am Gehäuse 1 ein Magnetkompressor oder eine Druckpumpe 56 angebaut, der über ein Rückschlagventil 57 mit der Leitung 34 in Verbindung steht. Überdies sind zwischen dem Rückschlagventil 57 und dem Rohr 30 in der Leitung 34 noch Ventile 58 und 59 vorgesehen, von denen das Ventil 58 ein magnetisch betätigbares Steuerventil und das Ventil 59 ein Überdruckventil ist. Das Magnetventil 58 ermöglicht dabei den in den Rohren der Spannvorrichtung herrschenden Druck nach Wahl abblasen zu lassen, z. B. um die Steigvorrichtung vom Baumstamm C lösen zu können.
Jede der beiden Steigvorrichtungen A und B trägt, wie aus Fig. 1 weiter hervorgeht, einen mit 60 bezeichnete Bolzenschiessvorrichtung, die zum Eintreiben eines nicht dargestellten Bolzens in den Baumstamm dient. Diese Vorrichtung, die elektrisch auslösbar ist, u. zw. zweckmässigerweise von einer Stromquelle, die von derjenigen für die verschiedenen Antriebsmotoren unabhängig ist, wird dann verwendet, wenn die Einrichtung vom Baumstamm gelöst und auf den Erdboden abgeseilt werden soll, d. h. also z. B. nach Beendigung des Entrindungs- und Entastungsvorganges. Die Bolzenschiessvorrichtung 60 kann zu diesem Zweck neben dem Bolzen einen Abseilhaken (nicht dargestellt) tragen, durch welchen ein geeig netes Seil 61, z.
B. aus Nylon, geführt ist, das einerseits bei 61a an der Steigvorrichtung A, B und anderseits, z. B. an einer am Fuss des Baumes angeordneten Seiltrommel (nicht dargestellt) befestigt ist. Um die Ketten E, F vor herabfallenden Ästen zu schützen, sind diese in ihren sich zu den Spannrollen 33 und 33a erstreckenden Teilen von drei ineinander schiebbaren Verschalungen 62, 63 und 64 umgeben, wobei die Verschalungen 62 am Rohr 30, die Verschalungen 63 am Rohr 31 und die Verschalungen 64 am Rohr 32 befestigt sind.
Das sich zwischen den beiden Steigvorrichtungen A und B erstreckende Verbindungsglied D besteht, wie aus Fig. 5 ersichtlich, aus zwei, durch teleskopartig ineinandergeschobene Rohre 65, 66 und 67 gebildeten Armen, wobei die Rohre mittels Bolzen 68 in der Länge einstellbar verbunden sind und wobei die beiden Arme miteinander über ein Gelenkstück 69 in Verbindung stehen. Durch die Einstellbarkeit der Gesamtlänge der beiden Arme, mittels Verschiebung der Rohre, lässt sich die Länge des Verbindungsgliedes D dem Durchmesser des zu bearbeitenden Baumstammes C anpassen.
Zu Beginn eines Bearbeitungsvorganges wird der Baumstamm C im Bereich seines Fusses über ein kurzes Stück entrindet, an welchem Stück danach die Einrichtung angebracht wird. Die umlaufenden Ketten E und F sind zu diesem Zweck mit einfach lösbaren Kettenschlössern (nicht dargestellt) versehen, durch welche sich die beiden Steigvorrichtungen A und B voneinander lösen bzw. miteinander verbinden lassen. Die Ketten werden also in der dargestellten Weise über die Umlenkrollen der Steigvorrichtungen geführt und hierauf geschlossen, wonach sie mittels den Spannvorrichtungen 30,31 und 32 angespannt werden können. Gleichzeitig wird durch Zuführung von Druckmedium in die Zylinder 24 und 25 eine Einstellung der Kolben 22 und 23 so vorgenommen, dass die Raupenräder 18 und 19 in Ebenen liegen, welche sich mindestens annähernd in der Längsachse des Baumstammes C schneiden.
Die Einstellbarkeit der Raupenräder dient somit dem Zweck, die günstigsten Lauf-oder Abwälzverhältnisse für die Raupen 28 und 29 zu erzielen. Die Steigvorrichtungen A und B können hierauf durch Einschaltung der Elektromotoren 39 und 54 und darauf des Elektromotors 2 in Betrieb gesetzt werden, wonach sich die beiden Steigvorrichtungen unter gleichzeitiger Umlaufbewegung der Ketten E und F und der Fräskette 47 dem Baumstamm entlang nach oben bewegen. Die Betriebsspannungen der Motoren lassen sich z. B. zwecks Abstimmung der Fortbewegungsgeschwindigkeit oder Steiggeschwindigkeit der Steigvorrichtungen A und B regulieren.
Es ist auch möglich, dem Verbindungsglied D einen Quecksilberschalter zuzuordnen, der den Motor 2 der schneller aufsteigenden Steigvorrichtung nach Erreichung eines vorbestimmten Höhenunterschiedes bzw. einer vorbestimmten Schräglage des Verbindungsgliedes abschaltet, bis die langsamer aufsteigende Steigvorrichtung nachgerückt ist.
Zweckmässigerweise werden Elektromotoren 2 verwendet, deren Drehvorrichtung sich ändern lässt, so dass also die Steigvorrichtungen A und B nach Beendigung des Bearbeitungsvorganges durch Umsteuerung wieder den Baumstamm entlang nach abwärts bewegt werden können. Statt Raupen liessen sich zur Fortbewegung der Steigvorrichtungen auch Zackenräder oder ähnliche Mittel verwenden. Es ist denkbar, die Spannung der Kette statt durch Druckmedium, durch eine Druckfeder vorzunehmen, die z. B. im Innern der Rohre 30 - 32 angeordnet sein könnte.
Je nach Durchmesser bzw. Umfang des zu bearbeitenden Baumstammes ist es auch möglich, statt nur mit zwei Steigvorrichtungen, mit deren drei oder vier zu arbeiten, wobei die umlaufenden Ketten E
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und F dann in entsprechender Weise um die Führungsrollen der betreffenden Steigvorrichtungen geschlun- gen werden.
Zweckmässigerweise wird die Hilfsfräskette nachgiebig an den Baumstamm angepresst, wofür z. B. eine die Führung der Kette belastende Feder verwendet werden kann. Um dabei den Stamm im Bereiche der Raupen vollständig zu säubern, kann die Kettenführung entsprechend der Rundung bzw. dem Radius des Stammes einstellbar gekrümmt sein.
Um zu verhindern, dass sich die Ketten unter Spannung in den Baumstamm. einfräsen, können diese mit nach einwärts gerichteten Rollen oder Walzen versehen sein, die, um auch eine Bewegung axial zum Stamm zu erleichtern, an ihren Stirnflächen abgerundet sind. Die Schneidprofile der Fräsmesser der Kette können ebenfalls abgerundet sein. Um bei ungleichmässiger Fortbewegung der Steigvorrichtungen ein Klemmen der Kette zu vermeiden, können Glieder aus z. B. Stahldraht zwischen starre Glieder eingeschaltet sein. Die Kette wird somit in zwei Dimensionen flexibel.
Zur automatischen Begrenzung der Bewegung der Steigvorrichtungen kann es erwünscht sein, durch einen am Baumstamm zur Anlage kommenden Taster oder Fühler einen Schalter dann zu betätigen, wenn der Durchmesser oder Radius des Baumstammes ein gewisses Mass unterschreitet.
Um nach dem Entrinden und Entasten des Baumstammes denselben zu fallen, kann die beschriebene Einrichtung am Fusse dieses Baumstammes angesetzt werden ; um dabei die Säge operation durchzuführen" wird eine nicht dargestellte, mit nach innen ragenden Sägezähnen versehene, umlaufende Kette verwendet, die die Kette E der beschriebenen Vorrichtung ersetzt. Durch gleichmässiges kontinuierliches Spannen dieser umlaufenden Kette mittels den Spannvorrichtungen 30, 31, 32 wird der notwendige Sägedruck auf die umlaufende Kette ausgeübt, die darauf den Stamm von beiden Seiten her ansaugt. es ist auch möglich, die Kette an der einen Seite des Stammes über zusätzlich einstellbare Rollen zu führen, so dass ein Sägeschnitt nur von der einen Seite her ausgeführt wird.
In gewissen Fällen kann es zweckmässig sein, für das Fällen der Bäume eine zusätzliche Einrichtung zu verwenden, die der beschriebenen Einrichtung ähnlich ist, jedoch statt Fortbewegungsmitteln z. B.
Klemmbacken aufweist. Es entfallen somit in den einzelnen Steigvorrichtungen A - B die Raupen und Raupenräder sowie die Elektromotoren und Übertragungsgetriebe zum Antrieb derselben.
Ebenso kann in diesem Falle auch die zweite Fräskette sowie die Hilfsfräse mit deren Antrieb weggelassen werden. Auch die Bolzensetzgeräte sind für diesen Zweck nicht notwendig.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Abschneiden der Äste und Abschälen der Rinde von den Stämmen stehender Bäume, welche Einrichtung aus mehreren, den Stamm allseits bearbeitenden, motorisch angetriebenen Schneidwerkzeugen und einer diese Werkzeuge im Vorschubsinn in Längsrichtung des Stammes am Stamm hochführenden Vorschubvorrichtung besteht, dadurch gekennzeichnet, dass eine den Stamm unmittelbar mit Spannung umfangende, an den Gliedern Schneiden aufweisende Kette (E) in einem sich unter der Zugspannung der Kette am Stamm abstützenden Gehäuse (1) geführt ist, das eine Spannvorrichtung (30- 33) für die Kette (E) besitzt und dem Kettenantrieb (39 - 44) und der Vorschubvorrichtung (28,29) als Lager dient,
die das Gehäuse entgegen dem Spanndruck der Kette am Stamm abstützt und in dessen Längs- richtung bewegt.