DE2301103B2

DE2301103B2 - Holzabschervorrichtung, Insbesondere zum Fällen von Bäumen

Info

Publication number: DE2301103B2
Application number: DE2301103A
Authority: DE
Inventors: Paavo Haataja; Mikko Dr.-Ing. Haukilahti Kantola; Pentti Saarinen
Original assignee: Tyoetehoseura Ry Helsinki
Current assignee: Tyoetehoseura Ry Helsinki
Priority date: 1972-01-13
Filing date: 1973-01-10
Publication date: 1975-03-27
Also published as: CA975661A; DE2301103C3; FI46670C; FI46670B; DE2301103A1; SE391860B; SU448619A3; US3817303A

Description

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. Scherschneiden hat, die auf getrennten Achsen drehbar gelagert sind, welche im wesentlichen waageecht und parallel sind sowie in einem horizontalen Abitand voneinander liegen. Die Schersehneiden haben die Form einer Zylinderfläche; dabei ist bei der einen der Krümmungshalbmesser größer als bei der anderen, denn infolge des waagerechten Abstands der Drehachkönnen die Schneidkanten der Schersehneiden nicht in der Endphase des Schneidvorgangs zusammenkommen. In der Schervorrichtung nach dieser Patent- to anmeldung müssen sich tatsächlich die Schersehneiden in der Endphase des Schnitts sogar ein wenig aus der waagerechten Richtung nach oben drehen; das trägt dazu bei, daß der Eindringwiderstand der Schneiden in das Holz und der Kraftbedarf der Vorrichtung verhältnismäßig hoch ist. Infolge der im wesentlichen waagerechten 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 verhältnismäßigsperrig. UX-I

Man vermeidet die vorstehend angcgebei.cn Nacheile gemäß der Erfindung mit einer Abschabvorrichtung, bei der sich beide Schersehneiden in an sich be a; kannter Weise um dieselbe Drehachse in einem l.ager-•clenk drehen und die Scherscheiden solche Gestalt laben daß sie auf einem Teil des Mantels eines solchen Doppelkegels liegen, dessen Zentralachse ir.it der betreffenden" Drehachse zusammenfällt, wobei sich im wesentlichen in der Mitte der Schersehneiden ein zur Schneidkante querstehender V-förmigcr Rucken bildei. welcher beim Fällen eines wachsenden Baumes das Spalten des Stumpfes fördert und damit den Eindringwiderstand der Schersehneiden -vermindert.

Der wesentliche Unterschied der vorliegenden Erfindung z. B. gegenüber der Vorrichtung nach der genannten finnischen Patentschrift 42 387 besteht darin, daß die DrehacLie der Schersehneiden zur Hauptrichtung der Schneidkante der Schneiden parallel ist. womit überhaupt keine Winkel (wie gemäß der genannten bekannten Patentanmeldung) entsteht. Bei ücr Vorrichtung nach der Erfindung bewegt sich sowohl der Vorder- als auch der Hinlerrand beider Schersehneiden längs ähnlicher Bahnen, die im wesentlichen gleichen Radius haben. Hierdurch wird ferner im Vergleich zur Patentschrift 42 387 der Vorteil erzielt, daß beim Auseinandergehen der Schersehneiden der von diesen gebildete freie Raum, in welchen das Fußende des Baums hineingeleitet wird, in beiden Randteilen gleich groß ist. wobei mau 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 l%0/68 dargestellten Abschervorrichtung darin, daß sich beide Schersehneiden gemäß der Erfindung um die gleiche Drehachse drehen, während dagegen in der Vorrich-

identiich sind.

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

1) Durch die Form der Schneide wird der Eindringwidersiand 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 auf einer gemeinsamen kräftigen Welk· mittels hülsenartiger Konstruktionen erfolgen, wi/Ourch die Konstruktion vereinfacht und verbilligt wild.

i) Die Schneide hat einfache Form und ist 'eicht herstellbar, z. B. im Vergleich mit der schalenartigen

Schneide nach der Patentschrift 42 387. Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung als Ausführungsbeispiel näher erläutert, worauf die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist. i i g. 1 zeigt teilweise im Schnitt ^:n der Seitenansicht eine Fällvorrichtung nach der Erfindung, nämlich mit den Schersehneiden in derjenigen Stellung, in der die Scherbewegung zu Ende geführt ist und die einander gegenübers'.chenden Schersehneiden zusammenliegen: F i g. 2 zeigt die Vorrichtung nach F i g. 1 in der Ansicht aus einer solchen Richtung, von der der Baumstamm zwischen die Schersehneiden hineintritt:

F i g. 3 zeigt die Fällvorrichtung in der Ansicht aus derselben Richtung wie gemäß Fig. 1. jedoch so. daß hier die Schersehneiden in der Offenstelliing auseinanderstehen;

F i g.4 zeigt die Vorrichtung gemäß F > g. 1 von der

Seite gesehen:

F i g. 5 zeigt die Füllvorrichtung von oben gesehen;

F i g. 6 ist eine axonomelrische Darstellung der Scherschneide und eines Teils ihres Halters:

F i g. 7 zeigt einen niclv.mittigen Querschnitt der

.Scherschneide;

F" i g. 8 zeigt den prinzipiellen Schnitt üin^s der Linie

l-l gemäß F ig."¹;

F i g. 9 zeigi den prinzipiellen Schnitt längs der Linie

Ii-Il gemäß F 1 g. 7.

Die Schersehneiden 1, welche die Form eines Teils eines DoppelKcgcls haben, sind in robust gebauten Sehneidenhaltcrn 2 befestigt, welche einen im wesentlichen kreissegmentförmigen Ausschnitt für den hol/-schncidendcr; Teil der Scherschneidc 1 haben. An die Schneidenhalter 2 sind kurze Schaftarme 3 aufgesetzt.

dem Seitenrand des

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Drehachse drehen, während dagegen in der vorricn- die ihrerseits zusammen mit dem
tung nach der bekannten Anmeldung die Drehachsen 60 Schneidenhalter 2 an kreisförmigen Flanschen 4 bzw. der Schneiden einen beträchtlichen waagerechten Ab- 6 befestigt sind. An dem einen der betreffenden Flanstand voneinander haben. Auch die Gestalt der Scher- sehe 4 ist eine zum Flansch 4 senkrechte und mittige schneiden ist verschieden; die Schneiden nach der ge- kräftige Welle 12 befestigt, auf der ferner eine an dem nannten bekannten Anmeldung sind Teile einer Zy- anderen Flansch 6 befestigte Hülse 13 sitzt, so daß ein linderfläche und habt η untereinander verschiedene 65 Lagergelenk 8 entsteht, das stabil an der Rumpfkon-Krümmungsradien, wogegen in der Erfindung die struktion 7 der Fällvorrichtung befestigt ist.
Schneiden die Form cües Teils des Mantels eines Dop- Es ist wesentlich bei der Erfindung, daß im vorstepelkegels haben und untereinander im wesentlichen hcnd beschriebenen Lagergelcnk 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 Schcrschnciden 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 Schaftarnie 3 bildet den Zapfen eines Gelenks 5, woran die Kolbenstange 10 des Arbeitszylinders 9 angeschlossen isl. Das andere Ende des Arbeitszylinders 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 (F i g. 3) der zu fällende Baum zwischen den Scherschneiden 1 Platz findet und in der anderen Endlage (F i g. 2) die Kanten 22 der Scherschneide 1 aufeinandertreffen, wobei der Fällschnitt des Baums zu Ende geführt ist.

Zum Ergreifen des zu fallenden Baums und zum Zentrieren desselben in dem Raum zwischen den Scherschneiden 1 sind in der Fällvorrichtung Greifarme 18a. 180 und 18r angeordnet, die an einer im Lager 15 drehbaren Welle 14 angeschweißt sind; es sind zwei solche Wellen mit vertikaler Richtung vorhanden; an der einen Welle ist der Greifarm \%b befestigt und an der anderen die Greifarme 18a und 18c. dabei jeweils mit einem gewissen senkrechten Absland zwischen zwei Greifarmen. Die Wellen 14 tragen an ihrem Ende Arme 17, die beispielsweise mit einer hydraulischen Verdrehanordnung 16 verbunden sind, unter deren Einwirkung die Greifarme 18 aus der in F i g. 5 in voll ausgezogenen Linien angezeigten geöffneten Endlage in die mit gestrichelten Linien wiedergegebene geschlossene Endlage und umgekehrt gebracht werden können.

Aus F i g. 6 bis 9 geht im Detail die Formgebung der Scherschneiden I hervor. Es ist wesentlich bei der Erfindung, daß beide Scherschneiden 1 auf einem Teil des Mantels eines Doppelkegels liegen, so daß die Mittelachse des betreffenden Doppelkegels mit der Drehachse A-A der Scherschneiden 1 zusammenfällt. Hierbei entsieht in der Mitte der Scherschneide 1 ein V-förmiger Rücken, so daß der Krümmungshalbmesser des Profils der Scherschneide in der Vertikalcbcne zu beiden Seiten des Rückens in der Richtung zum Rand der Scherschneide I abnimmt. Ein geeigneter Winkelbereich für den Winkel «(F i g. 8 und 9) des V-Rückens ist 90 bis 160°. Durch die beschriebene Formgebung der Scherschneiden I und durch den V-Rücken erzielt man eine den Stumpf des zu fällenden Baums spaltende Kcilwirkung; dadurch gelingt es. den Eindringwiderstand der Scherschneiden ins Hol?: merklich zu vcrmindem. 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 F i g. b bis 9 ersichtlich. Durch die Anwendung des

ίο Keils 21 kann der infolge der Spaltung des Stumpfes auf die Scherschneiden 1 einwirkende Druck beträchtlich herabgesetzt werden. Die Sehcrschneidcn I können daher aus Stahl mit größerer Materialdickc hergestellt werden: das ist ein merklicher Vorteil, denn es hat bisher Schwierigkeiten bereitet, genügende Festigkeil der Scherschneiden zu erzielen, da bei größerer Materialdicke der Scherschneiden eine kräftige Zunahme ih· res Eindringwiderstandes ins Holz entsteht. Wie man aus F i g. 6 bis 9 ersieht, ist vorteilhaft der Keil 21 pyra

ao midal keilförmig und in der Richtung auf die Kante 22 der Scherschneide 1 sich verjüngend ausgeführt.

Die Bedienung der Fällvorric'htung nach der Erfindung geht beispielsweise derart vor sich, daß man die am Ende eines Gelenk- oder Teleskopausleger mittel«.

»5 eine Gelenks und eines Neigungszylinders befestigte Faltvorrichtung mit geöffneten Schersehnciden 1 und Greifarmen 18 an das untere Stammende 19 des zu fällenden Baumes (F i g. 5) so heranbringt, daß der Stamm 19 zwischen den Scherschneiden und den Greifarmen 18 zu liegen kommt Die Greifarme 18 werden bis nahe an die Holzobcrfliichc geführt; dann läßt man die Vorrichtung herab, so daß die Scherschneiden 1 nahe an der Erdoberfläche zu liegen kommen. Die G reif arme 18 werden zu stärkerem Andruck an den Baum g<;:- bracht, 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 rran den Baum mil den Scherschneiden 1 entzweidrücken. Die Fallrichtung des Baums läßt sich mittels des in den Figuren ausgcflasscnen Ncigungszylinders 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, wobc man dann das Fußende des Baumes mit Leichtigkeit at den gewünschten Ort haben kann. z. B. auf die Schlepp bank einer Transportmaschine oder auf ü'c Zuführlinif einer Abästmaschinc. wo das Fußende <ics Baums \ 01 der Fällvorrichtung freigegebein wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

23 Ol Patentansprüche:

1. Holzabschervorrichtung, insbesondere zum Fällen von Bäumen, bestehend ims 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 (/Α-Λ) in ein-τι Lagergelenk (8) drehen und die ao Scherschneiden (1) solche Gestalt haben. daß sie auf einem Teil des Mantels eines solchen Doppelkegels liegen, dessen Zentralachse mit der Drehachse (/\-/A) zusammenfällt, wobei sich im wesentlichen in der Mitte der Scherschneiden (1) ein zur Schneidkante (22) querstehender V-förniger Rücken bildet, der beim Fallen eines wachsenden Baumes das Spulten des Stumpfs fördert und so den Eindringwidersiand der Scherschneiden (1) vermindert.

2. Holzabsc^crvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Scherschneiden

(1) der vom V-förmiger. Rück η gebildete Winkel (λ) im Bereich von 90bis 'öO 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. Ilolzabschervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet. daß in Verbindung mit dem V-Rücken ein Keil (21) befestigt ist. um das Spalten des Stumpfs /11 fördern und den rlindringwiderstand der Scherschneidc (I) ins Hol/ zu vermindern.

5. Hol/abschcrvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Keil (21) pyramidenartig in der Richtung zur Schneidkante (22) der Schersehneide (1) sich verjüngend ausgebildet ist.

b. llolzabschcrvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die .Scherschneiden (I) in Schneidcnhaltern (2) befestigt sind, die im wesentlichen kreissegmentförmifec Ausschnitte für den in das Hol/ eindringenden Teil der Scherschneiden (1) haben.

7. llolzabschcrvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet. daß die Scherschneiden (1) mittels Schneidenhalter!!

(2) an Flanschen (4 bzw. 6) befestigt sind, wobei an einem Flansch (4) eine zur Drehachse (4-/4) zentrisehe Welle (12) befestigt ist, 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 ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Holzubschervorrichtung, insbesondere zum Fällen von Bäumen, bestehend aus einer an der Rumpfkonstruktion oder am Gelenk- oder Teleskopausleger eines Traktors oder einer Universalmaschine zu befestigenden Rumpfkonstruktion der Abseilvorrichtung 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.

Da das Fällen von Bäumen mit der Motorsage 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 sehneidende und sui.^.igc ßaumfällvorrichtungen zu ersetzen. Durch die Abnahme der Rohmaterialquellen der Holzverarbeitungsindustrie in letzter Zeit ist ein möglichst eingehendes Verwerten des Holzes nötig geworden. Man hat deshalb Fallvorrichtungen entwickelt, die den Baum in der Richtung schräg abwärts abschneiden, damit möglichst wenig Hol/material im Stumpf zurückgelassen wird. Beispiele von solchen Baunifallvorriehuingen stellen die finnischen Patentanmeldungen 2 953/70 und 9b 1/7 dar. Diese Vorrichtungen weisen neben der im Verhältnis /u älteren Vorrichtungen besseren Ausnutzung des Hol/ materials im Vergleich beispielsweise mit den scherenartig oder keilartig in der Richtung senkrecht zu den Hol/fasern schneidenden Fällvorrichtungen auch den Vorteil auf. daß bei schräger Anstellung der Schneiden der Schneidwiderstand hcrabgeht und die Neigung des Stammblocks zum Spalten abnimmt.

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, die in den vorstehend genannten Patentanmeldungen angegebenen Abschervorrichtungen so weitcrzucntwickeln. daß die dabei aufgetretenen Nachteile vermieden werden und eine konstruktiv gegenüber den bekannten Vorrichtungen einfachere und mehr Betriebssicherheit aufweisende Abschervorrichtung geschaffen wird. Unter den zu überwindenden Nachteilen ist als besondere Schwierigkeit zu erwähnen, den Baum /wischen 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 42 387 (Brundell & lonsson AB. Schweden) ist ferner eine Vorrichtung zum Abscheren von Baumstämmen bekannt, die zwei Schncidenwcrk/eugc aufweist, die beide aus einem schneidenförmigen Messer bestehen, und worin die Drehachse des Schneidenwerkzeugs mit der Hauptrichtung beider Schneidenlinicn einen Winkel von höchstens 70^a 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 ausgeführt werden kann. Diese Nachteile haben in der vorliegenden Erfindung ihre Lösung gefunden.

Nach der finnischen Patentanmeldung 1560/68 (Beloit Corporation, U.S.A.) ist eine Baumabschervorrichtung bekannt, welche zwei einander gegenüberstehen-