Technik des Weinbergschleppers
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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 • • • • • Lof-Anbaugeräte • • • Beleuchtung • • Verkehrsgefährdete Kanten und Kenntlichmachung • • • 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 • Guter Service- und Reparaturdienst • Preis Weitergehende Informationen finden Sie im Taschenbuch der Weinbautechnik von Oswald Walg, Fachverlag Fraund, Mainz, ISBN 3-921156-45-9