DE3603823A1 - Vorrichtung zum abfraesen von wurzelanlaeufen an stammholz fuer erdstammreduzierer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abfräsen von Wurzel­ anläufen an Stammholz. Derartige Fräsvorrichtungen sind Haupt­ bestandteil von sog. Erdstammreduzierern, die zur Egalisierung des Querschnittsprofils von Baumstämmen dienen, um deren stö­ rungsfreie Weiterbehandlung beim Transport, beim Stapeln auf dem Lagerplatz und bei der maschinellen Verarbeitung zu gewährlei­ sten.

Der im Gattungsteil des Anspruchs 1 umrissene Stand der Technik nimmt Bezug auf den in der DE-OS 33 06 569 beschriebenen Erdstamm­ reduzierer, bei dem das Fräswerkzeug langsam um den drehfest ein­ gespannten Baumstamm herumgeführt wird. Als Tragkörper für das Fräswerkzeug dient hierbei ein Drehkranz, nach dessen Drehachse der jeweilige Baumstamm mit seiner ideellen Längsachse mittels einer Zentriereinrichtung ausgerichtet ist und dessen Innendurch­ messer beträchtlich größer als der größtmögliche bearbeitbare Stammdurchmesser ist. Der Drehkranz ist an seinem Umfang in Füh­ rungsrollen gelagert, die in einem den Drehkranz übergreifenden Lagergestell angeordnet sind. Die eigentliche Fräseinrichtung ist im Außenbereich des Drehkranzes angeordnet und besteht aus einer an zwei Schwenkarmen gelagerten Fräswelle. Die beiden Schwenkarme sind mit einer Schwenkwelle drehfest verbunden, die ihrerseits im Drehkranz gelagert ist. Die Schwenkbewegung der Fräswelle und damit ihre Zustellung an den Umfang des abzufrä­ senden Baumstammes wird durch eine hydraulisch betätigte, am Drehkranz angelenkte Zustelleinrichtung bewirkt, die an dem drehkranzseitigen Schwenkarm angreift und von einem auf dem maßgebenden Umfang des Baumstammes entlanggleitenden Tastglied gesteuert wird. Der Antriebsmotor für die Fräswelle ist an dem drehkranzseitigen Schwenkarm gleichachsig zur Schwenkwelle ange­ flanscht. Bei Drehung des Drehkranzes wird die ständig hochtourig rotierende Fräswelle langsam um den Baumstamm herumgeführt, wobei sie infolge ihrer gesteuerten Zustellung die über die normale Um­ fangskontur des Stammes vorstehenden Wurzelanläufe abfräst.

Diese Fräsvorrichtung des bekannten Erdstammreduzierers hat sich im Prinzip zwar bewährt, doch haften ihr noch einige Mängel an:

So erfordert die periphere Lagerung des Drehkranzes ein baulich und räumlich aufwendiges Lagergestell für die Führungsrollen. Zudem ist das genaue Einstellen der Führungsrollen auf die Dreh­ achse des Drehkranzes umständlich und zeitraubend, zumal ein öf­ teres Nachjustieren der Führungsrollen infolge Verschmutzung und Verschleiß unvermeidlich ist.

Eine weitere Abträglichkeit der bekannten Vorrichtung ist darin zu sehen, daß der am drehkranzseitigen Schwenkarm angeflanschte und somit vom Drehkranz mitgetragene und mitbewegte Antriebsmotor für die Fräswelle eine kräftige Tragkonstruktion und infolge sei­ ner exzentrischen Anordnung zur Drehachse zudem ein entsprechend großes Ausgleichsgewicht am Drehkranz erfordert. Demzufolge sind bei jedem Anfahren des Drehkranzes sehr große Massen in Bewe­ gung zu setzen und nach Beendigung eines Fräsvorganges, also nach einer Umdrehung des Drehkranzes, wieder abzubremsen.

Die schwerwiegendste Unzulänglichkeit der bekannten Vorrichtung ist aber durch die Zuführung der flexiblen Versorgungsleitungen zum Antriebsmotor sowie zur Zustelleinrichtung für die Fräswelle bedingt; denn deren beider Mitbewegung auf dem Drehkranz er­ zwingt einen reversiblen Betrieb, damit sich das Stromkabel und die Hydraulikschläuche während des in der einen Drehrichtung ab­ laufenden Fräsvorganges aufwickeln und während des anschließen­ den, in der umgekehrten Drehrichtung erfolgenden Fräsvorganges wieder abwickeln können. Da sich aber nur bei einer bestimmten Vorschubrichtung des Fräswerkzeuges an seinen Schneiden optimale Schnittbedingungen einstellen können, sind bei der ständig wech­ selnden Vorschubrichtung des Fräswerkzeuges notgedrungen fräs­ technische Nachteile in Kauf zu nehmen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die vorstehend geschilderten Mängel des aus der DE-OS 33 06 569 bekannten Erd­ stammreduzierers zu beheben, insbesondere ist ein Fräsvorgang mit stets gleichgerichteter Vorschubbewegung angestrebt.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 gekenn­ zeichneten Maßnahmen gelöst.

Infolge der erfindungsgemäß vorgeschlagenen zentrischen Lage­ rung des Drehkranzes im koaxialen Bereich seiner Drehachse erüb­ rigen sich die peripheren Führungsrollen und der hierfür erfor­ derliche bauliche und wartungstechnische Aufwand. Zudem ermög­ licht die erfindungsgemäß vorgesehene mechanische Transmission der Antriebsenergie für die Fräswelle innerhalb dieser zentri­ schen Lagerung des Drehkranzes eine stationäre Anordnung des An­ triebsmotors, wodurch sich die auf dem Drehkranz mitbewegten Mas­ sen beträchtlich verringern. Infolge der stationären Anordnung des Antriebsmotors entfällt überdies das bei dem bekannten Erd­ stammreduzierer erforderliche lange, vom Drehkranz mitbewegte, den Reversierbetrieb erzwingende Stromkabel. Gleiches gilt auch für die bisher benötigten Verbindungsschläuche zwischen der sta­ tionären Druckmittelpumpe und der am Drehkranz angeordneten Zu­ stelleinrichtung, die erfindungsgemäß durch zwei Rohrleitungen ersetzt sind, die in der Drehachse in Zwillingsanordnung ver­ laufen und um ihre gemeinsame Zwillingsachse frei drehbar sind, so daß sie der langsamen Drehbewegung des Drehkranzes anstandslos folgen können. Mithin ist infolge des erfindungsgemäß erzielten Fortfalls der langen flexiblen elektrischen und hydraulischen Versorgungsleitungen eine gleichgerichtete Drehbewegung des Dreh­ kranzes und damit auch eine gleichbleibende Vorschubrichtung der Fräswelle ermöglicht.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

In den Zeichnungen ist eine als Beispiel dienende Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 die Gesamtansicht eines Erdstammreduzierers in Draufsicht;

Fig. 2 einen Längsschnitt nach der Linie Il-Il in Fig. 3;

Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 2;

Fig. 5 einen Längsschnitt durch das Lagergehäuse nach der Linie V-V in Fig. 1.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist der Abfräsvorrichtung 1 eine schematisch angedeutete Zentrier- und Einspannvorrichtung 2 zu­ geordnet, der die Baumstämme 3 in Richtung des Pfeiles Z zuge­ führt und aus der sie nach erfolgter Abfräsung der Wurzelanläu­ fe 3 a in Richtung des Pfeiles A ausgetragen werden. Die Baumstäm­ me 3 können aber auch, wie durch die Pfeile Z′ und A′ angedeutet, in Achsrichtung zu- und abgeführt werden. In der Zentrier- und Einspannvorrichtung 2 werden die Baumstämme 3 nach zentrischer Ausrichtung ihrer ideellen Längsachse 3′ drehfest gehalten, wobei sie mit ihren Wurzelanläufen 3 a der Abfräsvorrichtung 1 zuge­ kehrt sind. Die Abfräsvorrichtung 1 und die Zentrier- und Ein­ spannvorrichtung 2 bilden zusammen den Erdstammreduzierer.

Die Abfräsvorrichtung 1 besteht aus einem Drehkranz 4, nach des­ sen Drehachse 4′ die ideelle Längsachse 3′ des jeweiligen Baum­ stammes 3 ausgerichtet ist. Der Drehkranz 4 ist, wie später nä­ her erläutert, in einem stationären Lagergehäuse 5 gelagert. Er wird von einem Getriebe- oder Hydromotor 6 über ein Ritzel 7 pe­ riodisch in Richtung des Pfeiles D angetrieben, das in die In­ nenverzahnung eines am Umfang angeordneten Zahnkranzes 8 ein­ greift.

Eine ebenfalls am Umfang des Drehkranzes 4 wirksame Bremsein­ richtung 9 sorgt im Zusammenwirken mit einem Endschalter 9′ für ein rasches Anhalten und Arretieren des Drehkranzes 4 nach einem Fräsvorgang, also nach einer ganzen Umdrehung, in der für das Be­ und Entladen der Einspannvorrichtung 2 erforderlichen Stellung.

Am Drehkranz 4 ist exzentrisch zu seiner Drehachse 4′ und paral­ lel dazu eine Fräswelle 10 schwenkbar angeordnet und mittels einer hydraulisch betätigbaren Zustelleinrichtung 11 an den abzu­ fräsenden Umfang des Baumstammes 3 andrückbar. Zum Antrieb der Fräswelle 10 dient ein stationär angeordneter Antriebsmotor 12, dessen Antriebsenergie auf die Fräswelle 10 in später näher er­ läuterter Weise übertragen wird.

Wie insbesondere die Fig. 2 und 3 zeigen, ist in der Diagona­ len des Drehkranzes 4 eine kastenförmige Traverse 13 angebracht, die als Tragelement für den Drehkranz 4 dient. (Bei der in Fi­ gur 1 dargestellten Draufsicht befindet sich die Drehkranz-Tra­ verse 13 gerade in ihrer waagerechten Position.) An der Dreh­ kranz-Traverse 13 ist seitlich ein Tragarm 14 befestigt, der sich parallel zur Drehachse 4′ erstreckt und an seinem vorkragenden Teil einen Lagerkörper 15 trägt, der mit einer Lagerbüchse 16 versehen ist. In der Lagerbüchse 16 ist eine Schwenkwelle 17 drehbar gelagert, mit der zwei Schwenkarme 18 und 19 drehfest verbunden sind. An den freien Enden der beiden Schwenkarme 18, 19 ist die Fräswelle 10 gelagert, so daß sie Schwenkbewegungen um die Schwenkachse 17′ ausführen kann. Auf der der Fräswelle 10 gegenüberliegenden Seite ist die Schwenkwelle 17 mit einem entsprechenden Ausgleichsgewicht 20 versehen. Ein weiteres Ge­ gengewicht 41 ist an der Drehkranz-Traverse 13 in dem der Fräs­ welle 10 gegenüberliegenden Bereich des Drehkranzes 4 befestigt.

Der drehkranzseitige Schwenkarm 18 ist kastenförmig ausgebil­ det. Der äußere Schwenkarm 19 ist mit einem Gleitschuh 21 ver­ sehen, dessen Gleitfläche 21′ etwa tangential zum Umfang der Fräswelle 10 in deren wirksamen Bereich verläuft. Zwecks Ein­ stellbarkeit der Frästiefe ist der Gleitschuh 21 relativ zur Fräswelle 10 verstellbar. Während des Fräsvorganges wird der Gleitschuh 21 gegen den Umfang des Baumstammes 3 mit einer für das Abfräsen erforderlichen Kraft gedrückt, die von der als hy­ draulisches Zylinder-Kolben-Aggregat ausgebildeten Zustellein­ richtung 11 bewirkt wird. Diese ist mit ihrem einen Ende an der Drehkranz-Traverse 13 angelenkt und greift mit ihrem ande­ ren Ende an dem kastenförmigen Schwenkarm 18 an. Anstelle des Gleitschuhes 21 kann, wie in Fig. 2 angedeutet, auch eine aus­ wechselbare Führungsrolle 42 seitlich von der Fräswelle 10 vor­ gesehen werden.

Die Antriebsenergie für die Fräswelle 10 wird vom stationären Antriebsmotor 12 mittels eines ersten Riementriebes 22 zunächst auf eine antreibende Transmissionsscheibe 23 übertragen, die - wie in Fig. 5 detailliert dargestellt - auf einer hohlen Trans­ missionswelle 24 befestigt ist. Die hohle Transmissionswelle 24 ist ihrerseits mittels Wälzlager 25 in einer hohlen Tragwel­ le 26 gelagert, an der die Drehkranz-Traverse 13 angeflanscht ist und die ihrerseits in Gleitlagern 27 des Lagergehäuses 5 drehbar ist. Innerhalb der hohlen Transmissionswelle 24 verlau­ fen die beiden Druckmittelleitungen 28, 29 für die Zustellein­ richtung 11 in Zwillingsanordnung. Sie sind sowohl antriebssei­ tig als auch abtriebsseitig mit einem Verteilerkopf 30 und 31 verbunden, mittels denen sie in der hohlen Transmissionswelle 24 um ihre gemeinsame Zwillingsachse, die in der Drehachse 4′ des Drehkranzes 4 verläuft, frei drehbar gelagert sind. Dem an­ triebsseitigen Verteilerkopf 30 ist ein stationärer Anschlußkopf 32 vorgeordnet, der über die Leitungen 28′ und 29′ in nicht dar­ gestellter Weise mit einem Steuerventil und einer Hydraulikpum­ pe verbunden ist. Abtriebsseitig führen zwei Hydraulikschläuche 28′′ und 29′′, die den beiden Druckmittelleitungen 28 und 29 zugeordnet sind, zu der Zustelleinrichtung 11.

Auf der Abtriebsseite der hohlen Transmissionswelle 24 ist eine abtreibende Transmissionsscheibe 33 befestigt, die über einen zweiten Riementrieb 34 mit einem Vorgelege 35 verbunden ist, dessen Vorgelegewelle 36 in der Drehkranz-Traverse 13 gelagert ist und mit der Schwenkachse 17′ der Fräswelle 10 fluchtet. Die Vorgelegewelle 36 erstreckt sich bis in den kastenförmigen Schwenkarm 18 hinein und trägt dort die abtreibende Vorgelege­ scheibe 38, während die antreibende Vorgelegescheibe 37 und der ihr zugeordnete zweite Riementrieb 34 in der kastenförmigen Drehkranz-Traverse 13 untergebracht sind. Die abtreibende Vor­ gelegescheibe 38 ist schließlich über einen dritten Riementrieb 39 mit der Antriebsscheibe 40 der Fräswelle 10 verbunden.

Der beschriebene Erdstammreduzierer arbeitet folgendermaßen:

Während des Beladungswechsels befindet sich der von der Bremsein­ richtung 9 gestoppte und arretierte Drehkranz 4 in einer Stel­ lung, in der die Drehkranz-Traverse 13, wie in Fig. 3 darge­ stellt, etwa senkrecht steht und in der die ständig volltourig rotierende Fräswelle 10 von der hydraulischen Zustelleinrichtung 11 in die strichpunktiert angedeutete Lage 10′ ausgeschwenkt ist. In dieser Stellung wird der schon abgefräste Baumstamm in Rich­ tung des Pfeiles A aus der Zentrier- und Einspannvorrichtung 2 ausgeladen und zugleich ein neuer Baumstamm 3 in Richtung des Pfeiles Z, also quer zu seiner Längsachse 3′ in die Zentrier- und Einspannvorrichtung 2 eingefahren. Von dieser wird er selbsttätig mit seiner ideellen Längsachse 3′ nach der Drehachse 4′ des Dreh­ kranzes 4 ausgerichtet und in dieser Lage drehfest gehalten. Der Baumstamm 3 kann aber auch in Achsrichtung entsprechend den Pfei­ len Z′ und A′ zu- und abgeführt werden.

Nun wird durch Umschalten des nicht dargestellten Steuerventils die Fräswelle 10 von der Zustelleinrichtung 11 in Arbeitsstel­ lung geschwenkt, wo sie sich in den Stamm 3 einfräst, bis der am äußeren Schwenkarm 19 angebrachte Gleitschuh 21 auf der Stamm­ oberfläche zur Anlage kommt. Sobald der Auflagedruck des Gleit­ schuhs 21 einen vorbestimmten Betrag erreicht hat, schaltet sich der Getriebe- oder Hydromotor 6 ein und versetzt den Drehkranz 4 in eine langsame Drehbewegung in Richtung des Pfeiles D, wäh­ rend der die Fräswelle 10 mit einer der Drehbewegung D entspre­ chenden Vorschubgeschwindigkeit V die Wurzelanläufe 3 a gemäß der vom Gleitschuh 21 abgetasteten Außenkontur des Baumstammes 3 ab­ fräst. Nach einer ganzen Umdrehung des Drehkranzes 4 schaltet der Endschalter 9′ den Getriebemotor 6 aus und die Bremseinrich­ tung 9 ein, die den Drehkranz 4 wieder in der geschilderten Aus­ gangsposition zum Stehen bringt und festhält. Jetzt wird durch erneutes Umschalten des Steuerventils die Fräswelle 10 wieder in die Lage 10′ hochgeschwenkt und ein neuer Arbeitszyklus be­ ginnt.

• Verzeichnis der Bezugszeichen  1 Abfräsvorrichtung
   2 Zentrier- und Einspannvorrichtung
   3 Baumstamm
   3′ ideelle Längsachse des Baumstammes
   3 a Wurzelanläufe
   4 Drehkranz
   4′ Drehachse des Drehkranzes
   5 Lagergehäuse
   6 Getriebe- oder Hydromotor
   7 Ritzel
   8 Zahnkranz
   9 Bremseinrichtung
   9′ Endschalter dazu
  10 Fräswelle
  11 Zustelleinrichtung
  12 Antriebsmotor
  13 Drehkranz-Traverse
  14 Tragarm
  15 Lagergehäuse
  16 Lagerbuchse
  17 Schwenkwelle
  17′ Schwenkachse
  18 drehkranzseitiger Schwenkarm
  19 äußerer Schwenkarm
  20 Ausgleichsgewicht an Schwenkwelle
  21 Gleitschuh
  21′ Gleitfläche
  22 erster Riementrieb
  23 antreibende Transmissionsscheibe
  24 (hohle) Transmissionswelle
  25 Wälzlager
  26 (hohle) Tragwelle
  27 Gleitlager
  28, 29 Druckmittelleitungen
  28′, 29′ Verbindungsleitungen
  28′′, 29′′ Hydraulikschläuche
  30 antriebsseitiger Verteilerkopf
  31 abtriebsseitiger Verteilerkopf
  32 Anschlußkopf
  33 abtreibende Transmissionsscheibe
  34 zweiter Riementrieb
  35 Vorgelege
  36 Vorgelegewelle
  37 antreibende Vorgelegescheibe
  38 abtreibende Vorgelegescheibe
  39 dritter Riementrieb
  40 Antriebsscheibe der Fräswelle
  41 Gegengewicht am Drehkranz
  42 Führungsrolle

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Abfräsen von Wurzelanläufen an Stammholz, be­ stehend aus einer um den festgehaltenen Baumstamm herumgeführ­ ten Fräswelle, die exzentrisch und schwenkbar an einem Dreh­ kranz angeordnet ist, mit dessen Drehachse die ideelle Längs­ achse des Baumstammes fluchtet, wobei die Schwenkbewegung der an zwei mit einer Schwenkwelle drehfest verbundenen Schwenkar­ men gelagerten Fräswelle durch eine von einem Druckmittel be­ aufschlagte, am Drehkranz angeordnete Zustelleinrichtung be­ wirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkranz (4) im koaxialen Bereich seiner Drehachse (4′) zentrisch gelagert ist und daß innerhalb dieser zentrischen Lagerung (5, 24, 26) eine mechanische Transmission (23, 24, 33) der von einem sta­ tionären Antriebsmotor (12) gelieferten Antriebsenergie für die Fräswelle (10) sowie die Druckmittelleitungen (28, 29) für die Zustelleinrichtung (11) untergebracht sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkranz (4) mit einer diagonalen Traverse (13) versehen ist, die als Tragelement für die zentrische Lagerung (5, 24, 26) des Drehkranzes dient und an der ein Tragarm (14) für die Lagerung (15, 16) der Schwenkwelle (17) befestigt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehkranz-Traverse (13) an einer in einem ortsfesten Lager­ gehäuse (5) gelagerten hohlen Tragwelle (26) angeflanscht ist, innerhalb der eine hohle Transmissionswelle (24) gelagert ist, die antriebsseitig mit dem stationären Antriebsmotor (12) und abtriebsseitig mit der Fräswelle (10) verbunden ist und innerhalb der die beiden Druckmittelleitungen (28, 29) für die Zustelleinrichtung (11) in Zwillingsanordnung frei dreh­ bar angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwi­ schen der hohlen Transmissionswelle (24) und der Fräswelle (10) ein Vorgelege (35) zwischengeschaltet ist, dessen Vor­ gelegewelle (36) in der Drehkranz-Traverse (13) gelagert ist und mit der Schwenkachse (17′) der Fräswelle (10) fluchtet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehkranz-Traverse (13) und der drehkranzseitige Schwenkarm (18) für die Fräswelle (10) kastenförmig ausgebildet sind und als Gehäuse für das Vorgelege (35) und die beiden ihm zuge­ ordneten Riementriebe (34, 39) dienen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die druckmittelbetätigte Zustelleinrichtung (11) für die Fräswelle (10) einerseits an der Drehkranz-Tra­ verse (13) angelenkt ist und andererseits an dem drehkranz­ seitigen Schwenkarm (18) angreift.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkranz (4) mit einem Zahnkranz (8) versehen ist, in den das Ritzel (7) eines Getriebe- oder Hy­ dromotors (6) eingreift.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine am Umfang des Drehkranzes (4) angrei­ fende Bremseinrichtung (9) vorgesehen ist, die von einem End­ schalter (9′) betätigt wird.