DE2310677C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zum Fällen und Rücken von Waldbäumen mit einem selbstfahrenden Fahrwerk gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Die überwiegende Arbeitsweise beim Fällen von Waldbäumen, insbesondere bei der Durchforstung im Rahmen der Bestandes­ pflege, ist die Arbeit mit der handgeführten Motorsäge. Darüber hinaus sind Verfahren zum Fällen von Waldbäumen bekannt, bei denen Baumaschinen (Raupen, Bagger) mit ange­ bauten Fälleinrichtungen eingesetzt werden (DE-AS 12 99 465 und US-PS 28 82 941).

Der Gebrauch der handgeführten Motorsäge ist mit erheblichen technischen, wirtschaftlichen und arbeitsphysiologischen Nachteilen verbunden. Die handgeführte Motorsäge vibriert sehr stark und führt in erheblichem Maße zu gesundheitlichen Störungen. Da wegen der hohen Unfallgefahr das Fällen und Rücken der Stämme als voneinander getrennte Arbeitsvorgänge durchgeführt werden müssen, ist eine Rationalisierung der Arbeit mit der üblichen handgeführten Motorsäge praktisch nicht möglich.

Die Verwendung von Fällmaschinen mit Motorsägen oder Fäll­ scheren ist auf das Fällen hiebsreifer Altbäume oder den Einsatz bei Kahlschlägen in jüngeren Beständen begrenzt. Die Abmaße dieser Maschinen sind zu groß (zu lang und zu breit) um in Durchforstungsbeständen die Pflegemaßnahmen (Auslesedurchforstung) durchführen zu können. Wegen der primitiven Fälltechnik kann u. a. die Fällrichtung nicht eingehalten werden, so daß erhebliche Bestandesschäden entstehen. Darüber hinaus wird infolge der hohen Eigenge­ wichte der Fällmaschinen der Boden stark verdichtet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Anwendung der Forschungsergebnisse über die Holzerntetechnik eine Fäll- und Rückemaschine zu entwickeln, die

• a) in einem Arbeitsgang die Pflegeeingriffe in Durchfor­ stungsbeständen durchführen kann,
• b) eine genaue Einhaltung der Fällrichtung gewährleistet,
• c) bestandes- und bodenpfleglich arbeitet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Vorrichtung wird durch die Merkmale von 6 Unteransprü­ chen weiter ausgestaltet.

Die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielbare Ar­ beitsweise bringt es mit sich, daß ein vergleichsweise kleines und sehr wendiges Fahrwerk Verwendung finden kann, das vorteilhaft ein Raupenfahrzeug ist und neben einer An­ triebsachse eine Pendel- und Kletterachse aufweist, wo­ durch ein Höchstmaß an Geländegängigkeit erreicht wird.

Gemäß der Erfindung weist der Träger ein im Prinzip L-för­ miges Profil auf, dessen aufrechter Schenkel aus einem Portalrahmen besteht und der in einer in Fahrrichtung aus- und einfahrbaren Führung heb- und senkbar gelagert ist und dessen waagrechter in Fahrrichtung auskragender Schenkel die Motorsäge trägt. Der Träger kann in Rohr oder Kasten­ profilen ausgeführt sein. Er wird praktisch allein von der Säge belastet.

Die Motorsäge ist um eine zur Fahrrichtung parallele und um eine zum Sägearm parallele Achse bewegbar an dem Träg­ ger gelagert, wobei beide Achsen etwa in der Ebene des Sägearms liegen. So ist ein Bewegungsspiel möglich, das eine Anpassung an geländebedingte und von den zu schnei­ denden Stämmen herrührende Schwierigkeiten jederzeit er­ laubt.

Der aufrechte Schenkel des Trägers besteht aus einem Portal­ rahmen, durch den hindurch ein aus- und einfahrbarer Schwenk­ kopf für eine Zange zum Umgreifen des Baumstammes geführt ist. Diese befindet sich über dem auskragenden Schenkel des Trägers und ist dann ohne Behinderung durch den Träger, un­ abhängig von diesem in Fahrrichtung ein- und auszufahren. An dem Schwenkkopf ist erfindungsgemäß ein Stellmotor an­ geordnet, der an den beiden Zangenarmen angreift, die gegen­ einander schwenkbar an dem Schwenkkopf gelagert sind. Der Schwenkkopf läßt bereits eine gewisse Bewegung gegenüber dem jeweils zu erfassenden Stamm zu. Die Zange hält sowohl die Vorrichtung gegenüber dem Stamm fest, wie sie andererseits zum nachfolgenden Rücken des Holzes Verwendung findet.

Mit Hilfe des an dem Ausleger angeordneten Druckstücks wird nicht nur der abgeschnittene Stamm in die gewünschte Richtung geworfen, sondern außerdem der Sägeschnitt da­ durch erleichtert, daß ein Klemmen verhindert wird.

Der waagrechte Schenkel des Trägers übernimmt gleichzeitig die Funktion einer Keilplatte, deren Dicke mindestens der­ jenigen des Sägearms entspricht. Diese Keilplatte wird in den von der Säge geführten Schnitt eingeführt und verhindert, insbesondere dann, wenn sie wenig dicker ist als der Säge­ arm, wirksam ein Klemmen der Säge.

An dem Schwenkkopf ist eine mit ihrem unteren Ende um eine obere Querachse schwenkbare Druckplatte gelagert, auf deren Rückseite eine andererseits am Schwenkkopf abgestützte Druck­ federung einwirkt. Diese Druckplatte ragt in Richtung des Sägekopfes abwärts, und ihre Federung wird während des Schlie­ ßens der Zange gespannt. Ist der Stamm durchschnitten, preßt die Druckplatte den Fuß des Stammes vom Stock, so daß er, insbesondere mit Hilfe der unterstützenden Wirkung des Druck­ stücks am Ausleger, leichter in die gewünschte Richtung fällt.

Erfindungsgemäß weist das Druckstück des Auslegers eine den Stamm teilweise umfassende Wölbung auf und ist an seiner Innenfläche mit Zähnen oder dgl. versehen. Durch diese Maßnahme wird ein zuverlässiger Angriff und eine einwandfreie Kraftübertragung auf den Stamm vornehmlich dann erreicht, wenn der Stamm sich nicht exakt in der Mitte vor dem Fahrzeug befindet.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist an dem Trä­ ger in Fahrrichtung vor dem Sägearm eine mit der Steue­ rung für den Antrieb des Trägervorschubs verbundene Licht­ schranke angeordnet, die nach Ausführung des vollständigen Fällschnittes den Vorschub für die Führung des Trägers umsteuert, also den Träger einfährt und gleichzeitig das Öffnen der Zange bewirkt.

Erzielbare Vorteile:

• a) Es besteht die Möglichkeit, die erfindungsgemäße Vor­ richtung in Waldbeständen bei der Durchführung der Aus­ lesedurchforstung einzusetzen. Nach dem Stand der Tech­ nik können in diesen Jungbeständen keine Fällmaschinen verwendet werden.
• b) Beim Einsatz der Fäll- und Rückeraupe werden gesund­ heitliche Schäden, die besonders durch die Vibration der handgeführten Motorsägen verursacht werden, ver­ mieden.
• c) Die Fäll- und Rückemaschine kann bei Schnee- und Frost­ lagen arbeiten, die eine manuelle Fällung nicht mehr erlauben.
• d) Nach dem Stand der Technik sind die Motorsägen fest mit dem Träger verbunden. Das führt zum Klemmen der Mo­ torsäge, das bisher nur mit einem großen Leistungsüber­ schuß der Sägevorrichtung und damit hohem Energiever­ brauch sowie starker Materialbeanspruchung behoben wer­ den konnte. Dagegen wird bei der vorliegenden Erfindung die Motorsäge zweiaxial beweglich "schwimmend" gelagert.
• e) Der Fällungsvorgang ist teilautomatisiert. In Verbin­ dung mit der Lichtschranke wird der Träger der Motor­ säge zurückgefahren und die Zange geöffnet. Wenn an der Motorsäge ein erhöhter Widerstand auftritt, wird im Stellmotor des Auslegers der Druck gesteigert und dadurch die Druckplatte verstärkt an den zu fällenden Baum gepreßt. Mit zunehmender Neigung des Baumes ver­ ringert sich der Widerstand an der Motorsäge.
• f) Durch die Spannkraft der Druckplatte wird der fast durchgeschnittene Baumstamm am Stock in die Fällrich­ tung geschoben; dadurch entsteht eine Kippachse, wel­ che die gewünschte Fällrichtung und ein Zurückgleiten des Stammendes gegen das Fällgerät sichert. Nach dem Stand der Technik kann weder die genaue Fällrichtung eingehalten noch das unfallträchtige Zurückrutschen des Stammendes verhindert werden.
• g) Die erfindungsgemäße Vorrichtung erleichtert die Fäll­ arbeit und vergrößert erheblich die Stückleistung. Sie stellt eine Rationalisierungsmaßnahme in der Holz­ ernte dar.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevor­ zugten Ausführungsform der Erfindung sowie an Hand der Zeichnung. Hierbei zeigt in vereinfachter Darstellung

Fig. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung;

Fig. 2 ein Schema der Arbeitselemente der Vorrichtung, perspektivisch,

Fig. 3 eine perspektivische Vorderansicht des unteren Teils des Trägers.

Die Vorrichtung besteht aus einem Fahrwerk 1 mit luftbe­ reiften Rädern 2 der Antriebsachse 3 und der Pendelachse 4, über die die Raupenkette 5 geführt ist und den Laufrollen 6. Das Antriebsaggregat ist verdeckt zwischen den beiden Rau­ penfahrwerken angeordnet. Darüber befindet sich der Sitz 7 für den Fahrer und ein Steuerpult 8 für die verschiedenen Stellmotoren. Das Fahrwerk 1 fährt zweckmäßig in gleicher Weise vor- wie rückwärts.

An der Stirnseite des Fahrwerks 1 ist an den ausfahrbaren Kolbenstangen 9 der Stellmotore 10 eine Führung, bestehend aus den beiden durch eine Traverse 11 miteinander verbunde­ nen Führungsbuchsen 12, für einen L-förmig ausgebildeten Träger 13 angeordnet. Dieser besteht aus dem in Form eines Portals aus den beiden Streben 14 und dem Quersteg 15 ge­ bildeten aufrecht stehenden Schenkel und dem nach vorn auskragenden unteren Schenkel 16. Die Streben 14 sind in den Buchsen 12 geführt. Die an dem Quersteg 15 befestigte Platte 17 ist mit der Kolbenstange 18 eines Stellmotors 19 verbunden, dessen anderes Ende an der Traverse 11 der Füh­ rung für den Träger 13 befestigt ist. Dieser Stellmotor 19 dient dem Heben und Senken des Trägers 13. An dem auskra­ genden unteren Schenkel 16 des L-förmigen Trägers 13 ist das Antriebsaggregat 20 der Motorsäge gelagert, deren Säge­ arm 21 sich parallel vor einer ebenfalls an dem Schenkel 16 angeordneten Keilplatte 22 erstreckt.

An der Sockelplatte 23 ist eine Tragplatte 24 mit Hilfe des Scharniers 25 angelenkt, deren Gelenkachse parallel zum und etwa in der Ebene des Sägearms 21 verläuft. An dieser Tragplatte 24 ist mit Hilfe eines weiteren Scharniers 26, dessen Gelenkachse ebenfalls etwa in der Ebene des Sägearms 21, jedoch parallel zur Fahrrichtung liegt, die Bodenplatte 27 des Antriebsaggregates 20 be­ festigt. Auf diese Weise erreicht die Motorsäge 20, 21 eine gewisse Beweglichkeit um eine Quer- und eine Längs­ achse.

Über der Keilplatte 22 erstreckt sich die Druckplatte 28, die um eine Achse 29 schwenkbar an dem Schwenkkopf 30 ge­ lagert ist. An ihrer Rückseite ist die in Fig. 2 schema­ tisch angedeutete Druckfederung 31. Der Schwenkkopf 30 ist an dem freien Ende der Kolbenstange 32 eines weiteren Stellmotors 33 befestigt, der unter der die beiden Buchsen 12 der Führung des Trägers 13 verbindenden Traverse 11 hindurchgeführt ist und eine zu der Bewegung 34 der Füh­ rung parallele Beweglichkeit 35 in Fahrrichtung des Fahr­ werks 1 aufweist. Am Schwenkkopf 30 sind um vertikale Ach­ sen die beiden Zangenarme 36 schwenkbar gelagert. Sie wer­ den von einem quer vor dem Schwenkkopf 30 gelagerten Stell­ motor 37 betätigt.

Ebenfalls an der Stirnseite des Fahrwerks 1 ist ein den Träger 13 überragender Ausleger 38 angeordnet. Die Kolben­ stange 39 des Stellmotors 40 trägt ein nach vorn gewölbtes Druckstück 41, das an seiner Innenseite Zähne 42 aufweist. Die Bewegungsrichtung dieses Druckstücks 41 ist durch den Doppelpfeil 43 angedeutet.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt:

Die Vorrichtung wird mit Hilfe des Fahrwerks 1 bei gem. Fig. 1 eingefahrenem und abgesenktem Träger 13 derart an den zu fällenden Stamm herangefahren, daß sich dieser unmittelbar vor dem Sägearm 21 befindet. Daraufhin wird der Schwenkkopf 30 mit Hilfe des Stellmotors 33 soweit ausgefahren, daß die Zangenarme 36 beim Schließen der Zange mit Hilfe des Stellmotors 37 den Stamm weitgehend umfassen. Bei entgegengesetzter Druckbeaufschlagung des Stellmotors 33 wird die Vorrichtung gewissermaßen an den Stamm herangezogen und verhindert, daß beim Ansetzen der Säge das Fahrwerk 1 von dem Stamm abrückt. Weiter wird die Kolbenstange 39 des Stellmotors 40 mit dem Druckstück 41 so weit ausgefahren, bis sie sich gegen den zu fällenden Stamm anpreßt. Nun führt die Motorsäge den Schnitt durch, wozu der Vorschub durch Ausfahren der Kolbenstangen 9 aus den Stellmotoren 10 durch das Druckmittel dieser Stellmo­ tore gesteuert wird. Sobald der Sägearm 21 vollständig in den Stamm eingedrungen ist, greift auch die Keilplatte 22 in den Sägeschnitt ein und verhindert ein Klemmen der Säge. Diese Wirkung wird durch das Druckstück 41 des Aus­ legers 38 unterstützt. Ist dieser Schnitt auf seiner ge­ samten Tiefe ausgeführt, bewirkt die Druckplatte 28, daß der Fuß des abgeschnittenen Stammes auf seinem Stock in der Schnittrichtung soweit verschoben wird, daß er, wie­ derum unter der Wirkung des Druckstückes 41 des Auslegers 38 sich in die gewünschte Fallrichtung umlegt.

Mit Vollendung des Fällschnitts spricht die am Träger 13 angeordnete Lichtschranke an und wirkt derart auf die Steuerung zunächst der Stellmotore 10 ein, daß der Träger 13 wieder in die Stellung gemäß Fig. 1 zurückgefahren wird. Gleichzeitig spricht der Stellmotor 37 auf dem Schwenk­ kopf 30 an und öffnet die Zangenarme 36. Damit kann der Stamm ungehindert fallen.

Um beispielsweise die gefällten Stämme auch noch ab­ längen zu können, kann zusätzlich vorgesehen sein, daß die Motorsäge schwenkbar am Träger 13 angelenkt ist, derart, daß die Längsachse der Motorsäge parallel zur Fahrzeuglängsachse gerichtet ist, was in einfacher Wei­ se dadurch erreicht werden kann, daß man die Tragplatte 24 über das Scharnier 25 nicht direkt an der Sockelplatte 23 anlenkt, sondern an einer zusätzlichen, drehbar auf der Sockelplatte befestigten Zwischenplatte.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Fällen und Rücken von Waldbäumen mit einem selbstfahrenden Fahrwerk, einem an einer Stirnseite des Fahrwerks (1) in Fahrrichtung aus- und einfahrbaren sowie heb- und senkbaren Träger (13) für eine Motorsäge und mit einem in Abstand darüber in Fahrrichtung aus- und einfahrbaren Ausleger (38), der an seinem freien Ende ein sich an den Stamm anlegendes Druckstück (41) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (13) ein L-Profil aufweist, dessen aufrechter Schenkel aus einem Portalrahmen besteht und der in einer in Fahrrich­ tung aus- und einfahrbaren Führung heb- und senkbar ge­ lagert ist und dessen waagrechter Schenkel in Fahrrich­ tung auskragt und die Motorsäge trägt, und daß durch den Portalrahmen hindurch ein unabhängig von dem Träger (13) aus- und einfahrbarer Schwenkkopf (30) für eine Zange zum Umgreifen des Baumstammes geführt ist.

2. Vorrichtung nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorsäge um eine zur Fahrrichtung parallele Achse (Scharnier 26) und um eine zum Sägearm (21) parallele Achse (Scharnier 25) bewegbar an dem Träger (13) gelagert ist, wobei beide Achsen etwa in der Ebene des Sägearms (21) liegen.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an dem Schwenkkopf (30) ein Stellmotor (37) an­ geordnet ist, der an den beiden Zangenarmen (36) angreift, die gegeneinander schwenkbar an dem Schwenkkopf (30) gelagert sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an dem Schwenkkopf (30) eine mit ihrem unteren freien Ende um eine obere Querachse (29) schwenkbare Druck­ platte (28) gelagert ist, auf deren Rückseite eine anderer­ seits am Schwenkkopf (30) abgestützte Druckfederung (31) ein­ wirkt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (41) des Auslegers (38) eine den Stamm teilweise umfassende Wölbung auf­ weist und an seiner Innenseite mit Zähnen (42) oder dgl. versehen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Träger (13), in Fahrrich­ tung vor dem Sägearm (21), eine mit der Steuerung für den Antrieb des Trägervorschubs verbundene Lichtschranke angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung des Trägers (13), der Portalrahmen gegenüber der Führung und/oder der Schwenk­ kopf (30) je einen druckmittelbetriebenen Stellmotor aufweisen, denen gegebenenfalls eine gemeinsame Druck­ mittelquelle und Steuerung zugeordnet ist.