Mähen am Steilhang – gut ausbalanciert

Steckbrief

• Was wurde benötigt: drylin-W Linearschine
• Anforderungen: Schmier-, Wartungs- und Korrosiontsfreiheit
• Branche: Landtechnik

Problem

Der Gekko gehört zum Programm der Köppl GmbH in Saldenburg/Niederbayern, die weltweit als Premiumanbieter von Einachs-Motorgeräten für die Bodenbearbeitung und die Landschaftspflege einen guten Ruf genießt. Köppl entwickelt und fertigt unterschiedliche Aggregateträger – immer mit einer Achse, immer mit Verbrennungsmotor, leistungsstarken hydrostatischem Fahrantrieb und mechanischer Zapfwelle für den Antrieb der Anbaugeräte und Arbeitswerkzeuge. Mit diesem klaren Profil hat das in vierter Generation von Karl Köppl geleitete Unternehmen erreicht, dass die Geräte weltweit exportiert werden und dass Köppl auch Sondergeräte für die Anforderungen der Landwirtschaft z. B. in Afrika und Indien entwickelt. Zu der nachhaltig erfolgreichen Unternehmensentwicklung leistet die Strahlkraft des „Made in Germany“ einen Beitrag und auch die Innovationskraft, die sich nicht zuletzt beim Gekko beweist.

Bei der Entwicklung dieses Motorgerätes stand das Ziel im Vordergrund, auch auf sehr steilem Gelände eine hohe Mähleistung (bei bis zu 5 m Schnittbreite) zu erzielen. Das erreicht man unter anderem mit tiefem Schwerpunkt bei großer Bodenfreiheit, einer verbreiterten Achse und zwei unabhängig voneinander arbeitenden hydraulischen Radantrieben. Darüber hinaus haben die Konstrukteure mit der „Self-Balance“-Funktion eine besondere Innovation realisiert. Benjamin Roll, Abteilungsleiter Konstruktion bei der Köppl GmbH: „Die Achse des Gekko ist um 300 mm in der Längsachse verschiebbar.“ Damit verändert sich die Gewichtsverteilung zwischen Achse und Anbaugerät.

In der Praxis wird diese Funktion mit der Bezeichnung „Self-Balance“ so genutzt, dass die Achse je nach Steigung und Bergauf- oder Bergabfahrt näher zum Arbeitsgerät rückt oder aber größeren Abstand zum Mähbalken einnimmt. Ganz ähnlich macht es übrigens der Mensch: Wenn er bergauf oder bergab geht, verändert er ganz unbewusst seine Schrittlänge, um immer sicheren Stand zu haben und das Gleichgewicht zu halten.

Bei der Umsetzung dieser Idee standen die Konstrukteure vor einer Herausforderung, die sich aus den Einsatzbedingungen ergibt. „Die mechanische Beanspruchung ist sehr groß, weil hohe Kräfte auf die Achse wirken. Hinzu kommt die starke Verschmutzung, der die Fahrwerkskomponenten je nach Untergrund ausgesetzt sind“, so Herr Roll. Ein weiterer Aspekt: Da die mobilen Maschinen in der freien Natur arbeiten, kamen geschmierte Linearachsen nicht infrage. Deshalb verwendet Köppl bei verschiedenen – auch rotativen – Lagerlösungen Komponenten aus dem igus Konstruktionsbaukasten. Typisch für diese Komponenten ist die Kombination von Hochleistungspolymeren mit inkorporiertem Schmierstoff (für die Lager) und hartanodisiertem Aluminium (Achsen). „Wir nutzen verschiedene igus Lager und werden hierzu auch immer gut beraten“, äußerts sich Benjamin Roll. Diese Aufgabe übernimmt igus Verkaufsberater Thomas Weber.

Lösung

Die Achsverlagerung wird jetzt mit einer drylin W-Linearachse realisiert. Auf der Doppelschienen-Profilführung verfahren vier Führungswagen, wobei die Ursprungskonstruktion nochmals angepasst wurde. Zunächst wurde die komplette igus Achse einschließlich der Gehäuse für den Führungswagen getestet. Die vier einzelnen durch Schrauben mit der Achsbefestigung verbundenen Gehäuse haben sich aber nicht bewährt. Die Kräfte waren einfach zu hoch. Deshalb entschieden sich die Köppl Konstrukteure in Abstimmung mit igus –das Gehäuse als Halbzeug selbst zu fertigen. Es nimmt alle vier Lager auf, die somit zueinander in fester Position stehen. Damit ist das Risiko des Verdrehens oder Verklemmens einzelner Profilführungen ausgeschlossen und im Betrieb kann sich die Position der Achse nicht selbsttätig verstellen.

Die Verstellung der Achse erfolgt hydraulisch – und auf Wunsch auch automatisch. Diese Option wird von Köppl empfohlen, weil sich der Bediener dann auf das Manövrieren des Gerätes (das mit erstaunlicher Geschwindigkeit unterwegs sein kann) konzentrieren kann. In diesem Fall liefert ein Neigungssensor per CANBus das Istsignal an die Steuerung, und die Achsposition passt sich an die aktuelle Steigung an. Das funktioniert in einem breiten Arbeitsbereich und während des Betriebs. Benjamin Roll: „Der Gekko arbeitet bei bis zu 50,2o Neigung. Das entspricht einem Gefälle beziehungsweise einer Steigung von 120 %.“ Für die Achsverstellung gilt dann der Grundsatz „Je steiler, desto vorlastig“. Bei der Entwicklung des Gekko und der Achsverstellung hatten die Konstrukteure auch schon den nächsten Schritt im Blick. Karl Köppl: „Wir arbeiten darauf hin, dass unsere Maschinen künftig autonom im Gelände unterwegs sind.“

Mit dem Gekko hat Köppl ein echtes High-End-Gerät entwickelt, das nicht zuletzt wegen der adaptiven Achsverschiebung im Markt erfolgreich ist. Das beweist etwa der aktuelle Auftrag eines Landesstraßenbetriebs. Karl Köppl: „Der Kunde hat europaweit ausgeschrieben, zwei Jahre lang getestet und sich jetzt für die Gekkos entschieden.“ Davon abgesehen können die Anwender einer zweiten Baureihe von Einachs-Arbeitsmaschinen inzwischen auch von der adaptiven Achsverstellung profitieren. Der Taurus – ein universeller Geräteträger für verschiedene Mähwerke (in Trommel-, Portal-, Schlegel-, Scheiben- und Sichelbauweise), Boden-, Schlitz- und Baumstumpffräsen, Mulcher und Wildkrautentferner – ist mit einer hydraulischen Achsverschiebung ausgerüstet, die der Bediener per Knopfdruck und während der Fahrt betätigt. Hier ist der Verstellweg 200 statt 300 mm lang und es kommen ebenfalls drylin W-Lineareinheiten von igus zum Einsatz.