DE68904560T2

DE68904560T2 - Forstwirtschaftliche vorrichtung.

Info

Publication number: DE68904560T2
Application number: DE1989604560
Authority: DE
Inventors: Pentti Vierikko
Original assignee: Erco Mek Oy AB
Current assignee: Timberjack AB
Priority date: 1988-06-22
Filing date: 1989-06-20
Publication date: 1993-08-19
Anticipated expiration: 2009-06-21
Also published as: DE68904560D1; NO170612B; NO905551L; NO905551D0; NO170612C; RU2043707C1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine forstwirtschaftliche Vorrichtung, die drehbar am Ende eines Kranauslegers aufgehängt und drehbar um ihren Aufhangeschaft angeordnet ist, und die zum Fällen eines Baumstammes sowie zum Zurichten und zum eventuellen Abtrennen des Baumstammes in horizontaler Lage dient. Die Vorrichtung besteht aus einem Aufhängearm, der im wesentlichen als umgekehrtes L ausgebildet ist, und einer Verarbeitungs-Einheit, welche drehbar am unteren Teil des Armes befestigt ist, wobei die Seite der Verarbeitungs-Einheit, welche vom Aufhängearm abgekehrt angeordnet ist, mit einem Ablängelement, mit zwei Gruppen von Zurichtelementen, welche mit Abstand voneinander angeordnet sind, und mit mindestens zwei Antriebsrollen versehen ist, welche gemeinsam Zusammenwirken, mit variablem, gegenseitigem Abstand angeordnet sind, und welche zwischen den genannten Gruppen von Zurichtelementen angeordnet sind.
Ein typisches Merkmal aller im stand der Technik bekannten Vorrichtungen der oben beschriebenen Art besteht darin, dass sie während der Fällbewegung derart angeordnet sind, dass sie nach vorne, in Richtung der Zurichtmesser schwenken, so dass die Verarbeitungs- Einheit in horizontaler Lage oberhalb des Baumstammes positioniert ist und an einem Stamm in erster Linie nur durch die Zurichtelemente oder -messer festhält. Um den Baumstamm möglichst an Ort und stelle zu halten, ist es dabei erforderlich, dass die Zurichtelemente in jeder Gruppe mittels sehr starkem Anpressdruck gegeneinander und somit gegen den Stamm gepresst werden, da die Antriebsrollen in dieser Position vertikal gerichtete Rotationsachsen aufweisen und jede von ihrer Seite gegen den Baumstamm drückt, wodurch sie zur Stützung des Baumstammes nicht wesentlich beitragen können. Dies hat zur Folge, dass die Reibungskraft, die von den Antriebsrollen überwunden werden muss, wenn sie den Baumstamm während dem Zurichten vorschieben, enorm hoch wird und dazu führt, dass die Zurichtmesser übermässig tief in das Holz des Baumstammes schneiden, während die Metallspitzen oder gleichermassen reibungsfördernden Elemente an den Antriebsrollen ebenfalls tiefe Wunden in das Holz des Baumstammes reissen. Daher geht ein beträchtlicher Anteil der obersten Holzschicht verloren. Da die Zurichtelemente in der Regel einen Baumstamm während des Zurichtens nicht in einer vollkommen stabilen Lage halten können, hat dies auch zur Folge, dass das Zuschneiden der Baumstämme in vorbestimmte Längen nicht mit Präzision erfolgt, sondern dass als Folge der Tatsache, dass der Betrieb der für diesen Zweck eingesetzten Messmittel stark gestört wird, wesentliche Abweichungen auftreten.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung aller oben genannten Probleme, was mit Hilfe einer forstwirtschaftlichen Vorrichtung erzielt wird, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Fällbewegung der Verarbeitungs-Einheit zur Seite hin in einer vertikalen Ebene erfolgt, so dass die Wellen der Antriebsrollen ihre im wesentlichen horizontale Lage während der ganzen Zeit aufrecht erhalten.
Weitere Merkmale der Erfindung sind aus den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 12 zu entnehmen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen genauer beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 ein Beispiel, wie die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Zwecke des Fällens an einem Baumstamm angreift;
Figur 2 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung in der Zuricht- und Ablängposition;
Figur 3 eine Seitenansicht der Vorrichtung, gesehen in der axialen Richtung der Antriebsrollen;
Figur 4 eine Draufsicht der Vorrichtung aus Figur 3;
Figur 5 ein weiteres Beispiel einer Ausführungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung zu Beginn des Fällens; und
Figur 6 das Hydraulikschema für die Antriebsrollen der Vorrichtung gemäss Figur 5.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist derart ausgeführt, dass sie drehbar am Ende eines Kranauslegers 1 aufgehängt und drehbar um ihren Aufhängeschaft angeordnet ist, vorzugsweise mittels eines hydraulischen Rotators 2, um die Vorrichtung in bezug auf den zu fällenden Baum in eine korrekte Lage zu bringen. Um für die Vorrichtung ein optimales Gleichgewicht zu gewährleisten, besteht sie aus einem Aufhängearm 3, der im wesentlichen als umgekehrtes L ausgebildet ist, wie am deutlichsten aus den Figuren 2 und 4 hervorgeht. Am unteren Teil des Aufhängearms 3 ist eine Verarbeitungs- Einheit 4 drehbar um eine Drehachse 12 angeordnet. Zwischen der Verarbeitungs-Einheit 4 und dem Aufhängearm 3 ist eine hydraulische Zylinder-Kolbenvorrichtung 5 gekoppelt, um die Fällbewegung der Vorrichtung zu erzeugen. An ihrer vom Aufhängearm 3 abgekehrten Seite ist die Verarbeitungs-Einheit 4 mit einem Ablängelement 6 versehen, welches ihrem unteren Ende benachbart angeordnet ist und in einer Ebene, die senkrecht zur Hauptachse der Verarbeitungs-Einheit 4 verläuft, betrieben wird. Entlang dieser Seite sind auch zwei Gruppen von Zurichtelementen 7, 8 vorgesehen, welche mit Abstand voneinander, auf einer Linie mit dem Ablängelement 6 angeordnet sind und deren Betriebsebenen parallel zu jener des Ablängelements 6 verlaufen. Eine Gruppe von Zurichtelementen 7 ist unmittelbar neben dem Ablängelement 6 angeordnet, die andere Gruppe von Zurichtelementen 8 befindet sich unmittelbar am oberen Ende der Verarbeitungs-Einheit 4. Zwischen den beiden Gruppen von Zurichtelementen 7, 8 befinden sich gemäss der Ausführung in den Figuren 1 bis 4 zwei Antriebsrollen 9, 10, welche gemeinsam zusammenwirken und mit variablem, gegenseitigem Abstand angeordnet sind. Um das Holz in vorbestimmten Längen abzuschneiden, kann die Verarbeitungs-Einheit auch mit einer Messvorrichtung 11 ausgestattet werden, welche während der Zuricht- und Abtrennphasen am Baumstamm anliegt. Das Ablängelement 6, die Zurichtelemente 7, 8 und die Antriebsrollen 9, 10 sind mit getrennten, vorzugsweise hydraulischen Antriebselementen 6a, 7a, 9b, 10b versehen, die beispielsweise über eine hydraulische Pumpe am Fahrzeug, beispielsweise einem Traktor für forstwirtschaftliche Zwecke, auf dem der Kranausleger 1 befestigt ist, angetrieben werden.
Das charakteristische Merkmal der erfindungsgemässen Vorrichtung besteht darin, dass die Fällbewegung der Verarbeitungs-Einheit 4 zur Seite hin um eine Drehachse 12 in einer vertikalen Ebene stattfindet, so dass die Wellen 9a, 10a der Antriebsrollen ihre im wesentlichen horizontale Lage während der ganzen Zeit aufrechterhalten, wobei ein gefällter Baum auf einer der Antriebsrollen 9 liegen bleibt, wie in Figur 2 dargestellt ist. Die Drehachse 12 ist zur Verarbeitungs-Einheit 4 gerichtet und darauf befestigt, so dass ein kleiner spitzer Winkel, von beispielsweise 15º, zwischen dem vertikalen Teil 3 des Aufhängearms 3 und der Hauptachse der Verarbeitungs-Einheit 4 gebildet wird. Der Vorteil der auf diese Weise schief positionierten Drehachse 12 besteht darin, dass dabei der horizontale Teil des Aufhängearms 3 mit dem Rotator 2 etwas hinter die obere Gruppe von Zurichtelementen 8 versetzt angeordnet wird, wenn sich die Vorrichtung in ihrer vertikalen Position oder Startposition befindet, was bedeutet, dass der Aufhängearm 3 während des Fällens eines Baumstammes keinen störenden Einfluss nimmt, und dass der Rotator 2 bei horizontaler Lage der Vorrichtung im wesentlichen in einer horizontalen Ebene angeordnet ist, welche durch den gemeinsamen Schwerpunkt der Vorrichtung und des Baumstammes verläuft, welcher auf der Antriebsrolle 9 aufliegt, wie in Figur 4 durch eine strichlierte Linie dargestellt ist. Da der Baumstamm hauptsächlich auf der unteren Antriebsrolle 9 aufliegt, die, gemeinsam mit der oberen Antriebsrolle 10, auch für den Transport des Baumstammes durch die Vorrichtung während der Zurichtphase sorgt, entsteht zwischen den Zurichtelementen 7, 8 und dem Baumstamm aufgrund des Gewichtes des Baumstammes und der Klemmwirkung der Zurichtelemente 7, 8 in bezug auf den Baumstamm keine erhöhte Reibung. Der Grund dafür besteht darin, dass die Zurichtelemente 7, 8 den Baumstamm nur ganz locker umgeben.
Die untere Antriebsrolle 9 ist bei horizontaler Lage der Vorrichtung vorzugsweise stationär an der Verarbeitungs-Einheit 4 angeordnet, um für einen optimalen, stabilen Antrieb zu sorgen, während die obere Antriebswelle 10 an einem Arm 14 angeordnet ist, der mit Hilfe einer hydraulischen Zylinder-Kolbenanordnung 13 schwenkbar ist. Wenn die Vorrichtung an einem Baum angelegt werden soll, wird die Antriebsrolle 10 mit Hilfe einer hydraulischen Zylinder-Kolbenanordnung 13 in ihren maximalen Abstand von der Antriebsrolle 9 geschoben. Bei diesem Arbeitsvorgang wurden die Zurichtelemente 7, 8 in den beiden Gruppen ebenfalls in ihre maximale Öffnungslage gebracht. Nachdem die Vorrichtung korrekt an dem Baumstamm angelegt ist, werden die Zurichtelemente 7, 8 in die Arbeitsposition gebracht, so dass sie den Baumstamm umfassen, während die Antriebsrolle 10 mit Hilfe der Zylinder-Kolbenanordnung 13 gegen den Baumstamm gedrückt wird, der sich zu diesem Zeitpunkt zwischen den beiden Antriebsrollen 9, 10 befindet. Auf diese Weise wird für die beste und gleichzeitig am wenigsten zerstörerisch wirkende Kraftübertragung zwischen den Antriebsrollen 9, 10 und dem Baumstamm während der Zuricht- und Abtrennphasen gesorgt, welche auf das Fällen folgen.
Um den Schaden, welcher am Baumstamm entsteht, wenn der Stamm in der Zurichtphase durch die Vorrichtung transportiert wird, auf ein Mindestmass zu begrenzen, sollten die Hydromotoren beider Antriebsrollen vorzugsweise in Serie verbunden und ausserdem so dimensioniert sein, dass sie mit demselben Flüssigkeitsfluss für jede der Antriebsrollen 9 und 10 die exakt gleiche Umfangsgeschwindigkeit bereitstellen. Die Verbindung in Serie gewährleistet daher, dass die Geschwindigkeiten der beiden Antriebsrollen 9, 10 stets völlig synchronisiert sind, und zwar unabhängig von äusseren Einwirkungen.
Um ein unbeabsichtigtes Verschwenken der Vorrichtung am Gelenkstoss zwischen dem Kranausleger 1 und dem Rotator 2 zu verhindern und um eine Anwendung der Vorrichtung trotz vorhandener Äste am Baumstamm zu erleichtern, kann eine zusätzliche hydraulische, Schwenkbare Zylinder-Kolbenvorrichtung 15 entsprechend über dem Gelenkstoss angeordnet werden, wobei diese Vorrichtung auf die Schwenkbewegung am Gelenkstoss in seiner freistehenden Position eine dämpfende Wirkung ausübt, während die Vorrichtung im aktivierten Zustand den Gelenkstoss in eine gewünschte schräge Lage versetzt und dort verriegelt.
Gemäss der bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist diese mit zwei stationären, gleich grossen Antriebsrollen 9 versehen, die nacheinander angeordnet sind, einem Baumstamm, der nach dem Fällen auf diesen Rollen 9 liegen soll, und der Antriebsrolle 10, die auf dem Schwenkarm 14 gelagert ist, wobei sie so angeordnet ist, dass sie auf der Oberseite des Baumstammes an einem Punkt zwischen den Berührungspunkten der beiden unteren Antriebsrollen 9 anliegt, so dass eine sehr stabile Fixierung und ein zuverlässiger Transport des Baumstammes und folglich eine optimal einheitliche Beschickung der Zurichtelemente 7, 8 während der Zurichtphase erzielt werden.
Die drei Antriebsrollen 9, 10 der Vorrichtung werden durch Hydromotoren geeignet angetrieben, wobei der Hydromotor 10b der Antriebsrolle 10, welche auf dem Schwenkarm 14 befestigt ist, mit dem Hydromotor 9b einer der stationären Antriebsrollen 9 in Serie verbunden ist, und der Hydromotor 9b der anderen stationären Antriebsrolle 9 parallel mit den Hydromotoren 9b und 10b der anderen beiden Antriebsrollen 9 und 10 verbunden ist, während die beiden stationären Antriebsrollen 9 mit Hilfe einer Endloskette 19 zusammengekuppelt werden. Mit Hilfe dieser Anordnung wird gewährleistet, dass sich alle Antriebsrollen mit exakt derselben Umfangsgeschwindigkeit drehen.
Insbesondere wenn die Vorrichtung montiert ist, beispielsweise auf einem leichten bis mittelschweren Traktor für forstwirtschaftliche Zwecke, geschieht es häufig, dass die Kraft am Kranausleger, wenn sich dieser in seiner extremen Lage befindet, nicht ausreicht, um eine entsprechende Hubkraft für eine Fällbewegung zu erzeugen. Um dieses Problem zu beheben, ist an der Unterseite der Verarbeitungs-Einheit 4 eine Fäll-Klappe 17 angeordnet, auf welche eine hydraulische Zylinder-Kolbenvorrichtung 16 einwirkt, und die drehbar um eine Welle 18 befestigt ist, wobei diese Welle parallel zu den Wellen 9a, 10a der Antriebsrollen angeordnet und im wesentlichen in einer Linie mit den Wellen 9a der beiden stationären Antriebsrollen 9 plaziert ist, während der hydraulische Zylinder 16 am gegenüberliegenden Ende der Verarbeitungs-Einheit 4 angeordnet ist. Die Unterseite der Fäll-Klappe 17 kann entsprechend mit einem Laufrad versehen werden, um das Heranziehen eines schweren Baumstammes näher zum Fahrzeug zu erleichtern.
Der Betrieb der erfindungsgemässen Vorrichtung verläuft, wie folgt:
Die Vorrichtung wird in die vertikale Lage gebracht und mit offenen Zurichtelementen 7, 8 und mit nach aussen geklappten Antriebsrollen 9, 10 an den unteren Teil eines Baumstammes angelegt, woraufhin die Gruppen von Zurichtelementen 7, 8 um den Baumstamm geschlossen und die Antriebsrollen 9, 10 gegen den Stamm gedrückt werden, wie auch das Ablängelement 6 aktiviert wird, so dass der Stamm an der Wurzel abgeschnitten wird. Im letzten Schneidestadium werden die fällende Zylinder-Kolbenvorrichtung 5 und gegebenenfalls die Zylinder-Kolbenvorrichtung 16 aktiviert, so dass der Baum in die Fällrichtung der Vorrichtung gefällt wird und der untere Teil des Baumstammes auf der bzw. den stationären Antriebsrolle(n) 9 der Vorrichtung liegen bleibt. Das Zurichten beginnt damit, dass die Hydromotoren 9b und 10b der Antriebsrollen 9, 10 aktiviert werden und den Baumstamm in der Längsrichtung durch die Vorrichtung schieben, wobei die Zurichtelemente 8 den Stamm grob zurichten und die Zurichtelemente 7 den "Feinschliff" durchführen. Beim Schieben des Baumstammes durch die Vorrichtung zeichnet eine Messvorrichtung 11 die Länge auf, die durchgeschoben wurde, und erteilt dem Ablängelement 6 einen Startimpuls, sobald eine zuvor eingestellte Länge durchgeschoben wurde. Nach dem Ablängen wird das Zurichten der nächstfolgenden Länge begonnen, und diese Arbeitsschritte werden so lange wiederholt, bis der Baumstamm zur Gänze zugerichtet und in die gewünschten Längen geschnitten wurde.

Claims

1. Forstwirtschaftliche Vorrichtung, die drehbar am Ende eines Kranauslagers (1) aufgehängt ist und drehbar um ihren Aufhängeschaft angeordnet ist, zum Fällen eines Baumstammes und zum Zurichten und möglicherweise Abtrennen des Baumstammes in der horizontalen Lage, mit einem Aufhängearm (3) , der im wesentlichen als umgekehrter L ausgebildet ist und eine Verarbeitungs-Einheit (4), welche drehbar am unteren Ende des Armes befestigt ist, wobei die Seite der Verarbeitungs-Einheit (4), welche vom Aufhängearm (3) abgekehrt angeordnet ist, mit einem Ablängelement (6) versehen ist, mit zwei Gruppen von Zurichtelementen (7, 8), welche mit Abstand voneinander angeordnet sind und mit mindestens zwei Antriebsrollen (9, 10) , welche gemeinsam zusammenwirken, mit variablem, gegenseitigem Abstand und welche zwischen den genannten Gruppen von Zurichtelementen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Fällbewegung der Verarbeitungs-Einheit (4) zur Seite hin in einer vertikalen Ebene stattfindet, so dass die Wellen (9a, 10a) der Antriebsrollen ihre, im wesentlichen horizontale Lage während der ganzen Zeit aufrecht erhalten.

2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit zwei Antriebsrollen (9, 10) versehen ist, welche derart angeordnet sind, dass sie von gegenüberliegenden Seiten am Baumstamm anliegen.

3. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsrollen (9, 10) durch Hydromotoren (9b, 10b) angetrieben werden, welche in Serie miteinander verbunden sind.

4. Vorrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsrolle (9) , welche während einer Fällbewegung derart angeordnet ist, um gegen die untere Seite eines Baumstammes anzuliegen, stationär auf der Verarbeitungs-Einheit (4) befestigt ist und die Antriebsrolle (10), welche derart angeordnet ist, um gegen die obere Seite des Baumstammes anzuliegen, an einem Arm (14) befestigt ist, der mit Hilfe einer hydraulischen Zylinder-Kolbenanordnung (13) schwenkbar ist.

5. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit zwei Antriebsrollen (9) versehen ist, welche stationär eine nach der anderen auf der Verarbeitungs-Einheit (4) befestigt sind, wobei die Rollen (9) so angeordnet sind, dass sie am Baumstamm in der Fäll-Richtung der Vorrichtung anliegen, wobei eine Antriebsrolle (10) an einem Arm (14) befestigt ist, der mit Hilfe einer hydraulischen Zylinder-Kolbenanordnung (13) schwenkbar ist und die Antriebsrolle (10) so angeordnet ist, dass sie an der gegenüberliegenden Seite des Baumstammes an einem Punkt zwischen den Kontaktpunkten der beiden stationären Antriebsrollen (9) anliegt.

6. Vorrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsrollen (9, 10) durch Hydromotoren angetrieben werden, wobei der Hydromotor (10b) der Antriebsrolle (10), der auf dem Schwenkarm (14) befestigt ist, in Serie mit dem Hydromotor (9b) einer der stationären Antriebsrollen (9) verbunden ist, und der Hydromotor (9b) der anderen stationären Antriebsrolle (9) parallel mit den Hydromotoren (9b, 10b) der anderen beiden Antriebsrollen (9, 10) verbunden ist, gleichzeitig wenn die heiden stationären Antriebsrollen (9) mit Hilfe einer endlosen Kette (19) zusammengekuppelt werden.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fällbewegung der Verarbeitungs-Einheit um eine Drehachse (12) stattfindet, welche gegen die Verarbeitungs-Einheit (4) gerichtet ist und am unteren Ende des Aufhängearms (3) angeordnet und auf der Verarbeitungs-Einheit (4) in solcher Weise befestigt ist, dass in der Startposition der Vorrichtung ein kleiner spitzer Winkel zwischen dem vertikalen Teil des Aufhängearms (3) und der Hauptachse der Verarbeitungs-Einheit (4) gebildet wird.

8. Vorrichtung nach patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fällbewegung der Vorrichtung mit Hilfe einer hydraulischen Zylinder-Kolbenvorrichtung (5) erzeugt wird, welche zwischen die Verarbeitungs-Einheit (4) und den Aufhängearm (3) gekoppelt ist.

9. Vorrichtung nach einem der patentansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fäll-Klappe (17), auf welche eine Zylinder-Kolbenvorrichtung (16) wirkt, drehbar um eine Welle (18) montiert ist, welche an der Unterseite der Verarbeitungs-Einheit (4) befestigt ist, wobei diese Welle parallel zu den Wellen der Antriebsrollen (9, 10) ist.

10. Vorrichtung nach einem der patentansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungs-Einheit (4) mit einer Messvorrichtung (11) zur Einstellung der gewünschten Schneidlänge versehen ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotation der Vorrichtung um ihre Aufhängewelle mit Hilfe eines hydraulischen Rotators (2) stattfindet.

12. Vorrichtung nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel zwischen dem Kranausleger (1) und dem Aufhängearm (3) mit Hilfe einer hydraulischen Zylinder-Kolbenvorrichtung (15) einstellbar ist.