Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Spalten von Holz gemäss dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche 1 bzw. 3. Solche Vorrichtungen werden zum Spalten von grossen Holzstücken (beispielsweise Abschnitte von Bäumen) verwendet. Die Holzstücke werden dabei etwa in zwei bis acht oder mehr Teile gespaltet.
Bekannte Vorrichtungen bestehen im Wesentlichen aus einem Spalttisch mit einem Spaltmesser und einem Gegenlager. Das zu spaltende Holzstück wird zwischen das keilf²rmige Spaltmesser und das Gegenlager auf den Spalttisch gelegt. Zum Spalten wird das Spaltmesser auf die eine Stirnseite des Holzstückes gedrückt, wobei das Holzstück mit seiner anderen Stirnseite durch das Gegenlager gehalten wird. Durch Verringern des Abstands (beispielsweise hydraulisch) zwischen dem Gegenlager und dem Spaltmesser wird das Holzstück gespaltet. Bekannte Spaltmesser bestehen aus einem oder mehreren keilf²rmigen Elementen. Diese bekannten Spaltvorrichtungen weisen aber alle bestimmte Nachteile auf.
Einerseits müssen die schweren Holzkl²tze wie Abschnitte von Holzstämmen auf den Spalttisch gebracht werden, was für den Bediener der Spaltvorrichtung kräfteraubend ist und auch gesundheitliche Risiken mit sich bringt. Ausserdem ist auch der Spaltvorgang an sich gefährlich, da der Benutzer der Vorrichtung sich beim Bedienen relativ nahe beim zu spaltenden Holzstück befindet.
In der US-A 4 487 239 und der FR-A 2 576 828 sind Holzspaltvorrichtungen gezeigt, welche mit einem Hebekran zum Platzieren des Holzes auf dem Spalttisch versehen sind. Mit diesen Vorrichtungen ist aber ein rationelles Spalten von Holz schwer m²glich. Die Holzstücke müssen am Boden erfasst und auf den Spalttisch gelegt werden. Danach wird das Holzstück gespalten und anschliessend wieder vom Spalttisch entfernt. Durch das Ablegen und das Wiedererfassen des Holzstücks vom Spalttisch wird die Zeit für einen Spaltvorgang erheblich erh²ht.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Bekannten zu vermeiden, insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Spalten von Holz zu schaffen, welche ein rationelles, sowie für den Benutzer sicheres und kräfteschonendes Spalten von Holz erlauben.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe mit einem Verfahren gemäss dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 und mit einer Vorrichtung gemäss dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 3 gel²st.
Eine Vorrichtung zum Spalten von Holz mit den Merkmalen der Erfindung besteht im Wesentlichen aus F²rdermitteln zum Halten und Transportieren eines Holzstücks und einer Spaltanordnung. Die Spaltanordnung ist direkt an den F²rdermitteln angebracht. Das beispielsweise von einem Baum abgesägte Holzstück wird mit den F²rdermitteln in einer Ausgangsposition (beispielsweise am Boden) erfasst, hochgehoben und in eine Arbeitsposition gebracht. Wenn das Holzstück in der Arbeitsposition ist, wird die Spaltanordnung betätigt und das Holzstück gespaltet.
Ein besonders rationelles Arbeiten ergibt sich, wenn das Holzstück während des Spaltvorgangs weiter in eine Endposition (beispielsweise eine Ladefläche) transportiert wird. Es ist aber auch denkbar, den Spaltvorgang bereits in der Ausgangsposition oder erst in der Endposition auszul²sen. Wenn das Holzstück in der Endposition abgelegt wird, ist es bereits gespaltet.
Unter F²rdermitteln wird eine Vorrichtung zum Halten, Hochheben und Bewegen eines Holzstücks verstanden. Eine solche Vorrichtung kann beispielsweise aus einer Greifvorrichtung mit einem an einem Kranarm befestigten Greifzangenpaar bestehen. Es ist aber auch denkbar, solche Greifzangen an einem Kabel eines Krans anzubringen oder einen Seilzug oder eine Hebefläche zum Hochheben des Holzstücks zu verwenden.
Die Spaltanordnung besteht vorzugsweise aus einem Spaltmesser und einem Gegenlager. Das Spaltmesser und das Gegenlager sind bewegbar zueinander angeordnet. Beispielsweise kann das Gegenlager fest mit der Greifvorrichtung verbunden sein und das Spaltmesser bewegbar an dieser angeordnet sein.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Gegenlager ebenfalls durch ein Spaltmesser gebildet. Eine solche Anordnung bietet den Vorteil, dass das Holzstück von beiden Seiten gleichzeitig aufgespalten wird. Falls das eine Spaltmesser auf einen Ast st²sst, kann der Spaltvorgang des anderen Spaltmessers einseitig weiter fortgesetzt werden.
Bei der Verwendung von zwei Spaltmessern ist es denkbar, sowohl ein wie auch beide Spaltmesser bewegbar anzuordnen. Eine Vorrichtung mit zwei bewegbaren Spaltmessern bietet den Vorteil einer gleichmässigen Krafteinwirkung auf das zu spaltende Holzstück. Eine solche Anordnung ist ausserdem deshalb von Vorteil, weil die Bewegungsfreiheit eines Spaltmessers durch die F²rdermittel beschränkt wird. Bei der Verwendung von zwei bewegbar angeordneten Spaltmessern kann der Abstand zwischen den beiden Spaltmessern bis auf ca. die Breite einer Greifzange reduziert werden. Auf diese Weise k²nnen auch Holzstücke gespaltet werden, welche aufgrund ihrer Gr²sse mit einer Vorrichtung mit einem bewegbaren Spaltmesser nicht gespaltet werden k²nnen.
Um ein m²glichst ausgeglichenes Einwirken der Kräfte auf das Holzstück zu erm²glichen, k²nnen die Spaltmesser ausserdem h²henverstellbar angeordnet sein. Wenn Holzstücke mit kleine rem Durchmesser gespaltet werden sollen, kann das Spaltmesser (oder die Spaltmesser) derart in der H²he bewegt werden, dass sie koaxial zu der Spaltachse des zu spaltenden Holzstück liegen.
Vorteilhaft sind die F²rdermittel um wenigstens eine vertikale Achse drehbar an einer bewegbaren Hebevorrichtung angebracht. Durch die drehbare Befestigung k²nnen die F²rdermittel derart ausgerichtet werden, dass ein am Boden liegendes Holzstück einfach und ohne dass seine Lage manuell geändert werden muss, erfasst werden kann. Mit einer bewegbaren Hebevorrichtung kann das erfasste Holzstück hochgehoben und in eine Entladeposition wie beispielsweise die Ladefläche eines Lastwagens gebracht werden.
Vorzugsweise wird die Spaltvorrichtung hydraulisch betätigt. Der oder die Hydraulikzylinder sind in der Spaltvorrichtung integriert. Die Hydraulik kann beispielsweise über das Hydrauliksystem eines Lastwagens oder über eine Pumpe an der Zapfwelle eines Traktors betrieben werden.
Die F²rdermittel weisen vorzugsweise eine Greifzange aus zwei Teilen auf, die das Holzstück beidseitig umfassen. Es muss darauf geachtet werden, dass das Holzstück nicht durch die Greifzange festgeklemmt wird, weil sich sonst Probleme beim Aufspalten des Holzstückes ergeben.
Je nach Durchmesser der zu spaltenden Holzstücke oder je nach Verwendungszweck k²nnen zwei- oder mehrteilige, beispielsweise achtteilige, Spaltmesser verwendet werden. Die einzelnen Teile des Spaltmessers erstrecken sich vorzugsweise radial von einem Mittelpunkt nach aussen. Vor allem bei mehr als zweiteiligen Messern ist es wichtig, dass dieser Mittelpunkt vor dem Spalten relativ zur Spaltachse ausgerichtet wird. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Spaltmesser auf einfache Weise ausgewechselt werden k²nnen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen und in Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 Unteransicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung,
Fig. 2 Seitenansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung,
Fig. 3 Seitenansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels,
Fig. 4 Seitenansicht eines Ausschnitts einer Vorrichtung mit h²henverstellbarem Spaltmesser,
Fig. 5 Draufsicht auf ein achtteiliges Spaltmesser,
Fig. 6 Vorrichtung gemäss Fig. 1, nach dem Spaltvorgang,
Fig. 7 Vorrichtung mit einer alternativen Spaltvorrichtung und
Fig. 8 eine schematische Darstellung des erfindungsgemässen Verfahrens.
Fig. 1 zeigt die Unteransicht einer Vorrichtung 1 zum Spalten eines Holzstückes 3. Die Vorrichtung 1 besteht im Wesentlichen aus F²rdermitteln in der Form einer Greifvorrichtung 2 und einer Spaltanordnung 4.
Die Greifvorrichtung weist ein Greifzangenpaar 9 auf, welches das Holzstück 3 erfassen kann.
Die Spaltanordnung 4 weist zwei Spaltmesser 5 auf, welche je an einer Halterung 12 angebracht sind. Eines der beiden Spaltmesser 5 spielt die Rolle eines Gegenlagers 6. Die Halterungen 12 sind derart bewegbar angeordnet, dass der Abstand zwischen den beiden Spaltmessern 5 verändert werden kann. Zum Spalten des Holzstückes 3 werden die beiden Spaltmesser 5 auf die Stirnseiten 10a, 10b des Holzstücks 3 gepresst. Durch fortgesetztes Reduzieren des Abstandes zwischen den Spaltmessern 5 dringen diese in die Stirnseiten 10a, 10b ein und spalten das Holzstück 3. Die beiden Halterungen 12 werden durch Hydraulikzylinder 8 gegen die Stirnseiten 10a, 10b gepresst. Die Spaltmesser 5 haben eine keilf²rmige Form und sind mit der Spitze des Keils gegen die Greifvorrichtung 2 gerichtet. Die Spitze des Keils kann ausserdem zu einer scharfen Kante geschliffen sein.
In Fig. 1 sind die Bewegungsrichtungen der einzelnen Komponenten (Spaltmesser 5, Greifzangenpaar 9) durch Pfeile schematisch dargestellt. Die Hydraulikvorrichtung zum Bewegen der Halterung 12 ist aus Gründen der Klarheit nur schematisch durch den Zylinder 8 und durch abgeschnittene Schläuche dargestellt.
Fig. 2 zeigt eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemässen Erfindung. Die Vorrichtung weist eine Quertraverse 17 auf, an welcher das Greifzangenpaar 9 und die Halterungen 12 zum Halten von Spaltmessern 5 angebracht sind.
Die beiden Teile des Greifzangenpaares 9 überlappen sich vorteilhaft. Dadurch ergeben sich Vorteile beim Ergreifen des Holzstückes 3. Das Holzstück wird erfasst und bereits beim Schliessen des Greifzangenpaares 9 aufgrund dessen Rundung innerhalb des Greifzangenpaares 9 leicht angehoben. Dies verhindert, dass die Spaltanordnung 4 beim Ergreifen des Holzstückes 3 mit dem Boden in Berührung kommt.
Die Halterungen 12 sind bewegbar auf einer Vorschubbahn angeordnet. Zum Führen der Halterungen 12 sind in der Quertraverse 17 ausserdem nicht näher dargestellte Führungen vorgesehen.
Die Greifvorrichtung 2 ist mit einer nicht näher dargestellten Hebevorrichtung 7 verbunden. Diese Verbindung ist um eine vertikale Achse drehbar gestaltet (durch Rundpfeil angedeutet), sodass die Greifvorrichtung zum Erfassen von beliebig am Boden liegenden Holzstücken ausgerichtet werden kann. Die Drehung kann, da in dieser Bewegungsrichtung keine grossen Kräfte wirken, durch nicht näher dargestellte herk²mmliche Greifzangendrehvorrichtungen (\lmotoren, Elektromotoren) erzeugt werden. Die dargestellte Vorrichtung eignet sich für Holzstücke mit einer Länge von etwa einem Meter. Es ist aber auch m²glich, Holzstücke von 1,5 m oder gar mehr zu spalten. Die beiden Spaltmesser 5 k²nnen soweit gegen das Greifzangenpaar 9 geschoben werden bis sie sich fast berühren. Es werden typischerweise Abstände von 10 bis 20 cm erreicht.
Fig. 3 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung. Anstelle des einen Spaltmessers 5 ist ein Gegenlager 6 fest angeordnet. Beim Spalten wird das Holzstück 3 mit seiner einen Stirnseite 10a auf das Gegenlager 6 gedrückt und von diesem zurückgehalten. Das Spaltmesser 5 wird gegen das Gegenstück 6 auf die Stirnseite 10b des Holzstücks 3 bewegt. Durch zusätzliches Verringern des Abstandes zwischen Spaltmesser 5 und dem Gegenlager 6 wird das Holzstück 3 gespaltet. Dieses Ausführungsbeispiel ist aufgrund der kleineren Zahl von beweglichen Teilen günstiger herzustellen als das in Fig. 2 gezeigte. Allerdings kann der Abstand zwischen dem Spaltmesser 5 und dem Gegenlager 6 nicht beliebig eingestellt werden. Insbesondere k²nnen keine so kurzen Abstände wie bei der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung erreicht werden.
Selbstverständlich ist es auch m²glich, das Gegenlager 6 bewegbar und das Spaltmesser 5 fest oder sowohl das Gegenlager 6 als auch das Spaltmesser 5 bewegbar anzuordnen.
Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt aus einer Vorrichtung 1 mit einem h²henverstellbar angeordneten Spaltmesser 5. Zum Spal ten von Holzstücken 3 mit kleineren Durchmessern kann das Spaltmesser 5 derart in der H²he verstellt werden (durch Pfeil angedeutet), dass es koaxial zur Spaltachse 16 des Holzstücks 3 liegt. Dies ist vor allem bei der Verwendung von mehr als zweiteiligen Spaltmessern von Vorteil. Das Spaltmesser 5 kann hydraulisch in der H²he verstellt werden. Es ist aber auch denkbar, die H²henverstellung mittels eines Motors oder manuell durchzuführen. Es ist ausserdem denkbar, das Spaltmesser auch lateral verschiebbar oder um die Spaltachse 16 drehbar anzuordnen.
Fig. 5 zeigt die Draufsicht auf ein achtteiliges Spaltmesser 15. Insbesondere bei einem solchen Spaltmesser ist es wichtig, dass das Spaltmesser 15 koaxial mit der Spaltachse des zu spaltenden Holzstücks 3 liegt. Eine H²henverstellung, wie sie in Fig. 4 gezeigt wurde, bietet sich für solche Spaltmesser 15 besonders an. Es ist ausserdem von Vorteil, die Spaltmesser 5, 15 derart einfach an der Halterung 12 zu befestigen, dass sie ohne viel Aufwand ausgetauscht werden k²nnen. Dadurch k²nnen defekte Spaltmesser rasch ersetzt werden oder je nach Anwendungszweck durch Spaltmesser mit mehr oder weniger Teilen ausgetauscht werden.
Fig. 6 zeigt schematisch eine erfindungsgemässe Vorrichtung 1 mit einem Holzstück 3 nach Beendigung des Spaltvorgangs. Die beiden Spaltmesser 5 wurden derart nahe zusammengebracht, dass sich das Holzstück 3 in zwei Teile aufgespaltet hat. Nach Beendigung des Spaltvorgangs werden die beiden Spaltmesser 5 in ihre ursprüngliche Position zurückgefahren. Deshalb wird vorzugsweise ein doppelt wirkender Hydraulikzylinder 8 verwendet. Nachdem die beiden Spaltmesser 5 aus dem Holzstück 3 entfernt worden sind, kann das Greifzangenpaar 9 ge²ffnet werden und die beiden Hälften des Holzstücks 3 k²nnen an der gewünschten Stelle abgelegt werden.
In Fig. 7 ist schematisch ein weiteres Beispiel einer Spalt vorrichtung gezeigt. Die Spaltvorrichtung besteht aus zwei je um eine Achse A drehbar angeordneten Armen 13, welche an ihrem einen Ende mit Spaltmessern 25 versehen sind. Indem die anderen Enden der Arme 13 auseinander gedrückt werden, wird der Abstand zwischen den Spaltmessern 25 der beiden Arme 13 verringert. Auf diese Weise kann ebenfalls ein mittels einer Greifvorrichtung zwischen den Armen 13 festgehaltenes Holzstück 3 gespaltet werden. Die beiden Enden der Arme 13 werden vorzugsweise hydraulisch auseinander gedrückt. Damit die beiden Spaltmesser 25 m²glichst linear auf das Holzstück 3 auftreffen, sind Anordnungen mit zusätzlichen Umlenkmechanismen denkbar.
Fig. 8 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Verfahrens. Ein Holzstück wird in einer Anfangsposition A1 mit einem Greifzangenpaar 9 erfasst und in eine Arbeitsposition A2 gebracht. In der Arbeitsposition A2 wird die Spaltanordnung 4 betätigt. Das Holzstück wird während des Spaltvorgangs gegen eine Endposition E transportiert. In der Endposition E kann das Holzstück 3 in gespalteter Form abgelegt werden.
Die Arbeitsabläufe k²nnen ausserdem bei Verwendung einer elektrohydraulischen Spaltanordnung 4 durch eine Computersteuerung zusätzlich vereinfacht werden. So kann beispielsweise das Ausl²sen des Spaltvorgangs in Abhängigkeit der Greiferposition automatisiert werden.