Reibkraftreduzierung durch hochfrequente Schwingungsanregung am Beispiel der Bodenbearbeitung
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Bearbeitung des Forschungsprojektes zur Reibkraftreduzierung durch hochfrequente Schwingungsanregung am Beispiel der Bodenbearbeitung erfolgte am Institut für Landmaschinen und Fluidtechnik (ILF) der Technischen Universität Braunschweig in enger Zusammenarbeit mit dem Institut für Dynamik und Schwingungen (IDS) der Leibniz Universität Hannover. Für die notwendigen Untersuchungen wurde dazu am IDS ein spezieller Ultraschallgrubberzinken konzipiert und ausgelegt. Vereinfachte Werte für Zinkenbelastungen wurden dabei vom ILF erarbeitet. Als ein wesentlicher Arbeitspunkt wurde am ILF ein mobiler Messwagen zur Scharkraftmessung an Bodenbearbeitungswerkzeugen konzipiert und aufgebaut. Im nächsten Schritt erfolgte gemeinsam mit dem IDS die Inbetriebnahme und erste Erprobung des Ultraschallzinkens. Worauf mehrere Optimierungsschleifen folgten. Das anschließende Versuchsprogramm wurde in Gemeinschaftsarbeit am ILF durchgeführt. Die gewonnenen Daten zeigen, dass eine signifikante Zugkraftreduzierung bei unterschiedlichen Arbeitsbedingungen durch den Einsatz von Ultraschallschwingungen möglich ist. Vor allem bei hohen Humusgehalten im Versuchsboden konnten Zugkrafteinsparungen von über 50 % erreicht werden. Entsprechend der theoretischen Grundlagen nimmt die prozentuale Zugkraftreduktion mit steigenden Fahrgeschwindigkeiten ab, während die Erhöhung des Bodenwassergehaltes nur einen untergeordneten Einfluss hat. Forschungsbedarf besteht im Wesentlichen noch bei der verbesserten Auslegung des Ultraschallzinkens unter Belastung, um die Energieeffizienz deutlich zu steigern und eine Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeiten zu ermöglichen. Mit Hilfe des verbesserten Versuchsaufbaus kann die Möglichkeit zur Zugkrafteinsparung unter praxisnahen Arbeitsbedingungen umfassender untersucht werden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Reducing friction by ultrasonic vibration exemplified by tillage. XVIIth CIGR World Congress 13.-17.06.2010 Quebec City, Kanada
Kattenstroth, R., H.-H. Harms, W. Wurpts und J. Twiefel
- Reduzierung von Reibkräften durch Ultraschallanregung am Beispiel der Bodenbearbeitung. Landtechnik 65 (2010) H. 1, S. 42-44
Kattenstroth, R., H.-H. Harms, W. Wurpts und J. Twiefel
- Reibkraftreduktion mittels Ultraschallanregung in der Bodenbearbeitung, Schwingungsverhalten – Arbeitsqualität - Zugkraftbedarf. VDI-MEG Tagung Landtechnik 27.-28.10.2010 Braunschweig. In: VDI-Berichte 2111, S. 477-482. Düsseldorf: VDI-Verlag 2010
Kattenstroth, R., H.-H. Harms, T. Lang, W. Wurpts, J. Twiefel und J. Wallaschek
