DE2213667C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Zerkleinern vom im Erdreich verwurzelten Baumstubben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zerkleinern von im Erdreich verwurzelten Baumstubben mittels einer an der Vorderseite eines Fahrzeuges angebrachten, mit Fräsmessern bestückten Fräswalze, die höhenverstellbar und um ihre horizontale, quer zur Fahrzeuglängsrichtung angeordnete Drehachse antreibbar ist.

Üblicherweise werden die nach dem Roden zurückbleibenden Baumstubben mittels Raupenfahrzeugen od. dgl. aus dem Erdreich herausgeholt und zur Seite geschoben, um zu verrotten oder abgefahren zu werden. Dieses Verfahren hat erhebliche Nachteile. Wenn die Baumstubben an einer Sammelstelle liegenbleiben, beanspruchen sie Platz, der nicht anderweitig genutzt werden kann. Der Abtransport erfordert zusätzliche hohe Kosten. Wenn der Stubben über die gerodete Fläche zur Seite geschoben wird, wird gleichzeitig wertvolle Muttererde weggeschoben, die den neu anzulegenden Kulturen verlorengeht. Außerdem wird beim Auffüllen des nach dem Entfernen des Stubbens entstandenen Loches Muttererde in eine Tiefe gebracht, in der sie für die Neuanpflanzungen nutzlos ist, während umgekehrt eine größere Menge unkultivierter Erde, beispielsweise Lehm und Sand ohne Humus an die Oberfläche gebracht wurden.

Um diese Nachteile zu überwinden, sind schon verschiedene Maßnahmen bekanntgeworden, den noch im Erdreich verwurzelten Baumstubben zu zerkleinern. Bei einem Verfahren und einer Vorrichtung der eingangs genannten Art (US-Patentschrift 13 12 450) wird bei einem Baumstubben der verhältnismäßig hohe stehengebliebene Stumpf des Baumstammes abgefräst indem eine Fräswalze von oben auf den Stumpf des Stammes angesenkt wird und dabei das Holz zerfräst Der Fräsvorgang kann jedoch nur in geringem Maß bis unter die Erdoberfläche fortgesetzt werden und dies nur bei Verwendung von in ihrem mittleren Bereich dickeren Fräswalzen, die ein Erfassen der seitlichen Wurzeln nicht ermöglichen. Deshalb kann bei der nachfolgenden Anlage der Neukultur die Stelle, an der der Stubben stand, sowie die unmittelbar Umgebung nicht bepflanzt werden. Das bekannte Verfahren ist im wesentlichen darauf beschränkt, die über die Erdoberfläche ragenden Teile von Baumstubben zu entfernen, wodurch zwar ein unbehindertes Befahren der gerodeten Fläche möglich wird, wobei aber Beschränkungen hin-

sichtlich der Neubepflanzung der Fläche bestehenbleiben.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ohne die Notwendigkeit des Abtransportes des Baumstubbens und

ohne den Verlust wertvoller Muttererde nach dem Zerkleinern des Stubbens eine ungehinderte Nutzung der gerodeten Fläche für die Anlage einer Neukultur möglich ist Außerdem soll eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens geschaffen werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die Fräswalze vor dem Stubben teilweise in das Erdreich abgesenkt und das Fahrzeug gegen den Stubben verfahren wird, und daß die Fräsmesser an der Vorderseite der angetriebenen Fräswalze den Stubben im wesentlichen von oben nach unten angreifen. Dadurch wird der Stubben und die daran befindlichen Wurzeln bis auf die gewünschte Tiefe, die entsprechend der Pflanztiefe gewählt werden kann, zerkleinert. Es bleibt ein aufgelockerter, zum größten Teil aus Mutter-

erde und zu einem geringen Teil aus zerkleinertem Holz bestehender Boden an der Steile zurück, an der sich der Stubben befand. Durch den Angriff der Fräsmesser von oben nach unten in Faserlängsrichtung des Holzes wird eine wirksame Zerkleinerung erreicht, so daß keine so großen Holzstücke zurückbleiben, die bei der Neubepflanzung und der maschinellen Bodenbearbeitung hinderlich sein könnten. Der Stubben kann dem Fräserangriff nicht seitwärts ausweichen; unter dem Kraftangriff von oben stützt sich der Stubben mit seinem Wurzelwerk gegen das Erdreich ab, so daß auch sehr harte Holzarten auf verhältnismäßig lockerem oder weichem Boden zerspant werden können. Die durch den Fräserangriff erzeugten, auf das Fahrzeug wirkenden Reaktionskräfte verlaufen Im wesentlichen senkrecht, so daß ein Ausweichen des Fahrzeuges zur Seite oder in Längsrichtung nicht möglich ist. Das von den Fräsmessern erfaßte Holz und Erdreich wird nach unten und hinten zum Fahrzeug hin geschleudert, so daß es zum größten Teil in der ausgefrästen Vertiefung liegenbleibt; nachträgliche Planierungsarbeiten werden damit auf ein sehr geringes Maß beschränkt oder sogar überflüssig.

Es ist zwar schon ein Verfahren zum Zerkleinern von im Erdreich verwurzelten Baumstubben mittels eines höhenverstellbaren Fräsers bekannt (Gebrauchsmuster 19 45 388), dabei wird eine mit Fräsmessern bestückte Frässcheibe, deren Drehrichtung in Fahrzeuglängsrichtung verläuft, vor dem Stubben teilweise in das Erd-

reich abgesenkt und das Fahrzeug wird dann gegen den Stubben verfahren. Die Arbeitstiefe und insbesondere die Höhe der bearbeitbaren Baumstubben ist dabei durch den Durchmesser der Frässcheibe begrenzt Die Frässcheibe erfaßt den Stubben nur in ihrem unteren Bereich, so daß erhebliche Seiteiikräfte auf das Fahrzeug ausgeübt werden. Erdreich und Holz werden seitlich weggeschleudert, ohne die erzeugte Vertiefung wieder aufzufüllen. Da der Kraftangriff am Baumstubben im wesentlichen horizontal verläuft, kann der Stub- ίο ben seitlich ausweichen. In der Nähe der Scheibenachse, wo die größte Holzmenge zerspant werden muß, ist die Zerspanungsgeschwindigkeit gering, was zu einer unzureichenden Zerkleinerung des Holzes führt

Es ist auch schon bekannt (US-PS 30 44 509), Baum-Stubben mittels einer Fräswalze abzufräsen, die in einem am Fahrzeug angelenkten Träger antreibbar gelagert ist, der mittels eines Hydraulikzylinders in einer vertikalen Ebene schwenkbar ist, wohei der Fräswalzenantrieb über ein am Träger angebrachtes Getriebe erfolgt Bei dem hieraus bekannten Verfahren steht das Fahrzeug während des Arbeitsvorganges still; der Fräswalzenträger wird mit Hilfe eines Teleskoprohres relativ zum Fahrzeug bewegt Durch die aufwendigen Verbindungseinrichtungen zwischen der Fräswalze und dem Fahrzeug können nur verhältnismäßig geringe Kräfte übertragen werden. Dies führt vor allem dann zu Schwierigkeiten, wenn die an den Fräsmessern auftretende Schnittkraft eine größere Horizontalkomponente hat

Bei anderen bekannten Vorrichtungen für den angegebenen Zweck (US-PS 31 98 224 und US-PS 36 25 267) ist das Fräswerkzeug eine flache, um eine horizontale Drehachse angetriebene Frässcheibe, die in einem am Fahrzeug gelagerten, in einer horizontalen Ebene schwenkbaren Träger gelagert ist. In beiden Fällen muß das Fahrzug vor dem Arbeitsvorgang abgestützt werden, da das Bearbeiten der Baumstubben immer nur bei stillstehendem Fahrzeug erfolgen kann und da bei dem seitlichen Verschwenken der Frässcheiben gegen den Baumstubben erhebliche Seitenkräfte auftreten, die eine zusätzliche Abstützung notwendig machen. Demgegenüber wirken die auftretenden Schnittkräfte beim erfindungsgemäßen Verfahren im wesentlichen senkrecht nach oben und können deshalb von dem Fahrzeug aufgenommen werden, das ohnehin ein beträchtliches Gewicht hat; dabei wirken jedoch nur verhältnismäßig geringe Kraftkomponenten in horizontaler Richtung auf das Fahrzeug, so daß dessen Stabilität auch bei hohen Zerspanungsleistungen und plötzlichen Stoßen nicht gefährdet ist.

Bei einer besonders vorteilhaften Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Fräswalze, die höhenverstellbar und um ihre horizontale, quer zur Fahrzeuglängsrichtung angeordnete Drehachse antreibbar ist, wobei die Fräswalze in einem Träger gelagert ist, der am Fahrzeug angelenkt und mittels eines Hydraulikzylinders in einer vertikalen Ebene schwenkbar ist, und der ein Getriebe für den Fräswalzenantrieb trägt, ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß der mit Fräsmessern bestückte Mantel der Fräswalze an beiden Enden über die Stirnflächen der Fräswalze vorgezogen ist zur Bildung je eines stirnseitigen Raumes, der die Walzenlagerung und einen Teil des Getriebes aufnimmt. Die Lagerung der Walze, die durch einen Teil des Getriebes gebildet sein kann, behindert damit ein Eintauchen bis über die Walzenmitte in das Erdreich nicht, so daß große Pflanztiefen möglich werden.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher er läutert

Es zeigt in stark vereinfachter Darstellungsweise

F i g. 1 ein Fahrzeug in Seitenansicht, das an seiner Vorderseite eine Fräswalze zur Zerkleinerung von Baumstubben aufweist, wobei die Fräswalze in Transportstellung angehoben ist,

F i g. 2 die in das Erdreich abgesenkte Fräswalze im Achsschnitt,

F i g. 3 eine Seitenansicht der einen Baumstubben angreifenden Fräswalze zu Beginn des Arbeitsvorganges,

F i g. 4 die in F i g. 3 gezeigte Fräswalze am Ende des Arbeitsvorganges und

F i g. 5a, 5b die Befetigung der Fräsmesser am Mantel der Fräswalze.

Das in F i g. 1 in einer vereinfachten Seitenansicht dargestellte Fahrzeug weist einen Rahmen 1 auf, der eine Fahrerkabine 2 und einen Hauptantriebsmotor 3 trägt An der Vorderseite des Fahrzeuges ist eine zylinderförmige Fräswalze 4 in einem Rahmen 5 gelagert, der von zwei Armen 6 getragen wird, die im Fahrzeugrahmen 1 in einer vertikalen Ebene schwenkbar angelenkt s'nd. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Hinterräder 7 des Fahrzeuges lenkbar; die Vorderräder 8 sind in Zwillingsausführung auf einer starren Achse angeordnet.

Alle Räder des Fahrzeuges können von dem HauptantriebsmGtor 3 über ein in der Zeichnung nicht näher dargestelltes Getriebe angetrieben werden; beispielsweise kann es sich um ein hydrostatisches Getriebe mit stufenlos regelbarer Drehzahlübersetzung handeln. Der Hauptantriebsmotor 3 treibt außerdem eine hydrostatische Pumpe 9 an, die über Schlauchleitungen 10 einen Hydromotor 11 antreibt (F i g. 2), der auf dem Rahmen

5 der Fräswalze 4 angebracht ist.

Die den Rahmen 5 der Fräswalze 4 tragenden Arme

6 sind mittels eines Hydraulikzylinders 12 höhenverstellbar, dessen Kolbenstange an den Armen 6 angreift und der im Fahrzeugrahmen 1 schwenkbar gelagert ist.

Neber den für das Fahren des Fahrzeuges erforderlichen Bedienungseinrichtungen, wie Lenkung, Bremsen, Betätigungseinrichtung für das Fahrgetriebe, sind in der Fahrerkabine 2 Betätigungshebel zur Veränderung des Übersetzungsverhältnisses in dem aus der Pumpe 9 und dem Hydromotor 11 gebildeten hydrostatischen Getriebe für den Antrieb der Fräswalze 4 angeordnet, ebenso ein Betätigungshebel für den Hydraulikzylinder 12, der von einer vom Hauptantriebsmotor 3 angetriebenen Pumpe mit Hydraulikflüssigkeit versorgt wird. Der Fahrer kann von seinem Sitz aus die Fräswalze 4 anheben und absenken und ihre Drehzahl verändern; durch die Verwendung eines stufenlos verstellbaren hydrostatischen Getriebes zwischen Hauptantriebsmotor 3 und den angetriebenen Fahrzeugrädern kann das Fahrzeug mit veränderbare.· Geschwindigkeit angetrieben werden, insbesondere kann es mit sehr geringer Geschwindigkeit, aber sehr hohem Antriebsdrehmoment vorwärtsbewegt werden, was für die später noch näher beschriebene Arbeitsweise der Vorrichtung wesentlich ist.

Der hydraulische Antriebsmotor 11 der Fräswalze 4 treibt über Zwischengetriebe 12, die beispielsweise als Stirnradgetriebe ausgebildet sind, die Fräswalze 4 an. Auf der einen Seite der Fräswalze bilden die Zwischengetriebe 12 zugleich die Lagerung für die Achse 13 der Fräswalze 4 im Rahmen 5, während auf der anderen

Seite ein Lager 14 vorgesehen ist, das ebenfalls mit dem Rahmen 5 verbunden ist.

Aus F i g. 2 erkennt man, daß die beiden Stirnflächen 15 gegenüber den Enden der Fräswalze 4 nach innen versetzt sind, so daß ein stirnseitiger Raum entsteht, der einen der beiden Getriebekästen 12 bzw. das Lager 14 aufnimmt. Die Abstützung für diese beiden Teile ist erst in einem Bereich, der erheblich über der Walzenachse 13 liegt, aus dem stirnseitig auf beiden Seiten der Fräswalze gebildeten Raum nach außen und zum Träger hin geführt, so daß — wie in F i g. 2 dargestellt — die Fräswalze 4 so tief in das Erdreich eingetaucht werden kann, daß ihre Achse 13 unterhalb der Erdoberfläche liegt

Die Fräswalze 4 ist an ihrem Umfang mit Fräsmessern 16 bestückt, die in mehreren Reihen angeordnet und gegeneinander versetzt sind, so daß über die gesamte Länge der Fräswalze verteilt ein gleichmäßiger Fräsvorgang erfolgt

In den F i g. 3 und 4 wird das Arbeitsverfahren zur Zerkleinerung eines im Erdreich verwurzelten Baumstubbens 17 erläutert Die Fräswalze 4, die sich in der durch den Pfeil 18 angedeuteten Richtung dreht wird vor dem Baumstubben 17 teilweise in das Erdreich abgesenkt, und zwar mindestens so tief wie die Pflanztiefe für die Neukultur, beispielsweise 30 cm. In dieser Tiefenstellung wird das Fahrzeug gegen den Stubben 17 verfahren, so daß die Fräsmesser 16 der Fräswalze 4 den Stubben 17 zerkleinern. Dabei greifen die Fräsmesser an der Vorderseite der Fräswalze den Stubben im wesentlichen von oben nach unten an, d. h., das Holz wird im wesentlichen in Faserlängsrichtung zerspant.

Das zerkleinerte Holz des Baumstubbens sowie das von den Fräsmessern erfaßte Erdreich wird von der Fräswalze nach hinten geschleudert, wo es zum größten Teil die von der Fräswalze erzeugte Vertiefung im Boden wieder ausfüllt und zu einem kleineren Teil herausgeschleudert wird. Um ein zu starkes Herausschleudern des Erdreichs und des zerspanten Holzes zu verhindern, kann an der Vorderseite des Fahrzeuges oder an dem die Fräswalze tragenden Rahmen 5 ein in der Zeichnung nicht näher dargestelltes Prallblech angebracht werden, das das herausgeschleuderte Material abfängt F i g. 4 zeigt die Fräswalze am Ende des Arbeitsvorganges; die Fräswalze wird hier wieder aus dem Erdreich herausgehoben. Der Weg der quer zur Fahrzeuglängsrichtung angeordneten Drehachse der Fräswalze ist in den F i g. 3 und 4 mit der gestrichelten Linie 19 angedeutet. Man erkennt, daß die Fräswalze bereits beim Eintauchen in das Erdreich vorwärtsbe-S wegt wurde und daß sie auch beim Anheben zusätzlich eine Vorwärtsbewegung ausführte, d. h, das Fahrzeug wurde während des gesamten Arbeitsvorganges verfahren, oder mit anderen Worten: während das Fahrzeug langsam vorfuhr, wurde die Fräswalze abgesenkt, über den Baumstubben geführt und wieder angehoben. Dabei kann die Geschwindigkeit des Fahrzeuges während des Angriffs der Fräswalze am Baumstubben fast bis zum Stillstand verringert werden, um die Beanspruchung der Fräswalze in Grenzen zu halten.

Man erkennt aus dieser Schilderung des Arbeitsablaufes, daß aufeinanderfolgende Baumstubben in rascher Folge ohne Unterbrechung des Arbeitsablaufes zerkleinert werden können. Während der Arbeit stützt der Hydraulikzylinder 12 die Lagerung der Fräswalze 4 gegenüber dem Fahrzeug ab, so daß nach oben wirkende Reaktionskräfte das Fahrzeug an seinem Vorderende anzuheben suchen, wobei jedoch keine oder nur sehr geringe horizontale Kraftkomponenten auftreten. Damit ist einerseits gewährleistet, daß die Fräswalze mit ausreichend hoher Kraft nach unten gedrückt und gehalten wird, daß aber andererseits Kräfte vermieden werden, die unzulässig hoch sind; derartigen Kräften weicht das Fahrzeugende nach oben aus, so daß eine Beschädigung der Fräsmesser verhindert wird.

Fig.5a zeigt im Schnitt durch einen Teil des Walzenmantels die einstellbare Befestigung der Fräsmesser 16 an Befestigungswinkeln 20, die mit beiden Schenkeln am Mantel der Walze 4 angeschweißt sind. Eine auf dem Messer 16 liegende Klemmplatte 21, die durch

Schrauben 22 durch Bohrungen in dem einen Schenkel des Winkels 20 mit einer Gegenplatte 23 verschraubt ist, hält das Fräsmesser 16 fest Zur Einstellung oder zum Auswechseln der Messer 16 werden die Schrauben 22 gelockert und anschließend wieder festgezogen.

Die Messer 16 sind in sehr einfacher Weise durch schräges Abschneiden aus Bandstahl hergestellt. Daher sind beide Messerenden als Schneiden ausgebildet, so daß das Messer nach Abnutzung einer Schneide gewendet werden kann, bevor ein Nachschärfen erforderlieh ist. F i g. 5b zeigt einen Schnitt längs der Linie V-V in F i g. 5a.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

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Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Zerkleinern von im Erdreich verwurzelten Baumstubben mittels einer an der Vorderseite eines Fahrzeuges angebrachten, mit Fräsmessern bestückten Fräswalze, die höhenverstellbar und um ihre horizontale, quer zur Fahrzeuglängsrichtung angeordnete Drehachse antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Fräswalze vor dem Stubben teilweise in das Erdreich abgesenkt und das Fahrzeug gegen den Stubben verfahren wird und daß die Fräsmesser an der Vorderseite der angetriebenen Fräswalze den Stubben im wesentlichen von oben nach unten angreifea

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Fräswalze, die höhenverstellbar und um ihre horizontale, quer zur Fahrzeuglängsrichtung angeordnete Drehachse antreibbar ist, wobei die Fräswalze in einem Träger gelagert ist, der am Fahrzeug angelenkt und mittels eines Hydraulikzylinders in einer vertikalen Ebene schwenkbar ist, und der ein Getriebe für den Fräswalzenantrieb trägt, dadurch gekennzeichnet, daß der mit Fräsmessern (16) bestückte Mantel der Fräswalze (4) an beiden Enden über die Stirnflächen (15) der Fräswalze vorgezogen ist zur Bildung je eines stirnseitigen Raumes, der die Walzenlagerung (14) und einen Teil des Getriebes (12) aufnimmt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fräsmesser (16) durch schräges Abschneiden aus Bandstahl hergestellt sind und mittels einer Klemmplatte (21) an einem Befestigungswinkel (20) verstellbar und auswechselbar angeklemmt sind, dessen beide Schenkelenden mit dem Mantel der Fräswalze (4) verbunden sind.