Holzeinschlag

Harvester

Harvester_Ponsse_Ergo Achtradmaschine bei der Holzernte

Harvester Ponsse Ergo 8W (Foto: LWF)

Mit dem Harvester (Vollernter) werden die Bäume gefällt, entastet und sortimentsgerecht abgelängt. Meist werden Radharvester eingesetzt. In Deutschland sind dabei so genannte "Eingriffharvester" üblich, die mit einem Aggregat fällen und aufarbeiten. Moderne Modelle sind in der Regel 6-Rad-Maschinen. Harvester mit vier Rädern sind häufig ältere Maschinen, 8-Rad-Modelle sind zunehmend im Kommen. Je mehr Räder eine Maschine hat, desto mehr wird die Last verteilt und der Boden geschont. Die Reifen der Harvester werden meist mit Wasser gefüllt, um die Standfestigkeit zu erhöhen.

Radharvester können kürzere Strecken "auf der eigenen Achse" umsetzen, weshalb bei kürzeren Entfernungen kein Tieflader nötig ist. Dies senkt die Kosten und macht auch kleinere Hiebe wirtschaftlich.

Neben den Radharvestern werden Raupenharvester eingesetzt. Diese Maschinen basieren auf Baumaschinen (daher auch der Name "Baggerharvester") und kommen insbesondere im Starkholz und in steileren Lagen zum Einsatz. Diese Maschinen besitzen durch die Ketten eine relativ große Auflagefläche, wodurch das hohe Maschinengewicht gut verteilt wird. Deshalb werden diese Maschinen auch zunehmend auf Nassflächen eingesetzt. Allerdings wird das Gewicht der kompletten Maschine beim Fällen auf der baumzugewandten Seite an der Kante der Kette konzentriert, wodurch es zu gravierenden Wurzelbeschädigungen bzw. Wurzelabrissen kommen kann.

Da die Ketten die Wege stark beanspruchen, ist ein Tieflader zum Umsetzen nötig. Außerdem gilt es zu beachten, dass ein Raupenharvester bauartbedingt langsamer fährt als ein Radharvester und somit beispielsweise für Hiebe mit nur geringem, verstreutem Hiebsanfall aus wirtschaftlicher Sicht weniger geeignet ist.
Alternative Konzepte:
Schubharvester und Schreitharvester sind als Spezialmaschinen in der Fläche kaum zu finden. Solche Geräte kommen am ehesten im Gebirge oder sehr unwegsamem Gelände zum Einsatz.

Nachfolgend stellen wir Ihnen technische Details, Harvesterklassen sowie Leistungsparamete vor:

Technik

Harvesteraggregat_JohnDeere

Harvesteraggregat von John Deere (Foto: LWF)

Harvester haben mit Forwardern viel gemeinsam. Sie werden in Rahmenbauweise hergestellt und mit Dieselmotoren angetrieben. Die Hydraulikanlage wird bei aktuellen Modellen mit Bio-Öl betrieben. Sie besitzen eine Knicklenkung, wodurch Spurtreue der hintereinander angeordneten Räder bei Kurvenfahrt möglich ist und der Einsatz im schweren Gelände erleichtert wird (z.B. ist ein kompletter Unterbodenschutz möglich). Außerdem sind ein hydrostatischer Antrieb und Differenzialsperren Standard.

Die Kabinen sind ergonomisch gestaltet, d.h. klimatisiert, lärmgeschützt und vibrationsdämpfend gelagert. Zudem erfüllen Sie hohe Sicherheitsstandards um den Fahrer während der Arbeit zu schützen. Ein Bordcomputer zur Überwachung und Einstellung der Maschinenfunktionen gehört ebenfalls zur Ausstattung.

Die Kranreichweite beträgt meist rund zehn Meter. Baggerharvester haben üblicherweise größere Kranreichweiten von bis zu 15 m. Dieser Umstand ist der Bauart geschuldet, da sich mit dem Kran der gesamte Oberwagen einschließlich des heckseitig montierten Kontergewichts in die gewünschte Richtung dreht und somit eine gute Standfestigkeit der Maschine gewährleistet ist. Die Harvesteraggregate werden zum Greifen, Fällen, Entasten, Messen und Ablängen verwendet. Je nach Einsatzschwerpunkt (Energieholzernte, Durchforstung, Verjüngungsnutzung) gibt es unterschiedlich ausgelegte Aggregate in verschiedenen Größen. Entscheidend sind v.a. das zu erwartende Durchmesserspektrum der Entnahmebäume sowie die Astigkeit.

Für einen ordentlichen Arbeitsablauf ist das Hubmoment (ausgedrückt in kNm) des Kranes eine wichtige Kenngröße, vor allem bei weit ausgefahrenem Kran. Moderne Radharvester besitzen Hubmomente, die nahe an Baggerharvester heranreichen und deshalb auch im Starkholz gut einsetzbar sind. Allerdings stößt bauartbedingt die Standfestigkeit der Maschine bei großen Reichweiten und Baumdimensionen an ihre Grenzen.

Will man die Bäume im Fallen noch manipulieren, z.B. um Bestandesschäden zu vermeiden, ist ein ausreichendes Schwenkmoment (ebenfalls in kNm ausgedrückt) erforderlich. Um die Maschine auf Dauer nicht zu überlasten, sollte nicht ständig am Leistungslimit in Bezug auf Faktoren wie Baumdimension, Aststärken, z.B. bei Laubholz und Anzahl der Entnahmebäume, gearbeitet werden.

Harvesterklassen

Das Kuratorium für Waldarbeit und Forsttechnik (KWF) teilt Harvester gestaffelt nach Leistung in Kilowatt (kW) in drei Klassen ein:

  • Kleinharvester: bis 140kW -> optimales Einzelbaumvolumen 0,1 Fm
  • Mittlere Harvester: 140 bis 180kW -> optimales Einzelbaumvolumen 0,3 Fm
  • Große Harvester: über 180kW -> optimales Einzelbaumvolumen 0,5 Fm
Harvester_Logset_10H mit Bogiebändern

Harvester Logset 10H mit Bogiebändern (Foto: LWF)

Harvester, die nach dieser Einteilung als "klein" klassifiziert werden, sind heute kaum noch zu finden. Die meisten gängigen Harvestertypen sind "mittelgroß" oder "groß".

In der Praxis häufig verwendete Maschinen wie etwa der John Deere 1270, Ponsse Ergo oder Komatsu 931 haben allesamt mehr als 180 kW Leistung und werden somit als große Harvester klassifiziert.

Leistungsparameter

Blick aus der Fahrerkabine eines Harvesters auf das Aggregat mit einem Stamm in den Greifern

Harvester-Fahrerperspektive (Foto: LWF)

Die Leistung des Harvesters Harvesters wird in Festmeter pro Stunde (Fm/Std.) angegeben und hängt sehr stark von der Stückmasse der Bäume ab. Untersuchungen haben ergeben, dass die Arbeitsleistung (Fm/Std.) exponentiell abnimmt je geringer die Stückmasse der Erntebäume ist.
Auch die Geländebeschaffenheit, Bestandesstruktur, Eingriffstärke und die Hiebsvorbereitung (Auszeichnen, Informationsfluss) wirken sich auf die Leistung aus. Zusätzlich ist die Ausbildung/Erfahrung des Maschinenführers mitentscheidend.

Bäume, die in der Nähe der Transportgrenze stehen, werden deshalb in der Praxis häufig von einem Waldarbeiter motormanuell zugefällt. Untersuchungen haben ergeben, dass die Leistung bei Zufällung so hoch ist, dass die Holzernte in solchen kombinierten Hieben im Starkholz sehr wirtschaftlich durchgeführt werden kann. Durch die Anwendung spezieller Arbeitsverfahren, wie etwa dem "Königsbronner-Harvester-Verfahren", sind solche kombinierten Hiebe sehr verjüngungsschonend möglich.

Moderne Radharvester besitzen zumindest vorne Tandemachsen (sogenannte Bogie-Achsen), was das Gewicht der Maschine auf eine größere Auflagefläche verteilt. Die Reifenbreite beträgt bei modernen Harvestern meist 700mm oder mehr. Zusätzlich können auf Bogie-Achsen Bänder aufgezogen werden. Durch verschiedene Bänder lassen sich je nach Einsatzzweck die Traktion bzw. die Aufstandsfläche erhöhen. Somit kann eine verbesserte Bodenschonung auf schwierigen Böden und eine günstigere Fahrdynamik am Hang erzielt werden.

Mehrbaumaggregate

Harvesteraggregat Waratah HTH-470 HDZoombild vorhanden

Harvesteraggregat Waratah HTH-470 HD (Foto: LWF)

Mittels Mehrbaumaggregaten ist es möglich, mehrere Stämme gleichzeitig zu ernten und zu bearbeiten. Dadurch sind erhebliche Einsparungen bei den Kranzeiten realisierbar. Im Vergleich zur Aufarbeitung mit Harvesterköpfen, die nur einen Stamm aufarbeiten können, sind Produktivitätssteigerungen im Schwachholz von 25 bis 39 % erreichbar (Gingras, 2002).
Die Technik ist besonders im skandinavischen Raum weit verbreitet. Im mitteleuropäischen Raum werden diese speziellen Aggregate bisher nur vereinzelt eingesetzt. Sie werden hier auch als Aggregate mit Sammeleinheit bezeichnet.
Die Besonderheit der Aggregate liegt darin, dass mehrere Bäume von schwächerem Durchmesser (10-15cm) nacheinander gefällt, gleichzeitig entastet und abgelängt werden können. Sie sind mit speziellen Mehrbaumvorschubwalzen, einer zusätzlichen Sammelvorrichtung und einem Messrad zur gleichzeitigen Längenmessung mehrerer Stämme ausgestattet.

Eine exakte Volumenberechnung des aufgearbeiteten Holzes ist nicht möglich, da die Einzeldurchmesser der gebündelten Stämme nicht erfasst werden können. Durch bis zu sechs bewegliche und feststehende Entastungsmesser werden die gebündelten Stämme entastet. Die Qualität der Entastung ist etwas geringer als bei den herkömmlichen Ein-Baum-Harvesterköpfen, jedoch immer noch ausreichend.

Aggregate mit Baumhaltezange

Um in Beständen mit flächiger Verjüngung das Altholz möglichst schadensfrei entnehmen zu können, lassen sich starke Baggerharvester wie z.B. Kern, Impex mit einer Baumhaltezange ausrüsten. Die Zange ist am Ausleger senkrecht über dem Harvesterkopf montiert. Die Zange greift den Baum am Stamm und hält diesen während des Fällvorgangs fest. Anschließend kann der Baum stehend aus der Verjüngung entnommen und auf der Rückegasse aufgearbeitet werden.
Mit zunehmender Entfernung der Entnahmebäume und steigender Einzelbaumvolumina gerät dieses Konzept allerdings an seine Grenzen bzw. benötigt sehr starke und schwere Maschinen.

Motorsägen

große Motorsäge und Axt stehen auf einem frischen Baumstumpf Zoombild vorhanden

Motorsäge Stihl (© Andreas Hohenadl, LWF)

Motorsägen sind bei der motormanuellen Holzernte unerlässlich.

Auch bei der Jungbestandspflege kommen sie häufig zum Einsatz. In der Regel wird ein Zweitakt-Vergasermotor verwendet. Mittlerweile sind die Motorsägen für professionelle Anwender in der Forstwirtschaft nahezu alle mit elektronisch geregeltem Vergaser ausgestattet um unter allen Witterungs- und Geländebedingungen die optimale Leistung abrufen zu können.

Das Kuratorium für Waldarbeit und Forsttechnik unterteilt Motorsägen in Abhängigkeit von Einsatzbereich, Leistung, Gewicht und der zu erwartenden Lebensdauer in verschiedene Klassen:

Klasse I - Lebensdauer > 1000 MAS

  • Profisägen im unteren, mittleren und oberen Leistungsbreich
  • Geeignet für professionelle Waldarbeiter oder andere Anwender mit hohen Maschinenlaufzeiten

Klasse II - Lebensdauer i.d.R. < 1000 MAS

  • Semi-Profi-Sägen im unteren, mittleren und oberen Leistungsbreich
  • Geeignet für Waldbauern, Landwirte, Handwerker u.a. Anwender mit professionellen Ansprüchen, aber nur durchschnittlichen Macschinenlaufzeiten

Klasse III (keine Anerkennung)

  • Anwendungsbereich: Haus und Garten mit geringen Laufzeiten
Zunehmend hält auch bei den Motorsägen die Akku-Technik Einzug. Allerdings sind bislang lediglich Maschinen im unteren Leistungssegment am Markt verfügbar, die sich weniger für die Holzernte, sehr wohl aber für leichte Pflegeeingriffe eignen.