LWF Wissen 86
Holzernte und Arbeitssicherheit in Buchenbeständen

Ein Raupenharvester steht neben einer Forststraße zur Holzernte bereit.Zoombild vorhanden

Abb. 1: Raupenharvester bei der Holzernte in einem Buchenbestand. (© M. Bossenmaier)

In Bezug auf die Arbeitssicherheit, steht man bei der Holzernte in vielen Buchenbeständen durch die Auswirkungen der Trockenjahre vor großen Herausforderungen. Ziel soll es sein, Arbeitsverfahren zu wählen bei denen man sich gar nicht, oder möglichst wenig im Gefahrenbereich des Baumes aufhält. Hier steht die vollmechanisierte Aufarbeitung mit einem geeigneten Harvester an erster Stelle. Wenn eine maschinelle Fällung nicht möglich ist, kann die Seilwindenunterstützte Fällung oder die Verwendung von fernbedienbaren mechanischen und hydraulischen Keilen eine sichere Lösung sein. Wichtig ist, dass diese technischen Hilfsmittel von erfahrenen und geschulten Motorsägenführern fachlich richtig eingesetzt werden.

Die Buche hatte in vielen Regionen Deutschlands mit den Trockenjahren von 2018 – 2020 zu kämpfen. Sie wurde durch Trockenheit, Hitze und hohe Sonneneinstrahlung geschwächt und in der Folge verstärkt von Pilzen und Insekten befallen. Die Kombination dieser Belastungsfaktoren führte häufig zum Absterben von Kronenteilen oder im schlimmsten Fall des ganzen Baumes. Die Auswirkungen sind auch heute noch zu spüren, deshalb haben sich für die Holzernte in sehr vielen Buchenbeständen ganz neue Herausforderun­gen an die Arbeitssicherheit und die zu wählenden Ar­beitsverfahren ergeben. Das oberste Gebot lautet hier: Abstand halten!

Risiko geschädigter Buchen

Bei absterbenden oder dürren Buchen (und auch an­deren Laubbäumen) ist die Gefahr abbrechender Äste oder Kronenteile bei normaler motormanueller Fäl­lung mit Schlagkeilen extrem hoch. Die Unfallstatistik liefert hierfür einen traurigen Beleg. Deshalb sollte die Baumbeurteilung hier – bevor die Motorsäge angelas­sen wird – intensiv und voll konzentriert durchgeführt werden. Bei Laubhölzern treten Holzfäulen oft zeit­gleich mit der Kronenverlichtung auf. Augenschein­lich gesunde, noch grüne Äste können bereits durch Pilzbefall in ihrer Festigkeit geschwächt sein und beim Fällvorgang brechen. Bei der Baumbeurteilung sind der Anteil der bereits abgestorbenen Kronenpar­tien, Schleimfluss am Stamm und aufplatzende oder abblätternde Rinde wichtige Merkmale, um die Risi­ken für die Fällung abzuschätzen. Bei bereits länger geschädigten oder abgestorbenen Bäumen kann der Stamm beim Fällvorgang in sich zusammenbrechen, Kronenteile können hierbei entgegen der Fällrich­tung aufschlagen. Häufig sind auch die verankernden Hauptwurzeln durch Holzfäule geschädigt. Bereits geringste Erschütterungen können hier zur Entwurze­lung führen. Es besteht die Gefahr, dass solche Bäume unkontrolliert umfallen.
Die Risiken bei der Holzernte, vor allem in geschä­digten Buchenbeständen, dürfen nicht unterschätzt werden. Extreme Vorsicht ist geboten, denn es lauern tödliche Gefahren!

Fällung oder Biotopbaum?

Zu Beginn muss geklärt werden, ob der geschädigte oder abgestorbene Baum tatsächlich gefällt werden muss. Bei einer absterbenden Esche oder Buche am Rand einer öffentlichen Straße ist die Entscheidung klar: Die Gefahr muss aus Gründen der Verkehrssi­cherheit beseitigt werden! In anderen Fällen können dürre Bäume aber auch als wertvoller Lebensraum im Wald belassen werden. Hierfür sind Fördermittel aus dem Vertragsnaturschutzprogramm Wald möglich.

Welches Arbeitsverfahren soll gewählt werden?

Ziel ist es immer, sich möglichst wenig im Gefahrenbe­reich des Baumes aufzuhalten und beim Umfallen des Baumes möglichst weit entfernt zu stehen. Im Wesent­lichen hat sich folgende Hierarchie der Arbeitsverfah­ren bewährt:
  1. Das sicherste Verfahren ist die Fällung mit einem geeigneten Harvester.
  2. Ist dies nicht möglich, erfolgt eine seilwindenunter­stützte Fällung.
  3. st dies ebenfalls nicht möglich, erfolgt die Fällung mit einem fernbedienbaren Fällkeil.
Die aufgezählten Fällmethoden haben bei korrekter Ausführung eines gemeinsam: beim Fällvorgang steht niemand ungeschützt im Gefahrenbereich herabbrechender Äste oder Kronenteile.
Von einer motormanuellen Fällung mit Schlagkei­len ist wegen der auftretenden Kronenerschütterungen während des Keilens, dringend abzuraten. Die Auftreffenergie selbst eines schwächeren Astes, der aus dem Kronenbereich herabfällt, ist enorm und kann schwerste Verletzungen zur Folge haben.

Maschinelle Fällung mit Harvester

Bei der Fällung mit dem Harvester ist die ausführende Person nicht in unmittelbarer Nähe des Baumes und durch die Fahrerkabine vor herabfallenden Baum­teilen geschützt. Die Forstmaschinen müssen vorge­schriebene Sicherheitsanforderungen zum Schutz vor herabstürzenden Gegenständen erfüllen, die in der FOPS­-Prüfung bewertet werden. FOPS steht für »fal­ling object protective structure« (Weise und Heubaum 2021).

Der maschinelle Holzeinschlag ist bei Laub­bäumen mit größeren Herausforderungen verbunden als bei Nadelbäumen. Krümmungen, Zwiesel und Steiläste erschweren die Entastung und Einteilung in Stammabschnitte. Auch die Beurteilung der Holz­qualität und Ausformung der Sortimente ist aus der Distanz der Fahrerkabine heraus schwierig. Grenzen für die maschinelle Holzernte setzen vor allem Rücke­gassenabstände, die größer als die vom Kran erreich­bare Zone sind. Auch Baumdurchmesser, welche die Öffnungsweite der Fällaggregate übersteigen, können eine maschinelle Fällung unmöglich machen. Oft sind es jedoch nicht die Durchmesser, sondern das große Gewicht der Laubbäume, welches die Hubkräfte der Maschinen überschreitet. Zudem wird häufig die Sicht auf den Stammfuß durch Verjüngung oder anderen Un­terwuchs behindert, weshalb Bäume in Kranreichwei­te trotzdem nicht maschinell gefällt werden können. Darüber hinaus verhindert die Steilheit des Geländes in vielen Fällen den Maschineneinsatz.

Große Raupen­harvester sind am ehesten geeignet, diese Grenzen zu überwinden. Durch die höhenverstellbare Fahrer­kabine sind die Stammfüße auch besser einsehbar. Aufgrund des höheren Maschinengewichts sind auch größere Kranreichweiten realisierbar. Sind sie mit ei­ner Baumhaltezange ausgerüstet (Abb. 1), können die Bäume verjüngungsschonend stehend vorgeliefert werden. Diese Maschinen benötigen jedoch breitere Rückegassen und das Umsetzen ist erheblich aufwän­diger. Daher lohnt sich ihr Einsatz nur bei größeren Erntemengen.

Angesichts der kleinteiligen Besitzstruk­tur sind die Voraussetzungen für einen wirtschaftli­chen Einsatz dieser Maschinen im Privatwald eher selten gegeben. Selbst wenn Harvester zum Holzein­schlag von Laubbäumen eingesetzt werden, geschieht dies in der Praxis zumeist in kombinierten Verfahren, bei denen ein Teil der Bäume trotzdem motormanuell gefällt werden muss. Geht es rein um Verkehrssiche­rungsmaßnahmen, können auch Maschinen aus dem Bereich der Baumpflege eingesetzt werden, die mit Fällaggregaten an Teleskopkränen ausgerüstet sind. Diese können die Bäume auch stückweise abtragen. Die Bäume können mit diesen Aggregaten jedoch nicht maschinell entastet werden.
Sofern eine maschinelle Fällung nicht möglich ist, kann die motormanuelle Fällung mit Unterstützung durch eine Forstseilwinde eine sichere Lösung sein. In den letzten Jahren wurden verschiedene Hilfsmittel und Arbeitstechniken für die seilwindenunterstützte Fällung entwickelt. Bei fachlich richtiger Anwendung ist eine sichere Fällung auch bei abgestorbenen Laub­bäumen grundsätzlich möglich. Gleiches gilt für die technischen Lösungen bei den fernbedienbaren me­chanischen und hydraulischen Keilen. Ob Seilwinde oder fernbedienbarer Fällkeil, die sichere Fällung ist trotz dieser technischen Hilfsmittel nur etwas für er­fahrene und geschulte Motorsägenführer.

Seilwindenunterstützte Fällung

Grundvoraussetzung bei der seilunterstützten Fällung ist der ordnungsgemäße Zustand der Seilwinde. Wich­tige Prüfpunkte sind neben der technisch einwandfrei­n Funktion:
  • der Zustand des Windenseils
  • Zustand und der Windenzugkraft entsprechende Nutzlast von Anschlags­ und Befestigungsmitteln (Baumzugseil, Umlenkrolle, Rundschlingen, Schäkel)
Bei der Durchführung der seilwindenunterstützten Fäl­lung beginnt man mit dem Festlegen einer sicheren Aufstellung. Hierbei muss der Schlepper mit Winde stabil abgestellt werden, die Zugrichtung sollte dabei in Längsrichtung des Schleppers verlaufen. Das Rü­ckeschild des Schleppers muss sich im Boden veran­kern. Grundsätzlich gibt es bei der Aufstellung zwei Varianten:
  • Baum mit Hilfe einer Umlenkrolle vom Schlepper weg ziehen (umgelenkter Zug)
  • Baum aus sicherer Entfernung (doppelte Baum­länge) im direkten Zug umziehen, also zum Schlepper hin
Die Variante mit umgelenktem Zug ist möglichst zu bevorzugen, da hierbei zum einen eine bessere Kommunikation zwischen Motorsägenführer und Seilwindenbediener und zum anderen die Kontrolle der Schlepperstandfestig­keit gegeben sind.

Beim umgelenkten Zug muss ein geeigneter Anker­baum für die Umlenkrolle ausgewählt werden.
  • Der Abstand zum zu fällenden Baum sollte mindes­tens der doppelte Anhängehöhe entsprechen.
  • Vorsicht – der Ankerbaum, die Umlenkrolle und die Anhängeschlinge werden mit der zweifachen Seilwindenzugkraft belastet!
Ein Holzfäller positioniert das Seil einer Seilwinde mit einer Stange weit oben am StammZoombild vorhanden

Abb. 2: Königsbronner Anschlagtechnik (© Forst BW)

Das Seil ist am zu fällenden Baum in mindestens 5 Me­tern Höhe zu befestigen, je höher desto besser. Der Grund hierfür liegt in der Reduktion der benötigten Zugkraft durch die Hebelwirkung und dem Vermeiden von Scherkräften im Bereich der Bruchleiste. Am ein­fachsten kann dies mit der Königsbronner Anschlagtechnik (KAT) erfolgen. Mit Hilfe einer Teleskopstange wird ein Dyneemaseil am zu fällenden Baum in ent­sprechender Höhe angebracht und anschließend Mit­tels Schäkel mit dem Seilwindenseil verbunden. Das Festziehen des Dyneemaseils erfolgt entweder durch Aktivierung der Seilwinde oder händisch durch eine zweite Person. Falls die Seilwinde hierbei verwendet wird, darf beim Spannen keine Person unter der Baum­krone stehen, da bei der kleinsten Erschütterung bereits Äste abbrechen können. Durch die Verwendung der Münchehofer Sicherheitsgabel ist es möglich, dass sich die Teleskopstange am Stamm fixiert.
Sobald die Aufstellung einsatzbereit hergestellt ist, und das Seil leicht auf Spannung gebracht wurde kann der Motorsägenführer die Fällschnitte durchführen. Eine spezielle Schnitttechnik ermöglicht es, dass der Baum sich nicht bewegt solange sich der Motorsägen­führer darunter aufhält und somit keine Erschütterun­gen im Kronenbereich auftreten.
Der Motorsägenführer gibt das Kommando zum Umziehen. Keinesfalls darf der Seilwindenbediener selbständig damit beginnen, zu ziehen. Vor allem wäh­rend des Anlegens der Fällschnitte würde dies den Motorsägenführer in Gefahr bringen. Die Freigabe zum Ziehen erfolgt erst, sobald alle Beteiligten in sicherer Entfernung am Rückweichplatz stehen.
Um die qualifizierte Schätzung des Zugkraftbedarfs (Forstseilwinde, Spillwinde, Seilzuggeräte) zu erleich­tern, wurde vor etwa 15 Jahren von Baden­-Württember­ger Forstleuten die sogenannte Calmbacher Tabelle (Abb. 3) erarbeitet. Mit ihrer Hilfe kann die erforder­liche Zugkraft für die seilwindenunterstützte Fällung in Abhängigkeit von Baumdimension, Baumneigung, Baumartengruppe und Seilanschlaghöhe ermittelt werden.
  • Die Zugkraft einer Seilwinde ist auf dem Typenschild angegeben
  • Konstantzugwinde: ein fester Zugkraftwert, z. B. 60 kN
  • Herkömmliche Seilwinde: Zugkraft obere Lage und untere Lage, z. B. 40 kN und 60 kN à die Zugkraft variiert hier, je nachdem wie viel Seil von der Trommel abgespult wurde. Dies muss durch den Bediener abgeschätzt und miteinkalkuliert werden

Tabelle zur Einschätzung von Zugkräften bei Baumfällungen

Abb. 3: Calmbacher Tabelle zur Einschätzung der erforderlichen Zugkräfte bei der Seilwindenunterstützten Fällung. Quelle: Forst BW

Fällung mit ferngesteuerten Fällkeilen

Geschädigte Bäume können unter bestimmten Voraus­setzungen auch mit ferngesteuerten Fällkeilen sicher gefällt werden. Der große Unterschied zur Seilwinde besteht aber darin, dass man mit ferngesteuerten Fäll­keilen nur Bäume fällen darf, die theoretisch auch mit herkömmlichen Schlagkeilen gefällt werden könnten.
Ein fernbedienbarer Fällkeil steckt im Fällschnitt eines Baumes Zoombild vorhanden

Abb. 4: Fernbedienbarer mechanischer Fällkeil (© M. Bossenmaier)

Das heißt: keine stärkeren Rückhänger und keine Bäu­me, die faul sind.

Man unterscheidet mechanische Fällkeile, die per Spindel von einem Schlagschrauber angetrieben wer­den (Abb. 4) und hydraulische Fällkeile, die über eine Hydraulikpumpe laufen.

Beim Einsatz von ferngesteuerten Fällkeilen wird die »Sicherheitsfälltechnik« angewendet. Jedoch sollte man einige zusätzliche Punkte gegenüber dem übli­chen Fällverfahren beachten.

Das Beischneiden der Wurzelanläufe sollte insbe­sondere bei geschädigten Laubbäumen, vermieden werden, da hierdurch möglicherweise die Bruchleiste zusätzlich geschwächt wird.

Falls der Stamm beim Anlegen des Fallkerbs Anzei­chen für stärkere Fäule aufweist, darf der ferngesteuer­te Fällkeil nicht verwendet werden, da die Fasern dann nicht ausreichend belastbar sind und der Keil sich in das geschädigte Holz drückt, ohne den Baum anzuhe­ben. In diesem Fall ist seilwindenunterstützt zu fällen.

Mechanische und hydraulische Fällkeile sind im Vergleich zu herkömmlichen Fällkeilen weniger spitz ausgeformt. Bevor diese Keile in den Fällschnitt einge­setzt werden können, muss der Fällschnitt mit einem sogenannten »Schnabelschnitt« erweitert werden (sie­he Abb. 4). Der Keil wird dann auf leichte Vorspan­nung gebracht, bis er im Fällschnitt zuverlässig sitzt, sodass er sich bei der Vorschubbewegung nicht aus dem Fällschnitt drückt.
In ausreichendem Sicherheitsabstand mindestens au­ßerhalb der Kronenprojektionsfläche wird anschlie­ßend mit Sicht auf den Fallbereich und den fernge­steuerten Fällkeil die Vorschubbewegung des Keils per Fernbedienung aktiviert und der Baum zu Fall gebracht.
Für die technischen Fällhilfen gibt es seit 2020 als Hilfsmittel zur qualifizierten Hubkraftschätzung, den Franz’schen Hubkraftkalkulator, für die Baumart Bu­che als Tabelle (Abb. 5) oder als Onlineversion auf der KWF­Homepage. Mit Hilfe der Franz’schen Tabelle kann die erforderliche Hubkraft bei der Fällung von Buchen mit technischen Fällhilfen (mechanische und hydraulische Fällkeile, hydraulische Fällheber) herge­leitet werden.
Die maximalen Hubkräfte betragen bei den größe­ren mechanischen Fällkeilen maximal ca. 25 t, voraus­gesetzt diese sind in technisch einwandfreiem und gewartetem Zustand. Bei den hydraulischen Fällkeilen betragen die maximalen Hubkräfte bis zu 39 t, bei den hydraulischen Fällzylindern sogar bis zu 50t. In der Praxis sollte jedoch immer ein Sicherheitsfaktor mit eingeplant und aus Sicherheitsgründen nie an die ma­ximale Hubkraft der Keile gegangen werden.

Ein Ausreizen der maximalen Hubkräfte ist vor al­lem bei geschädigten Buchen nicht zu empfehlen, da die Festigkeit des Holzes hier schon beeinträchtigt sein kann und im schlimmsten Fall die Bruchleiste ab­reißen kann.

Tabelle zur Ermittlung der benötigten Hubkraft

Abbildung 5: Hilfstabelle zur Ermittlung der benötigten Hubkraft bei der Fällung von Bäumen mit technischen Fällhilfen.
Quelle: Mark-Fabian Franz, KWF e.V., 2020

  • Erstellt unter der Annahme einer Baumhöhe von 30 m, einem Kronendurchmesser von 10 m und einer Abholzigkeit von 1 cm/m und unter der Verwendung der Sicherheitsfälltechnik.
  • Einschubtiefe 0 cm entspricht der Anwendung der Tabelle unter Verwendung technischer Fällkeile.
  • Die mit den Hubkraftkalkulator ermittelten Werte liegen vergleichsweise nahe an den realen »Ist-Werten«. Daher wird empfohlen, die Hubkraftangaben der verwendeten technischen Fällhilfen, insbesondere der technischen Fällkeile, mit einem praxisbewährten Sicherheitsfaktor zu reduzieren. Dieser kann bis zu 50 % der Nennhubkraft betragen.

Summary
In terms of work safety, timber harvesting in many beech stands faces major challenges due to the effects of the dry years. The aim should be to choose working methods, where one is not at all, or as little as possible in the danger zone of the tree. Fully mechanised felling with a suitable harvester is the first choice here. If mechanised felling is not possible, winch-assisted felling or the use of remote-controlled mechanical and hydraulic wedges can be a safe solution. It is important that these technical solutions are used correctly by experienced and trained chainsaw operators.

Literatur

  • Fottner, T.; Bossenmaier, M. (2020): Geschädigte Laubbäume sicher fällen. LWF aktuell Nr. 127, S. 24­26
  • Franz, M.; Lippert, K. (2021): Erforderliche Hubkräfte bei der Baumfällung unter Verwendung technischer Fällhilfen. FTI 1/2021, S. 10­15
  • Fottner, T. (2022): Keil oder Seil?. BLW 4, S. 26­27
  • KWF-Homepage (2022): hubkraftkalkulator.kwf­online.de
  • Weise, G.; Heubaum, F. (2021): Über die FOPS­Prüfung von Fahrerkabinen in totholzreichen Zeiten. Forsttechnische Infor­mationen Nr. 5, S. 4­8

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