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Entästungsmaschine
Die Erfindung betrifft eine Entästungsmaschine, bestehend aus einem Gestell und einem auf ihm drehbar angebrachten Entästungsorgan.
Es sind bereits verschiedene Ausführungen von Entrindungsmaschinen mit rotierenden Werkzeugen bekannt. Bei diesen bekannten Entrindungsmaschinen liegen jedoch die bearbeitenden Partien des rotierenden Organs so nahe aneinander, dass die Äste eines Baumes in die Zwischenräume zwischen diesen Partien unter keinen Umständen eindringen könnten. Die bisher bekannten, bei einer Schälmaschine verwendeten schneckenförmig ausgebildeten Werkzeuge sind so konstruiert, dass sie einzig und allein zum Schälen von Baumstämmen benutzt werden können. Für Entästungszwecke eignen sich die bisher bekannten Werkzeuge jedoch nicht.
Ziel der Erfindung ist es, eine Entästungsmaschine zu schaffen, die sich sowohl für ortsfesten als auch für mobilen Einsatz eignet und die beispielsweise auf einer Entästungsstation oder auf einem geländegängigen Fahrzeug im Zusammenhang mit oder nach dem Fällen in einem Fällgebiet verwendet werden kann.
Die erfindungsgemässe Entästungsmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass das Entästungsorgan zum Entfernen der Äste an seiner Peripherie rund um seine Welle schnecken- oder schraubenlinienförmig angeordnete, glatte oder gezahnte Schneiden od. dgl. aufweist, welche Schneiden, in einer Schnittebene durch die Welle des Entästungsorgans gesehen, im wesentlichen parallel zur Welle des Entästungsorgans gerichtet sind und in Beziehung zueinander Zwischenräume aufweisen, in die die Äste während des Entästungsvorganges in einer beträchtlichen Tiefe eindringen können, bevor sie von den Schneiden abgetrennt werden.
Gemäss einer vorzugsweisen Weiterbildung der Erfindung kann die radiale Tiefe der Zwischenräume zwischen den wirksamen Partien des Entästungsorgans, in die die Äste eindringen können, mindestens 50 mm, zweckmässig mindestens 75 mm und vorzugsweise mindestens 150 mm betragen, gerechnet von einer zu der durch die Welle des Entästungsorgans gehenden Ebene senkrechten Ebene durch die die Zwischenräume begrenzenden wirksamen Partien des Entästungsorgans. Damit wird eine störungsfreie Arbeitsweise erzielt und eine hohe Produktionsleistung der Maschine gewährleistet.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt : Fig. l eine Draufsicht auf eine Ausführungsform nach der Erfindung mit zwei parallel zueinander gelagerten Entästungsorganen, Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie 2-2 gemäss Fig. l, Fig. 3 in Vergrösserung die Ausbildung der das Entästen bewirkenden Partie in jedem der Entästungsorgane gemäss den Fig. l und 2 in einer Schnittebene 3-3 durch die Welle des betreffenden Entästungsorgans gesehen, Fig. 4 und 5 im Querschnitt bzw. in Draufsicht eine alternative Ausführungsform des Entästungsorgans sowie Anordnungen zum Wegführen der Zweige, Fig. 6 und 7 zwei alternative Ausführungsformen der das Entästen bewirkenden Schneiden in einer Schnittebene durch die Welle des Entästungsorgans gesehen, Fig.
8 in Draufsicht eine Ausführungsform eines Entästungsorgans mit auswechselbaren Teilen, die mit das Entästen bewirkenden Schneiden ausgebildet sind, Fig. 9 und 10 in Seitenansicht bzw. in Draufsicht eine fahrbare Entästungsmaschine nach der Erfindung, Fig. 11 im Querschnitt das Entästungsorgan gemäss den
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Fig. 9 und 10 mit Hilfsanordnungen. Fig. 12 im Querschnitt eine alternative Ausführungsform einer fahrbaren Entästungsmaschine mit Hilfsanordnungen und Fig. 13 eine Anordnung gemäss der Erfindung mit vier Entästungsorganen.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. l sind zwei Entästungsorgane parallel im Abstand zueinander angeordnet. Jedes Entästungsorgan schliesst eine sich in Schneckenform erstreckende, zweckmässig
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--12-- von- 5-- drehbaren Welle --3-- getragen wird. Die Wellen der beiden Entästungsorgane sind durch
Anordnung von Zahnrädern --8-- gegenläufig drehbar. Der Antrieb geschieht mittels einer Riemenscheibe --9-- auf der einen Welle von einer nicht dargestellten Antriebsquelle. Der zu entästende Stamm --13-- wird, wie in Fig. 2 dargestellt ist, in die Vertiefung zwischen den
Entästungsorganen gelegt.
Dadurch, dass die Entästungsorgane ein in Richtung ihrer Welle vorspringendes Teilstück-10-mit einer Kante, Zahnung oder Schneide --14-- aufweisen, werden die Zweige bei
Drehen der Entästungsorgane durch Schneid- oder Hauwirkung abgetrennt. Die Stützwand-6- hindert dabei den Stamm am axialen Verschieben. Gleichzeitig dreht sich der Stamm so, dass die Zweige rund um den Stamm abgetrennt werden, wobei dieser gegebenenfalls auf Stützorganen --11-- ruhen kann.
In den Fig. 4 bis 7 ist eine Ausführungsform mit einem schneckenförmigen Entästungsorgan gezeigt, von dessen Mitte die Schneckenschleife in der einen Richtung Rechts- und in der andern Richtung Linksgewinde hat. Hiedurch arbeiten die beim Entästen auftretenden Axialkräfte ganz oder teilweise einander entgegen, mit dem Ergebnis eines bedeutend reduzierten Axialdruckes gegen die Stützwand --6-- (s. Fig. l). Fig. 6 und 7 zeigen weitere Ausführungen der Arbeitskante des Entästungsorgans, deren scharfe oder leicht abgestumpfte Entästungsschneide mit Hartmetall--16 bzw. 17--belegt sein kann.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 4 und 5 sind an den Enden der Schnecke zwei Bleche-42zum Auswerfen der Äste und Zweige von der Maschine angeordnet. Durch die Anbringung des Troges (oder der Rinne)--43--unter der Schnecke werden sie nämlich in beiden Richtungen zu den Enden der Schnecke befördert und dort durch die Bleche--42--ausgeworfen. Die Schnecke muss deshalb eine solche Drehrichtung haben, dass die Zweige zu den Enden befördert werden und die Bleche --42-- bei der unteren Lage sich in Richtung zur Astabgabe der Maschine bewegen, gewöhnlich nach aussen von der einen Seite der Maschine. Die Entästungsmesser müssen in Transportrichtung der Schnecke gerichtet sein, und der V-förmige Teil--44--mit der Spitze in die Drehrichtung der Schnecke weisen.
Bei andern Ausführungsformen mit nur Rechts- oder Linksgewindeschnecken sind die Bleche --42-- an nur einem Ende der Schnecke, gegebenenfalls am Mittelstück der Schnecke, angeordnet. Es ist natürlich auch möglich, die Bleche zwischen jedem Gewinde, d. h. ein Paar oder mehr pro 3600 Gewinde anzuordnen. Bei letzterer Ausführung geschieht kein Sammeln der Äste und Zweige, sie werden vielmehr entlang der ganzen Länge der Schnecke ausgeworfen.
Vom Verschleissgesichtspunkt genügt es, die Entästungsschneide in einem Stück mit dem Schneckengewinde auszuführen. Fig. 8 zeigt, wie der Schneckenkörper-18-durch Bolzenverbände od. dgl. in den Bohrungen --20-- auswechselbare Entästungssegmente --19-- tragen kann. Diese Ausführung kann bei Einsatz der Maschine unter schwierigen Verhältnissen zweckmässig sein.
Die beschriebenen Ausführungsformen mit ihren Abwandlungen, z. B. mit gezahnten und/oder nicht zusammenhängenden Entästungsschneiden, mit veränderlicher Steigung und/oder mehreren Teilen mit Rechts- und Linksgewinde auf derselben Welle und/oder mit einem oder mehreren Eingängen der Schneckenschleife, können für verschiedene Ausführungsformen der für eine funktionstaugliche Entästungsmaschine erforderlichen übrigen Ausrüstung angewendet werden. Eine Ausführungsform einer solchen Maschine ist aus den Fig. 9, 10 und 11 ersichtlich.
Das Entästungsorgan ist mit-21-und seine Arbeitskante oder-schneide mit--22--bezeichnet. Das schneckenförmige Entästungsorgan --21-- hat Rechts- und Linksgewinde und wird über das Verbindungsstück-23-durch die Welle-24- getragen, die an jedem Ende in Lagern --25-- und gegebenenfalls im mittleren Stück in einem oder mehreren, nicht gezeigten Stützlagern ruht. Es können zwei oder mehr solche Entästungsorgane od. ähnl. im wesentlichen parallel miteinander angeordnet sein.
Die in den Fig. 9 bis 11 gezeigte Schnecke wird vom Nebenantrieb --27-- eines Schleppers --26-- über das Universalgelenk --28-- und den Riemenantrieb-29-zwischen der Antriebsscheibe --30-- und der auf der Welle-24montierten angetriebenen Scheibe --31-- angetrieben. Die Entästungseinheit wird von einem Rahmen --32-- getragen, der ausser den Stützwänden --33-- einen um eine Welle--34--klappbaren Tisch --35-- four Unterstützung des Stammes, Anpressen gegen die Entästungseinheit, Drehen während des Entästens und Wegführen des Stammes von der Maschine nach beendetem Entästen trägt.
Der Tisch
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- kann aus einer Anzahl Mitnehmermatten mit beispielsweise schräggestellten Winkel- oder Flacheisen --36-- bestehen, die für den Eingriff, z. B. Friktionseingriff, mit dem zu entästenden Baum ausgebildet sind und von Ketten --37-- getragen werden, die über Kettenräder-38-laufen und über die Welle --34-- auf dieselbe Weise wie die Welle --24-- angetrieben sein können. Das Entästen geht so vor sich, dass der Stamm oder Baum durch den vom Schlepper --26-- angetriebenen Greiflader - gehoben und in ungefähr horizontaler Lage in den Spalt zwischen den Mitnehmermatten und den Entästungsorganen abgelegt wird, worauf unmittelbar das Entästen einsetzt.
Wenn nach etwa 2 bis 5 sec das Entästen beendet ist, wird der Tisch so um die Welle --34-- abwärts geklappt, dass der Stock von der Mitnehmermatte nach aussen von der Maschine geführt wird, oder bei gegenläufiger Drehrichtung der Mitnehmermatte von ihr fällt oder rollt. Die Steuerung des Tisches--35--geschieht beispielsweise mittels hydraulischer Zylinder--40--. Vor dem Ablegen des nächsten Stammes wird der Tisch in Entästungslage zurückgeführt. Es ist jedoch nicht erforderlich, das vorerwähnte Schema exakt zu befolgen. Das Entästen eines Stammes kann auch beginnen, wenn der bereits entästete Stamm im Begriff ist, die Maschine zu verlassen, wie es auch möglich ist, mehrere Stämme gleichzeitig zu entästen, insbesondere Stämme mit geringen Abmessungen.
Die Bewegungen des Tisches --35-- lassen sich selbstverständlich mit Hilfe von Zeitrelais od. dgl. automatisieren.
Bei kleineren Stammabmessungen kann es vorkommen, dass der Stamm im Spalt zwischen der Schnecke und dem ihr nächstgelegenen Teil der Mitnehmermatte verbleibt, auch wenn letztere in die in den Fig. 11 und 12 gestrichelten Lagen ausgeklappt ist. Zwecks Beseitigung dieses Nachteiles ist im
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dass dieser aufwärts verlagert wird und einen eventuell verbliebenen Stamm beiseitehebt.
Zwecks Ausnutzung der vollen Maschinenkapazität können zwei oder mehr Greiflader-39-- angeordnet werden, die so automatisiert sein können, dass sie den Stamm selbsttätig auf zweckmässige Höhe heben, ihn in die richtige Lage oberhalb des Spaltes führen, in den Spalt ablassen und anschliessend in eine Lage ausserhalb der Maschine zurückkehren, um vom Maschinenwart von Hand zum nächsten zu entästenden Stamm gesteuert zu werden. Um zu verhüten, dass ein Greiflader warten muss, wenn beide gleichzeitig die Lage oberhalb des Spaltes erreichen sollten, kann der eine den Stamm auf die Arme - -53-- (s. Fig. 12) ablegen, die durch Schwenken in Pfeilrichtung mittels des hydraulischen Zylinders --54-- den Stamm im Spalt ablegen, wenn ein neuer Entästungsvorgang anlaufen kann.
Bei den Ausführungsformen gemäss den Fig. 9 bis 11 erfolgt das Entästen, wie aus den Zeichnungen hervorgeht, mittels eines schneckenförmigen Entästungsorgans. Bei Anordnung von zwei oder mehr derartigen Organen brauchen sie nicht, wie in Fig. 2 dargestellt, auf ungefähr derselben Höhe eingesetzt zu werden, sondern die Rotationswellen weiterer Entästungsorgane können in gerader Linie oder schräg oberhalb der untersten, beispielsweise wie in Fig. 12, liegen.
Bei einer solchen Ausführung bedarf es nicht der für verschiedene Stammabmessungen in Richtung der Pfeile verstellbaren Stützarme-41-. Ihre Funktion wird vom oberen Entästungsorgan oder von den oberen Entästungsorganen übernommen, die eventuell auf gleiche Weise, d. h. in Richtung der Pfeile in Fig. 11 oder in horizontaler oder schräg horizontaler Richtung, verstellbar sind. Der Abstand zwischen den Rotationswellen kann kleiner oder grösser sein als die beiden Radien zweier Entästungsorgane zusammen. Die Durchmesser der verschiedenen Entästungsorgane können gleich oder verschieden gross sein.
Mit den beschriebenen Entästungsorganen kann, wie bereits erwähnt, ein Schneid- und/oder Haueffekt bewirkt werden. Die Drehgeschwindigkeit des Entästungsorgans darf nicht zu niedrig sein. Für eine Schneckenlänge von etwa 7000 mm und einen Durchmesser von etwa 500 bis 700 mm hat sich eine Drehgeschwindigkeit von 500 bis 1000 Umdr/min als zweckmässig erwiesen, vorzugsweise von etwa 750 Umdr/min, auch wenn ausgezeichnete Ergebnisse bei ungefähr 500 und 600 Umdr/min erzielt wurden. Das Entästungsorgan kann bei den vorerwähnten Abmessungen zweckmässig ein Gewicht von 300 bis 900 kg, z. B. 450 bis 750 kg, und vorzugsweise von etwa 600 kg haben, was nur eine verhältnismässig niedrige Spitzenleistung des Antriebsmotors erforderlich macht, da die lebendige Kraft der Schnecke teilweise für das Entfernen der gröbsten Äste genutzt wird.
Das Gewicht muss jedoch auf das Gesamtgewicht der Maschine abgestimmt werden. Unter bestimmten Verhältnissen kann es deshalb zweckmässig sein, der Schnecke das niedrigstmögliche Gewicht zu geben.
Dank der sich daraus ergebenden leichten Beweglichkeit eignet sich die erfindungsgemässe Maschine nicht nur gut für Kahlschlag-, sondern auch für Durchforstungsfällungen. Die Maschine lässt sich in
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