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Die
Erfindung betrifft einen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 definierten
Entästungs-
und Schneidkopf einer Holzerntemaschine, bestehend aus einem an
den Auslegerarm der Maschine schrägstellbar und drehbar montierten
Körper,
der mit zumindest einem am Körper
gelenkig angebrachten Paar Greifarme zum Greifen eines Baumstammes,
wobei die Greifarme zumindest an einer Kante geschärft sind
derart, dass sie gleichzeitig als Entästungsschneidstähle arbeiten,
einer Trennsäge
sowie zumindest einem Paar Zugräder
ausgerüstet
ist, bei dem die Zugräder
mit Antriebsvorrichtungen ausgerüstet
sind, mit denen die Zugräder
in beiden Drehrichtungen gedreht werden können und die Zugräder am Körper mit
Schwenkarmen schwenkbar angebaut sind, mit denen die Zugräder zum
Greifen des Baumstammes aufeinander entgegengesetzten Seiten des Baumstammes
ansetzbar sind, wobei beide Zugräder
eine aus Metall bestehende Radnabe aufweisen, auf welcher durch
Vulkanisieren oder auf ähnliche Weise
eine elastische Materialschicht befestigt ist und auf dem Zugrad
Ketten angebracht sind, um die Haftung zwischen Zugrad und Baumstamm
zu verbessern.
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Die
heutigen Holzerntemaschinen, Harvester, Mehrzweck- oder ähnliche
Maschinen sind in bekannter Weise mit Vorrichtungen ausgerüstet, mit
denen Bäume
gefällt,
entästet
und auf Maß abgelängt werden.
Für diese
Funktionen ist die Maschine mit einem Entästungs- und Schneidkopf bestückt, der
an einem an der Maschine vorhandenen Auslegerarm angebaut ist. Der
Entästungs-
und Schneidkopf ist normalerweise mit Mitnehmerarmen, mit denen
der Stamm gegriffen wird, und einer Kettensäge oder einer ähnlichen
Vorrichtung zum Ablängen
des Stammes ausgerüstet.
Die Mitnehmerarme sind im Allgemeinen mit einer scharfen Kante versehen
derart, dass sie gleichzeitig auch als Entästungsschneidstahl dienen.
Am Entästungs-
und Schneidkopf befinden sich weiter mit Antrieb ausgerüstete Zugrollen oder
-räder,
mit denen der Stamm von einander entgegengesetzten Seiten gegriffen
und in Längsrichtung
befördert
wird derart, dass während
der Beförderung
des Stammes die Entästungsschneidstähle gleichzeitig
die Entästung
des Stammes ausführen. Weiter
weisen die heutigen Entästungs-
und Schneidköpfe
Messgeräte
wie z. B. Messrad oder -räder
auf, mit denen die Längen
gemessen und bestimmt werden, auf die der Stamm mit den Zugrädern zum
Ablängen
mit der Kettensäge
befördert
wird. Am Abläng-
und Entästungsende
befinden sich außerdem
ein Dreh- und Schwenkantrieb, mit dem der genannte Kopf in gewünschter
Weise geschwenkt werden kann, sowie ein Antrieb oder eine Anlage
zum Schrägstellen,
mit der der Entästungs-
und Schneidkopf in die gewünschte
Stellung gebracht wird. Die oben erläuterten Funktionen sind im
Allgemeinen hauptsächlich
hydraulisch betrieben.
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Am
Entästungs-
und Schneidkopf werden mehrere Zugräder verschiedenen Typs verwendet. Einmal
werden Zugräder,
die ganz aus Metall bestehen, verwendet, die zusätzlich mit Gleithinderungen wie
Spitzen, Aufrauhungen oder Ähnlichem
versehen sind. Mit diesen Rädern
wird sehr gute Haftung am Stamm erreicht, aber die Haftung der Räder ist
sehr aggressiv, wodurch bedeutende Verletzungen am Stamm, Ablösungen der
Rinde usw. verursacht werden. Diese wiederum führen zu Blaufärbung und Schimmelschäden am Holz,
die für
ihren Teil weiter z. B. den Einsatz von größeren Mengen Chemikalien in der
Papier- und/oder Zellstoffherstellung erfordern.
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Um
einen ”weicheren” Kontakt
zwischen Zugrädern
und Stamm zu erzielen, wurde bei den Rädern zunehmend zu einer Lösung übergegangen,
bei der das Zugrad eine z. B. hülsenartige
Radnabe aus Metall aufweist, auf welcher ein Ring aus Vollgummi durch
Vulkanisieren befestigt ist. Da mit einem Gummiring dieser Gattung
keine ausreichend gute Haftung am Stamm erzielt wird, sind auf dem
Gummi Gleithinderungen angebracht. Im Allgemeinen bestanden diese
Gleithinderungen aus Ketten oder Kettennetzen, die an an der Radnabe
vorhandenen Flanschen befestigt sind, oder aus Kettennetzen, die auf
die Gummischicht gespannt sind. Die Ketten können zur weiteren Verbesserung
der Haftung in ihrem Querschnitt quadratisch und kantig sein. Zum
anderen können
die Gleithinderungen aus auf einen Ring aufgebrachten plattenartigen,
mit Spitzen oder Ähnlichem
versehenen Stücken
bestehen, die mit Ketten an den Flanschen der Radnabe befestigt
sind. Weiter können
bei Verwendung von Ketten und Kettennetzen diese am Rad z. B. in
der gleichen Weise befestigt werden wie Gleitschutzketten an den
Rädern
von Arbeitsmaschinen, d. h. durch Aufspannen mit in Umfangsrichtung
verlaufenden Ketten oder Seilen.
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In
der internationalen Patentanmeldung
WO 95/01856 A1 ist eine Gleitschutzvorrichtung
für ein Antriebsrad
aus Gummi offenbart, bei der an der Nabe des Rads je ein Befestigungsring
auf beiden Seiten des Rads vorgesehen ist. Auf der Rollfläche des
Gummirads sind Gleitschutzplatten angeordnet, die mit einer Art
Dornen versehen sind, um die Reibung bzw. Haftung zwischen dem Gummirad
bzw. der Gleitschutzplatte und dem Stamm zu erhöhen. An den Befestigungsringen
sind Ketten angebracht, die die Befestigungsringe mit den Gleitschutzplatten verbinden
und so die Gleitschutzplatten an der Lauffläche des Gummirads fixieren.
Die einzelnen Gleitschutzplatten können zudem auch direkt miteinander verbunden
sein.
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In
der deutschen Offenlegungsschrift
DE 41 39 614 A1 ist zudem eine Holzerntemaschine
gezeigt, die statt Antriebsrädern
eine Art Seilförderband verwendet.
Bei diesem Förderband
sind einzelne Seile diagonal verlaufend zwischen zwei Ketten angeordnet.
Jede Kette umläuft
zwei Antriebsräder
und die beiden Ketten sind durch eine elastische Einheit voneinander
beabstandet, wodurch die Seile eine gewisse Vorspannung erhalten.
Wird auf die Seile ein Druck ausgeübt, nähern sich die zwei Paare von
Antriebsrädern
aneinander an, um so eine Auslenkung der Seile zu ermöglichen.
Auf diese Weise kann sich das Seilförderband an die Konturen eines
Baumstammes anschmiegen und allzu große Verletzungen des Stammes
vermeiden.
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Ein
Nachteil und Problem bei den mit Gleithinderungen dieser Gattung
versehenen Gummirädern
besteht im Aufspannen und Befestigen der Gleithinderungen auf das
Rad. Das Befestigen erfordert eine bestimmte Vorspannung, aber mit
den heutigen Lösungen
wurde dies nicht ausreichend gut und zuverlässig erreicht, sondern die
Gleithinderungsketten und Platten können sich auf dem Rad verdrehen und
schrägstellen,
was Rutschen und/oder Zerstörungen
und Ablösen
der Rinde am Baumstamm verursacht, wodurch die oben schon erläuterten
Nachteile entstehen. Insbesondere im Frühjahr während der sog. Bastzeit ist
besonders wichtig, dass mit den Zugrädern des Entästungs-
und Schneidkopfs eine gute aber dennoch weiche Haftung am Stamm
erzielt wird, weil die an der Oberfläche des Stammes vorhandene
Schicht weich ist und leicht beschädigt werden kann.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Entästungs-
und Schneidkopf einer Holzerntemaschine zu schaffen, der mit den
Stamm greifenden Zugrädern
ausgerüstet
ist, die an dem Stamm keine Schäden
verursachen, oder deren zugefügte
Schaden zumindest wesentlich geringer ist als bei den Zugrädern vom
Stand der Technik. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass
das Zugrad in seiner Axialrichtung an beiden Enden mit Befestigungsmitteln
versehen ist, die sich nur gegen die elastische Materialschicht
stützen,
wobei die Ketten an den betreffenden Befestigungsmitteln befestigt sind
und durch Einpressen der elastischen Materialschicht in Axialrichtung
und unter Ausnutzung deren Elastizität vorgespannt sind.
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Die
Erfindung wird durch den Entästungs- und
Schneidkopf gemäß dem Anspruch
1 der vorliegenden Erfindung gelöst
und bringt gegenüber
dem Stand der Technik einen bedeutenden Vorteil insbesondere in
der Beziehung mit sich, dass die Zugräder keine wesentlichen Schäden an den
Stämmen
verursachen oder deren an den Stämmen
verursachten Beschädigungen
zumindest wesentlich geringer sind als früher. Das beruht auf der erfinderischen
Art und Weise, mit der die die Gleithinderung bildenden Ketten derart
angeordnet und am Zugrad befestigt sind, dass sie gut in ihrer vorgesehenen
Lage bleiben ohne sich zu verdrehen oder zu verziehen, wobei sie
jedoch die von der Gummifläche
der Räder
gebotene erforderliche Elastizität
zulassen. Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden
detaillierten Beschreibung der Erfindung hervor.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand eines Beispiels unter Hinweis
auf die Figuren der beigefügten
Zeichnung erläutert.
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1 zeigt
völlig
schematisch einen Entästungs-
und Schneidkopf einer Holzerntemaschine in zum Teil perspektivischer
Darstellung.
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2A und 2B zeigen
die Konstruktion des Zugrads des Entästungs- und Schneidkopfs als Zusammenbauzeichnung
und als Schnittzeichnung.
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In 1 ist
der Entästungs-
und Schneidkopf allgemein mit Bezugsnummer 10 bezeichnet.
Der Entästungs-
und Schneidkopf 10 ist mit einem Schrägstellrahmen 11 ausgerüstet, an
dem ein Drehantrieb 13 und Befestigungsmittel 12 angebracht sind,
mit denen der Entästungs-
und Schneidkopf drehbar am Ausleger (nicht dargestellt) der Holzerntemaschine
befestigt ist. Der Drehantrieb 13 ist vorzugsweise ein
hydraulisch arbeitender Drehmotor. Der Schrägstellrahmen 11 ist
am Körper 22 des Entästungs-
und Schneidkopfes drehbar mit einer Drehachse gelenkig gelagert,
die vorzugsweise quer zur Drehachse des Drehantriebs 13 verläuft. Zwischen
Schrägstellrahmen 11 und
Körper 22 sind
weitere hydraulische Kraftvorrichtungen (nicht dargestellt) vorgesehen,
mit denen der Körper 22 und
der Schrägstellrahmen
zueinander gedreht und schräg gestellt
werden können.
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Der
Körper 22 des
Entästungs-
und Schneidkopfes ist mit hydraulisch betriebenen Greifarmen 14 und 16 versehen,
von denen in der Darstellung nach 1 zwei Paare
vorhanden sind. Die Greifarme sind am Körper 22 des Entästungs-
und Schneidkopfes gelenkig mit Drehachsen 15, 17 angebaut,
um welche die Greifarme 14, 16 mit Hilfe von hydraulischen
Kraftvorrichtungen wie Hydraulikzylinder (nicht dargestellt) geschwenkt
werden können,
um den Baumstamm zu greifen. Die schwenkbaren Greifarme 14, 16 sind
an einer Kante geschärft
derart, dass sie gleichzeitig als Entästungsstahlschneide zum Entästen des
Baumstamms dienen. An dem Körper des
Entästungs-
und Schneidkopfes ist weiter vorzugsweise eine stationär oder gelenkig
angebrachte Entästungsschneide 18 angebaut,
um den Baumstamm so effektiv wie möglich auf seinem ganzen Umfang
zu entästen.
Am Entästungs-
und Schneidkopf befindet sich außerdem eine Trennsäge 19,
die vorzugsweise eine in der Figur gezeigte Kettensäge ist,
die in ein Schutzgehäuse 20 der
Kettensäge schwenkbar
angebracht ist.
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Außerdem befindet
sich am Entästungs-
und Schneidkopf ein Messrad 21, damit der Baumstamm mit
der Trennsäge 19 auf
die gewünschten
Längen abgelängt werden
kann.
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Der
Entästungs-
und Schneidkopf ist außerdem
mit Zugrädern 100 ausgerüstet, die
den Baumstamm von einander entgegengesetzten Seiten greifen. Die
Zugräder 100 sind
an Schwenkarmen 120 angebaut, die mit Drehachsen 121 drehbar
am Körper 22 des
Entästungs-
und Schneidkopfes angebracht sind. Die Zugräder 100 sind mit erforderlichen Antriebvorrichtungen,
vorzugsweise Hydraulikmotoren (nicht dargestellt) ausgerüstet, mit
denen die Räder
in beiden Richtungen gedreht werden können. Weiter sind die Zugräder 100 mit
Kraftvorrichtungen wie Hydraulikzylindern (nicht dargestellt) versehen, mit
denen die Zugräder
mit der gewünschten
Kraft gegen den Baumstamm gepresst werden können. Die Konstruktion der
Zugräder
ist genauer in 2A und 2B dargestellt.
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Das
Zugrad 100 weist eine als Nabe dienende Zentralhülse 101 auf,
auf der ein elastisches Material wie z. B. eine aus Gummi bestehende
Materialschicht 102 vorzugsweise durch Vulkanisieren befestigt
ist. An der Außenfläche der
elastischen Materialschicht 102 sind Nuten 103 ausgeführt, die
sich vorzugsweise in axialer Richtung über die ganze Länge der
Materialschicht 102 erstrecken. An dem ersten Ende 100A des
Zugrads 100 ragt die Zentralhülse 101 in axialer
Richtung vorzugsweise eine bestimmte Strecke über die elastische Materialschicht 102 hinaus
derart, dass am betreffenden ersten Ende 100A des Zugrads
ein kurzes Kragenstück 101A an
der Zentralhülse
bildet. Dementsprechend erstrecken sich am zweiten Ende 100B des
Zugrades die Zentralhülse 101 und
die elastische Materialschicht 102 zweckmässig bis
zur gleichen Ebene. In der Materialschicht 102, die vorzugsweise
aus Gummi ist, ist am ersten Ende 100A von Zugrad 100 eine
Ringnut 104 ausgearbeitet, deren Durchmesser etwas größer ist als
der Durchmesser der Zentralhülse 101.
In diese Ringnut 104 ist ein Metalltragring 105 eingesetzt,
an dessen einer Seite, d. h. an der vom Zugrad 100 nach außen gerichteten
Seite eine flache Nut 106 ausgearbeitet ist.
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Auf
dem Kragenstück 101A der
Zentralhülse 101 ist
ein Flanschring 107 angebracht, dessen Innendurchmesser
größer ist
als der Außendurchmesser
der Zentralhülse
derart, dass der Flanschring 107 mit lockerer Passung auf
dem Kragenstück
der Zentralhülse
sitzt, wobei der genannte Flanschring 107 keine Unterstützung vom
Kragenstück 101A der
Zentralhülse
bekommt. Der Flanschring 107 setzt sich zusammen aus einem
Mittelstück 108 und
einem gegen die elastische Materialschicht, wie Gummischicht 102,
kommenden Flanschteil 109. In dem Mittelteil 108 sind
axial durchgehende, mit Schraubengewinde versehene Gewindelöcher 110 ausgeführt, in
denen Schrauben 111, vorzugsweise Innensechskantschrauben,
angebracht sind. Die Teilung der Gewindelöcher 110 im Mittelteil 108 des
Flanschrings 107 ist von der Art, dass der Durchmesser
des Teilungskreises im wesentlichen gleich groß ist wie der Durchmesser der
im Tragring 105 ausgeführten
Nut 106. Damit können
sich die durch die Gewindelöcher 110 geschraubten
Schrauben 111 gegen die Nut 106 des Tragrings
abstützen.
In der Zentralhülse 101 ist abweichend
vom oben Erläuterten
jedoch kein Kragenstück 101A erforderlich.
Das betreffende Kragenstück
dient hier nur zum Erleichtern des Zusammenbaus. Der Zusammenbau
lässt sich
auch mit anderen Hilfsmitteln durchführen. Tatsächlich hätte es seine Vorteile, wenn
das Zugrad 100 auf beiden Seiten identisch wäre, weil
es sich dann in beiden Richtungen einbauen ließe. Somit wäre es am günstigsten, wenn nämlich an
der Zentralhülse überhaupt
keine Kragenstücke
vorhanden wären.
Eine andere, allerdings schlechtere Möglichkeit bestünde darin,
die Zentralhülse
an beiden Enden mit Kragenstück
zu versehen.
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Auf
dem Mittelteil 108 des Flanschrings 107 ist ein
Befestigungsflansch 112 angebracht, dessen Mittelloch einen
Durchmesser hat, der größer ist
als der Durchmesser des Mittelteils 108 des Flanschrings
derart, dass der betreffende erste Befestigungsflansch 112 mit
lockerer Gleitpassung auf dem Mittelteil 108 des Flanschrings 107 sitzt.
Dementsprechend ist am zweiten Ende 100B des Zugrads 100 ein
zweiter Befestigungsflansch 113 angebracht, der vorzugsweise
ein gleicher Flansch ist wie der erste Befestigungsflansch 112.
Somit sind an beiden Befestigungsflanschen 112, 113 Löcher 114, 115 ausgeführt, durch
welche die Befestigung der Ketten 116 an den Befestigungsflanschen 112, 113 erfolgt.
Hinsichtlich der Funktion und der Funktionsfähigkeit der Lösung könnten der
Flanschring 107 und der erste Befestigungsflansch 112 aus
demselben Stück
sein, aber herstellungstechnisch ist günstiger, dass der Flanschring 107 und
der erste Befestigungsflansch 112 aus separaten Teilen
hergestellt sind. In dem Fall, dass der Flanschring 107 und
der erste Befestigungsflansch 112 aus ein und demselben
Stück sind, sind
die Gewindelöcher 110 direkt
an dem betreffenden Befestigungsflansch ausgeführt und die Schrauben 111 sind
in entsprechender Weise in die Gewindelöcher geschraubt, wobei mit
den Schrauben 111 der Abstand des Befestigungsflansches
vom Metalltragring 105 eingestellt werden kann.
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Die
Ketten 116 bestehen aus maßgefertigten, sich über die
axiale Länge
des Zugrads 100 erstreckenden Stücken, die beim Zusammensetzen des
Rades in die an der Außenseite
der elastischen Materialschicht 102 ausgebildeten Nuten 103 gesetzt werden.
Die letzten Glieder an beiden Enden der Ketten 116 dienen
als Befestigungsschlaufen 118 oder es sind an beiden Enden
der Ketten Befestigungsschlaufen 118 angebracht, die durch
die Öffnungen 114, 115 der
Befestigungsflansche 112, 113 gefädelt werden.
Die Befestigung der Ketten 116 an den Befestigungsflanschen 112, 113 wird
mit Befestigungszapfen 119 oder auf ähnliche Weise gesichert. Nach 2A und 2B sind
die Ketten 116 mit Gleithinderungszapfen 117 versehen.
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Die
Ketten 116 werden in die in der elastischen Materialschicht 102 ausgebildeten
Nuten 103 gesetzt derart, dass die Ketten 116 in
den betreffenden Nuten auf ihrer ganzen Länge gestützt sind und dass nur die Gleithinderungszapfen 117 der
Ketten 116 aus der Materialschicht herausragen. Die Ketten 116 sind
an den Befestigungsflanschen 112, 113 befestigt,
die sich nur an der elastischen Materialschicht 102 und überhaupt
nicht an der Metallzentralhülse 101 abstützen. Die
Vorspannung der Ketten 116 erfolgt mit den Schrauben 111,
indem der Flanschring 107 und somit der erste Befestigungsflansch 112 von dem
in der ringförmigen
Nut 104 der elastischen Materialschicht 102 angebrachten
Metalltragring 105 weggedrückt wird. Der zweite Befestigungsflansch 113 stützt sich
dabei gegen die elastische Materialschicht 102 am zweiten
Radende 100B. Abhängig von
der Größe der eingesetzten
Spannkraft biegt sich der erste Befestigungsflansch 112 leicht
schalenförmig
ein und arbeitet wie eine Tellerfeder. Die Vorspannung der Ketten 116 erfolgt
somit durch Einpressen der elastischen Materialschicht 102 des
Zugrads 100 und unter Ausnutzung der Elastizität der betreffenden
elastischen Materialschicht 102. Für die Ketten 116 wird
vorzugsweise eine gedrehte Kette verwendet, die eine große Fläche hat.
Diese Kette stützt sich
auf einem großen
Bereich gegen das elastische Material, wobei sie das Material nicht
abnutzt. Die Kette kann auch z. B. aus einer Kette bestehen, die als
Gleithinderung bei Arbeitsmaschinen verwendet wird. Mit der erfindungsgemäßen Zugradkonstruktion wird
gute Haftung am Baumstamm erzielt, wobei sich die Zugräder an die
Form des Baumstammes anpassen. Aufgrund dessen können kleinere Presskräfte zwischen
Zugrädern
und Baumstamm verwendet werden, was ein bedeutender Vorteil hinsichtlich
der Nichtbeschädigung
des Baumstamms und der Nichtablösung
der Rinde ist.
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Die
Erfindung ist im vorstehenden unter Hinweis auf die Figuren der
beigefügten
Zeichnung lediglich anhand eines Beispiels erläutert. Die Erfindung soll jedoch
nicht auf das in den Figuren gezeigte Beispiel beschränkt werden,
sondern die verschiedenen Ausführungsformen
der Erfindung können
im Rahmen der in den beigefügten
Patentansprüchen definierten
erfinderischen Erkenntnis variieren.