Magazin Getreidetechnik

Mähdrescher :

Immer mehr läuft automatisch

Das „Gehirn“ der Maschine hat ein Gedächtnis für die Einstelloptimierung

Mähdrescher: Immer mehr läuft automatisch

Mit dem Ideal-Mähdrescher setzt AGCO auf den Axialrotor. Die Maschine ist sogar mit 800er Frontreifen nicht breiter als 3,3 Meter.

Zur Agritechnica haben fast alle Hersteller Weiterentwicklungen zur Steigerung der Effizienz ihrer Mähdrescher vorgestellt. Im Fokus standen neben maschinengestützter Intelligenz auch Zugriffsmöglichkeiten von außerhalb auf das Informationssystem. Da weiteres Größenwachstum nicht mehr möglich ist, kommen neue Mähdrescherkonstruktionen bei Einhaltung der maximalen Transportbreite.

Spannung in den Markt der Oberklasse-Mähdrescher bringt AGCO mit dem neuen IDEAL-Mähdrescher. Die Neuheitenkommission der DLG hat für diesen eine Silbermedaille verliehen.

Es handelt sich um einen Axialrotor-Mähdrescher, der in der mittleren Leistungsklasse mit einem und in der Oberklasse mit zwei Dresch- und Abscheiderotoren ausgerüstet ist. Das besondere Merkmal dieser von Grund auf neu konstruierten Maschine ist seine Transportbreite: Bei einer Dreschkanalbreite von nur 1,4 Metern bleibt sie selbst bei Nutzung von 800er Frontreifen innerhalb der Transportbreite von 3,3 Metern. Das Kornbunkervolumen beträgt beachtliche 17,1 Kubikmeter. Dazu gehört dann auch eine entsprechende Überladeleistung von 210 Litern pro Sekunde mit einer langsam drehenden Schnecke, deren Durchmesser 50 Zentimeter beträgt. Mit dem IDEAL-Mähdrescher setzt der Hersteller einen Trend zum Axialrotor – einfach aufgebaute Mähdrescher, die in den Großregionen des Weltmarktes gefragt sind.

Antriebstechnik

Im Bereich der Druschfruchterntetechnik setzt sich der Trend zu elektrischen Antrieben aktuell nicht fort. Ein Grund dafür sind die großen Massen dieser Antriebe sowie die noch nicht gegebene Wirtschaftlichkeit. Die Hersteller sind jedoch bei begrenztem Bauraum gezwungen, kompakte Antriebsstränge mit Getriebetechnik zu entwickeln.

Der IDEAL-Mähdrescher verfügt über ein direkt am Motor angeflanschtes großes Verteilergetriebe, von dem alle Drehleistungen für Baugruppen und Hydraulik abgenommen werden. Es beinhaltet auch die Kupplungen. Das schafft große Übersichtlichkeit bei geringem Wartungs- sowie Montageaufwand bei Riemenwechsel. Wie alle anderen großen Mähdrescherhersteller verzichtet auch AGCO auf hydraulische Antriebe für leistungsbedürftige Baugruppen wie Erntevorsatz und Axialrotoren. Der Wirkungsgrad hydraulischer Antriebe, die sich zum Beispiel bei Verstopfungen zwar gut reversieren lassen, ist gegenüber mechanischen Antrieben zu gering.

Bei Erntevorsätzen hält der Trend zu Spezialtechniken für Druschfrüchte, die unterschiedliche Anforderungen an den Vorsatz stellen, an. Weltweit werden immer mehr Bandschneidwerke, die sogenannten Draper eingesetzt. Sie bieten neben der Anpassung der Bandgeschwindigkeiten an verschiedene Erntebedingungen und der Anpassungstechnik an Bodenunebenheiten quer zur Fahrtrichtung den Vorteil der Gewichtsersparnis gegenüber Schnecken-Schneidwerken. Nachteilig sind die nicht gegebene Vorverdichtung des Erntegutes und manchmal höhere Aufnahmeverluste. Hier arbeiten die Hersteller noch an technischen Lösungen.

Weiterentwicklungen an Erntevorsätzen

Geringhoff bringt jetzt eine Entwicklung zur Reduktion von Aufnahmeverlusten an einem Bandschneidwerk. Da es vor allem bei Druschfrüchten mit Hülsen und Schoten zu Aufnahmeverlusten im Bereich des Mähmessers kommt, wurde zwischen dem Messer und den Querförderbändern ein Luftschlitz integriert, aus dem die Luft in Richtung Förderband strömt. Diese bläst die Körner in den Erntevorsatz, die andernfalls nach vorne geprallt und zu Boden gefallen wären. Zwei Gebläse an der Schneidwerkrückwand erzeugen den Luftvolumenstrom, der über Leitungen zwischen dem oberen und unteren Förderbandteil nach vorne zum Luftschlitz strömt. Damit hat Geringhoff gegenüber bisher bekannten Techniken eine neue und präzisere Technik zur Kornförderung ins Schneidwerk per Luftstrom konstruiert. Auch die bei Drapern höheren Rapsverluste, bedingt durch den Schlupf zwischen Querförderband und Fruchtständen, dürften sich damit reduzieren. Das Mähmesser wird zentral von der Mitte aus angetrieben.

AGCO hat für den neuen IDEAL-Mähdrescher eine vollautomatische Kupplung für Erntevorsätze entwickelt. Sowohl die Antriebswelle, als auch die hydraulischen und elektrischen Verbindungen und die Verriegelung des Erntevorsatzes werden hydraulisch von der Kabine aus ver- und entriegelt. Das spart Umrüstzeiten.

Dreschen und Abscheiden

Am Prinzip des Dreschens und Abscheidens, nämlich schlagen, reiben und zentrifugieren, hat sich nichts geändert und das wird auch so bleiben. Im Detail verfolgen die Hersteller jedoch unterschiedliche Zielrichtungen. Der Trend zu Rotor-Mähdreschern hält nach wie vor an. Weltweit werden in einigen Werken, in denen bisher auch Schüttler-Mähdrescher gebaut wurden, nur noch Rotor-Mähdrescher gefertigt.

Mit einer Länge von 4,85 Metern verbaut AGCO im IDEAL-Mähdrescher die längsten Rotoren. Ihr Durchmesser beträgt 60 Zentimeter. Ziel ist es, das Druschmaterial lange im Rotorgehäuse zu behalten, um es schonend auszureiben und um die Körner zu zentrifugieren. Andere Hersteller wie New Holland nutzen kürzere Rotoren mit kleineren Durchmessern in ihren Doppelrotor-Mähdreschern und verändern die Verweildauer im Rotorgehäuse jetzt sogar automatisch in Abhängigkeit von den Erntebedingungen. Wie hoch die Druschleistung und Arbeitsqualität der neuen, sogenannten Helix-Dresch- und Abscheiderotoren unter verschiedensten Erntebedingungen sein werden ist aktuell noch nicht bekannt.

Regeltechniken für den automatischen Mähdrescher

Der Trend zu immer mehr Mess- und Regeltechnik bzw. maschinengestützter Intelligenz und komplexen Automaten im Mähdrescher erreicht einen neuen Höhepunkt, obwohl das Ende dieser Entwicklungen nicht absehbar ist. Ziel ist es, den Fahrer von Einstellaufgaben zu befreien, so dass er sich nur noch um die Bedienung des Fahrzeuges Mähdrescher kümmern muss.

Claas stellt die neue Komponente der Gesamt-Automatik für den Mähdrescher, das Auto Threshing vor. Es war in der Saison 2017 in wenigen Kundenmaschinen als Vorserie in Schüttler- und Hybrid-Mähdreschern bereits im Einsatz. Erstmalig werden in Mähdreschern mit Tangential-Dreschwerk, bei dem die Anforderungen an die Regeltechnik besonders hoch sind, die Dreschtrommeldrehzahl und der Dreschspalt gemäß der vorgewählten Strategie automatisch eingestellt. Nimmt beispielsweise der Kornbruch zu, weil das Korn trockener wird, so erkennt dies die Kamera und der Drusch erfolgt automatisch sanfter. Der Clou der Technik ist die Kommunikation der Teilautomaten untereinander. Wird beispielsweise sanfter gedroschen und bei den Kornverlusten und der Motorauslastung ist noch Spielraum, so erhöht der Durchsatzregler automatisch die Fahrgeschwindigkeit und damit die Ernteleistung bzw. Effizienz des Mähdreschers. Oder bei losen und anhaftenden Spelzen im Korn agieren sowohl der Dreschwerk- als auch der Reinigungsautomat.

Die Summe der Wirkungsweisen aller Automaten lässt erstmalig den vollautomatischen Mähdrusch zu. Damit hat Claas dieses Ziel durch eine Art Baukastensystem von Automaten konsequent umgesetzt. Der Bediener gibt dem selbstständig lernenden System nur noch Strategien und Empfindlichkeiten nach seinen Wünschen vor, und der Mähdrescher stellt sich nicht nur darauf ein, sondern er optimiert sogar das Gesamt-Arbeitsergebnis. Der Bediener muss nicht mehr wissen, was er einstellen muss, um zu seinen Zielen zu gelangen, sondern er nennt seine Ziele und kann sich komplett auf die Bedienung der Fahrzeugtechnik konzentrieren. Diese Weiterentwicklung der Automatisierung des Mähdrusches wurde von der Neuheitenkommission der DLG als Meilenstein bewertet und mit einer Goldmedaille honoriert.

Mähdrescher mit Gedächtnis

New Holland bringt jetzt ebenfalls eine Einstellautomatik für die Mähdrescher der CR-Baureihe auf den Markt. Zur Kontrolle der Arbeitsweise der Reinigung wird ein Drucksensor hinten auf dem Ober- und zwischen Ober- und Untersieb installiert. Stimmen seine Istwerte nicht mit den Sollwerten überein, so werden unter Einbezug der Werte der Verlustsensoren das Ober- und Untersieb sowie die Gebläsedrehzahl eingestellt. Der Bediener muss sich folglich nicht mehr um die Reinigungseinstellung kümmern.

In Kombination mit dem Durchsatzregler und der Motorauslastung sowie den Werten der Reinigung und Verlustsensoren werden die Geschwindigkeit des Gutflusses und somit die Dresch- und Abscheideintensität automatisiert. Dies geschieht jetzt durch Veränderung des Winkels der Leitschienen im oberen Rotorgehäuse und der Rotordrehzahl. Die Dreschspaltweite wird manuell eingestellt.

Absolut neu ist der Bereich der proaktiven Einstellung des Mähdreschers. Alle wichtigen Daten wie Ertrag, also Veränderungen in den Erntebedingungen, der Feldneigung und auch Daten früherer Ernten werden georeferenziert. Kommt der Mähdrescher bei der nächsten Überfahrt oder im Folgejahr wieder zu einer Teilfläche mit hohem oder geringem Ertrag oder Ernteerschwernissen in Form von unebenem Boden, so werden diese Daten vom Informationssystem vorausschauend genutzt – der Mähdrescher weiß damit, welche Bedingungen er vorfinden wird. Dies erlaubt eine frühzeitige Reaktion auf diese Bedingungen, so dass der Mähdrescher mit konstanterer Effizienz eingesetzt werden kann. Für diese Neu- und Weiterentwicklung erhielt New Holland von der DLG eine Silbermedaille.

Einen anderen Weg zur automatischen Mähdreschereinstellung wählt AGCO. Im IDEAL-Mähdrescher sind im Dresch- und Trennteil der Rotorgehäuse sowie in der Reinigung Sensorelemente mit vier Einzelsensoren verbaut. Diese messen die Längsverläufe der abgeschiedenen Körner, die sogenannte Abscheidefunktion. Der Fahrer erhält somit eine Information, wo sich jeweils ein Abscheidemaximum befindet und kann unter Berücksichtigung seiner Strategie die Auslastung des Mähdreschers nachvollziehen. Anhand der gemessenen Auslastung und der gewählten Strategie kann sich der Mähdrescher auch selbst einstellen.

John Deere wählt einen weiteren Weg der Mähdrescher-Einstelloptimierung mit dem Connected Harvest. Per Mobiltelefon kann der Betriebsleiter oder Erntemanager nicht nur auf die Maschinendaten zugreifen, sondern er kann im Feld anhand seiner Untersuchungsergebnisse, zum Beispiel Verlustproben, aktiv die Mähdreschereinstellung verändern. Damit kann dem weniger erfahrenen Fahrer auf einfache Weise Hilfestellung geleistet werden.

Anhand sogenannter Performancepunkte, die auf einer umfangreichen internen Datenbank basieren, kann der Nutzer feststellen, in welchem Maße seine Mähdrescher im Vergleich zu anderen Mähdreschern in der Region effizient eingesetzt werden. Leistungs- und Arbeitsqualitätssteigerungen durch eine neue Einstellung werden ausgewiesen. Dies ist eine erstmalige Anwendung von Big Data Systemen zur Effizienzkontrolle und Einstellung von Mähdreschern.

Damit bietet auch John Deere zwei Methoden der Einstelloptimierung an. Einerseits wird für Axialrotor-Mähdrescher der neuen Baureihe 700 jetzt das maschinenbasierte Einstellsystem ICA2 angeboten und andererseits kann ähnlich wie bei bekannten Teleserviceanwendungen, wie zum Beispiel bei Telematics von Claas, von extern das Arbeitsergebnis optimiert werden. Der Kunde kann also entscheiden, ob er die Automatenlösung auf dem Mähdrescher ohne Datenübertragung bevorzugt oder die Teleserviceanwendung, die sogar Big Data basiert sein kann, mit Ablage aller Daten auf einem zentralen Server, oder sogar beide Varianten; quasi als Vollausstattung. Natürlich kann der Kunde alternativ auf jede Optimierungshilfe verzichten. Insbesondere die technische Kapazität von Groß-Mähdreschern wird dann jedoch meist nicht vollständig genutzt.

John Deere bietet jetzt einen neuen Feuchtesensor auf Basis eines Drei-Frequenz-Induktionsmessverfahrens an. Dieser Sensor misst indirekt das Hektolitergewicht der Druschfrucht. Eine Kalibrierung der am Kornelevator angebrachten Messtechnik ist nicht erforderlich.

Cemos Auto Threshing regelt den Dreschkorbabstand und die Dreschtrommeldrehzahl von Tangentialdreschwerken und passt sich dabei an die jeweiligen Druschbedingungen an.

Cemos Auto Threshing regelt den Dreschkorbabstand und die Dreschtrommeldrehzahl von Tangentialdreschwerken und passt sich dabei an die jeweiligen Druschbedingungen an.

Verbesserte Gutverteilung des Häckslers

Vor allem bei großen Arbeitsbreiten bereitet die Spreu- und Strohverteilung nach wie vor Probleme. Insbesondere die hohen Kaffmengen von den Reinigungen der großen Rotor-Mähdrescher verbleiben zu sehr in der Mitte. Daher arbeiten die Hersteller nach wie vor an technischen Lösungen zur gleichmäßigen Verteilung dieser sogenannten Nichtkornbestandteile über der gesamten Arbeitsbreite – ein anhaltender Trend, gefordert vor allem von Betriebsleitern, die Mulchsaat praktizieren.

New Holland verfolgt beim neuen OptiSpread-Plus Spreu- und Häckselgutverteiler eine weitere Strategie. Zum einen werden die Gutströme von Spreuverteiler und Wurfgebläse des Häckslers neben dem Mähdrescher zusammengeführt, wodurch die Spreu vom gehäckselten Stroh quasi mitgenommen wird. Zum anderen sind die Schaufeln des Wurfgebläses V-förmig gefertigt, so dass sie Strohpäckchen formen, die sich weiter werfen lassen als lockeres Stroh. Sie arbeiten somit ähnlich dem Wurf eines Schleuderdüngerstreuers.

Erhöhte Einsatzsicherheit

Vor allem Rotor-Mähdrescher werden immer mehr an ihrer technischen Einsatzgrenze genutzt. Wird der Mähdrescher dann – aus welchen Gründen auch immer – ungleichmäßig beschickt, ist eine Verstopfung die Folge. Diese lässt sich gerade bei diesen Mähdreschern meistens nur mit extrem viel Aufwand beseitigen. Es gibt zwar Reversiereinrichtungen für Axialrotor-Mähdrescher mit mechanischem Rotorantrieb, die jedoch technisch vergleichsweise aufwendig sind. Folglich schützen die Hersteller ihre Mähdrescher durch andere technische Maßnahmen vor Verstopfungen.

Claas setzt neben der altbekannten Öffnung des Vor- und Dreschkorbes auf die automatische Gutflusskontrolle, die auch Teil des CEMOS-Gesamtsystems der automatischen Einstelltechniken ist. New Holland kommt jetzt mit einem neuen patentierten Überlastschutz, dem Rotor-Protection-System. Kernstück ist eine Art federbelastete Kniehebeltechnik. Diese senkt bei Überlastung die Körbe ab. Nachdem der Stopfen beseitigt wurde, werden die Körbe wieder in ihre Dreschposition gebracht. Das System reduziert die Stillstandzeiten bei Verstopfungen.

Zusammenfassung

Die Hersteller arbeiten mit Nachdruck an Techniken zur Automatisierung aller Prozesse im Mähdrescher. Erstmalig kommunizieren Automaten miteinander, um somit den Tangential-Mähdrescher sowohl in seiner Arbeitsqualität als auch in seiner Arbeitsleistung zu optimieren. Der Fahrer muss nicht über Einstell-Know-how verfügen, sondern aufgrund seines agronomischen Wissens Strategien wählen.

Auf Einstellstrategien basieren auch Automaten in Axialrotor-Mähdreschern, die im Detail jedoch unterschiedlich arbeiten. Insbesondere sind hier die sehr verschiedenen Ansätze bei den Sensoren zu nennen. Aber auch Big Data Analyseverfahren werden genutzt, um von extern eine Einstelloptimierung zu vollziehen. Diese wird mit einer regionsspezifischen Leistungskontrolle in Form eines Vergleiches mit den in der Region üblichen Mähdrescherleistungen verknüpft.


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