Die Over-the-Row-Konfiguration – Eine Maschine, die um ihre Radantriebe herum konstruiert wurde
Anders als bei allen anderen Erntemaschinen dieser Baureihe – bei denen der Erntemechanismus auf einem herkömmlichen Fahrgestell montiert ist – handelt es sich bei dieser Traubenerntemaschine um eine Reihen-Erntemaschine. Die Rebzeile verläuft zwischen den Stützbeinen der Maschine, und der Erntemechanismus (Rüttelstangen, Auffangplatten, Förderbänder, Sammelbehälter) ist in den oberen Aufbau integriert, der die Reihe überspannt. Die Radantriebe befinden sich an der Unterseite der beiden Stützbeine – so weit unterhalb des Schwerpunkts, wie es die Geometrie zulässt.
Diese Konfiguration erstellt eine Planetengetriebe mit Radantrieb Eine besondere Herausforderung bei Traubenvollerntern: Die Maschine hat einen hohen Schwerpunkt (2,0 bis 3,0 Meter) im Verhältnis zur geringen Spurweite (2,5 bis 3,2 Meter zwischen den Radachsen). Der statische Kippwinkel beträgt typischerweise 25 bis 35 Grad – doch in einem Hangweinberg mit lockerem Boden können dynamische Drehmomentschwankungen der Radantriebe die effektive Stabilitätsreserve um 15 bis 25 Grad reduzieren. Jede plötzliche Drehmomentänderung des Radantriebs – ein Ruckeln, ein Eingriff der Traktionskontrolle oder eine Richtungsumkehr – führt zu einer seitlichen Gewichtsverlagerung, die die Maschine in Richtung Kippgrenze neigt.
Die Laufruhe des Radantriebs bei einem Traubenvollernter ist daher nicht nur eine Anforderung an die Erntequalität, sondern auch eine Stabilitätsanforderung. Ein Drehmomentstoß, der bei einem Kartoffelroder mit niedrigem Schwerpunkt unmerklich wäre, kann bei einem Traubenvollernter mit hohem Schwerpunkt ein spürbares Rucken verursachen – und an einem Hang mit einer Tragfähigkeit von 251 TP3T kann dieses Rucken die Maschine gefährlich nahe an den Kippwinkel bringen. Die Qualität des Zahneingriffs, das Ansprechverhalten der Hydraulikventile und die Traktionskontrolle müssen auf minimale Drehmomentschwankungen optimiert sein – daher sind Zahnräder der DIN-Klasse 6 eine strukturelle Sicherheitsanforderung und nicht nur eine Frage der Leistungsfähigkeit.
Die Geometrie des Stützbeins schränkt auch die Anordnung des Radantriebs ein. Der Radantrieb muss in das schmale Stützbein – typischerweise 300 bis 450 mm breit – passen und gleichzeitig genügend Drehmoment für das Bergauffahren mit vollem Korntank liefern. Diese Maßvorgabe begrenzt den Durchmesser des Planetengetriebes und damit das maximale Drehmoment, das über eine einzelne Untersetzungsstufe übertragen werden kann. Die meisten Radantriebe von Traubenerntern verwenden zwei- bis dreistufige Planetengetriebe, um das erforderliche Drehmoment auf kleinem Raum zu erreichen – wobei die axiale Länge (akzeptabel, da sich das Stützbein vertikal erstreckt) gegen den radialen Durchmesser (begrenzt durch die Stützbeinbreite) getauscht wird. Die kompakte Bauweise begrenzt auch die Lagergröße, was wiederum die Tragfähigkeit der Abtriebslager begrenzt – wodurch die Lagerauswahl für Maschinen mit hohem Schwerpunkt am Hang wichtiger ist als für herkömmliche Landmaschinen mit niedrigem Schwerpunkt.
Weinbergsbetrieb am Hang – Hänge, die den Wein und die Zufahrtsspezifikation prägen
Die besten Weinregionen der Welt liegen häufig an Hängen – das Douro-Tal (30 bis 50 m ü. NN), die Mosel (30 bis 65 m ü. NN), die Côte-Rôtie in der nördlichen Rhône (20 bis 45 m ü. NN) und die Adelaide Hills (10 bis 25 m ü. NN). An diesen Hängen entstehen Weine von herausragender Qualität, da die Drainage, die Sonneneinstrahlung und die ausgeglichene Temperatur des Hang-Terroirs die Aromen der Trauben konzentrieren. Die maschinelle Lese an diesen Hängen erfordert Radantriebe, die auch bei Steigungen zuverlässig arbeiten können, wo die Schwerkraft der Maschine eine dominierende Rolle spielt.
| Neigung | Steigkraft (8 t) | % der Traktion | Stabilitätsbedenken |
|---|---|---|---|
| 10% (6°) | 7,8 kN | 25% | Niedrig |
| 20% (11°) | 15,4 kN | 48% | Mäßig — CG-Verschiebung |
| 30% (17°) | 22,9 kN | 72% | Hoch – nahe am Rollover-Marge |
Bei einer Steigung von 301 TP3T verbraucht die Schwerkraft 721 TP3T der verfügbaren Traktion – es bleiben also nur 281 TP3T für Rollwiderstand und Vortrieb übrig. Der Radantrieb muss diese begrenzte Traktion präzise zwischen den bergauf und bergab führenden Rädern verteilen. Erhält das bergauf führende Rad im Verhältnis zu seiner reduzierten Traktion (geringeres Gewicht durch Schwerpunktverlagerung) zu viel Drehmoment, dreht es durch – die begrenzte Traktionsreserve geht verloren und die Wurzeln der Reben werden geschädigt. Erhält das bergab führende Rad zu wenig Drehmoment, bremst die Maschine ab und der Rüttelmechanismus überbeansprucht den Rebabschnitt – die Beeren werden beschädigt und die Weinqualität mindert.
Die Querfahrt am Hang (das Fahren entlang des Hangs anstatt bergauf oder bergab) ist in Konturweinbergen üblich. Bei einer Querfahrt am Hang ist die Gewichtsverlagerung von den bergauf führenden zu den bergab führenden Rädern konstant – die Radlast bergauf reduziert sich um etwa 8 bis 151 t³ pro 101 t³ Hangneigung. Der Radantrieb muss dies kompensieren, indem er das Drehmoment am bergauf führenden Rad reduziert (um ein Durchdrehen zu verhindern) und das Drehmoment am bergab führenden Rad erhöht (um die Geschwindigkeit zu halten) – eine differenzielle Drehmomentsteuerung, die entweder unabhängige Hydraulikmotoren pro Rad oder eine elektronische Schlupfbegrenzung im hydrostatischen System erfordert.
Die Bergabfahrt in einem Weinberghang ist gefährlicher als die Bergauffahrt, da die Schwerkraft in Fahrtrichtung wirkt und der Radantrieb ein kontinuierliches Bremsmoment erzeugen muss, um zu verhindern, dass die Maschine die Zielgeschwindigkeit für die Ernte überschreitet. An einem 25%-Berghang beträgt die Erdbeschleunigung etwa 2,4 m/s². Das bedeutet, dass die Maschine innerhalb von 3 Sekunden von 3,5 km/h auf 12 km/h beschleunigen würde, wenn der Radantrieb das Bremsmoment verlöre. Der hydrostatische Antrieb sorgt durch den Gegendruck des Hydraulikmotors für eine natürliche Verzögerung – dieses Bremsmoment muss jedoch kontinuierlich und proportional sein. Jede Unterbrechung (z. B. ein defekter Hydraulikschlauch, eine undichte Motordichtung oder ein Ausfall der Pumpensteuerung) führt dazu, dass die Maschine an einem steilen Weinberghang ohne mechanische Bremswirkung schneller außer Kontrolle gerät, als die Reaktionszeit des Fahrers von 0,5 bis 1,0 Sekunden beträgt.
Geschwindigkeitskontrolle für Beerenqualität – Die Fahrgeschwindigkeit bestimmt die Weinqualität
Die Rüttelstangen eines Traubenvollernters oszillieren mit 350 bis 500 Schwingungen pro Minute. Dadurch werden einzelne Beeren von den Traubentrauben gelöst, während Stiele, Blätter und unreife Beeren an der Rebe verbleiben. Die Effektivität dieser selektiven Ernte hängt von der Einwirkzeit ab: Wie lange befindet sich jeder Rebabschnitt während der Fahrt in der Rüttelzone? Die Einwirkzeit wird durch die Fahrgeschwindigkeit gesteuert: Langsamere Geschwindigkeit bedeutet längere Einwirkzeit (mehr geerntete Beeren, aber auch mehr Verunreinigung durch Blätter und Stiele), schnellere Geschwindigkeit kürzere Einwirkzeit (weniger geerntete Beeren, aber eine sauberere Ernte).
Die optimale Fahrgeschwindigkeit hängt von der Rebsorte, dem Reifegrad und dem Erziehungssystem ab und wird üblicherweise vom Winzer oder Weinbergmanager für jede Leseparzelle individuell festgelegt. Bei dünnschaligen Sorten (Pinot Noir, Riesling) wird die Geschwindigkeit höher (3,5 bis 5,0 km/h) eingestellt, um Beerenschäden durch zu starkes Schütteln zu minimieren. Bei dickschaligen Sorten (Cabernet Sauvignon, Shiraz) kann die Geschwindigkeit niedriger (2,5 bis 3,5 km/h) sein, da die Beeren hier mehr Bewegung vertragen, ohne zu platzen. Der Radantrieb muss diese eingestellte Geschwindigkeit über den gesamten Bereich von Geländeneigungen, Bodenbeschaffenheiten und Füllständen des Trichters hinweg mit einer Genauigkeit von ±0,1 bis 0,2 km/h – einem Bereich von 3 bis 51 TP3T – einhalten.
Der wirtschaftliche Wert dieser Geschwindigkeitsgenauigkeit ist beträchtlich. Eine unabhängige Studie des Australian Wine Research Institute ergab, dass die Beerenbeschädigungsrate mit jeder Erhöhung der Geschwindigkeit um 0,5 km/h über die optimale Geschwindigkeit für die jeweilige Rebsorte um 8 bis 12 Prozentpunkte steigt. Jeder Prozentpunkt Beerenbeschädigung reduziert die resultierende Weinqualität um etwa 0,3 bis 0,5 Punkte auf einer 100-Punkte-Skala. Bei Premium-Weintrauben mit einem Wert von 1.500 bis 5.000 US-Dollar pro Tonne kann eine Reduzierung der Qualitätsbewertung um 5 Punkte den Wert der Trauben um 15 bis 251 Tonnen – oder 225 bis 1.250 US-Dollar pro Tonne – mindern. Auf einem 50 Hektar großen Weinberg mit einem Ertrag von 8 Tonnen pro Hektar können diese qualitätsbedingten Verluste durch die Geschwindigkeitskontrolle 90.000 bis 500.000 US-Dollar pro Ernte erreichen – und damit die Gesamtkosten eines Premiumweins deutlich übersteigen. Planetengetriebe mit Radantrieb mit überlegener Geschwindigkeitsregelung.
Drei spezifische Ausfallarten bei Radantrieben von Traubenerntern
Der hohe Schwerpunkt (2,0 bis 3,0 m) und die geringe Spurbreite (2,5 bis 3,2 m) führen zu einem statischen Kippwinkel von 25 bis 35 Grad. Bei einer Querneigung von 251 TP3T verbraucht die Maschine bereits 701 TP3T ihrer statischen Kippreserve. Jede plötzliche Änderung des Radantriebsmoments – beispielsweise eine Korrektur der Traktionskontrolle, ein Richtungswechsel am Ende einer Reihe oder ein klemmendes und wieder öffnendes Hydraulikventil – erzeugt eine Querbeschleunigung, die die verbleibende Kippreserve vorübergehend reduziert. Ein Drehmomentanstieg von 301 TP3T über dem Mittelwert kann die effektive Stabilitätsreserve auf unter 5 Grad verringern – ein Bereich, der durch die im Arbeitsalltag üblichen Unebenheiten des Untergrunds (Rebenwurzeln, Bewässerungsspuren) entsteht.
Die Weinlese findet von September bis November (Nordhalbkugel) bzw. von Februar bis April (Südhalbkugel) statt – oft bei feuchten Bedingungen mit Morgentau, nächtlichem Regen oder Bewässerungsnässe. Die Reifen der Lesegeräte fahren in einem Abstand von 0,3 bis 0,5 Metern zu den Rebstämmen. Jegliches Durchdrehen der Räder auf dem nassen Boden zwischen den Reihen kann tiefe Furchen erzeugen, die die flachen Feinwurzeln beschädigen. Diese Feinwurzeln erstrecken sich 0,5 bis 1,5 Meter vom Stamm und konzentrieren sich in den obersten 15 bis 30 cm des Bodens – genau dort, wo ein durchdrehender Reifen den größten Schaden anrichtet. Eine einzige Überfahrt mit durchdrehenden Reifen kann den Ertrag der Rebe in den folgenden ein bis zwei Jahren um 5 bis 101 Tonnen reduzieren, bis sich das beschädigte Wurzelsystem erholt hat. In Premium-Weinbergen mit 20 bis 50 Jahre alten Reben (die im Qualitätsklassifizierungssystem unersetzlich sind) gilt Wurzelschaden durch durchdrehende Reifen als dauerhafter Schaden für den Weinberg – nicht nur als vorübergehende Ertragsminderung. Manche Verwalter von Premium-Weingütern verbieten die maschinelle Lese vollständig, wenn die Traktionskontrolle des Radantriebs keinen schlupffreien Betrieb gewährleisten kann – sie nehmen die höheren Kosten der manuellen Lese dem Risiko von Wurzelschäden durch einen unzureichend kontrollierten Radantrieb vor.
Während der Weinlese tropft Traubensaft (pH-Wert 3,0 bis 3,8, Zuckergehalt 15 bis 251 µg/kg) von den Auffangplatten und Förderbändern auf die Radantriebsgehäuse und Wellendichtungen. Der hohe Zuckergehalt macht den Saft extrem klebrig – er trocknet zu einem harten, hygroskopischen Rückstand, der Feuchtigkeit anzieht und Korrosion auf ungeschützten Stahloberflächen begünstigt. Die im Saft enthaltene Weinsäure und Apfelsäure greifen das Standard-NBR-Dichtungsmaterial an, was zu Quellung und Aushärtung führt und die Flexibilität der Dichtung innerhalb von 200 bis 400 Stunden verringert. Die Kombination aus Säureangriff und Feuchtigkeitsaufnahme durch den Zuckerrückstand verursacht Korrosionsraten auf ungeschütztem Baustahl, die 5- bis 8-mal höher sind als in sauberen Wasserumgebungen.
Saisonale Lagerung – Dieselbe Herausforderung wie bei der Apfelernte, verschärft durch Traubensaftreste
Ähnlich wie Apfelernter sind auch Traubenvollernter nur kurz im Jahr im Einsatz (15 bis 35 Tage in den meisten Weinregionen) und werden anschließend 330 bis 350 Tage eingelagert. Die lagerungsbedingten Verschleißmechanismen – Lagerkorrosion im Stillstand, Dichtungsverformung und kondensationsbedingte Feuchtigkeit im Inneren – sind identisch mit denen von Apfelerntern. Traubenvollernter sind jedoch einem zusätzlichen Lagerrisiko ausgesetzt: Traubensaftresten.
Werden die Antriebsflächen der Räder vor der Einlagerung nicht gründlich gereinigt, bildet der getrocknete Traubensaft eine harte, zuckerreiche Kruste, die während der gesamten Lagerzeit Luftfeuchtigkeit aufnimmt und so ein permanent feuchtes, saures Mikroklima auf den Stahloberflächen aufrechterhält. Dieser anhaltende Kontakt mit Säure und Feuchtigkeit führt zu Lochfraßkorrosion an freiliegenden Wellenoberflächen, Gehäuseflächen und Dichtungsbereichen, und zwar in einem deutlich höheren Ausmaß als die Kondensationskorrosion an sauberen Oberflächen, die andere saisonal eingesetzte Maschinen betrifft. Die Reinigung aller äußeren Antriebsflächen vor der Einlagerung – gefolgt von einem dünnen Anstrich mit Korrosionsschutzöl auf unlackierten Stahloberflächen – ist der mit Abstand wirksamste Schritt zur Vorbereitung der Radantriebe von Traubenerntern auf die Lagerung.
Häufig gestellte Fragen
Korea Ever-Power bietet Radantriebe für Traubenernter von 3.000 bis 20.000 Nm mit hoher Schwerpunktstabilität, Hangtraktion und Schutz vor organischen Säuren.
Herausgeber: Cxm
