Agrotech Valley

smart traction – Entwicklung eines angetriebenen und lenkbaren smarten Anhängerfahrwerkes für Güllefassanhänger mit 18m³ Fassungsvermögen zur Vermeidung von Bodenschadverdichtungen; Entwicklung von Schnittstellen zwischen Mechanik, Hydraulik, Steuerungs-

Leiter

Prof. Dr. Hubert Korte

Projektstart

01.08.2019

Projektende

31.07.2021

Status

Abgeschlossen

Kurzfassung:

Ausgangssituation und MarktbedarfDie Applikation von organischen Düngemitteln (Gülle, Gärsubstrat, Klärschlamm etc.) wird durch die im Jahr 2017 novellierte Düngeverordnung auf wenige Tage im Frühjahr begrenzt. Die Herbstdüngung mit organischen Düngemitteln, sofern Stickstoff-Bedarf besteht, ist nur noch für bestimmte Kulturen zulässig. Eine Ausbringung auf gefrorenen Boden wurde mit wenigen Ausnahmen ganz untersagt (DüV 2017). Des Weiteren ist im Februar 2019 bekannt geworden, dass die aktuelle Düngeverordnung in den nächsten Jahren weiter verschärft werden soll und die Herbstdüngung noch mehr eingeschränkt wird (BMEL 2019). Somit muss die Ausbringung immer mehr unter ungünstigeren feuchten Bodenbedingungen stattfinden. Die Tragfähigkeit auf feuchten Böden ist sehr gering, mit demÜberfahren herkömmlicher Güllefässer und deren hohen Kontaktflächendrücken (Quotient aus Radlast und Aufstandsfläche) werden so erhebliche Bodenschadverdichtungen erzeugt. Diese Verdichtungen sind nur über mehrere Jahre und mit großem Aufwand wieder zu beheben. Per Gesetz (§ 7 Abs. 2  BBodSchG 2017 ) sind Bodenschadverdichtungen so weit wie möglich zu vermeiden. Aus den genannten Gründen ist eine bodenschonendere und nachhaltige Bewirtschaftung von Ackerflächen nötig. Einen wesentlich geringeren Kontaktflächendruck, bei kleinerer bis gleichbleibender Bauraumgröße, können Band- / Raupenlaufwerke erzielen. Radfahrwerke sind unter trockeneren Bedingungen, dank der geringeren Scherkräfte in Kurvenfahrten im Vorteil. Sobald es feuchter wird sinken diese Fahrwerke jedoch tief ein, verdichten den Boden, teilweise bis zur Irreversibilität und stecken dann fest. Die dann folgenden Versuche, um dieses Fahrzeug zu befreien, hinterlassen zumeist ein völlig zerstörtes Bodengefüge. Dieser Teil des Feldes kann erst wiederhergestellt werden, wenn der Boden trocken und somit tragfähig ist. Die Wiederherstellung des ehemaligen Zustandes wird, wenn überhaupt möglich, eine sehr lange Zeit in Anspruch nehmen, bis dahin sind an dieser Stelle erhebliche Ertragseinbußen zu verzeichnen. Auch bei weniger extremen Fällen kann es zu tiefen Fahrspuren im Feld kommen und somit einen Flurschaden erzeugen. Raupenfahrwerke hingegen können dank ihrer großen Aufstandsfläche schadverdichtungsfrei auf sehr feuchten Flächen fahren. (Das technische Mögliche, also mit einem gut ausgestattet Fahrwerk auf eine wassergesättigte Fläche zu fahren, um Dünger auszubringen, legitimiert nicht die strafbare Düngung.) Die große Auflagefläche reduziert zwar enorm den Bodendruck erhöht aber zu gleich in Kurvenfahrten die Scherkräfte. Das hat zur Folge, dass der Oberboden bzw. der Bestand beimÜberfahren beschädigt wird. Zur Reduzierung der Scherkräfte können mehrere Methoden eingesetzt werden. Zum Beispiel die Verringerung der Aufstandsfläche während Kurvenfahrten, mehrere unabhängige kleinere Raupenfahrwerke verwenden und / oder die Raupenfahrwerke in irgendeiner Weise lenken und / oder antreiben. Weitere Vorteile einer Lenkung und eines Antriebes sind die Folgenden: Durch eine Nachlauf- oder Zwangslenkung lässt sich die Spurtreue des Anhängers in Bezug auf das Zugfahrzeug wesentlich erhöhen. Eine aufwändigere intelligente Lenkung ist vor allem bei der Düngung in Reihenkulturen wie Mais, sehr sinnvoll. Diese Art der Lenkung lässt den Anhänger in Kurvenfahrten beinahe in derselben Spur fahren, wie das Zugfahrzeug, somit reduziert sich die überfahrende Fläche auf ein Minimum und schlussfolgernd auch der überfahrende Anteil von Pflanzen. Weiterhin wird durch gelenkte Raupen der Kraftstoffverbrauch bzw. der Zugkraftbedarf in Kurvenfahrten reduziert, denn durch das Einlenken muss nicht die ganze Aufstandsfläche über den Boden quer zur Hauptfahrrichtung gezogen werden. Mittels eines Antriebes (hydraulisch, mechanisch, elektrisch, Kombination daraus) an den Laufbändern wird die Traktion nicht nur an der Zugmaschine, sondern auch am Implement erzeugt. Dies hat den Vorteil das die Zugmaschine ein wesentlich geringeres Gewicht aufweisen kann, um das Güllefass zu ziehen. Dies wiederum verringert den Kontaktflächendruck und die Bodenschadverdichtung. Eine kleinere Zugmaschine weißt geringere Anschaffungs- und Reparaturkosten auf. Das Gesamtsystem Güllefass-Zugmaschine wird dadurch nicht wesentlich teurer, auch, wenn die Raupenfahrwerke wesentlich teurer sind als das vorherige Radfahrwerk.Über eine Reglung kann ein angetriebenes Raupenfahrwerk unterstützend bei einer Kurvenfahrt wirken und somit Scherkräfte verringern. Mittels einer intelligenten Steuerung des Antriebes, in Bezug auf Schlupf am Zugfahrzeug, begünstigt ebenfalls die Ausbringung von Dünger auf feuchteren Flächen vor allem in einen Bestand wie Grünland oder Wintergetreide. Die Steuerung des Antriebes lässt sich auf den Schlupf bzw. zukünftig möglichen Schlupf – durch vorhandene Bodenkarten – des Zugfahrzeuges abstimmen, steigt der Schlupf oder zeigt die Bodenkarte feuchte Gebiete auf, so steigt auch die Schubkraft des Anhängers, dass verhindert Boden- und Bestandsschäden. Durch den Antrieb, die Steuerung und das Raupenfahrwerk besteht die Möglichkeit Ackerflächen ein paar Tage früher zu befahren somit werden Arbeitsspitzen entzerrt.  Einige dieser eben beschrieben Techniken werden im Unterpunkt Führende Konkurrenzprodukte/- verfahren, internationaler Stand der Technik… kombiniert und bei verschiedensten fiktiven oder auf dem Markt befindlichen Fahrwerken eingesetzt. Ein zufriedenstellendes Ergebnis weisen diese Fahrwerke, vor allem in Bezug auf die Bodenschonung im Vorgewende und im Bestand nicht auf. Ebenso liegt das Augenmerk nur auf die Unterbringung einer Raupe unter einem Anhänger und nicht, wie bei einem Güllefass auf Grund von sehr stark preislich steigenden Systemelementen (NIR-Sensor,€šPIADIN€˜-Ausgabe etc.) nötig, auf das Gesamtsystem Zugfahrzeug-Güllefass. Weiterhin ist die Eignung einer EG-Typengenehmigung nicht überall gegeben.

Projekt-Link

https://www.hs-osnabrueck.de/forschung/recherche/forschungsprojekte/az-item/smart-traction-entwicklung-eines-angetriebenen-und-lenkbaren-smarten-anhaengerfahrwerkes-fuer-guellefassanhaenger-mit-18m3-fassungsvermoegen-zur-vermeidung-von-bodenschadverdichtungen-entwicklung-von-schnittstellen-zwischen-mechanik-hydraulik-steuerungs/

Keywords

Güllefass, Maschinenoptimierung

Projektträger

BMWK

Partner

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