Rotationssteuersystem für die Breithackvorrichtung einer büschelbildenden Forsthackmaschine

In der Forstwirtschaft ist es allgemein üblich, zum Pflanzen von Baumsetzlingen den Boden mechanisch aufzuhacken oder zu lockern, um den. mineralischen Boden von unterhalb der Vegetation und der organischen Oberfläche herauszuholen. Die Qualität des Bodens variiert jedoch dramatisch, einmal ist er feucht, manchmal trocken, und die Dicke der organischen Oberflächenschicht variiert ebenfalls.

Allgemeine Aufgabe der Erfindung ist die Erstellung einer Forsthackmaschine, die so weit wie möglich imstande ist, die Bodenqualität zu berücksichtigen.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Rotationssteuersystem für die Hackvorrichtung einer Büschel bildenden Forsthackmaschine, mit der die Rotation der Hacke stufenweise so gebremst oder gestoppt werden kann, daß jede Haue jeweils ein Loch in der ersten Stufe gräbt, in der zweiten Stufe entfernt die Haue einer Hackvorrichtung etwas von der Oberflächenschicht zwischen dem fertigen Loch und einem entstehenden Büschel, und in der dritten Stufe läßt die Haue, wenn sich die Hackvorrichtung frei drehen läßt, den lockeren Boden als Büschel zurück.

In der ersten Stufe oder dem ersten Stadium geht die hackende Haue im wesentlichen nach unten und ihr Steckwinkel ist so, daß ein relativ tiefes Loch gemacht werden kann. So kann der mineralische Boden aus dem Loch freigelegt werden, selbst wenn er ziemlich tief liegt. In der zweiten Stufe vermischt sich der mineralische Boden mit der organischen Oberflächenschicht, die in der dritten Stufe als Büschel zurückgelassen wird. Dies bietet die folgenden Pflanzmöglichkeiten. An feuchten Stellen kann ein Setzling oben auf das so erzielte Büschel gepflanzt werden. An trockenen Stellen kann ein Setzling in dem Loch gepflanzt werden und so die Wasseransammlung im Loch ausnutzen. Oder ein Setzling kann in dem Raum zwischen dem Loch und dem Büschel gepflanzt werden, wo Vegatation und organische Oberflächenschicht entfernt wurden. Nach dem Pflanzen müssen die Wurzeln eines Setzlings bis zum mineralischen Boden nach unten gesteckt werden. Der in einem Büschel enthaltene mineralische Boden stammt aus dem Loch.

Um die bestmöglichen Ergebnisse zu erzielen, ; müssen der Stechwinkel und damit die Stechtiefe einer Haue entsprechend den verschiedenen Bodenqualitäten verstellbar sein. Um die Verstellung oder Steuerung auch der praktischen Arbeit anzupassen, muß man dafür sorgen, daß ein Fahrer die Steuerung während der Fahrt vom Fahrerhaus aus bedienen kann. Der Stechwinkel einer Haue kann verstellt werden, indem man die Startzeit der Bremsstufen der Rotation der Hackvorrichtung verstellt.

Ein Steuersystem nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß bei einem gewissen Drehwinkel einer Hackvorrichtung ein erster Impulsfühler einen ersten Verzögerungstaktgeber betätigt, der nach einer verstellbaren Verzögerungszeit die Bremse für den Anfang der ersten Stufe der Hackvorrichtung anzieht und daß bei einem bestimmten Drehwinkel der Hackvorrichtung ein zweiter Impulsfühler einen zweiten Verzögerungstaktgeber betätigt, der nach einer verstellbaren Verzögerungszeit die Bremse für den Anfang der zweiten Stufe einer Hackmaschine anzieht. Durch Regeln der Verzögerungszeiten der Taktgeber kann der Fahrer einer die Forsthackmaschine ziehenden Arbeitsmaschine während des Fahrens den Stechwinkel einer Haue steuern und damit auch die Stechtiefe während der ersten und zweiten Betriebsstufe, in der die Haue ein Loch auswirft und dann die Oberflächenschicht entfernt.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann auch die Dauer der ersten und zweiten Stufe jeweils durch deren eigenen Taktgeber gesteuert werden, wobei die Taktgeber die Bremszeit bestimmen. So kann das Tiefen- und Längenverhältnis eines Loches bestimmt werden, ebenso die Tiefe und Länge der auf das Loch folgenden Oberflächenschicht, die entfernt wird.

Die Erfindung ist nachstehend im einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Darin zeigt:

• Fig. 1 die Stellungen einer Hackvorrichtung in ihren verschiedenen Arbeitsstufen sowie die verschiedenen Pflanzalternativen, die im Boden mittels dieser Arbeitsstufen ermöglicht sind;
• Fig. 2 eine Seitenansicht einer Forsthackmaschine, wobei im Blockdiagramm ein Rotationssteuersystem für eine damit verbundene Hackvorrichtung gezeigt ist.

Die verschiedenen Arbeitsstufen einer Hackvorrichtung werden zuerst unter Bezugnahme auf Fig. 1 erklärt. In Stufe 1 ist die nach unten gerichtete Haue einer Hackvorrichtung in einer Stellung, in der sie relativ tief in den Boden eindringt, und zwar wegender Stellung und der Form dieser Haue. Nach einer vorbestimmten Zeitdauer läßt sich die Hackvorrichtung ein wenig nach hinten drehen, so daß sie die Haue (Stufe 2) in eine Stellung bringt, in der sie nicht so stark in den Boden einzudringen vermag wie in Stufe 1. In der Stellung der Stufe 2 arbeitet die Haue nur, um die Vegetations-und Oberflächenschicht zu entfernen, während gleichzeitig der Mineralboden, der aus einem in Stufe 1 gemachten Loch herausgeholt wurde, sich mit der Oberflächenschicht vermischt. Nach einer bestimmten Zeitdauer läßt sich die Hackvorrichtung so weit drehen, daß die folgende Haue die Stellung von Stufe 1 einnimmt und die hochfahrende Haue den Boden vor sich als ein Büschel zurückläßt (Stufe 3). Man kann aus Fig. 1 erkennen, daß diese Tätigkeit mehrere Pflanzmöglichkeiten bietet, je nach den verschiedenen Arbeitsstufen einer Hackmaschine.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 befaßt sich die folgende Beschreibung mit einem Rotationssteuersystem für eine Hackvorrichtung. Dieses System bewirkt die in Fig. 1 gezeigte Sequenz auf steuerbare Art und Weise. Im Hinterende eines Kraftfahrzeugs, z.B. eines Traktors, wird mit einer Zugstange 1 eine Hackvorrichtung 2 angekuppelt. Diese umfaßt ein drehbar gelagertes Getriebe mit Hackenblättern oder Hauen 3, die im wesentlichen radial davon abstreben. Während die Hackvorrichtung gezogen wird, wird eine Bremse, z.B. eine Scheibenbremse 11 angezogen, um die Geschwindigkeit der Drehung einer Hackvorrichtung 2 zu bremsen; so dringt diese Haue 3 während der Bremsung in den Boden ein. Stechwinkel und Eindringtiefe der Haue 3 werden von _; der Winkelstellung der Haue 3 bestimmt. Um diese Winkelstellung für Stufe 1 und 2 zu verstellen, ist die Hackvorrichtung mit einem nachstehend beschriebenen Steuersystem ausgerüstet.

Die frühestmögliche Startzeit für Stufe 1 wird bei jeder Haue 3 von einem Impulsfühler 4 bestimmt. Wenn eine Haue 3 diese frühestmögliche Stellung von Stufe 1 einnimmt (in Fig. 2 gezeigt), gibt der ^Impulsfühler 4 einen Startimpuls an einen Verzögerungstaktgeber 6 ab, der nach einer einstellbaren Verzögerungszeit einen Betätigungsimpuls für sowohl einen Stufendauertaktgeber 8 als auch für einen Steuerkreis 10 von Bremse 11 abgibt. Steuerkreis 10 schaltet die Bremse 11 ein, wodurch die Drehung von Hackvorrichtung 2 gestoppt wird und die Haue 3 beginnt, in den Boden einzudringen, und zwar mit einem auf Grund der im Verzögerungstaktgeber 6 eingestellten Verzögerungszeit festgelegten Stechwinkel. Nach Ablauf der Zeit, die auch im Phasendauertaktgeber 8 verstellt und eingestellt werden kann, gibt der Taktgeber 8 einen Impuls ab an den Steuerkreis 10, der die Bremse 11 löst und der Hackvorrichtung 2 gestattet, sich in die Stellung von Stufe 2 zu drehen. Die frühestmögliche Startstellung von Stufe 2 wird von Impulsfühler 5 vorgegeben. Der Fühler 5 gibt einen Impuls an einen Ver- zögerungstaktgeber 7 ab, dessen Verzögerungszeit zur Steuerung des Startmoments von Stufe 2 verstellbar ist. Ist die auf den Taktgeber 7 ein- ; gestellte Verzögerungszeit abgelaufen, gibt der Verzögerungstaktgeber 7 einerseits einen Betätigungsimpuls an einen Stufendauertaktgeber 9 und andererseits an den Bremssteuerkreis 10 ab. Der Steuerkreis 10 schaltet die Bremse 11 ein und stoppt so die Drehung der Hackmaschine 2, wodurch die Haue 3 die Entfernung der Oberflächenschicht gemäß Stufe 2 ausführt. Der da- i durch diktierte Stechwinkel oder Kratzwinkel und die Eindringtiefe hängen also von der auf dem Verzögerungstaktgeber 7 eingestellten Verzögerungszeit ab. Ist die für die Bestimmung der Bremszeit von Stufe 2 auf dem Stufendauertaktgeber 9 festgesetzte Zeit abgelaufen, gibt Taktgeber 9 einen Impuls an Steuerkreis 10 ab, der die Bremse 11 löst und der Hackvorrichtung 2 gestattet, sich zu drehen, um, wie in Stufe 3 gezeigt, ein Büschel zu bilden. Die freie Rotation geht weiter, bis die Impulsvorrichtung einer folgenden Haue 3 den Impulsfühler 4 erreicht und nach der auf dem Verzögerungstaktgeber 6 eingestellten Zeit die Bremse 11 die Rotation der Hackvorrichtung 2 stoppt.

Ein wesentlicher Teil der Erfindung ist die Funktion der Verzögerungstaktgeber 6 und 7, da es mit Hilfe dieser Taktgeber leicht ist, den Stechwinkel von Haue 3 während der Betriebsstufen 1 und 2 vom Fahrerhaus aus zu verstellen. Andererseits werden die Stufendauer-Taktgeber 8 und 9 zur Steuerung der Dauer des Lochgrabens und j der folgenden Oberflächenschicht-Entfernung verwendet. Diese Steuerung ist auch deshalb notwendig, weil die Fahrgeschwindigkeiten auf verschiedenartigem Gelände unterschiedlich sind. Die Steuerung kann auch automatisch in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit bewerkstelligt werden. Eine Änderung der Fahrgeschwindigkeit kann die in den Taktgebern entsprechend der Fahrgeschwindigkeit eingestellte Zeit ändern, indem ein Meßzähler für die Taktgeschwindigkeit benutzt wird.

Dank der flexiblen Steuermöglichkeiten kann eine Forsthackvorrichtung, die mit einem Steuersystem der Erfindung ausgerüstet ist, auch auf felsigem Boden betrieben werden. Die Vorrichtung sammelt keine Holzspäne oder Unterholz vor sich an. Die Hackvorrichtung läßt sich leicht ziehen; sie trägt so zur Kraftstoffersparnis und zur geringen Beanspruchung eines Traktors bei.

Um ungebührend dicke Schichten von Unterholz oder Moos unter einem zu formenden Büschel nicht auftreten zu lassen, wodurch der Kontakt zwischen dem Mineralboden in dem Büschel und der festen Erdschicht unter dem Büschel unterbrechen könnte, ist der Zugbalken 1 mit einem Schleppnetz 12 versehen, der zwischen den beiden drehbaren parallelen Getrieben 2 liegt. Das Schleppnetz 12 ist mit einer Greifvorrichtung versehen, die über das Unterholz, Erde und Moos streift. Bildet sich auf dem Schleppnetz 12 ein schweres Büschel, dient die Greifvorrichtung dazu, Unterholz und Moos zwischen dem Büschel und dem Boden wegzureißen.