Simulative Untersuchung zum Energiebedarf einer schreitenden Forstmaschine

Sebastian Beiser

Nutzen für den Teilnehmer

Die Teilnehmer lernen hier mehr über aktuelle Fragestellungen in der Forsttechnik und aus der Entwicklung eines Schreitwerks für Forsttechnik.

Zusammenfassung

Erntearbeiten mit schweren, rad- oder kettenangetriebenen Forstmaschinen schädigen feuchte und nasse Waldböden aufgrund des Maschinengewichts und des Schlupfs zwischen Antrieb und Boden, indem die Waldböden verdichtet und aufgerissen werden. Der Gegenstand aktueller Forschungsarbeiten zielt primär auf die Verringerung des Schlupfs. Im Kontrast zu solchen Fahrzeugen sind Maschinen mit einem rein schreitenden Fortbewegungsmuster im Bereich der Forsttechnik für flache Bestände nie über den Prototypenstatus hinaus entwickelt worden. Hierdurch fehlen belastbare Daten, mit denen sich der Energiebedarf oder die Waldbodenschädigung solcher Maschinen untersuchen lassen.

In dieser Arbeit wird das Portalschreitwerk für eine Forstmaschine betrachtet. Dieses besteht aus zwei Standbasen mit je drei hydraulisch angesteuerten Beinen und einer Überfahrbrücke, welche die Stand-basen miteinander verbindet. Auf der Brücke ist ein mit Motor und Forstkran ausgestatteter, beweglicher Oberwagen montiert. Für die Fortbewegung der Maschine klappt die Brücke mittig nach oben, sobald der Oberwagen an einem Brückenende steht. In dieser Position kann das Portalschreitwerk um die vertikale Achse der Standbasis gedreht werden. Durch das Herunterklappen der Brücke an einer anderen Stelle wird ein Schritt beendet.

Dieser Beitrag stellt ein gekoppeltes Kinematik- und Hydrauliksimulationsmodell mit konzentrierten Parametern vor, welches zur Untersuchung des Energiebedarfs für den Bewegungsvorgang sowie dessen Steuerungsentwicklung genutzt werden kann.

Mit dem vorgestellten Simulationsmodell lassen sich belastbare Daten über den Energiebedarf des Portalschreitwerks für dessen Fortbewegung ermitteln. Ebenso lassen sich in weiterführenden Entwicklungsschritten Optimierungspotenziale für ein effizienteres Antriebsystem bestimmen. Außerdem wird hierdurch eine Gegenüberstellung von Schreitwerk und Rad- und Kettenantrieben möglich, woraus weiterführende Diskussionen entstehen können.