DE3623098A1 - Verfahren zum entrinden von baumstaemmen und vorrichtung zum durchfuehren des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei den bekannten Verfahren wird der Rotor im wesentlichen mit konstanter Drehzahl, die sich allenfalls unter der un­ terschiedlichen Belastung des Rotors durch unterschiedliche Stämme innerhalb des normalen Schlupfbereich des An­ triebsmotors etwas ändert, betrieben, und der Anpreßdruck wird im Betrieb des Ringentrinders durch externe Steuerung der elastischen Kraft gesteuert. Zum Erzeugen und zur Steuerung bzw. willkürlichen Vergrößerung und Verkleinerung der elastischen Kraft sind etliche verschiedene Vorrich­ tungen bekanntgeworden, denen allen der Nachteil eines großen baulichen Aufwandes, einer erhöhten Störanfällig­ keit und Wartungsbedürftigkeit anhaftet. In den meisten Fällen wird die elastische Kraft mittels am Rotor ange­ ordneter Hydraulikaggregate erzeugt, die von einer Pumpe mit Drucköl versorgt und über steuerbare Ablaßventile vom Druck entlastet werden können, wobei beispielsweise der ganze Hydraulikkreis einschließlich der Pumpen und des Ablaßventils auf dem Rotor angeordnet ist und dort von der Ständerseite her gesteuert und betätigt werden muß.

Ein anderer bekannter Vorschlag sieht vor, das Druckmittel für die Schälwerkzeuge beaufschlagende Zylinder, die mit den Schälwerkzeugen am Rotor mitrotieren, ständerseitig zu erzeugen und über ein Leitungssystem mit Drehdurchführun­ gen zum Rotor zu leiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so zu gestalten, daß im Betrieb des Rotors zur Steuerung des Anpreßdrucks jegliche willkürliche Druckbeaufschlagung oder mechanische Betätigung von mit dem Rotor umlaufenden Aggregaten für die elastische Kraft in Fortfall kommen können.

Die vorstehende Aufgabe wird durch die im Kennzeich­ nungsteil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die elastische Kraft vor Inbetriebnahme des Ringentrinders vorgegeben und dann nicht mehr willkürlich geändert. Die Regelung des Anpreßdrucks wird dann im Betrieb des Rotors aus­ schließlich über die Rotordrehzahl bewerkstelligt, wobei die die Schälwerkzeuge auswärts beaufschlagende Zentrifu­ galkraft im Schälbetrieb durch entsprechende Einstellung der Rotordrehzahl auf einem solchen Wert gehalten wird, daß ihre Wirkung in Öffnungsrichtung auf die Werkzeuge vorzugsweise auch in der der Vorschubmittelachse am weitesten ange­ näherten Schließstellung von diesen kleiner ist als die die Werkzeuge in diese Schließstellung belastende elastische Kraft. Je nachdem aber, in welchem Verhältnis Zentrifugalkraft und Schließkraft hierbei stehen, ergibt sich für die die Schälwerkzeuge in Schließrichtung beauf­ schlagende resultierende Kraft ein mehr oder minder großer, ggf. wegabhängiger Wert und damit ggf. eine unterschied­ liche Abhängigkeit des Anpreßdruckes der Werkzeuge von deren Abstand von der Vorschubmittellinie, so daß auf diese Weise eine gezielte Steuerung des Anpreßdruckes auf den jeweils gerade den Ringentrinder durchlaufenden Stamm ermöglicht ist.

Die grundsätzlichen Parameter können nicht nur durch die Voreinstellung der elastischen Kraft vor dem Einschalten des Rotors sondern an dem stehenden Ringentrinder auch durch Einstellen und Verändern der bewegungswirksamen Masse der Schälwerkzeuge oder anderer bewegungswirksamer Massen vorgegeben wer­ den.

Außer der Steuerung des Anpreßdruckes im Schälbetrieb ge­ stattet das erfindungsgemäße Verfahren aber auch durch die gekennzeichnete Abstimmung zwischen der Masse der Schälwerk­ zeuge und der vorgesehenen Höchstdrehzahl das vollständige Öffnen der Schälwerkzeuge durch Beschleunigen des Rotors auf Höchstdrehzahl.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich ebenso funktions­ tüchtig durchführen wie das bekannte Verfahren, erfordert aber maschinenseitig einen weitaus geringeren Bauaufwand, womit auch die Störanfälligkeit wesentlich herabgesetzt ist. Die Unteransprüche 2 bis 4 betreffen vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens gemäß Patentanspruch 1.

Die im Patentanspruch 2 angegebenen Merkmale haben die Wirkung, daß die Werkzeuge im Schälbetrieb bis zum vor­ gesehenen Minimalabstand von der Vorschubmittelachse stets in Schließrichtung belastet sind und somit hinter jedem bearbeiteten Stamm wieder vollständig und somit definiert schließen. Die für die Anpreßkraft maßgebliche Belastung bzw. vom Abstand abhängige Belastungscharakteristik ist dabei im für den Schälbetrieb vorgesehenen Drehzahlbereich veränderbar bzw. einstellbar. Dabei ist es von Vorteil, gemäß Patentanspruch 3 die Drehzahl des Rotors für den Schälvorgang proportional zur Vorschubgeschwindigkeit des jeweiligen Stammes zu steuern. Man erhält dadurch wegen der quadratischen Abhängigkeit der Zentrifugalkraft von der Drehzahl eine schärfere Eingriffgröße.

Einen ganz besonderen Vorteil bringt auch die Maßnahme gemäß Patentanspruch 4 mit sich, die das Einlaufen des Stammes in den Ringentrinder und das präzise Einsetzen des Schälvorganges auf sehr einfache Weise bedeutend erleichtert. Beim Einlaufen eines Stammes in den Ring­ entrinder klettern die zunächst voll geschlossenen Schäl­ werkzeuge an der voreilenden Stirnseite des Stammes bis zum Umfang hoch und sollen dann sofort, nachdem sie an dessen Umfang angekommen sind, mit dem richtigen Anpreß­ druck entlang des Umfanges weiterarbeiten. Bei dem be­ kannten Verfahren sind hierfür die Annäherung der ein­ zelnen Stämme an den Ringentrinder sowie der Durchmes­ ser der einzelnen Stämme an der voreilenden Stirnseite genau vermessen und abhängig hiervon die elastische Kraft gesteuert worden, was einen hohen Bauaufwand erforderte, wobei jedoch das Ergebnis unbefriedigend blieb. Die Maß­ nahme gemäß Patentanspruch 4 hat die Wirkung, daß nunmehr nach dem Hochfahren des Rotors auf die erhöhte Drehzahl, d.h. nach einem einfachen externen Eingriff, der zwischen dem Auslaufen eines vor­ hergehenden Stammes und dem Einlaufen des nächsten Stammes vorzunehmen und damit nicht zeitkritisch ist, der Arbeitsvorgang des Hochkletterns der Werkzeuge mit zeit­ richtig anschließendem Übergang zum Schälbetrieb selbst­ tätig dadurch abläuft, daß die kaum noch in Richtung zur Vorschubmittellinie hin belasteten Werkzeuge prak­ tisch mühelos nach außen ausweichen können, sobald sie mit dem Stamm in Kontakt treten, dabei aber fort­ schreitend auf ihrem Weg nach außen durch den Kontakt mit dem Stammende abgebremst werden, um schließlich vom Rotor­ antrieb mit dem über dessen vorgegebene Antriebsdrehzahl gesteuerten Anpreßdruck für den Schälvorgang unmittel­ bar bei Erreichen des Stammumfanges weiterzuarbeiten, weil der Rotor dann infolge seiner Abbremsung vom An­ trieb eingeholt worden ist.

Dieser bisher nur mit einem hohen Steuerungsaufwand und trotzdem nur unvollkommen erreichbare Vorgang ist nach dem erfindungsgemäßen Verfahren präzise mit einer einfach zu realisierenden Freilaufmöglichkeit für den Rotor und einer einfach durchzuführenden Erhöhung der Rotordrehzahl über den für den Schälbetrieb vorgesehenen Drehzahlbereich hinaus zu erreichen.

Die Unteransprüche 5 bis 7 haben einen Ringentrinder zum Durchführen des Verfahrens gemäß den Patentansprüchen 1 bis 4 zum Gegenstand.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen Ringentrinder nach der Erfindung zur Durch­ führung des erfindungsgemäßen Verfahrens sche­ matisch in Ansicht von der Seite, wobei von dem Ständer des Ringentrinders nur der stirn­ seitig vom Rotor umgebene, zentrale Stamm-Durch­ laßring dargestellt und die Motorhalterung ange­ deutet ist,

Fig. 2 den Ringentrinder nach Fig. 1 schematisch in An­ sicht von vorn, und

Fig. 3 ein einzelnes Schälwerkzeug von vorn unter Dar­ stellung der im Betriebe an ihm angreifenden Momente und des von ihm auf den Stamm ausgeüb­ ten Schälmoments.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung weist einen Stator auf, zu dem ein Stamm-Durchlaßring 1 gehört, dessen Mittelachse auf die durch die nicht dargestellte Stammvorschubvorrichtung vorgegebene Vorschubmittelachse M für den jeweils zu entrindenden Stamm 2 zentriert ist.

Auf dem ortsfesten, undrehbaren Stamm-Durchlaßring 1 ist einlaßseitig über Wälzlager 3 ein ringförmiger Rotor 4 drehbar gelagert, der über einen Riemen 5, der umfangs­ seitig auf ihm aufliegt, von einem an dem Stator be­ festigten Motor 6 mit willkürlich veränderbarer Drehzahl mittels einer Riemenscheibe 7 angetrieben ist, wobei zwischen die Riemenscheibe 7, die mittels Wälzlagern 8 drehbar auf der Motorwelle 6 a gelagert ist, und die Motor­ welle 6 a eine Überhol- oder Freilaufkupplung 9 einge­ schaltet ist, die die Riemenscheibe 7 in der Drehrich­ tung der Motorwelle 6 a mitnimmt.

Im Rotor 6 sind auf einem zur Vorschubmittelachse M kon­ zentrischen Kreis mit gleichem Abstand in Umfangsrich­ tung sich zur Vorschubmittelachse M parallel erstrecken­ de , den scheibenförmigen Rotor 4 durchsetzende Wellen 10 - im Ausführungsbeispiel vier Wellen - drehbar aber achsfest gelagert. An dem den ankommenden Stämmen zuge­ wendeten Ende einer jeden Welle 10 ist jeweils ein Schälwerkzeug 11 angebracht , das die Form eines gebogenen Armes hat, der an einem Ende drehfest auf der Welle 10 be­ festigt ist und in der in Fig. 1 und 2 der Zeichnung dargestellten Schließstellung bis in die Nähe der Vor­ schub-Mittelachse M reicht. Die ringeinwärtigen Enden der Schälwerkzeuge 11 bilden deren Angriffsstellen am Stamm 2, die die Rinde und schärfere Unebenheiten vom Stamm ab­ tragen, wenn dieser durch den mit den Werkzeugen 11 um­ laufenden Rotor 4 hindurch von der Stamm-Vorschubvorrichtung im wesentlichen auf die Vorschubmittelachse M zentriert der Länge nach hindurchgeschoben wird.

Die armartigen Schälwerkzeuge 11 sind mit einer elastischen Kraft beaufschlagt, die auf sie über die je­ weilige Welle 10 ein Drehmoment ausübt, welches sie ge­ gen den Stamm zu schwenken trachtet, so daß die Schäl­ werkzeuge mit ihren Angriffsstellen durch die elastische Kraft angedrückt werden. Dieser elastischen Kraft wirkt in allen zugelassenen Schwenkstellungen der Schälwerkzeuge 11 aufgrund von deren Form die Zentrifugalkraft entgegen, die die Schälwerkzeuge von der Vorschubmittelachse M weg aus der dargestellten Schließstellung in eine außerhalb des Umrisses des Stamm-Durchlaßringes 1 gelegene Offen­ stellung zu verlagern trachtet und deren Größe von der veränderbaren Rotordrehzahl abhängig ist. Die elastische Kraft wird für die einzelnen Schälwerkzeuge 11 jeweils mittels eines Druckzylinders 12 erzeugt, der an einem Ende schwenkbar am Rotor 4 gelagert ist und mit seiner Kolbenstange 12 a über einen Hebel 13, der starr auf der Welle 10 befestigt ist, ein Drehmoment in Schließrich­ tung auf das Schälwerkzeug 11 ausübt. Die Druckzylinder 12 und die Hebel 13 sind jeweils auf der von den Schälwerkzeugen 11 abgewendeten Seite des Rotors 4 an­ geordnet. Die Druckmittelzuflüsse 14 zu den Arbeits­ räumen der Druckzylinder 12 sind über eine Ringleitung 15 miteinander verbunden, in die im Stillstand des Rotors 4 über einen absperrbaren Druckmittelein- und -ablaß Druckmittel eingebracht bzw. daraus abgelassen werden kann. Das Druckmittel in dem vorstehend be­ schriebenen Druckmittelsystem steht unter Spannung, die hydropneumatische Speicher 16, von denen je einer jedem Druckzylinder 12 zugeordnet ist, erzeugen. Diese Spannung ist abhängig von der in das Drucksystem einge­ speisten Druckmittelmenge und von der Stellung der Kolben in den Druckzylindern 12, welche wiederum vom Öffnungsgrad der Schälwerkzeuge 11 abhängig ist.

Die vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung wird in der nachstehend geschilderten Weise nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben:

Auf die Schälwerkzeuge 11 wirkt gemäß Fig. 3 zum einen das Moment M _a aus der in der oben geschilderten Weise erzeug­ ten elastischen Kraft, das sie mit den Angriffsstellen an den freien Enden mit einem allenfalls vom jeweiligen Ab­ stand der freien Enden von der Vorschubmittelachse M abhän­ gigen Anpreßdruck an den jeweiligen Stamm 2 anzupressen rachtet, und bei laufendem Rotor 4 zum anderen das Moment

aus der drehzahlabhängigen Zentrifugalkraft, das sie an ihren freien Enden entgegen dem Moment M _a vom Stamm auswärts abheben möchte, so daß sich das von den Schälwerkzeugen 11 auf den Stamm ausgeübte resultierende Drehmoment M _e zu

ergibt.

Der Druck in den Zylindern 12 wird vor dem Einschalten des Rotors 4 auf einen Wert eingestellt, der bei den zu erwarten­ den , insbesondere von der Holzart und der Jahreszeit ab­ hängigen Entrindungsbedingungen eine optimale Betriebscha­ rakteristik ergibt. Dann kann durch Einstellen bzw. Verän­ dern der jeweiligen Rotordrehzahl für den Schälbetrieb das das Schälmoment M _e auch noch von Stamm zu Stamm bzw. von Stammabschnitt zu Stammabschnitt entsprechend den Gegeben­ heiten des jeweiligen Stammes sowie gemäß der im Zusammen­ hang damit veränderbaren Vorschubgeschwindigkeit angepaßt werden, wobei jedoch im Schälbetrieb so gearbeitet wird, daß in allen Stellungen der Schälwerkzeuge 11 einschließlich der Schließstellung das Moment M _a das Moment M _z überwiegt, so daß die Stammkontur den Werkzeugabstand bestimmt und hier­ zu passend der richtige Anpreßdruck vorhanden ist. Die Ro­ tordrehzahl wird im Bedarfsfalle ggf. ausgehend von einer veränderbaren Grund-Drehzahl proportional zur Vorschubgeschwindigkeit ge­ steuert, um eine schärfere Eingriffgröße zu erhalten.

Wenn ein vorhergehender Stamm 2 den Rotor 4 verlassen hat, wird vor dem Einlaufen des nächsten Stammes 2 der Rotor 4 zunächst auf eine Drehzahl hochgefahren, bei der dem Moment M _a durch das Moment M _z erheblich stärker entgegengewirkt wird, als dies in dem für den Schälvorgang vorgesehenen Drehzahlbereich der Fall ist. Sobald dies geschehen ist und noch bevor der nächste Stamm 2 in den Rotor 4 bzw. die Schälwerkzeuge 11 eintritt, wird der Antrieb 5, 6, 7 soweit abgebremst, daß er den Rotor mit einer Drehzahl innerhalb des für den Schälvorgang vorgesehenen Bereiches weitertreiben würde. Die eingebaute Überholkupplung 8, 9 ermöglicht es jedoch dem Rotor 4, im Freilauf mit der höheren Drehzahl weiterzulaufen, sodaß nur noch ein sehr kleines Moment M _e die Schälwerkzeuge 11 zum Stamm 2 hin belastet. Wegen dieses kleinen Moments können sich die Schälwerkzeuge sehr rasch und ohne Ausübung eines über­ mäßigen Stoßes zum Umfang am einlaufseitigen Stammende be­ wegen, wobei allerdings der Rotor 4 beim Hochklettern der Werkzeuge 11 an der Stirnseite des einlaufenden Stammes 2 noch bevor die Werkzeuge beim Stammumfang angekommen sind, soweit abgebremst wird, daß ihn der Antrieb einholt und mit der Schäldrehzahl weitertreibt. Auf diese Weise grei­ fen die Schälwerkzeuge 11 erst in der Nähe des Stammumris­ ses mit vollem Anpreßdruck an dem Stamm 2 an, so daß ein sanfter Einlauf eines jeden Stammes mit präzisem Übergang zum Schälbetrieb weder zu früh noch zu spät am voreilen­ den Stammende erreicht wird.

Beim Entrinden gibt es Situationen, die ein rasches volles Öffnen der Schälwerkzeuge 11 auf den Durchmessers des Stamm-Durchlaßringes 1 oder etwas darüber hinaus erfordern. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn durch abgetrennte Rinde eine Verstopfung der Werkzeuge droht. Dieses voll­ ständige Öffnen der Schälwerkzeuge 11 wird dadurch erreicht, daß der Rotor 4 auf Höchstdrehzahl hochgefahren wird, bei der gemäß der Erfindung das Moment aus der Zentrifugalkraft das Moment M _a aus der elastischen Kraft überwiegt und so ein gegenüber dem Schälbetrieb negatives Moment M _e entsteht, unter dem sich die Werkzeuge 11 in die Offenstellung nach außen bewegen.

Wie bereits erwähnt, ist ein vor Inbetriebnahme des Rotors 4 vorgebbarer Grund-Parameter für das Betriebsverhalten der Basisdruck in dem am Rotor 4 angeordneten, mit diesem rotierenden Druckmittelsystem. Ein weiterer Parameter, der prinzipiell veränderbar eingerichtet werden kann, ist die bewegungswirksame Masse der Schälwerkzeuge 11.

Abweichend von der in der Zeichnung dargestellten Ausfüh­ rungsform könnte die elastische Kraft zur Erzeugung des Momentes M _a auch mittels rein mechanischer Vorrichtungen, z.B. mittels Metall- oder Gummifedern, ggf. mit veränder­ barer Federcharakteristik erzeugt werden.

Claims (7)

1. Verfahren zum Entrinden von Baumstämmen mittels eines Ringentrinders, der einen in Vorschubrichtung der Stämme feststehenden, hierzu senkrecht gehaltenen ringförmigen Rotor aufweist, dessen zentrale Öffnung die Stämme durchlaufen und der mit beweglichen Schälwerkzeugen besetzt ist, die aus einer Stellung, in der sich ihre Angriffsstellen nahe bei der Vor­ schubmittelachse befinden, in Richtung von dieser weg gegen eine der Zentrifugalkraft entgegenwirkende, diese im Schälbetrieb übersteigende elastische Kraft in eine Offenstellung ohne Kontakt mit dem jewei­ ligen Stamm verlagerbar und mit im Betriebe steuer­ barem Anpreßdruck an den durchlaufenden Stamm an­ drückbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Anpreßdruck der Schälwerkzeuge (11) ausschließ­ lich durch Ändern der Drehzahl des Rotors (4) ge­ steuert wird, wobei die allenfalls vom Abstand der Schälwerkzeuge (11) von der Vorschubmittelachse (M) abhängige und im übrigen im Betrieb unverändert bleibende elastische Kraft so auf die Masse der Schälwerkzeuge abgestimmt und vorgegeben wird, daß beim vorgesehenen Höchstwert der Rotordrehzahl die Wirkung der Zentrifugalkraft auf die Schälwerkzeuge (11) diejenige der elastischen Kraft mindestens für Flugkreise der Angriffsstellen der Schälwerkzeuge (11), die kleiner sind als der Flugkreis in der Offen­ stellung, überwiegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schälvorgang jeweils mit Rotor­ drehzahlen durchgeführt wird, die in einem Bereich liegen, in dem die Wirkung der elastischen Kraft auf die Schälwerkzeuge (11) diejenige der Zentrifu­ galkraft über den gesamten zugelassenen Bewegungsbe­ reich der Angriffsstellen der Schälwerkzeuge (11) ab dem Minimalabstand von der Vorschubmittelachse (M) überwiegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Rotors (4) für den Schälvorgang proportional zur Vorschubge­ schwindigkeit des jeweiligen Stammes (2) gesteuert wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einlau­ fen eines Stammes (2) in den Rotor (4)

• a) der Rotor (4) auf eine Drehzahl hochgefahren wird, bei der die Wirkung der elastischen Kraft auf die Schälwerkzeuge (11) durch die Zentri­ fugalkraft erheblich stärker herabgesetzt wird als in dem für den Schälvorgang vorgesehenen niedrigeren Drehzahlbereich, und
• b) dann der Antrieb (5, 6, 7) des im Freilauf (8, 9) weiterlaufenden Rotors (4) so weit abgebremst wird, daß er den Rotor (4) nach dem Einholen mit einer Drehzahl innerhalb des für den Schäl­ vorgang vorgesehenen Drehzahlbereiches weiter­ treibt.

5. Ringentrinder zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem in Vorschubrichtung der Stämme feststehenden, hierzu senkrecht gehaltenen, ringförmigen Rotor, dessen zentrale Öffnung die Stämme durchlaufen und der mit beweglichen Schälwerkzeugen besetzt ist, die aus einer Stellung, in der sich ihre Angriffsstellen nahe bei der Vorschubmittelachse befinden, in Rich­ tung von dieser weg gegen eine der Zentrifugalkraft entgegenwirkende, diese im Schälbetrieb übersteigende elastische Kraft bis in eine Offenstellung ohne Kon­ takt mit dem jeweiligen Stamm verlagerbar und mit im Betrieb steuerbarem Anpreßdruck an den durchlaufenden Stamm andrückbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotorantrieb (5, 6, 7) für den Antrieb des Rotors (4) mit willkürlich verän­ derbarer Drehzahl eingerichtet ist.

6. Ringentrinder nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Überholkupplung (8, 9) zwischen dem Rotor (4) und dem Rotorantrieb (5, 6, 7).

7. Ringentrinder nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die auf die Schälwerkzeuge ausgeübte elastische Kraft und/oder die bewegungswirksame Masse von diesen im Stillstand des Rotors (4) veränderbar ist/sind.