DE102010012890A1

DE102010012890A1 - Tree piece-wise removing method for e.g. populated area, involves moving back removing device from starting position along stem, where stem above removing device is sliced into small pieces of predetermined length

Info

Publication number: DE102010012890A1
Application number: DE201010012890
Authority: DE
Inventors: Andreas Baumann
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2010-03-26
Publication date: 2011-09-29

Abstract

The method involves providing a removing device (101) at a lower end of a stem of a tree. The removing device is moved (102) along the stem from a starting position toward an upper end of the stem until a given minimum stem diameter is reached. The stem is trimmed such that length of the path and stem diameter back path are detected. The stem above the removing device is removed (103) when the diameter is reached. The removing device is moved back (104) from the starting position along the stem, and the stem above the removing device is sliced into small pieces of predetermined length. An independent claim is also included for a device for piece-wise removing of a tree.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum stückweisen Abtragen eines Baumes. Die Erfindung findet insbesondere Anwendung beim Abtragen von Bäumen in einer beengten Umgebung, bspw. in Städten, Wohngebieten, oder wenn sich in der Umgebung eines zu fällenden Baumes sonstige schätzenswerte Einrichtungen finden. Sie kann zudem im Bereich der Forstwirtschaft eingesetzt werden.The invention relates to a method and a device for piecewise removal of a tree. The invention finds particular application in the removal of trees in a confined environment, eg. In cities, residential areas, or if find in the environment of a tree to be felled other worthy facilities. It can also be used in the forestry sector.

Bekannt sind traditionelle Verfahren zum Fällen von Bäumen, die von Arbeitern (Holzfällern) mit Sägen, Motorsägen, Äxten etc. manuell ausgeführt werden, und bei denen ein zu fällender Baum am unteren Ende seines Stammes bspw. abgesägt wird, und in Folge in Gänze umfällt. Durch entsprechende Einkerbungen des Stammes kann die Fallrichtung weitestgehend beeinflusst werden. Zusätzlich können am Stamm angebrachte Zugseile die Fallrichtung in eine bevorzugte Fallrichtung einschränken. Nachtteilig daran ist, dass eine genügend große Freifläche verfügbar sein muss, auf die der Baum fallen darf, ohne etwas zu zerstören.Are known traditional methods for felling trees, which are performed manually by workers (lumberjacks) with saws, chainsaws, axes, etc., and in which a tree to be felled at the lower end of his trunk, for example. Sawed off, and in turn falls completely , By appropriate indentations of the trunk, the direction of fall can be largely influenced. Additionally, pull ropes attached to the trunk can restrict the direction of fall in a preferred fall direction. At night is that a sufficiently large open space must be available on which the tree may fall without destroying anything.

Im Bereich der Forstwirtschaft sind weiterhin sogenannte „Holzvollernter” bekannt. Diese komplexen, schweren und großen Holzernte-Maschinen können halbautomatisch Baumfällungen, Entastungen und Sortimentsbildungen durchführen, und werden von einem Operator gesteuert. Die Holzvollernter besitzen typischerweise einen zwischen zehn bis fünfzehn Meter langen Kranarm, an dessen Ende ein Fallkopf (engl. Harvester Head) freibeweglich montiert ist. Der Fallkopf ist bspw. mit Vorschubrädern(-walzen), einer Messeinheit, hydraulisch angetriebenen Kettensägen und Entastungsmessern ausgestattet. Statt einer Kettensäge ist in seltenen Fällen auch ein Kreissägenblatt verbaut. Die stärksten Fällköpfe können Stämme bis 100 cm Durchmesser, und zwischen fünf und dreißig Festmeter Holz in der Stunde verarbeiten. Die Holzvollernter sind produktiver und kostengünstiger als Holzfäller, so dass ihr Einsatz in der Forstwirtschaft zunimmt. Nachteilig ist jedoch, dass sich durch den Einsatz der mehrere Tonnen schweren Holzvollerntern negative Auswirkungen durch Bodenverdichtungen und Wurzelschädigungen im Wald ergeben. Nachteilig ist weiterhin ihr großer Platzbedarf, auch ihre für Einzelbaumfällungen zu hohen Kosten, sodass Holzvollernter in eng besiedelten Bereichen und insbesondere zum Fällen oder Abtragen von Bäumen in Städte und Wohnbereichen nicht in Betracht kommen.In the forestry sector, so-called "wood harvesters" continue to be known. These complex, heavy and large wood harvesting machines can semi-automatically perform tree felling, delimbing and assortment formation, and are controlled by an operator. The wood harvesters typically have between ten to fifteen meters long crane arm, at the end of a drop head (English Harvester Head) is freely movably mounted. The drop head is equipped, for example, with feed wheels (rollers), a measuring unit, hydraulically driven chain saws and delimbing knives. Instead of a chainsaw, a circular saw blade is also installed in rare cases. The strongest felling heads can handle logs up to 100 cm in diameter, and between five and thirty cubic meters of wood per hour. The wood harvesters are more productive and less expensive than lumberjacks, increasing their use in forestry. The disadvantage, however, that result from the use of several tons heavy Holzvollerntern negative effects of soil compaction and root damage in the forest. Another disadvantage is their large footprint, even their costs for Einzelbaumfällungen too high costs, so that wood harvesters are not in tightly populated areas and especially for felling or removing trees in cities and residential areas into consideration.

Einzelbaumfällungen in eng besiedelten Gebieten werden heute von Baumfällarbeitern ausgeführt, die dazu in den Baum klettern, zumeist von einem weiteren Arbeiter vom Boden aus gesichert werden, und Äste bzw. den Baum in Schritten zumeist mittels einer Motorsäge abtragen. Dabei kommt es häufig zur Gefährdung der beteiligten Baumfällarbeiter durch die Handhabung der Motorsäge und/oder durch herabstürzende Teile des Baums.Single tree felling in densely populated areas are performed today by Baumfällarbeitern who climb to the tree, are usually secured by another worker from the ground, and usually remove branches or the tree in steps by means of a chainsaw. It often comes at risk to the involved Baumfällarbeiter by handling the chainsaw and / or falling parts of the tree.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, das/die ein Abtragen eines Baumes in einer eng besiedelten Umgebung ermöglicht, und die vorstehenden Nachteile verringert.The object of the present invention is to provide a method and a device which enables the removal of a tree in a densely populated environment, and reduces the above disadvantages.

Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung des Ausführungsbeispiels.The invention results from the features of the independent claims. Advantageous developments and refinements are the subject of the dependent claims. Other features, applications and advantages of the invention will become apparent from the following description, as well as the explanation of the embodiment.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum stückweisen Abtragen eines Baumes mittels einer Abtragevorrichtung. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass in einem ersten Schritt die Abtragevorrichtung an einer Ausgangsposition am unteren Ende eines Stammes des Baums bereitgestellt wird. Unter „Bereitstellen” wird vorliegend verstanden, dass die Abtragevorrichtung, je nach deren Ausführungsform, an der Ausgangsposition derart mit dem Stamm des Baumes verbunden wird, sodass eine gezielte Bewegung der Abtragevorrichtung, mittels eines entsprechenden Antriebs der Abtragevorrichtung, längs des Stammes möglich ist.A first aspect of the invention relates to a method for piecewise removal of a tree by means of a removal device. The inventive method is characterized in that in a first step, the removal device is provided at a starting position at the lower end of a trunk of the tree. "Provide" is understood in the present case that the removal device, depending on its embodiment, is so connected to the starting position of the trunk of the tree, so that a targeted movement of the removal device, by means of a corresponding drive the removal device, along the trunk is possible.

In einem zweiten Schritt bewegt sich die Abtragevorrichtung gezielt entlang des Stammes von der Ausgangsposition in Richtung oberes Ende des Stammes, bis ein vorgegebener minimaler Stammdurchmesser erreich ist. Beim nach oben bewegen wird der Stamm entastet, die Länge des am Stamm zurückgelegten Weges und Stammdurchmesser längs des Stamms erfasst. Durch die Erfassung des Stammdurchmessers bei der Bewegung entlang des Stammes nach oben und einem Vergleich mit dem vorgegebenen minimalen Durchmesser wird das Ende der Aufwärtsbewegung der Abtragevorrichtung erkannt und die Aufwärtsbewegung gestoppt. Nach Ausführung dieses Schrittes ist der Stamm bis zu der Stammposition mit dem vorgegebenen minimalen Stammdurchmesser somit entastet. Der minimale Stammdurchmesser hängt von der Ausführungsform und insbesondere vom Gewicht der Abtragevorrichtung ab, und wird vorzugsweise derart gewählt, dass sichergestellt ist, dass der Stamm an der Position des minimalen Stammdurchmessers ausreichend stark ist, um die Abtragevorrichtung noch sicher zu tragen. Andere Kriterien wie Holzart, Außentemperaturen etc. können in die Vorgabe des minimalen Stammdurchmessers eingehen.In a second step, the removal device selectively moves along the log from the home position towards the top of the log until a predetermined minimum log diameter is reached. When moving upwards, the trunk is snapped off, the length of the path covered by the trunk and the trunk diameter along the trunk are recorded. By detecting the log diameter when moving up the log upwardly and comparing it with the predetermined minimum diameter, the end of the upward movement of the doffer is detected and the upward movement is stopped. After carrying out this step, the trunk is thus delimbed up to the root position with the predetermined minimum trunk diameter. The minimum trunk diameter depends on the embodiment and particularly on the weight of the removal device, and is preferably selected to ensure that the trunk is sufficiently strong at the minimum trunk diameter position to still support the removal device safely. Other criteria such as type of wood, outside temperatures, etc. can be included in the specification of the minimum trunk diameter.

Vorzugsweise wird die Entastung des Stammes, d. h. das Abtragen von Ästen derart zeitlich getaktet, dass jeder Ast ausreichend Zeit hat einzeln zu Boden zu fallen. Preferably, the delimbing of the trunk, ie the removal of branches is timed in such a way that each branch has sufficient time to fall individually to the ground.

In einem dritten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nach Erreichen des minimalen Stammdurchmessers, der Stamm oberhalb der Abtragevorrichtung von der Abtragevorrichtung abgetragen. Die Abtragevorrichtung hat somit ihre größte Höhe am bis zu dieser Höhe entasteten Stamm erreicht und den Teil des Stammes, der über diese Höhe hinausragt ebenfalls abgetragen. Vorzugsweise wird bei Erreichen der Position/Höhe des vorgegebenen minimalen Stammdurchmessers das Verfahren automatisiert gestoppt, so dass die abgetragenen Äste wegtransportiert werden können. In einem vierten Schritt bewegt sich die Abtragevorrichtung entlang des Stammes wieder zur Ausgangsposition zurück, wobei der Stamm jeweils oberhalb der Abtragevorrichtung in Stammstücken vorgegebener Länge abgetragen wird. Vorzugsweise erfolgen das Entasten und das Abtragen des Stammes durch Sägen und/oder Abschneiden. Im Stand der Technik sind entsprechende Werkzeuge bekannt. Die Abwärtsbewegung der Abtragevorrichtung wird hierzu vorteilhafter Weise kurzzeitig gestoppt, sobald die Abtragevorrichtung einen Weg zurückgelegt hat, der der vorgegebenen Länge entspricht. Während des Stopps wird das oberhalb der Abtragevorrichtung aufragende Stammstück abgetragen, so dass während der Abwärtsbewegung bis zur Ausgangsposition der Stamm in Stammstücken der vorgegebenen Länge abgetragen wird. Diese Länge ist vorzugsweise für die abzutragenden Stammstücke konstant, sie kann aber auch für Stammstücke unterschiedlich sein.In a third step of the method according to the invention, after reaching the minimum trunk diameter, the trunk above the removal device is removed by the removal device. The removal device has thus reached its maximum height at the strain up to this height truncated strain and also removed the part of the trunk which protrudes beyond this height. Preferably, when the position / height of the predetermined minimum trunk diameter is reached, the method is automatically stopped, so that the removed branches can be transported away. In a fourth step, the removal device moves along the trunk back to the starting position, wherein the trunk is removed in each case above the removal device in trunk pieces of predetermined length. Preferably, the entastening and the removal of the trunk by sawing and / or cutting done. In the prior art, corresponding tools are known. The downward movement of the removal device is advantageously stopped for a short time, as soon as the removal device has covered a path that corresponds to the predetermined length. During the stop, the trunk piece projecting above the removal device is removed, so that during the downward movement up to the starting position the trunk is removed into trunk pieces of the predetermined length. This length is preferably constant for the trunks to be removed, but it may also be different for trunks.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass kein Arbeiter zum Abtragen des Baumes in den Baum klettern, noch sich in direkter Umgebung des Stammes während des Abtragevorgangs aufhalten muss. Weiterhin fallen die abgetragenen Äste bzw. Stammstücke in unmittelbarer Umgebung des Stamms zu Boden, so dass der Platzbedarf zum Abtragen des Baums und die Gefahr einer Zerstörung von weiter weg liegenden Einrichtungen, Gebäuden etc. minimal bis gar nicht gegeben ist. Das Verfahren kann auch im Bereich der Forstwirtschaft eingesetzt werden, bspw. in schwer zugänglichen Regionen, die für Holzvollernter nicht zugänglich sind, oder um die vorstehend erwähnten ökologischen Nachteile eines Einsatzes von Holzvollerntern zu vermeiden.The advantage of the method according to the invention is that no worker must climb into the tree to remove the tree, nor must he stay in the direct vicinity of the trunk during the removal process. Furthermore, the removed branches or trunks fall in the immediate vicinity of the trunk to the ground, so that the space required to remove the tree and the risk of destruction of more distant facilities, buildings, etc. is minimal to none at all. The method can also be used in the forestry sector, for example in hard-to-reach areas that are not accessible to wood harvesters, or to avoid the aforementioned environmental disadvantages of using wood harvesters.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Schritte zwei bis vier (in Anspruch 1: Schritte 1.2 bis 1.4) von einer Bedienperson gesteuert. Dies hat den Vorteil, dass insbesondere der zeitliche Verfahrensablauf an die örtlichen Gegebenheiten angepasst werden kann. Alternativ kann das Verfahren von der Abtragevorrichtung halbautomatisch oder vollautomatisch (autonom) ausgeführt werden.In a preferred embodiment of the method according to the invention, steps two to four (in claim 1: steps 1.2 to 1.4) are controlled by an operator. This has the advantage that in particular the temporal procedure can be adapted to the local conditions. Alternatively, the method can be performed semi-automatically or fully automatically (autonomously) by the removal device.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens hängt die vorgegebene Länge der Stammstücke im vierten Schritt (im Anspruch 1: Schritt 1.4.) zusätzlich von Stammdurchmessern des jeweiligen Stammstückes ab. In diesem Fall kann die vorgegebene Länge für jedes abzutragende Stammstück variieren, bspw. so dass das Volumen der Stammstücke jeweils annähernd gleich ist.In a further preferred embodiment of the method, the predetermined length of the trunk pieces in the fourth step (in claim 1: step 1.4) additionally depends on trunk diameters of the respective trunk piece. In this case, the predetermined length may vary for each stem piece to be removed, for example, so that the volume of the stem pieces is approximately the same.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum stückweisen Abtragen eines Baumes. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst einen Mechanismus zum Verbinden der Vorrichtung mit einem Stamm des Baumes, so dass die Vorrichtung entlang des Stamms bewegbar ist, einen Antrieb zum Bewegen der Vorrichtung längs des Stamms, zumindest einem Abtragewerkzeug zum Entasten und/oder Abtragen des Stamms, einen Sensor zur Erfassung einer entlang des Stammes zurückgelegten Weges, einen Sensor zur Erfassung von Stammdurchmessern längs des Stamms, und eine Steuereinheit zur Steuerung der Antriebsvorrichtung und des Abtragewerkzeuges, wobei die Steuereinheit zur Ausführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 ausgeführt und eingerichtet ist.A second aspect of the invention relates to a device for piecewise removal of a tree. The device according to the invention comprises a mechanism for connecting the device to a trunk of the tree such that the device is movable along the trunk, a drive for moving the device along the trunk, at least one removal tool for detaining and / or removing the trunk, a sensor for detecting a path traveled along the trunk, a sensor for detecting trunk diameters along the trunk, and a control unit for controlling the drive device and the removal tool, wherein the control unit is designed and arranged for carrying out a method according to one of claims 1 to 4.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschreibt. Es zeigt:Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which describes an embodiment with reference to the drawings. It shows:

1 Ablaufschema des erfindungsgemäßen Verfahrens 1 Flowchart of the method according to the invention

1 zeigt ein Ablaufschema des erfindungsgemäßen Verfahrens zum stückweisen Abtragen eines Baumes mittels einer Abtragevorrichtung. Im ersten Verfahrensschritt 101 wird die die Abtragevorrichtung an einer Ausgangsposition am unteren Ende eines Stammes des Baums bereitgestellt. Im zweiten Verfahrensschritt 102 bewegt sich die Abtragevorrichtung entlang des Stammes von der Ausgangsposition in Richtung oberes Ende des Stammes bis ein vorgegebener minimaler Stammdurchmesser erreich ist, dabei wird den Stamm entastet, die Länge des am Stamm zurückgelegten Weges und Stammdurchmesser längs des Stamms erfasst. Im dritten Verfahrensschritt 103 wird nach Erreichen des vorgegebenen minimalen Stammdurchmessers, der Stamm oberhalb der Abtragevorrichtung von der Abtragevorrichtung abgetragen. Im vierten Verfahrensschritt 104 bewegt sich die Abtragevorrichtung entlang des Stammes wieder zur Ausgangsposition, wobei sie den Stamm oberhalb der Abtragevorrichtung in Stammstücke vorgegebener Länge abträgt. 1 shows a flow chart of the method according to the invention for piecewise removal of a tree by means of a removal device. In the first process step 101 For example, the removal device is provided at a home position at the lower end of a trunk of the tree. In the second process step 102 The removal device moves along the trunk from the home position towards the top of the log until a predetermined minimum log diameter is reached, thereby snapping the log, detecting the length of the log path and log diameter along the log. In the third process step 103 is removed after reaching the predetermined minimum trunk diameter, the trunk above the removal device of the removal device. In the fourth process step 104 moves the removal device along the trunk back to the starting position, where it removes the trunk above the removal device in trunks of predetermined length.

Claims

Method of piece removal of a tree by means of a removal device, in which: 1.1. the removal device is provided at a starting position at the lower end of a trunk of the tree, 1.2. the removal device moves along the trunk from the starting position towards the upper end of the log until a predetermined minimum log diameter is reached, thereby snapping the log, detecting the length of the trunk path and log diameter along the log, 1.3. after reaching the predetermined minimum trunk diameter, the trunk is removed above the removal device of the removal device, and 1.4. the removal device then moves along the trunk back to the starting position, thereby removing the trunk in each case above the removal device in trunk pieces of predetermined length.

A method according to claim 1, wherein the debinding and the removal is carried out by sawing and / or cutting.

Method according to claim 1 or 2, wherein the steps 1.2. to 1.4. be controlled by an operator.

Method according to claim 1 or 2, wherein the steps 1.2. to 1.4. be carried out autonomously by the removal device.

Method according to one of claims 1 or 2, wherein the predetermined length of the trunk pieces in step 1.4. additionally depend on trunk diameters of the respective trunk piece to be removed.

A device for piece removal of a tree, comprising a mechanism for connecting the device to a trunk of the tree so that the device is movable along the trunk, a drive for moving the device along the trunk, at least one removal tool for debiting and / or ablating the device strain A sensor for detecting a path traveled along the trunk, a sensor for detecting trunk diameters along the trunk, - A control unit for controlling the drive device and the removal tool, wherein the control unit is designed and arranged for carrying out a method according to one of claims 1 to 4.