Arbeitsergebnisse Tritucap 1

5.3.1.1 Konstruktive Änderungen

Bei der in Kapitel 4.2.1.6.3 beschriebenen Version des Häckslerprototypen Tritucap 1.2 wurden im Einsatz bereits bei geringer Belastung Zähne von den Zahnträgern abgebrochen. Auch eine Räumschneide im Sägeblatt wurde in Mitleidenschaft gezogen. Die Ursache hierfür ist das Anschlagen der Sägezähne am Einlauf in das Maschinengehäuse bei hoher Torsionsbelastung des Sägeblattes. Zu dieser Art der Belastung kommt es, wenn sich die Maschinenhöhe beim Eingriff eines Sägeblattes in einen Stamm verändert. Das Sägeblatt verbiegt sich soweit, dass die Zähne an den Einlauf anschlagen und damit abbrechen.

Um diesem Problem zu begegnen wurde der Prototyp Tritucap 1.2 modifiziert und zur Version 1.3 umgebaut. Ein wesentlicher Bestandteil der Veränderungen ist der Einbau von Sägeblättern mit 10 mm Materialstärke statt der vorher verwendeten Sägeblätter mit 6 mm Stärke. Zugunsten der Torsionssteifigkeit wurde auf den Einsatz von Räumschneiden verzichtet. Zusätzlich wurden im Einlaufbereich Längsstege eingeschweißt, die bei einer Torsion des Sägeblattes die Verbiegung soweit begrenzen, dass ein Kontakt der Zähne mit dem Maschinengehäuse nicht mehr stattfinden kann. Statt der vormals verwendeten verschiedenen Zähne (Vollzahn aus Stellit und Formzahn aus Hartmetall) werden nun nur noch Vollzähne eingesetzt. Auf dem Umfang des Sägeblattes wurden die Dehnungsfugen beibehalten.

Das Abbrechen der Sägezähne, wie es bei Version 1.2 auftreten konnte, wurde durch die getroffenen Maßnahmen wirksam unterbunden. Allerdings kam es öfters zu einem Materialstau am Einlaufbereich, da sich an den eingeschweißten Längsstegen Äste ansammelten, die sonst durch das Gehäuse hindurchgerutscht wären. Die Selbstreinigung der Zähne verschlechterte sich offensichtlich. Es

bildeten sich Ablagerungen aus Pflanzensaft auf den Zahnflächen. Dieses ist auf darauf zurückzuführen, dass der durch den Zahn abgehobene Holzspan nicht mehr in dem Maße an der Zahnfläche entlanggeführt wird, wie das bei einem positiven Spanwinkel der Fall ist. Ein Effekt des geänderten Spanwinkels auf das Schneidergebnis wie auch auf die Materialannahme war jedoch nicht zu beobachten.

5.3.1.2 Leistungsdaten Tritucap 1

Die mit der Tritucap 1 bearbeiteten Flächen wurden besonders im Hinblick auf ihr Alter und die Vegetationsstruktur ausgewählt. Da an dieser Maschine noch viele Modifikationen und Anpassungen vorgenommen wurden, konnte keine breite Datengrundlage zur Evaluierung der Arbeitsleistung geschaffen werden. Diese Arbeiten stellen jedoch die Grundlage für die Entwicklung des zweiten Prototypen dar, der weiter unten näher beschrieben wird.

Tabelle 12 stellt die Bearbeitungsdaten der beiden Flächen gegenüber.

Tabelle 12: Gegenüberstellung der Merkmale mit den Arbeitsergebnissen der mit der Tritucap 1.3 bearbeiteten Versuchsflächen

Flächennummer 1 14

Größe [m²] 4.777 3.491

Brachedauer [Jahre] 4 3

Ort Cumarú São João

Hindernis¹ 0 1

Erfahrung² 2 3

Phytomasse [t/ha] 66,31 44,44 mittlere Pflanzenzahl je ha [1/ha] 50.667 154.444 mittlerer Pflanzendurchmesser [cm] 2,316 0,974 mittlere Pflanzenhöhe [cm] 266,26 175,50 Flächenleistung Bearbeitung³ [ha/h] 0,1171 0,2066

Flächenleistung Gesamt⁴ [ha/h] 0,0708 0,1004 Massenstrom; gehäckselte Masse je Häckselzeit [t/h] 7,764 9,181

Massenspezifischer Kraftstoffverbrauch [l/t] 3,29 3,98 flächenspezifischer Kraftstoffverbrauch [l/ha] 218,34 106,27

1Merkmalsausprägung „0“ bedeutet: keine Hindernisse in der Fläche

2 ordinales Merkmal: Reihenfolge der Bearbeitung

3 Flächleistung bei ausschließlicher Berücksichtigung der Häckselzeiten

4Flächenleistung bei Berücksichtigung aller Nebenzeiten

Es werden hier nur die Flächen berücksichtigt, die in vollem Umfang vorher auf ihre Vegetationsstruktur hin untersucht wurden. Die Flächen, auf denen kurzzeitige Tests zur Funktionsprüfung einzelner veränderter Maschinen-komponenten durchgeführt wurden, finden keinen Eingang in die Daten. Es wurde

im Mittel auf den zwei untersuchten Flächen eine Flächenleistung von 0,162 ha/h erreicht (0,1171 ha/ h und 0,2066 ha/h). Hierbei ist zu beachten, dass sich diese Zahlen ausschließlich auf die Häckselzeiten beziehen. Die Nebenphasen für Manöver, Pausenzeiten etc. sind unter „Flächenleistung Gesamt“ erfasst.

Die Flächenleistung ist auf der Versuchsfläche 14 ebenso wie die gehäckselte Masse je Zeiteinheit höher. Der mittlere Pflanzendurchmesser und die mittlere Pflanzenhöhe ist auf Fläche 1 ebenso wie die Phytomasse höher.

Die Unterschiede der Flächenleistung sind offenbar auf die stark unterschiedliche Strukturierung der Vegetation zurückzuführen. Sowohl die Durchmesserverteilung der Pflanzenproben als auch die ermittelte oberirdische Phytomasse weichen stark voneinander ab.

Zur Erklärung der Unterschiede in der Flächenleistung und dem Massenstrom kann eine Darstellung der Verteilung auf die definierten 18 Klassen der gemessenen Durchmesser in den beprobten Flächen herangezogen werden.

Tabelle 13: Numerische Verteilung der Pflanzendurchmesser auf den Versuchsflächen 1 (n= 304) und 14 (n= 278)

Flächennummer 1 14

< 20 mm 60,20% 92,45%

mittlerer Pflanzendurchmesser [mm] 23,16 9,74

Hier ist noch eindeutiger als am mittleren Durchmesser zu erkennen, dass eine große Anzahl an Pflanzen auf der Fläche 1 einen wesentlich höheren Durchmesser besitzt, als auf der Fläche 14. Auf dieser Fläche haben über 99 % der gemessenen Pflanzen eine Durchmesser von weniger als 35 mm während auf Versuchsfläche 1 mehr als 78 % in diesem Bereich liegen. Jedoch auch in den noch kleineren

Durchmesserklassen ist ein markanter Unterschied zwischen den beiden Flächen zu sehen. Während bei Fläche 1 60,20 % der gemessenen Pflanzen weniger als 20 mm durchmaßen, sind es bei Fläche 14 bereits 92,45 %.

Diese Tatsache kann als ein Erklärungsansatz des trotz höherer Phytomasse geringeren Massenstroms auf Fläche 1 im Vergleich zu Fläche 14 dienen.

Vergleicht man die beiden Flächen hinsichtlich ihrer Bearbeitungsdaten direkt miteinander ergeben sich die in Tabelle 14 dargestellte Relationen.

Tabelle 14: Ausgewählte Relationen der Bearbeitungsdaten von Fläche 1 und Fläche 14

Flächennummer 1 14

Verhältnis Phytomasse 1,00 0,6702

Verhältnis Flächenleistung 1,00 1,7643 flächenspezifischer Kraftstoffverbrauch 1,00 0,4867

Verhältnis Massenstrom 1,00 1,1825

massenstromspezifischer. Kraftstoffverbrauch 1,00 1,2097

Bei dem Verhältnis von 1: 0,6702 für die Phytomasse beträgt das Verhältnis der Flächenleistungen 1: 1,7643. Dementsprechend ungünstiger ist der flächenspezifische Kraftstoffverbrauch auf Fläche 1. Dabei weichen die massenstromspezifischen Daten jedoch nur relativ gering voneinander ab.

Offenbar wirkt die Struktur und Phytomasse der Vegetation limitierend auf die Flächenleistung. Mit zunehmender Phytomasse und zunehmender Größe des mittleren Pflanzendurchmessers und der mittleren Pflanzenhöhe nimmt die Flächenleistung ab. Der aufgezeigte stark unterschiedliche flächenspezifische Kraftstoffverbrauch dokumentiert diese Abhängigkeit deutlich.

Genauere Aussagen können aufgrund der nur begrenzt verfügbaren Daten jedoch nicht getroffen werden.