DE2459884A1

DE2459884A1 - Verfahren und vorrichtung zum faellen und abaesten von baeumen

Info

Publication number: DE2459884A1
Application number: DE19742459884
Authority: DE
Inventors: Karl Thore Lindblom
Original assignee: OESTBERGS FABRIKS AB
Current assignee: OESTBERGS FABRIKS AB
Priority date: 1973-12-19
Filing date: 1974-12-18
Publication date: 1975-08-14
Also published as: SE7317138L; SE391861B; FI368874A

Description

Dipl.-Ing. H. MITSCHERLICH D-8 MÖNCHEN 22 Dipl.-In₉. K. GUNSCHMANN Steinsdorfstraße 10

D, r.r. not. W. KÖRBER * ^im ^⁶⁶⁸⁴ Dipl.-Ing. J. SCHMIDT-EVERS

Patentanwälte 18. Dezember 1974

Ostbergs Pabrika AB.
S-822 00 AIfta, Schweden

Patent anmeldung

Terfajaren _und,Vorrichtung zum. Fällen und Abästen τοη Bäumen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abschneiden und Abästen von Bäumen sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.

Es sind zwei in großem Umfang angewendete Verfahren zum Abästen und Abschneiden von Bäumen bekannt, bei denen jeweils eine durch einen Kran unterstützte Fällvorrichtung benutzt wird. Bei dem einen bekannten Verfahren wird der Baum unmittelbar nach, dem Abschneiden mittels einer Handhabungseinrichtung, die mit einer Abästeinrichtung versehen ist, in eine waagerechte Lage geschwenkt. Diese Handhabungseinrichtung wird durch das gleiche Fahrzeug, das den Kran trägt, unterstützt oder nachgeschleppt. Natürlich ist es möglich, daß beim Gebrauch der fahrbaren Maschine sowie beim Handhaben der Bäume in schwierigem Gelände und/oder bei dichtem Baumbestand sehr große Schwierigkeiten auftreten. Bei dem anderen bekannten Verfahren wird versucht, die sich bei dichtem Baumbestand ergebenden Schwierigkeiten dadurch zu verringern, daß man einen mittels einer Einrichtung erfaßten Baum abschneidet, wobei ein ausgefahrener Kranausleger benutzt wird, woraufhin der Baum dadurch in eine aufrechte Stellung gebracht wird, daß der Kranausleger durch Aufbringen einer Zugkraft in Richtung auf das Arbeitsfahrzeug bewegt wird. Der Baum wird bis zu diesem Zeitpunkt nicht geschwenkt, und er wird gegebenenfalls erst nach dem Drehen und Ausfahren des

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Kranauslegers geschwenkt, um ihn auf einem zum Abästen dienenden Bett abzulegen, das eine gesonderte Bearbeitungsvorrichtung bildet. Um diese Arbeiten auszuführen, benötigt man jedoch ein vollständiges System von Wegeabzweigungen, denn die Reichweite des Kranauslegers ist begrenzt, und für die Handhabungseinrichtung wird ein ungehindert befahrbarer Weg benötigt. Daher ergeben sich bei beiden bekannten "Verfahren entscheidende iiachteile und Einschränkungen. Ein weiterer Nachteil, der sich bei einer anderen Betrachtungsweise ergibt, hängt mit der Tatsache zusammen, daß die Transportwalzen, die normalerweise dazu dienen, einen gefällten Baum durch die Vorrichtung zum Abästen hindurchzuziehen, auf den betreffenden Baum eine sehr große Zugkraft aufbringen müssen, um den starken Scherwiderstand zu überwinden; im Hinblick hierauf ist es bis jetzt üblich, die Transportwalzen mit langen Spitzen zu versehen, damit der abzuästende Baumstamm zuverlässig erfaßt werden kann. Jedoch müssen zu diesem ^weck die Spitzen oder Dorne so lang sein, daß in vielen Fällen das Splüholz beschädigt wird, so daß wertvolles Holz verloren geht.

Alle diese Kachteile lassen sich vermeiden oder mindestens in einem optimalen Ausmaß verringern, wenn man eine Einrichtung, die ein Schneidaggregat trägt, eine Stammtransporteinrichtung und eine Abästeinrichtung in festen Eingriff mit dem Wurzelende des Baums bringt, den Baum abschneidet, die Trageinrichtung zusammen mit dem gesamten Baum längs einer Strecke bewegt, die mindestens der gewünschten Schnittlänge entspricht, die Trageinrichtung freigibt, so daß sich der angehobene Baum nach unten beschleunigt, um unter der Wirkung seines Eigengewichtes die Abästeinrichtung zu durchlaufen, wobei diese Bewegung gegebenenfalls durch eine Transporteinrichtung unterstützt wird, und dann, wenn der abgeästete Teil des Stamms die gewünschte Schnittlänge erreicht hat, unterhalb des Schneidaggregats die Trageinrichtung wieder in Eingriff mit dem Stamm bringt, woraufhin der Stamm erneut durchschnitten wird, und woraufhin nach Bedarf die Arbeitsschritte nach dem Freigeben des Baums wiederholt werden.

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Somit ist es mcglicn, einen Baum nach, dem Fällen, d.h. dem Abschneiden und Abästen auf Stücke mit der gewünschten Länge zuzuschneiden, die sich an einer beliebigen Stelle in der Nähe des Standortes des ^aums oder an einem anderen Platz, sogar mitten in einem dichten Baumbestand, handhaben lassen, ohne daß hierzu ein freier Eaum oder ein Abzv;eigungsweg benötigt wird. Außerdem ist es hierbei möglich, die Spitzen der Transportwalze^ oder einer sonstigen Transporteinrichtung so kurz auszubilden, daß das Splintholz geschont wird, und gleichzeitig kommt man mit einer geringeren Antriebskraft für die ^ransportwalzen aus; die beiden zuletzt genannten Vorteile sind eine direkte Folge der Ausnutzung des Eigengewichtes, des ^aums als Quelle für die Kraft, mittels welcher der Baum durch die Abästeinrichtung geführt wird.

Die Erfindung und -vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt eine schematische Seitenansicht eines l'eils eines Arbeitsfahrzeugs, das mit einer Vorrichtung nach der Erfindung ausgerüstet ist.

Aus der Zeichnung ist der hintere Teil eines Arbeitsfahrzeugs ersichtlich, das an seinem hinteren Ende einen fahrbaren Unterbau 1 aufweist, welcher eine drehbare Plattform 2 trägt, auf der ein Fahrerhaus 3 angeordnet ist (eine Ausführungsform eines solchen fahrbaren Unterbaus ist z.B. in der schwedischen Patentanmeldung 13711/72 beschrieben), lieben dem Fahrerhaus 3 ist auf der Plattform ein insgesamt mit 4- bezeichneter Kran angeordnet. Gemäß der Zeichnung weist dieser Kran einen schwenkbaren Ausleger auf, bei dem der untere Teil eines Haupthebels 5 auf einer Achse 6 auf gegenüber der Plattform 2 nach oben ragenden Lagerböcken 7 schwenkbar gelagert ist. Der Hauptarm 8 ist an seinem oberen Ende mit dem Eaupthebel 5 gelenkig verbunden und weist in einem Abstand von dem Gelenk eine Lagerung 9 für ein Ende einer in Eichtung ihrer Längsachse verstellbaren Stange auf, die zu einem Eydraulikzylinder 10a gehört, dessen unteres

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Ende auf der Plattform 2 auf einer Achse schwenkbar gelagert ist, die tiefer liegt als die Lagerachse 6 des Haupthebels 5· Von der gleichen Lagerung aus erstreckt sich ein zweiter Hydraulikzylinder 10b zu einer Lagerung auf dem Haupthebel 5» die gegenüber dem oberen Ende des Haupthebels nach unten versetzt ist. In seiner verriegelten Stellung nimmt der Hydraulikzylinder 10a bei den verschiedenen Stellungen des Haupthebels 5 und des Hauptarms 8 eine solche Lage ein, daß er sich im wesentlichen parallel zu dem Haupthebel 5 erstreckt. Am freien Ende des Hauptarms 8 ist das untere Ende einer Halteeinrichtung 11 angelenkt, die dazu dient, bestimmte Einrichtungen zu unterstützen, und die in einer senkrechten Ebene mittels eines Hydraulikzylinders 12 geschwenkt werden kann, der mit dem oberen Teil der Halteeinrichtung 11 verbunden ist, und dessen oberes Ende an dem Hauptarm 8 angelenkt ist. Weitere Einzelheiten des hier als Beispiel gewählten Kranauslegers sind aus der schwedischen Patentanmeldung 15227/72 ersichtlich.)

Mit der Halteeinrichtung 11 ist eine Trageinrichtung

13 starr verbunden, deren unterer Teil eine Schneideinrichtung

14 trägt, von der hier angenommen ist, daß sie es ermöglicht, einen zu fallenden Baum durchzusägen. (Eine hydraulisch betätigte Säge, die für diesen <%eck geeignet ist, ist in der schwedischen Patentschrift 330 460 beschrieben.) Der obere Teil der Trageinrichtung 13 unterstützt eine Abästeinrichtung 15* die mit Schermessern oder einer Scherkette arbeitet, die sich hydraulisch auf den jeweiligen Durchmesser des Baumstamms einstellen läßt, und deren Kante nach oben gerichtet ist. (Eine geeignete Abästeinrichtung ist in der schwedischen Patentschrift 34-4- 900 beschrieben.) Bei der Trageinrichtung 13 kann es sich um eine einfache Rahmenkonstruktionhandeln, die an ihrem oberen Ende einen nach außen ragenden Ansatz 16 mit einer konkaven Anlagefläche für einen Baumstamm und an ihrem unteren Teil hydraulisch betätigbare Greifarme 17 zum Erfassen eines Baumstamms aufweist. (Ein Beispiel für eine solche Konstruktion ist in der schwedischen Patentschrift 311 576 beschrieben.) Schließlich sind

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zwischen der Schneideinrichtung 14 und der Abästeinrichtung 15 bzw. genauer gesagt zwischen dem Ansatz 16 der Rahmenkonstruktion 15 und den Greifarmen 17 zwei hydraulisch antreibbare Transportwalzen angeordnet, von denen aus der Zeichnung eine Transportwalze 18 ersichtlich ist. Die Transportwalzen 18 haben die Aufgabe, einen Baumstamm von entgegengesetzten Seiten her zu erfassen, und sie sind auf den zugehörigen äußeren Enden von Armen 19 gelagert, von denen in der Zeichnung nur einer zu erkennen ist, deren andere Enden auf den beiden Seiten der Trageinrichtung 13 in Lagerböcken 20 schwenkbar gelagert sind. Auch die Arme 19 sind hydraulisch verstellbar. YtTeiterhin sind die Arme 19 vorzugsweise so eingerichtet, daß sie mit einem konstanten Druck an den Baumstamm angedrückt werden können, damit sie sich ständig dem sich von unten nach oben verkleinernden Durchmesser des Baumstamms anpassen können. Zu diesem Zweck kann man die zugehörigen hydraulischen Einrichtungen mit einem konstanten Druck betreiben, oder man kann einen Druckakkumulator benutzen.

Der Kranausleger, die Schneideinrichtung 14·, die Transportwalzen 18 und die Abästeinrichturig 15 werden von dem Fahrerhaus 3 aus über hydraulische Leitungen gesteuert, die in der Zeichnung der Deutlichkeit halber fortgelassen sind.

Nachstehend ist die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Yorrichtung im einzelnen beschrieben.

Es sei angenommen,■daß sich der zu fällende Baum 21, der zu Bau- oder Papierholz zugeschnitten werden soll, unter den ungünstigsten Bedingungen in einem dichten Baumbestand befindet. Die sich in dem Fahrerhaus 3 befindende Bedienungsperson bewegt den Kranausleger bei geöffneten Greifarmen 17 gegenüber dem dichten Eaumbestand so, daß die Anschlagschulter 16 der Trageinrichtung 13 mit ihrer konkaven Fläche den zu fallenden Baum 21 aufnimmt, und hierbei wird die Schneideinrichtung 1.4-, die mit einer Sägewirkung arbeitet, nahe dem Wurzelende des Baums angeordnet. Dann werden die Greifarme 17 geschlossen, wobei gleichzeitig der Hydraulik-

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zylinder 12 betätigt wird, der die Neigung der Rahmenkonstruktion bestimmt, so daß die -Rahmenkonstruktion fest mit dem Baumstamm verbunden wird. Hierauf wird die Abästeinrichtung 15 geschlossen, so daß sie den Baumstamm umschließt.

Diese Stellung der genannten Teile ist in der Zeichnung mit gestrichelten Linien angedeutet.

Nunmehr betätigt die Bedienungsperson die Schneid- oder Säge einrichtung 14·, um den Baum 21 von seinem Wurzel ende zu trennen. Hierauf veranlaßt die Bedienungsperson den Kränausleger, den gesamten, noch eine stehende Lage einnehmenden Baum mindestens so weit zu heben, wie es der gewünschten Länge der Stammabschnitte entspricht, die bei Bauholz z.B. 6m und bei Papierholz z.B. 3m beträgt. Dieses Arbeitsstadium ist in der Zeichnung mit Vollinien wiedergegeben. Erforderlichenfalls kann die Bedienungsperson jetzt den Kran um eine senkrechte Achse schwenken, wenn ein geeigneterer Raum für die Durchführung der nachfolgenden Arbeiten zur Verfügung steht.

Die Messer der mit einer Scherwirkung arbeitenden Abästeinrichtung 15 werden jetzt in elastische Anlage an den Baumstamm gebracht, und durch Drehen der Arme 19 werden die Transportwalzen 18 in Eingriff mit dem Baumstamm gebracht und gleichzeitig in Betrieb gesetzt, während die Greifarme 17 in einem solchen Ausmaß gelöst werden, daß sie nur eine minimale Reibung auf den Baumstamm aufbringen und den Baumstamm gleichzeitig in der gewünschten Weise führen.

Der jetzt freigegebene Baum wird durch sein Eigengewicht nach unten beschleunigt, wobei seine Abwärtsbewegung durch die Transportwalzen 18 unterstützt wird, so daß der Stamm die Abästeinrichtung 15 durchläuft, mittels reicher die Aste nacheinander abgeschert werden. Sobald eine gewünschte Länge des Stamms unter der Säge 14- erreicht worden ist, wird die Abwärtsbewegung des Stamms durch Stillsetzen der Transportwalzen 18 und Schließen der Greifarme 17 unterbrochen. H.erauf wird die Säge 14- wieder in Betrieb gesetzt, um den ersten

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Abschnitt 22 von dem Baumstamm zu trennen, woraufhin dieser Abschnitt umfällt und die gewünschte Lage einnimmt.

ITm einen weiteren Teil des Stamms zuzuschneiden, gibt die bedienungsperson unter Beibehaltung der Stellung des Krans, wenn die gleiche Länge des Abschnitts erwünscht ist, die Greifarme 17 wieder frei, und sie setzt die Transportwalzen 18 erneut in Betrieb, so daß sich der Stamm erneut nach unten durch die Abästeinrichtung 15 bewegt, bis ein Abschnitt der gewünschten Länge abgeästet ist, woraufhin die Bewegung des Stamms unterbrochen und der Stamm durchgesägt wird. Durch Wiederholen der genannten Arbeitsschritte, die auf das Lösen der geschlossenen Greifarme 17 folgen, ist es somit möglich, an der gewünschten Stelle einen Stapel von leicht transportierbaren Stammabschnitten zu erhalten.

Es ist zu bemerken, daß der Energiebedarf der Transportwalzen 18 nur in einem geringen Ausmaß variiert, da die Tatsache, daß der Beitrag des Stammgewichtes infolge des Abschneidens von Stammabschnitten geringer wird, dadurch ausgeglichen wird, daß sich die Abmessungen der Zweige in Richtung auf das Kopfende des Stamms allmählich verkleinern, so daß die Zweige der Abästeinrichtung 15" einen entsprechend geringeren Widerstand entgegensetzen. Ein weiterer vorteilhafter Faktor besteht darin, daß es dem Stamm möglich ist, sich während des "uschneidens des ersten Abschnitts in einem erhebliehen Ausmaß zu beschleunigen, d.h. insbesondere beim Abtrennen der stärksten Äste, was darauf zurückzuführen ist, daß ein eine relativ große Länge aufweisender Teil des Stamms von Ästen im wesentlichen frei ist. Alle diese Paktoren tragen dazu bei, daß die Transportwalzen 18 nur eine relativ kleine Antriebskraft benötigen, so daß man mit besonders kurzen Spitzen oder Stacheln auskommt, oder daß es sogar möglich ist, nur eine Riffelung der Transportwalzen vorzusehen.

Die Vorrichtung nach der Erfindung läßt sich in der verschiedensten V/eise abändern. Bei dem den Ausleger tragenden fahrbaren Unterbau kann es sich um eine Holzbear-

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beitungsmaschine bekannter Art oder sogar nur um einen Lastkraftwagen oder dergleichen handeln, vorausgesetzt, daß das Fahrzeug eine ausreichende Stabilität besitzt, damit es möglich ist, jeweils einen ganzen Baum mit Hilfe eines entsprechend bemessenen Kranauslegers zu heben. Natürlich braucht der Kranausleger nicht unbedingt in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise mit einem Parallelogrammgestänge versehen zu sein; er muß es lediglich ermöglichen, den jeweils erfaßten Baum in seiner senkrechten Stellung nach oben zu bewegen.

Abänderungen sind auch bei der Abästeinrichtung, bei den Greifarmen und bei der Säge- oder Schneideinrichtung möglich. Angesichts der kinetischen Energie eines Baumstamms ist es jedoch in der Kegel zweckmäßig, anstelle einer Sägeeinrichtung eine Einrichtung zum Abscheren vorzusehen. Andererseits ist eine Schneideinrichtung in Form einer kraftbetätigten Säge einer Abschereinrichtung vorzuziehen.

Grundsätzlich wäre es möglich, im Gegensatz zu der vorstehenden Beschreibung, die sich auf zwei Transportwalzen 18 bezieht, nur eine einzige Transportwalze vorzusehen; hierbei würde die Bewegung des Baumstamms immer noch durch die konkave Anlagefläche der Kahmenkonstruktion und die etwas gelösten Greifarme hinreichend geregelt werden können. Ferner wäre es möglich, die bzw. jede Transportwalze durch mindestens eine endlose Transportkette zu ersetzen. Genau gesprochen sind auch die beschriebenen Greifarme 17 nicht unbedingt erforderlich. Um den Baumstamm festzulegen, könnte man vielemehr die Transportwalzen fest an den Stamm andrücken und sie gegen Drehbe?iegungen sichern. Um in diesem Fall eine bessere Steuerung des stehend angeordneten Stamms zu ermöglichen, wäre es zweckmäßig, die Umfangsflache mindestens einer Transportwalze konkav auszubilden, oder beide Transportwalzen an ihren Enden mit Flanschen zu versehen, oder zwei geneigte konische Walzen in Verbindung mit einer äußeren zylindrischen Walze zu verwenden, usw.

Zwar zeigt die Zeichnung als Beispiel einen genau senkrecht stehenden angehobenen Stamm, doch ist es natürlich auch

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möglich., den Stamm gegenüber einem ihm "benachbarten Hindernis mehr oder weniger stark zu neiden; jedoch darf die Neigung nicht so groß,sein, daß sich die beschriebene, auf das Gewicht des Stamms zurückzuführende Wirkung in einem zu großen Ausmaß verringert. I>er Vollständigkeit halber sei erwähnt, daß sich die Erfindung natürlich auch zum Durchführen von Kahlschlägen anwenden läßt, obwohl sie vorstehend bezüglich ihrer Anwendung beim Ausdünnen von Baumbeständen beschrieben worden ist.

Ansprüche:

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Claims

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ANSPRÜCHE

/1.J Verfahren zum Fällen und Abasten von Bäumen, dadurch 'gekennzeichnet, daß eine Trageinrichtung, die eine Schneideinrichtung, eine Stammtransporteinrichtung und eine Abästeinrichtung trägt, in festen Eingriff mit dem Wurzelende eines zu fallenden Baums gebracht wird, daß der Baum von seinem Wurzelende abgetrennt wird, daß die Trageinrichtung zusammen mit dem von seinem Wurzelende abgetrennten Baum längs einer Strecke gehoben wird, die mindestens der Länge entspricht, auf die der Stamm des Baums abgelängt wird, daß der feste Eingriff der Trageinrichtung gegenüber dem Stamm nach dem Anheben gelockert wird, so daß sich der Stamm nach unten beschleunigt und hierbei unter der Wirkung seines Eigengewichtes und gegebenenfalls mit Unterstützung durch die Stammtransporteinrichtung durch die Abästeinrichtung hindurch bewegt wird, daß dann, wenn der abgeästete Abschnitt des Stamms unterhalb der Schneideinrichtung die gewünschte Länge erreicht hat, die Trageinrichtung wieder in Eingriff mit dem Stamm gebracht wird, daß der Stamm erneut durchschnitten wird, und daß, wenn erwünscht oder erforderlich, diejenigen Verfahrensschritte wiederholt werden, die auf das Lockern des festen Eingriffs der Trageinrichtung gegenüber dem Stamm des Baums folgen.
2. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine senkrecht verstellbare Hebeeinrichtung (4-), z.B. einen durch ein J'ahrzeug unterstützten Kran, zum Unterstützen der Trageinrichtung (13), die mit einer Schneideinrichtung (14) einer Abästeinrichtung (15) und einer Stammtransporteinrichtung (18) versehen ist, welch letztere es ermöglicht, den Stamm eines Baums in Richtung seiner Längsachse zu bewegen, wobei die Trageinriehtung eine Einrichtung (17) aufweist, die es

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ermöglicht, einen Baum (21) fest zu erfassen, wobei die Hebeeinrichtung so stabil ist und eine solche Tragkraft hat, daß es möglich ist, den gesamten Baum nach dem Äbtrennen des Baums von seinem Eurzelende bis auf eine Höhe zu heben, die mindestens der gewünschten Länge entspricht, auf die der Stamm des Baums abgelängt werden soll.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stammtransporteinrichtung (18) mindestens eine Transportwalze oder Transportkette aufweist, zu der eine Welle bzw. mehrere Wellen gehören, die sich parallel zur Wirkungsebene der Schneideinrichtung (14) erstrecken.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Stammtransporteinrichtung (18) zwei Transportwalzen gehören, die sich auf bekannte Weise zur Anlage an einander diametral gegenüberliegenden Seiten eines Baumstamms (21) bringen lassen, wobei die Drehachsen der beiden Transportwalzen in einer gemeinsamen Ebene liegen, die zur Wirkungsebene der Schneideinrichtung (14) parallel ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch g e kennze ichnet , daß die bzw. jede Transportwalze (18) auf bekannte Weise durch einen zugehörigen Arm (19) unterstützt ist, der auf der Trageinrichtung (13) schwenkbar gelagert ist und sich gegen den Baumstamm (21) auf hydraulischem lege mit einer im wesentlichen konstanten Kraft •vorspannen läßt, die durch einen konstanten Druck bzw. mit Hilfe eines Druckakkumulators aufgebracht wird.
6. . Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stammtransporteinrichtung so ausgebildet ist, daß es möglich ist, sie in so festen Eingriff mit dem Baumstamm (21) zu bringen und sie dann gegen Drehbewegungen zu sichern, so daß die Transporteinrichtung auch als Einrichtung zum Heben des Baumstamms benutzbar ist, nachdem sie in festen Eingriff damit gebracht worden ist,

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7· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Schneideinrichtung (14) als Sägeeinrichtung ausgebildet ist.

Der Patentanwalt;

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