DE2301103A1

DE2301103A1 - Holzabschervorrichtung, insbesondere zum faellen von wachsenden baeumen

Info

Publication number: DE2301103A1
Application number: DE2301103A
Authority: DE
Inventors: Paavo Haataja; Mikko Dr Ing Kantola; Pentti Saarinen
Original assignee: Tyoetehoseura R Y
Current assignee: Tyoetehoseura R Y
Priority date: 1972-01-13
Filing date: 1973-01-10
Publication date: 1973-07-19
Also published as: FI46670B; SE391860B; DE2301103C3; DE2301103B2; US3817303A; CA975661A; SU448619A3; FI46670C

Description

München, 1o. Jan. 1973

Työtehoseura r.y.
Helsinki, Finnland

Holzabschervorrichtung, insbesondere zum Fällen von wachsenden Bäumen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Holzabschervorrichtung, insbesondere zum Fällen von wachsenden Bäumen, bestehend aus einer an der Rumpfkonstruktion oder am Gelenk- oder Teleskopausleger eines Traktors oder einer Universalmaschine zu befestigenden Rumpfkonstruktion der Abschervorrichtung sowie aus zwei aus entgegengesetzten Richtungen in das Holz eindringenden Scherschneiden mit Antriebsgliedern; die Scherschneiden sind mit der Rumpfkonstruktion der Abschervorrichtung mittels ihrer Antriebsglieder drehbar verbunden, wobei die Drehachse zu einer durch die entgegengesetzten Extrempunkte der Schneidkanten der Scherschneiden gehenden Hauptgeraden parallel liegt.

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Da das Fällen von Bäumen mit de: Motorsäge ein weitgehend menschliche Arbeit verlangender sowie schwerer und wegen der Vibration der Motorsäge gesundheitsschädlicher Vorgang ist, ist man seit einiger Zeit bestrebt, dies durch von der Arbeitsmaschine aus zu beherrschende schneidende und sonstige Baumfällvorrichtungen zu ersetzen. Durch die Abnahme der Rohmaterialguellen der Holzverarbeitungsindustrie in letzter Zeit ist ein möglichst eingehendes Verwerten des Holzes nötig geworden. Man hat deshalb Fällvorrichtungen entwickelt, die den Baum in der Richtung schräg abwärts abschneiden, damit möglichst wenig Holzmaterial im Stumpf zurückgelassen wird. Beispiele von solchen Baumfällvorrichtungen stellen die finnischen Patentanmeldungen Nr. 2953/7o und 961/71 dar. Diese Vorrichtungen weisen neben der im Verhältnis zu älteren Vorrichtungen besseren Ausnutzung des Holzmaterials im Vergleich beispielsweise mit den scherenartig oder keilartig in der Richtung senkrecht zu den Holzfasern schneidenden Fällvorrichtungen auch den .Vorteil auf, daß bei schräger Anstellung der Schneiden der Schneidwiderstand herabgeht und die Neigung des Stammblocks zum Spalten abnimmt.

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, die in · den vorstehend genannten Patentanmeldungen angegebenen Abschervorrichtungen so weiterzuentwickeln, daß die dabei aufgetretenen Nachteile vermieden werden und eine konstruktiv

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gegenüber den bekannten Vorrichtungen einfachere und
mehr Betriebssicherheit aufweisende Abschervorrichtung geschaffen wird. Unter den zu überwindenen Nachteilen ist als besondere Schwierigkeit zu erwähnen, den Baum
zwischen den Schneiden und in ebensolche Lage zu sämtlichen Schneiden einzubringen, um eine symmetrische
Schneidbewegung zu erreichen. Ferner sind diese vorher bekannten Vorrichtungen in der Praxis schwer, schwerfällig und kompliziert.

Nach der finnischen Patentschrift Nr. 42 387
(Brundell & Jonsscn AB, Schweden) ist ferner eine
Vorrichtung zum Abscheren von Baumstämmen bekannt, die zwei Schneidenwerkzeuge aufweist, die beide aus einem
schneidenförmigen Messer bestehen, und worin die Drehachse des Schneidenwerkzeugs mit der Kauptrichtung beider Schneidenlinien einen Winkel von höchstens 7ο Grad bildet. In der genannten Patentschrift wird angegeben, daß eine parallele Anordnung der Drehachse der Schneide zur
Hauptrichtung der Schneidenlinie theoretisch am wirksamsten ist; aber aus den durch eine solche Anordnung auftretenden Problemen resultiert, daß dies praktisch nicht auegeführt werden kann. Diese Nachteile haben in der
vorliegenden Erfindung ihre Lösung gefunden.

Nach der finnischen Patentanmeldung Nr. 156o/68 (Beloit Corporation, U.S.A.) ist eine Baumabschervorrichtung bekannt, welche zwei einander gegenüberstehende Scher-

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schneiden hat, die auf getrennten Achsen drehbar gelagert sind, welche im wesentlichen waagerecht und parallel sind sowie in einem horizontalen Abstand voneinander liegen. Die Scherschneiden haben die Form einer Zylinderfläche; dabei ist bei der einen der Krümmungshalbmesser grosser als bei der anderen, denn infolge des waagerechten Abstands der Drehachsen können die Schneidkanten der Scherschneiden nicht in der Endphase des Schneidvorgangs zusammenkommen. In der Schervorrichtung nach dieser Patentanmeldung müssen sich tatsächlich die Scherschneiden in der Endphase des Schnitts sogar ein wenig aus der waagerechten Richtung nach oben drehen; das trägt dazu bei, daß der Eindringwideretand der Schneiden in das Holz und der Kraftbedarf der Vorrichtung verhältnismäßig hoch ist. Infolge der im wesentlichen waagrechten Hauptrichtung des Schnitts wird im Stumpf noch eine beträchtliche Menge verwendbaren Holzmaterials zurückgelassen. Ferner macht der recht große waagerechte Abstand der Drehachse der Scherschneiden die Vorrichtung in der Seitenrichtung verhältnismäßig sperrig.

Man vermeidet die vorstehend angegebenen Nachteile gemäß der Erfindung mit einer Abschervorrichtung, bei der sich beide Scherschneiden in an sich bekannter Weise um dieselbe Drehachse in einem Lagergelenk drehen und die Scherscheiden solche Gestalt haben, daß sie auf einem Teil des Mantels eines solchen Doppelkegels liegen, dessen Zentralachse mit der betreffenden Drehachse zusammenfällt,

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wobei sich im wesentlichen in der Mitte der Scherschneiden ein zur Schneidkante querstehender V-förmiger Rücken bildet, welcher beim Fällen eines wachsenden Baumes das Spalten des Stumpfes fördert und damit den Eindringwiderstand der Scherschneiden vermindert.

Der wesentliche unterschied der vorliegenden Erfindung z.B. gegenüber der Vorrichtung nach der genannten finnischen Patentschrift Nr. 42 387 besteht darin, daB die Drehachse der Scherschneiden zur Hauptrichtung der Schneidkante der Schneiden parallel ist, womit überhaupt kein Winkel (wie gemäß der genannten bekannten Patentanmeldung) entsteht. Bei der Vorrichtung nach der Erfindung bewegt sich sowohl der Vorder- als auch der Hinterrand beider Scherschneiden längs ähnlicher Bahnen, die im wesentlichen gleichen Radius haben. Hierdurch wird ferner im Vergleich zur Patentschrift Nr. 42 387 der Vorteil erzielt, daß beim Auseinandergehen der Scherschneiden der von diesen gebildete freie Raum, in welchen das Fußende des Baums hineingeleitet wird, in beiden Randteilen gleich groß ist, wobei man mit einer Bewegungsbahn der Kante der Scherschneide von gleicher Länge einen Baum mit größerer Stammstärke als mit der Vorrichtung nach der bekannten Patentschrift fällen kann.

Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich von der in der finnischen Patentanmeldung Nr. 156o/68 dargestellten Abschervorrichtung darin, daß sich beide Scher-

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schneiden gemäß der Erfindung um die gleiche Drehachse drehen, während dagegen in der Vorrichtung nach der bekannten Anmeldung die Drehachsen der Schneiden einen beträchtlichen waagerechten Abstand voneinander haben. Auch die Gestalt der Scherschneiden ist verschieden; die Schneiden nach der genannten bekannten Anmeldung sind Teile einer Zylinderfläche und haben untereinander verschiedene Krümmungsradien, wogegen in der Erfindung die Schneiden die Form eines Teils des Mantels eines Doppelkegels haben und untereinander im wesentlichen identisch sind.

Durch die Erfindung werden im Vergleich mit den bekannten entsprechenden Vorrichtungen nach den vorstehend genannten Veröffentlichungen folgende Vorteile erzielt2

1) Durch die Form der Schneide wird der Eindringwiderstand der Schneiden ins Holz geringer; dies kann noch weiter mittels eines keilförmigen Körpers gefördert werden.

2) Bei Anwendung einer für beide Schneiden gemeinsamen Drehachse können beide Schneiden völlig identisch sein, womit die Herstellungskosten herabgehen; der Raumbedarf der Vorrichtung in der Horizontalebene nimmt mindestens um den zuvor angewandten waagerechten Abstand der Drehachsen ab; die Schneiden können mit geringerem Krümmungsradius als zuvor hergestellt werden, wobei man mehr von dem bisher im Stumpf verbliebenen Holzmaterial ausnutzen kann als zuvor; die Lagerung der Schneiden kann

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auf einer gemeinsamen kräftigen Welle mittels hülsenartiger Konstruktionen erfolgen, wodurch die Konstruktion vereinfacht und verbilligt wird,

3) Die Schneide hat einfache Form und ist leicht herstellbar, z.B. im Vergleich mit der schalenartigen Schneide nach der Patentschrift Nr. 42 387.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung als Ausführungsbeispiel näher erläutert, worauf die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist.

Fig. 1 zeigt teilweise im Schnitt in der Seitenansicht eine Fällvorrichtung nach der Erfindung, nämlich mit den Scherschneiden in derjenigen Stellung, in der die Scherbewegung zuende geführt ist und die einander gegenüberstehenden Scherschneiden zusammenliegen.

Fig. 2 zeigt die Vorrichtung nach Fig. 1 in der Ansicht aus einer solchen Richtung, von der der Baumstamm zwischen die Scherschneiden hineintritt.

Fig. 3 zeigt die Fällvorrichtung in der Ansicht aus derselben Richtung wie gemäß Fig . 1, jedoch so, daß hier die Scherschneiden in der Offenstellung auseinanderstehen.

Fig. 4 zeigt die Vorrichtung gemäß Fig.1 von der Seite gesehen.

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Fig. 5 zeigt die Fällvorrichtung von oben gesehen.

Fig. 6 ist eine axonometris.che Darstellung der Scherschneide und eines Teils ihres Halters.

Fig. 7 zeigt einen nichtmittigen Querschnitt der Seherschneide.

Fig. 8 zeigt den prinzipiellen Schnitt längs der Linie I-I gemäß Fig. 7.

Fig. 9 zeigt den prinzipiellen Schnitt längs der Linie II-II gemäß Fig. 7.

Die Scherschneiden 1, welche die Form eines Teils eines Doppelkegels haben, sind in robust gebauten Schneidenhaltern 2 befestigt _t welche einen im wesentlichen kreissegmentfttrmigen Ausschnitt für den holzschneidenen Teil der Scherechneide 1 haben. An die Schneidenhalter 2 sind kurze Schaftarme 3 aufgesetzt, die ihrerseits zusammen mit dem Seitenrand des Schneidenhalters 2 an kreisförmigen Flanschen 4 bzw. 6 befestigt sind. An dem einen der betreffenden Flansche 4 ist eine zum Flansch 4 senkrechte und mittige kräftige Welle 12 befestigt, auf der ferner eine an dem anderen Flansch 6 befestigte Hülse 13 sitzt, so daß ein Lagergelenk 8 entsteht, das stabil an der Rumpfkonstruktion 7 der Fällvorrichtung befestigt ist.

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E* ist wesentlich bei der Erfindung, daß im vorstehend beschriebenen Lagergelenk 8 diejenige Achse A-A, um die sich die Scherschneiden drehen, zur Hauptrichtung der Schneidkante 22 beider Scherschneiden 1 liegt, nämlich die Achse A-A ist zu einer solchen Geraden parallel, die man sich durch die einander gegenüberliegenden extremen Randpunkte der Schneidkante 22 bei beiden Scherschneiden gehend denkt. Mittels dieser KonstruktIonslösung wird eine einfache Form der Scherschneide erzielt; außerdem erreicht man einen niedrigen Eindringwiderstand der Scherschneiden 1 in das Holz.

Die Fortsetzung der Schaftarme 3 bildet den Zapfen eines Gelenks 5, woran die Kolbenstange 1o des Arbeitszylinders 9 angeschlossen ist. Das andere Ende des ArbeiteZylinders 9 ist seinerseits mittels des Gelenks 11 mit der Rumpfkonstruktion 7 der Fällvorrichtung verbunden. Die Hublänge der Arbeitszylinder 9 ist so bemessen, daß in der einen Endlage ihrer Kolben (Fig. 3) der zu fällende Baum zwischen den Scherschneiden 1 Platz findet und in der anderen Endlage (Fig. 2) die Kanten 22 der Scherschneide 1 aufeinandertreffen, wobei der Fällschnitt des Baums zuendegeführt 1st.

Zum Ergreifen des zu fällenden Baums und zum Zentrieren desselben in dem Raum zwischen den Scherschneiden 1 sind in der Fällvorrichtung Greifarme 18a, 18b und 18c angeordnet

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die ·η einer im Lager 15 drehbaren Welle 14 angeechweisst sind; es sind zwei solche Wellen mit vertikaler Richtung vorhanden; an der einen Welle ist der Greifarm 18b befestigt und an der anderen die Greifarme 18a und 18c, dabei jeweils mit einem gewissen senkrechten Abstand zwischen zwei Greifarmen. Die Wellen 14 tragen an ihrem Ende Arme 17, die beispielweise mit einer hydraulischen Verdrehanordnung 16 verbunden sind, unter deren Einwirkung die Greifarme 18 aus der in Fig. 5 in voll ausgezogenen Linien angezeigten geöffneten Endlage in die mit gestrichelten Linien wiedergegebene geschlossene Endlage und umgekehrt gebracht werden können. '

Aus Fig. 6 bis 9 geht im Detail die Formgebung der Scherschneiden 1 hervor. Es ist wesentlich bei der Erfindung, daß beide Seherschneiden 1 auf einem Teil des Hanteis eines Doppelkegels liegen, so daß die Mittelachse des betreffenden Doppelkegels mit der Drehachse A-A der Scherschneiden 1 zusammenfällt. Hierbei entsteht in der Mitte der Scherschneide 1 ein V-förmiger Rücken, so daß der Krümmungshalbmesser des Profils der Scherschneide in der Vertikalebene zu beiden Seiten des Rückens in der Richtung zum Rand der Scherschneide 1 abnimmt. Ein geeigneter Winkelbereich für.den Winkel <n». (Fig. 8 und 9) des V-Rückens ist 9o bis 16o Grad. Durch die .beschriebene Formgebung der Scherschneiden 1 und durch den V-Rücken erzielt man eine den Stumpf des zu fällenden

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Baume spaltende Keilwirkung; dadurch gelingt es, den Eindringwiderstand der Scherschneiden ins Holz merklich zu vermindern. Die spaltende Keilwirkung des V-Rückens kann bei Bedarf mittels eines am Rücken auf dessen konvexer Seite befestigten gekrümmten Keils 21 erhöht werden; im Detail ist ein Konstruktionsbeispiel dafür aus Fig. 6 bis 9 ersichtlich. Durch die Anwendung des Keile 21 kann der infolge der Spaltung des Stumpfes auf die ; Scherschneiden 1 einwirkende Druck beträchtlich herabgesetzt werden. Die Scherschneiden 1 können daher aus Stahl mit größerer Materialdicke hergestellt werden; das ist ein merklicher Vorteil, denn es hat bisher Schwierigkeiten bereitet, genügende Festigkeit der Scherschneiden zu erzielen, da bei größerer Materialdicke der Scher-Bchneiden eine kräftige Zunahme ihres Eindringwiderstands ins Holz entsteht. Wie man aus Fig. 6 bis 9 ersieht, ist vorteilhaft der Keil 21 pyramidal keilförmig und in der Richtung auf die Kante 22 der Scherschneide 1 sich verjüngend ausgeführt.

Die Bedienung der Fällvorrichtung nach der Erfindung geht beispielsweise derart vor sich, daß man die am Ende eines Gelenk- oder Teleskopauslegers mittels eines Gelenks und eines NeigungsZylinders befestigte Fällvorrichtung mit geöffneten Scherschneiden 1 und Greifarmen 18 an das untere Stammende 19 des zu fällenden Baumes (Fig. 5) so heranbringt, daß der Stamm 19 zwischen den Scherschneiden

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und den Greifarmen 18 zu liegen kommt. Die Greifarme 18 werden bis nahe an die Holzoberfläche geführt; dann läßt man die Vorrichtung herab, so daß die Seherschneiden nahe an der Erdoberfläche zu liegen kommen. Die Greifarme 18 werden zu stärkerem Andruck an den Baum gebracht, wobei die Vorrichtung durch die Formgebung der Greifarme 18 so zentriert wird, daß sich der Baumstamm 19 in die Mitte zwischen den Scherschneiden einstellt. Anschließend kann man den Baum mit den Scherschneiden 1 entzweidrücken. Die Fallrichtung des Baums läßt sich mittels des in den Figuren ausgelassenen NeigungsZylinders bestimmen. Da die Fällvorrichtung auf der Seite der Scherschneiden 1 keine empfindlichen Teile aufweist, läßt man die Fällvorrichtung um das Fussende des fallenden Baumes festgedrückt, wobei man dann das Fußende des Baumes mit Leichtigkeit an den gewünschten Ort heben kann, z.B. auf die Schleppbank einer Transportmaschine oder auf die Zuführlinie einer Abästmaschine, wo das Fußende des Baums von der Fällvorrichtung freigegeben wird.

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Claims

Patentansprüche

1. Holzabschervorrichtung, Insbesondere zum Fällen von wachsenden Bäumen, bestehend aus einer an der Rumpfkonstruktion oder am Gelenk- oder Teleskopausleger eines Traktors oder einer Universalmaschine zu befestigenden Rumpfkonstruktion der Abschervorrichtung sowie aus zwei aus entgegengesetzten Richtungen in das Holz eindringenden Scherschneiden mit Antriebsgliedern, wobei die Scherschneiden mit der Rumpfkonstruktion der Abschervorrichtung durch ihre Antriebsglieder drehbar verbunden sind und die Drehachse zu einer durch die entgegengesetzten Extrempunkte der Schneidkanten der Scherschneiden gehenden Hauptgeraden parallel liegt, dadurch gekennzeichnet, daß sich beide Scherschneiden (1) in an sich bekannter Weise um dieselbe Drehachse (A-A) in einem Lagergelenk (8) drehen und die Scherschneiden (1) solche Gestalt haben, daß sie auf einem Teil des Mantels eines solchen Doppelkegels liegen, dessen Zentralachse mit der Drehachse (A-A) zusammenfällt, wobei sich im wesentlichen in der Mitte der Seherschneiden (1) ein zur Schneidkante (22) guerstehender V-förmiger Rücken bildet, der beim Fällen eines wachsenden Baumes das Spalten des Stumpfs fördert und so den Eindringwiders tand der Scherschneiden (1) vermindert.

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2. Holzabschervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Scherschneiden (1) der vom V-förmigen Rücken gebildete Winkel (⁰M im Bereich von 9o bis 16o Grad liegt.

3. Holzabschervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der V-Rücken zur Schneidkante (22) der Scherschneiden (1) senkrecht ist und der V-Rücken die Kante (22) im wesentlichen in ihrer Mitte trifft.

4. Holzabschervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Verbindung mit dem V-Rücken ein Keil (21) befestigt ist, um das Spalten des Stumpfs zu fördern und den Eindringwiderstand der Scherschneide (1) ins Holz zu vermindern.

5. Holzabschervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Keil (21) pyramidenartlg in der Richtung zur Schneidkante (22) der Scherschneide (1) sich verjüngend ausgebildet ist.

6. Holzabschervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Scherschneiden

(1) in Schneidenhaltern (2) befestigt sind, die im wesentlichen kreissegmentförmige Ausschnitte für den in das Holz eindringenden Teil der Scherschneiden (1) haben.

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7. HoIzabsehervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Scherschneiden (1) mittels Schneidenhaltern (2) an Flanschen (4 bzw. 6) befestigt sind, wobei an einem Flansch (4) eine zur Drehachse (A-A) zentrische Welle (12) befestigt iBt, auf der eine an dem anderen Flansch (6) befestigte Hülse (13) sitzt und darauf sich eine ein Lagergelenk (8) darstellende Hülse befindet, die an der Rumpfkonstruktion (7) der Abschervorrichtung befestigt 1st.

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