DE3623098C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Verfahren dieser Art sind bekannt.

Bei den bekannten Verfahren wird der Rotor im wesentlichen mit konstanter Drehzahl, die sich allenfalls unter der un­ terschiedlichen Belastung des Rotors durch unterschiedliche Baumstämme 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.

Aus der DE-PS 9 70 723 ist es auch bereits bekannt, den Anpreßdruck der Schälwerkzeuge mittels Fliehkraft über die Rotordrehzahl zu steuern. Zu diesem Zweck sind gemäß der DE-AS 9 70 723 die Schälwerkzeuge auf der von ihnen abgewendeten Seite eines Schwenklagers, auf dem sie am Rotor drehbar gehalten sind, mit einem ihnen gegenüber abgewinkelten Hebelarm versehen, der in der Nähe seines freien Endes ein Fliehgewicht trägt. Diese Anordnung bewirkt, daß der Anpreßdruck der Schälwerkzeuge durch die Zentrifugalkraft der Fliehgewichte bei Erhöhung der Rotordrehzahl vergrößert wird. Die eigens vorgesehenen Fliehgewichte vergrößern die sich unter den Reaktionskräften vom Baumstamm bewegende Masse, und damit deren Trägheit. Dies ist sehr nachteilig, da die Schälwerkzeuge den Unregelmäßigkeiten der Stammoberfläche in gewünschter Weise um so besser folgen können, je kleiner ihre Massenträgheit ist, so daß die Entwicklungslinie des Standes der Technik in Abkehr von der DE-PS 9 70 723 zu den bekannten gattungsgemäßen Verfahren, die den Einsatz einer elastische Vorspannkraft vorsehen, geführt hat.

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 Kennzeichnungsteil 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 ausschließlich über die Rotordrehzahl bewerkstelligt, wobei die die Schälwerkzeuge auswärts beaufschlagende Zentrifugalkraft im Schälbetrieb durch entsprechende Einstellung der Rotordrehzahl auf einem solchen Wert gehalten wird, daß ihre Wirkung in Öffnungsrichtung auf die Werkzeuge auch in der der Vorschubmittelachse am weitesten angenäherten 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 beaufschlagende resultierende Kraft ein mehr oder minder großer, ggf. wegabhängiger Wert und damit ggf. eine unterschiedliche 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 Baumstamm 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 werden.

Außer der Steuerung des Anpreßdruckes im Schälbetrieb ge­ stattet das erfindungsgemäße Verfahren auch das vollständige gekennzeichnete Abstimmung zwischen der Masse der Schälwerk­ zeuge und der vorgesehenen Höchstdrehzahl das vollständige Öffnen der Schälwerkzeuge durch Beschleunigen des Rotors auf eine Drehzahl, in der die Zentrifugalkraft der Schälwerkzeuge die elastische Vorspannkraft überwiegt.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich ebenso funktions­ tüchtig durchführen wie die bekannte gattungsgemäßen 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.

Durch die Maßnahme gemäß Anspruch 2 erhält man wegen der quadratischen Abhängigkeit der Zentrifugalkraft von der Drehzahl eine schärfere Eingriffgröße. Die Maßnahme gemäß Anspruch 3 erleichtert auf einfache Weise das Einlaufen des Baumstammes in den Ringentrinder und das präzise Einsetzen des Schälvorgangs erheblich. Beim Einlaufen eines Baumstammes in einen Ringentrinder klettern die zunächst voll geschlossenen Schälwerkzeuge an der voreilenden Stirnseite des Baumstammes bis zum Umfang hoch und sollen dann sofort, nachdem sie an dessen Umfang angekommen sind, mit dem richtigen Anpreßdruck entlang des Umfanges weiterarbeiten. In Verbindung mit den bekannten gattungsgemäßen Verfahren wurde hierfür die Annäherung der einzelnen Baumstämme an den Ringentrinder sowie der an der voreilenden Stirnseite vorhandene Durchmesser der einzelnen Baumstämme genau vermessen und abhängig hiervon die elastische Kraft gesteuert. Dies erforderte einen hohen Bauaufwand, wobei jedoch das Ergebnis unbefriedigend blieb. Mit der Maßnahme gemäß Anspruch 3 wird erreicht, daß nach dem Hochfahren des Rotors auf die erhöhte Drehzahl, d. h. nach einem einfachen externen Eingriff, der zwischen dem Auslaufen eines vorhergehenden Baumstammes und dem Einlaufen des nächsten Baumstammes vorgenommen werden kann und damit nicht zeitkritisch ist, der Arbeitsvorgang des Hochkletterns der Werkzeuge mit zeitrichtig anschließendem Übergang zum Schälbetrieb selbsttätig dadurch abläuft, daß die kaum noch in Richtung zur Vorschubmittellinie hin belasteten Werkzeuge praktisch mühelos nach außen ausweichen können, sobald sie mit dem Baumstamm in Kontakt treten, dabei aber fortschreitend auf ihrem Weg nach außen durch den Kontakt mit Stammende abgebremst werden, um schließlich vom Rotorantrieb mit den über dessen vorgegebene Antriebsdrehzahl gesteuerten Anpreßdruck für den Schälvorgang unmittelbar bei Erreichen des Stammumfangs weiterzuarbeiten, weil der Rotor dann infolge seiner Abbremsung vom Antrieb eingeholt worden ist.

Dieser bisher nur mit einem hohen Steuerungsaufwand und trotzdem nur unvollkommen erreichbare Vorgang ist nun 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 4 und 5 haben einen Ringentrinder zum Durchführen des Verfahrens gemäß den Patentansprüchen 1 bis 3 zum Gegenstand.

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

Fig. 1 einen Ringentrinder zur Durch­ führung des 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 Baumstamm 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 Baumstamm 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 Baumstämmen 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 schubmittelachse M reicht. Die ringeinwärtigen Enden der Schälwerkzeuge 11 bilden deren Angriffsstellen am Baumstamm 2, die die Rinde und schärfere Unebenheiten vom Baumstamm 2 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 Baumstamm 2 zu schwenken trachtet, so daß die Schäl­ werkzeuge 11 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 11 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 17 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 Vorrichtung wird in der nachstehend geschilderten Weise 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 Baumstamm 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 Baumstamm 2 auswärts abheben möchte, so daß sich das von den Schälwerkzeugen 11 auf den Baumstamm 2 ausgeübte resultierende Schälmoment M _e zu

ergibt.

Der Druck in den Druckzylindern 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 Baumstamm zu Baumstamm bzw. von Stammabschnitt zu Stammabschnitt entsprechend den Gegeben­ heiten des jeweiligen Baumstammes 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 Rotordrehzahl wird im Bedarfsfalle ggf. ausgehend von einer veränderbaren Grund-Drehzahl proportional zur Vorschubgeschwindigkeit ge­ steuert, um eine schärfere Eingriffgröße zu erhalten.

Wenn ein vorhergehender Baumstamm 2 den Rotor 4 verlassen hat, wird vor dem Einlaufen des nächsten Baumstammes 2 der Rotor 4 zunächst auf eine Drehzahl hochgefahren, bei der die Anpreßkraft erheblich geringer ist als die für den Schälvorgang vorgesehene. Sobald dies geschehen ist und noch bevor der nächste Baumstamm 2 in den Rotor 4 bzw. die Schälwerkzeuge 11 eintritt, wird der Rotorantrieb 5, 6, 7 soweit abgebremst, daß er den Rotor 4 mit einer Drehzahl innerhalb des für den Schälvorgang vorgesehenen Bereiches weitertreiben würde. Die eingebaute Überhol- oder Freilaufkupplung ermöglicht es jedoch dem Rotor 4, im Freilauf mit der höheren Drehzahl weiterzulaufen, sodaß nur noch ein sehr kleines Schälmoment M _e die Schälwerkzeuge 11 zum Baumstamm 2 hin belastet. Wegen dieses kleinen Schälmoments M _e können sich die Schälwerkzeuge 11 sehr rasch und ohne Ausübung eines über­ mäßigen Stoßes zum Umfang am einlaufseitigen Stammende be­ wegen, wobei allerdings der Rotor 4 beim Hochklettern der Schäl­ werkzeuge 11 an der Stirnseite des einlaufenden Baumstammes 2 noch bevor die Schälwerkzeuge 11 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 Baumstamm 2 an, so daß ein sanfter Einlauf eines jeden Baumstammes 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 Durchmesser des Stamm-Durchlaßringes 1 oder etwas darüber hinaus erfordern. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn durch abgetrennte Rinde eine Verstopfung der Schälwerkzeuge 11 droht. Dieses voll­ ständige Öffnen der Schälwerkzeuge 11 wird dadurch erreicht, daß der Rotor 4 auf Höchstdrehzahl hochgefahren wird, bei der das Moment M _z aus der Zentrifugalkraft das Moment M _a aus der elastischen Kraft überwiegt und so ein gegenüber dem Schälbetrieb negatives Schälmoment M _e entsteht, unter dem sich die Schälwerkzeuge 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 (5)

1. Verfahren zum Entrinden von Baumstämmen mittels eines Ringentrinders, der einen in Vorschubrichtung der Baumstämme feststehenden, hierzu senkrecht gehaltenen ringförmigen Rotor aufweist, dessen zentrale Öffnung die Baumstämme durchlaufen und der mit beweglichen Schälwerkzeugen besetzt ist, die aus einer Stellung, in der sich ihre Angriffsstellen nahe bei der Vorschubmittelachse befinden, in Richtung von dieser weg gegen eine der Zentrifugalkraft entgegenwirkende, diese im Schälbetrieb übersteigende, von einer elastischen Vorspannkraft erzeugte Kraft in eine Offenstellung ohne Kontakt mit dem jeweiligen Baumstamm verlagerbar und mit im Betriebe steuerbarem Anpreßdruck an den durchlaufenden Baumstamm andrückbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die die Schälwerkzeuge (11) beaufschlagende, die maximale Anpreßkraft ergebende, elastische Vorspannkraft im Stillstand des Rotors (4) eingestellt und während des Schälbetriebs beibehalten wird, und daß die Anpreßkraft der Schälwerkzeuge (11) über deren Zentrifugalkraft in Abhängigkeit von der Rotordrehzahl vermindert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Rotors (4) für den Schälvorgang proportional zur Vorschubgeschwindigkeit des jeweiligen Baumstammes (2) gesteuert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einlaufen eines Baumstammes (2) in den Rotor (4)

• a) der Rotor (4) auf eine Drehzahl hochgefahren wird, bei der der Anpreßdruck kleiner als für den Schälvorgang vorgesehen ist, und
• b) dann der Motorantrieb (5, 6, 7) des im Freilauf weiterlaufenden Rotors (4) so weit abgebremst wird, daß er den Rotor (4) nach dem Einholen mit einer Drehzahl innerhalb des für den Schälvorgang vorgesehenen Drehzahlbereiches weitertreibt.

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

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