DE2502581B2 - Schneidkopf zum baeumefaellen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gehneidkopf zum Bäumefällen mit einem Ha.uptrahmen, zwei horizontal schwenkbaren Greifarmen zum Erfassen des zu fallenden Baumes und zwei schwenkbaren Schermessern.

Bei der bekannten Vorrichtung, von der die Erfindung ausgeht (US-PS 35 40 501), sind die Schermesser an einer vertikal oder annähernd vertikal verlaufenden Achse angeordnet, wobei sich diese Achse erheblich unterhalb der Achse für die Greifarme befindet. Bei einer solchen Vorrichtung kann es vorkommen, daß, wenn ein Schermesser auf einen Bereich mit größerer Härte trifft, das andere Schermesser in den Baum eindringt, während das ers:tere Schermesser stationär bleibt und als Gegenlager wirkt, bis das andere Schermesser das Ende seines Scherbereiches erreicht hat. Hierbei treten nicht ausbalancierte Kräfte auf, die dazu tendieren, den Scherkopf zur Seite zu schieben, und zwar um den Angriffspunkt der Greifarme mit dem Baumstamm. Somit wirken diese nicht ausbalancierten Kräfte des sich bewegenden Schermessers durch einen Hebelarm, der eine Länge hat, die dem Abstund zwischen dem sich bewegenden .Schermesser und den Greifarmen entspricht und wobei diese Kräfte durch die Schwenkachse für die Schcrarme aufgefangen werden müssen. Ferner kann es vorkommen, daß. wenn der Schneidkopf durch die unausbalancierten Kräfte zur Seite geschoben wird, das Maiionare Messer in den Baumstamm hereingezogen wird, wodurch es /u Beschädigungen kommen kann; was letztlich darauf beruht, daß die Messer nicht auf ihrem vorgeschriebenen Wetj schneiden. Ferner ist losttiestellt worden, daß beim Kippen des Schneidkopfes die Schwenkachse de Messers ebenfalls aus ihrer vorgeschriebenen Positio: verschwenkt wird, wodurch wiederum große Biegekräf te auftreten.

Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß bei den vorstehend beschriebenen Schneidkopf die Greifarnii den Baumstamm bereits erfaßt haben können, bevor de Schneidvorgang beginnt. Hierdurch treten letztücl wiederum unerwünschte zusätzliche Momente au!

ίο Ferner ist festgestellt worden, daß. wenn sich dn Schwenkachse für die Schermesser wesentlich unter halb der Greifarme befindet, insbesondere bei krumm gewachsenen Bäumen, die Schneidmesser den Baun nicht in der wünschenswerten Weise erfassen können.

Die mit der Erfindung zu lösende Aufgabe wird darit gesehen, den Schneidkopf so auszubilden, daß uner wünschte Moment-Biegekräfte usw. weitgehend ver mieden werden. Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst worden, daß die Schermesser vertika schwenkbar angeschlossen und die Greifarme etwa au derselben Ebene wie die im wesentlichen horizonta verlaufende Schwenkachse der Schermesser angeord net sind Auf diese Weise wird der Tendenz de? Schneidkopfes, während des Sc^hneidvorganges zi kippen, entgegengewirkt, und die unausbalancierter Schneidkräfte werden reduziert bzw. ganz eliminiert, d; diese Kräfte durch den Hauptrahmen des Scherkopfe« im Bereich der Schwenkachse der Schermesser derar wirken, daß die unausbalancierten Kräfte sich gegensei tig aufheben.

Eine besonders gute Wirkung wird erreicht, wenn die Schwenkachse der Schermesser etwa mittig /.wischer dem oberen und unteren Ende des Hauptrahmuif angeordnet ist.

Dadurch, daß den Greifarmen Zähne zugeordnet sind die im Bereich der Schwenkachse der Schermesser sich nach vorne in Richtung Baum erstreckend angeordnet sind, wird die Schwenkachse mehr oder wenigei festgelegt, wodurch der Tendenz, zu verkippen, weitei entgegengewirkt wird.

Vorteilhaft weist der Hauptrahmen einen unteren Bodenteil auf, der sich unterhalb der Ebene der Schermesser erstreckt und im Bereich des Bodenendes des Baumes einen besonders großen Auswuchs erfassen kann, zweckmäßig ist der Bodenteii derart ausgebildet daß er zu seinem Bodenende hin konvergiert, wobei er einen entfernbaren Bodenteil aufweist.

In den Zeichnungen ist ein nachfolgend näher erläutertes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen-Standes dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 den Schneidkopf in Vorderansicht mit geschlossenen Schermessern,

Fi g. 2 die Seitenansicht zu Fi g. 1, Fig. 3 den Schneidkopf in Rückansicht mit geöffneten Schermessern,

F i g. 4 die Draufsicht zu dem Schneidkopf in F i g. 1, Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Schneidkopfes. wobei der Schneidvorgang nicht symmetrisch verläuft,

ho F i g. b den in Fig.¹) dargestellten Schneidkopf in einer Stellung, in der die Schermesser vom Baumstamm weit entfernt sind.

F 1 g. 7 eine ähnliche Darstellung wie H g. ti. wobei die .Schermesser weit nach \orne gekippt sind.

(,c I i g. 8 eine schematise he Darstellung des Schneidkoples nach der vorliegenden Erfindung.

F i g. 9 den Schneidkopf nach der Erfindung in Seitenansicht und richti jer Schneitistelliint:.

In den F i g. 1 bis 4 isi ein Schneidkopf nach der Erfindung dargestellt und mit 10 bezeichnet. Der Schneidkopf 10 weist einen Hauptrahmen 12 auf mit ι echten und linken Messertragarmen 14 und 16, die an einer horizontal sich in Längsrichtung erstreckenden Längsachse 18 in Form eines Zapfens schwenkbar ungeordnet sind. Die Schwenkachse ist mittig zwischen den sich gegenüberliegenden Seiten des Hauptrahmens 12 und in der Mitte zwischen dem oberen und unteren Ende des Hauptrahmens 12 angeordnet. Die Messertragarme 14 und 16 weisen im wesentlichen zylindrisch ausgebildete Hohlteile 20 und 22 auf, die rechts und links am Haupirahmer 12 angeordnet sind und sich längs und nach vorne von dem Rahmen aus erstrecken. Sich senkrecht zu dem rechten Hohlteil 20 erstreckend sind vordere, miuige und rückwärtige Armteile 24,26 und 28 vorgesehen, deren innere Enden mit gegenseitigem Abstand auf dem rückwärtigen Teil des Hohlteiles angeschweißt sind, während ihre anderen Enden an der Schwenkachse 18 vorgesehen sind. In ähnlicher Weise sind Armteile 30,32 und 34 m'i ihren äußeren Enden mit dem linken Hohlteil 22 an zueinander Abstand aufweisenden Stellen verschweißt und erstrecken sich von diesen aus senkrecht, während ihre vorderen Enden an der Schwenkachse 18 vorgesehen sind. Mit den vorderen unteren Teilen der rechten und linken Hohlteile 20 und 22 sind rechte und linke Schermesser 36 und 38 fest verbunden. Die Schermesser 36 und 38 sind aus relativ dünnen Stahlplatten hergestellt, die kreisbogenförmig ausgebildet sind, derart, daß sie auf einem festgelegten Radius mit Bezug auf die Schwenkachse 18 liegen. Um das rechte Schermesser 36 mit dem rechten Hohlteil 20 zu verbinden, ist die obere Oberfläche des Schermessers mit vorderen und rückwärtigen Verbindungsteilen 40 und 42 versehen, die ihrerseits in vorderen und rückwärtigen. winkel^förrnig ausgebildeten Tragvorrichtungen 44 und 46 aufgenommen werden. Diese sind mit dem Hohkci! 20 verbunden. Das rechte vordere Verbindungsteil 40 ist mit der rechten vorderen Tragvorrichtung 44 über Schrauben 48 verbunden, während der rechte rückwärtige Verbindungsteil 42 mit der rechten iückwärtigen Tragvorrichtung 46 über mehrere Schrauben 50 verbunden ist. In ähnlicher Weise besteht die Verbindung des Schermessers 38 mit dem linken Hohlteil 22 aus vorderen und rückwärtigen Verbindungsteilen 52 und 54, die mit der oberen Oberfläche des linken Schermessers verbunden sind und entsprechend ausgebildet sind. Zur Verbindung gehören ferner vordere und rückwärtige Tragvorrichtungen 56 und 58, die mit dem linken Hohlleil 22 verbunden sind. Der vordere Verbindungsteil 52 ist mit der vorderen Tragvorrichtung 56 über mehrere Schrauben 60 verbunden, während der linke rückwärtige Verbindungsteil 54 mit der linken rückwärtigen Tragvorrichtung 58 über Schrauben 62 in Verbindung steht. Somit können die Schermesser aufeinander zu- und voneinander fortbewegt werden, wenn die Messertragarme 14 und 16 um die Schwenkachse 18 verschwenken.

Um die Messertragarme 14 und 16 wahlweise um die Schwenkachse 18 verschweißen /ti können, ist eine Stellvorrichtung vorgesehen, die im einzelnen aus rechten und linken Kurbelai men 64 und Wi besteh!, die drehbar in den sich gegenüberliegenden Seiten des Hauptrahmens angeordnet sind, wobei ihre l.agerstellen etwas über der Höhe der Schwenkachse 18 liegen, aber zu dieser gleichen Abstand aufweisen. Rechte und linke Hebel 68 und 70 sind /wischen dem rechten Kurbelarm 64 und dem Messertragarm 14 und zwischen dem linken Kurbelarm 66 und dem linken Messertragarm 16 vorgesehen. Zwischen den Kurbeiarmen 64 und 66 ist in einem sich quer erstreckenden Gehäuse 72, das durch den nach oben gerichteten Teil des Hauptrahmens gebildet ist, ein hydraulisches Stellmittel vorgesehen, das einen in der Zeichnung der Einfachheit halber nicht dargestellten Zylinder mit sich zu den gegenüberliegenden Seiten erstreckenden linken und rechten

ίο Kolbenstangen 74 und 76 aufweist. Diese sind mit den Kurbelarmen 64 und 66 schwenkbar verbunden. Das hydraulische Stellmittel ist derart ausgebildet, daß die Kolbenstangen 74 und 76 wahlweise und gleichzeitig ein- und ausgefahren werden können, so daß die Kurbelarme gleichzeitig verschwenkt werden, wodurch wiederum die Messertragarme 14 und 16 gleichzeitig verschwenkbar sind.

Der Hauptrahmen ist an seiner Vorderseite mit einer Vorrichtung versehen, die Baumkontaktmittel aufweist, die dazu bestimmt sind, gegen den Baumstamm anzuliegen, wenn der Schneidkopf sich in seiner richtigen Schneidstellung befindet. Wie im einzelnen aus den F i g. 1 und 4 hervorgeht, sind die Baumkontaktmittel zumindest teilweise aus inneren Oberflächen 78 und 80 von rechten und linken sich vertikal erstreckenden Winkelteilen 82 und 84 gebildet, die ein Bestandteil des Hauptrahmens 12 sind und an gegenüberliegenden Seiten der Schwenkachse angeordnet sind, jedoch von dieser aus gesehen im Bereich des vorderen Endes liegen. Mit dem Gehäuse 72 ist eine Platte 86 verbunden. die einen horizontal sich erstreckenden Teil aufweist. der mit den Oberflächen der Winkeiteile 82 und 84 verbunden ist. Die Platte 86 hat einen im wesentlichen halbkreisförmigen Einschnitt 88 in ihrer vorderen Kante, wobei dieser Einschnitt derart dimensioniert ist, daß die Oberflächen 78 und 80 tangential zu ihm verlaufen, wenn der Schneidkopf in Draufsicht — wie in Fig.4dargestellt — betrachtet wird.

Um einen Baumstamm eines noch nicht gefällten Baumes erfassen zu können und um die Baumkontakimittel des Hauptrahmens 12 gegen den Baumstamm zu bringen, sind rechte und linke Greifarme 90 und 92 vorgesehen. Die Greifarme 90 und 92 sind mit vertikal angeordneten Rohrteilen 84 und % fest verbunden, die ihrerseits an Wellen 98 und 100 angreifen, die durch die Rohrteile 94 und 96 geführt und in rechten und linken oberen und unteren Lagern 102 und 104 bzw. 106 und 108 aufgenommen sind. Diese sind mit dem Hauptrahmen 12 außerhalb, aber in der Nähe der rechten und linken Winkelteile 82 und 84 verbunden. Die oberen rechten und linken Frontteile des Hauptrahmens 12 sind so gebildet, um rechte und linke Gehäuse 110 und 112 zu bilden. Rechte und linke hydraulische Stellmittel 114 und 116 sind in den Gehäusen 110 und 112 aufgenommen und in diesen schwenkbar gelagert und mit Kolbenstangen 118 und 120 versehen, die sich nach innen erstrecken und schwenkbar mit entsprechenden Lagerböcken verbunden sind, die ihrerseits wieder an den Rohrteilen 94 und 96 angeordnet sind, so daß beim gleichzeitigen Ein- und Ausfahren die Greifarme 90 und 92 aufeinander zu- bzw. voneinander fortbewegt weiden.

Mit der Vorderseite des Hauptrahmens 12 sind mehrere nach vorne sich erstreckende Zähne 122 angeordnet, und zwar derart, daß sie kreisförmig koaxial zu der Schwenkachse 18 verlaufen. Die Zähne 122 tragen dazu bei. unausbalancierte Scherkräfte in dem Schneidkopf /u reduzieren, dadurch, daß dei

Schneidkopf in seiner Position gehalten wird, nachdem die Greifarme 90 und 92 sich geschlossen haben. Es wird darauf hingeweisen, daß beim Schließen der Greifarme sich die Zähne in den Baumstamm einbohren. wobei — solange die Greifarme geschlossen sind — der Baumstamm auch auf den Zähnen gehalten wird.

Mit Bezugnahme auf Fig. 1 ist auszuführen, daß der Hauptrahmen 12 einen unteren Rahmenteil 124 aufweist, der sich aus dem Erreich der Schwenkachse 18 nach unten erstreckt und gegenüberliegende Seiten aufweist, die nach innen zu einem Elodenende 126 des Hauptrahmens konvergieren. Der untere Rahmenteil 124 weist einen abnehmbaren Teil 128 auf, der abnehmbar mit dem verbleibenden Teil des Rahmcnteils über Schrauben 129 verbunden ist. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß der abnehmbare Teil 128 ein Bodenende aufweist, das vorne in eine Spitze 130 ausläuft, die das Bodenende des Hauptrahmens 12 bildet und die gerade rückwärtig und unter dem Bereich der Schermesser 36 und 38 liegt, wenn letztere geschlossen sind.

Um das Verständnis der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, wird die Wirkungsweise eines Schneidkopfes 132 beschrieben, wobei dieser Schneidkopf nicht die wesentlichen Merkmale der Erfindung aufweist. Dieser Schneidkopf ist schematisch in verschiedenen Stellungen in den F i g. 5 bis 7 dargestellt, um einen Vergleich mit den entsprechenden Stellungen des Schneidkopfes 10 nach der vorliegenden Erfindung, wie sie in den F i g. 8 und 9 dargestellt sind, zu erleichtern. In der in F i g. 5 dargestellten Stellung befindet sich der Schneidkopf 132 in einer Position, die manchmal auftritt, wenn bereits ein Schermesser in den Baumstamm eingetreten ist, während das andere als Gegenlager wirkt. Während dieses Arbeitszyklus treten im Schneidkopf 132 Kräfte auf, die nicht ausbalanciert sind. Denn wenn die Greifarme zum Positionieren des Schneidkopfes am Baumstamm so angeordnet sind, daß sie sich in einem Bereich befinden, der beträchtlich über dem Verbindungspunkt der Messertragarme mit dem Rahmen sich befindet, treten Kräfte in dem Messerkopf auf, die dazu tendieren, den Messerkopf zur Seite zu verschwenken, und zwar um diese Stelle am Baumstamm, die von den Greifarmen erfaßt ist. Die unausbalancierten Kräfte, die durch den Hebelarm wirken, der durch den Abstand des in den Baumstamm eingedrungenen Messers zu den Greifarmen bestimmt ist, werden in der Schwenkachse aufgefangen, wobei hohe Kräfte an diesem Punkt auftreten. Im Gegensatz hierzu ergreifen — wie in F i g. 8 dargestellt ist — die Greifarme nach der Erfindung den Baumstamm in einem Bereich, der im wesentlichen die gleiche Ebene darstellt wie die Schwenkachse der Messertragarme, und nicht ausbalancierte Kräfte, die in den Messertragarmen auftreten und auch in den Greifarmen, werden sich im wesentlichen aufheben oder in die Auslegevorrichtung, die nicht dargestellt ist, übertragen.

Ein weiterer Vorteil der derart angeordneten Greifarme besteht darin, daß die Zähne 122 fest in dem Baumstamm eingebettet bleiben, wenn die Greifarme den Baumstamm in einem Bereich erfassen, der direkt oberhalb der Zähne 122 liegt.

Die Bedeutung des Merkmals, daß die Greifarme in einem Bereich anzuordnen sind, der in etwa mittig zwischen dem oberen und unteren Ende des Hauptrahmens 12 liegt, wird durch den Vergleich der Stcllungeii des Schneidkopfes 132 in Fig.6 und 7 mit dem des Schneidkopfes 10 nach der vorliegenden Erfindung in

Fig. 9 deutlich. Im einzelnen ist der Schneidkopf 132 in F i g. 6 in einer Stellung dargestellt, in der die Greifarme einen Baumstamm erfaßt haben, während der Schneidkopf 132 nach rückwärts verkippt ist. und zwar um die Angreifpunkte der Greifarme. Das Ausmaß des Kippens wird durch die Tatsache begrenzt, daß die Spitze des Schneidkopfes bzw. des Rahmens mit dem Baumstamm Kontakt hat. Wenn der Schneidkopf sich in dieser nach rückwärts gekippten Stellung befindet, wird die vordere Schermesser-Konstruktion mit dem Baumstamm in Kontakt kommer., wenn das Stellmittel zum Betätigen der Schermesser betätigt wird, um die Messer aufeinander zu zu bewegen. Hierbei nehmen die Schermesser dann nicht den richtigen .Schneidwinkel ein. so daß die Schneid- bzw. ScherwiiAiü'.i: unzureichend ist, wobei darüber hinaus erhebliche Beschädigungen des Baumstammes auftreten können, und zwar neben den hohen Kräften in dem Schneidkopf selbst. Fig. 7 zeigt den Schneidkopf 132 in einer Stellung, in der die Greifarme einen Baumstamm ergriffen haben und in der der Schneidkopf nach vorne um den Bereich verschwenkt wird, der durch die Greifarme erfaßt ist. Das Ausmaß des nach vorne Verkippens wird durch den Kontakt des untersten Teils des Rahmens mit dem Baumstamm begrenzt. Es wird darauf hingewiesen, daß der unterste Teil des Rahmens nur etwas unterhalb der Verbindungsstelle der Messertragarmc liegt. Wenn sich der Schneidkopf in dieser nach vorne gekippten Position befindet, liegen die rückwärtigen Rahmenteile des Schneidkopfes gegen den Baumstamm an. und wiederum wird hier Kontakt mit dem Baumstamm erhebliche Beschädigungen am Baumstamm hervorrufen und auch hohe Belastungen im Schneidkopf. Im Gegensatz hierzu ist der Schneidkopf nach der vorliegenden Erfindung niemals in einer gekippten Stellung wie der Schneidkopf 132 in den Fig. 6 und 7. da die Greifarme in etwa mittig /wischen dem oberen und unteren Ende des Hauptrahmens angeordnet sind. wobei beim Erfassen des Baumstammes durch die Greifarme der Schneidkopf automatisch die gesamte Vorrichtung in die in Fig. ° gezeigte Stellung bringen wird. Der untere Rahmenteil verhindert, daß eine Stellung gemäß Fig. 7 eingenommen wird, da die Spitze 130 mit jedem größeren Außendurchmesser oder eine Auswölbung des Baumes in Kontakt kommt, die am unteren Ende des Baumstammes vorhanden sein könnte, wodurch das nach unten Verstellen des Schneidkopfes begrenzt wird und verhindert wird, daß die Schermesser mit einem Auswulst am Baum in Berührung kommen. Es wird gleichfalls darauf hingewiesen, daß der untere Rahmenteil 124 nur eine kleine Fläche gegenüber dem Erdboden bildet und so einer äußerst geringen Widerstand beim Absenken de« Schneidkopfes in den Schnee oder in den Boden bildet wenn dieser aus loser Erde gebildet sein sollte.

Aus Vorstehendem geht hervor, daß der Schneidkopi 10 derart ausgebildet ist. daß die Bedienungsperson ihr richtig an einem Baumstamm zum Fällen des Baume; ansetzen kann; insbesondere ist dies deshalb hervorzu heben, da die Sicht auf den Schneidkopf und den Baurr begrenzt ist. Zum richtigen Ansetzen braucht die Bedienungsperson lediglich dafür Sorge zu tragen, daf die Greifarme den Baumstamm richtig erfassen wodurch dann der Schneidkopf in eine Lage gelangt. di< ein einwandfreies Abtrennen durch die Schermesse ermöglicht.

Hierzu 5 Blatt Zciclimincen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Schneidkopf zum Bäumefällen mit einem Hauptrahmen, zwei horizontal schwenkbaren Greifarmen zum Erfassen des zu fallenden Baumes und zwei vertikal schwenkbaren Schermessern, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifarme (90, 92) etwa auf derselben Ebene wie die im wesentlichen horizontal verlaufende Schwenkachse (18) der Schermesser angeordnet sind.

2. Schneidkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (18) der Schermesser (36, 38) etwa mittig zwischen dem oberen und unteren Ende des Hauptrahmens (12) angeordnet ist.

3. Schneidkopf nach Anrpruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Greifarmen (90, 92) Zähne (122) zugeordnet sind, die im Bereich der Schwenkachse (18) der Schermesser (36, 38) sich nach vorne in Richtung Baum erstreckend angeordnet sind.

4. Schneidkopf nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptrahmen (12) einen unteren Rahmenteil (124, 126, 128, 130) aufweist, der sich unterhalb der Ebene der Schermesser (36,38) erstreckt.

5. Schneidkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmenteil (124, 126, 128, 130) zu seinem Bodenende (126) konvergierend ausgebildet ist.

6. Schneidkopf nach Anspruch 4 oder 5. dadurch gekennzeichnet, daß der untere Rahmenteil (124, 126, 128, 130) einen entfernbaren Bodenteil (126, 128,130) aufweist.