DE19629400A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des inneren Zustandes von Bäumen durch das Messen von Umfang und Berechnung der Querschnittsform, der Trägheits- und Widerstandsmomente sowie der Hauptachsen mit anschließendem Vergleich - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des inneren Zustandes von Bäumen durch das Messen von Umfang und Berechnung der Querschnittsform, der Trägheits- und Widerstandsmomente sowie der Hauptachsen mit anschließendem VergleichInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens zum Prüfen des inneren Zu
standes von lebenden Bäumen, bei dem der Umfang des Baumes
und seine Querschnittsform an einer oder mehreren Höhen
über dem Boden bestimmt werden und aus der Querschnitts
form bei nur einer Messung und dem Vergleich der einzelnen
Umfänge und Querschnittsformen bei mehreren Messungen durch
die Abweichungen von den zu erwartenden Maßen und Formen
bei einer vorliegenden Erkrankung oder Beschädigung auf sol
che geschlossen wird.
Bevor invasive Verfahren zur Untersuchung der inneren Struk
tur von Bäumen angewendet werden sollen, ist es geboten, den
Baum visuell zu erfassen. Hierbei hilft die Erkenntnis, daß
ein Baum gerade dort und soviel Substanz aufbaut, wo er die
se für sein Überleben braucht. Ein Baum besitzt damit eine
natürliche Fähigkeit, Krankheiten und Beschädigungen durch
einen angepaßten Wuchs zu kompensieren.
Unter dieser Voraussetzung ist die äußerliche Gestalt im
Ganzen und die Querschnittsform seines Umfangs an jeder
Stelle im Einzelnen zur Aussage hinsichtlich seiner inneren
Struktur heranzuziehen. Bereits nach seiner durchschnittli
chen Belastung durch Wind und Wetter wird ein Baum sich ent
sprechend ausrichten. Obwohl weder seine Windwiderstandsflä
che, seine bewegten Lasten aus Ästen, Zweigen und Blättern
noch die Kraftangriffspunkte oder gar Kraftgrößen jemals ge
nau ermittelbar sein werden, gilt aber nach seiner biologi
schen Anpassungsfähigkeit, daß der Stamm in der Regel unten
dicker als oben ist. Auch seine Querschnittsfläche hat das
größte Widerstandsmoment in Richtung der Hauptbelastungs
richtung, wenn sein Wuchs nicht durch äußere Umstände weiter
beeinflußt wurde.
Diesen Umstand macht sich die erfindungsgemäße Lösung zur
Bestimmung des inneren Zustandes von Bäumen zunutze. Nach
der Erläuterung ist also die Bestimmung des Umfanges und der
zugehörigen Querschnittsform eines Baumes durchaus aussage
fähig bezüglich seiner inneren Struktur, ohne daß man den
Baum hierzu beschädigen muß. Die erfindungsgemäße Lösung
liegt also in dem hiermit vorgeschlagenen Verfahren, den Um
fang eines Baumes durch Laufrollen mit einem festen Achsab
stand durch deren Abrollweg zu messen, gleichzeitig ein Maß
für die Baumkontur durch die Messung einer Tiefe relativ zur
momentanen Lage der durch die Laufrollen gezogenen Achse zu
gewinnen und hieraus nach einem Rechenalgorithmus die Form
des Querschnittes, die Trägheits- und Widerstandsmomente so
wie die dazugehörigen Hauptachsen zu berechnen. Weist schon
allein eine Querschnittsform in der Regel auf Krankheiten
oder Beschädigungen im Bauminneren hin, so kann man mit der
Ermittlung von z. B. drei Querschnitten mit einem gleichen
Abstand nach dem Strahlensatz Kraftangriffspunkt und Hebel
arm unbekannt lassen und dennoch durch einen Flächenver
gleich feststellen, ob der Baum seine Querschnittsform nach
Einflüssen aus Krankheit oder Beschädigung angepaßt hat
Eine fragwürdige bzw. nicht erklärbare Querschnittsverände
rung läßt zwar zunächst keine Standsicherheitsbeurteilung
zu, zeigt aber den Ansatzpunkt für invasive Verfahren an.
Die Vorrichtung zum beschriebenen Verfahren hat demzufolge
Laufrollen mit bekanntem Umfang, so daß beim schlupflosen
Abrollen über einen Baumumfang dieser sich als Rollenum
fang multipliziert mit der Anzahl der Umdrehungen oder dem
Drehwinkel ergibt. Ein Tiefenmesser in Form eines Stößels
oder einer Schwinge gibt dann einen dritten Berührpunkt auf
dem Baumumfang, wobei gleichzeitig die Auslenkung über einen
Drehwinkel oder einen Auslenkweg gemessen wird.
In der weiteren erfindungsgemäßen Lösung der Bestimmung der
inneren Struktur von Bäumen durch deren Umfänge und deren
Querschnitten erhält die Vorrichtung hierzu einen entspre
chend der Größe des Umfangs und der Beschaffenheit der Borke
und der Querschnittsform veränderbaren Achsabstand zwischen
den Laufrollen. Zusätzlich werden auch die Rollenumfänge der
Laufrollen durch Wechselräder angepaßt. In der weiteren er
findungsgemäßen Höhe kann auch die Führungsrolle am Stößel
oder einer Schwinge in der Größe ausgewechselt werden.
Zur Lösung der Aufgabenstellung zur Erfindung einer prak
tisch einsetzbaren Vorrichtung ist der Tiefenmesser teles
kopierbar zur Verringerung der Baumaße.
Die weitere erfindungsgemäße Lösung zum Aufbau der Vorrich
tung erfaßt mit Hilfe elektronischer Meßwertaufnehmer die
Umdrehungen oder den Drehwinkel der Laufrollen beim Abrollen
auf dem Umfang. Ebenso wird der Auslenkweg des Tiefenmesser
durch einen elektronischen Meßwertaufnehmer für den Weg oder
den Drehwinkel gemessen. Diese Meßsignale werden in digita
ler Größe mittels Datenleitungen in einem Computer geleitet,
welcher nach bestimmtem Rechenalgorithmus den Umfang, die
Querschnittsform, die Trägheits- und Widerstandsmomente mit
den Hauptachsenrichtungen und Abweichungen von den bei nor
maler Baumstruktur zu erwartenden Größen berechnet.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Lösung kann die Vorrich
tung die aufgenommenen Meßdaten drahtlos zum Computer sen
den, wodurch auch ungünstigere Meßhöhen problemlos gewählt
werden können.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsge
mäßen Vorrichtung zum erfindungsgemäßen Verfahren zu einer
Bestimmung der inneren Struktur von Bäumen ohne Beschädigung
anhand einer Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 die Seitenansicht eines Konturmeters.
Die im Ausführungsbeispiel gezeigte Vorrichtung besteht aus
einem handlichen ausgeformtem Griff 1. An diesem Griff sind
die Hebel 2 und 7 in Drehlagern 3 und 8 zur Befestigung der
Laufrollen 4 und 9 angelenkt.
Im Ausführungsbeispiel wird mittels Nocken 5 ein Mikroschal
ter 6 nach jeder Rollenumdrehung einmal betätigt. Das Signal
des Mikroschalters hält den zu diesem gehörenden momentanen
Auslenkweg einer Stößelrolle 10 fest. Die Stößelrolle ist
mittels gefedertem Teleskop 11 genau senkrecht und in der
Mitte der die beiden Laufrollen verbindenden Achse beweglich
gelagert. Hierdurch erhält man die einfachste geometrische
Bestimmung der Umfangsausbildung aus sprunglos aneinander
anschließende Teilmeßstrecken.
Der Auslenkweg wird im gezeigten Ausführungsbeispiel über
einen Zahnriemen 12, welcher über die Umlenkrollen 13 und 14
mittels Feder 15, welche im Hebel 8 das Gegenlager besitzt,
auf einen elektronischen Drehwinkelgeber z. B. in Form eines
Potentiometers über ein Zahnrad 16 übertragen und gemessen.
Die Feder 15 ist wesentlich schwächer als die Federwirkung
des Teleskopes und dient nur der straffen Fixierung des
Zahnriemens 12. Hierdurch ist die stetige Anpreßkraft der
Führungsrolle 10 am Stößel auf den Baumumfang als Tiefenmes
ser gewährleistet.
Die Veränderung des Laufrollen-Achsabstandes wird im Ausfüh
rungsbeispiel der Vorrichtung durch eine Schwenkung der He
bel 2 und 7 für die Laufrollen 4 und 9 so durchgeführt, daß
die senkrechte mittlere Tiefenmesserlage erhalten bleibt, s.
Position 17. Hierdurch wird das Rechnerprogramm zur Berech
nung der einzelnen Größen wesentlich vereinfacht.
Bezugszeichenliste
1 Griff
2 Hebel
3 Drehlager
4 Laufrolle
5 Nocken
6 Elektronischer Mikroschalter
7 Hebel
8 Drehlager
9 Laufrolle
10 Stößelrolle
11 Federteleskop
12 Zahnriemen
13 Umlenkrolle
14 Umlenkrolle
15 Feder
16 Elektronischer Drehwinkelgeber mit Zahnrad.
2 Hebel
3 Drehlager
4 Laufrolle
5 Nocken
6 Elektronischer Mikroschalter
7 Hebel
8 Drehlager
9 Laufrolle
10 Stößelrolle
11 Federteleskop
12 Zahnriemen
13 Umlenkrolle
14 Umlenkrolle
15 Feder
16 Elektronischer Drehwinkelgeber mit Zahnrad.
Claims (6)
1. Verfahren zur Bestimmung des inneren Zustandes von leben
den Bäumen, bei dem der Umfang des Baumes und seine Quer
schnittsform an einer oder mehreren Höhen über dem Boden
bestimmt werden und aus der Querschnittsform bei nur ei
ner Messung und dem Vergleich der einzelnen Umfänge und
Querschnittsformen bei mehreren Messungen durch die Ab
weichungen von den zu erwartenden Maßen und Formen bei
einer vorliegenden Erkrankung oder Beschädigung auf sol
che geschlossen wird,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß ein Konturmeter mit Laufrollen mit einem festem Achsabstand um den Baumstamm geführt wird, die Abroll wege einer oder mehrere Rollen zum Umfang summiert werden,
- - daß gleichzeitig eine Tiefe zum Baumumfang in Abhän gigkeit von der momentanen Lage der durch die Laufrol len gezogenen Achse gemessen wird und
- - daß nach einem Rechenalgorithmus hieraus die Form des Querschnittes, die Trägheits- und Widerstandsmomente sowie die dazugehörigen Hauptachsen berechnet werden.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahren nach Anspruch
1,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß der Abrollweg der Laufrollen durch den Laufrollen umfang und deren Umdrehungen und/oder Drehwinkel be stimmt wird, und
- - daß der Auslenkweg eines gefederten Stößels oder einer Schwinge durch deren Lagebeschreibung die Umfangskon tur bestimmt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Achsabstand der Laufrollen und die Laufrollen
durchmesser zur Anpassung an kleinere und größere Baum
umfänge variiert werden.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der zur Tiefenmessung benutzten Stößel oder eine
Schwinge teleskopierbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Umdrehungen und/oder Drehwinkel einer oder meh
rerer Laufrollen und der Verschiebeweg der als Tiefen
messer eingesetzten Stößel oder Schwinge durch elektro
nische Meßwertaufnehmer erfaßt werden sowie nach einer
Umwandlung in digitale Meßsignale zur Berechnung der
Querschnittsformen nach einem Rechenalgorithmus mittels
Datenleitungen in einen Computer geleitet werden.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Datenübertragung zum Computer drahtlos erfolgt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996129400 DE19629400A1 (de) | 1996-07-20 | 1996-07-20 | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des inneren Zustandes von Bäumen durch das Messen von Umfang und Berechnung der Querschnittsform, der Trägheits- und Widerstandsmomente sowie der Hauptachsen mit anschließendem Vergleich |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996129400 DE19629400A1 (de) | 1996-07-20 | 1996-07-20 | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des inneren Zustandes von Bäumen durch das Messen von Umfang und Berechnung der Querschnittsform, der Trägheits- und Widerstandsmomente sowie der Hauptachsen mit anschließendem Vergleich |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19629400A1 true DE19629400A1 (de) | 1998-01-29 |
Family
ID=7800417
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1996129400 Ceased DE19629400A1 (de) | 1996-07-20 | 1996-07-20 | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des inneren Zustandes von Bäumen durch das Messen von Umfang und Berechnung der Querschnittsform, der Trägheits- und Widerstandsmomente sowie der Hauptachsen mit anschließendem Vergleich |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19629400A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10307955B4 (de) * | 2003-02-24 | 2007-04-05 | German Gresser | Elektronische Longitudinal-Messeinheit für stabförmige Werkstücke |
DE102011012748A1 (de) * | 2011-03-01 | 2012-09-06 | Bundesrepublik Deutschland, vertr.d.d. Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie, d.vertr.d.d. Präsidenten der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt | Harvesterkopf für einen Harvester und Verfahren zum Messen eines Durchmessers eines Stamms beim Ernten |
Citations (5)
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FR1027097A (fr) * | 1950-10-31 | 1953-05-07 | Appareil de mesure et de comparaison des courbures | |
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DE3612036A1 (de) * | 1986-04-10 | 1987-10-15 | Wurster & Dietz Gmbh U Co Masc | Verfahren und vorrichtung zum vermessen von baumstaemmen |
US4729174A (en) * | 1986-07-15 | 1988-03-08 | Pgl Corporation | Method of determining circularity and mean radius of closed curved surface |
-
1996
- 1996-07-20 DE DE1996129400 patent/DE19629400A1/de not_active Ceased
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Non-Patent Citations (1)
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WECK, M. et al.: Messung großer Werkstückdurch- messer nach dem Reibradverfahren, Industrie 102, Jg. Nr. 10 v. 6.2.1980, S. 28-31 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE10307955B4 (de) * | 2003-02-24 | 2007-04-05 | German Gresser | Elektronische Longitudinal-Messeinheit für stabförmige Werkstücke |
DE102011012748A1 (de) * | 2011-03-01 | 2012-09-06 | Bundesrepublik Deutschland, vertr.d.d. Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie, d.vertr.d.d. Präsidenten der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt | Harvesterkopf für einen Harvester und Verfahren zum Messen eines Durchmessers eines Stamms beim Ernten |
DE102011012748B4 (de) * | 2011-03-01 | 2012-10-18 | Bundesrepublik Deutschland, vertr.d.d. Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie, d.vertr.d.d. Präsidenten der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt | Harvesterkopf für einen Harvester und Verfahren zum Messen eines Durchmessers eines Stamms beim Ernten |
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