DE102016003581B4

DE102016003581B4 - Rollenkeil

Info

Publication number: DE102016003581B4
Application number: DE102016003581.1A
Authority: DE
Inventors: Manfred Nausch; Bernhard Graf
Original assignee: Individual
Current assignee: Hydraulik Nord Technologies De GmbH
Priority date: 2015-06-22
Filing date: 2016-03-23
Publication date: 2019-03-07
Anticipated expiration: 2036-03-24
Also published as: DE102016003581A1; DE202015004442U1

Abstract

Rollenkeil, mit einem mehrteiligen Aufbau, mit einem oder mehreren Gelenken, aufweisend einen Rollenwagen mit ein, zwei oder mehreren Rollen, der zwei an der Spitze scharnierartig miteinander verbundene Keilhälften mit auf Rollreibung reduzierter Reibung auseinander treibt, wobei eine oder mehrere Rollen je an der oberen und unteren Keilhälfte anliegen und wobei der Rollenwagen manuell, mechanisch, hydraulisch oder elektrisch bewegt werden kann, wobei an der Spitze der oberen Keilfläche eine geometrische Ausformung angebracht ist, die sich beim Auseinanderfahren der Keilhälften durch die Drehbewegung am Scharnier in das Material hineindrückt, um ein Herausrutschen des Rollenkeils zu vermeiden.

Description

Keil- und Spreizvorrichtungen werden für das Aufspreizen von Spalten, so z. B. in der Bauwirtschaft, beim Schwerlasttransport, bei Katastrophen und beim Fällen von Bäumen eingesetzt.
In der Praxis findet man zwei Systeme für Spreiz-und Keilvorrichtungen.
Einmal gibt es Keilvorrichtungen, die so aufgebaut sind, dass sie aus zwei oder mehreren keilartigen Hälften bestehen, die sich an der Spitze auseinander spreizen. Die beiden Spreizarme sind an ihrem hinteren Teil - also entfernt von der Lastaufnahme- angelenkt. Die Spreizung geschieht dadurch, dass bei der Aktivierung eines mechanischen oder hydraulischen Vorschubes über ein Hebelgelenk diese Spreizarme an der vorderen Spitze auseinander gefahren werden. In geschlossenem Zustand ist es somit möglich die Spreizvorrichtung in einen schmalen Spalt zu schieben. Nach Betätigung der Spreizvorrichtung fahren die Spreizarme auseinander und öffnen den Spalt.
Der Vorteil dieser Art von Spreizvorrichtung ist, dass diese weitgehend ohne Reibung arbeiten. Der Nachteil ist, dass durch die Hebelwirkung, bedingt durch die hintere Anlenkung der Spreizarme, eine große Kraft auf die Spreizfinger ausgeübt wird und diese deswegen für hohe Kräfte besonders stabil aufgebaut sein müssen. (siehe Weber Spreizkeil SP 35L, Weber Hydraulik, 74363 Güglingen).
Weiterhin gibt es den herkömmlichen Keil, der entweder von Hand mittels eines geeigneten Schlagwerkzeugs, wie z.B. mittels eines Vorschlaghammers, in eine Spalte eingetrieben wird.
Es sind auch Fällhilfen bekannt, die mechanisch oder hydraulisch angetrieben sind. Dabei sind diese Art von Fällhilfen so ausgeprägt, dass ein Keil in eine Spalte hineingetrieben wird und durch eine Vorwärtsbewegung der Keilspitze der Spalt auseinandergedrückt wird.
Eine beispielhafte Bauart ist der Keil mit Federstahlbändern. Dieser ist so aufgebaut, dass der Keil zwischen zwei dünnen Federstahlbänder angeordnet ist. Die Spreizung erfolgt über den Keil, der zwischen den Federstahlbändern mechanisch oder hydraulisch nach vorne getrieben wird.
Durch diese Ausprägung ist es notwendig, den Keil zwischen Federstahlplatten zu führen, um die Reibung zu minimieren. Ansonsten besteht die Gefahr, dass der Keil durch die aufkommende Reibung wieder nach hinten aus dem Sägeschlitz herausgedrückt wird. Um diese Reibung zu reduzieren empfiehlt der Hersteller (siehe Bedienungsanleitung hydraulischer Fällkeil, Felder AG, Feldmattstrasse38, CH 6032 Emmen), den Keil vor und während des Einsatzes zu schmieren.
Weiterhin darf der Keil nur ganz gleichmäßig in das Holz eingreifen, um die Reibung gleichmäßig auf Ober- und Unterseite zu verteilen.
Ein Fällkeil entsprechend dieser Bauart, wird von der Firma Forstreich Maschinenbau Schwarzwaldstraße 314, 79117 Freiburg angeboten. Der Vortrieb erfolgt bei diesem Fällkeil mittels einer mechanischen Spindel, die den Keil nach vorne und somit in den Sägeschlitz hineintreibt.
Eine Weiterentwicklung ist der hydraulische Fällkeil. Der hydraulische Fällkeil wird als Alternative zu schwerer Keilarbeit eingesetzt.
So werden in der Waldwirtschaft oftmals diese hydraulische Keilhilfen eingesetzt, wie zum Beispiel der Hydraulischer Fällkeil der Firma Felder AG, Feldmattstrasse38, CH 6032 Emmen.
Diese Art der Fällhilfe ist jedoch wie ein mechanisch angetriebener Fällkeil aufgebaut, lediglich der Vorschub ist hydraulisch ausgebildet.
Der Vorteile des mechanischen oder hydraulischen Fällkeils ist das weitgehend erschütterungsfreie Keilen. Die Gefahr, dass durch die Erschütterung Totholz herab, fällt ist deutlich minimiert.
Generell ist das Problem der bekannten Keillösungen, dass diese Art von Keilen einen festen Winkel des Keils aufweisen. Selbst wenn der Sägeschnitt exakt dem Keilwinkel entspricht, ergibt sich nach einer kurzen Vorwärtsbewegung ein veränderten Keilwinkel, so dass statt der gewünschten, flächigen Auflage nur noch eine Linienberührung mit dem entsprechenden Material gegeben ist und dass sich dadurch hohe Auflagekräfte ergeben. Ein linienförmiges Eindrücken in das Material ist die Folge.
Ein weiterer Nachteil der heute bekannten Fällhilfen ist es, dass der Keil in die Spalte mit entsprechend hohen Reibungskräften hineingedrückt wird. Dies liegt daran, dass sich zwischen den Federstahlbändern und dem Keil eine Relativbewegung gegeben ist und sich dadurch durch die hohen Presskräfte hohe Reibungskräfte ergeben. Diese Nachteile erschweren den Einsatz bekannter Fällhilfen.
Problemlösung
Um diesen Mängeln abzuhelfen, wurde ein mechanischer Fällkeil entwickelt, mit dessen Hilfe sich die beschriebenen Nachteile abhelfen lassen. Die Vorteile des erfindungsgemäßen mechanischen Fällkeils liegen in einer reduzierten Reibung durch Rollen zwischen dem feststehenden Keilunterteil und dem beweglichen Keiloberteil des mechanischen Fällkeils. Zwischen dem feststehenden Keilunterteil und dem beweglichen Keiloberteil ist nur Rollreibung durch einen Keilwagen mit Rollen gegeben. Durch entsprechende Lagerung und Auswahl des Rollenmaterials, kann diese Reibung minimiert werden.
Der entwickelte mechanischer Fällkeil ist mehrteilig mit einem oder mehreren Gelenken aufgebaut. Die Basis des mechanischen Fällkeils bildet ein Keilwagen mit ein, zwei oder mehreren Rollen. Der bewegliche Keilwagen ist auf dem feststehenden Keilunterteil geführt. Durch die Bewegung des Keilwagens in Richtung Spitze wird das bewegliche Keiloberteil mit auf Rollreibung reduzierter Reibung angehoben. Bei der entgegen gesetzten Bewegungsrichtung des Keilwagens wird das bewegliche Keiloberteil abgesenkt. Dabei liegen eine oder mehrere Rollen je an dem feststehenden Keilunterteil und an dem beweglichen Keiloberteil an. Der Keilwagen kann entweder manuell oder mittels einem anderen Prinzip zur Krafteinleitung, wie z.B. mechanische Spindel, hydraulischer oder elektrischer Antrieb bewegt werden.
Damit das feststehende Keilunterteil und das bewegliche Keiloberteil nicht auseinanderfallen, sind sie an der Spitze scharnierartig miteinander verbunden, so dass sie sich öffnen oder schließen können.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen mechanischen Fällkeils ist eine bewegliche Wippe, die direkt mit dem zu spaltenden Material in Verbindung steht. Diese bewegliche Wippe wird sich durch eine von einem Drehlager hervorgerufenen Beweglichkeit immer an den veränderten Spaltwinkel anpassen, auch wenn sich dieser Winkel im Laufe des Keilprozesses verändert. Deswegen verursacht diese Wippe eine flächige Auflage des zu spaltenden Material an dem feststehenden Keilunterteil und an dem beweglichen Keiloberteil des mechanischem Fällkeils, so dass ein linienförmiges Eindrücken in das Material vermieden wird.
Ist der mechanischer Fällkeil in einen Spalt eingeschoben, so passt sich die Wippe dem Spaltwinkel an und das zu spaltende Material, wie zum Beispiel Baumholz, kann flächig auf dieser Wippe aufliegen. Dadurch erreicht man einen günstig verteilten flächigen Anpressdruck, der ein punktuelles oder linienartiges Verformen des Holzes vermeidet. Dies geschieht auch, wenn der Spaltwinkel durch das Auseinandertreiben weiter vergrößert wird.
Gleiches gilt auch, wenn die Wippe am unter dem feststehenden Keilunterteil angebracht wird. Auch dann wird sich die Wippe dem veränderten Spaltwinkel anpassen.
Eine weitere vorteilhafte Ausprägung des mechanischen Fällkeils ist die Anbringung einer Rolle an dem beweglichen Keiloberteil. Damit laufen zwei oder mehr Rollen auf dem Keilunterteil 1. Weitere Rollen sind an einem oder mehreren beweglichen Keiloberteilen angebracht und rollen sich über den Keil ab. Dadurch ist die Krafteinleitung an dem beweglichen Keiloberteil immer an derselben Stelle.
Eine weitere vorteilhafte Ausprägung des mechanischen Fällkeils ist, dass an der Spitze des beweglichen Keiloberteils eine geometrische Ausformung angebracht ist, die sich beim Auseinanderfahren des beweglichen Keiloberteils und des Keilunterteils durch die Drehbewegung am Scharnier in das Material hineindrückt, um ein Herausrutschen des mechanischen Fällkeils zu vermeiden.
Diese Ausformungen entsprechen in der Gestaltung Widerhaken, die sich dadurch in das Material eindrücken, da sich der Drehpunkt zwischen Keilunterteil und -oberteil hinter den Widerhaken befindet.
Eine weitere vorteilhafte Ausprägung des mechanischen Fällkeils sind feste Führungen, die am Keilunterteil angebracht sind. Auf diesen Führungselementen gleitet der Keilwagen des mechanischen Fällkeils hin und her. Hierzu hat der Keilwagen Aufnahmeelemente für die Führungen am unteren Teil und eine oder mehrere Rollen am oberen Teil, für das Anheben des beweglichen Keiloberteils.
In den ist eine beispielhafte Anordnung für einen mechanischen Fällkeil mit drei Rollen beschrieben:
Ein mechanischer Fällkeil besteht aus einem feststehenden Keilunterteil 1, welches den Keilwagen 2 aufnimmt. Im ausgeführten Beispiel besteht der Keilwagen 2 zum Beispiel aus drei Rollen 3, 3', 3". Zwei Rollen laufen auf dem Keilunterteil 1. Die dritte Rolle hebt das bewegliche Keiloberteil 4 an, wenn der Keilwagen in Richtung Spitze 5 gedrückt wird und lässt diese wieder ab, wenn der Keilwagen zurückgezogen wird. Der Vorschub erfolgt in dieser Ausbildung mittels einer Spindel 6, die über ein Innengewinde 7 mit dem Keilwagen 2 auf der einen Seite verbunden ist und auf der anderen Seite über ein Drucklager 8 mit dem feststehenden Keilunterteil 1.
Es ist aber auch denkbar, dass die Spindel 6 in ein Innengewinde eingreift, welches im feststehenden Keilunterteil 1 angebracht ist und der Keilwagen 2 das Drucklager 8 aufnimmt.
Auf der beweglichen Keilhälfte 4 ist mittels eines Drehlagers 9 eine Wippe 10 angebracht. Die Beweglichkeit der Wippe 10 bewirkt, dass die Wippe 10 sich den Veränderungen des Keilwinkels anpasst. Dadurch kann die Wippe sich an der oberen Seite an die entsprechende Fläche anlegen. Im Falle eines Sägespaltes wird sich die Wippe an die obere Seite des Holzschnittes flächig anlegen.
Für die Übertragung des Drehmomentes ist an diesem Beispiel ein Sechskantkopf 11 an der Spindel 6 angebracht. Die Übertragung des Drehmomentes kann zum Beispiel mit einem Sechskantschraubenschlüssel erfolgen.
Soll nun gespreizt werden, so wird der mechanische Fällkeil in den Spreizspalt des zu spreizenden Objektes geschoben. Dabei ist der Keilwagen 2 auf dem feststehenden Keilunterteil 1 entsprechend in seiner hinteren Position positioniert.
Durch das Drehen der Spindel 6 über den Sechskantkopf 11 wird der Keilwagen 2 entsprechend in Richtung Spitze 5 gedrückt. Dabei wird der Winkel 12 zwischen feststehendem Keilunterteil 1 und dem beweglichen Keiloberteil 4 vergrößert, so dass der Spreizspalt aufgespreizt wird.
Damit der mechanische Fällkeil nicht mehr aus dem Spreizspalt herausgedrückt werden kann, ist am vorderen Ende des beweglichen Keiloberteil 4 entsprechend eine abgewinkelte Ausformung 13 angebracht.
Wird nun das bewegliche Keiloberteil 4 entsprechend nach oben bewegt, wird diese Ausformung 13 in das zu spaltende Material 14 eingedrückt.

Claims

Rollenkeil, mit einem mehrteiligen Aufbau, mit einem oder mehreren Gelenken, aufweisend einen Rollenwagen mit ein, zwei oder mehreren Rollen, der zwei an der Spitze scharnierartig miteinander verbundene Keilhälften mit auf Rollreibung reduzierter Reibung auseinander treibt, wobei eine oder mehrere Rollen je an der oberen und unteren Keilhälfte anliegen und wobei der Rollenwagen manuell, mechanisch, hydraulisch oder elektrisch bewegt werden kann, wobei an der Spitze der oberen Keilfläche eine geometrische Ausformung angebracht ist, die sich beim Auseinanderfahren der Keilhälften durch die Drehbewegung am Scharnier in das Material hineindrückt, um ein Herausrutschen des Rollenkeils zu vermeiden.
Rollenkeilvorrichtung nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Rollen auch an der oberen Keilfläche so angebracht sind, dass sie auf der Keilfläche des Rollenwagens abrollen.
Rollenkeilvorrichtung nach Schutzanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Keilfläche nicht eben ausgeführt ist, sondern eine definierte Kontur aufweist.
Rollenkeilvorrichtung nach Schutzanspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Keilfläche über ein Scharnier eine oder mehrere bewegliche Flächen als Wippen, welche die Last aufnehmen, angebracht sind.
Rollenkeilvorrichtung nach Schutzanspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der Spitze der beweglichen Keilfläche eine geometrische Ausformung angebracht ist, die sich beim Anheben dieser Keilfläche in das Material des Spaltes, in welchem die Rollenkeilvorrichtung steckt, hindrücken kann.
Rollenkeilvorrichtung nach Schutzanspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenwagen mittels Führungselementen, die fest mit dem Unterteil verbunden sind, geführt ist und nur die oberen Keilflächen auf Rollen des Rollenwagens laufen.