Info Harvester

LF 0: Berufsorientierung Wald
LS Wald 1.1: Grundlagen von
Neuanpflanzungen / Holzernte
Name:
Klasse:
Datum:
(Information Holzernte mit dem Harvester )
Als Holzvollernter, Waldvollernter oder Kranvollernter (engl. „harvester“)
bezeichnet man spezielle Holzernte-Maschinen, die halbautomatisch Fällung,
Entastung und Sortimentsbildung durchführen. Werden gleichzeitig noch die Äste zu
Hackschnitzeln zerkleinert, spricht man von einem Hackschnitzelharvester.
Ausstattung
Zur Zeit werden überwiegend folgende Holzvollerntertypen eingesetzt (landläufig
entsprechend der Definition einer Maschine, die mehrere Arbeitsschritte durchführt,
auch als Prozessor bezeichnet; in der Reihenfolge ihrer Häufigkeit):
1. Rad-Holzvollernter, mit zwei bis vier Achsen
2. Bagger, mit Holzvollernter-Kopf und Raupenfahrwerk
3. Schreiter, ebenfalls mit Holzvollernter-Kopf und Füßen bzw. Stelzen
Der Einsatzschwerpunkt von Holzvollerntern innerhalb der Forstwirtschaft liegt im
Nadelholz. Beim Laubholz ist die Entastungsqualität unbefriedigend. Es gibt spezielle
Ausführungen für den Einsatz in schwachem, mittlerem oder starkem Holz.
Holzvollernter-Kopf
Die Maschinen besitzen meist einen zwischen zehn bis fünfzehn Meter langen
Kranarm, an dessen Ende der Fällkopf (Prozessor) freibeweglich montiert ist. Der
Fällkopf ist mit Vorschubrädern (-walzen), Messeinheit, hydraulisch angetriebener
Kettensäge und Entastungsmessern ausgestattet. Statt einer Kettensäge ist in
seltenen Fällen auch ein Kreissägenblatt verbaut. Manche Maschinen sind mit
entsprechend der Steigung neigbaren Kabinen ausgerüstet, bei anderen kann die
gesamte Maschine trotz Geländeneigung in die Horizontale gebracht werden. Eine
Klimaanlage ist eingebaut, häufig auch eine automatische Vorheizung des
Hydrauliköls und der Kabine vor Arbeitsbeginn. Rad-Holzvollernter besitzen
Niederdruckreifen-Niederquerschnittsreifen bis 70 cm Reifenbreite zum
bodenschonenden Einsatz, auf Nassböden bzw. im Winter bei Schneelage kommen
zusätzlich Ketten bzw. Metallbänder zum Einsatz. Trotz dieser Ausstattung können
auf weichen Böden unter ungünstigen Feuchteverhältnissen erhebliche Boden- bzw.
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Wegeschäden verursacht werden. Teilweise wird von Fahrspuren mit bis zu 70 cm
Tiefe berichtet.
Die Motorleistung gängiger Maschinen liegt bei ca. 220 kW. Die Kraftübertragung
erfolgt ausschließlich hydraulisch, die Steuerung aller Funktionen elektrisch bzw.
hydraulisch vorgesteuert. Die sehr umfangreichen Hydraulikanlagen sind in aller
Regel mit biologisch abbaubaren Ölen befüllt und zusätzlich mit Einrichtungen
ausgestattet, die den Austritt von Öl bei Leckagen (z. B. Schlauchbrüchen)
verhindern. Bagger-Holzvollernter besitzen überwiegend, speziell zur Seite
abgeflachte Ketten mit abgerundeten Stegen, zur Verringerung von Boden- bzw.
Bestandsschäden. Schäden in den Waldbeständen treten in der Regel in Form von
unterirdischen Wurzelzerreißungen als Folge von Scherkräften auf. An den
Forstwegen entstehen bei Drehbewegungen Schäden an der Deckschicht.
Holzvollernter-Kopf (Hydraulik)
Einsatzschwerpunkte des Bagger-Holzvollernters sind wegen des geringen
Bodendrucks (Bodenverdichtung) einerseits Nassböden, andererseits Steilhänge bis
ca. 50 %, aufgrund ihres gegenüber dem Rad-Holzvollernter besseren Steigfähigkeit.
Allerdings hat man bei den Raupen bzw. Kettenantrieben den Nachteil, dass diese
durch Stubben oder andere spitze Gegenstände beschädigt werden können. Beim
Umsetzen des Bagger-Holzvollernters ist die geringe Laufwerksgeschwindigkeit
(etwa 5 km/h) und die Gefahr von Schäden an Teerstraßen (Einsatz eines Tiefladers
erforderlich) von Nachteil. Die Maschinen sind rundum mit ca. 15
Halogenscheinwerfern ausgestattet, die es erlauben, auch nachts zu arbeiten.
Die Holzvollernter sind zwischenzeitlich mit GPS, mobiler Kommunikation und einem
Bordcomputer, der die Holzhaushaltung und Sortenbildung unterstützt, ausgestattet.
Die aufgearbeiteten Holzmassen können gespeichert und Holzlisten ausgedruckt
werden. Die Genauigkeit der gemessenen Holzmassen ist in starken Maß vom
verwendeten Sensorsystem, der gefällten Baumart, der richtigen Berücksichtigung
des notwendigen Rindenabzugs und nicht zuletzt regelmäßiger, dokumentierter
Kalibrierung abhängig. Messabweichungen gegenüber der Werksvermessung bzw.
manuellen Holzaufnahme sind die Regel. Bei gut eingestellten Systemen liegen die
Abweichungen bei akzeptablen 2 bis 4 % über dem Werkseingangsmaß, stärkere
Abweichungen sind aber nicht selten. Aus diesem Grund ist neben der Ermittlung der
Stückzahl auch eine Raummaßerfassung des eingeschlagenen Holzes an der
Forststraße sinnvoll.
Einsatzbereich
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Holzvollernter im Kiefernwald
Ursprünglich wurden Holzvollernter in der Durchforstung schwacher
Nadelholzbestände eingesetzt, mittlerweile aber auch in der Stammholzernte (meist
Nadelholz, teilweise auch in Laubholz-Buchenbeständen). Die stärksten Fällköpfe
können Stämme bis 70 cm Brusthöhendurchmesser (BHD) bewältigen. Vollernter
können zwischen fünf und dreißig Festmeter (fm) Holz in der Stunde aufarbeiten,
was vor allem von der Stärke des geernteten Holzes abhängig ist.
In stärker geneigtem Gelände werden spezielle Raupen-Holzvollernter (z. B. Valmet
911.1 X3M) eingesetzt. Eine weitere Spezialentwicklung ist der sechsbeinige SchreitHolzvollernter, der in Finnland zur Durchforstung von Beständen auf staunassen
oder anmoorigen Böden entwickelt wurde. Für den Einsatz im Steilhang erwies sich
diese Maschine jedoch als nicht geeignet.
Bei der Aufarbeitung von Sturmholz vermindert der Einsatz dieser Maschinen die
Unfallgefahr erheblich, da die gefährlichen Spannungen der geworfenen Bäume
außerhalb des menschlichen Gefahrenbereiches gelöst werden. In der Schweiz
wurden große Raupenharvester erstmals zum Aufschneiden von alten Kopfbäumen
und zur Kappung ganzer Bäume in 3 bis 5 Meter Höhe eingesetzt. Durch die
Kappung erwartet man in 15-20 Jahren zu neuen Kopfbäumen zu kommen, die als
Kulturform sehr höhlenreich sind.
Auf Grund der zunehmenden Bedeutung der Bioenergie wurden von bekannten
Forstmaschinenherstellern Kombinationen aus Harvester und Mobilhacker,
sogenannte Hackschnitzelharvester entwickelt. Bei diesem Maschinentyp wird
während der Holzernte anfallendes Restholz und Kronenabschnitte im gleichem
Arbeitsgang zu Hackschnitzeln verarbeitet. Eine andere Kombination kommt vom
finnischem Hersteller Pinox. Hier werden mit einem Zusatzaggregat hauptsächlich
Kronenabschnitte zu transportgerechten Bündeln gepresst, die ebenfalls zur
Energiegewinnung genutzt werden.
Internationaler Einsatz
Timberjack 1070 D Harvester
In Skandinavien (v.a. Schweden und Finnland) werden diese Maschinen seit den
frühen 1980er Jahren eingesetzt. Mittlerweile werden fast 100 Prozent der Holzernte
hochmechanisiert durchgeführt. In Mitteleuropa arbeiten diese Maschinen einen
Anteil zwischen 30 und 50 Prozent des Einschlagsvolumens auf - mit sehr stark
steigender Tendenz. In Deutschland wurden sie erstmals in großem Umfang zur
Aufarbeitung der anders nicht zu bewältigenden Windwürfe durch die Orkantiefs
„Vivian“ (26. Februar 1990), „Wiebke“ (1. März 1990) und „Kyrill“ (18. Januar 2007)
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eingesetzt; seither nimmt der Anteil der Holzvollernter am Einschlagsvolumen
beständig zu. Holzvollernter werden in geringerer Zahl auch in Nordamerika
eingesetzt. Dort werden aufgrund der Holzdimension sogenannte Fällersammler
(Feller Buncher) eingesetzt, die mit ihren deutlich größeren Fällköpfen Bäume bis zu
einem BHD von einem Meter fällen können. Ein weiteres Einsatzgebiet sind
tropische Plantagen, wo sie zur Ernte von Kiefern- (Pinus radiata) und
Eukalyptusbeständen eingesetzt werden. Die Baumdimensionen und die
Vollbefahrung der Fläche lassen Arbeitsleistungen von bis zu 50 fm in der Stunde zu.
Arbeitsverfahren
Tragrückschlepper
Der Vollernter wird entweder in Kombination mit dem nachfolgenden Tragschlepper
(Forwarder) oder in Kombination mit motormanuellen Verfahren und Seilkrananlagen
eingesetzt. Außer im Sturmholz arbeitet der Vollernter von Gassen aus, die er sich
bei der ersten Durchforstung eines Bestandes selbst anlegt, und auf denen
anschließend auch der Forwarder fährt. Bei jeder im Abstand von 5-10 Jahren
folgenden Durchforstung werden immer wieder die gleichen Rückegassen benutzt.
Mit Kranreichweiten bis 10 m können so Flächen mit Gassenabständen von 20 m
bearbeitet werden. Sind weitere Gassenabstände gefordert oder wird im Steilhang
gearbeitet, so wird motormanuell zugefällt.
Im ebenen Gelände legt der Vollernter die abgestreiften Äste als Polster auf die
Fahrgasse. Dadurch wird der Bodendruck der fahrenden Maschine zusätzlich
vermindert. Die aufgearbeiteten Stämme werden seitlich, unterschieden nach
Sortimenten, abgelegt. Eine farbliche Kennzeichnung der Sortimente nach Käufer ist
möglich, auch um schwer von einander zu unterscheidende Sortimente zu
kennzeichnen. Ein nachfolgender Tragschlepper (Forwarder) fährt die Stämme zum
LKW-befahrbaren Waldweg ab.
Auswirkungen auf die Waldarbeit
Da Vollernter in den Vornutzungsbeständen produktiver und kostengünstiger sind als
klassische Holzfäller, nimmt ihr Einsatz in Deutschland beständig zu.
In Endnutzungsbeständen bzw. in Beständen mit übernahmefähigen
Verjüngungsanteilen ist der Einschlag mit Waldarbeitern unter Abwägung aller
Fakten dem Prozessoreinsatz zumindest ebenbürtig.
Mittlerweile werden 30 bis 40 Prozent der Holzernte mit Vollerntern bewältigt- mit
stark steigender Tendenz. Vollernter verhindern das bei der Holzernte mit der
Motorsäge sehr hohe Unfallrisiko und leisten einen Beitrag zur Verminderung von
Berufskrankheiten. Der Einsatz der Vollernter führt zu einem Personalabbau bei den
Forstbetrieben und zu einer veränderten Qualifikationsstruktur in der Waldarbeit.
Beim Einsatz geschulter und erfahrener Maschinenführer ist der Einsatz äußerst
bestandschonend, da durch die Maschine eine kontrollierte Fällung möglich wird, die
bei motormanuellen Verfahren auch bei besten Bedingungen nicht zu erreichen ist.
Ökologische Auswirkung
Die Schäden, die durch den Einsatz dieser mehrere Tonnen schweren Maschinen
verursacht werden, sind Teil aktueller Langzeitstudien. Dabei werden vor allem die
Problematik der Bodenverdichtung und die Wurzelschädigung untersucht.
Weitere Kritikpunkte
Gerade in Waldgebieten sind vielfach noch steinzeitliche, mittelalterliche oder
frühneuzeitliche Bodenstrukturen wie Hügelgräber, Landwehren, Schanzen,
Ringwälle, Hohlwege und gleichwertige Bodendenkmale erhalten geblieben. Der
Einsatz von schweren Waldmaschinen wie Holzvollernter beschädigen oder
zerstören solche Anlagen in höheren Maße als die herkömmliche Holzwirtschaft.
Dadurch können kulturhistorisch bedeutende Stätten für die Forschung verloren
gehen.
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