Technik des Weinbergschleppers

Technik des Weinbergschleppers
Technik des Weinbergschleppers
Der Schlepper ist für den Winzer eines der wichtigsten aber auch teuersten
Betriebsmittel. Der Einsatzumfang eines Schmalspurschleppers beträgt, in
Abhängigkeit von der Bewirtschaftungsintensität und der Anlageform etwa 70 bis 100
Stunden je Hektar und Jahr. Davon entfallen etwa zwei Drittel auf Rüst-, Wege-,
Wende-, Füll- und Transportzeiten. Der Rest von etwa 25 bis 35 Stunden ist der
Zeitanspruch für die Einsatzzeit in der Rebanlage. Trotz der relativ hohen Kosten ist
nur durch die Nutzung des Schleppers als Kraftmaschine eine umfassende
Mechanisierung im Einmann-Verfahren mit geringem Arbeitszeitbedarf möglich. Das
heißt, mit der Schlepperwahl wird festgelegt, welche Arbeiten unter welchen
Einsatzbedingungen mechanisierbar sind und mit welchen anpaßbaren
Maschinenausführungen die Bewirtschaftung ermöglicht wird. Vom passenden
Schlepper mit entsprechenden Ausstattungsmerkmalen werden die
Arbeitsproduktivität und die Bewirtschaftungskosten entscheidend beeinflußt. Durch
den Einsatz des Schleppers sollen folgende Ziele erreicht werden:
•
Steigerung der Arbeitsproduktivität
•
Erleichterung der Arbeit
•
Senkung der Produktionskosten
•
Verbesserung der Arbeitsqualität
Der Schlepper muß so konstruiert sein, daß er die Aufgaben unter Beachtung dieser
Ziele erledigen kann. Darüber hinaus sind weitere spezielle Anforderungen an den
Schlepper beim Einsatz in den Rebanlagen zu stellen:
•
Geringer Bodendruck und Schlupf um Verdichtungen des Bodens so gering wie
möglich zu halten
•
Enge Abstufung der Fahrgeschwindigkeit im Hauptarbeitsbereich (3 - 8,5 km/h),
damit gute Ausnutzung der Motorleistung und geringer spezifischer
Kraftstoffverbrauch
•
Energetisch effektive Leistungsabgabequellen (Dreh- und hydrauliche Leistung)
am Heck und der Frontseite für den Antrieb von Geräten und
Gerätekombinationen
•
Schlepperabmessung entsprechend den Reihenabständen
•
Tiefe Schwerpunktlage wegen der Kippgefahr beim Befahren von hängigem
Gelände
•
Kleiner Wendekreis aufgrund schmaler Vorgewende
•
Gute Sichtverhältnisse auf alle Anbaugeräte
•
Fahrkomfort und Sicherheit zur Entlastung und zum Schutz des Schlepperfahrers
bei schwierigen Gelände-, Klima-, Boden-, Anbau-, und Arbeitsverhältnissen.
Schlepperbauformen
Die heute im Weinbau gebräuchlichen Schlepperformen lassen sich grob in folgende
Gruppen einteilen:
•
Standardschlepper
•
Schmalspurschlepper
•
Schmalspurschlepper mit Knicklenkung
•
Schmalspur - Kettenschlepper
•
Spezialschlepper für den Steilhang (Trak, Geräteträger)
•
Hochschlepper
Standardschlepper
Der Standardschlepper wird im Weinbau als Zugmaschine beispielsweise für den
Transport von Trauben oder in Seilzuglagen für die Seilwinde benötigt. Für
Pflegearbeiten im Weinberg ist er nur in Weitraumanlagen einsetzbar.
Leistungsstarke Standardschlepper mit Allradantrieb sind für das Rigolen der
Weinberge oder das maschinelle Rebenpflanzen erforderlich.
Schmalspurschlepper
In Normalanlagen von 1,60 m bis 2,20 m Gassenbreite wird im Direktzug der
Schmalspurschlepper eingesetzt. Seine Breite beträgt in Abhängigkeit von der
Bauform und der Bereifung etwa 1,00 m bis 1,40 m. Beim Einsatz ist darauf zu
achten, daß die Gasse mindestens 60 cm breiter sein sollte als der Schlepper.
Schmalspurschlepper mit Hinterradantrieb sind für ebene und leicht hängige Flächen
mit geringer Zugkraftanforderung geeignet. Höhere Steigungen bis ca. 45 % sind mit
Schmalspurschleppern mit zusätzlichem Vorderradantrieb (unechte Allradschlepper)
erreichbar. Sie besitzen eine bessere Zug- und Lenkfähigkeit und verursachen auf
Grund der Schlupfminderung geringere Bodenbelastungen. Die Gewichtsverteilung
Vorderachse/Hinterachse beträgt 35/65 bis 40/60. Der Leistungsbereich liegt
zwischen 25 und 60 kW. Sie besitzen ungleich große Räder auf beiden Achsen.
Schmalspurschlepper für den Steilhang (echte Allradschlepper)
Kennzeichen der Schmalspurschlepper mit Allradantrieb sind die gleich großen
Räder auf beiden Achsen. Mit geeigneter breiter Reifenausstattung können
Grenzsteigungen von 55 bis 60 % überwunden werden. Mit Hilfe einer Knicklenkung
wird ein geringer Wendekreisdurchmesser und dadurch eine gute Wendigkeit
erreicht. Die Art der Lenkung bewirkt den sogenannten Nachlaufeffekt. Beim
Kurvenfahren laufen die Hinterräder den Spuren der Vorderräder nach. Deshalb ist
bei knickgelenkten Schleppern der Platzbedarf beim Wenden gegenüber anderen
Bauformen geringer. Zur Verbesserung der Fahreigenschaften, insbesondere beim
Wenden unter ungünstigen Bedingungen, empfiehlt es sich, die Schlepper mit einem
Radlastausgleich auszurüsten
Wichtig für die gute Steigfähigkeit ist auch die Achslastverteilung vorn/hinten von
etwa 65/35. Vorteilhaft für das Befahren extremer Steilhänge ist auch ein
hydrostatischer Fahrantrieb.
Schmalspur - Kettenschlepper
Ihr Einsatz ist auf den Steillagenweinbau begrenzt. Ihre Ausstattungsmerkmale sind
in Kap. Steillagenmechanisierung beschrieben. Zum Lenken werden meist
Kupplungs-Brems-Lenkungen eingesetzt. Bei Kette nbreiten von 30 cm und mehr
sowie einem extrem niedrigen Schwerpunkt ist ein relativ sicheres Hangbefahren
auch im Grenzbereich möglich. Der im Vergleich zum Radschlepper scheinbar
geringe Bodendruck unter der größeren Kettenaufstandsfläche muß etwas
eingeschränkt werden. Verantwortlich dafür ist die direkte Übertragung der vom
Motor und Getriebe ausgehenden Schwingungen auf den Boden. Die Fachleute
sprechen hier vom Rüttelplatteneffekt, der verstärkt bei den Bergauffahrten zur
Wirkung kommt. Gegenüber Radschleppern weisen Kettenschlepper folgende
Nachteile auf:
•
Die Stahlketten verursachen Beschädigungen an befestigten Fahrbahnen,
deshalb sind sie nicht zur Straßennutzung zugelassen. Der Transport zum
Weinberg muß mit Tiefladeanhä ngern durchgeführt werden.
•
Gummistollen schützen zwar die Fahrbahn, haben aber einen höheren Verschleiß
und verursachen eine geringere Zug- und Steigfähigkeit.
•
Eingeschränkte Möglichkeiten beim Geräteanbau (z.B. kein
Zwischenachsenanbau)
•
Für den Transport ist ein zweiter Schlepper erforderlich, was sich auch in einer
höheren Gesamtkostenbelastung niederschlägt.
Die neuen Raupentypen verfügen meist über einen hydrostatischen Antrieb.
Spezialschlepper für den Steilhang
Für enge Rebgassen bis 1,6 m wurden aus selbstfahrenden Sprühgeräten
Geräteträger mit Allradantrieb entwickelt. Aufgrund des ähnlichen
Achslastverhältnisses, durch Leichtbauweise und niedrigen, breiten Reifen wurden
Grenzsteigungswerte wie bei knickgelenkten Schmalspurschleppern erreicht. Bei
schlepperähnlichen Ausstattungsmerkmalen können die mit Motorleistungen bis 25
kW ausgestatteten Ausführungen mit leichteren Direktzug-Anbaugeräten eingesetzt
werden. Mangels Nachfrage sind diese Geräte heute vom Markt verschwunden.
Für begrünte Gassen über 2,2 m Breite sind Traks gut geeignet. Die sehr kippstabile
Ausführung, mit einem extrem niedrigen Schwerpunkt ist mit vier Terrareifen
ausgestattet. Wahlweise können der Traks mit einem Benzin oder Dieselmotor sowie
einem Bremslenksystem oder mit einer Lenkachse geliefert werden. Mit allen
Anbaugeräten für die Bewirtschaftung begrünter Flächen liegt die Grenzsteigung bei
etwa 60 Prozent. Neben einem mechanischen wird auch ein hydrostatischer Antrieb
angeboten.
Hochschlepper (Überzeilenschlepper)
Auf der Suche nach Möglichkeiten zur weiteren Senkung von Arbeitszeitaufwand und
Lohnkosten kommt dem mehrreihigem Arbeitsverfahren immer mehr Bedeutung zu.
In Frankreich werden in vielen Anbaugebieten reihenübergrätschende Maschinen zur
Mehrzeilenbearbeitung schon seit Jahrzehnten eingesetzt. Die niedrigen
Erziehungen in diesen Gebieten bieten für diese Maschinen gute
Einsatzbedingungen. Mehrreihige Arbeitsverfahren können durchgeführt werden mit:
•
Hochschleppern oder
•
selbstfahrenden Vollerntern, die nach Ausbau des Ernteaggregates als
Geräteträger nutzbar sind.
Schlepper-Hauptbaugruppen
Unabhängig von der Bauform bestehen die Schlepper aus den Hauptbaugruppen:
Motor, Kupplung, Getriebe, Zapfwelle, Hydraulik, Fahrwerk und dem Fahrerplatz.
Motor
Der Motor wandelt die im Kraftstoff vorhandene chemische in mechanische Energie
um. Die Baugruppe Motor umfaßt auch die zum Betrieb des Motors notwendigen
Bauteile, wie Kraftstoffsystem, Kühlung, Luftfilter und Auspuff. Als wichtigstes
Auswahlkriterium für die Größe eines Schleppers wird die Motorleistung angesehen.
Für die im Weinbau üblichen Gassenbreiten von 1,8 bis 2,2 m ist eine
Schlepperleistung von etwa 37 kW (50 PS) in der Regel vollkommen ausreichend.
Lediglich beim Einsatz von gezogenen Traubenvollerntern oder starken Gebläsen
(z.B. Radialgebläse) können, besonders im Hangbereich, größere Leistungen
erforderlich sein.
Die Entwicklung neuer Schlepper findet in den letzten Jahren nahezu ausschließlich
in einem Motorleistungsbereich von 40 bis 60 kW (55 bis 80 PS) statt. Da die
spezifischen Kosten für 1 kW Motorleistung heute bei rund 1800 DM liegen können,
ist eine sorgfältige Größenbestimmung nach den wirklich auftretenden
Anforderungen empfehlenswert. Zudem führt eine geringere Motorauslastung bei
überhöhten Nennleistungen zu einem erhöhten spezifischen Kraftstoffverbrauch, der
sich kosten- und umweltbelastend auswirkt.
Für überdimensionierte Motorleistungen sprechen die geringeren
Geräuschemissionen, das angenehmere Fahren bei geringeren Drehzahlen und die
Tatsache, daß weniger Schaltvorgänge notwendig sind. Zur Erhöhung der
Motorleistung wird neben hubraumvergrößerten Motoren und erhöhten Drehzahlen
vermehrt die Aufladung angewendet. Bei der Anhebung der Leistungen auf 50 kW
und mehr werden neben dem Übergang von 3- auf 4-Zylinder-Saugmotoren vermehrt
3-Zylinder-Motoren mit Abgasturbolader eingesetzt.
Kupplungen
Mit Kupplungen wird die Leistungsübertragung unterbrochen und bei Bedarf wieder
hergestellt. Bei kraftschlüssigen Kupplungen werden zwei Reibflächen aufeinander
gepreßt. Das Drehmoment wird aufgrund der dazwischen vorliegenden
Reibungskräfte übertragen. Sie können auch bei Differenzdrehzahlen geschlossen
werden und sorgen für eine Drehzahlangleichung, während formschlüssige
Kupplungen nur bei annähernder Drehzahlgleichheit eingeschaltet und bei einer
Drehmomentübertragung oft nicht getrennt werden können. Die Verbindung
zwischen den Wellen erfolgt dann über eine Schaltklaue, die verzahnt ist oder über
Stifte oder Bolzen verfügt. Diese kompakten Kupplungen dienen meist nur zum Einund Ausschalten einer Verbindung im Stillstand.
Die Fahrkupplung kann ”naß” oder ”trocken” arbeiten. Trockenkupplungen sind
billiger in der Herstellung, dafür aber verschleißanfälliger als die ”nass” im Ölbad
laufenden Kupplungen. Möglich sind Einscheiben-, Doppel- oder
Zweifachkupplungen, die vorwiegend ”trocken” arbeiten. Bei immer mehr Fabrikaten
finden sich auch ”nasse” Mehrscheibenlamellenkupplungen. Zusätzlich kann eine
Strömungskupplung (Turbokupplung) eingebaut sein. Bei der Doppelkupplung
handelt es sich um eine trockene Kupplung, bei der die Hauptkupplung und die
Zapfwellenkupplung zu einer Einheit kombiniert sind. Bei teilweisem Durchtreten des
Kupplungspedals wird die Fahrkupplung und bei völligem Durchtreten auch die
Zapfwellenkupplung betätigt. Bei kleineren und älteren Schleppern ist vielfach die
Fahr- und Zapfwellenkupplung kostengünstig in Form einer Doppelkupplung
zusammengefaßt.
Die Zweifachkupplung ist ähnlich aufgebaut; hierbei wird über ein zweites
Drucklager und einen separaten Kupplungshandhebel die Zapfwelle unabhängig von
der Fahrkupplung gekuppelt.
Bei neueren Getriebekonzepten wird die Zapfwellenkupplung meist in Form einer
Lamellenkupplung im oder hinter dem Fahrgetriebe angeordnet. Mittels
elektrohydraulischer Betätigung läßt sich damit die Zapfwelle anlaufverzögert dosiert
einschalten. Aufgrund der minimalen Abnutzung sind sie kaum reparaturanfällig.
Die Strömungskupplung (Turbokupplung) nutzt nicht die Reibungskräfte zur
Übertragung eines Drehmoments, sondern die kinetische Engergie der Ölfüllung. Bei
ihr treibt ein Pumpenrad mit Hilfe einer Flüssigkeit ein Turbinenrad an, das die Kraft
an das Getriebe weitergibt. Die Strömungskupplung verhindert ein Motorabwürgen,
dämpft die Motorschwingungen, puffert Spitze nbelastungen von der Zapfwelle und
verringert die Schalthäufigkeit. Allerdings wird dadurch der Traktor te urer und der
Wirkungsgrad verschlechtert sich.
Getriebe
Hauptaufgabe des Getriebes ist die Anpassung der Fahrgeschwindigkeit an die für
die einzelnen Arbeiten notwendigen Arbeitsgeschwindigkeiten. Da der Motor seine
Nennleistung nur bei Nenndrehzahl entwickelt, muß die Untersetzung der hohen
Motordrehzahl in die gewünschte niedrige Drehzahl der Antriebsräder einstellbar
sein. Mit der Untersetzung der Drehzahl wird gleichzeitig das Drehmoment erhöht.
Man bezeichnet das Getriebe deswegen auch als Drehzahl/Drehmoment-Wandler.
Weitere Aufgaben des Getriebes sind:
•
Umkehr der Fahrtrichtung (Rückwärtsgänge)
•
Antrieb von Nebenantrieben (Zapfwelle, Allradantrieb).
Die Schlepper sind neben dem eigentlichen Schaltgetriebe mit einem
Gruppenwahlgetriebe ausgestattet. Das Gruppenwahlgetriebe vervielfacht die Gänge
des Schaltgetriebes. Ein Gruppenwahlgetriebe mit den Stufen ”langsam”, ”mittel”,
”schnell” und ”rückwärts” macht aus einem Viergangschaltgetriebe ein 12/4-GangGetriebe (zwölf Vorwärts- und vier Rückwärtsgänge), wobei innerhalb einer Gruppe
immer nur vier Gänge zur Verfügung stehen. Dem häufigen Verkaufsargument, je
mehr Gänge ein Traktor hat, desto besser ist er, kann nur mit Einschränkung
zugestimmt werden. Für den praktischen Einsatz ist nicht die Zahl der Gänge
entscheidend, sondern die Gangabstufung. Der Hauptarbeitsbereich im Weinbau
liegt zwischen 3 und 8,5 km/h. In diesem Bereich sollte der Schlepper möglichst viele
Gänge aufweisen mit Geschwindigkeitssprüngen von etwa 0,5 bis 0,8 km/h.
Anforderungen an Schleppergetriebe sind:
•
viele (mind. 6), gut gestufte Gänge im Hauptarbeitsbereich von 3,0 bis 8,5 km/h.
•
die Stufensprünge sollten 15 bis max. 25 Prozent betragen
•
Synchronisierung des Grundgetriebes
•
leichte, schnelle und eindeutige Schaltbarkeit aller Gänge und der Nebenantriebe
•
guter Wirkungsgrad um 85 bis 95 Prozent
•
hohe Zuverlässigkeit und Lebensdauer
•
geringer Wartungsaufwand, gute Zugänglichkeit der Getriebeteile.
Die Gruppenschaltgetriebe sind bei vielen Fabrikaten mit einer Wendeschaltung erweitert. Über
einen V/R Schalthebel und Kupplungsbetätigung läßt sich schnell die Fahrtrichtung wechseln. Jeder
Gang läuft vorwärts in etwa so schnell wie rückwärts. Dies ermöglicht kurze Wendemanöver und
schnelles Rangieren.
Zunehmend werden die bei Ackerschleppern bewährten, unter Last schaltbaren
Stufengetriebe auch für Schmalspurschlepper angeboten. Lastschaltgetriebe
erlauben einen Geschwindigkeitswechsel unter Last, d.h. während der Fahrt ohne
Betätigung der Fahrkupplung .
Stufenlose Getriebe werden im Weinbau als hydrostatische Getriebe in
Traubenvollerntern und Steillagen-Schmalspurschleppern (Holder, Frieg) bzw.
Kettenschleppern (Niko, Geier) oder Traks (Aebi) eingesetzt. Die einfache, unter Last
veränderbare, stufenlose Geschwindigkeitseinstellung bringt vor allem im Steilhang
und bei Erntemaschinen Vorteile .
Zapfwelle
Über Zapfwellen können Geräte (z.B. Fräse, Sprühgerät) direkt vom Schlepper mit
hohem Wirkungsgrad angetrieben werden. Bis auf Getriebeverluste steht die volle
Motorleistung an der Zapfwelle zur Verfügung. Bedeutung hat im Weinbau nur die
Heckzapfwelle. Die Frontzapfwelle wird von den Herstellern meist nur als mögliche
Sonderausstattung angeboten, da der Antrieb von Frontanbaugeräten in der Regel
hydraulisch erfolgt (Ausnahme: Mulcher als Frontanbaugerät). Die
Zapfwellenstummel sind in Form und Abmessung, Lage, Drehzahl und Drehrichtung
genormt, um verschiedene Geräte ohne Probleme ankuppeln zu können. Die
Schlepper können mit ve rschiedenen Heckzapfwellen ausgestattet sein:
•
Getriebezapfwelle
•
Motorzapfwelle und Wegzapfwelle.
Die Getriebezapfwelle ist fahrkupplungsabhängig und bleibt beim Treten der
Fahrkupplung stehen. Wenn überhaupt noch, dann bieten sie die Hersteller nur
gegen Aufpreis an. Die Motorzapfwelle ist unabhängig vom Fahrgetriebe. Sie wird
immer durch einen separaten Hebel ein- bzw. ausgeschaltet und läuft deshalb auch
weiter, wenn der Traktor steht. Die Drehzahl der Wegzapfwelle ist abhängig von der
Fahrgeschwindigkeit und dient unter anderem zum Antrieb sogenannter Triebachsen. Sie wird im Weinbau kaum benötigt und sollte wie die Frontzapfwelle nur als
Sonderausstattung angeboten werden.
Beim Zapfwellenantrieb verfügen alle Schmalspurschlepper über eine unter Last
schaltbare Motorzapfwelle mit 540 U/min. Aus Gründen der Handhabung und zur
Absicherung des wichtigen Hydraulikantriebes wird als vorteilhafte Ausführung die
separate Zapfwellen-Lamellenkupplung der Doppelkupplung vorgezogen. Die
Normdrehzahl von 540 U/min sollte bei 85 bis 90 Prozent der Motordrehzahl erreicht
werden, um beispielsweise zapfwellengetriebene Bodenbearbeitungs- und
Lockerungsgeräte mit hohem Leistungsbedarf antreiben zu können. Viele
Schmalspurschlepper verfügen über einen auf 1000 U/min umschaltbaren
Zapfwellenantrieb. Dieser ist aber, im Gegensatz zum Ackerschlepper, am
Weinbauschlepper überflüssig, da alle spezifischen Weinbaugeräte für den 540erAntrieb konzipiert sind. Dagegen bringt eine gut auf die Motordrehzahl abgestimmte,
zweite Dehzahl von 750 U/min beim Betrieb von Anbaugeräten mit kleinen und
mittleren Leistungsansprüchen beträchtliche Vorteile. Bei dieser sogenannten
”Sparzapfwelle” muß der Motor zur Erreichung von 540 U/min an der Zapfwelle nur
auf 60 bis 65 Prozent seiner Nenndrehzahl hochgefahren werden. Dadurch läuft der
Motor in einem günstigen Betriebspunkt, was zu folgenden Vorzügen führt:
•
Der Motor braucht weniger Kraftstoff
•
Er hat einen geringeren Verschleiß
•
Die Geräuschentwicklung ist geringer
•
Die Schwingungsbelastung des Fahrers wird gemindert.
.
Schlepperhydraulik
Zum Heben und Tragen schwerer Geräte ist hydrostatische Kraft erforderlich, die die
hydraulische Anlage des Schleppers bereitstellt. Dabei erfolgt die
Leistungsübertragung durch Druck innerhalb der Hydraulikflüssigkeit. In der
Hydraulik gibt es einige einfache Grundgesetze:
•
Flüssigkeiten haben keine eigene Form
•
Flüssigkeiten lassen sich nicht zusammendrücken
•
Flüssigkeiten leiten einen auf sie ausgeübten Druck nach allen Richtungen weiter
•
Flüssigkeiten ermöglichen große Kraftsteigerung
Die Leistung (P) errechnet sich aus dem Druck (p) und dem Förderstrom (Q).
P=pxQ
Je nach ihrem Verwendungszweck lassen sich Hydraulikanlagen einteilen in:
Arbeitshydraulik
Fahrhydraulik
Komforthydraulik
Leistungsübertragung auf Hubzylinder und kleine hydraulische Motoren
stufenlose Leistungsübertragung im Fahrantrieb (Vollernter)
hydrostatische Betätigung von Stellfunktionen (Lenkung, Bremsen,
Getriebeschaltung)
Die Hydraulik kann genutzt werden, um Lasten zu bewegen und zu heben. Bauteile
und Maschinen lassen sich hydraulisch antreiben. Im Vergleich zu mechanischen
Verfahren (z.B. Wellen, Riemen, Zahnräder), Elektroantrieben oder pneumatischen
Verfahren hat die Hydraulik spezielle Vor- und Nachteile:
Vorteile:
•
Durch hohe Drücke sind große Kräfte auf kleinem Raum übertragbar.
•
Stufenlos einstellbare Antriebsgeschwindigkeiten.
•
Einfaches Ein- und Ausschalten hydrostatischer Funktionen.
•
Feinfühliges Betätigen und schnelles Ansprechen der angesteuerten
Maschinenteile.
•
Geringer Verschleiß und hohe Lebensdauer.
•
Sicherer Überlastungsschutz durch Druckbegrenzungsventile.
Nachteile:
•
Teilweise schlechtere Wirkungsgrade als andere Systeme.
•
Betriebsverhalten von der Ölviskosität und damit von der Temperatur abhängig.
•
Hohe Herstellungskosten.
•
Lärm durch Pumpen und Hydromotoren.
•
Undichtigkeiten.
Grundaufbau und Funktionen einer Hydraulikanlage
Ein einfaches Hydrauliksystem besteht aus folgenden Komponenten:
•
Druckerzeuger- Hydropumpe
•
Tank - Vorratsbehälter
•
Hydraulikflüssigkeit
•
Leitungen
•
Steuerventil – Druckbegrenzer
•
Arbeitsaggregate (Zylinder, Hydromotoren).
Bis auf die Arbeitsaggregate, die abgesehen von Lenkzylinder und Kraftheber, an
den Anbaugeräten sitzen, sind alle anderen Bauteile am Schlepper untergebracht.
Hydropumpen saugen das Hydrauliköl an und drücken es über Wege- und
Stromventile in die Zylinder oder Hydromotoren. Die vom Kolben verdrängte
Flüssigkeit fließt durch das Wege- und Sperrventil in den Behälter zurück. Wird der
eingestellte Höchstdruck überschritten, öffnet sich das Druckbegrenzungsventil und
die Druckflüssigkeit fließt direkt in den Behälter zurück.
Lenkung
Die Lenkung dient der Fahrtrichtungsänderung. Die Geometrie der Lenkung ist so
ausgelegt, daß bei Kreisfahrt die Fahrtrichtung der gelenkten Räder möglichst
senkrecht zur Verbindungslinie zwischen Rad und Kreismittelpunkt steht. Das
Fahrzeug soll sich leicht lenken lassen, genau die Spur halten und einen kleinen
Wendekreis beanspruchen.
Lenksysteme
Die Achsschenkellenkung ist das Lenksystem von Kraftfahrzeugen und Schleppern
konventioneller Bauart. Bei ihr hat jedes gelenkte Rad eine eigene Drehachse
(Achsschenkel). Um ein einwandfreies Abrollen aller Räder bei Kurvenfahrt zu
erreichen, muß das kurveninnere Rad stärker als das kurvenäußere Rad
einschlagen. Diese Zuordnung wird durch das Lenktrapez aus zwei Spurhebeln und
Spurstange erreicht.
Allradlenkung ist eine Achsschenkellenkung, bei der auch die Hinterräder gelenkt
werden. Dadurch läßt sich ein kleinerer Wendekreis erzielen. Oft ist sie zusätzlich mit
einer ”Hundegang-Schaltung” ausgerüstet, die eine gleichsinnige Verstellung aller
Räder ermöglicht, um ein Abdriften am Hang zu vermeiden oder den Schlepper
seitlich zu versetzen (z.B. Forsteinsatz).
Die Knicklenkung hat sich besonders im Steilhang bewährt. Die Achsen werden
dabei durch ein Knickgelenk in der Fahrzeugmitte gegeneinander verschränkt.
Dadurch hat der Schlepper eine sehr gute Wendigkeit bei einfach aufgebauten
Achsen. Nachteilig ist, daß in manchen Fahrsituationen (z.B. Wenden mit
Anbaugeräten am Steilhang) ein Rad zeitweise von der Fahrbahn abheben kann und
damit die Kippgefahr steigt. Durch ein Zusatzaggregat, den sogenannten
Radlastausgleich, der im Knickgelenk angebracht wird, kann das Abheben
wirkungsvoll reduziert werden.
Die Drehschemellenkung (Drehkranzlenkung) findet man bei zweiachsigen
Anhängern. Zum Lenken wird die Vorderachse um eine senkrechte Achse
geschwenkt.
Bremsen
Anforderung und Aufgaben
Mangelhaft funktionierende Bremsen führen häufig zu Unfällen. Jeder
Schlepperfahrer muß deshalb vor einer Fahrt die Betriebs- und Verkehrssicherheit
des Fahrzeugs überprüfen. Je nach der Art des Fahrzeugs und seiner
bauartbedingten Höchstgeschwindigkeit schreibt die STVZO
(Straßenverkehrszulassungsordnung) verschiedene Ausrüstungen mit Bremsen und
Mindestwerte für ihre Bremswirkung vor (Überwachung durch TÜV). Für
Kraftfahrzeuge, also auch für Schlepper, sind zwei voneinander unabhängige
Bremsanlagen vorgeschrieben, eine Betriebsbremse (Fußbremse) und eine
Feststellbremse (Handbremse).
Bremsübertragung
Die Übertragung der Bremskraft bei Schleppern kann mechanisch oder hydraulisch
erfolgen. Bei mechanischen Bremsen wird die Kraft von den Bremspedalen bzw.
dem Handbremshebel über ein Gestänge an die Bremsen weitergeleitet. Wegen der
Reibung in den Lagern und der begrenzten Hebelübersetzung sind hohe
Betätigungskräfte erforderlich. Außerdem sind die Bremsen nur schwer gleichmäßig
einzustellen. Die mechanische Betätigung wird noch bei Feststellbremsen und bei
kleineren Schleppern bei Betriebsbremsen angewendet.
Bei hydraulischen Bremsen (Flüssigkeitsbremsen) wird beim Betätigen des
Bremspedals im Bremshauptzylinder der erforderliche Druck erzeugt, der über
Bremsleitungen an die Kolben der Radbremszylinder weitergegeben wird und die
Bremsbacken gegen die Trommel preßt. Hydraulische Bremsen haben gegenüber
mechanischen Bremsen den Vorteil, daß sie weniger Kraftaufwand erfordern, hohe
Bremskräfte aufweisen und einen geringeren Wartungsaufwand brauchen.
Bremsenbauarten
Die wichtigsten Bauarten sind Trommelbremsen und Scheibenbremsen. Bei
Trommelbremsen unterscheidet man zwischen Innenbackenbremsen (Simplex-,
Duplex-, Servobremsen) und Bandbremsen.
Die Bremsbeläge können von Luft (”trocken”) oder Öl (”naß”) umgeben sein. Für
trockene Bremsen sprechen der gute Reibbeiwert, die kleinen Reibflächen,
vollständiges Lösen im unbetätigten Zustand und der einfache Ersatz der
Bremsbeläge. Vorteile der nassen Bremsen sind die gute Wärmeabfuhr, der geringe
Verschleiß und die vollständige Kapselung (keine Verschmutzung).
•
Bei der Backenbremse wird die Bremskraft mit dem Fuß über ein Pedal und ein
Gestänge zu den Hinterrädern auf die mit ihnen verschraubten Bremstrommeln
geleitet. In jeder Bremstrommel befinden sich zwei Bremsbacken, die mit einem
drehbaren Nocken gespreizt und dadurch an die drehende Trommel gepreßt
werden, wodurch das Rad abgebremst wird. Nach dem Bremsen (Freigabe des
Bremspedals) werden die Bremsbacken von einer zwischengeschalteten
Rückholfeder in ihre Ausgangsstellung zurückgezogen. Um die Abnutzung zu
mindern, sind die Bremsbacken, ähnlich wie die Kupplung, mit einem Reibebelag
versehen. Dieser muß nach Abnutzung erneuert werden.
•
Bandbremsen werden heute an Schleppern nur noch als Feststellbremsen
verwendet.
•
Bei Scheibenbremsen wird der Bremsbelag gegen die umlaufende
Bremsscheibe gepreßt. Bei Teilscheibenbremsen erfolgt das Bremsen dadurch,
daß Kolben mit Bremsbelägen beidseitig auf eine Stahlscheibe (Bremsscheibe)
drücken. Da sich die Bremsscheiben im Luftstrom des Fahrtwindes befinden, ist
eine gute Kühlung gegeben. Teilscheibenbremsen haben sich im Pkw- und LkwBau sehr bewährt. Beim Schlepper werden sie teilweise als Betriebsbremse, aber
vor allem als Bremse für die Vorderräder (auf der Allradantriebswelle) eingesetzt.
•
Vollscheibenbremsen bestehen aus umlaufenden verschiebbaren
Bremsscheiben. Der ringförmige Bremsbelag ist an den Scheiben befestigt oder
läuft lose mit. Beim Bremsvorgang werden Druckplatten gegen die
Bremsscheiben gedrückt, die auf das Bremsgehäuse wirken. Es gibt naß- (im
Ölbad) und trockenlaufende Ausführungen.
Bereifung
Reifengröße, -breite, -profil, -bauart, -luftdruck und Radlast beeinflussen die Zugkraft,
den Fahrwiderstand und somit die Fahreigenschaften von Schleppern sehr
wesentlich.
Aufbau und Bauarten
Der Reifen besteht aus Karkasse und Lauffläche. Die Karkasse ist durch Gummi
abgedeckt. Der Drahtkern im Wulst hält den Reifen auf der Felge. Die Karkasse
besteht aus mehreren Gewebelagen und verleiht dem Reifen Festigkeit. Nach dem
Aufbau der Karkasse lassen sich Diagonal- und Radialreifen unterscheiden
Beim Diagonalreifen laufen die Lagen unter einem Winkel von 45° diagonal von
Wulst zu Wulst. Dadurch ergibt sich eine erhöhte Seitenwandfestigkeit, aber der
Reifen ist verhältnismäßig steif und plattet sich weniger ab als der weichere
Radialreifen. In der Reifenbezeichnung ist der Diagonalreifen mit einem Bindestrich
vor dem Felgendurchmesser gekennzeichnet.
Beim Radial- oder Gürtelreifen laufen die Fäden der Karkasse quer von Wulst zu
Wulst, weshalb die Seitenwand verhältnismäßig weich ist. Unter der Lauffläche ist
rund um den Reifen der Gürtel angeordnet, der aus mehreren Lagen Gewebe
besteht, die unter einem Winkel von 90° zueina nder angeordnet sind. Die Lauffläche
wird dadurch sehr stabil, dennoch hat der Reifen durch die weichen Seitenflächen
größere Einfederungen als Diagonalreifen und damit größere Aufstandsfläche. Die
Vorteile gegenüber dem Diagonalreifen sind
• geringerer Schlupf,
• geringerer Bodendruck,
• bessere Kraftübertragung,
• längere Lebensdauer,
• geringerer Rollwiderstand,
• geringerer Kraftstoffverbrauch.
Verschiedene Hersteller kombinieren Elemente der Diagonal- und Radialbauweise
(z.B. Trelleborg Twin-Breitreifen). Diese Diagonal-Gürtelkonstruktion vereinigt die
positiven Eigenschaften der Radialreifen mit denen der Diagonalreifen
(unempfindliche Flanken und robuste langlebige Karkasse).
Vor- und Nachteile verschiedener Reifenprofile
Reifenprofil
geringer Stollenabstand
starke Stollenüberlappung
breite Stollen
Verschleiß
+
+
+
Zugkraftübertragung
-
Grasnarbenschonung
+
+
+
Fahrverhalten
auf der Straße
+
+
+
hohe Stollen
+ = Vorteile überwiegen
o
o = wenig Einfluß
+
-
-
- = Nachteile überwiegen
Beachte:
• Bei zu geringem Luftdruck muß der Reifen stärker walken (Durchbiegen der
Reifenwand bei Belastung) und es steigt die Reifentemperatur. Dadurch können
sich Fäden aus dem Gewebe des Reifens lösen und die Lauffläche wird ungleich
abgefahren.
• Bei zu hohem Luftdruck liegt der Reifen nicht mehr in der ganzen Breite auf und
die Lauffläche wird vorwiegend in der Mittelpartie abgenutzt. Außerdem besteht
die Gefahr von Stoßbrüchen, z.B. beim Überfahren von Steinen.
• Starkes Anfahren und Abbremsen beschleunigen die Abnutzung des Profils.
• Gummi sollte nicht mit Öl oder Kunststoff in Berührung kommen, da diese Stoffe
Gummi a ngreifen.
• Reifen, die zur Erhöhung der Radlast mit Wasserballast gefüllt sind, müssen für
den Winter mit Frostschutzmittel-Wassermischung befüllt werden.
Weitergehende Informationen finden Sie im Taschenbuch der Weinbautechnik von
Oswald Walg, Fachverlag Fraund, Mainz, ISBN 3-921156-45-9
Verkehrssicherheit
Weinbauliche Geräte und Fahrzeuge müssen, wie andere land- oder
forstwirtschaftliche (lof) Traktoren und Geräte, die Straßenverkehrsordnung (StVO)
und Straßenverkehrszulassungsordnung (StVZO) einhalten.
Auflistung der wichtigsten Vorschriften für die verschiedenen Fahrzeuge/Geräte
Selbstfahrende
Arbeitsmaschinen wie
z.B. Traubenvollernter
Lof-Traktoren, im
Weinbau überwiegend
Schmalspurtraktoren mit
Mindestspurweite 1150
mm
•
•
Betriebserlaubnispflichtig
Zulassungsfrei bis 20 km/h bauartbedingte Höchstgeschwindigkeit
•
•
•
•
Transportanhänger
•
•
Betriebserlaubnispflichtig
Zulassungspflichtig
überwachungspflichtig nach § 29 StVO
Besonderheit: umklappbare Umsturzschutzbügel (vorne) an
Schmalspurschleppern
Betriebserlaubnispflichtig (seit 1961)
zulassungsfrei und überwachungsfrei, wenn als lof Anhänger mit (25 km/h)Schild gekennzeichnet und nicht schneller gefahren wird
Anhängung nur an bauartgenehmigter Kupplung
Betriebserlaubnisfrei bis maximal 3 t Gesamtgewicht
dürfen einen Laderaum haben, wenn die Nutzlast nicht größer als 2 t ist und
wenn das Verhältnis vom zulässigen Gesamtgewicht zum Leergewicht nicht
größer als 2,0 ist; Ausnahme für Anhängespritzen. Diese sind, unabhängig
von ihrer Nutzlast, Anhängegeräte
Anhängung auch an Zugpendel oder Ackerschiene
je nach Gewicht/Achslast Bremse erforderlich; Handhebel-Betriebsbremsen
an neuen Fahrzeugen seit 1.1.1995 nicht mehr erlaubt
max. Breite 3,0 n
generell betriebserlaubnisfrei, Traktor/Gerät-Kombination wird in
Verantwortung von Halter und Fahrer betrieben
aufgesattelte Geräte (mit Stützrad) werden verkehrsrechtlich wie
Anhängegeräte behandelt. Beachte: zulässiges Gesamtgewicht, Achslasten,
Vorderachsentlastung müssen beachtet werden
Transportanhänger und Anhängegeräte müssen immer mit kompletter
Beleuchtungseinrichtung ausgerüstet sein
Anbaugeräte nur bei Verdeckung von Traktorleuchten bzw. nachts beim
Überschreiten bestimmter Abmessungen (400 mm seitlich, 1000 mm nach
hinten
Begrenzungsleuchten vorn und hinten
gefährliche Kanten sind zu vermeiden; nur wenn nicht vermeidbar,
Kenntlichmachung durch Warntafeln oder –folien
Anbaugeräte müssen beim Überschreiten bestimmter Traktorabmessungen
kenntlich gemacht werden; 400 mm seitlich über die Begrenzungsleuchten
nach vorn und hinten, 1000 mm hinten über die Schlußleuchten nach hinten.
Statt starrer Warntafeln können auch Warnfolien verwendet werden (DIN
11030). Große Warnflächen können auch in mehrere kleine Flächen
aufgeteilt werden; dadurch verbesserte Möglichkeit, solche Warnfolien direkt
auf Geräteteilen anzubringen
Lof-Anhängegeräte
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Lof-Anbaugeräte
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Beleuchtung
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Verkehrsgefährdete
Kanten und
Kenntlichmachung
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Checkliste als Entscheidungshilfe für den Kauf eines
Schleppers
Die folgende Checkliste zeigt dem Winzer die wichtigsten Anforderungen an einen
Schmalspurschlepper und soll ihm bei einer evtl. Kaufentscheidung als Hilfe dienen.
Da die betrieblichen Einsatzbedingungen für die Maschinen im Weinbau sehr
unterschiedlich sind, muß der Winzer eine auf seinen Betrieb abgestimmte
Gewichtung der erforderlichen Maschinenausstattungen vorne hmen.
Wahl der Bauart:
• Kompakttraktor (ungleich große Räder)
• Spezialtraktor (gleiche Räder), Frontlenker
• Knicklenker
• Lastschaltbarer Allradantrieb
• Gewichtsverteilung vorn : hinten = 40 : 60 oder 60 : 40
• Hangtauglichkeit
• Max. Außenbreite (60 cm schmäler als Gassenbreite)
• Universell einsetzbar
Motor:
• Passende Leistung kW (PS)
• Hoher Drehmomentanstieg (mind. 20 %)
• Für Rapsmethylester (RME) geeignet
• Spez. Kraftstoffverbrauch bei Vollast unter 260 g/kWh
Getriebe:
• Gruppenschaltung synchronisiert
• Ausreichende Gangzahl
• Viele Geschwindigkeitsstufen zwischen 3 und 8,5 km/h
• Gangabstufungen im Hauptarbeitsbereich 0,5 bis 0,8 km/h
• Wendegetriebe vorhanden
• Hoher Schaltkomfort und gute Bedienbarkeit
• Günstige Schalthebelanordnung
Zapfwelle:
• Lastschaltbare Zapfwellenkupplung
• Motorzapfwelle mit 540- und 750-Stufe
Hydraulik:
• Tandempumpe vorhanden
• Pumpenleistung ausreichend
• Ölvorrat ausreichend
• Ölkühler vorhanden
• Steuerventile mit Mengenteiler
• Hubkraft an der Ackerschiene mind. 1100 daN
• Unterlenkerfixierung stabil und einfach zu betätigen
• Heckhydraulik von hinten bedienbar
• Fronthydraulik
Bereifung:
• Bodenschonender Reifen
• sicherer Halt am Hang
• geringe Abnutzung bei Straßenfahrt
Kabine:
• Integrierte Kabine
• Geräuschisoliert (unter 85 dBA)
• Vibrationsgedämpft
• Regulierbare Frischluftzufuhr von vorne oben
• Gute Rundumsicht
• Bequemer Ein- und Ausstieg (aufgeräumter Arbeitsplatz)
• Bedienhebel funktionell und ergonomisch gut angeordnet
• Staub- und Schadstoff-Filter
• Klimaanlage
• Gesundheitssitz (evtl. luftgefedert)
• Sitz- und Lenkposition verstellbar
Sonstiges:
• Hoher Wiederverkaufswert
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Guter Service- und Reparaturdienst
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Preis
Weitergehende Informationen finden Sie im Taschenbuch der Weinbautechnik von
Oswald Walg, Fachverlag Fraund, Mainz, ISBN 3-921156-45-9