Maschine zur automatischen Hopfenpflücke

Das manuelle Einhängen der Hopfenreben in die Pflückmaschine ist eine anstrengende, ergonomisch belastende und unfallträchtige Tätigkeit. Diese Aufgabe wird vorwiegend von Saison-Arbeitskräften durchgeführt, deren Verfügbarkeit als ein zunehmendes Problem in der Landwirtschaft erkannt wurde. Aus oben genannten Gründen und weil die Zuführung der Hopfenreben in die Pflückmaschine den letzten Schritt in der Mechanisierung der Hopfenernte darstellt, wird die Automatisierung angestrebt.

Zielsetzung

Digitaler Prototyp der MaschineZoombild vorhanden

Digitaler Prototyp der Maschine

Die Bundesrepublik Deutschland ist mit etwa 18.500ha Anbaufläche der größte Hopfenerzeuger weltweit. Trotz der Wichtigkeit des Hopfenanbaus blieb der technische Fortschritt in der Produktion hinter den technischen Entwicklungen auf dem Agrarsektor zurück und es werden immer noch die gleichen Funktionsprinzipien wie seit der Einführung der Maschinenpflücke vor 50 Jahren bei der Erntetechnik benutzt. Das manuelle Einhängen der Hopfenreben in die stationäre Pflückmaschine, eine anstrengende (7-Tage-Woche, 12 Stunden pro Tag), ergonomisch belastende und unfallträchtige Tätigkeit, wird vorwiegend von Saison-Arbeitskräften durchgeführt, deren Verfügbarkeit als ein zunehmendes Problem in der Landwirtschaft erkannt wurde. Eine Automatisierung der Zuführung der Hopfenreben in die Pflückmaschine stellt den letzten Schritt in der Technisierung der Hopfenernte dar. Damit kann die gesamte Hopfenernte vom Abreißen der Reben bis zum Pressen des getrockneten Hopfens automatisiert werden.
Ziel des Vorhabens ist die derzeit manuelle Beschickung der Hopfenpflückmaschinen zu automatisieren. Im Rahmen des Projekts wird ein geeignetes System und Gesamtkonzept entwickelt und optimiert, begleitet durch Untersuchungen unter realen Bedingungen. Dabei soll auf das manuelle Einhängen der Hopfenreben vollkommen verzichtet werden. Es ist erzielt einer Pflückleistung bis zu 1000 Hopfenreben pro Stunde und vergleichbare oder bessere Qualität des Endprodukts im Vergleich zu herkömmlichen Systemen zu gewährleisten. Darüber hinaus müssen die Sicherheitsvorschriften entsprechend der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG harmonisiert und bei der Entwicklung integriert werden.

Methode

Das neue System basiert auf der Verarbeitung der gesamten Ladung eines Erntewagens ohne die bisher übliche Vereinzelung der Reben. Der Rebenstapel wird in Abschnitte zerteilt, die dann in einer Vereinzelungs- und Vorpflückeinheit der weiteren Verarbeitung zugeführt werden. Nach einem Test des Funktionsprinzips wurde die Maschine im ersten Schritt in Form eines digitalen Prototyps gestaltet. Auf diese Weise wurde die Bearbeitung der gesamten Entwicklung vom Entwurf bis zur Fertigung ermöglicht. Der digitale Prototyp ermöglichte sowohl das detaillierte Modellieren aller Bauteile und ihren virtuellen Zusammenbau zu Baugruppen, als auch die Durchführung von kinematischen Analysen. Basierend auf diesen Erkenntnissen wurde die Maschine gebaut.
Die Prozessparameter des physikalischen Prototyps wurden unter realen Bedingungen ermittelt. In der nächsten Projektphase werden die erhobenen Daten analysiert und das Gesamtsystem für die Ernte 2013 optimiert.

Ergebnisse

Der digitale Prototyp ermöglichte sowohl die Funktionsprüfung der neu entwickelten Subsysteme als auch Kollisionsanalysen in einer frühen Optimierungsphase. Mögliche Konstruktionsfehler wurden durch die Analyse mit dem digitalen Prototyp minimiert und die Entwicklungszeit deutlich verkürzt. Die Maschine wurde in kürzester Zeit zusammengebaut. Die ersten Tests unter realen Bedingungen zeigten einen hohen Stabilitäts- und Robustheitsgrad. Potenziale für die noch bessere Abwicklung der Beschickung der Pflückmaschine wurden identifiziert und werden bei der Optimierung umgesetzt.

Digitaler Prototyp der in das System integrierten Schneidvorrichtung zur automatisierten Fütterung der Hopfenpflückmaschine

Digitaler Prototyp der Vorrichtung zu automatische Hopfenpflücke

Prototyp der Maschine für die automatische Hopfenpflücke

Prototyp der Maschine für die automatische Hopfenpflücke
Projektinformation
Projektleitung: Dr. Zoltan Gobor (Gesamtprojekt: J. Portner, IPZ 5a)
Projektbearbeitung: Th. Kammerloher, Dr. G. Fröhlich, Werkstatt
Laufzeit: 01.09.2011 - 31.03.2014
Finanzierung: BLE
Projektpartner: Fuß Fahrzeug- und Maschinenbau GmbH & Co. KG.
Projektstatus: abgeschlossen

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