Reduktion des Gesamtenergiebedarfs von gezogenen Bodenbearbeitungsgeräten bei gleichbleibendem Arbeitsergebnis durch regelbare Werkzeugparameter

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Thomas Herlitzius
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenbau, Pflanzenernährung, Agrartechnik ; Automatisierungstechnik, Mechatronik, Regelungssysteme, Intelligente Technische Systeme, Robotik
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 558721572

Aktuell resultieren aus zwei Forschungsprojekten und einem Patent heraus eine Reihe von Erfahrungen und Erkenntnissen bezüglich des erstmaligen Einsatzes von variablen Werkzeuggeometrien in der Bodenbearbeitung und den Wechselwirkungen zwischen Zugkraftbedarf und Arbeitsergebnis. Deutlich zeigte sich in den Labor- und Feldversuchen ein Reduktionspotential des Kraftbedarfs der Zinkenwerkzeuge von bis zu 12,5 % ohne Einschränkungen der Arbeitsqualität, wenn der Anstellwinkel auf die lokalen Bodenbedingungen optimiert wird. Eine Regelungsstrategie des Anstellwinkels wurde entwickelt, umgesetzt und unter Praxisbedingungen initial erprobt, wobei das Reduktionspotential nachgewiesen werden konnte. Das Arbeitsergebnis in Form der Oberflächenstruktur wurde mittels LiDAR Oberflächenvermessung erfasst und bewertet. Dabei wurden nur minimale Unterschiede in Bezug auf Furchentiefe und Rauigkeit festgestellt. Bislang standen die Zinkenwerkzeuge allein im Fokus der Untersuchungen. Im realen Grubbergerät schließen sich weitere Werkzeuge zur Einebnung und Rückverdichtung an, die ebenfalls einen Einfluss auf den Zugkraftbedarf und vor allen Dingen auf das Arbeitsergebnis haben. Der erreichte Erkenntnisstand bietet eine ideale Voraussetzung für eine Weiterarbeit zusammen mit einem Anwender. Ein Erkenntnistransferprojekt bietet sehr gute Erfolgsaussichten, dass Ergebnisse der Grundlagenforschung in Anwendung gebracht werden können. Im Erkenntnistransferprojekt sollen belastbare Aussagen des Reduktionspotentials der Zugkraft für ein breites Spektrum von Bodenparametern (besonders Bodenart und Bodenfeuchte), bei Einhaltung der Arbeitsqualität, ermittelt werden. Auf der Grundlage der bisherigen Erkenntnisse wird ein praxistaugliches 3 bis 5m Versuchsgerät (einschließlich Nachbearbeitungswerkzeuge) entwickelt, auf dessen Basis eine Abschätzung von Aufwand und Nutzen des Reduktionspotentials erfolgt. Als zusätzlicher und neuer Indikator für das Arbeitsergebnis, neben den bereits genannten Parametern, wird mit bildgebenden Verfahren und weitestgehend automatisiert zusätzlich der Pflanzenaufgang für von außen unsichtbare Änderungen der Bodenverhältnisse mit betrachtet. Die weiterführenden Untersuchungen sind zum jetzigen Stand dringend notwendig, um die positiven Potentiale zu validieren und Bedenken von Herstellern und Landwirten gegenüber Änderungen im bestehenden System absichern zu können. Erst dann ist es möglich, die Erkenntnisse von der Grundlagenforschung in die Anwendung zu überführen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen (Transferprojekt)
• Anwendungspartner: LEMKEN GmbH & Co. KG