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Entrindungsmaschine mit hohlem Entrindungskopf In den letzten Jahren
wurden eine Anzahl Entrindungsmaschinen zum Entrinden von Baumstämmen nach der Art
mit hohlem umlaufendem Entrindungskopf konstruiert. Diese Maschinen kennzeichnen
sich dadurch, daß die Baumstämme ohne Drehung in der Maschine vorwärts geschoben
werden, und zwar ein Baumstamm nach dem anderen in einer geraden Linie, während
eine Anzahl Werkzeuge an dem um-laufenden Entrindungskopf,' der die Baumstämme umschließt,
nachgiebig gegen die Baumstämme mit einer Kraft gepreßt werden, daß die Rinde durch
eine Seher- bzw. Kratzwirkung in Schraubenform entfernt wird. Die elastische Kraft,
die die Entrindungswerkzeuge gegen die Baumstämme drückt, wurde bei den bekannten
Maschinen mittels Druckluft, Fliehkraftgewichten oder Stahlfedern erzeugt.
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Die Erfindung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß zur
Betätigung bzw. Anlage des Werkzeuges, welches durch einen schwenkbaren Arm getragen
wird, ein festes elastisches Material von hoher Schwingungsdämpfung verwendet wird.
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Die nachgiebige elastische Kraft wird durch Beanspruchung des elastischen
Materials auf Zug und/oder Scherung erzeugt, wobei vorzugsweise mit schwarzem Kohlenstoff
behandelter Naturgummi
zu verwenden ist. Hierdurch wird eine bessere
Anpassung der Werkzeuge an den zu entrindenden Baumstamm erreicht, a'ls wenn Luftdruck
oder StaIhlfedern verwendet werden. Dabei wird nämlich die Möglichkeit von Undichtigkeiten
und die Notwendigkeit, einen Ausgleich hierfür zu schaffen, vermieden. Im Vergleich
zu Stahlfedern hat der Gummi eine verhältnismäßig große Schwingungsdämpfwirkung,
durch die die schädlichen Erschütterungen bei einer Feder vermieden werden. Bewegt
sich das Werkzeug über eine unregelmäßige Stammfläche, so neigen Stahlfedern dazu,
in der Längsrichtung und in der Querrichtung Schwingungen auszuführen. Dieses tritt
bei der Verwendung von Gummi -nicht auf. Er wirkt weich, und die Schwingungen der
Werkzeuge, die auf ungeregelmäßiger Stammoberfläche arbeiten, werden nicht auf den
Werkzeughalter übertragen. Die Betätigung des Werkzeuges durch Gummiteile ist außerordentlich
weich, und das ist insbesondere im Vergleich- mit Maschinen mit Fliehkraftgewichten
zur Betätigung der Werkzeuge der Fall. Die Maschine kann deswegen leichter gebaut
werden, da es nicht notwendig ist, die gleiche Aufmerksamkeit auf Ermüdungsbeanspruchungen
zu richten wie bei Maschinen mit andersartiger Werkzeugbetätigung. Infolge des leichten
Gewichtes des Gummis selbst im Verhältnis zur Anlagekraft des Werkzeuges, seines
verhältnismäßig kleinen Unterbringungsraumes und der indirekten Abnähme des Gewichtes
dadurch, daß die Konstruktion leichter sein kann, ist es möglich, eine Maschine
mit einem sehr geringen Gewicht herzustellen.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigt Fig. i eine Entrindungsmaschine in. der Richtung der anzulegenden Baumstämme
gesehen; der Werkzeugandruck erfolgt mittels eines Gummibandes; Fig. 2 zeigt die
Entrindungsmaschine senkrecht zur Bewegungsrichtung der Baumstämme; Fig.3 zeigt
eine Entrindungsmaschine mit schwenkbar angeordneten Entrindungswerkzeugen in Richtung
des Vorschubes der Baumstämme gesehen; der Werkzeugandruck wird bei dieser Ausführungsform
mittels Gummibüchsen bewirkt; Fig.4 zeigt eine Einzelheit einer Einrichtung gemäß
Fig. 3, senkrecht zur Vorschubrichtung gesehen; Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform
mit zwei Gummibüchsen in paralleler Anordnung; Fig. 6 ist ein Querschnitt nach Linie
6-6 in Fig. 5 ; Fig. 7 ist ein Querschnitt nach Linie 7-7 in Fig. 5 ; Fig. 8 zeigt
ein Rohrteil mit einem Gummiteil, welches von innen nach außen. im Querschnitt beträchtlich
vermindert ist; Fig. 9 zeigt -eine weitere Ausführungsform eines Gummiteils, durch
welches das Werkzeug angespannt wird.
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In Fig. i,und 2 besteht der Entrindungskopf aus einem .hohlen Ring
bzw. Rotor, der' drehbar in dem feststehenden Rahmen 12 mittels eines Rahmens 14
gelagert ist. Die Drehbewegung des Rotors io wird durch Keilriemen 16 bewirkt. Durch
die Mitte des Rotors werden Baumstämme 18 in gerader Linie durch irgendeine bekannte
V orschubvorrichtung hindurchgeführt. In dem Rotor sind z. B. drei Entrindungswerkzeuge
angeordnet, die durch schwenkbare Arme getragen werden. Diese Werkzeuge können von
jeder Art sein, vorzugsweise derart, daß sie die Rinde mittels einer Scher- bzw.
Kratzwirkung _entfernen. Die schwenkbaren Arme sind an dem das Werkzeug tragenden
Ende so ausgebildet, daß die. Werkzeuge sich auf die Stammoberfläche selbsttätig
auflegen, wenn die Stämme gegen die Werkzeugarme vorgeschoben werden, ohne daß die
Andruckkraft abgestellt werden muß. Die Wellen 2o der Arme sind in Lagern 22 gelagert,
die in dem Rotor 1o sitzen. Sie sind mit Hebeln 24 verbunden, in deren äußeren Enden
ein Halter 26 für ein oder mehrere schlaufenförmige Gummiteile 28 vorgesehen ist.
Der Halter ist vorzugsweise auf einem Nadellager 27 gelagert, damit der Gummi nicht
durch Gleiten abgenutzt wird, wenn die schwenkbaren Arme und ebenso die Halter verschwenkt
werden. _ Der Schwenkwinkel des Armes beträgt etwa 3o bis 40°. Der Hebel 24 wird
in einem Winkel zur A:-_tionslinie der Zugkraft des Gummis, der etwa 7o bis 9o°
beträgt, angeordnet, wenn das Werkzeug die innerste Stellung einnimmt. Wird das
Werkzeug von dem minimalen zum maximalen Stammdurchmesser verschwenkt, wird das
Anwachsen der Zugkraft des Gummis hierbei durch die Abnahme des wirksamen Hebelarmes
ausgeglichen, d.h. der senkrechten Entfernung zwischen der Aktionslinie der Zugkraft
und der Welle des schwenkbaren Armes. Hierdurch wird eine geringere Gummilänge erforderlich,
um die Betätigungskraft inner!ha'lb zulässiger Grenzen bei der äußeren und inneren
Stellung des Werkzeuges zu halten, als es der Fall ist, wenn die Bewegung des Hebels
symmetrisch in bezug auf die Senkrechte von der Aktionslinie, die durch die Welle
hindurchgeht, ausgebildet ist. Die besten Verhältnisse werden erreicht, wenn der
Hebel einen Winkel von etwa 4o bis 5o° zu der Aktionslinie der Zugkraft einnimmt;
sofern das Werkzeug in er obersten Stellung ist. Das Gummiteil 28 ist an
seinem äußeren Ende mit einem Gegenhalter 30 verbunden, der mittels einer
Schraube 32 in bezug auf den Rotor io verstellbar ist. Dadurch 'kann die Betätigungskraft,
die auf das Entrindungswerkzeug übertragen wird, verändert werden, um sie jeglichen
Entrindungsbedingungen anzupassen. Es kann von Vorteil sein, diese Anpassung dadurch
zu erzeugen, daß der Halter 26 auf die Schwenkwelle 2o zu oder von ihr !hinweg verstellt
wird, z. B. durch Auswechslung des Hebels. Ein anderer Weg zur Anpassung, der mit
dem beschriebenen auch verbunden werden kann, besteht darin, daß Gummizüge 28 weggenommen
oder hinzugefügt werden. Es kann indessen auch die Qualität des Gummis in bezug
auf seine Elastizität verändert werden. Die Bewegung
des schwenkbaren
Armes gegen die Rotationsachse 34 des Rotors wird durch Anschläge 36 beschränkt,
di-e vorzugsweise mit Gummipolstern versehen sind, gegen die zwei an den Wellen
2o vorgesehene Hebel 38 anschlagen. Die Veränderung der Zugkraft der Gummiteile
28 wird in der Fig. i dadurch bewirkt, daß die Schraube 32 durch Drehung
des Schneckenrades 40 verstellt wird, .durch dessen mit Gewinde versehene Mitte
die Schraube hindurchtritt. Das Schneckenrad selbst wird durch eine Schnecke 42
angetrieben. Diese kann durch einen Schlüssel in einem Schlüsselvierkant 44 betätigt
werden. Bei einer Entrindungsmaschine, die für Stämme von etwa 5 bis 40 cm Durchmesser
geeignet sein soll, sind für jedes Werkzeug drei Gummiringe mit je einem Querschnitt
von 2 cm2 erforderlich. Die wirksame Länge des Gummis in ungestrecktem Zustand ist
8o mm. Das Gewicht der Gummiteile zum Einspannen beträgt etwa 0,35 kg. Der
Elastizitätsmodul des Gummis ist 16 kg/cm2. Als Vergleich sei angeführt, daß das
Gewicht entsprechender Stahlfedern etwa 15 kg beträgt. Die Einrichtung mit Flichkraftgewichten
und Luftdruckzylindern ist noch -schwerer. Das geringe Gewicht des Gummis bringt
es mit sieh, daß der Einfluß der Zentrifugalkraft äußerst gering ist im Vergleich
zfz einer Ausbildung mit Stahlfedern. Es ist vorteilhaft, Gummiteile in Form von
endlosen Schlaufen zu verwenden, wie sie bereits beschrieben sind; indessen ist
es auch möglich, relativ dünne durchgehende Gummistreifen zu verwenden. Die Streifen
werden mehrmals zwischen den Haltern gewunden und die Enden miteinander verbunden,
nachdem eine ausreichende Anzahl Windungen aufgebracht wurden. Auf diese Weise ist
es möglich, mit der Hand eine ausreichende Betätigungskraft der Gummiteile zu erzeugen,
da der Streifen von Hand während des Aufwindens leicht angespannt werden kann. Die
notwendige Schwenkkraft in den Schwenkarmen kann ebenso mittels zwei oder mehrerer
miteinander zusammenwirkender Gummibänder erreicht we.den, die die Welle über getrennte
Arme betätigen.
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An Stelle nun, wie in der Fig. i dargestellt ist, die elastischen,
schlaufenförmigen Gummiteile 28 auf mechanischem Wege mittels der Schraube 32 zu
spannen, ist es oft vorteilhafter, die Schraube durch einen Kalben zu ersetzen,
der in einem entsprechenden Zylinder durch Eindrücken von Flüssigkeit verstellt
wird, so daß die Spannung auf hydraulischem Wege erfolgt.
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Hierbei ist es vorteilhaft, die hydraulischen Zylinder für die verschiedenen
Werkzeuge mittels Rohren miteinander zu verbinden. Hierdurch wird erzielt, daß beim
Eindrücken von Flüssigkeit an einer Stelle des hydraulischen Systems sämtliche anderen
Werkzeuge mitbetätigt werden.
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Differenzen zwischen den Gummiteilen, z. B. ein verschiedenes Einspannen,
wird selbsttätig kompensiert. Ein Druckmesser, der mit dem hydraulischen System
verbunden ist, gibt auf einem einfachen Wege eine Anzeige, die proportional der
Andruckkraft des Werkzeuges an dem Baumstamm ist. Auf diese Weise kann stets eine
für die obwaltenden Entrindungsbedingungen geeignete Andruckkraft mittels des Druckanzeigegerätes
leicht eirngesbellt @ werden. .
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Das Einpressen von Flüssigkeit in das hydraulische System kann, sobald
der Rotor stillsteht, durch eine einfache von Hand angetriebene Kolbenpumpe erfolgen.
Diese ist entweder fest an dem Rotor angeordnet oder wird -mit demselben durch eine
Kupplung verbunden, wenn die Flüssigkeit wieder aufgefüllt werden muß. Außerdem
ist es möglich, während der Drehung.des Rotors Flüssigkeit einzudrücken oder aus
dem hydraulischen System- au6zulas:sen, indem die Pumpbewegung dadurch erzeugt wird,
daß ein Köl'ben in dem Rotor direkt oder indirekt in Berührung mit einer Führungsfläche
steht, die mit dem feststehenden Rahmenteil verbunden ist und in bezug auf die Drehachse
des Rotors exzentrisch ausgebildet ist. Das hydraulische System an dem Rotor kann
auch einen pneumatischen oder federbelasteten Sammler für Druckflüssigkeit enthalten,
einen Zuführtank, Filter, Ventile u. dgl., außerdem Mittel zur Übertragung der Betätigung
der Ventile während der Drehung des Rotors.
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Fig. 3 und 4 zeigen eine weitere Ausführungsform unter Benutzung von
Gummi bei einer Entrindungsmasdhine. Hierbei wird nicht nur die Betätigungskraft
durch Gummi erzeugt, sondern auch die Lagerung der Schwenkarme erfolgt in Gummi.
Die Entrindungsmaschine nach Fig. 3 ist z. B. mit fünf Entri.ndungswerkzeugen versehen
und besitzt einen Rotor 45, einen feststehenden Rahmen 46, ein Rotorlager 48 sowie
Antriebsmittel 5o, die in der gleichen Weise ausgebildet sein können wie in Fig.
i. Die Wellen 54 der Schwenkarme 52 sind durch Einvulkanisation indem in den vorzugsweise
zylindrischen Rohren 58 einvulkanisierten Gummi an dem Rotor 45 oder in besonders
daran vorgesehenen Teilen befestigt. Die Welle 54 des schwenkbaren Armes weist an
ihrem vorderen Ende einen verstärkten Endteil auf, gegen den der Schwenkarm 52 mittels
einer flachen Kopfschraube 6o angepreßt wird. An dem anderen Ende ist die Welle
54 mit zwei kleinen Hebeln 64 versehen, die über Anschläge 66 die Schwenkbewegung
des Schwenkarmes beschränken. Die Arme 64 können in verschiedenen Stellungen in
bezug auf die Welle mittels einer Schraube 68 eingestellt werden. Die gewünschte
Andruckkraft des Entrindungswerkzeuges wird hierbei dadurch erzeugt, daß die Welle
54 mittels eines Schlüssels, der einen langen Hebel oder andere entsprechende Vorkehrungen
aufweist, in einem Winkel so verdreht wird, .daß ein zu der gewünschten Andruckkraft
proportionales Drehmoment durch Beanspruchung auf Scherung in dem Gummi erzeugt
wird. Der Schwenkarm des Werkzeuges und die Anschlaghebel werden sodann in der entsprechenden
Stellung auf die Welle festgeschraubt. Die Maschine ist nunmehr fertig zum Gebrauch.
DieseAusführungder Erfindung zeichnet sich durch einen außerordentlich weichen Lauf
aus. Die Entrindungswerkzeuge sind nicht in metallischer
Verbindung
mit dem Rotor. Ein weiterer Grund für den weichen Lauf liegt darin, daß die Gummiteile
eine verhältnismäßig große Biegsamkeit der Schwenkarme in alle Richtungen gestatten,
so daß die Werkzeuge sich selbst in Längsrichtung zur Oberfläche der Stämme anpassen
können. Die Biegsamkeit in Längsrichtung zu- den Stämmen ist vorteilhaft, sofern
schwenkbare Arme mit automatischer Öffnung verwendet werden. Weiterhin ist für die
Erfindung die außerordentliche Einfachheit in der Konstruktion charakteristisch,
indem nur eine geringe Anzahl Teile notwendig sind, die gegen Klimaeinflüsse unempfindlich
sind. Letzteres Merkmal ist von besonderer Bedeutung bei Maschienen, die unter schlechten
Arbeitsbedingungen im Wald stehen. Fernerhin wird eine Reibung der Lagerung im üblichen
Sinne ebenso vermieden wie eine Schmierung. Die Gummibüchsenteile erfordern keinerlei
Wartung. Infolge ihrer kleinen Ausdehnung in der Querrichtung können die Abmessungen
eines Rotors auf ein Minimum beschränkt werden.
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Ein größerer Schwenkwinkel kann erreicht werden, sofern zwei oder
mehrere Gummibüchsen hintereinander verwendet werden.
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In der Fig. 5 ist eine Welle 9a, an der der schwenkbare Arm für das
Entrindungswerkzeug 94 mittels Flansch 96 und Schraubenbolzen 98 befestigt ist,
von einem Rohr 104 umschlossen, welches an dem hohlen Rotor ioo mittels eines Klemmringes
io2 befestigt ist. An der inneren Seite dieses Rohres sind .drei in Längsrichtung.verlaufende
Rippen io6 angeordnet (Fig. 7). Auf- der Welle 92 sind durch Vulkanisation zwei
Gummibüchsen io8 gleicher Art befestigt, die-nach außen hin in der Breite abnehmen.
Die Breite ist umgekehrt proportional zur Entfernung von der Mittellinie i io der
Welle 92. Hierdurch wird der zulässige Versdhwenkungswinkel für das Entrindungswerkzeag
mit Bezug auf den Rotor so groß wie möglich, ohne daß irgendein zylindrischer Querschnitt
des Gummis schwächer gegenüber Axialbeanspruchungen (längs der Achse i io) ist als
der Querschnitt unmittelbar an der Welle 92. Die Unterteilung der- Gummibüchse in
zwei parallel miteinander gekuppelte Teile ergibt einen erhöhten Widerstand gegenüber
axial wirkenden Kräften an der Welle 92. An -der Außenseite der Büchsen io8 sind
Rührteile 112 aufvulkanisiert, die in dzei Teile unterteilt sind. Die Büchsen werden
bei der Herstellung -so dick ausgeführt, daß sie in das Rohr 104 hineingepreßt werden
müssen. Hierdurch kann der Gummi eine gewisse Kompression erhalten, wodurch die
Büchse dauerhafter wird. Die Rohrteile 112 sitzen dicht zwischen den Riemen io6
und sichern die Büchsen gegen Gleitbewegung, wenn die Welle gedreht wird. Am !hinteren
Ende der Welle 92 sind drei Flügel 114 vorgesehen, die zwischen Rippen 116 geschwenkt
werden können. Die Rippen 116 sitzen in einem Rohr ii8 (Fig. 6). Dieses Rohr wird
durch eine Klemmverrichtung -i2o an einem vorstehenden Teil 122 des Entrindungskopfes
befestigt. Die Bewegung des Entrindungswerkzeuges auf die Mitte des Entrirndungskopfes
zu wird durch Gummiteile 126 abgefangen, die zwischen den Rippen i 16 und
den Flügeln 114 angeordnet sind. Der Endpunkt der Bewegung des Entrindungswerkzeuges
kann durch Lösung der Klemmvorrichtung i2o und Drehung des Rohres i 18 bis
in die gewünschte Stellung des Werkzeuges erreicht werden. Die gewünschte Andruckkraft
des Werkzeuges wird durch Lösung des Klemmringes io2 erzielt, wonach das -Rohr io4
mit Hilfe eines Schlüssels verdreht wird. Der Schlüssel greift in Öffnungen 124
an, bis die gewünschte Betätigungskraft erreicht worden ist. Hierauf wird der Klemmring
wieder festgelegt. -Die beschriebene Ein-.richtung ist einfach, außerordentlich
leicht:herstellbar und sehr robust. Die Größe der Betätigungskraft des Werkzeuges
kann innerhalb gewisser Grenzen leicht reguliert werden. Die Einrichtung ist sehr
kräftig, insbesondere in radialer Richtung. Als Beispiel sei erwähnt, daß bei einer
Entrindungsmaschine für den kleinsten Stamm von 2,5 cm Durchmesser sowie die größte
Abmessung von 28 cm der Durchmesser der Welle 22 etwa 25 mm gewesen ist und der
innere Durchmesser des Rohres 104 etwa 55 mm. Die größte Breite der Gummibüchse
io8 auf der Wella 92 ist etwa 180 mm.
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Der Gleitmodul des verwendeten elastischen Materials liegt dabei vorzugsweise
zwischen 3, 5 und 8 kg/cm2 und ist vorzugsweise mit 5 und 6 kg/cm2 zu wählen. Der
Schwenkwinkel aus der innersten in die äußerste Stellung des Entrindungswer'kzeuges
kann etwa 45° sein, ohne daß der Druckunterschied der Andruckkraft die zulässigen
Andetungsgrenzen überschreitet.
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Fig. 8 zeigt einen Schwenkarm, der durch eine Gummibüchse betätigt
wird und der mittels Nadellagern in dem Rotor gelagert ist. Das Gummiteil ist auch
so ausgebildet, daß bei seiner Verdrehung die Beanspruchung auf Scherung, in dem
Gummi über den Querschnitt stets konstant bleibt. Selbst -bei- relativ kleinem äußeren
Durchmesser des Gummiteiles kann ein großer Schwenkwinkel erreicht werden. Das Regulieren
der Betätigungskraft wird vorzugsweise durch Drehung des Metallhalters 79 bewirkt,
der die Gummibüchse umschließt. Die Stabilität in Längs- und Querrichtung eines
solchen Teiles ist nicht so groß wie bei Teilen mit rechteckigem Querschnitt. Es
können Zwischenformen vorteilhaft sein, insbesondere eine Form, bei der die Breite
umgekehrt proportional zur Entfernung von der Schwenkachse ist.
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Fig. 9 zeigt ein schwenkbar angeordnetes Werkzeug 8o, das auf einer
Welle 82 befestigt ist, die ihrerseits in dem Rotor 84 mittels Lagern 86 gelagert
ist. Auf der Welle 82 sitzt eine Scheibe 88, die auf der Welle verdrehbar ist und
die in irgendeiner gewünschten Stellung mittels einer Klemmschraube 9o festgelegt
werden kann. Am äußeren Teil dieser Scheibe ist mittels Vulkanisation oder auf andere
Weise ein. rohrförmiger Gummiteil 87
befestigt, der im wesentlichen konzentrisch
zur gedrehten Welle angeordnet ist. Dieser Gummiteil
ist mit seiner
anderen Endfläche an dem- Rotor 84 befestigt. Die Betätigung des Werkzeuges wird
durch Beansprucbung auf Drehung in dem Gummi bewirkt, sofern die Scheibe 88 um einen
bestimmten Winkel in bezug auf die Welle 82 verdreht wird. Dazwischenliegende Formen
können z. B. durch Kombination von Zugspannungen und Schubspannungen im Gummi derart
erreicht werden, daß der schwenkbare Arm in einer Gummibüchse gelagert wird, die
so hergestellt ist, daß sie den kleinsten gewünschten Entrindungsdruck erzeugt,
während ein größerer Entrindungsdruck durch Spannbänder aus Gummi erzielt wird,
der einen Hebel, wie in Fig.-i dargestellt ist, betätigt.