Agrarwirtschaft - llg.sachsen- · PDF fileTagung LLG, MLU und RKL in Bernburg –...

AgrarwirtschaftProf. Dr. agr. Thomas Rademacher

Erfahrungen mit neuer MähdruschtechnikTagung LLG, MLU und RKL

in Bernburg – Strenzfeldam 11. Dezember 2003

BINGEN

TR03 FHBingen

Agrarwirtschaft BingenBINGEN

Agrartechnik Probleme und Ziele beim Einsatzvon Mähdreschern

Rademacher, 2003

Probleme:• Reaktion von Mähdreschern auf physikalische Eigenschaften des Druschgutes

• Wenig exakte Daten zu Leistungsangaben von Mähdreschern, daher schwierige Kapazitätsplanung

• Ohne Leistungsdaten ist eine Wirtschaftlichkeits-berechnung kaum möglich

Ziele:• termingerechte Ernte zu minimalen Kosten • Mähdrescherausrüstung gemäß betrieblicher Erfordernisse• hohe Druschgutqualität bei geringen Verlusten – Stroh-beanspruchung und Strohverteilung


Agrartechnik Dresch- und Abscheidesysteme in aktuell vermarkteten Mähdreschern

Rademacher, 2003Quelle: nach Herstellerangabennach Rademacher 1998

konventionelles DreschwerkClaas, Deutz-Fahr, FendtJohn Deere, Laverda, Massey FergusonNew Holland, Sampo

Beschleuniger-DreschwerkClaasSampo

Zentrifugalabscheider-DreschwerkCase, Deutz-Fahr, Fendt, LaverdaMassey Ferguson, New Holland

Tangentialfluß-SystemSchüttler-Mähdrescher

konventionelles Dreschwerk mitzwei AbscheiderotorenJohn Deere CTS 9780

Beschleuniger-Dreschwerk mitzwei AbscheiderotorenClaas Lexion 570 u. 580

Tangential-Axialfluß-SystemRotor-Mähdrescher

Ein Dresch- und AbscheiderotorCase Axial Flow, AFXJohn Deere STS 9880

Zwei Dresch- und AbscheiderotorenNew Holland CR 960 u. 980

Axialfluß-SystemRotor-Mähdrescher

Dresch- und Abscheidesysteme in Mähdreschern


Agrartechnik NKB-Durchsatz in Abhängigkeit von Dresch- und Abscheideflächen

Rademacher, 2003Quelle: nach DLG, profi 2000

R2 = 0,52

R2 = 0,05 R2 = 0,1215

16

17

18

19

20

21

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11Dresch- und Abscheideflächen [m²]

NK

B-D

urch

satz

[t/h

]

Dreschkorbfläche (m²) Gesamtkorbfläche (m²) Abscheidefläche (m²)

TR01 FHBingen

VergleichstestSchüttler-Mäh-drescher 2000


Agrartechnik Relativer Durchsatz von Schüttler-MD pro Meter Dreschkanalbreite bei 3 Messungen im Winterweizen

Rademacher, 2003Quelle:nach DLG 2000Rademacher 1998

DF = Deutz Fahr, MF = Fendt, NH = New Holland, CA = Case, CL = Claas, JD = John Deere

relative Durchsätze pro Meter Dreschkanalbreite (DF = 100)

70

80

90

100

110

120

130

MD

kana

lbre

itenb

erei

nigt

er

Durc

hsat

z (v

. H.)

1. Messr.2. Messr. 3. Messr.

links: 0,5 % Verluste, Mitte: 1 % Verluste, rechts: 2 % Verluste

DF MF NH DF CA CL JDTR 00

VergleichstestSchüttler-Mäh-drescher 2000


Agrartechnik Konventionelles DreschwerkGroßdreschwerk, 66 cm Trommeldurchmesser

Rademacher 2003Quelle: John Deere 2002

John Deere, Baureihe WTS


Agrartechnik Baugruppen Dreschen und AbscheidenJohn Deere WTS

Rademacher 2003nach: John Deere 2003

1. Schrägförderer2. Korbeingang3. Dreschtrommel4. Engster Dreschspalt5. Halber Korb6. Wendetrommel7. Hordenschüttler8. Zinkentrommel9. Rücklaufboden


Agrartechnik Erfahrungen mit neuen MähdreschernVollkostenkalkulation - Zielkosten

Rademacher, 2003nach: Rademacher 2003

0

5

10

15

20

100 200 300 400 500 600

Kampagneleistung [ha/a]

Dru

schk

oste

n [%

] (Er

lös)

mittlere, günstige Bedingungen Bedingungen 2002 Mietmähdrescher 2002

TR 02FHBingen

200 ha/MD 400 ha/MD

Zeichnung: Steinkühler (profi) 1999

7 % = 29 083 €/a (1995 bis 2001)14,8 % = 44 660 €/a (2002)

Vollkostenkalkulation - Eigenmechanisierung Schüttler-MD

Vorteile:• universeller Einsatz, daher

weltweit gut verwendbar.• einfache Bauweise.• einfache Einstellung.

Nachteile:• Gefahr des Körnerbruches

bei intensivem Drusch.• Druschleistung durch

Bauvolumen beschränkt.• Leistungsabnahme bei

feuchtem, zähem Stroh(Exponentialfunktion der Durchsatz-Verlust-Kennlinie).


Agrartechnik Konventionelles DreschwerkVor- und Nachteile

Rademacher, 2003Quelle: Rademacher 1998


Agrartechnik Mähdrescher mit Zentrifugalabscheider-Dreschwerkaktuelles Marktangebot

Rademacher, 2003Quelle: nach Herstellerangaben

Deutz-Fahr 56erFendt 52 u. 83er

MF 72erNew Holland TC, CS

Siebksaten+ FallstufeFahrwerk-

Hangausgleich

5 u. 6 SchüttlerBreite 1,30 bis 1,68 m8 Schüttler (AGCO)

Breite 1,68 m

ZentrifugalabscheiderNachabscheidung

Durchmesser500, 590 u. 600 mm

WendetrommelDurchmesser

400 u. 375 mmSiebbrücke

Laverda2350 u. 2760

Siebkastenohne 2. Fallstufe

Fahrwerkhangausg.

5 u. 6 SchüttlerBreite

1,34 u. 1,60 m

Case CT5050 - 5080

NH TX 62 - 68

Siebkasten+ Fallstufe

Hangausgleich

Wende-/Leittrommel +5 u. 6 Schüttler

Breite1,30 - 1,56 m


Durchmesser590 u. 600 mm

Wende-AbscheidetrommelDurchmesser

395 u. 610 mmAbscheidekorb

Trommeldurchmesser600 mm

Korbumschlingung101 - 121 Grad

New HollandCX 720 - 880


Hangausgleich

Wende-/Leitrommel +5 u. 6 Schüttler

Breite1,30 u. 1,56 m


Durchmesser720 mm

Wende-AbscheidetrommelDurchmesser

475 mmAbscheidekorb


Korbumschlingung111 Grad

Zentrifugalabscheider-DreschwerkDreschtrommel und Wende-(Abscheide-)trommelZentrifugalabscheider (und Wende-/Leittrommel)


Agrartechnik Mähdrescher mit Zentrifugalabscheider-DreschwerkNew Holland Baureihe CS

Rademacher, 2003Quelle: New Holland 2003

New Holland, Baureihe CS


Agrartechnik Zentrifugalabscheider-DreschwerkNew Holland, Baureihe CS


CS-Dreschwerk mit Siebbrückeunter der WendetrommelErstmalig verwendet in der80er Baureihe (70er Jahre)

Weiterentwicklung 2003:Änderung des Korbumschlingungswinkels• 85 Grad bei brüchigem Stroh• 121 Grad bei feuchtem, zähem Stroh


Agrartechnik Zentrifugalabscheider-DreschwerkNew Holland, Baureihe CX

Prof. Dr. Rademacher, 2003Quelle: nach New Holland 2001Foto: Rademacher 2001

Dreschtrommel Abscheidetrommel/ SchüttlerZentrifugalabscheider

↔ [m] 1,56 ↔ [m] 1,56 ↔ [m] 1,56∅ [cm] 75 ∅ [cm] 47,5/72 6 SchüttlerVu [m/s] 4,2 – 37,3 Vu [m/s] 1,6 - 23,6/12,8 o. 25

[m²] 1,18 [m²] 0,24/0,78 [m²] 5,56

CX-Dreschwerk

CX-Dreschwerk -höchste Drusch-

Leistung pro Meter Dreschkanalbreite

bei Schüttler-MD

Vorteile:• 20 bis 30 % Mehrleistung im

Vergleich zum ähnlich di-mensionierten, konventionel-len Dreschwerk bei feuchtem, zähem Stroh.

• hohe Druschleistung bei Weizen.

• je feuchter und zäher das Stroh, desto relativ höher die Druschleistung.

Nachteile:• hohe Schlagpunktzahl und

dadurch Gefahr des Körner-bruches.

• Brüchiges Stroh wird stark zerstört, was die Abscheidung an Schüttlern beeinträchtigt.

• Hoher Bauaufwand.• Körnerverluste bei Raps

durch ins Stengelmarkgepresste Körner.


Agrartechnik Zentrifugalabscheider-DreschwerkVor- und Nachteile



Agrartechnik Mähdrescher mit Beschleuniger-Dreschwerkaktuelles Marktangebot

Rademacher, 2003Quelle: nach Herstellerangaben

ClaasLexion

520 - 560

Siebkasten + FallstufeHangausgleich Obersieb

Fahrwerk-Hangausgleich

5 u. 6 Schüttler +Zinkentrommel


Wendetrommel synchron mitDreschtrommel

Durchmesser: 380 mmRechen



BeschleunigerVorabscheidung

Durchmesser450 mm

ClaasMega

350 u. 360


Hangausgleich Obersieb

5 u. 6 Schüttler +Rafferzinken


Wendetrommel fixe DrehzahlDurchmesser

380 mmRechen




Durchmesser450 mm

Sampo2085 TS

SR 3085 TS

konventionellerSiebkasten

5 u. 6 Schüttler +Rafferzinken


WendetrommelVierkantRechen




Durchmesser400 mm

BeschleunigertrommelDreschtrommel und Wendetrommel


Agrartechnik Beschleuniger-Dreschwerk Claas LexionSchüttler mit Schüttlerhilfe

Rademacher, 2003Quelle: Claas 2003

Intensivierung der Restkornabscheidung durch einen

Rotor mit gesteuerten Zinken

Wechsel derSegmente desVorkorbes

Vorteile:• 20 bis 30 % Mehrleistung im

Vergleich zum ähnlich di-mensionierten, konventionel-len Dreschwerk bei feuchtem, zähem Stroh.

• Gleichmäßiger Gutfluss.• rel. geringe

Strohbeanspruchung. • sehr hohe Druschleistung bei

Raps durch Vorabscheidung.• hohe Druschleistung bei Mais

durch große Korbfläche.

Nachteile:• hohe Schlagpunktzahl und

dadurch Gefahr des Körner-bruches.

• Brüchiges Stroh wird stark zerstört, was die Abscheidung an Schüttlern beeinträchtigt.

• hoher Bauaufwand.• Beschleuniger nimmt Steine

in höherem Maße an als Schlagleisten-Dreschtrommel.


Agrartechnik Beschleuniger-DreschwerkVor- und Nachteile



Agrartechnik Tangential-Rotor-Mähdrescheraktuelles Marktangebot

Rademacher, 2003Quelle: nach Herstellerangaben 2003

Claas Lexion570 und 580

Reinigung mitzweiter Fallstufe

Hangausgleich Obersieb bei L 580 und L 570Fahrwerkhangausgleich bei L 570

zweiAxialrotoren

44,5 cm DurchmesserLänge: 4,2 m

VorabscheidungBeschleuniger

45 cm Durchmesser

Wende-Teitrommelmit Dreschtrommel synchronisiert

38 cm DurchmesserLeitboden

Beschleuniger-Dreschwerk

Trommeldurchm.: 60 cmTrommelbreite: 1,42 u. 1,70 m

John Deere9780 CTS


und VorsiebFahrwerkhangausgleich

zwei Axial-Zinkenrotoren46,4 cm Durchmesser vorne

50,2 cm Durchmesser hintenLänge: 3,4 m

keinzusätzlicherTangential-

Abscheiderotor

Abkämmwalze, 14 cm Durchmessergegensinnig drehender Leitrotor

41,8 cm Durchmesser

KonventionellesDreschwerk

Trommeldurchm.: 66 cmTrommelbreite: 1,40 m

Tangential-Rotor-Mähdrescher


Agrartechnik Typische Verlustkennlinien vonSchüttler- und Rotor-Mähdreschern


0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

Stroh-Spreu- (NKB) Durchsatz [t/h]

Kör

nerv

erlu

ste

[%]

Schüttler-Mähdrescher

Rotor-Mähdrescher

TR 03 FHBingen

Mehrleistung bei 0,5 % Verlust

Mehrleistung bei 1 % Verlust


Agrartechnik Tangential-Rotor-Mähdrescher im EinsatzClaas Lexion 480 (meistverkaufter MD in D)

Rademacher, 2003


Agrartechnik Tangential-Rotor-Dresch- und AbscheidesystemClaas Lexion Rotor

Rademacher, 2003Quelle: Rademacher 1998nach: Claas 2003

Beschleuniger Dreschtrommel Abscheiderotoren↔ [m] 1,7 ↔ [m] 1,7 ↔ [m] 2 x 4,2∅ [cm] 45 ∅ [cm] 60 ∅ [cm] 44,4Vu [m/s] 4 - 26,6 Vu [m/s] 5 - 33 Vu [m/s] 18,6 – 23,5

[m²] 0,6 [m²] 1,26 [m²] 4,64Wendetrommel: Vu = 68 % der Vu der Dreschtrommel

Zeichnung: Wacker u. Schneider 1997


Agrartechnik Rademacher, 2003Fotos: RademacherZeichnung: Claas 2003

Tangential-Strohverteiler am Claas Lexion 570

TangentialverteilerSeitenansicht

Tangentialverteilermit oszillierendem

Abweiser

Prinzip


Agrartechnik Erntevollkosten von zwei Marktfruchtbaubetriebenmit Mähdreschern, Typ Claas Lexion 480

Rademacher 2003Quelle: Rademacher 1998

Zeichnung: Claas 1998

Kennwerte EinheitI II

Fläche pro Rotor-Mähdrescher ha/a 649 823Erntemasse pro Rotor-Mähdrescher t/a 5066 4373Kostenartflächenbezogen €/ha 78,23 59,82massebezogen €/t 9,97 11,27erlösbezogen % 8,70 10,02

Kosten

Betrieb

Kalkulationsgrundlagen:• betriebsspezifische Erträge und Maschinendaten 1998• Nutzungsdauer: 7 Jahre bei Restwert: 10 % von A• Preise: Getreide: 100 €/t, Raps: 175 €/t

Vollkostenvergleich bei Eigenmechanisierung


Agrartechnik John Deere CTS SystemPrinzip und Kennwerte

Rademacher, 2003Quelle: nach John Deere 2003Foto: Werkbild John Deere 2003

Dreschtrommel Abkämmwalze WurftrommelAbscheiderotoren

↔ [m] 1,40 ↔ [m] 1,40 ↔ [m] 2 x 3,4∅ [cm] 66 ∅ [cm] 42 ∅ [cm] 46/50 (v./h.)Vu [m/s] 4,8 - 35,9 Vu [m/s] 15,3 - 24,1 Vu [m/s] 14,9 o. 19,45

[m²] 1,16 [m²] (Leitblech) [m²] 2,4

Zeichnung: Wacher u. Schneider 1997


Agrartechnik Details - Tangential-Rotor-DreschsystemJohn Deere CTS

Rademacher, 2003Quelle: John Deere 2001

Gegenläufige Leittrommel

Dresch- und Abscheidesystemmit Zinkenrotoren

Vorteile:• sehr hohe Druschleistung,

dadurch Ersatz von bis zu 2 Schüttler-Mähdreschern.

• Universeller Einsatz auch bei feuchtem Stroh und hohen Stroherträgen.

• Schonenderer Drusch als bei vergleichbaren Schüttler-Mähdreschern.

• Bei reduzierter Rotordrehzahl Schwadablage des Strohs möglich.

Nachteile:• Brüchiges Stroh wird stark

zerstört, was die Abscheidung an der Reinigung beeinträchtigen kann.

• Hoher Bauaufwand.• Dieselverbrauch bis zu 10 %

höher als bei Schüttler-Mähdreschern (bei hoher Auslastung gleich bis niedriger durch zunehmenden Wirkungsgrad).


Agrartechnik Tangential-Rotor-MähdrescherVor- und Nachteile

Rademacher, 2003Quelle: Rademacher 1998Werkbilder Claas, John Deere


Agrartechnik Axial-Mähdrescheraktuelles Marktangebot

Rademacher, 2003Quelle: nach Herstellerangaben 2003

Case Axialflow2366, 2388

konventionelleReinigung

Case AF X8010

Reinigung mitzweiter FallstufeHangausgleich

Auswurfrotor/HäckslerLeitblech

kein ZuführrotorEinzugsschnecke

Dresch- undAufbereitungsbereich

Rotorgehäuseoben geschlossen

Einrotor-Dreschwerk

Rotordurchm: 61 o. 76,2 cmRotorlänge: 2,74 m

John Deere9880 STS


Vorsieb

AuswurfrotorAbscheidekorb

Zuführrotor mit Leitblech - 3 EbenenEinzugsschnecke

Rotorgehäuse


Rotorgehäuse geschlossenexzentrisch, 3 Stufen

Einrotor-Dreschwerk

Rotordurchm: 75/83,4 cmRotorlänge: 3,31 m

New Holland CR960 und 980

Reinigung mitzweiter FallstufeHangausgleich

AuswurfrotorAbscheidekorb

kein ZuführrotorEinzugsschnecken


Rotorgehäuseoben geschlossen

Zweirotor-Dreschwerk

Rotordurchm: 43 oder 56 cmRotorlänge: 2,64 m

Axial-Dresch- und Abscheidetechnik


Agrartechnik Axialfluss-MähdrescherCase AFX 8010

Rademacher, 2003Foto: CNH 2003

Rotortechnik übernommen vom Case AF, identisch mit AF 2388 XclusiveKomponenten wie Siebkasten und Schneidwerk mit New Holland baugleich


Agrartechnik Axial-Zinkenrotor-Dresch- und AbscheidesystemJohn Deere STS

Rademacher, 2003Quelle: John Deere 2001

John Deere, Baureihe STS


Agrartechnik Zuführsystem John Deere STS Rademacher, 2003Quelle: John Deere 2001

Übergang vom Schrägförderer zum Leitrotor und zur Einzugsschnecke

Leitrotor

3 Stufen Dresch- und AbscheidesystemRotor nach oben exzentrisch


Agrartechnik Axial-Mähdrescher mit zwei RotorenNew Holland CR


New Holland, Baureihe CR


Agrartechnik Axialrotor-Dresch- und AbscheidesystemNew Holland CR

Rademacher, 2003Quelle: New Holland 2003Foto: Rademacher 2002

Axialrotoren Obenansicht

Axialrotoren Untenansicht


Agrartechnik Steinschutzvorrichtung im EinzugskanalNew Holland CR

Rademacher, 2003Quelle: New Holland 2003Fotos: Rademacher 2002

Prinzip:Klopfsensoren in vorderer Umlenkwalzeund im Kanalboden

Geöffnete Klappe, Blick auf Einzugskette Geöffnete Klappe, Blick nach vorn

Vorteile:• sehr hohe Druschleistung,

dadurch Ersatz von bis zu 2 Schüttler-Mähdreschern.

• schonenderer Drusch als bei beim Tangential-Dreschwerk -durch reibenden Drusch weniger Bruchkorn.

• einfachere Bauweise als bei Tangential-Mähdreschern –kostengünstiger.

Nachteile:• brüchiges Stroh wird stark

zerstört, was die Abscheidung an der Reinigung beeinträchtigen kann.

• Schwadablage fast nicht möglich - Stroh wird zerrieben, ungleichmäßige Schwadform.

• Dieselverbrauch bis zu 20 % höher als bei Schüttler-Mähdreschern – muß für JD STS und NH CR geprüft werden.


Agrartechnik Axial-MähdrescherVor- und Nachteile

Rademacher, 2003Quelle: Rademacher 1998Werkbilder John Deere, New H.


Agrartechnik Schema Teleservice und Datenerfassung Rademacher, 2003nach: Rademacher 2003

MaschineMensch

Online-Datenerfassungund –auswertung

Dienstleistung

ArbeitsleistungArbeitsqualität

Datenerfassung an der Erntemaschine und Verfahrensoptimierung:• Maschinendaten (Zustände der Aggregate)• Maschineneinstelldaten (Drehzahlen, Positionen)• Leistungsdaten (Durchsatz, Flächenleistung, Zeiten)


Agrartechnik Mähdrescher – OnlineprotokollLegende

Rademacher, 2003Quelle: Claas, Hamacher u.Rademacher 2003

Rote Linie: Motordrehzahl (U/min)

schwarze Linie: Fahrgeschwindigkeit (m/h)

Violette Linie: Korndurchsatz (kg/h)

Gelbe Linie: Überladeschnecke ein/aus

Hellblaue Linie: Bunker voll Datum und Uhrzeit


Agrartechnik Mähdrescher – OnlineprotokollErntetag 29. Juli 2003

Rademacher, 2003Quelle: Claas, Hamacher undRademacher 2003

• Mähdrescher wurde auf dem Schlag gewartet und betankt• kurzzeitig nach dem Motorstart wird geerntet

• Fahrer „tastet sich an das Durchsatzoptimum heran“

• 1. Wendung: 19,96 sec

• 2. Wendung: 95 sec, neues Beet angemäht

• 3. Wendung: 38,6 sec, weiteres Beet

• 4. Wendung: 15,74 sec


Agrartechnik Mähdrescher – Onlineprotokoll 29.07.03Ernte einer Restparzelle


• Schlaglänge nimmt ab, Restparzellen werden abgeerntet• Fahrgeschwindigkeit bleibt während der Ernte konstant

• etwa 1,5 Arbeitsbreiten unreifer Weizen am Feld-/Waldrand werden vorsichtigabgeerntet, z. T. kleine Zweige (Astbruch) im Bestand

• Überkehr durch unreifen Weizen überlastet und verstopft, kurz Elevator-klappe geöffnet


Agrartechnik Mähdrescher – Onlineprotokoll 29.07.03Resternte und Anmähen eines 80 ha Schlages


Anmähen eines 80 ha - Schlages, spitzer Winkel und Hindernis,Umladen auf Standwagen

Bordbuchmaschine = 1. MD beim Anmähen: vor dem Umladen auf den Stand-wagen wird rückwärts gefahren und seitlich zum Schlaginneren versetzt nochmalseine Arbeitsbreite auf etwa 50 m Länge freigemäht, um Platz für den Umlader zuschaffen. Dies erfolgt i. d. R. nur bzw. erst bei vollem Bunker


Agrartechnik Mähdrescher – OnlineprotokollFazit

Rademacher, 2003Quelle: Claas,Rademacher 2003

Fazit:Typische Verfahrensweisen lassen sich anhand der Onlineprotokolle detektieren und ableiten.Beispielsweise:• hohe Fahrgeschwindigkeit, geringer Durchsatz

= Restbeet ernten• kurzzeitig geringer Durchsatz vor Abbunkern auf Standwagen = „Platz für Transportfahrzeug schaffen“

• Abbunkern auf Standwagen vor langer Erntestrecke= neues Beet anmähen

Perspektiven:• Ableiten von Beratungsempfehlungen zur Verfahrens-optimierung mit Hilfe von Tagesprotokollen und Positionskarten


Agrartechnik Erfahrungen mit neuen MähdreschernZusammenfassung

Rademacher, 2003

Zusammenfassung:• Technische Daten von Mähdreschern stehen nur in indi-rektem Zusammenhang mit der Druschleistung.

• Bei Schüttler-Mähdreschern erreicht New Holland mit CX die höchste Druschleistung pro Meter Kanalbreite.

• Zur Reduzierung von Druschkosten werden vermehrtRotor-Mähdrescher genutzt – Tangential-Rotor universell einsetzbar.

• Axial-Mähdrescher erzielen hohe Druschleistung beigeringen Bruchkornanteilen, bez. Einsatz unter Feuchtbe-dingungen, Strohverwertung und Strohverteilung ist ihreEignung eingeschränkt.

• Datenerfassung und -auswertung zur Verfahrensoptimierung wird eine Herausforderung der Zukunft sein.

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