„Wir holen das Feld in die Halle.“

Neuentwicklungen werden bei CLAAS im Futtererntemaschinen-Werk in Bad Saulgau umfangreichen Berechnungen und Tests unterzogen. 16 Mitarbeiter im Versuch sorgen dafür, dass der Endkunde eine ausgereifte und zuverlässige Technik erhält. Wir waren vor Ort, um uns dieses Prozedere genauer anzuschauen. Dazu haben wir den Messtechnikingenieur Timo Geisler und den Versuchsingenieur Raphael Spieler zum Interview gebeten. Beide kommen aus der landwirtschaftlichen Praxis und sind für die Erprobung der Futtererntemaschinen und Häcksler-Vorsatzgeräte zuständig.

03/21/2024

Raphael Spieler

Versuchsingenieur

Was genau ist ihre Funktion in Bad Saulgau?

Im Groben gesagt sind wir für die Erprobung neuer Maschinen zuständig. Vom ersten Funktionsmuster bis hin zur Vorserienmaschine. Timo Geisler ist mehr für die Messtechnik zuständig. Ich betreue vorwiegend den Feldeinsatz der Testmaschinen. Unsere Aufgabe ist es, reale Feldbelastungen im Praxiseinsatz oder auf der Teststrecke zu erfassen und auf dem Prüfstand abzubilden oder nachzustellen. Wir holen praktisch das Feld in die Halle – oder auf die Teststrecke.

Wie umfangreich sind diese Tests und warum dieser immense Aufwand? Immerhin arbeiten ja 16 Mitarbeiter in diesem Bereich.

Vom Anfang bis zur Freigabe der Vorserienmaschinen vergehen mindestens zwei Jahre. Am Ende sind die Vorteile klar: CLAAS erreicht durch große Einsatzsicherheit eine hohe Kundenzufriedenheit und hält die Reparaturkosten für die Maschine niedrig; der Kunde kauft vom ersten Tag an eine ausgereifte Maschine.

Die mit Messtechnik ausgestatteten Maschinen werden auf unterschiedlichen Fahrbahnbelägen und mit verschiedenen Geschwindigkeiten auf die Teststrecke geschickt.

Bezogen auf Futtererntemaschinen war der Liner-4-Kreisel-Gesamtmaschinenprüfstand für die bis zu 15 m breiten Maschinen wahrscheinlich der aufwendigste Testaufbau.

Timo Geisler

Messtechnikingenieur

Wie kann man sich den Ablauf der Tests denn im Detail vorstellen?

Im Regelfall nehmen wir das aktuelle Serienmodell, statten es mit umfangreicher Messtechnik aus und schicken es unter härtesten Bedingungen weltweit aufs Feld. Dazu begeben wir uns auf die Suche nach dem sogenannten 95 Prozent Kunden – ein Kunde, bei dem 95 Prozent der maximalen Belastungen an einer Maschine auftreten. Diesen Betrieb findet man nie exakt. Durch möglichst umfangreiche Messungen in möglichst verschiedenen Bedingungen wird versucht, möglichst nah an den 95-%-Kunden heranzukommen

Am Beispiel von LINER oder DISCO kann das ein Kunde in England sein mit unvorstellbaren Futtermengen im ersten Schnitt oder ein Landwirt in Neuseeland mit ebenfalls hohen Futtermengen, steinigem Gelände und Hanglagen. Wir versuchen eine möglichst breite Datenbasis zu schaffen, um möglichst viele verschiedene Einsatzbedingungen rund um die Welt zu erfassen.

Die Übertragung der äußeren Lasten von der Serienmaschine auf das neue Modell erfolgt über die Referenzstrecke. Dazu werden mit der Serienmaschine Messungen auf der Teststrecke (alle Fahrbahnbeläge mit verschiedenen Geschwindigkeiten) gemacht. Diese Messungen werden dann so zusammengesetzt, dass das Lastkollektiv, was beim Kunden aufgezeichnet wurde, möglichst genau abgebildet wird. Diese Zusammensetzung nennen wir „Fahrstrategie“. Für die Festigkeitsprüfung der neuen Maschine kann dann die Fahrstrategie entweder auf der Teststrecke oder auf dem Hydropuls-Prüfstand nachgefahren werden.

Unterschiedlichste Fahrbahnbeläge sorgen für eine reale Belastung der Maschine, wie sie auch in der Praxis entsteht.

Für die Simulation werden sogenannte Hydropuls-Zylinder dort angebracht, wo auch im Praxiseinsatz die Belastungen auftreten.

Welche Technik kommt für die Validierung zum Einsatz? Welchen Belastungen wurde zum Beispiel der LINER ausgesetzt und wie sieht das dann in der Umsetzung aus?

Timo Geisler: Es geht hier um Strukturprüfungen – je nach Situation mit oder ohne Antrieb über E-Motoren. Für die Prüfung der Festigkeit des Materials werden sogenannte Hydropuls-Zylinder dort angebracht, wo in der Realität die äußeren Belastungen eingeleitet werden. Beim LINER haben wir zum Beispiel ein großes Augenmerk auf den Anhängebock und die Radnaben gelegt.

Um Kräfte an den Gelenkwellen zu messen, kommen Drehmomentmesswellen zum Einsatz.

Auftretende Schäden können am Prüfstand schnell und zeitnah ermittelt und Lösungen schnell erarbeitet werden.

Was ist der Vorteil der Erprobung auf dem Prüfstand?

Raphael Spieler: Das ist einfach zu beantworten. Wir sparen Zeit und bekommen relativ schnell genaue Ergebnisse. Ist der Prüfstand aufgebaut, können wir praktisch Tag- und Nacht völlig unabhängig vom Wetter und mit wenig Personal die Belastungen des realen Maschineneinsatzes nachstellen. Zudem brauchen wir weder Schlepper noch Diesel. Auftretende Schäden werden sehr zeitnah ermittelt und Lösungen können schnell erarbeitet werden. Mit den gewonnenen Erkenntnissen können wir so bei der Konstruktion nah an die Auslegungsgrenze des Materials gehen. Je näher wir an die kommen, desto mehr Material kann eingespart werden. Das Gewicht der Maschine wird optimiert und wir sind bodenschonend und nachhaltig unterwegs.

An definierten Stellen werden die regulären Bolzen durch Kraftmessbolzen ersetzt. So können die Belastungen gemessen werden.

Mittels Dehnungsmessstreifen können Rückschlüsse über die Verformung des Materials gezogen werden.

Herr Geisler, welche Technik kommt denn beim Messen konkret zum Einsatz?

Timo Geisler: Wir nutzen beispielsweise sogenannte Dehnungsmessstreifen. Winzige Leiterbahnen werden gedehnt oder gestaucht, es ändert sich der elektrische Widerstand der Leiterbahnen. Daraus können wir Rückschlüsse auf die Verformung des Materials ziehen. Zusätzlich kommen statt regulärer Bolzen Kraftmessbolzen an definierten Stellen zum Einsatz. Auch hier sind im inneren Dehnungsmessstreifen verbaut. Weiter verwenden wir Beschleunigungssensoren und Drehmomentmesswellen an den Gelenkwellen.

Welche Schlüsse zieht man bei auftretenden Schäden?

Raphael Spieler: Auftretende Schäden werden sofort an unsere Konstruktionsabteilung weitergegeben. Hier wird dann neu berechnet und korrigiert. Diese Änderungen durchlaufen dann, je nach Schweregrad, weitere Prüfstands-Schleifen. Ziel ist immer, ein möglichst zuverlässiges Produkt zu erhalten.