CN105979768B - 用于活立木脱枝的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于活立木脱枝的设备(10)。该设备可以通过驱动器自动地在树上向上和向上下移动并且具有带有三个刀具(48,50)的上部切割装置和带有两个刀具(46)的位于下方的下部切割装置。这样设置总共五个刀具(46,48,50)，即，使它们覆盖树的整个圆周。下部切割装置的两个刀具(46)在水平方向看错开设置，从而其能够在其末端区域中重叠。为了沿着树干移动设备(10)，设置两个皮带传动件，其以压力紧贴在树上并且由唯一的共同的液压发动机(20)驱动。上部切割装置与其三个刀具(48,50)能够作为整体在水平方向上移动，这样其在设备(10)移动过程中和在出现树干变粗或者轻微弯曲情况下能够避开，从而防止由刀具(46,48,50)导致的树皮的损伤。

Description

用于活立木脱枝的设备

技术领域

本发明涉及一种用于活立木脱枝的设备。

背景技术

活立木的脱枝，也称为修枝或者修剪，特别是针叶树的脱枝既对于森林经济又对于木材和家具工业是重要的。

对于木材加工而言追求锯去枝条的树干。因为可以产生锯去枝条的锯材,通过修剪实现了可观的价格收益。

主要考虑对松树和云杉脱枝，并且一旦当这些树脱枝，其继续生长经过许多年并且与此同时加宽其直径，然而不带有之前去掉的树枝。因此在树成年的情况下提供了对于制造家具所期望的不用修剪的木材。

树的脱枝只进行一次。在脱枝的时候，树的平均直径为大约30cm，而在树砍伐过程中的最终状态下该直径可以超过1m。通常在树的下部区域中直到高于地面超过10m的高度进行脱枝。

长时间以来已知机械式地进行脱枝。文件DE10124611B4中描述了一种用于去掉活立木的树枝的脱枝设备，为了去掉树枝，该设备包括由三个单独的圆锯组成的锯单元，这些圆锯分别带有自身的驱动发动机。在此，锯单元设置在支架上。

此外，已知的设备包括成型为已经设有光滑的表面的皮带的传动链。借助这些以压力紧贴在树上的传动链，该设备在树干上自动地向上移动，其中通过锯单元去掉树枝。

为了在树干的全部圆周上包围所有树枝，锯单元在水平方向上以围绕树干振动式地摆动。当具有锯单元的支架达到了预期的高度时，其在树干上又向下移动。

因为支架笨重并且因为三个单独的圆锯分别具有对应的自身的驱动发动机，已知的设备被视为是复杂并且容易损坏的。当例如只有一个用于圆锯的驱动发动机在森林中的粗暴运行中发生故障时，整个设备不再能够工作。此外，由于多个单个部分，该设备不仅容易损坏，而且昂贵并相对较重，由此使通过操作人员的操纵更困难。

此外，通过单个的圆锯的在水平方向上的摆动运动限制了设备能够在树干上移动的速度。在速度过高的情况下存在不能够包围树干的所有树枝的危险，即圆锯的必需的摆动运动限制了速度并且因此限制了设备的效率。

通过文件DE3505752A1已知一种用于去掉活立木的树枝的切割装置，其中不使用锯，而是使用两个成型为大约半圆形的倾斜延伸的刀具。刀具处于弹力的作用下，通过弹力将刀具压紧到树干上。

这种已知的设备的特别之处在于，设置与树干存在间距的液压升降装置，通过该设备两个设置用于去掉树枝的刀具首先向上运动并且随后再次向下运动。因为不通过以压力在树皮上紧贴的传动链进行切割装置的驱动，防止了压力作用于树皮上。压力作用于树皮上可以以不利的方式影响通过树皮发生的树的汁液流动并且在树皮损伤的情况下中断汁液流动。

通过树皮的汁液流动在春天开始并且持续到深秋。如果应该避免汁液流动中断的风险，已知的设备因而只能在相对短暂的冬季时间内进行安全的脱枝，在这些已知的设备中传动链或者其他传动装置以压力紧贴在树皮上并且在某些情况下会损伤树皮。

由于放弃以压力紧贴在树皮上的传动链，已知的设备具有许多缺点。如具有两个刀具的相对重的液压升降装置从一棵树到另一棵树的运输麻烦而复杂。

另一个缺点在于，刀具向上的移动取决于升降装置在地面上的精确的安装和设置并且单独由液压装置的升降移动规定。当液压装置不这样定向，即刀具在向上移动过程中不是恰好跟随树干的走向时，存在刀具不仅去掉树枝而且去掉部分树皮的危险。为了防止这种情况，液压升降装置必须这样在树旁定位，以使得总是平行于树干进行升降运动。

通过提升装置的指向垂直向上的运动将刀具的引导规定为固定的。因此，尽管树干与规定为固定的垂直方向只有微小的偏离，刀具可能会不跟随，而在树干走向的这种可能的偏离的情况下刀具损伤树皮。

通过文件US2013/0299046A1已知一种用于活立木脱枝的设备，该设备具有至少一个用于剪切和去除树的树枝的切割装置、带有自身的驱动器的基体、发动机以及在其工作位置中在树干上紧贴的传动装置，其中该设备能够自动地在树的树干向上和向下移动。

切割装置包括第一下部保持装置和位于其之上的第二上部切割装置。下部保持装置包括两个互相相对设置的、圆形延伸的臂，这些臂在垂直方向上错开设置，其中下部保持装置的两个臂组成了圆弧，该圆弧包围树干的圆周的第一部分，其中由于两个臂的错开的设置，两个臂的末端区域可以在工作位置中重叠，其中两个在垂直方向上设置的臂的末端区域处于上下重叠。

上部切割装置包括两个互相相对设置的、同样是圆形延伸的刀具，并且在上部切割装置的两个刀具之上的第三刀具设置在上部切割装置两个刀具间的中心。上部切割装置的三个刀具组成了圆弧，该圆弧包围树干的圆周的第二部分，这样树干的整个圆周在沿着待脱枝的区域的每个位置中由上部切割装置的刀具包围。

然而，这种已知的设备不具有在其工作位置中在树干上紧贴的支撑轮。另外，上部切割装置的刀具并不在同一平面延伸，并且下部保持装置不成型为切割装置。

发明内容

本发明的目的在于提出一种用于活立木脱枝的设备，通过该设备可以防止对树皮产生的损伤作用。此外，该设备应该能够易于操纵并且实现了设备在树干上向上和向下移动的高速度，从而这样实现了改善的效率与改善的经济性结合。此外，该设备应当可以全年用于脱枝，而不受通过树皮的汁液流动的影响。

用于活立木脱枝的设备具有：至少一个用于剪切和去掉树的树枝的切割装置、基体、自身的驱动器、发动机以及在其工作位置中在树干上紧贴的传动装置以及在其工作位置中在树干上紧贴的支撑轮，从而所述设备能够自动地在树的树干上向上和向下移动。

根据本发明的切割装置包括下部切割装置和位于其上的上部切割装置。下部切割装置具有两个互相相对设置的、圆形延伸的刀具，这些刀具在垂直方向上错开设置。

下部切割装置的两个刀具组成了圆弧，该圆弧包围树干的圆周的第一部分，其中由于两个刀具的错开的设置，两个刀具的末端区域能够在其工作或切割位置中重叠，其中两个刀具的末端区域于是在垂直方向上看处于上下重叠。

上部切割装置具有两个互相相对设置的并同样是圆形延伸的刀具，但是这些刀具不在垂直方向上错开，而是在同一平面上延伸。在上部切割装置的两个刀具之间的中心额外地设置有在上部切割装置的两个刀具之上的第三刀具。

上部切割装置的三个刀具组成了圆弧，该圆弧包围树干的圆周的第二部分，从而树干的整个圆周在沿着待脱枝的区域的每个位置中由下部切割装置和上部切割装置的刀具包围。

本发明基于树枝通常在环形地围绕树干的水平面中生长。当根据本发明的设备因此在树上向上运动时，由于所设置的两个切割装置由四个阶梯中的单个的刀具剪切和去掉树枝。

在垂直方向上看，上部切割装置的最上方的第三刀具首先作用。之后跟随上部切割装置的两个其他的在同样高度上设置的刀具，上部切割装置覆盖树的圆周的一部分并且因此去掉位于这部分的树枝。

随后，下部切割装置作用，下部切割装置覆盖树干的圆周的还缺少的部分，并且首先以其在垂直方向上的上部的刀具咬合。最后跟随下部切割装置的另一向下错开设置的刀具。

可以看到，在该设备的情况下，在水平的平面中环形生长的树枝不是一次性地全部去掉，而是依次在这些阶梯中去掉。这相比于在一个平面上一次性剪切所有的树枝需要较小的力。根据本发明的设备的驱动可以因此成型为较小的功率强度并且还可以使设备以相对大的速度在树干上向上和向下移动，由此提高了效率。

在本发明中，下部切割装置的两个刀具在垂直方向上互相错开设置。这样的优点在于，考虑到了树的直径从下到上逐渐变细。树下面比上面粗。这里直径的差别可以最多为10cm。

当两个刀具半部的末端因此在向上移动过程中由于变小的直径重叠地移动时，通过错开的设置确保了刀具的末端能够顺利地重叠，而不会如两个刀片设置在同一平面中的情况那样接触。

事实表明，根据本发明的设备的重量相对小，这样驱动器相对于树皮的挤压力能够保持的较小。由此防止了树皮的损伤，从而该装置也能够全年使用，而不会中断汁液流动。

本发明的合适的设计方案在于，下部切割装置和上部切割装置的两个互相相对的刀具能够转动到在远离树干的休止位置并且止动并且能够转动到工作位置，在工作位置中刀具通过力相对于树干压紧。

当两个切割装置位于其休止位置中时，可以将设备安放到树干上。随后，将刀具转动到工作位置，在工作位置中其通过力相对于树干压紧并且随后可以借助驱动器使用于在树干上脱枝的设备向上移动。当树干的脱枝完成并且设备再次向下移动时，刀具可以再次转动并且在其休止位置中止动，并且设备可以离开相关的树并且到达下一棵树。

本发明的另一有利的设计方案在于，上部切割装置的第三刀具在上部切割装置的两个能够转动的刀具之间设置为固定的，并且上部切割装置的三个刀具能够作为一个单元以整体在水平方向上转动。

实践中可以观察到，树不是一直准确地在垂直方向上向上生长，而是具有微小的偏离或者弯曲。当设备向上移动过程中存在这种弯曲时，上部切割装置可以适应这种弯曲并且在弯曲的方向上从树干水平向外移动，由此防止树皮的损伤。切割装置抵抗对应刀具的弹簧的弹力进行水平移动，并且当设备适应了弯曲时，刀具再次以相反的方向相对于树干压紧。上部切割装置的水平移动因此是本发明的重大优点。

本发明的另一合适的扩展方式在于，下部切割装置和上部切割装置的刀具在其朝向树干的内侧上具有至少一个隔片，刀具通过该隔片与树干保持较小的间距。通过隔片确保了树皮在脱枝过程中不受损伤。

本发明的另一合适的设计方案中，以能够拆卸的和能够更换的方式将隔片固定在刀具上。由此实现了能够根据不同的需要调节树皮和刀具间的间距。合适的是，刀具与树干的间距为大约3到5mm。

以有利的方式，下部切割装置和上部切割装置的刀具以能够更换的方式设置在设备的基体上。当刀具在较长时间的使用后钝了的时候，因而可以通过锋利的刀具替换，并且此外钝的刀具可以重新打磨。

本发明的合适的设计方案中，传动装置通过两个以间隔的互相平行的方式在基体上固定的皮带传动件形成，皮带传动件由共同在基体中设置的液压发动机驱动并且以压力相对于树干压紧。

为两个皮带传动件只设置共同的液压发动机，由此以有利的方式减轻了根据本发明的设备的重量。皮带传动件可以设计为具有大的支承面，由此减小了相对于树皮的挤压力。

本发明中合适的是，液压发动机通过来自牵引机的柔性的液压管路供应需要的液压油和压力。

本发明的另一扩展方式在于，两个皮带传动件的皮带成型为具有形貌并且设有水平的延伸的凹槽。通过形貌化，实现了沿着树干的安全的向上移动和向下移动。

本发明的另一有利的扩展方式在于，支撑轮以能够转动的方式固定在基体上并且能够转动到休止位置和工作位置中，其中支撑轮在其工作位置中在相对于两个皮带传动件的中心以压力紧贴在树干上，并且在其休止位置中转动离开树干并且止动。

支撑轮在其工作位置中确保了，相对的皮带传动件以压力紧贴在树干上并且该设备因此能可靠地沿着树干移动。在支撑轮的休止位置，设备在树成功脱枝后离开并运输到下一棵树。

附图说明

下面借助在附图中示出的实施例详细阐述和描述本发明。附图中示出了：

附图1以立体图示出了在休止位置中的根据本发明的设备，

附图2示出了皮带传动件的剖面的局部示图，

附图3示出了由设备的刀具覆盖的树干的圆周的示意图，

附图4示出了在工作位置中位于树干上的根据本发明的设备，

附图5示出了上部切割装置的水平移动的示意图。

具体实施方式

附图1中示出了在休止位置中的设备10。设备10包括两部分组成的基体12，基体分别具有皮带传动件14和16。两个皮带传动件14和16具有传动带18，该传动带在设备10的工作位置中以压力紧贴在树的树干上，这样当传动带18由共同的液压发动机20驱动时，设备10能够在树上向上和向下移动。

此外，设备10另外具有支撑轮22，支撑轮通过连杆24保持在基体12上。通过传动杆28，支撑轮22可以在箭头A的方向上通过接头26转动到其工作位置，在工作位置中支撑轮以压力紧贴在树干上。

两个基体12通过上部的板30和中间的板32互相固定连接。两个皮带传动件14和16在此互相呈大约直角。

在板32上通过接头42固定刀具杆40。刀具杆40通过另一接头与上部的刀具杆38连接，该上部的刀具杆与其他刀具杆36(参见附图5)一起支承上部的切割装置。

上部切割装置包括两个侧面的刀具48，这些刀具能够在箭头D和E的方向上转动到其工作位置中。牢固固定的第三刀具50位于两个刀具48之上和之间。

下部切割装置包括两个在垂直方向上错开设置的刀具46，这些刀具分别设置在基体12上。两个刀具46能够通过接头54在箭头B和C的方向上转动到其工作位置中，在工作位置中这些刀具在这里未示出的弹簧的作用下以压力紧贴在树干上。上部切割装置和下部切割装置的刀具在其内部的、朝向树干的侧面上具有能够更换的隔片52，在其工作位置中以压力紧贴在树干上的刀具通过隔片与树干保持例如为3mm的较小间距，从而防止了由刀具导致的树皮的损伤。隔片52在其上部末端和下部末端上稍微倒圆，从而使树皮在设备10向上和向下移动过程中不被隔片52损伤。

液压发动机20通过柔性的液压管路56由未示出的牵引机供给。液压发动机20驱动两个皮带传动件14和16，其中能够直接驱动基体12，液压发动机20设置在基体上，而另一左侧的基体12通过包含锥形齿轮的传动装置驱动，传动装置位于壳体34中。当为了驱动两个皮带传动件14和16只设置唯一的液压发动机20时，以有利的方式也只需要唯一的液压管路56。此外，只使用一个液压发动机20意味着重量减轻。

附图2示出了皮带传动件14和16的表面的一部分的截面。皮带传动件14和16的传动带18具有水平地延伸的凹槽58，由此传动带18总体上成型为具有形貌并且设备10能够以不存在在树干上打滑的危险的方式移动。优选使用不同硬度的橡胶作为传动带18的材料。根据树的特性，在树皮光滑的情况下使用柔软的橡胶，在树皮粗糙的情况下使用较硬的橡胶。

附图3中示意性地示出了下部和上部切割装置的刀具46，48，50如何完全包围树的圆周60。两个在水平方向上错开设置的刀具46的末端区域在用粗线表示的重叠区域62中重叠。在该重叠区域62中，刀具46的末端由于其错开的设置在不接触的条件下相互间存在垂直的间距。附图3中的两个刀具46总共覆盖了圆周60的第一下部部分。

圆周60还余下的上部部分由刀具48和50包围，其中两个刀具48的末端区域在重叠区域64和66中微微重叠位于下面的刀具46。因此，通过所有刀具46，48，50包围树干的整个圆周60。

附图4示出了在其工作位置中的切割设备10，其中切割设备10在箭头F的方向上在树68的树干70上向上移动，以便于去除在围绕树68的平面中环形生长的树枝72。在此，上部切割装置首先作用并且在树圆周的第一部分上去掉树枝72，上部切割装置在附图4中位于树68不能看见的一侧的后方。

在继续在箭头F方向上的向上移动过程中，下部切割装置的两个错开设置的刀具46咬合，这些刀具在树圆周的剩余部分上去掉树枝72，其中首先左边的上部的刀具46并且之后右边的下部的刀具46咬合。当去掉了直到预期的高度的所有树枝72时，设备10在树68上在箭头G的方向上继续向下移动到出发点。

滚轮22位于其工作位置，在工作位置中滚轮以压力紧贴在树干70上，并且这个压力用于使皮带传动件14和16也相对于树压紧。为了能够对于两个皮带传动件14和16施加均匀的挤压力，滚轮22设置在两个皮带传动件14和16之间的中心，两个皮带传动件互相呈直角。

皮带传动件14，16具有大的表面，由此皮带传动件14，16的相对于树皮的挤压力保持较小。由此能够防止树皮的损伤。

在根据附图5的示意图中，带有刀具48和50的上部切割装置并不是刚性地设置在基体12上，而是在根据双向箭头H的水平方向上看能够作为整体转动。当在设备10向上移动过程中上部切割装置的最上方的刀具50碰到变粗或者轻微弯曲的形式的树干70的垂直的偏离的走向时，上部的刀具50让开，并且通过在树干方向上向外转动而适应树干的走向。由此防止了上部切割装置在变粗或弯曲的位置中损伤树68的树皮。

这样实现上部切割装置的水平可移动性，即，其通过刀具杆36通过接头42与板30连接。此外，刀具杆38通过接头42与刀具杆40连接，该刀具杆在其一侧上通过接头44在板32上固定。由此，上部切割装置按照平行四边形的方式水平移动。

附图标记说明

(说明书的一部分)

10 设备

12 基体

14 皮带传动件

16 皮带传动件

18 传动带

20 液压发动机

22 支撑轮

24 连杆

26 接头

28 传动杆

30 板

32 板

34 壳体

36 刀具杆

38 刀具杆

40 刀具杆

42 接头

44 接头

46 刀具

48 刀具

50 刀具

52 隔片

54 接头

56 液压管路

58 凹槽

60 (树的)圆周

62 重叠区域

64 重叠区域

66 重叠区域

68 树

70 树干

72 树枝

A 箭头

B 箭头

C 箭头

D 箭头

E 箭头

F 箭头

G 箭头

H 双向箭头

Claims (11)

1.一种用于活立木脱枝的设备，所述设备具有：至少一个用于剪切和去掉树的树枝的切割装置、基体、自身的驱动器、发动机以及在其工作位置中在树干上紧贴的传动装置以及在其工作位置中在树干上紧贴的支撑轮，从而所述设备能够自动地在树的树干上向上和向下移动，其特征在于，

-所述切割装置包括下部切割装置和位于其上的上部切割装置，

-所述下部切割装置具有两个互相相对设置的、圆形延伸的刀具，所述刀具在垂直方向上错开设置，

-所述下部切割装置的两个刀具共同组成了圆弧，所述圆弧包围树干的圆周的第一部分，其中由于两个所述刀具的错开的设置，两个所述刀具的末端区域能够在其工作和切割位置中重叠，其中两个所述刀具的末端区域在垂直方向上看处于上下重叠，

-所述上部切割装置具有两个互相相对设置的、同样是圆形延伸的刀具，所述刀具在同一平面上延伸，

-在上部切割装置的两个所述刀具之上的第三刀具设置在所述上部切割装置的两个刀具间的中心，

-所述上部切割装置的三个刀具组成了圆弧，所述圆弧包围树干的圆周的第二部分，从而树干的整个圆周在沿着待脱枝的区域的每个位置中由下部切割装置和上部切割装置的刀具包围。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述下部切割装置和所述上部切割装置的两个互相相对的刀具能够转动到远离树干的休止位置并止动并且能够转动到工作位置，所述刀具在所述工作位置中通过力相对于树干压紧。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述上部切割装置的第三刀具在所述上部切割装置的两个能够转动的刀具之间设置为固定的，并且所述上部切割装置的三个刀具能够以整体的方式作为一个单元在水平方向上转动。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的设备，其特征在于，所述下部切割装置和所述上部切割装置的刀具在其朝向树干的内侧上具有一个隔片，所述刀具通过所述隔片与树干保持较小的间距。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，以能够拆卸的和能够更换的方式将所述隔片固定在所述刀具上。

6.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述刀具与树干的间距为大约3到5mm。

7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述下部切割装置和所述上部切割装置的刀具以能够更换的方式设置在所述设备的所述基体上。

8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述传动装置通过两个以间隔的互相平行的方式在基体上固定的皮带传动件形成，所述皮带传动件由共同在所述基体上设置的液压发动机驱动并且以压力相对于树干压紧。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述液压发动机通过来自牵引机的柔性的液压管路供应需要的液压油和压力。

10.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，两个所述皮带传动件的皮带成型为具有形貌并且设有水平延伸的凹槽。

11.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述支撑轮以能够转动的方式固定在所述基体上并且能够转动到休止位置和工作位置中，其中所述支撑轮在其工作位置中在相对于两个所述皮带传动件的中心以压力紧贴在树干上，并且在其休止位置中转动离开树干并且止动。