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Die Abscheidefunktion von Hordenschüttler und Reinigungsanlage in Mähdreschern
(1993) Böttinger, Stefan
Das Durchsatzoptimum von Mähdreschern wird bei dem maximalen Gutdurchsatz mit noch akzeptablen Kornverlusten der Trennelemente Hordenschüttler und Reinigungsanlage erreicht. Dem Mähdrescher-Fahrer müssen Hilfsmittel für das Erkennen des Durchsatzoptimums zur Verfügung gestellt werden, da es in Abhängigkeit der Stoffeigenschaften des Erntegutes stark schwankt. Es werden physikalische Modelle für die Trennprozesse im Mähdrescher aufgestellt und die mathematische Beschreibung der Kornabscheidung über der Länge der Trennelemente daraus abgeleitet. Aus Messwerten der Kornabscheidung an verschiedenen Stellen eines Trennelementes werde aktuelle Parameter der Abscheidefunktion bestimmt und verschiedenen Prozesskenngrößen berechnet. Die Korrelation zwischen den berechneten Prozesskenngrößen und dem Betriebsverhalten der Trennelemente wird im labor- und Feldversuch experimentell untersucht.
Adaptive operator systems in tractors : analysis of potentials and methods for specification and evaluation
(2024) Schempp, Timo Thomas
Der Ackerschlepper wird in der Landwirtschaft, auf dem Bau, im Forst und im Kommunalbereich als Universalmaschine eingesetzt. Dazu wird er wechselnd mit einer Vielzahl von Maschinen gekoppelt, um diese zu betreiben. Es ergeben sich wechselnde Bedienszenarien mit unterschiedlichen Anforderungen an die Bedienung der gekoppelten Maschinen. Heutige Bediensysteme sind statisch und müssen daher als Kompromisslösung für diese unterschiedlichen Anforderungen an die Bedienung eingeordnet werden. Adaptive Bediensysteme können sich hingegen an wechselnde Bedienszenarien anpassen. Diese Arbeit beleuchtet den Stand der Technik der Bediensysteme in Ackerschleppern allgemein und explizit an drei ausgewählten Beispielen. Ferner werden zwei Methoden beschrieben, mit denen ein adaptives Bediensystem spezifiziert werden kann. Für die Bewertung der kognitiven und physischen Ergonomie von Bediensystemen allgemein werden zwei weitere Methoden vorgestellt. Alle Methoden sind für einen auf dem V-Modell basierenden Entwicklungsprozess geeignet. Die beschriebenen Ergebnisse einer theoretischen und praktischen Potentialanalyse motivieren den Einsatz adaptiver Bediensysteme im Ackerschlepper. Die theoretische Potentialanalyse stützt sich auf die Grundlagen der Ergonomie und auf die Art und Weise wie die Funktionen in einem Ackerschlepper genutzt werden. Die praktische Potentialanalyse stützt sich auf die Auswertung und Analyse von Messdaten aus dem Feld mit fast 500 Arbeitsstunden aus 14 Bedienszenarien. Ferner beschreibt diese Arbeit die Anwendung der Methoden zur Spezifikation, das entwickelte und funktionsfähige adaptive Bediensystem und die Anwendung der Bewertungsmethoden, die für das adaptive Bediensystem eine signifikante Verbesserungen der physischen und kognitiven Ergonomie zeigen.
Anforderungs- und einsatzgerechte Auslegung von Fahrantrieben mobiler Erntemaschinen
(2019) Häberle, Steffen
Fahrantriebe mobiler Erntemaschinen werden im Rahmen einer fortschreitenden Automatisierung zunehmend zum integralen Bestandteil der Prozessführung. Komplexe Anforderungen, die sich aus deren Einsatz ergeben, haben zu einer Etablierung hydrostatischer Fahrantriebe geführt. Der zunehmende legislative Druck und die steigenden Vermarktungschancen kraftstoffsparender Technologien rücken die Effizienzbewertung von Antriebssystemen stärker in den Fokus der Forschung und Entwicklung. Standardisierte Bewertungssysteme lassen sich bei mobilen Arbeitsmaschinen, wegen deren Heterogenität und Vielfältigkeit ihrer Aufgaben, allerdings nur schwer umsetzen. Die vorliegende Arbeit zeigt einen allgemeingültigen methodischen Ansatz zur Effizienzbewertung anhand von Lastkollektiven und eines Simulationsmodells auf. Dieser lässt sich auf alle mobilen Arbeitsmaschinen mit quasistationären Lastanteilen anwenden. Am Beispiel eines Mähdreschers werden typische Einsatzbedingungen mit gemessenen Einsatzprofilen und Lastkollektiven ermittelt und in den Gesamtkontext möglicher Nutzungsszenarien kategorisiert. Mittels eines Antriebsstrangmodells wird damit die Energieausnutzung des Fahrantriebs, entsprechend den Einsatzbedingungen, berechnet. Basierend auf diesen Ergebnissen und einer detaillierten Anforderungsanalyse sind neue Antriebslösungen erarbeitet und entsprechenden Leistungsklassen zugeordnet worden. Für einen Referenzmähdrescher wird ein methodisch ausgewähltes Fahrantriebskonzept, ein sogenannter Summierungsantrieb, ausgelegt und modellbasiert bewertet. Die berechneten Ergebnisse der optimierten Antriebsvariante zeigen deutliche Verbesserungen der Energieausnutzung bei einem erhöhten Kundennutzen.
Dynamisches Verhalten von Ackerschlepperreifen in Vertikal- und Längsrichtung auf fester Fahrbahn
(1997) Plesser, Joachim
Der Anteil von Transportfahrten von Ackerschleppern nimmt durch betriebsbedingte Veränderungen der landwirtschaftlichen Betriebe immer mehr zu. Zur schnellen Durchführung der Transporte stiegen deswegen die Höchstgeschwindigkeiten der Schlepper in den letzten Jahren immer mehr an. Die Fahrsicherheit und der Fahrkomfort der Ackerschlepper wird dabei insbesondere im oberen Geschwindigkeitsbereich maßgeblich vom Schwingungsverhalten der großvolumigen Niederdruckreifen bestimmt. Da der Standardschlepper in der Regel keine Aufbaufederung besitzt, sind es vor allem die Reifen, die die Fahreigenschaften beeinflussen. Um das Fahrverhalten verbessern zu können, sind zunächst die Federungs- und Dämpfungscharakteristiken für die vorliegenden Betriebsbedingungen zu ermitteln. An einem Bandlaufprüfstand werden an drei Versuchsreifen umfangreiche Reifenuntersuchungen bei Variation des Reifendrucks, der Radlast, der Reifentemperatur und der Fahrgeschwindigkeit durchgeführt. Das Fahrverhalten wird dabei durch ein von Langenbeck für die Vertikalrichtung vorgeschlagenes nicht-lineares Reifenmodell beschrieben. Dieses Modell wird weiterentwickelt und auf die Reifenlängsrichtung übertragen. Wesentliche Aussagen des Modells sind die nicht-lineare Federkennlinie und die degressiv abfallende Dämpfung bei zunehmender Geschwindigkeit. Das nicht-lineare Federverhalten sowie der degressive Abfall der Dämpfung läßt sich sowohl für die Vertikal- als auch für die Längsrichtung feststellen. Aus den Meßergebnissen werden die die Federungs- und Dämpfungseigenschaften beschreibenden Modellparameter ermittelt.
Einfluss der mechanischen und pneumatischen Anregung auf die Entmischung und Abscheidung in der Mähdrescherreinigungsanlage
(2021) Beckmann, Konstantin
Due to the legal limitation of the maximum machine width the throughput increase is realized by further developing of the process technology. This requires precise knowledge of the ongoing processes. The aim of this work is the metrological investigation of the combine cleaning system according to the white-box model by analyzing the process sequence of the sub-processes.This enhances process understanding and enables the validation and verification of DEM-CFDsimulations. The evaluation of the segregation and separation process is based on the movement behavior of grain and straw. For this purpose, 2D high-speed x-ray images, static 3D reconstructions and 2D high-speed camera images are analyzed. The segregation in the lower layers is limited by the compression of the material layer due to its own weight. Due to the higher porosity the segregation of the grain near the wall is slightly faster. Additional relative movements of the material based on the superimposed conveying process. The resulting voids are used for a faster segregation. The influence decreases with increasing mechanical and pneumatic excitation in vertical direction. The influencing factors on the movement behavior of the material in the cleaning system is investigated with a test-rig. In the unloaded state the airflow decreases along the sieve. Due to higher sieve loads the airflow is flatter. Therefore the maximum air speed under the lower sieve is shifted to larger sieve lengths. The front area of the upper sieve is less loaded. The air passes by these areas and causes an increase of the air speed. High air speeds in the winnowing steps result in a high grain separation. A high component of the air velocity in the conveying direction between the sieves causes a shift of the separation on the lower sieve to longer lengths. The air throughput must be within the limits between a sufficient material fluidisation and a low conveying process on the sieves. In addition to identifying development potential, the results are used to verify DEM-CFDsimulations. There are deviations of movement behavior between grain and straw. Nevertheless,the influencing factors can also be examined qualitatively on the basis of the simulations.
Einfluss dynamischer Radlastschwankungen und Schräglaufwinkeländerungen auf die horizontale Kraftübertragung von Ackerschlepperreifen
(2006) Schlotter, Volkmar
Given the large variation of application conditions of tractors and agricultural machinery, the force transmission between tyre and ground is of particular importance for the efficiency in agricultural use. For a proper assessment of the tyre the exact knowledge of the tyre force behaviour in vertical, longitudinal and lateral direction is required as well as their inter-dependences. Besides the steady-state behaviour the dynamic behaviour of the force transmis-sion is of high relevance. This thesis centres on the investigation of the lateral-force behaviour which is highly important for cornering, for driving on slopes, and also for vehicle roll. The steady-state and transient behaviour of the lateral force has been investigated using the Single Wheel Tester of Hohenheim University. Comparative tests for the longitudinal force transmission have been carried out. The focus was the assessment of dynamic behaviour under the influence of transient parameters particularly on rigid surfaces. The investigations for the steady-state lateral-force transmission show higher lateral forces for wider tyres especially in case of small slip angles. Tyre load has a strong influence on the cornering stiffness. A large increase in tyre load can lead to doubling the cornering stiffness. For small slip angles the lateral force tends to a maximum or even declines with increasing tyre load, so that for the same lateral force larger slip angles are required. The test results with non-steady-state slip angle excitation reveal a time delay in the lateral-force generation. This behaviour can be described by a time constant. An increase of the tyre inflation pressure from 0.5 bar to 1.6 bar leads to a decrease of the time constant by more than one third. A hyper-bolic decrease of the time constant with increasing driving speed confirms a stroke-dependency and leads in consequence to the introduction of a relaxation length. The relaxa-tion length derived from the measurements shows an increase with reduced tyre inflation pressure and rising tyre load. The values for the relaxation length are in a range of approx. 0.5 m to 1.6 m. A strong dependence on the respective method of measurement was found this means that measured values should always be reported in connection with the employed measurement method. With longitudinal force measurements the longitudinal stiffness, analogous to the cornering stiffness, was determined. For the longitudinal stiffness of the traction force values nearly twice as high are determined compared to the longitudinal stiffness of the braking force. For both parameters a nearly linear increase with the tyre load was found. The comparison of lug-excited and surface-excited tyre load fluctuations indicates a dominant influence of the lug excitation and the radial run-out of the wheel compared to stochastic excitations on road surfaces. For stochastic excitations in form of a bump the tyre load fluc-tuations are strengthened. A different behaviour of the lateral force with positive and negative gradient of the tyre load can be seen. Therefore the mean lateral forces are decreased for stochastic excitations. With low frequency excitations of the tyre load up to 2 Hz realised with the Single Wheel Tester the mean lateral force decreases by up to around 6%. The transient response of the lateral force has been determined using sinusoidal excitation of the tyre load. The relaxation length of 0.40 m to 0.75 m for tyre load excitation is lower than the relaxation length for slip angle excitation. Here as well a decrease with increasing tyre inflation pressure can be observed. Comparison with the results for the longitudinal force transmission under the influence of tyre load fluctuations shows that the time constant of the traction force amounts to only approx. one third of the time constant of the lateral force: the traction-force transmission reacts faster to tyre-load fluctuations than the lateral force transmission. Simulation of stationary lateral forces with various models shows good accordance with the measured results. For interdependent longitudinal and lateral forces the Slip-Drift-Model with appropriate adaptation of the input parameters shows good results. For modelling the non-steady-state lateral force transmission the Maxwell model was used. The spring and damping parameters have been determined with the results of measurements. An increase of the lateral tyre stiffness due to increasing tyre inflation pressure or reduced tyre load can be seen. The damping constant is strongly reduced with increasing driving speed, whereas the tyre load and the tyre inflation pressure have only a slight influence. The lateral damping constant is considerably higher than the vertical damping constant.
Entwicklung und Applikation eines instationären Reifenmodells zur Fahrdynamiksimulation von Ackerschleppern
(2009) Ferhadbegovic, Bojan
The driving speed of modern agricultural tractors increased continuously during the last years. Nowadays, a maximum driving speed of 50 km/h is standard for agricultural tractors in Germany. To be able to drive safely at such high speeds, the agricultural tractors are equipped with a suspended front axle. However, a rear axle suspension for standard tractors is still too expensive and has thus not prevailed yet. The increasing percentage of transportation duties and the efforts to increase the productivity generate a high demand for even faster agricultural tractors. Therefore, the first standard tractor with a maximum driving speed of 60 km/h was presented in 2005. This speed was achievable without a major change of the vehicle?s basic design. However, even higher driving speeds will require substantial modifications of the vehicle?s concept and are thus not expected very soon. Since the agricultural tractors are designed mainly for the field work, their driving dynamics characteristics on the road are not always perfect. The high vehicle masses, possible insufficiencies in the construction and interaction of various vehicle components together with the missing rear axle suspension can lead to critical behaviour of the vehicle, especially during high speed cornering. The entire suspension on the rear axle is accomplished by the tyres. Since the agricultural tyres are mainly designed for carrying high loads and generating high draft forces on soft soil, their driving dynamics properties on the road are rather insufficient. They usually have a radial run-out with an amplitude of 1-2 mm. Due to the rather low damping of the agricultural tyres, this rather small run-out can cause vibrations with a quite high amplitude, especially if the excitation is close to the eigenfrequency of the vehicle. Furthermore, the tyre inflation pressure varies between 0.8 and 2.0 bar - which is a relatively large span - making the vehicle setup more difficult. To analyse the driving dynamics of agricultural tractors and to identify possible problems and insufficiencies at an early stage of development simulation models are used. A very important part of a vehicle model is the tyre model. Being the link between the vehicle and the ground, the tyre has a high influence on the vehicle behaviour. It is therefore essential to use an accurate tyre model. Most of the commercially available tyre models today are optimized for passenger car tyres and are thus of limited use for soft and large agricultural tyres. In this doctoral thesis at the University of Hohenheim a dynamic model for agricultural tyres on rigid surfaces was developed ? the Hohenheim Tyre Model. It is a hybrid model since it needs physical parameters like spring and damper coefficients as well as empirically obtained data for the tyre-ground-characteristics. The Hohenheim Tyre Model uses the wheel speeds and the speed of the tyre tread to calculate the deflection velocity and the deflection of the tyre and subsequently uses both values as inputs for spring-damper-elements. The force calculated in these so-called Voigt-Kelvin-Elements is finally used to determine the slip and the slip angle of the wheel. The tyre model was created in MATLAB/Simulink and can be coupled to any multi-body-software. The model allows to calculate the transient tyre behaviour in three dimensions with a low computational effort, which makes it adequate for driving dynamics simulation. It takes the nonlinearities of the tyre into account and calculates the forces for pure longitudinal or lateral slip as well as for combined slip conditions.
Experimental investigations on tractor tire vibration properties
(2017) Brinkmann, Christian
Vehicle vibrations have raised articulate awareness in agricultural industry during the last years. Especially, the legal basis with the EU directive 2002/44/EC and its implementation into national law with the corresponding ordinance have sensitized the manufacturers concerning the vibration behaviour of their vehicles accompanied with an increasing demand for ride comfort by the customers. Furthermore, vehicle components’ stress due to vibration and shock is also significantly dependent on the tire’s vibration characteristics. Only an optimized design and combination of the vehicle components can reduce vibrations and improve ride comfort and endurance strength. In this thesis mechanical vibrations in the ride comfort frequency range between 10 Hz and 80 Hz are regarded. For the investigations a new mechanical shaker device has been developed and single frequency force excitations in the mentioned frequency range can be applied to a rolling tire. From excitation and response of the system it is possible to identify the vibration modes of the rolling tire. The shaker is designed to be applied both to a flat-belt test stand and a research tractor. Additionally, uniformity and cleat tests have been conducted with the research tractor in order to compare shaker, tire and impact excitations.
Experimenteller Beitrag zum Schräglauf- und Lenkmomentverhalten rollender Reifen landwirtschaftlicher Fahrzeuge auf starrer und nachgiebiger Fahrbahn
(1991) Heine, Adolf
Beim Einsatz landwirtschaftlicher Fahrzeuge können zwei Fahrzustände mit schrägrollenden Reifen unterschieden werden. Die Spurhaltung beim Fahren am Hang oder beim Pflügen erfolgt durch konstant (stationär) schräglaufende Reifen, wohingegen Lenkvorgänge zur Änderung der Fahrtrichtung als instationäre Fahrzustände anzusehen sind, weil sich der Reifenschräglauf hierbei ständig ändert. Um das instationäre Schräglaufverhalten der Reifen landwirtschaftlicher Fahrzeuge auf starren und nachgiebigen Fahrbahnen untersuchen zu können, wurde als Versuchseinrichtung ein Einachsanhänger mit stufenlos gegeneinander einlenkbaren Versuchsreifen und einer Fünf-Komponenten-Kraft- und Momentmessnabe entwickelt.
Grundlagenuntersuchungen am Mähdrescher-Vorbereitungsboden mit pneumatischer Unterstützung
(2017) Schwarz, Michael
Nowadays the cleaning unit in combines is often the power limiting assembly unit. There are no additional accelerating fields acting to segregate and separate grain besides gravitational acceleration. A strengthened pre separation of the material mixture acting in front of the winnowing step in the combine can increase the power of the cleaning unit without additional accelerating fields. A pneumatically supported separation process at the preparation floor is a promising measure. The target is to generate a fluidized bed. Conveying and segregation at the preparation floor are modeled following different approaches. The analytical description of the conveying at the pneumatically supported preparation floor by means of extended point mass approaches in conjunction with a stochastic description of the segregation is suitable for conventional modeling approaches for complex process engineering processes to a limited extent. For the experimental evaluation of the conveying and segregation a test rig with an additional fan at the preparation floor is developed. The test rig allows the determination of grain losses, cleanliness, return and separation characteristic in the cleaning unit. As typically handled in combines the feeding of the material is handled via the preparation floor and return pan. In order to be able to assign the grain losses to the point of delivery, the grains transported on the return pan are coloured. To evaluate the segregation at the preparation floor, the average height of the grain above the preparation floor is to be determined. This determination is done by means of a high-speed camera recording with subsequent particle tracking. The investigations at the preparation floor without pneumatically support show that the segregation at the preparation floor is restricted at high throughputs. Furthermore, it demonstrates that upon increasing throughput the proportion of the grains in the share of grain losses from the return pan increases disproportionally higher than the total grain losses. The design notes derived therefrom include the adaptation of the preparation floor length as well as the optimization of the return pan’s connectivity to the cleaning unit. By means of a pneumatic support arranged in the last third of the preparation floor, a fluidized bed is generated in the investigation, which increases the work efficiency of the cleaning unit by approximately 10%.
Meßverfahren zur Beurteilung des Stoffeignschaftseinflusses auf die Leistung der Trennprozesse im Mähdrescher
(1992) Beck, Thomas
Der bei der Korn/Stroh- und bei der Korn/Spreu-Trennung im Mähdrescher auftretende Kornverlust ist eine stetig wachsende Funktion des Durchsatzes. Die Trennprozeßleistung ist der Massendurchsatz, bei dem ein zuverlässiger Kornverlust überschritten wird. Parameter der Funktion sind die konstruktive Gestaltung der Trennelemente und die Stoffeigenschaften des Erntegutes. Für denselben Mähdrescher werden deshalb in verschiedenen Jahren oder Feldern unterschiedliche Leistungen festgestellt. Der Einfluß der Stoffeigenschaften muß deshalb quantitativ beurteilt werden. Um den aufwendigen Einsatz eines Vergleichsmähdreschers zu vermeiden, werden wesentlich einfachere und genauere Meßverfahren für Stoffeigenschaften vorgeschlagen. Aus der Anaalyse der Trennprozesse im Mähdrescher werden zwei Meßverfahren für technologische Stoffeigenschaften hergeleitet. Für die Korn/Stroh-Trennung wird eine Zeitkonstante der Entmischung (Durchdringungszeit) bestimmt, für die Korn/Spreu-Trennung wird die Fluidisierungsgeschwindigkeit des Gutgemisches gemessen. Korrelationen zwischen Änderungen dieser Stoffeigenschaften und Leistungsänderungen der Trennprozesse eines Versuchsmähdreschers werden im Feldversuch experimentell bestätigt.
Potentialbewertung effizienzsteigernder Technologien bei Landmaschinen in Verfahrensketten mit Körnerfruchternte
(2023) Meiners, Arwid Steffen
Reducing fuel consumption in agricultural process chains through increased energy efficiency in machine use is effectively achieved through process-oriented approaches. Although European targets for greenhouse gas reduction are increasingly being demanded legislatively and socially, the farmer’s pressure to act is primarily motivated intrinsically due to economic constraints. There are technologies existing on the market that contribute to increasing machine and process efficiency. To this day, however, it is difficult to evaluate their economic use on a farm-specific basis before deciding on investments. The complexity of agricultural process chains encourages and demands comprehensive approaches for both the use and the evaluation of efficiency-increasing technologies and measures. The objective of this research is to develope and apply a proper evaluation method. As a virtual evaluation environment, a machine model is created which can be used to calculate time-related fuel consumption of agricultural machine combinations under the influence of efficiency-increasing technologies. Supplemented by a process model, the consumption of individual process chains and entire crop rotations can be simulated. A modular model topology allows flexible combinations of tractors and implements for process chains with grain crop production. Corresponding simulation models are built and parametrised. The focus is on developing a model for self-propelled harvesters and on parameterising it for application as a combine harvester. As a data basis for the process components, load and performance data are collected in field tests using a state-of-the-art hybrid combine harvester. At the same time this contributes to the general data availability of performance requirements of process components in harvesting operations. In the model application, a potential evaluation of efficiency-increasing technologies and measures, such as optimised traction conditions, driving strategies or reduced intensities in tillage and harvesting, is carried out on a virtual model farm representing typical process chains with grain crop production in the region of South Hanover. Optimisation potentials for three- and five-part crop rotations are established along the individual process steps. Specific recommendations from individual technology analyses are made for efficient use of the machinery in use. As an overall assessment, a potential for reducing fuel consumption of about 26% resulting from optimised machine efficiency can be identified.
Reifenparameterermittlung aus Fahrversuchen mit einem Ackerschlepper unter besonderer Berücksichtigung des Hohenheimer Reifenmodells
(2017) Schulze Zumkley, Hendrik
Die Landwirtschaft weltweit strebt eine zunehmende Industrialisierung und Effizienzsteigerung an. Ein Ansatz dazu ist die Verkürzung der Transport- und Umsetzzeiten von Gütern und Maschinen durch Steigerung der Höchstgeschwindigkeit, insbesondere von Ackerschleppern und selbstfahrenden Landmaschinen. Unter Beibehaltung der notwendigen Sicherheit ist dieses Ziel jedoch nur mit aufwendigerer Technik möglich. Ein weiteres Ziel ist die Fahrzeugentwicklung zu beschleunigen und zu präzisieren, was mit Simulationswerkzeugen wie der Mehrkörpersimulation gelingen soll. Wesentliches Element der Gesamtfahrzeugsimulation ist die Modellierung des Reifenverhaltens. Kommerzielle Reifenmodelle sind zahlreich verfügbar. Die Eignung für Ackerschlepperreifen und besonders ihre Parametrierung ist jedoch stark eingeschränkt. Es gibt nur sehr wenige Prüfstände, die in der Lage sind, Reifen mit einem Durchmesser größer 2 m zu vermessen. In dieser Arbeit wird daher die Alternative geprüft, mit einem messtechnisch ausgestatteten Ackerschlepper aus Fahrversuchen einzelne Reifenparameter zu ermitteln. Das Hohenheimer Reifenmodell dient wegen der Verfügbarkeit des Codes und der weitgehenden Allgemeingültigkeit der verwendeten Parameter als Grundlage.
Untersuchung der Strömungsvorgänge und Ermittlung von Kennlinien an Gutaufgabeinjektoren zur pneumatischen Förderung
(1983) Hutt, Werner
Mit Injektoren werden Gase, Flüssigkeiten oder Feststoffe durch Flüssigkeits- oder Gastreibstrahlen gefördert. Bei der pneumatischen Förderung werden mit Gutaufgabeinjektoren rieselfähige Schüttgüter von feinem Staub bis zu grobem Granulat in die Förderleitung eingeschleust. In der vorliegenden Arbeit werden Gutaufgabeinjektoren, die vorwiegend in der Verfahrenstechnik und in der Landtechnik zur pneumatischen Förderung im Niederdruckbereich verwendet werden, untersucht. Der Verlauf der Geschwindigkeiten der Luft und des Feststoffes sowie des Drucks werden nach einem physikalischen Modell berechnet und experimentell überprüft. Weiterhin werden Kennlinien von Gutaufgabeinjektoren mit verschiedenen Querschnitts- und Längsverhältnissen experimentell ermittelt und ihre Anwendung zur Auslegung von Gutaufgabeinjektoren für pneumatische Förderanlagen gezeigt.
Untersuchungen der Kräfte an schräglaufenden angetriebenen Ackerschlepperrädern
(1991) Armbruster, Karlheinz
Mit einer Einzelradmesseinrichtung wurden an Ackerschlepper-Antriebsrädern bei Radschräglauf und Schlupf gleichzeitig auftretende Längs- und Seitenkräfte an Reifen unterschiedlicher Größe auf verschiedenen Fahrbahnen gemessen. Die Ergebnisse wurden dargestellt und unter Berücksichtigung des Einflusses von Fahrgeschwindigkeit und Schlupf auf die Bodeneigenschaften durch Modellrechnungen beschrieben. Steigender Schlupf führt zu größeren Triebkräften, eine Zunahme des Schräglaufwinkels zu einem degressiven Anstieg der Seitenkräfte. Die Radführungskräfte nehmen vor allem mit der Radlast zu. Größere Raddurchmesser führen zu höheren Triebkräften, breitere Reifen zu größeren Seitenkräften. Eine Zunahme der Längskräfte führt zu einem Rückgang der Seitenkräfte. Das Maximum der Seitenkräfte liegt im Bereich geringen negativen Schlupfes und geringer negativer Triebkräfte.
Untersuchungen zum Einfluss der geometrischen Zuordnung der Förder- und Trennelemente auf das Abscheideverhalten von Tangentialdreschwerken
(1996) Büermann, Martin
Der Fortschrittbericht zeigt Ergebnisse über das Abscheideverhalten von modernen Tangentialdreschwerken, sowohl in Ein- als auch in Zweitrommelanordnung. Im Vordergrund steht hierbei der Einfluss der geometrischen Zuordnung der Förder- und Trennelemente auf das Abscheideverhalten von Dreschwerk und Schüttler. Im Gegensatz zu früheren Untersuchungen wurden alle am Dresch- und Trennprozess beteiligten Baugruppen wie im realen Prozess gleichzeitig untersucht, so dass vor allem direkte Rückschlüsse auf das Abscheideverhalten des leistungsbegrenzenden Schüttlers gezogen werden können. ? Es zeigt sich, dass die Position des Schrägförderers nur geringe Einflüsse auf die Dresch- und Trennleistung des Dreschwerkes hat. Im Gegensatz hierzu hat die Wendetrommelposition große Einflüsse. Weiterhin wird über Ergebnisse zum Wendetrommeldurchmesser sowie zur Leistungsaufnahme der Förder- und Trennelemente berichtet. Darüber hinaus wird ein Vergleich zwischen Ein- und Zweitrommeldreschwerk gezeigt.
Untersuchungen zur automatischen Erntemaschinenführung mit Satellitennavigation und Leitlinienplanung
(2006) Stoll, Albert
The working devices of agricultural machines have been optimised continuously in the last decades. Additionally, the size of the machines, the working width and the installed power have been increased. The common combination of a tractor and a mounted, exchangeable implement is often replaced by specialized, self-propelled machines for one definite operation. Especially for harvesters this development can be noticed. The operation of a harvester requires a high concentration of the driver. He has to operate and monitor the complex and numerous working devices. Depending on the harvester the crop has to be transferred continuously or with interrupts to a transport vehicle. Working widths of harvester headers can reach to 9 m in Germany. In other countries they can be even exceeded. The working edge of these wide headers can be surveyed badly. Therefore, it is difficult to guide the machine in that way that the whole working width is used. Furthermore, the driver has to adjust the driving speed according to the local harvesting conditions. Regarding the harvesting process the driver has to choose an efficient course inside the field and at the headland. Bad sight conditions caused by back light, dust or darkness as well as time pressure caused by weather conditions and ripeness of the crop make the drivers tasks even more difficult. If suitable control systems steer the machine and adjust the driving speed automatically, the driver can concentrate on the main functions of the harvester. Therefore, the throughput and the working quality can be increased. The aim of this thesis is to develop the basic theory for an automatic guidance for harvesters which has to be investigated with a self-propelled forage harvester in practice. It was demanded that the positioning data which are necessary for the automatic guidance are provided by receivers for the differential Global Positioning System. They have an accuracy of a few centimetres. No other navigation sensors should be used. The developed guidance system is structured in the closed loop transversal and the closed loop longitudinal control system. The lateral control reduces the lateral offset to the guidance path and the longitudinal control keeps the throughput constant in the field with varying yields. The control plan is defined by the guidance path which describes the desired driving route and the speed of the harvester. Path planning methods have been developed and investigated for different harvest operations. Path planning methods for swath harvesting and field covering operations are presented. The driving course of the swather is recorded during operation. With these data the guidance path for the forage harvester is calculated. The path allows a harvest operation in forward motion in every case, in order to avoid problems between harvester and transport vehicles at the headland. In order to plan the guidance path for a field covering harvest operation, the field is first structured into a headland and a main operation area. The headland provides the turning area. Also neighbour areas are considered which can be passed. Therefore, soil damaging turning manoeuvres can be carried out outside the field. The main operation area is divided into further areas, so that the guidance path has as many straight parts as possible. The number of turns can be reduced in this manner. The simulation of the path planning process and an automatically guided harvester shows that 20% of the turning distance and 10% of the total distance can be saved in comparison to a manually guided harvester without path planning.
Untersuchungen zur Ertragskartierung während der Getreideernte mit dem Mähdrescher
(1997) Reitz, Peter
Die Getreideernte in den Industrieländern wird heute ausschließlich mit dem Mähdrescher durchgeführt. Durch eine gleichzeitige Ertragskartierung werden die Voraussetzungen für eine teilflächenspezifische Feldbewirtschaftung geschaffen. Aus den geokartierten Ertragsdaten lassen sich Rückschlüsse über kleinräumige Unterscheide in den Wachstumsbedingungen innerhalb eines Feldes ziehen. In der vorliegenden Arbeit werden die theoretischen Grundlagen zur Ertragskartierung und ein Verfahren zum Betrieb des Mähdreschers mit geokodierten Teilflächendaten entwickelt und untersucht. Zu deren Realisierung werden Module für die Erfassung, Übertragung, Verarbeitung und Umsetzung geokodierter Teilflächendaten benötigt.
Ein validiertes Reifenmodell zur Simulation des fahrdynamischen und fahrkomfortrelevanten Verhaltens von Ackerschleppern bei Hindernisüberfahrt
(2015) Witzel, Paul
Am Institut für Agrartechnik der Universität Hohenheim wurden im Rahmen vieler Forschungsprojekte die speziellen Eigenschaften von Ackerschlepperreifen untersucht und modelliert. Dabei standen zumeist fahrdynamisch relevante Themen im Vordergrund. Das Hohenheimer Reifenmodell fasst die dabei gewonnenen Erkenntnisse in einem dreidimensionalen, transienten Ansatz zusammen. Mit dem nichtlinearen Modell kann die Fahrdynamik von Landmaschinen auf ebenem, festem Untergrund untersucht werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde das Hohenheimer Reifenmodell funktional erweitert, so dass Längs- und Vertikalkräfte bei der Überfahrt von Unebenheiten berechnet werden können. Mit dem erweiterten Hohenheimer Reifenmodell sind somit nicht nur fahrdynamische Untersuchungen möglich. Es kann auch dazu genutzt werden, den Fahrkomfort betreffende Merkmale zu analysieren und zu optimieren. Bei der Entwicklung standen eine einfache Parametrierbarkeit, kurze Rechenzeiten und eine hohe Modellgüte im Vordergrund.