Mähdrescher

Der Mähdrescher ist eine selbstfahrende (früher oft auch gezogene) Arbeitsmaschine zur Ernte von Getreide, Raps, Körnermais und anderen Feldfrüchten (Sonnenblumen, Ackerbohnen etc.). Wie die zusammengesetzte Bezeichnung (vgl. auch im Englischen: combine) andeutet, vereint der Mähdrescher mehrere Arbeitsschritte in einer Maschine.

Verschiedene Mähdreschertypen

In der Fachterminologie werden die heute auf dem Markt erhältlichen Mähdrescher in drei Kategorien eingeteilt. Die Einteilung erfolgt nach Art und Arbeitsweise der Dresch- und Abscheideorgane:

Konventioneller Mähdrescher mit Tangentialdreschwerk und Hordenschüttler
Axialmähdrescher mit axialem Dresch- und Abscheideorgan
Tangential-Rotor-Mähdrescher mit Tangentialdreschwerk und axialen Abscheideelementen

Baugruppen

Schneidwerk und Schrägförderer: Das Schneidwerk ist vorne am Mähdrescher angebaut. Da heutige Arbeitsbreiten die maximal zulässige Transportbreite von 3 - 3.5 Meter meist übersteigen (Arbeitsbreiten über 10 Meter sind möglich), kann das Schneidwerk für den Transport auf der Straße abgebaut werden. Ein Schneidwerk besteht aus: Messerbalken, Schneidtisch, Haspel und Einführungschnecke bzw. Förderband. Je nach Art der Druschfüchte kommen verschiedene Schneidwerke zum Einsatz. Für den Rapsdrusch werden zu Beispiel seitlich spezielle Messer angebaut, meist kombiniert mit einer Verlängerung des Schneidtisches. Komplett anders aufgebaut sind Maisschneidwerke (Maispflücker). Diese sind Reihenabhängig d.h. so konzipiert, dass die Messer dort angebracht sind, wo die Maisreihe steht, dabei wird nicht wie beim Getreide die Pflanze in Bodennähe abgeschnitten und zu dem Dreschorgan geführt, sondern lediglich der Maiskolben "gepflückt".

Dreschaggregat: Der größte Teil der Maschine wird vom Dreschwerk und den dahinter angebrachten Abscheideorganen (zur Trennung des Strohs und der Spreu vom Korn) eingenommen. Das Dreschorgan besteht aus einer Dreschtrommel bzw. einem Rotor und einem Dreschkorb. Etwa 90% der Körner werden durch das Dreschaggregat aus den Ähren gedroschen und vom Stroh und dem Spreu getrennt.

Abscheidung: Vom Dreschaggregat gelangt das Gut nun zur Abscheidung. Hier werden die restlichen Körner vom Stroh getrennt. Dies geschieht durch einen sogenannten Hordenschüttler oder aber durch zwei axiale Rotoren.

Reinigung: Die Reinigung erfolgt über zwei Siebe, einem Unter- und einem Obersieb. Vom Dreschkorb oder dem Abscheideaggregat kommend, gelangen die Körner auf die Siebe. Während das vergleichsweise schwere Getreide durch das Sieb fällt, werden Spreu und kleine Strohstücke von einem Radialgebläse aus dem Mähdrescher geblasen. Wenn das Getreide die Reinigung passiert hat, wird es durch einen Elevator in den Korntank befördert.

Korn- und Strohmanagement: Der Getreidetank dient als Vorratsbehälter für das Korn und wird, oftmals auch parallel zum Drusch, über das Abtankrohr auf einen Anhänger entladen. Die Größe dieses Tanks beträgt im Normalfall 8 - 11 m³, was etwa 6 - 8 Tonnen Weizen entspricht. Am hinteren Ende des Mähdreschers, hinter den Dresch- und Abscheideorganen befindet sich der Strohhäcksler. Dieser häckselt das Stroh, sollte es nicht gebraucht werden, und verteilt es über die gesamte Schnittbreite. Die gleichmäßige Strohverteilung stellt heute eine der größten Herausforderungen für die Hersteller dar.

Motor: Der Motor moderner Grossmähdrescher hat eine Leistung von über 180 Kilowatt (245 PS). Diese enorme Leistung wird vor allem für den Strohhäcksler benötigt, der je nach Arbeitsbreite alleine bis zu 80 Kilowatt (109 PS) oder sogar noch mehr benötigt. Das größte Problem für den Motor ist die Luftzufuhr, da die ganze Umgebung während des Dreschens sehr staubig ist. Aus diesem Grund müssen Luftfilter und Kühler aktiv sauber gehalten werden.

Fahrwerk: Die ganze Maschine sitzt auf einem Fahrwerk, das von 2 sehr großen und breiten Reifen (oft mehr als 80cm breit) direkt hinter dem Schneidwerk und unterhalb der Kabine dominiert wird. Gelenkt wird über die hinteren, kleineren Reifen. Allrad-Antrieb ist selten und wird auch selten gebraucht. Bei größeren Maschinen kommen mittlerweile auch vermehrt Raupenlaufwerke zum Einsatz, deren Vorteile zum einen in einer geringeren Bodenverdichtung und zum anderen in einer höheren Laufruhe der Maschine liegen, die besonders bei sehr breiten Schneidwerken von Bedeutung ist.

Kabine: Die Kabine ist der Arbeitsplatz des Maschinenführers und liegt direkt hinter dem Schneidwerk und über dem Schrägförderer. Die Kabine ist in heutigen Mähdreschern voll klimatisiert und komfortabel für einen langen Arbeitstag (meist zwischen 10 und 14 Stunden) ausgestattet. Sie enthält auch die elektronischen Steuerungen und Anzeigen zur Einstellung und Überwachung aller relevanter Parameter des Mähdreschers (Motoranzeigen, Steuerung des Schneidwerks und des Dreschwerks, immer öfter Instrumente zur Ertragsmessung, teilweise kombiniert mit GPS-Erfassungssystemen).

Automatik: In den letzten Jahren werden vermehrt Aufgaben, die früher durch den Fahrer ausgeführt wurden, von der Automatik übernommen. So wird das Schneidwerk auf einer vom Fahrer eingestellten Höhe automatisch geführt. Bodenunebenheiten werden dabei von Sensoren erfasst und Höhe, sowie Neigung des Schneidwerks entsprechend angepasst. Ein weiterer Schritt in der Automatisierung sind die automatischen Lenksysteme. Durch DGPS kann die Position des Mähdreschers auf dem Feld mit einer Genauigkeit von +/- 10cm bestimmt werden. Mit diesen Informationen kann der Bordcomputer den Mähdrescher parallel zur vorherigen Fahrspur fahren. Der Fahrer braucht das Steuer nur noch am Ende des Feldes in die Hände zu nehmen, um die Maschine zu wenden. Weiter gibt es Systeme, die mit Sensoren die Menge Druschgut messen und die Geschwindigkeit des Mähdreschers so anpassen, damit dieser immer mit optimaler Auslastung fährt.

Dreschsysteme

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Mähdrescher in Aktion

Die vom Mähbalken geschnittenen Getreidepflanzen werden im Schneidwerk durch die Einzugstrommel dem Schrägförderer zugeführt. Damit keine mitbeförderten Steine das Druschsystem beschädigen befindet sich unmittelbar am Ende des Schrägförderers eine Steinfangmulde. Der Schrägförderer befördert das Gut entweder direkt oder über einen Beschleuniger vor die Dreschtrommel. Das eigentliche Druschsystem besteht aus einer Dreschtrommel und einem Dreschkorb. Hierbei werden zwei grundlegende Konzepte Unterschieden:

Tangentiales Druschsystem (konventionell)
Axiales Druschsystem

Beim tangentialen Druschsystem wird das Druschgut tangential (im 90° Winkel zugeführt, die Dreschtrommel unten berührend) durch das Dreschaggregeat gefördert. Ein Nachteil ist, dass der Weg der einzelnen Ähre verhältnismäßig kurz durch das Druschsystem führt, was wiederum bedeutet, dass nicht alle Körner bereits ihren Weg durch den Dreschkorb gefunden haben. Also wird ein weiteres Abscheidesystem benötigt, entweder ein Schüttler oder ein aus zwei axialen Rotoren bestehendes Abscheidesystem. Diese nachträglichen Abscheidesysteme trennen Stroh von Korn und nicht ausgedroschenen Ähren, dieses Gut fällt ebenso wie die zuvor durch den Druschmechanismus erhaltenen Körner auf den Vorbereitungsboden. Das Stroh fällt hinter dem Schüttler entweder direkt auf den Acker oder es wird gehäckselt. Dieser Vorbereitungsboden wird über ein Hebelgetriebe (ebenso wie der gesamte Siebkasten) schwingend angetrieben. Die Aufgabe dieses Elementes ist es, das Gut vorzusortieren, die schwereren Körner liegen tiefer als die leichteren Teile des Gutes. Hinter dem Vorbereitungsbodens fällt das Gut durch einen Luftstrom. Dieser Luftstrom zusammen mit dem Siebkasten hat die Aufgabe das Druschgut in drei Ströme aufzuteilen. Einmal das Kaff (das besteht aus Kornspelze und kleinen Strohteilen); dieses Kaff wird durch den Luftstrom über den Siebkasten hinausbefördert und oft mit einem Verteiler versucht auf Schnittwerksbreite zu verteilen. Der nächste Teil sind nicht ausgedroschene Ähren und Ährenteile, Dieser Teil wird mit einem Überkehrsystem wieder dem Druschsystem zugeführt. Der schwerste Teil des Druschgutes sind die Körner diese werden in den Korntank befördert. Vom Korntank aus wird das Korn über ein Abtankrohr auf Anhänger befördert.

Axiales Druschsystem bedeutet, dass das Druschgut axial zwischen Dreschtrommel und Korb geführt wird, auf diese Weise vereinfacht sich das gesamte Dreschsystem drastisch, vorteilhaft ist ferner dass die Verluste nicht so stark mit Erhöhung des Durchsatzes ansteigen wie bei dem klassischen tangentialen System. Allerdings sind die Verluste im Optimum bei dem klassischen System deutlich geringer. wenn man nun bedenkt, dass beim klassischen System hinter dem Siebkasten heute oft Körperschallmikrofone zur Verlustkontrolle angebracht sind, ist es nicht verwunderlich dass sich die Axialflow-Technik keine große Verbreitung gefunden hat. Diese Technik hat auch noch den weiteren Vorteil/Nachteil, dass das Stroh stärker mechanisch bearbeitet wird und sich daher fast nicht als Langstroh weiterverarbeiten lässt.

Abscheidesysteme

Bei der Abscheidung unterscheidet man zwischen zwei grundsätzlich verschiedene Arten von Abscheideorganen:

Hordenschüttler
Axiale Abscheideelementen

Bei herkömmlichen Mähdreschern erfolgt die Abscheidung über einen Hordenschüttler. Der Schüttler besteht aus mehreren Horden, die an einer Welle befestigt sind. Da die Welle nicht gerade ist, bewegen sich die Horden beim Drehen der Welle nach oben und unten. Durch diese wird das Stroh soweit aufgelockert, dass die noch mitgeführten Körner ausgeschüttelt und abgeschieden werden. Der Schüttler ist jenes Abscheidsystem, welches das Stroh am wenigsten beansprucht und zerstört. Bei hohem Strohdurchsatz oder bei feuchten Erntebedingungen zeigen sich jedoch die Schwächen einer Schüttlermaschine. Das Stroh kann nicht mehr ausreichend aufgelockert werden und wird als eine mehr oder weniger „kompakte Matte“ über den Schüttler gefördert. Dadurch nimmt der Kornverlust stark zu. Daher werden heute vermehrt Mähdrescher mit axialen Abscheideelementen gebaut. Zwei nebeieinander angeordnete axiale Rotoren übernehmen die Aufgabe der Abscheidung. Durch die Fliehkrafte werden Korn und Stroh voneinander getrennt. Ein mit einer Lochung zur Kornabscheidung versehenes Blech verhindert, dass zuviele Nichtkornbestandteile auf die Reinigung gelangen und somit deren Funktionsfähigkeit einschränken. Bei axialen Systemen passiert das Stroh die Abscheidung rund zehnmal schneller als bei Schüttlersystemen. Daher sind grössere Durchsätze möglich und vor allem bei feuchten Erntebedingungen ist der Kornverlust erheblich geringer.

Hersteller

Literatur

Graeme R. Quick, Wesley F. Buchele: The Grain Harvesters. American Society of Agricultural Engineers, St. Joseph/Michigan 1978, ISBN 0-916150-13-5

Weblinks

Funktionsweise eines Mähdreschers