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Zukunftsideen: Von Minis und Riesen

Externer Autor ,
am
04.01.2013

Eine selbst laufende Gartenschere auf Stelzen oder ein Monster von Mähdrescher mit angehängtem Korntank. Wohin könnte die Reise bei den landwirtschaftlichen Maschinen der Zukunft gehen?

In Studien von Landmaschinenherstellern, Wissenschaftlern und Designern zeigt sich schon heute, wie die Feldarbeit in zehn oder zwanzig Jahren erledigt werden könnte. Wieder ein paar PS mehr, wieder ein breiteres Schneidwerk, wieder etwas leistungsfähiger - in den letzten Jahren hat die Landmaschinenindustrie die Produktivität der Maschinen stetig nach oben geschraubt. Vor allem in den USA - bekanntlich das Land der unbegrenzten Möglichkeiten - gibt es noch immer gigantische Projekte. Andere Entwickler setzen auf Minimaschinen, um die Feldarbeit in Zukunft zu erledigen. Eine gute Chance, den Sprung in die Praxis zu schaffen, hat die elektrische Kraftübertragung, die mechanisches Getriebe und Hydraulik ersetzen könnte.
 
Dagegen dürfte der Dieselmotor noch länger als Kraftquelle dominieren. Denn Stromspeicher und komprimierte Gase haben nicht die Energiedichte von Diesel. Noch Zukunftsmusik: Eines Tages könnte Strom über Induktion aus unterirdisch verlegten Leitungen, die in der Mitte permanenter Fahrspuren liegen, in den Traktor geladen werden. Inzwischen ist ein Traktor mit Dieselmotor, Generator und Elektromotoren kaum schwerer als ein vergleichbares Modell konventioneller Bauart. Knackpunkt sind die Kosten, die bei elektrischer Kraftübertragung zehn Prozent über denen für einen Standardtraktor liegen. Der Preisnachteil könnte in den nächsten Jahren schwinden, entsprechende Stückzahlen vorausgesetzt.

24 Stunden Pflanzenschutz mit Miniroboter

Und wie sieht der Traktor in 15 Jahren aus? Bleibt alles beim Alten? Wird er noch größer und leistungsstärker sein? Oder geht der Trend hin zu Minirobotern oder anderen fahrerlosen Systemen? Solche Fragen gehören in der Entwicklungsabteilung von Fendt zum Tagesgeschäft. Oberste Priorität, so ist aus Marktoberdorf zu hören, hat bei Neuentwicklungen der Kundenutzen. Erst wenn der gegeben ist, macht eine Entwicklung auch Sinn. Die Automatisierung heutiger Traktoren ist weit fortgeschritten. So sind Motor, Getriebesteuerung und Hydraulik, ja sogar die Lenkung und alle Gerätebedienungen voll elektronisch.
 
Da liegt der Gedanke nahe, dass schon bald kein Fahrer mehr benötigt wird. Doch dies gilt als eher unwahrscheinlich, allein schon aus Sicherheitsgründen. Um das Unfallrisiko zu minimieren, könnte man die Arbeitsmaschinen schrumpfen. Ein Miniroboter, der rund um die Uhr Pflanzenschutzmittel ausbringt, der aber gerade mal ein paar Kilogramm wiegt, könnte bei einer Kollision allenfalls kaputtgehen, selbst aber keinen größeren Schaden anrichten. Das Problem sind auch hier die Kosten : Mehrere Minis können eine Großmaschine ersetzen, sind aber wesentlich teurer. Schließlich müsste jeder kleine Feldroboter mit der gesamten Technik wie Antriebssystem, Elektronik und Arbeitswerkzeugen ausgerüstet sein.

Rad und Raupe in einem Fahrzeug

Claas hat sich inspirieren lassen von Merlyn Gray, einem jungen Londoner Designer. Der Krative hat gemeinsam mit einem Team aus Entwicklungstechnikern von Claas Antrieb und Traktion neu "gedacht" und überraschend verpackt. Etrion heißt die Konzeptstudie, wobei das E wie Elektromobilität die Marschrichtung vorgibt. Der Etrion soll Fachleute wie Besucher gleichermaßen anregen, sich den wichtigen Fragen einer modernen, nachhaltigen Landwirtschaft zu stellen.
 
Wie kann bei hoher Zugleistung geringste Bodenverdichtung erreicht werden? Wie gewinnt man eine hohe Wendigkeit bei gleichzeitiger voller Straßentauglichkeit? Der Etrion beantwortet diese Fragen mit einer Rad-Raupe-Kombination mit zweiter Traktionsspur - ohne Zwillingsbereifung sowie zwei lenkbaren Achsen und anhebbarem, einfahrbarem Raupenlaufwerk. Öko-Energie wird im Etrion durch acht Antriebsköpfe mit Radnaben-Elektroaggregaten in Elektromobilität umgewandelt. Weitere Elektro-Antriebsoptionen sind in der Pipeline. Erlkönig-Jäger werden enttäuscht sein: Der Etrion ist weder Zukunftstraktor noch Prototyp und schon gar kein Vorserienfahrzeug. Er ist eine Studie, die frischen Wind in die Landtechnik-Entwicklung bringen soll.
 

140 Tonnen pro Stunde


Mehr Tonnage pro Stunde, weniger Bauteile, weniger Wartung, geringerer Kraftstoffverbrauch, Flexibilität bei den Getreidearten, geringer Bodendruck, reduzierte Betriebskosten - all diese Kriterien stehen im Lastenheft eines Kooperationsprojektes, bei dem ein Massey Ferguson Zukunfts-Mähdrescher auf die Räder gestellt werden soll.


Alan Haycocks, AGCO Erntetechnik-Spezialist, und Henry Parnell, Design-Student an der Coventry University in Großbritannien, arbeiten an der Umsetzung der Fiktion in die Praxis. Und so kam es zu der ungewöhnlichen Zusammenarbeit: Die Universität trat an AGCO heran, um technische Unterstützung sowie Expertise in Sachen Erntetechnik zu erhalten. "Interessanterweise waren wir bei solch einem visionären Projekt auf bestimmte Abmessungen und Maße beschränkt!" sagt Alan Haycocks. "Aufgrund von gesetzlichen Bestimmungen für Straße und Transport mussten alle Ideen - wie die Umsetzung neuer Technologien, adaptierte Techniken oder vollständig zukunftsorientierte Visionen - immer noch in einen Rahmen passen, der nicht breiter als 3,5 m Außenbreite, 3 m Karosseriebreite und nicht länger als 11,5 m ist."
 
Die gesamte Maschine wurde auf optimale Wendigkeit ausgelegt, während das Rad-Layout ein zu starkes Einsinken in den Boden verhindert. "Eines unserer Ziele war es, die Erntedurchsatzleistung im Vergleich zu heutigen Maschinen zu verdoppeln", erläutert Alan Haycocks. Die Leistung kann sich sehen lassen: "Unser Konzept-Mähdrescher ist für immerhin 140 Tonnen pro Stunde ausgelegt!"

Kompakt-Ernter aus Sachsen-Anhalt

Ein alternatives Ernteverfahren für Druschfrüchte entwickelt an der Landesanstalt für Landwirtschaft, Forsten und Gartenbau Sachsen-Anhalt in Bernburg Dr. Johann Rumpler gemeinsam mit Partnern aus Industrie und Forschung. Ausgangspunkt seiner Überlegungen ist der energetische Wert der Spreu., die sich gut als Brennstoff eignet. Früher wurde die Spreu mit im Mähdrescher-Bunker gesammelt, heute dagegen auf dem Acker verteilt. Geschätzte zehn Millionen Tonnen Spreu fallen in Deutschland jährlich an. Bergen soll der Kompakt-Ernter außerdem ein Viertel vom anfallenden Stroh. Dazu erfolgt nach dem Drusch eine Trennung in zwei Fraktionen: Korn plus Spreu sowie Stroh. Das gehäckselte Stroh wird zu drei Vierteln unter dem Mähdrescher verteilt, der Rest landet feinzerkleinert mit im Bunker.
 
Beim alternativ möglichen Hochschnitt können auch feuchtere Bestände geerntet werden, denn die Feuchte hält sich vor allem im unteren Stängelabschnitt. Anstelle der Reinigung ist ein vergrößerter Bunker aufgebaut, in dem das Korn-Spreu-Stroh-Gemisch gesammelt wird. Für die Entladung sollen verschiedene technische Möglichkeiten für das neuartige Gemisch erprobt werden. Die Reinigung erfolgt zeitversetzt und zentral auf der Hofstelle. Für die energetische Verwendung (Heizpellets, Biogasanlagen) oder für rohfaserreiche Futtermitel kann auf die Reinigung verzichtet werden.

Visionen aus Sachsen

Ein Team der TU Dresden (Lehrstühle Agrarsystemtechnik und Konstruktionstechnik/Technisches Design) unter Leitung von Professor Thomas Herlitzius hat zwei sehr unterschiedliche Visionen von künftiger Erntetechnik entwickelt. Der erste Vorschlag geht zurück auf die alte Idee der Trennung von Erntegut und stationärem Ausdrusch, wobei den Landtechnikern eine deutlich höhere Produktivität als bei früheren Anläufen vorschwebt. Komponenten sollen bei dem neuen Konzept größer und damit leistungsfähiger gemacht werden. Der dazu notwendige Bauraum - der heute durch Grenzen bei Gewicht und Abmessung nicht zur Verfügung steht - soll durch die Trennung in einzelne Funktionsmodule geschaffen werden. Dafür wurde der Arbeitsablauf in die Prozesse Schneiden und Sammeln sowie einen stationär ablaufenden Dresch- und Reinigungsprozess zerlegt. Am Ende steht ein modulares System von Hochleistungs-Komponenten.
 
Auch die zweite Idee der Dresnder Forscher hat es in sich: Sie wollen einen ganzen Schwarm von kleinen Mähdreschern aufs Feld schicken, die trotz Schrumpfkur über alle heute gängigen Funktionen verfügen. Der Vorteil: Bewährte Drusch- und Trenntechnologien können verbaut werden, allerdings in einem kleineren und damit kostengünstigeren Maßstab. Hybrid- und Rotordruschtechnologien können dann wieder durch die auf Schwerkraft beruhenden Separationstechnologien ersetzt werden, die einen wesentlich geringeren spezifischen Leistungsbedarf haben. Jede einzelne Maschine ist dadurch zwar kleiner und weniger produktiv als heutige Großmähdrescher. Das "Mehr" an Produktivität entsteht durch die Summe der Einheiten, die im Schwarm arbeiten und zentral überwacht werden.

Fazit

Welche der vorgestellen Maschinen wir eines Tages in der Praxis sehen werden und was nur Papiertiger bleibt, ist völlig offen. Ob aus einer Vision ein serienreifes Fahrzeug wird, darüber entscheiden Kriterien wie Wirtschaftlichkeit, Umweltwirkung oder die Marktmacht einzelner Hersteller. Fast noch entscheidender aber ist ein echter Bedarf der Landwirte.
 

Zukunftstechnologie: Designstudien zur Landtechnik

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