Technik nordhessen 1 -2021 - VDE Kassel
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1 -2021 technik nordhessen Informationen aus den technisch-wissenschaftlichen Vereinen Nordhessens und Süd-Niedersachsens Die Weidemann GmbH — Bräutigam Landtechnik — Agrartechnik 2020 — Berichte aus den Vereinen: Hoffahrzeuge für die Sondermaschinenbau für Forschungsprojekt VDE / DGS / TMK / VDI / REFA Landwirtschaft die Landtechnik „Schneckenroboter“
LEIDENSCHAFT
LEIDENSCHAFT FÜR
FÜR
HERAUSFORDERUNGEN
HERAUSFORDERUNGEN
Mit
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über 700
700 Tonnen
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Lohfelden
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Unsere Kernkompetenz
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Wärmeübertragungslösungen für industrielle Prozesse mit hohen
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Temperaturen und
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Temperaturen und hohen Drücken. Hier zeichnen wir uns durch
Erfahrung
Erfahrung und Expertise aus.
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Bei
Bei SCHMIDTSCHE SCHACK teilen mehr als 400 hochmotivierte
Bei SCHMIDTSCHE
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Mitarbeiter
Mitarbeiter weltweit
weltweit die
die Ambition,
Ambition, auch
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für außergewöhnliche
außergewöhnliche
Mitarbeiter weltweit die Ambition, auch für außergewöhnliche
Herausforderungen
Herausforderungen optimale Lösungen zu finden.
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Mit
Mit Firmenhauptsitz und Produktion in Kassel und einer weiteren
Mit Firmenhauptsitz und Produktion in Kassel und
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Fertigung
Fertigung in Lohfelden, ist der Standort Nordhessen der Mittelpunkt
Fertigung in
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Lohfelden, ist
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der Standort
Standort Nordhessen
Nordhessen der
der Mittelpunkt
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des
des Unternehmens.
des Unternehmens.
Unternehmens.
Schmidtsche
Schmidtsche Schack
Schack || ARVOS
ARVOS GmbH
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Schmidtsche
Ellenbacher Schack10
Ellenbacher Straße
Straße 10| ARVOS GmbH
Ellenbacher
34123 Kassel
34123 KasselStraße 10
34123
0561 Kassel
0561 9527-101
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schmidtsche-schack@arvos-group.com
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www.schmidtsche-schack.com
www.schmidtsche-schack.com
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Editorial 3
Liebe Leserinnen, liebe Leser,
wir freuen uns, Ihnen mit • Die Entwicklung und Herstellung von Schneidwerkzeu-
dieser Ihnen vorliegenden gen für den Einsatz in Landwirtschaft und Gartenbau
19. Ausgabe unseres Maga- wird von Dr. Stefan Schwarte, Leiter Forschung und
zins „technik nordhessen“ Entwicklung der Firma Jäkel GmbH & Co.KG aus Die-
interessante Beiträge zu melstadt, vorgestellt.
Technologien der Agrar-
technik präsentieren zu dür- • Prof. Dr. Oliver Hensel, Leiter des Fachgebiets Agrar-
fen. Firmen, die „vor unserer technik am Fachbereich 11 „Ökologische Agrarwissen-
Haustür“ als Weltmarktfüh- schaften“ der Universität Kassel, erläutert am Beispiel
rer oder „hidden champion“ des Forschungsprojektes „Schneckenroboter“ aktuelle
mit ihren Produkten in der Entwicklungen in der Agrartechnikforschung.
Landtechnik international
eine wichtige Rolle einneh- • Die Anwendung modernster Technologien zur mecha-
men, stellen sich und ihre nischen Beikrautregulierung im biologischen Ackerbau
Erzeugnisse vor. Forschungseinrichtungen und innovative wird von Til Bouwman, Mitarbeiter der Gutsverwaltung
Anwender berichten vom aktuellen Stand der Agrartechnik der Güter Schachten und Winterbüren, mit der Vorstel-
in ihrem Fachgebiet und von der praktischen Umsetzung lung einer sensorgesteuerten Bodenhacke aufgezeigt.
neuester Landmaschinentechnik in einem nordhessischen
Pflanzenbaubetrieb. • Die Motorisierung der Landwirtschaft erläutert Lars
Rotzsche in seinem Beitrag „Vom Ackergaul zum Acker-
Seien Sie gespannt auf: schlepper“, die er am Beispiel der Wandlungsprozesse
in der Landwirtschaft im Dorf Hedemünden beschreibt.
• Die Vorstellung des Fahrzeugherstellers Weidemann
GmbH aus Korbach. Tom Geiger, Manager Technical Die Firma CRW-Engineering, zu deren Hauptkompetenzen
Projects des Unternehmens, präsentiert Teile des Pro- die Charakterisierung und das Alterungsverhalten von elektri-
duktspektrums und zeigt neueste Entwicklungen der schen Isolierstoffen sowie alle Arten von Hochspannungsprü-
elektrischen Antriebstechnik bei Radladern auf. fungen zählen, stellt sich Rahmen unserer Unternehmensprä-
sentationen vor.
• Eine Erntemaschine für Zuckerrüben wurde von der Fir-
ma Bräutigam aus Gudensberg entwickelt und gebaut. Und mit der Fortsetzung seines Beitrags „Es war einmal –
Steffen Bräutigam, geschäftsführender Gesellschafter Technik in Märchen“ schlägt Ewald Griesel, Ehrenvorsitzen-
und Entwicklungsingenieur der gleichnamigen Firma, der des Vereins Technik-Museum Kassel, eine phantasievolle
erläutert detailliert die Entwicklung, den Aufbau und die Brücke mit den Nahrungsmitteln Fisch, Gesottenem und Ge-
verwendete Technik dieses für Arbeitseinsätze in der bratenem und süßem Brei als Endprodukten aus der Agrar-
industriellen Agrarforschung entwickelten Rübenroders. technik zwischen der Märchenwelt und ausgewählten Expo-
naten im Technik-Museum Kassel.
• Für die Klimatisierung von Fahrerarbeitsplätzen auf
Traktoren und Erntemaschinen entwickelt und fertigt die Wir wünschen Ihnen eine angenehme Lektüre beim Lesen
Firma Konvekta AG aus Schwalmstadt Klimasysteme, der „technik nordhessen“!
die weltweit an Fahrzeughersteller ausgeliefert werden.
Volker Kropf, Vertriebsleiter Kabinenklimatisierung bei
der Konvekta AG, stellt ein modulares und flexibles Kon- Norbert Heinicke
zept zur Fahrzeugklimatisierung vor. und das Redaktionsteam der „tn“
Titelseite: © Bildcollage v.l.: romaset-/kinwun-stock.adobe.com
4 Inhaltsverzeichnis
Agrartechnik
Die Weidemann GmbH –
Hoffahrzeuge für die Landwirtschaft 5
Bräutigam Landtechnik –
Sondermaschinenbau für die Landtechnik 8
KONVEKTA Klimasysteme in Schwalmstadt –
Klimakonzepte exklusiv für Landmaschinen 11
JÄKEL in Diemelstadt –
seit mehr als 90 Jahren messerscharf und innovativ! 14
Agrartechnik 2020 – Forschungsprojekt „Schneckenroboter“ 17
Precision Farming – Kameragesteuertes Unkrauthacken 22
Vom Ackergaul zum Ackerschlepper 25
CRW Engineering – hochspannungstechnische
Materialcharakterisierung – Spezialist für Smart Materials 30
„Es war einmal…“ – Technik in Märchen / Teil 2 32
Berichte aus den Vereinen
Interview Student 35
VDI / VDE / REFA Ankündigung – Mitgliederversammlung 36
Deutsche Gesellschaft für Sonnenenergie e.V.
Sektion Kassel/ASK 37
Online – Live – Interaktiv oder Präsenz-Schulungs-
betrieb bei REFA-Hessen in Kassel 38
Nachtrag zur Ausgabe 2-2020 –
„Herkulesaufgabe Energiewende“ 39
Personalia:
Ewald Griesel 40
Karsten Stückrath 40
Nächste Ausgabe 41
Kontakt 42
Impressum
Herausgeber: VDI Verein Deutscher Ingenieure e.V. Nordhessischer Bezirksverein e.V., Anschrift s. Seite 42
Redaktion: E-Mail: redaktion-tn@sapara.de, www.technik-nordhessen.de
Ralf Hartmann (rh), VDE/VDI
Wolfgang Dünkel (wd), VDE/VDI
Norbert Heinicke (nh), VDI
Peter Ritter (pr), DGS
Satz und Layout: Grafikdesignerin Puy Yeu Sandau
Auflage: 5000 Exemplare je Ausgabe
Redaktionsschluss: 31.10. bzw. 30.04. für die Ausgaben 1-JJJJ bzw. 2-JJJJ jeden Jahres
Die Weidemann GmbH 5
Die Weidemann GmbH –
Hoffahrzeuge für die Landwirtschaft
Next Generation: Hoftrac® 1390 und Teleskoplader T4512 (alle Bilder © Weidemann GmbH) Tom Geiger, Manager Technical Projects bei der
Weidemann GmbH, studierte von 2004 bis 2009
an der Universität Kassel Mechatronik. Nach
Die Weidemann GmbH fertigt seit mehr bis heute fest im Unternehmen veran- dem Studium begann er als Konstrukteur bei
als sechzig Jahren kompakte Hoftracs®, kert. In der Produktentwicklung versu- der SMA Railway GmbH (heute Dinghan Railway
knickgelenkte Rad- und Teleradlader so- chen wir immer die richtigen Antworten Technology). Ab 2013 leitete er die Systemkons-
wie Teleskoplader für die Landwirtschaft auf die Bedürfnisse unserer Kunden zu truktion von Bordnetzumrichtern. 2015 wechsel-
und ist heute führender Hersteller dieser finden – dies ist uns in der Vergangen- te er zur Weidemann GmbH als Teamleiter der
Maschinen für Landwirte, Kommunen heit erfolgreich gelungen. Vorentwicklung. Seit 2017 leitet er Projekte im
und Gärtnereien in Zentraleuropa. Seit Bereich Radlader (Hoftracs®) und Elektrifizie-
2005 gehört Weidemann zur heutigen Als Beispiel nenne ich gern unseren rung von Maschinen und Systemen.
Wacker Neuson Group. Die Wacker kompakten Teleskoplader T4512. 2010
Neuson Group ist ein weltweit führender haben wir dieses, bis dahin unbekann-
Hersteller von hochwertigen Baugeräten te Konzept, eines ultrakompakten Tele- 1160 eHoftrac® haben wir vor sechs
und Kompaktmaschinen. Die Weide- skopladers vorgestellt. Die Skepsis war Jahren den Grundstein für den emis-
mann GmbH beschäftigt ca. 650 Mitar- anfangs sehr groß, heute ist dieser Te- sionsfreien bzw. emissionsreduzierten
beiter im nordhessischen Korbach und leskoplader eines der erfolgreichsten Betrieb von Kompaktmaschinen gelegt.
über 5.500 Mitarbeiter sind bei Wacker Produkte am Markt, weil er eine Nische
Neuson insgesamt beschäftigt. Wacker besetzt hat und zudem konsequent die Heute ist das Thema präsenter denn je:
Neuson bietet als erstes Unternehmen Anforderungen der Kunden erfüllt. Durch strengere CO2-Flottenverbräuche
ein breites Portfolio von kompakten elek- findet aktuell ein rasanter Wandel in der
trisch angetriebenen Baumaschinen und Ähnliches ist uns im Jahr 2014 mit Automobilindustrie statt. Zulieferer und
Baugeräten an, um komplett emissions- der Elektrifizierung unseres Kernpro- mittelständische Unternehmen können
frei Baustellen zu realisieren. dukts Hoftrac® gelungen. Als erster sich von diesem Trend natürlich nicht
Hersteller im Wettbewerb haben wir entkoppeln. In der Konsequenz kann
Der Kunde im Fokus uns getraut, einen rein batterieelektri- man beobachten, dass Technologie-
Die Weidemann GmbH wurde aus ei- schen, kompakten Radlader in Serie entwicklungen in diesem Bereich stark
nem gezielten Gedanken gegründet: anzubieten. Das Produkt ist heute sehr forciert werden und sich damit die Ver-
Die Arbeit in der Innenwirtschaft in- erfolgreich, weil Performance und Kos- fügbarkeit von Elektrifizierungs-Kompo-
nerhalb der Landwirtschaft durch den ten in einem ausgewogenen Verhältnis nenten deutlich verbessert.
Einsatz von Maschinen zu erleichtern. stehen und der vor Ort emissionsfreie
Dieser Grundgedanke, den Kunden in und leise Betrieb für ganz neue An- Die greifbarste Entwicklung hat sicherlich
der täglichen Arbeit zu unterstützen, ist wendungsgebiete sorgen. Mit dem in der Batterietechnologie stattgefunden.
6 Virtuelle Kraftwerk Im PKW-Bereich haben sich aufgrund der hohen Anforderungen Lithium-Ionen- Batterien klar durchgesetzt. Die Zellche- mien NMC (Nickel-Mangan-Cobalt) und LFP (Lithium-Eisenphosphat) sind bei batterieelektrischen Autos zum Standard geworden. Die technische Auswahl der Zellchemie ist dabei von vielen Faktoren abhängig: Kosten, Kapazität, Bauraum, Gewicht und Leistung sind sicherlich die wichtigsten. Eine Zellchemie wie LTO Lithium-Titanat bietet zum Beispiel deutli- che Vorteile gegenüber LFP, wie extreme Zyklenfestigkeit, allerdings sind die Kos- ten einfach zu hoch und die Verfügbar- keit zu gering, um eine wirtschaftlich An- wendung im Massenmarkt abzubilden. Die Anwendung bestimmt in diesem Fall Weidemann 1160 eHoftrac® die technische Lösung. Technik: Radlader momentstarken hydrostatischen Antrieb. deutlich unter der Dieselvariante. Die- Im Bereich kompakter Rad und Teles- Der E-Antrieb wird deswegen in Verbin- ser Trend verstärkt sich durch kom- koplader (< 5 t) sind die Voraussetzun- dung mit einem hochübersetzen Getrie- plexe Abgasnachbehandlungssysteme gen für eine jeweilige Elektrifizierung be gekoppelt. Lineare Funktionen wie bei neuen Diesel-Abgasstufen. sehr gut. Die Anwendung ist meist lokal Hub- oder Kippzylinder werden von einer eingegrenzt, es werden keine hohen elektrisch angetrieben Hydraulikpumpe Mittelfristig werden sich in diesem Be- Reichweiten benötigt (< 50 km). Die angesteuert. Der elektrische Direktan- reich wahrscheinlich auch die Lithium- Anforderungen an die Infrastruktur sind trieb von Linearfunktionen ist in diesem Ionen-Systeme durchsetzen, allerdings gering, da die Kapazitäten überschau- Bereich noch nicht wirtschaftlich. langsamer, da die wesentlichen Vor- bar sind (< 50 kWh). Zusätzlich spielt teile Energiedichte, Gewicht und Leis- das Gewicht der Maschine eine unter- In der TCO-Betrachtung (Total Cost of tung weniger im Zentrum stehen. Die- geordnete Rolle. Ein gewisses Gewicht Ownership) haben kompakte batterie- se Zeit wird auch benötigt um Second wird sogar für die Balance der Maschi- elektrische Radlader schon heute ei- Life Anwendungen zu entwickeln und ne und die Erzielung von definierten nen deutlichen Vorteil für den Kunden. Recycling-Quoten zu erhöhen. Aktuell Kipplasten benötigt. Unter diesen Vor- Die Wartungs- und Servicekosten sind sind die Prozesse hier noch nicht hoch- rausetzungen finden heute auch noch geringer und die Energiekosten liegen industrialisierbar, weil schlicht noch zu Blei-Säure Batterien eine wirtschaftlich attraktive Anwendung. Bei den Batteriespannungen haben sich im PKW Bereich 400 – 1000V etabliert. Im Bereich kompakter Ma- schinen liegen die Spannungen in der Regel zwischen 48 – 100V. Die niedri- gere Spannung macht den Systemauf- bau weniger komplex und in der Folge auch robuster. Möglich ist das durch die begrenzten Spitzenleistungen. Bei Leistungen unter 60 kW bleiben die Ströme, trotz geringer Spannung, be- herrschbar und können mit einfachen aber sehr effizienten MOSFET-Umrich- tern (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekt- transistor) gesteuert werden. Im Antriebsbereich liegt die Herausfor- derung im benötigten Drehmoment. Der E-Motor ersetzt in der Regel einen dreh- Technik des eHoftracs
Virtuelle Kraftwerk 7
wenig Batterien entsorgt werden. Hier
sind durch neue gesetzliche Rahmen-
bedingungen und die Volumen aus
dem Automobilbereich aber Verbesse-
rungen absehbar.
Wirtschaftlichkeit und Umwelt
Elektrifizierung wird dann zum Erfolg,
wenn es einen Mehrwert für den Kun-
den gibt. In der Maschinenentwicklun-
gen liegt der Schwerpunkt deswegen
auf dem optimalen Gesamtkonzept, we-
niger auf plakativen Spitzenleistungen.
Das ist beim eHoftrac® durchaus gelun-
gen, da die batterieelektrischen Maschi- Nachhaltigkeit bedeutet auch Langlebigkeit
nen bei Weidemann einen relevanten
Baureihenanteil > 30 % haben. Die Ma-
schine hat in den vergangenen Jahren Herstellungsaufwand und Nutzungs-
die Erwartungen sehr gut erfüllt. dauer. Hier ist der Maschinenbau tradi-
Kalkuliert man anhand der typischen tionell stark, die Kunden nutzen die Ma- * Eigene Messungen; Quellen:
Nutzungsdauer, dem europäischen schinen intensiv und erwarten eine hohe
Strommix und den Herstellungsaufwän- Lebensdauer. Bei Weidemann legen wir BMWI: Modellbasierte Szenarien-
den die CO2 Bilanz der eHoftracs® im Wert darauf, die Maschinen substanziell untersuchung der Entwicklungen
Feld, kommt man schon heute auf über robust auszulegen und sehen im Feld im deutschen Stromsystem unter
10.000 t vermiedenes CO2, im Vergleich immer wieder Maschinen mit weit über Berücksichtigung des europäi-
zu den konventionellen Dieselmaschi- 10.000 h Nutzungsdauer. schen Kontexts bis 2050
nen*. Die Differenz resultiert haupt-
sächlich aus der deutlich besseren Die Umweltbilanz ist auch bei unseren BMU: Entwicklung der spezifi-
Effizienz. Auch mit potentiell ungüns- Kunden ein wichtiges Argument. Lag schen Kohlendioxid-Emissionen
tigen Strommixen, wie zum Bespiel in der Schwerpunkt früher oft auf Produk- des deutschen Strommix 1990
Polen, ergeben sich positive Effekte in tivitätssteigerung und Geschwindigkeit, – 2018
der Gesamtbilanz. Mit neuen Modellen so kommen heute weitere Themen
und steigender Anzahl der Maschinen wie Effizienz, Nachhaltigkeit und Ge- Statista: Zusammensetzung der
im Feld, steigt die CO2 Einsparung ex- räuschemissionen entscheidend dazu. CO2-Emissionen bei der Herstel-
ponentiell. Die Kennzahl CO2 kann na- lung von E-Autobatterien 2019
türlich nicht isoliert betrachtet werden, Tom Geiger
genauso wichtig ist das Verhältnis von Weidemann GmbH
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8 Bräutigam Landtechnik – Sondermaschinenbau für die Landtechnik
Sondermaschinenbau für die Landtechnik – Entwicklung
eines Zuckerrübenroders für Versuchsparzellen
Die Firma Bräutigam GmbH aus ker. Von dort werden sie auf eine Mie-
dem nordhessischen Gudensberg te befördert oder direkt in Anhänger
ist Spezialist für landtechnischen übergeladen. Ein solcher Rübenroder
Sondermaschinenbau. Zehn Mit- ist hierbei nicht einzusetzen, da es im
arbeiter entwickeln, konstruieren, Bunker zu Vermischungen der ver-
fertigen und montieren anspruchs- schiedenen Rüben aus den Parzellen
volle Landtechnik. kommt. Außerdem verfügen herkömm-
liche Rübenroder über keine Abfüllan-
Im Jahr 2019 fiel der Startschuss für lage für Rübensäcke.
ein Projekt, welches gemeinsam mit
einem international tätigen Pflanzen- Grundlage bei der Entwicklung der
züchtungs- und Biotechnologie-Unter- Maschine sind Rodetechnikkomponen-
nehmen aus Deutschland umgesetzt ten eines deutschen Herstellers von
wurde. Ziel war es, einen gezogenen Rüben- und Kartoffelrodetechnik. Da
Zuckerrübenroder zu entwickeln, der diese Komponenten jedoch standard-
drei Reihen rodet, keine Vermischung mäßig sechsreihig gefertigt werden,
der Rüben aus den verschiedenen Par- stellte sich die Herausforderung alle Steffen Bräutigam studierte Maschinenbau
zellen zulässt und alle Rüben aus einer Komponenten zu halbieren, um die an der Universität Kassel. Nach dem Studium
Parzelle in einen Sack befördert. Die geforderten drei Reihen roden zu kön- arbeitete er zunächst zwei Jahre als Berech-
Parzellen, für die der Rübenroder ent- nen. Die Deichsel, der Rahmen und die nungsingenieur bevor er 2014 in die Bräu-
wickelt wurde, sind ca. 10 m lang, nach Anbindung der Rodetechnik wurden tigam GmbH als CAD-Konstrukteur einstieg.
1,5 m ohne Rüben beginnt die nächste im Hause Bräutigam entwickelt, kon- Seit 2017 ist er Gesellschafter-Geschäfts-
10 m-Parzelle. In den Parzellen sind un- struiert, gefertigt und lackiert. Alle tra- führer des Unternehmens, das 1987 durch
terschiedliche Sorten angebaut, weswe- genden Bauteile wurden per FEM auf seinen Vater Klaus Bräutigam, der ebenfalls
gen eine Vermischung zu vermeiden ist, Festigkeit und Verformung untersucht. als Geschäftsführer im Familienbetrieb tätig
da anschließend Untersuchungen der ist, gegründet wurde. Bereits während des
Inhaltsstoffe stattfinden. Der Rübenroder weist eigene Load- Studiums lag Steffen Bräutigams Schwer-
Sensing-Hydraulikkreisläufe mit Hyd- punkt auf der Landtechnik, welches er 2012
Herkömmliche Rübenroder sind meist raulikölkühler und Hydrauliköltank auf. mit der Diplomarbeit beim international
mit sechsreihigen Rodeaggregaten Per Gelenkwelle treibt der Traktor ein agierenden Landmaschinenkonzern CLAAS
ausgestattet und befördern die gero- Pumpenverteilergetriebe an, an dem in Harsewinkel abschloss.
deten Rüben zunächst in einen Bun- drei Axialkolbenhydraulikpumpen an-
Rübenroder hinter Traktor im Einsatz auf einem Zuckerrübenfeld (alle Bilder © Bräutigam GmbH)
Bräutigam Landtechnik - Sondermaschinenbau für die Landtechnik 9 geflanscht sind. Drei elektrohydrauli- sche Steuerblöcke mit Proportionalven- tilen sind für die einzelnen Funktionen, wie das Anheben von Hydraulikzylin- der oder das Antreiben von Hydraulik- motoren des Rübenroders, zuständig. Die Bedienung aller Funktionen erfolgt über einen Multifunktionsgriff und ein 4,3“ TFT-Farbdisplay, welches per CANBUS (J1939) mit den Microcon- trollern, die mit den Stellgliedern der Steuerventile verdrahtet sind, kommu- niziert. Die gesamte Steuerungs- und Regelungstechnik wurde ebenfalls im Hause Bräutigam entwickelt, program- miert und installiert. Um die Rüben zu roden wird zunächst mit einem Schlegel-Häcksler das Blatt vom Kopf der Rübe geschlagen. Ein Nachköpfer in Form eins federgelager- ten, parallelogrammgeführten Messers Blatttaster (v. re. n. li.), Blatthäcksler, Rübenroder in Arbeitsposition. Rechts oberhalb der Deich- trennt anschließend den Rübenkopf sel Zapfwelle mit Pumpenverteilergetriebe und Hydraulikpumpen, oberhalb des Blatthäckslers mit noch vorhandenen Blattresten vom Hydrauliktank mit Kühler Rübenkörper sauber ab. Erst danach beginnt der eigentliche Rodeprozess. So genannte V-förmig angeordnete dadurch wird ein Winkelpotentiometer raulikzylinder an der Lenkachse ange- Rüttelschare graben sich mit gegen- bewegt, welches einen Spannungs- steuert und entsprechend eingelenkt. läufig kreisenden Bewegungen in die wert von 0,5 bis 4,5 V ausgibt, wobei Erde und heben auf Grund der Bewe- 2,5 V die Mittelposition ist. Mit Hilfe des Um den Rodeprozess und den Gut- gung und ihrer Geometrie die Rübe Werts des Potentiometers wird die hyd- fluss stets gut um Blick zu behalten, aus der Erde. Eine Tastradwelle mit raulisch schwenkbare Lenkdeichsel so befinden sich auf der Maschine vier Gummipaddeln unterstützt die Rüttel- gesteuert, dass der Rübenroder stets Kameras, mit denen alle Schritte auf schare beim Rodeprozess. Die Paddel in den Reihen geführt wird. einem Display in der Kabine des Trak- befördern die gerodeten Rüben auf ein tors verfolgt werden können. Die Ma- erstes Stabförderband. Von dort gelan- Ein weiteres technisches Highlight ist die schine erhält eine 40-km/h-Straßen- gen die Rüben auf verschiedene Rei- Lenkachse der Maschine. Diese dient zulassung, für die eine TÜV-Abnahme nigungswalzen mit spiralförmiger Wen- dazu, auf dem Feld enge Kurvenradien erfolgte. Bei dem Rübenroder handelt delung, wodurch Erde und restliches fahren zu können und den Roder paral- es sich im einen Prototyp, der im Jahr Blatt abgeschieden wird. Am Ende der lel zum Traktor in die Reihe zu lenken. 2020 ausgiebig in Deutschland getes- Reinigungswalzen gelangen die Rüben Der Einschlagwinkel der Achsschenkel- tet wird. Anschließend ist der Einsatz in auf einen rotierenden Siebstern, der lenkung wird ebenfalls per Winkelpoten- einer Niederlassung des Auftraggebers eine Gutflussumlenkung von 90° und tiometer erfasst. Die Sollwertvorgabe in Russland vorgesehen. Weitere Ma- eine weitere Reinigung bewirkt. Vom erfolgt durch ein Gyroskop (Kreiselinst- schinen dieser Baureihe sind geplant Siebstern gelangen die Rüben auf ein rument), welches auf dem Traktor plat- und weitere Informationen erhalten Sie Überladeband, an dessen Ende eine ziert wird. Beim Fahren einer Kurve wird unter www.braeutigam-landtechnik.de Absackvorrichtung montiert ist. Alle die Winkelgeschwindigkeit als analoges Rüben einer Parzelle werden somit in Spannungssignal ausgegeben. Mit Hilfe Dipl.-Ing. Steffen Bräutigam einem Sack mit einem Fassungsver- dieses Wertes wird ein Gleichlaufhyd- Bräutigam GmbH mögen von bis zu 120 kg gesammelt. Zu Beginn der nächsten Parzelle star- tet der Vorgang erneut. Für die exakte Reihenführung ist ein Blatt-Taster zuständig, der am Schle- gel-Häcksler montiert ist. Zwei gelager- te Kufen erfassen die Köpfe der Rüben,
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KONVEKTA Klimasysteme in Schwalmstadt 11
KONVEKTA Klimasysteme in Schwalmstadt
Optimales Klima am Fahrerarbeits-
platz – Klimakonzept exklusiv für
Landmaschinen
Die KONVEKTA AG ist ein weltweit
agierender Hersteller von innovati-
ven und zukunftsweisenden Klimasy-
stemen für Busse, Bau- und Land-
maschinen, Elektrofahrzeuge sowie
Schienen- und Transportkühlfahr-
zeuge. Gegründet 1957, verfügt das im
nordhessischen Schwalmstadt ansäs-
sige Familienunternehmen über mehr
als 60 Jahre Erfahrung und Know-how
im Bereich der Kälte- und Klimatechnik.
Speziell für den Landmaschinenbe- Die M-Serie mit individueller Anpassung der Ausblas- und Ansaugsituation
reich ist KONVEKTA Systemlieferant
Off-Road-Maschinen wie Traktoren
oder Erntemaschinen müssen ihre Leis- Ein System für alle Fahrerkabinen
tungsfähigkeit unter extremen Bedin- Das neueste Klimaprodukt von KON-
gungen unter Beweis stellen. Schmutz VEKTA ist die die M-Baureihe. Sie
und Staub sowie unterschiedlichste bietet ein hohes Maß an Individualität
Witterungsbedingungen stellen hohe durch den modularen und flexiblen
Anforderungen an Maschinen, deren Aufbau. In Fahrerkabinen stehen oft
Fahrer und jede einzelne Komponente. nur kleine Bauräume für die Positio-
Die Qualität der Raumluft ist ein wichti- nierung der Klimakomponenten zur
ger Faktor für die Sicherheit, das Wohl- Verfügung. Hinzukommt dass sich
befinden und die Gesundheit der Fah- bei jedem Fahrzeug eine andere Ein-
rer. Die Heizungs- und Klimasysteme bauposition ergeben kann. Mit der
von KONVEKTA bieten genau das: Ein M-Baureihe ist jede Einbauposition
optimales Arbeitsklima und den nötigen ob im Dach, hinter dem Fahrersitz, in
Frischluftanteil für 100% Konzentration den Seiten oder der Front umsetzbar.
des Maschinenbedieners. Selbst für kleinste Bauräume findet
sich somit eine optimale und leis-
tungsstarke Lösung. Neben den räum-
lichen Anforderungen kann die Serie
auch technisch auf die verschiedens-
ten Arten konfiguriert werden. So sind
die Anschlussmöglichkeiten der Kälte- Volker Kropf (57) ist seit 1989 bei dem nord-
mittel- und Wasserleitungen variabel hessischen Klimaanlagenhersteller Konvekta
wählbar. Ein weiterer Vorteil des Sys- AG als Vertriebsleiter im Bereich Kabinenkli-
tems ist die individuelle Anpassung matisierung tätig. Zu seinen Aufgabengebieten
der Ausblas- und Ansaugsituation. gehört die kaufmännische Betreuung der Fahr-
zeughersteller von Bau-, Land-, Forst- und
Durch das Leistungsspektrum von Sondermaschinen in unterschiedlichen Klima-
4 kW bis 9 kW ist die als 12V und 24V tisierungsprojekten. Unter anderem werden in
verfügbare Heizer-Verdampfer-Baurei- diesen Projekten kundenspezifische Produkte
he der KONVEKTA Modular Air Condi- für die verschiedenen Fahrzeugkabinen und
tioning Series für jede gängige Maschi- Einsatzbedingungen geschaffen.
nen- und Kabinengröße geeignet. Das
Heizungs- und Klimasysteme von Klimasystem kann als Klimaheizung,
KONVEKTA in einer Agrarfahrzeugkabine reine Klimaanlage oder ausschließlich
(alle Bilder © Konvekta AG) zur Beheizung genutzt werden.12 KONVEKTA Klimasysteme in Schwalmstadt
Klimasystembaureihe KONVEKTA M400, M600 und M900
Off-Road-Maschinen gen bestens gerüstet zu sein, ergänzt gar Schneeablagerungen nachgestellt
brauchen Zuverlässigkeit seit 2017 eine Klimahalle das Leis- werden. Die Klimahalle bietet damit
Durch eine moderne Fertigungstech- tungsportfolio von KONVEKTA. Hier die Möglichkeit, Klimaverhältnisse aus
nologie sind die Gehäuse der Klima- wird in umfangreichen Testszenarien verschiedensten Zonen und Tempera-
komponenten aus einem stabilen und die Leistungs- und Funktionsfähigkeit turzyklen der Welt zu simulieren.
haltbaren Technopolymer gefertigt. Alle von Klimageräten und Fahrzeugen ge-
Bereiche der Luftführung sind strö- prüft. Die Ausstattung mit modernster Deutsche Qualität –
mungsoptimiert – die Luft wird sanft Messtechnik und umweltfreundlicher weltweite Fertigung
und auf direktem Wege an das Ziel ge- Klimatisierung sorgt dabei für eine opti- Die Klima- und Heizgeräte bestehen
bracht. Diese ideale Luftführung erhöht male Prüfumgebung. ausschließlich aus Komponenten, die
die Effizienz und sorgt für mehr Lauf- von KONVEKTA Germany entwickelt
ruhe im Gesamtsystem. In den Räumen der Klimahalle stehen wurden. Die internationale Ausrichtung
verschiedene Prüfstände zur Verfü- von KONVEKTA mit Tochterunterneh-
Die Beschaffenheit des gesamten gung, mit deren Hilfe Prototypen oder men in China, Argentinien, Indien und
Systems ist robust und stoßfest. Das einzelne technische Komponenten der Türkei sowie die langjährige Erfah-
Herzstück des Systems ist eine halb- auf Herz und Nieren geprüft werden. rung in der Zusammenarbeit ermög-
automatische Steuerungslösung, wel- Die Qualifizierung und Validierung der licht die Fertigung an allen Standorten
che eine gleichmäßige und auf das in Zusammenarbeit mit den Kunden in der gewohnt hohen Qualität.
Fahrzeug angepasste Luftverteilung entwickelten Klimageräte erfolgt nach
ermöglicht. Zusätzlich wird das Düsen- spezifischen Anforderungen und ori- KONVEKTA Kabinenklimaanlagen sind
design individuell auf das Kabineninte- entiert sich an gängigen DIN-Normen speziell auf die Bedürfnisse der Landma-
rieur abgestimmt. oder individuellen Leistungsvorgaben. schinenbranche abgestimmt. Angepasst
Alle gelieferten Ergebnisse werden di- an die schweren Bedingungen trotzen
Technologie- und rekt ausgewertet und in einer detaillier- sie jeder noch so harten Aufgabe und
Innovationszentrum ten Analyse aufbereitet. beweisen ihre Leistungsfähigkeit und
Das KONVEKTA Qualitäts-Prinzip: Zuverlässigkeit im täglichen Einsatz.
„Mehr Leistung erfordert mehr Einsatz. Umweltsimulationen in einem Tempe-
Deshalb sind KONVEKTA-Systeme raturbereich von winterlichen -20 °C Volker Kropf
einfach strenger geprüft, die Ansprü- bis zu heißen +60 °C können abge- Konvekta AG
che einfach höher und die Ergebnisse bildet werden. Gleichzeitig kann eine
einfach besser.“ Nach diesem Prinzip geregelte relative Luftfeuchtigkeit von
werden alle Systeme von KONVEK- 30 % bis 80 % (ab +10 °C) konditioniert
TA gebaut und geprüft. Um langfristig werden. Zusätzlich können Umweltsi-
dieser Ambition gerecht zu werden und mulationen wie Sonneneinstrahlung,
auch für alle zukünftigen Anforderun- Regen oder Kondenswasser und so-KONVEKTA Klimasysteme in Schwalmstadt 13
VDI-Mitglied Carl v. Linde lässt im Jahr 1876 eine Kältekompressionsmaschine patentieren
Klimaanlagen werden bei der Verwendung in Fahrzeugen meist als Kom-
pressionskältemaschinen ausgeführt. Diese bewegen unter Nutzung eines
thermodynamischen Kreisprozesses Wärmeenergie von einer zu kühlen-
den Umgebung in eine wärmere Umgebung. Hierbei nutzen die meist ver-
wendeten Kaltdampfanlagen den Effekt der Siedekühlung von Gasen (Käl-
temitteln), der beim Phasenübergang von Flüssigkeit zu Gas eintritt. Der
zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass einer Kältemaschine,
die als Kreisprozess arbeitet, von außen mechanische Energie zugeführt
werden muss, um Wärme von einer Innenumgebung mit niedriger Tempe-
ratur zu einer Außenumgebung mit höherer Temperatur zu transportieren.
Die technische Ausführung einer Kompressionskältemaschine besteht aus
den Hauptbaugruppen Kompressor, Wärmetauschern und einem Drossel-
organ zur Druckreduzierung. Der Kompressor, dem mechanische Energie
Modell einer Kompressionskältemaschine von Carl zugeführt wird, verdichtet das Kältemittel bis zur Kondensation. Ein Wärme-
von Linde, Deutsches Museum München („Bier in tauscher führt die dabei freigesetzte Wärmeenergie in die Außenumgebung
Bayern“-Ausstellung, Aldersbach, Niederbayern, ab. Der auf das verflüssigte Kältemittel wirkende Druck wird im Drosselorgan
2016, Bild © Wolfgang Sauber, Wikipedia) wieder bis zur Verdampfung des Kältemittels reduziert. Die bei dem Ver-
dampfungsprozess vom Kältemittel aufgenommene Wärmeenergiemenge
reduziert über einen weiteren Wärmetauscher die Energiemenge in der zu kühlenden Innenumgebung. Der Druck auf
das Kältemittel wird durch das weitere Zuführen von mechanischer Energie über den Kompressor wieder bis zur Konden-
sation des Kältemittels erhöht und schließt somit den Kreisprozess.
Im Jahr 1876 meldete Carl v. Linde beim Bayrischen Patentamt eine von ihm entwickel-
te Kältemaschine mit Ammoniak als Kältemittel zum Patent an. Die ersten Kunden die-
ser Maschinen waren Brauereien, die nunmehr ohne Natureis verwenden zu müssen,
ganzjährig untergäriges Lagerbier nach Pilsener Brauart produzieren konnten. Zusam-
men mit Georg Krauß, dem Gründer der bayrischen Maschinenfabrik Krauss & Cie.,
die heute in Teilen in der in Kassel ansässigen Firma Krauss-Maffei Wegmann GmbH
& Co. KG aufgegangen ist, gründete v. Linde mit weiteren Gesellschaftern die spätere
Linde AG. Carl v. Linde war als aktives VDI-Mitglied Bezirksvorsitzender und später
Vorstandsvorsitzender des Vereins Deutscher Ingenieure VDI und wurde für seine Ver-
dienste um den VDI mit der Grashof-Denkmünze ausgezeichnet. (nh)
(Bild-Autor unbekannt, Wikipedia, gemeinfrei)14 JÄKEL in Diemelstadt
JÄKEL in Diemelstadt –
seit mehr als 90 Jahren messerscharf und innovativ!
Die Firma JÄKEL GmbH & Co. KG mit Sitz im norhes- Schon im Jahre 1911 hat Prof. Georg Schlesinger von der TH
sischen Diemelstadt ist ein international führendes Charlottenburg seinen Studenten gelehrt: „Auf der Schneide des
Unternehmen in der Entwicklung und Herstellung von Stahls sitzen die Dividenden“. Das Zitat kann auch heute noch
hochwertigen Schneidwerkzeugen und Verschleiß- auf die Unternehmensausrichtung und dessen Kernkompe-
teilen für die Agrar- und Gartentechnik. Das Produkt- tenz übertragen werden: Werkstoffentwicklung und Verschleiß-
Portfolio erstreckt sich über Ladewagen-, Pressen-, schutz. Denn verschiedenste Einsatzbedingungen der Maschi-
Futtermischwagen- und Häckselmesser bis hin zu nenmesser führen zu unterschiedlichsten Produktgestaltungen.
Messern für Rasenmäher. Eine Besonderheit des mit- Beispielsweise sind sandige Böden abrasiver und steinige Bö-
telständischen Unternehmens ist, dass die Produkte den fordern höhere Zähigkeiten der Maschinenmesser. Sogar
ausschließlich an namhafte Originalgerätehersteller die Witterung spielt eine Rolle im Verschleißverhalten. „Das ide-
als Erstausrüster oder für den Aftermarket als Original- ale Messer“ ist demnach weder zu entwickeln noch am Markt
Ersatzteil geliefert werden. verfügbar. Es gilt individuelle und kundenspezifische Messer zu
konzipieren, welche bereits in der frühen Entwicklungsphase
Gefolgt dem Motto „Leidenschaft ist unser Antrieb“ wird das mit dem jeweiligen OEM-Kunden ausgelegt werden.
Unternehmen bereits in dritter Familiengenaration von den
heutigen Geschäftsführern Frank und Udo Jäkel erfolgreich Aufbauend aus dem Erfahrungswissen hat Jäkel einen bran-
vorangetrieben. Ein Alleinstellungsmerkmal stellt die Abbil- chenweiten Maßstab für Erstausrüster setzen können: Der
dung der kompletten Wertschöpfungskette von Produktent- „JADU-H1“ ist eine eigens entwickelte Hybrid-Spezialstahlsor-
wicklung über den Werkzeugbau bis hin zur Endkontrolle und te mit optimalen Werkstoffeigenschaften für hochbeanspruch-
die damit einhergehende Fertigungstiefe dar, was zu einem te Maschinenmesser und Verschleißteile in der modernen
enormen Know-how-Vorsprung führt. Hundertzwanzig gut Landtechnik. Die patentierte Legierung ist in enger Zusam-
ausgebildete MitarbeiterInnen, modernste Technologien und menarbeit mit einem führenden europäischen Stahlherstel-
das Bekenntnis zu zwei Standorten in Diemelstadt mit insge- ler entstanden und wird exklusiv für Jäkel erschmolzen. Das
samt über 12.000 m2 Produktionsfläche liefern die Grundla- Spitzenprodukt bietet ein optimales Verhältnis in den Wech-
ge für eine Produktion von über drei Millionen Maschinen- selwirkungen Härte, Verschleißfestigkeit und Zähigkeit. In der
messern und Verschleißteilen pro Jahr. weiteren anfoderungsgerechten Bauteilauslegung können die
Produkte in vier Produktlinien unterteilt werden, siehe Bild 1.
Bild 1: Produktlinien der Fa. Jäkel (alle Bilder © Jäkel GmbH & Co. KG)JÄKEL in Diemelstadt 15
Bild 2: Vollautomatisierte Fertigungslinie zur Warmumformung
Nach wie vor stellt die „JADU-Primo“- So können innerhalb kürzester Prozess- terialstärke von fünf Millimeter geschaf-
Linie die meist produzierte Variante in zeiten Teilbereiche an Maschinenmes- fen werden, ohne Zusatzwerkstoffe zu
der Messerherstellung dar und bildet sern aufgehärtet oder mit einem speziel- verwenden. Die entscheidenden Vorteile
oftmals die Grundlage für die anderen len Verschleißschutz versehen werden. dieses Messers sind: Der Leichtbauan-
Produktlinien. Hier wird das Material zu- Die aufgetragene Verschleißschutz- satz führt zu mehr als zwanzig Prozent
nächst auf etwa 800 bis 950 °C erwärmt schicht besteht aus eigens entwickelten Gewichtsersparnis. Weiterhin fordert
und anschließend in Öl, Polymer, Was- Hartstoff-Legierungen mit exakt einstell- das Schneidwerk eine geringere An-
ser oder indirekt abgeschreckt, sodass baren Anteilen an Wolframkarbiden. Der- triebsleistung, was zu einem geringeren
sich ein gehärtetes Gefüge einstellt. artige Schichten führen in der Praxis zu Kraftststoff- und Kraftbedarf führt. Aber
Die Höhe des Temperaturunterschieds Selbstschärfeffekten für dauerhaft schar- auch die Einsatzzeiten bzw. Intervalle
und die Schnelligkeit in der Abkühlung fe Schneidkanten und erreichen ein Ma- zwischen dem Nachschleifen werden
sind dabei Faktoren, die maßgeblich ximum an Verschleißfestigkeit. verlängert, wobei gleichermaßen der
die Eigenschaften des späteren Mes- Zeitaufwand zum Nachschleifen redu-
sers bestimmen. Zur Erzielung einer Eine weitere Innovation hat Jäkel im ziert wird. Die Eco-Messer sind ebenfalls
höheren Zähigkeit werden die Bauteile Jahr 2019 auf der branchenweiten Welt- rückwärtskompatibel und in vorhande-
im Anschluss noch angelassen. Diese leitmesse „Agritechnica“ vorgestellt. Das nen Ladewagen-Baureihen einsetzbar.
Verfahren erfordern ein enormes Know- erste Produkt aus der neuen, innovati-
How, um die endgültigen Eigenschaften ven Produktlinie „JADU-Eco“ stellt ein
des Messers vorab berechnen zu kön- Ladewagenmesser mit vier Millimetern
nen. Bild 2 zeigt eine vollautomatisierte Materialstärke im Grundkörper dar, wo-
Fertigungslinie zur Warmumformung für bei Standard-Ladewagenmesser heute
„JADU-Primo“-Produkte. eine Materialstärke von fünf bis sechs
Millimeter aufweisen. Durch eine ge-
Zum Ausbau der Kernkompetenz und zielte Einbringung von Verstärkungsele-
Erweiterung des Verschleißschutz-An- menten, wie beispielsweise Rippen oder
gebots im Bereich der „JADU-Zona“ und Sicken, können bedarfsgerecht stark be-
„JADU-Stratum“-Produktlinien hat Jäkel anspruchte Bereiche des vier Millimeter-
im vergangenden Jahr in eine neue La- dicken Messers verdickt bzw. verstärkt
seranlage zum Härten und Beschichten werden. Bild 3 zeigt ein beispielhaftes
investiert. Die vollautomatisierte Laser- Messer mit den grünfarben dargestellten
zelle ist keine Anlage von der Stange, verstärkten Bereichen. So kann zur Er-
sondern individuell auf die Anforderun- höhung der mechanischen Stabilität im
gen des Unternehmens zugeschnitten. Bereich der Messeraufnahme eine Ma- Bild 3: Produktinnovation „JADU-Eco“16 JÄKEL in Diemelstadt
In diesjährigen Feldversuchen sind bereits erfolgreiche Versu-
che unternommen worden, die „JADU-Eco“-Technologie auch
auf andere Messer zu übertragen.
Zahlreiche weitere Entwicklungen werden zusammen in
Forschungs- und Kooperationsprojekten mit Universitäten,
Fachhochschulen sowie Industriepartnern durchgeführt. Die
Projekte erstrecken sich über die Grundlagenforschung bis
hin zur anwendungsorientierten Forschung. Die gewonne-
nen Forschungsergebnisse führen oftmals zu innovativen
Geschäftsideen und -modellen und sichern somit die Wettbe-
werbsfähigkeit in nationalen und internationalen Märkten. Zum
weiteren Ausbau der Netzwerk-Aktivitäten ist Jäkel ebenfalls
Mitglied im Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau-
er (VDMA). Dem Verband gehören rund 3.300 Unternehmen
an, er ist damit das größte Branchennetzwerk in Europa.
Im Rahmen der kompletten Prozessbetrachtung spielt bei
Jäkel auch der verantwortungsvolle Umgang mit allen Res-
sourcen im Unternehmen eine überaus wichtige Rolle. Ob
MitarbeiterInnen, Investitionen in neue Technologien oder
in die Umwelt: Verantwortung zu übernehmen zeigt Stärke
und den Willen, etwas zu bewegen, zu verändern und zu
schützen. So werden allein durch die Nutzung der großen
Photovoltaik-Anlagen sowie die Installation neuester LED-
Technologien und durch den Einsatz von Wärmerückgewin-
nung mehr als 200 Tonnen CO2 pro Jahr eingespart. Weitere
Gesucht: Informationen erhalten Sie unter www.jaekel.eu.
Moderne Einstellung. Dr.-Ing. Stefan Schwarte, M.Sc.
Jäkel GmbH & Co. KG
Geboten:
Gewachsene Strukturen. Dr.-Ing. Stefan Schwarte,
M.Sc. ist gelernter Tech-
INGSERV ist ein erfahrenes Unternehmen aus dem nischer Zeichner und
Bereich Ingenieur- und Beratungsdienstleistung im studierte im Anschluss
Techniksektor. Wir suchen Mitarbeiter, die neue Auf- Maschinenbau an der
gaben als Herausforderung begreifen. Menschen, die Fachhochschule Südwest-
sich schnell in vielseitige Projekte in der Entwicklung falen in Soest (Diplom)
und an der University of
und Fertigung einarbeiten können und schon bald
Bolton in England (Mas-
Verantwortung übernehmen möchten.
ter). Nach dem Studium
ist er an der Universität
Unsere aktuellen Stellenangebote unter: Kassel als Doktorand und
www.ingserv.de Abteilungsleiter „Zer-
spantechnik“ tätig gewe-
sen. Seine Doktorarbeit
Unser Vorsprung bringt Sie weiter. beschäftigt sich mit einer
Schneidwerkzeug-Ent-
wicklung für die Feingussteilfertigung. Im Anschluss ist er seit 2018 bei
Fa. Jäkel als Leiter für den Bereich Forschung & Entwicklung verant-
M A S C HINENB AU S C HIENENFA HR Z EU G B AU W EHR T E C HNIK
wortlich und seit diesem Jahr Prokurist. Bereits während des Studiums
ENERG IE T E C HNIK L U F T- U ND R AU MFA HR T T E C HNIK PRODUK TIONS- hat Dr. Schwarte schon viele Erfahrungen in der Landtechnik sammeln
A NL AG EN FA HR Z EU G B AU A NL AG ENB AU M S R -T E C HNIK können: Neben umfangreichen Praxiserfahrungen in der Landwirtschaft
hat er seine Diplom- und Masterarbeit aufbauend zu der Entwicklung
von Hartmetall-bestückten Bodenbearbeitungswerkzeugen verfasst, was
INGSERV GmbH · Telefon +49 (0) 561 2075 66 30 · 34131 Kassel
heute branchenweit zum Stand der Technik geworden ist.Agrartechnik 2020 – Forschungsprojekt „Schneckenroboter“ 17
Agrartechnik 2020 –
Forschungsprojekt „Schneckenroboter“
Aktueller Stand der Agrartechnik mit Mähdrescher, Schlepper und Bodenbearbeitung (Bild © Claas Gruppe)
Agrartechnik – wer denkt da nicht an milienunternehmen, die sich durch eine allerdings nicht allein die Maschinen-
Schraubverbindungen M24 aufwärts hohe Innovationskraft auszeichnen und funktionen, sondern auch die Einbet-
oder an Passungen C11/h11 – und als Impulsgeber weltweit wirken. tung der Technik in Verfahrensabläufe,
tatsächlich, das gibt es natürlich wobei zahlreiche Wechselwirkungen
auch. Das Bild hat sich aber schon Agrartechnik, das sind nicht nur die von Boden, Pflanze, Produktqualität
lange gewandelt und zeigt heute allgegenwärtigen und – zumindest im sowie ökonomischer und ökologischer
zahlreiche High-Tech Anwendungen Oldtimerbereich – auch gerne gesehe- Rahmenbedingungen zu beachten sind.
bis hin zum Einsatz der heute viel- nen Traktoren, sondern natürlich auch
diskutierten Künstlichen Intelligenz. die dazugehörigen Anbaugeräte bei- Precision farming, smart farming und
spielsweise zur Bodenbearbeitung oder Landwirtschaft 4.0, das sind die Schlag-
Landmaschinen gehören heute zu den Bestandspflege (Düngung, Pflanzen- worte die heute allgegenwärtig sind und
größten bei uns im Straßenverkehr re- schutz) , die (heute meist selbstfahren- beschreiben, auf welch breiter Basis
gulär erlaubten Fahrzeugen und reizen den) Erntemaschinen wie Mähdrescher die Digitalisierung bereits Eingang in
die Grenzen der Zulassungsverordnun- und Rübenroder, aber auch der gesam- die Landtechnik gefunden hat. Damit
gen bis zum letzten Zentimeter aus. te Bereich der Innentechnik (Stallein- ist aber nicht nur der generelle Einsatz
Motorenleistungen bis 1000 PS, auf- richtung, Lagertechnik, landwirtschaft- von Elektronik gemeint, sondern auch
wendige leistungsverzweigte Getriebe, liches Bauen, Aufbereitungsanlagen), das intelligente Datenmanagement und
alle Spielarten an Hydraulikausrüstung, zunehmend auch die regenerative die Vernetzung der landwirtschaftlichen
zunehmend auch elektrische Antriebe Energieerzeugung (v.a. Biogas) und tra- Wertschöpfungsketten. Schon vor 30
und natürlich Elektronikanwendungen ditionell auch die Arbeitswissenschaf- Jahren etablierten sich erste IT Anwen-
mit einer Vielzahl von Sensoren und der ten. Hinzu kommen die Kommunal- und dungen wie Planungssoftware für Stall
Einbettung in intelligente Datenmana- die Forsttechnik sowie die für Sonder- und Feld, bald schon gefolgt von ers-
gementsysteme, das ist der technische kulturen wie etwa Obst-, Wein- und ten rechnergestützten Anwendungen
Stand im Jahre 2020. Deutschland ist Gemüsebau. Auch der heute viel disku- etwa bei der Telematik, der Erntekar-
Weltmarktführer in der Agrartechnik, tierte Begriff der Bioökonomie und die tierung oder in sensiblen Bereichen wie
dies trotz asiatischer Massenhersteller. Gewinnung Nachwachsender Rohstoffe im Pflanzenschutz. Entwicklungen, die
Grund dafür sind die zahlreichen mittel- sind eng mit der Agrartechnik verknüpft. heute im Automobilbau in der Tages-
ständischen und inhabergeführten Fa- Im Vordergrund der Landtechnik stehen presse auftauchen, wie etwa das au-18 Agrartechnik 2020 – Forschungsprojekt „Schneckenroboter“
tonome Fahren, sind im Agrarbereich Fachgebiet Agrartechnik der Universi- pulationen fördern) verschärft sich das
schon lange umgesetzt. So sind fahrer- tät Kassel, beheimatet am Fachbereich Problem von Jahr zu Jahr. Klassische
lose Traktoren bereits vor 20 Jahren 11 auf dem Campus Witzenhausen, Bekämpfungsmethode ist das Ausbrin-
vorgestellt worden, auch master-slave soll beispielhaft geschildert werden, gen von Giftködern (‚Schneckenkorn‘),
Verfahren, bei denen beispielsweise welche Aspekte bei einer solchen An- das allerdings nicht nur teuer ist, son-
ein Transportfahrzeug führerlos der wendung eine Rolle spielen: dern durch die Wirkungsverzögerung oft
Erntemaschine folgt, sind schon vor nicht das gewünschte Resultat erzielt.
10-15 Jahren bis zur Praxistauglichkeit Schnecken sind, und das hat jeder, der Ein händisches Einsammeln wie im
entwickelt worden. Es sind lediglich die im Frühjahr morgens in seinen liebevoll Kleingarten ist in großflächigen Feldkul-
Vorschriften der Berufsgenossenschaf- gepflegten Gemüsegarten geht, schon turen nicht umsetzbar, aber ein autonom
ten, die der weiten Praxisverbreitung im bitter erleben müssen, bedeutsame agierender Roboter, der Schnecken op-
Wege stehen. Ähnliches gilt auch für die Schädlinge, die manchen braven Gärt- tisch (Digitale Bildauswertung) erkennt
Robotik, die aktuell in der allgemeinen ner zur Verzweiflung getrieben haben. und dann beispielsweise mechanisch
Presse großes Echo findet. Zahlreiche Und tatsächlich können Ackerschne- bekämpft wäre eine deutliche Umwelt-
sehr mühsame Arbeitsschritte in der cken in Feldkulturen wie etwa dem entlastung, wird doch so der Einsatz
Landwirtschaft wie etwa die mechani- Raps in einer einzigen Nacht den Be- chemischer Wirkstoffe vermieden und
sche Unkrautbekämpfung oder der Ern- stand derart schädigen, dass nur ein damit die Verbraucherakzeptanz erhöht.
ten von Obst fordern Robotikanwendun- kompletter Umbruch mit Neueinsaat
gen geradezu heraus, und Treiber ist als Lösung bleibt. Durch immer mildere Die auf den ersten Blick einfache Aufga-
hier weniger die Ökonomie, als schlicht Winter mit ausbleibenden Frösten, mo- be wirft in der Entwicklung dann jedoch
der Mangel an Arbeitskräften. derne Mulchsaatverfahren sowie durch zahlreiche Fragestellungen auf: Da ist
den eigentlich gewünschten erosions- zunächst das Befahren des Feldes. Es
Am Beispiel des eigenen Forschungs- schützenden Anbau von Zwischenfrüch- handelt sich hierbei um eine Navigation
projektes „Schneckenroboter“ am ten (die aber eben auch Schneckenpo- in undefiniertem Gelände, nämlich auf
TractorMaster.
Weil der Landwirt alles gibt.
Angetrieben von Leidenschaft und Hingabe bearbeitet der Landwirt sein Feld, bis er
die Ernte eingefahren hat. Unsere Ingenieure teilen diesen Anspruch und entwickeln
Reifen, die den Landwirt bei jedem Wetter und auf jedem Boden perfekt unterstützen.
Und das mit großem Vorsprung, dank N.flex Technologie, speziellem Wulst-Design und
ausgereifter Stollentechnologie. Denn Reifen, die länger durchhalten, bringen den
Landwirt ein gutes Stück weiter nach vorne.
Mit Herz und Ähre – Leistungsstarke Landwirschaftsreifen.Agrartechnik 2020 – Forschungsprojekt „Schneckenroboter“ 19
einem fast blanken Ackerboden, auf
dem noch keine Pflanzenreihen zu er-
kennen sind, denn die Saat läuft ja gera-
de erst auf. Die Positionserkennung des
Roboters wird daher zweckmäßigerwei-
se über eine GPS-Einheit realisiert. Es
wird hier aber, dies sogar bei oft sen-
siblen Bodenzuständen, ein empfindli-
cher Jungpflanzenbestand überfahren.
Eigene Versuchsergebnisse haben
gezeigt, dass die Schädigung durch das
Raupenlaufwerk bei gerader Fahrt nur
gering ist, jeder Wendevorgang auf dem
Feld aber zu Pflanzenverlusten führt, so
dass die Fahrwegplanung möglichst nur
gerade Strecken vorsehen darf. Zudem
treten Schnecken keineswegs gleich-
mäßig auf der Feldfläche auf, sondern
in Teilbereichen konzentriert, und in
anderen Teilstücken nur gelegentlich
oder gar nicht. Schnecken bevorzugen
beispielsweise feuchte Senken oder
wandern von Gräben aus in die Fläche Nacktschnecken auf Ackerboden (6 Exemplare, davon 2 durch Schwellwertverfahren erkennbar)
ein. Würde sich aber der Roboter die
Positionsdaten seiner Schneckenfun-
de merken, so könnte er daraus soge- zugt angefahren werden sollte. Hierbei selbst gefundener Schnecken dann
nannte Hot-spots ableiten, an denen ist dann noch die Populationsdynamik verlässt und in den eigenständigen
sich die Suche nach den Schädlingen der einzelnen Schneckenarten zu be- Hot-Spot Modus wechselt.
besonders lohnt. Gegenüber einem flä- rücksichtigen, da deren Vermehrungs-
chigen systematischen Befahren kann rate und damit die notwendige Intensität Auch das Erkennen der Schnecken
damit Fahrweg eingespart werden. Ein der Inspektionsgänge von Faktoren wie stellt eine besondere Herausforderung
so laufend wachsender Positionsdaten- etwa der Temperatur oder eventuellem dar, da die Farbe vieler Schnecken-
bestand lässt dann letztendlich sogar Regenfall abhängen. Aus dem durch arten weitestgehend der des Bodens
eine Kartierung des Befalls zu, aus der die Robotertätigkeit erhobenen umfang- entspricht, eine Maßnahme, mit der die
dann abgeleitet wird, welche Positionen reichen Datenbestand kann letztend- Natur vermutlich die Ackerschnecken
durch wiederholtes Patroulieren bevor- lich sogar ein Modell zum quantitativen vor Räubern schützen wollte. Einfache
Schneckenverhalten abgeleitet werden. Bildauswertungen basierend auf Farb-
schwellwerten sind damit für das sichere
Zudem soll zur Erhöhung der Schlag- Erkennen nicht ausreichend. Bild 3 zeigt
kraft (möglichst große Hektarleistung eine Beispielaufnahme mit 6 Schne-
während des stark saisonalen Betrie- cken, von denen auch der geschulte
bes) auch eine optimierte Routenge- Beobachter auf Anhieb meist lediglich 2
staltung hinterlegt werden. Zum einen – 3 erkennt. Umfangreiche Laborunter-
lässt sich dies ja durch einen klassi- suchungen an einer Vielzahl von Böden
schen „travelling salesman – Ansatz“ und bei unterschiedlichen Bodenfeuch-
(kürzeste Route zwischen gewünsch- ten zeigten jedoch, dass mittels Spek-
ten Zielpunkten) lösen, der hier aber tralanalyse (Bewertung verschiedener
erweitert werden muss, da ein Wen- reflektierter Wellenlängen, hier 925 / 975
den zur Vermeidung von Kurvenfahr- nm) eine robuste Klassifizierung mög-
ten ja erst auf dem Feldweg erfolgen lich ist. Umgesetzt und praxistauglich
darf. Zum anderen sind auch die Hot- gemacht wurde dieses Verfahren dann
Spots zu Beginn der Einsatzperiode mittels einer speziellen LED-Beleuch-
noch gar nicht bekannt, der Roboter tung, einer Kamera mit Filterwechsel-
lernt diese erst im Laufe seines Ein- einrichtung und einer entsprechenden
satzes kennen. Somit muss zunächst Auswerte-Programmierung. Zusätzlich
Kartierung des Schneckenbefalls (Bilder 2 – 4 ein Erkundungsmodus programmiert können geometrische Faktoren in die
© Universität Kassel, Fachgebiet Agrartechnik, werden, den der Schneckenroboter Auswertung mit einbezogen werden,
Fotograf: Christian Höing) bei einer genügend großen Anzahl um beispielsweise die unerwünschtenSie können auch lesen
