16.09.2009 | 15:00:00 | ID: 3430 | Ressort: Landwirtschaft | Agritechnica

Trends zur Verfahrenstechnik der Druschfruchternte

Hannover (agrar-PR) - Trends zur Verfahrenstechnik der Druschfruchternte Prof. Dr. agr. Thomas Rademacher, Life Sciences and Engineering, Fachhochschule Bingen

Aktuell hoher Kostendruck und wechselhafte Erntebedingungen mit kürzeren Erntezeiten erfordern neben leistungsstarken und einsatzsicheren Mähdreschern eine hohe Effizienz des Mähdruschprozesses. Die Hersteller erweitern ihre Angebote. In der unteren Leistungsklasse werden vor allem Bedienkomfort und Druschleistung gesteigert. In der Mittelklasse werden mehr Rotorabscheidesysteme etabliert. In der oberen Leistungsklasse wird das Angebot an Druschsystemen und breiten Schneidwerken mit besonderen Ausstattungsmerkmalen erweitert. Ein interaktives Fahrerassistenzsystem erlaubt erstmalig die Optimierung aller Mähdreschereinstellungen und leitet somit ein neues Kapitel in der Effizienzsteigerung von Großmaschinen in der Landtechnik ein.

Breite Erntevorsätze mit Alleinstellungsmerkmalen
Je breiter der Erntevorsatz, desto mehr nimmt unter sonst gleichen Bedingungen die Druschleistung zu, weil der Mähdrescher gleichmäßiger mit Material beschickt wird und die Wendezeiten abnehmen. Darüber hinaus nimmt der Dieselverbrauch ab, weil die für die Vorfahrt erforderliche Motorleistung bei geringerer Erntegeschwindigkeit abnimmt. Dies sind die Hauptgründe für breite Schneidwerke mit Einzugsschnecke sowie variabler Tischlänge. Diese werden vom österreichischen Schneidwerkspezialisten BISO Schrattenecker und von Claas erstmalig mit Arbeitsbreiten von 12 m angeboten.
 
BISO wählt für die tragende Konstruktion zum Patent angemeldete Hohlblockelemente aus Aluminium. Diese Baukastenkonstruktion erlaubt eine Erweiterung der Arbeitsbreite auf
15 m. Der Schneidtisch aus Edelstahl lässt sich von der Nullposition aus um 10 cm kürzen und um 70 cm verlängern. Die Rapstrennmesser sind wie bei Vorgängermodellen immer angebaut und werden nur in Arbeitsposition geschwenkt. Die Steuerzeiten der Einzugsfinger, die Höhe der Einzugsschnecke und die Position der Abstreifleiste lassen sich zentral stufenlos per Spindel einstellen. Dies ermöglicht kürzeste Umrüst- und Einstellzeiten auf unterschiedliche Erntebedingungen. Positions- und Winkelgeber in Kombination mit eigener Elektrohydraulik regeln die Haspelhöhe in Abhängigkeit von der Schneidtischlänge. Und sogar die Haspelzinken sind während der Fahrt verstellbar.
 
Claas baut das Schneidwerk V1200 mit konventionellen Werkstoffen mit der bekannten Verstelltechnik für den Schneidtisch. Gewicht spart diese Technik, weil der Verstellbereich des Schneidtisches mit insgesamt 30 cm kürzer ist und für die Rapsernte nach wie vor Zusatzbleche eingelegt werden müssen. Die Antriebe befinden sich beidseitig und erfolgen ausschließlich über Getriebe und Kardanwellen sowie Hydraulik. Die Einzugsschnecke ist bei beiden Schneidwerken mittig zwischengelagert. Aus Gründen der Übersichtlichkeit lagert BISO die Haspel seitlich versetzt zwischen, während bei Claas das Zwischenlager der Haspel mittig angeordnet ist. Bei derart großen Arbeitsbreiten empfehlen sich nur noch Strohhäcksler mit aktiver Strohverteilung. Die Aktivitäten der Hersteller zeigen, dass mit breiteren Schneidwerken bei vorhandenen Großmähdreschern noch Leistungsreserven erschlossen werden können. 
 
Größeres Angebot bei Rotor-Mähdreschern
Mit zunehmender Nachfrage nach Rotor-Mähdreschern nimmt auch das Angebot zu. AGCO bietet unter den Marken MF und Fendt erstmalig einen Hybrid-Mähdrescher an. Den beiden Axial-Zinkenrotoren ist ein konventionelles Dreschwerk mit Dresch- und Wendetrommel vorgeschaltet. Danach folgt eine Zuführtrommel, die das Material den Rotoren von unten zuleitet. Die Reinigung verfügt über eine konstruktive Besonderheit: Um einen größeren Windvolumenstrom zu erhalten, wird der Venturi-Effekt genutzt. Zunächst wird ein Staudruck im Zuluftkanal der Reinigung erzeugt. Die anschließende Expansion des Luftstromes erzeugt einen Sog, so dass durch zusätzliche Einlassöffnungen mehr Wind in die Reinigung gelangt. Mit dem Hybrid-Mähdrescher MF Hyperforma bzw. Fendt 8400 bietet jetzt auch AGCO insgesamt drei verschiedene Mähdrescherbauarten an und verstärkt somit den Konkurrenzkampf in diesem Marktsegment.
 
Claas fertigt zur kommenden Saison Hybrid-Mähdrescher der Tucano-Baureihe. Die Mähdrescher mit einer Dreschkanalbreite von 1,32 m und 1,58 m sind nahezu baugleich mit den Schüttlermaschinen. Anstelle der Schüttler wird ein 4,2 m langer Abscheiderotor mit einem Durchmesser von 57 cm eingebaut. Damit zeichnen sich die Tucano-Rotor-Mähdrescher durch eine einfache Bauweise aus. Landwirte und Lohnunternehmer können nun den Vorteil der flach ansteigenden Verlust-Durchsatzkennlinie der Hybrid-Abscheidetechnik auch unter schwierigeren Erntebedingungen in der mittleren Leistungsklasse nutzen. Die Mähdrescher werden mit Arbeitsbreiten bis 9 m angeboten.
 
Erstmals baut Claas sein Beschleuniger-Dreschwerk in Mähdrescher der unteren Leistungsklasse ein. Mit dem Avero 240 wird nun auch die Druschleistung der 4 Schüttler-Klasse erhöht. Damit wird das Marktangebot für mittlere Betriebe und Maschinengemeinschaften erweitert. Denn das Jahr 2008 zeigte, dass in diesem Segment temporär beachtliche Stückzahlen nachgefragt werden.
 
Same Deutz-Fahr bietet neben den überarbeiteten Schüttler-Mähdreschern die Axial-Mähdrescher der Serie 75 RTS an. Sie stammen ursprünglich vom argentinischen Hersteller Vassalli und wurden an europäische Erntebedingungen adaptiert. Die Motorleistung wurde von 264/360 kW/PS auf 331/450 kW/PS erhöht. Für Regionen mit geringeren Stroherträgen und –feuchten wird eine Version mit 269/366 kW/PS erhältlich sein. Weil bei Einrotor-Axial-Mähdreschern rechtsseitig mehr Korn abgeschieden wird, wodurch die Reinigung ungleichmäßig belastet wird, haben die Deutz-Fahr Konstrukteure eine Quertrogschnecke auf dem Vorbereitungsboden angebracht. Diese fördert das rechtsseitig überschüssige Korn-Kurzstroh-Spreu-Gemisch zur linken Seite und verteilt es dabei gleichmäßig. Eine höhere Reinigungsleistung ist die Folge. Mit der neuen RTS-Baureihe erweitert nun auch Same Deutz-Fahr das Marktangebot um einen Axial-Mähdrescher. Nun bieten alle großen Mähdrescherhersteller neben ihren Schüttlermaschinen mindestens einen Rotor-Mähdrescher an, weil die Nachfrage hier zunimmt. Bei einigen Herstellern ist der Absatz von Rotor-Mähdreschern auf mehr als 40 % des Gesamtabsatzes gestiegen.
 
Technische Lösungen für mehr Einsatzsicherheit
Um den Einsatz und die Druschleistung zu sichern, arbeiten die Konstrukteure aller Hersteller an Detailverbesserungen ihrer Mähdrescher: Das klassische 3 Gang-Getriebe mit Hydrostat erlaubt bei Wendevorgängen keine großen Geschwindigkeitsintervalle ohne einen Schaltvorgang vorzunehmen, bei dem die Maschine still stehen muss. Darüber hinaus reicht in hügeligen Regionen oft die Zugkraft im dritten Gang nicht aus, um mit angehängtem Schneidwerkwagen eine steile Straßenstrecke hinaufzufahren. Lästige Schaltvorgänge, die den Verkehr beeinträchtigen, sind die Folge. Daher bietet John Deere das bereits im Feldhäcksler genutzte ProDrive-Getriebe jetzt auch für Mähdrescher an. Es besteht auch eine Kombination aus einem leistungsstarken Hydrostaten und einem zweistufigen Lastschaltgetriebe. Es überträgt hohe Zugleistungen und lässt sich während der Fahrt schalten. Darüber hinaus ist es mit einer Bremse gekoppelt, die Mähdrescher und Schneidwerkwagen beim Straßentransport intensiv verzögern.
 
Bei Straßenfahrten mit vorgebauten Erntevorsätzen, wie klappbare Schneidwerke oder Maispflücker, wird die zulässige Achslast eines Mähdreschers häufig überschritten. Dann müssten, wie an Zuckerrübenvollerntern oder an einigen Vorsätzen von Maishäckslern, zusätzliche Stützräder montiert werden, um den gesetzgeberischen Vorgaben gerecht zu werden. Um die aufwendige Montage solcher Stützräder am Erntevorsatz zu vermeiden und um eine zusätzliche Belastung von Erntevorsatz und Einzugskanal bei der Fahrt auf unebenen Straßen zu verhindern, hat Geringhoff eine Zusatzachse für Mähdrescher entwickelt, deren Räder vor der Vorderachse zwischen den Vorderrädern des Mähdreschers die Achslast reduzieren. Bei Straßenfahrt wird das hydraulisch gefederte Fahrwerk abgesenkt und auf dem Acker bei Bedarf angehoben. Für Lohnunternehmer und Landwirte, die häufig mit vorgebautem Vorsatz das öffentliche Wegenetz befahren, ist dies eine gute Alternative anstelle des Überschreitens von gesetzgeberischen Vorgaben. Der Gesetzgeber sollte sich jedoch von den aus dem Nutzfahrzeugbereich stammenden Achslastregelungen trennen und statt dessen im landwirtschaftlichen Sektor die trotz der hohen Achslasten um ein Vielfaches geringeren Kontaktflächendrücke akzeptieren.
 
Leistungsstarke Motoren, wie das 434/590 kW/PS starke Triebwerk des Mähdreschers CR9090 von New Holland müssen sicher gekühlt werden. Zwar wurde für diesen Großmähdrescher die Kühlerfläche erhöht und er erhielt auch einen zweiten Ansaugkorb, jedoch kommt es unter feuchten Einsatzbedingungen, wie z. B. manchmal bei der Raps- oder Maisernte, zu Verklebungen von Staub an diesen Körben, die zu Überhitzungen führen können. Alternativ zu den bisher üblichen Bürsten und Absauggebläsen bietet New Holland ein spezielles Gebläse mit beweglichen Düsen an. Ebenso wie bei der Motorreinigung werden die Ansaugkörbe in bestimmten Zeitabständen mit Lufthochdruck komplett von Ablagerungen befreit. Dieses sinnvolle Detail reduziert Stillstandszeiten.
 
EasyCut 2010 heißt das überarbeitete Schnittsystem der Gebr. Schumacher. Neben weiteren Detailverbesserungen, wie z. B. drei Bohrungen pro Klinge für sichere Befestigung an Messerköpfen und –verbindungen, sind die Stahlfinger zu nennen. Sie werden mit einer Ober- und Unterstrebe am Schneidtisch befestigt. Darüber hinaus verhindern variable Führungsrollen ein Kippen des Messers und reduzieren den Verschleiß.
 
Für die rasche Umrüstung der Werkzeuge des Axialrotors bietet Case eine Befestigung mit nur einer Schraube an. Das Werkzeug wird auf einen patentierten Montagebock am Rotor gesteckt und dann per Schraube gehalten. Der Montagebock nimmt die auf das Dresch- und Abscheidewerkzeug wirkenden Kräfte auf. Somit lassen sich die Axial-Mähdrescher von Case schneller an verschiedene Erntebedingungen anpassen.
 
Häcksler mit aktiver Strohverteilung
Nachdem Claas 1995 mit dem Gebläsehäcksler des Lexion 480 eine neue Ära bei der Strohverteilung eingeleitet hat, bieten nun auch weitere Hersteller Strohhäcksler mit Wurfgebläsen an, die ähnlich aufgebaut sind, wie der 2003 erstmalig vorgestellte Radialverteiler von Claas. New Holland bietet für den Mähdrescher CR9090 einen Häcksler mit Wurfgebläse an, bei dem sich die speziell geformten Leitbleche um die Wurfrotoren öffnen und auf- und niederbewegen lassen. Dies erlaubt sowohl eine Änderung der Wurfweite, als auch des Verteilbildes. Der Fahrer kann die Gleichmäßigkeit der Verteilung einstellen.
 
Der neue Strohhäcksler Maxi Spreader der Rekordverken aus Schweden funktioniert ähnlich. Zwischen den beiden Wurfrotoren befindet sich eine Art Pendelkegel, der den Umschlingungswinkel um die Rotoren wechselweise vergrößert und verkleinert. Dadurch ergibt sich ein ähnlicher Verteileffekt wie bei den Systemen von Claas und New Holland. Der Häcksler von Rekord wird für den John Deere S-Mähdrescher erhältlich sein. Nun bieten die drei Hersteller mit den höchsten Marktanteilen einen Häcksler mit aktiver Strohverteilung an.
 
Für den neuen Tucano-Rotor-Mähdrescher baut Claas einen Strohhäcksler, der nur das seitlich ankommende Material mit Wurfrotoren zu beiden Seiten verteilt. In der Mitte wird die Wurfenergie des Häckselrotors genutzt. Durch diese Konstruktion wird nur dort zusätzliche Energie für die Strohverteilung gebraucht, wo sie erforderlich ist, nämlich an den Seiten für Arbeitsbreiten bis 9 m. Und für die Ernte von Früchten, bei denen die Anforderungen an die Verteilung nicht so hoch sind, wird der Verteiler einfach gegen die klassische Verteilhaube ersetzt. Die aktuellen Konstruktionen im Bereich Strohhäcksler zeigen, dass die Anforderungen der Pflanzenbauer an eine hohe Verteilqualität des Strohs und damit einhergehend die Sicherung der Erträge der Folgefrüchte in immer höherem Maße umgesetzt werden.
 
Elektronik – Automatismen und Assistenzsysteme
Mit dem neuen Assistenzsystem CEMOS (Claas elektronischer Maschinen-Optimierungs-Service) leitet Claas ein neues Kapitel in der Bedienung von Mähdreschern ein. Es ist ein Assistenzsystem, in dem ähnlich einer Datenbank alle Einstellgrenzen aller Baugruppen des Mähdreschers, vom Halmteiler bis zum Strohhäcksler, für alle Früchte hinterlegt sind. Auch die Erntebedingungen werden berücksichtigt. Erkennt der Fahrer ein Problem, wie z. B. einen ungleichmäßigen Gutfluss im Schneidwerk oder einen unsauberen Ausdrusch, so kann er bei CEMOS entsprechende Einstellvorschläge anfordern. Nachdem CEMOS die aktuellen Einstelldaten des Mähdreschers geprüft hat, schlägt das System eine logisch naheliegende Einstellung vor, die der Fahrer annehmen, überspringen oder ablehnen kann. In letztgenannten Fällen erhält er einen Alternativvorschlag. Ist der Fahrer mit dem Einstellergebnis nicht einverstanden, so kann er die Einstellung zurücknehmen und eine andere Optimierungsvariante wählen. Bei den sensorisch überwachten Kennwerten, wie den Körnerverlusten und der Überkehr, erhält der Fahrer eine Meldung, wie sich das Arbeitsergebnis durch die Optimierung verändert hat. Der Fahrer wird auch auf eine suboptimale Nutzung des Mähdreschers hingewiesen, wenn z. B. der Durchsatz bei gegebener Maschineneinstellung und aktuell geernteter Frucht zu gering ist.
 
CEMOS berücksichtigt über 50 Einstellparameter, um den gesamten Druschprozess zu optimieren. Der unerfahrene Fahrer kann den Mähdrescher weit über die vom Hersteller im Informationssystem gespeicherten Grundeinstellungen hinaus bezüglich Arbeitsqualität und Arbeitsleistung optimieren. Und der erfahrene Fahrer nutzt das System, um die Maschineneinstellungen bis an die technischen Grenzen zu führen. Befindet sich das Einstelloptimum nahe dieser Grenzen, so wird er auf mögliche Konflikte, wie z. B. zu hohe Bruchkornanteile bei zu intensivem Ausdrusch oder zu kurzes Stroh bei Schwadablage, hingewiesen. Damit ist erstmalig eine ganzheitliche Optimierung des Mähdruschprozesses mit Hilfe eines maschinengestützten Einstellassistenzsystems allein durch den Fahrer möglich. CEMOS ist somit eine richtungsweisende Entwicklung zur Effizienzsteigerung der Druschfruchternte und sicherlich auch ein Maßstab hinsichtlich der Optimierung von Prozessen in Erntemaschinen für andere Früchte.      
 
Da viele Fahrer die Teilbreitenschaltung für den Erntevorsatz bei der Ernte von Reststreifen nicht exakt bedienen, oder die programmierte Arbeitsbreite nicht exakt einhalten, kommt es oft zu Ungenauigkeiten bei der Flächenerfassung und somit u. a. zu Diskussionen bei der überbetrieblichen Abrechnung. Außerdem können sich Fehler bei der Ertragskartierung ergeben. Diese Ungenauigkeiten korrigiert das automatische Arbeitsbreitenerfassungssystem von New Holland. Das GPS-Signal wird als Korrektursignal genutzt. Die tatsächliche Arbeitsbreite wird mit der vom Fahrer programmierten verglichen und diese gegebenenfalls korrigiert.
 
Bei Bergauf- und Bergabernte mit dem Mähdrescher kann es in der Reinigung zum Überblasen und damit zu überhöhten Körnerverlusten bzw. überhöhten Gutschichtdicken und damit zu unreinem Korn im Bunker und zu einem „Abschütten“ des Korn-Spreu-Gemisches und ebenfalls zu erhöhten Verlusten kommen. Dies verhindert das neue Regelsystem für das Reinigungsgebläse von New Holland. Die Gebläsedrehzahl wird frucht- und neigungsabhängig bei Bergauffahrt reduziert und bergab erhöht. Mit dieser einfach erscheinenden, aber tatsächlich recht komplizierten Regeltechnik werden gleichmäßigere Arbeitsergebnisse bei der Ernte in hügeligem Gelände erzielt. 
 


Zusammenfassung:
Die Getreideernte ist durch einen fortschreitenden Trend zu leistungsfähigeren Mähdreschern mit mehr elektronischen Regel- und Assistenzsystemen gekennzeichnet. Das Marktangebot bei Rotor-Mähdreschern nimmt weiterhin zu. Hybrid-Mähdrescher werden in Deutschland zur Saison 2010 von AGCO (Fendt und MF je 1 Typ), Claas (5 Typen) und John Deere (1 Typ) angeboten. Axial-Mähdrescher werden von AGCO (Fendt und MF je 1 Typ), Case (6 Typen), Same Deutz-Fahr (1 Typ), John Deere (1 Typ) und von New Holland (4 Typen) angeboten.
 
Die Erntevorsätze werden breiter: Erstmalig stellen Claas und BISO-Schrattenecker Schneidwerke mit Einzugsschnecke und 12 m Arbeitsbreite her. Dabei verwendet BISO zum Patent angemeldete Aluminium-Hohlblockelemente. Die Einsatzsicherheit wird durch die Nutzung neuer Antriebstechniken wie das ProDrive-Getriebe von John Deere erhöht. Und die Strohverteilung wird durch Wurfgebläse neben Claas jetzt auch von New Holland und Rekord verbessert.
 
Regeltechniken und Informationssysteme werden weiterentwickelt. New Holland hat ein Korrekturprogramm per GPS für die Arbeitsbreite sowie ein Regelsystem für die Gebläsedrehzahl bei Bergauf- und Bergabernte entwickelt. Richtungsweisend ist das neue Fahrerassistenzsystem CEMOS von Claas. Damit kann der Fahrer die Einstellung aller Baugruppen des Mähdreschers fruchtabhängig optimieren, somit die Maschine bis an ihre technischen Grenzen fahren und die Effizienz des Mähdruschprozesses eigenständig erhöhen.

 

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