Schmalspurschlepper Fendt 208 V mit Vorderachsfederung

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1 AGCO GmbH Schmalspurschlepper Fendt 208 V mit Vorderachsfederung Vorderachsfederung DLG-Prüfbericht 5538 F Beurteilung kurzgefasst 11/05 Vorderachsfederung Anmelder AGCO GmbH Johann-Georg-Fendt-Str Marktoberdorf Hersteller AGCO GmbH Johann-Georg-Fendt-Str Marktoberdorf Prüfmerkmal Prüfergebnis Bewertung Reduzierung der auf den Fahrer einwirkenden Beschleunigungen in z-richtung durch die Vorderachsfederung gut + Reduzierung der Kippgefahr durch die Vorderachsfederung sehr gut + + Verbesserung der Geräteführung eines Gerätes im Frontanbau durch die Vorderachsfederung gut + Deutsche Landwirtschafts- Gesellschaft e.v. DLG Testzentrum Technik & Betriebsmittel Bewertungsbereich: ++ / + / / / ( = Standard)

2 Kurzbeschreibung Der Schmalspurschlepper Fendt 208 V ist ein Spezialschlepper, der vor allem im Wein- und Obstbau eingesetzt wird. Der Schlepper wird in Blockbauweise gebaut und kann wahlweise mit einer starren oder mit einer en Vorderachse ausgerüstet werden. Die Vorderachsfederung ist abschaltbar und schaltet sich ab einer Geschwindigkeit von 15 km/h automatisch zu. Die Kabine ist vorn und hinten auf Silentblöcken gelagert. Auf dem Schlepper befindet sich ein lufter Sitz, der optional auf diesen Schleppertyp aufgebaut wird. Für die verschiedenen Tests stehen ein einreihiger Laubschneider von ERO (Frontanbau; Gewicht: 230 kg) und ein Mulcher Alpha Sensor von Braun (Gewicht: 560 kg) zur Verfügung. Inhalt des Tests Im Rahmen dieses Tests wurden zwei Fendt 208 V verglichen. Beide Schlepper waren bis auf die Vorderachse komplett baugleich. Ein Schlepper war mit einer starren Vorderachse und der andere mit einer en Vorderachse ausgestattet. Es wurde der Einfluss der en Vorderachse auf den Fahrkomfort, die Gefahr des Kippens und die Geräteführung eines Gerätes im Frontanbau untersucht. Dazu wurden folgende Testteile durchgeführt: a) Messung von Beschleunigungen auf dem Sitzpolster und Bewertung des Fahrkomforts auf der Sitzprüfbahn und auf einer Kreisstraße. b) Messung von Drehwinkel am Schlepper bei der Überfahrt über ein festes Hindernis zur Beurteilung der Gefahr des Kippens. c) Messung von Beschleunigungen und Drehwinkel am Schlepper bei der Fahrt über die Sitzprüfbahn zur Beurteilung der Geräteführung eines Frontanbaugeräts. Andere Kriterien wurden nicht geprüft. Messverfahren a) Fahrkomfort Als Messstrecken wurden die 100 m lange Sitzprüfbahn nach 78/764/EWG des DLG-Testzentrums (entspricht einem schlechten Feldweg) und eine relativ ebene Kreisstraße in der Nähe des Testzentrums genutzt. Auf der Sitzprüfbahn wurde mit Fahrgeschwindigkeiten zwischen 4 km/h und 20 km/h in Stufen von 4 km/h gemessen. Auf der ebenen Kreisstraße betrug der Geschwindigkeitsbereich 20 bis 35 km/h (maximal zulässige Höchstgeschwindigkeit). Hier wurde in 5 km/h-schritten gemessen. Mit einem auf der Sitzfläche des Sitzes befestigten Beschleunigungssensor wurden die nach 78/764/EWG bewerteten Effektivwerte der Beschleunigungen in z-richtung a ws gemessen. Alle Messfahrten wurden mit den folgenden drei Schlepper-Gerätekombinationen durchgeführt: Schlepper mit angebautem Heckmulcher, Schlepper mit Laubschneider im Frontanbau, Schlepper mit Laubschneider und Mulcher. Der Laubschneider und Mulcher befanden sich in Transportstellung. b) Wanken/Standsicherheit Bei diesem Testteil wurde mit einer Geschwindigkeit von 4, 8 und 12 km/h über ein beidseitig angeschrägtes 10 cm hohes festes Hindernis gefahren. Die Gesamtbreite des Hindernisses betrug 40 cm und befand sich jeweils auf einer geraden Strecke, in einer weiten Kurve (Kurvenradius 30 m) und einer engen Kurve (Kurvenradius 2 m, voller Lenkeinschlag). Auf der Geraden bzw. in der weiten Kurve simulierte man damit das Durchfahren eines Schlaglochs bzw das Überfahren z.b. eines größeren Steines. Mit dem Hindernis in der engen Kurve wurde das schräge Ausfahren und Wenden am Zeilenende bei schlechtem Vorgewende oder einer Rinne simuliet. Die Überfahrt erfolgte jeweils mit der rechten Schlepperseite bzw. mit dem kurveninneren Rad. Am Rumpf des Schleppers war ein Drehwinkelsensor installiert, um die Drehbewegungen des Schleppers um seine Längsachse zu ermitteln. Die Messwerte wurden mit einer Abtastfrequenz von 1024 Hz erfasst. Die Tests wurden mit den unter a) bereits genannten Schlepper-Gerätekombinationen durchgeführt. Laubschneider und Mulcher befanden sich in Transportstellung. DLG-Prüfbericht 5538 F 2

3 c) Geräteführung Als Messstrecke wurde die 100 m lange Sitzprüfbahn nach 78/764/EWG genutzt. Die Überfahrt erfolgte bei 4, 6 und 8 km/h jeweils mit Schlepper und Laubschneider im Frontanbau, sowie mit Schlepper, Laubschneider und Mulcher. Bei den Fahrten befand sich der Laubschneider in Arbeitsstellung. Seitlich komplett nach rechts geklappt. Höhe des oberen Quermessers 220 cm über Boden. Der Mulcher befand sich in Transportstellung. An dem Schlepper waren mit entsprechenden Haltern unmittelbar vor den Vorderrädern links und rechts an der Außenkante des Schleppers und unmittelbar über der Hinterachse auf dem Kabinenboden je ein Beschleunigungssensor für senkrechte Beschleunigungen und am Rumpf des Schleppers ein Drehwinkelsensor installiert, um die Wank- und Nickbewegungen des Schleppers zu ermitteln. Schlepperdaten e Vorderachse e Vorderachse Schlepper solo Gesamtgewicht 2685 kg 2750 kg Vorderachslast 1160 kg 1175 kg Hinterachslast 1525 kg 1575 kg Schlepper mit Laubscheider Gesamtgewicht 2915 kg 2980 kg Vorderachslast 1510 kg 1500 kg Hinterachslast 1405 kg 1480 kg Schlepper mit Mulcher Gesamtgewicht 3245 kg 3310 kg Vorderachslast 815 kg 870 kg Hinterachslast 2430 kg 2440 kg Schlepper mit Laubscheider und Mulcher Gesamtgewicht 3475 kg 3540 kg Vorderachslast 1170 kg 1230 kg Hinterachslast 2295 kg 2310 kg Reifen vorn Kleber Super 8L 280/70 R 16 Kleber Super 8L 280/70 R 16 Reifen hinten Kleber Fitker 360/70 R 24 Kleber Fitker 360/70 R 24 Reifendruck vorn 1,2 bar 1,2 bar Reifendruck hinten 1,2 bar 1,2 bar Spurweite vorn 950 mm 950 mm Spurweite hinten 900 mm 900 mm Radstand 2130 mm 2130 mm Sitztyp Grammer MSG 93 / 511 Grammer MSG 93 / 511 DLG-Prüfbericht 5538 F 3

4 Prüfergebnisse und Einzelbeurteilungen bewertete eff. Beschleunigung in z-richtung aws [m/s 2 ] 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 a) Fahrkomfort Messergebnisse auf der Sitzprüfbahn nach 78/764/EWG Aus dem Verlauf der Kurven ist deutlich im Arbeitsbereich von 4 bis 15 km/h eine Reduktion der auf den Fahrer einwirkenden senkrechten Beschleunigungen (z-richtung) a ws durch die Vorderachsfederung zu erkennen. Dabei ist die Reduktion am stärksten bei einer Geschwindigkeit von 12 km/h, wenn der Schlepper sich im Bereich seiner Resonanzfrequenz befindet und bei Fahrgeschwindigkeiten über 19 km/h. Bei den Fahrten mit den anderen Gerätekombinationen treten vergleichbare Kurvenverläufe auf. Auch bei diesen Messfahrten erfolgt die deutlichste Reduktion im Bereich der Resonanzfrequenz des Schleppers bei v= 12 km/h und bei Geschwindigkeiten über 19 km/h. Aus den Einzelergebnissen für jede Schlepper- Gerätekombination ergibt sich bei v= 12 km/h eine durchschnittliche Verringerung von a ws um 17 %. Mit der en Vorderachse wird es bei steigender Geschwindigkeit zunehmend schwieriger, den Schlepper auf der Bahn völlig unter Kontrolle zu halten. Bei der Sitzprüfbahn 4 km/h bis 20 km/h - Schlepper mit Mulcher Fahrgeschwindigkeit [km/h] Diagramm 1: Messung auf der Sitzprüfbahn Bewertete Effektivwerte der Beschleunigung in z-richtung (senkrecht) auf der Sitzfläche a ws in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit (Schlepper mit Mulcher), mit und ohne Vorderachsfederung. bewertete eff. Beschleunigung in z-richtung aws [m/s 2 ] 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 Version mit Vorderachsfederung ist bei den Messungen auf der Sitzprüfbahn im gesamten Geschwindigkeitsbereich immer ein sicheres Lenken des Fahrzeugs möglich. Selbst bei der für einen schlechten Feldweg relativ hohen Geschwindigkeit von 20 km/h kann das e Fahrzeug mit Anbaugeräten sicher beherrscht werden. Die e Vorderachse erhöht den Fahrkomfort und die Fahrsicherheit auf schlechten Feldwegen. Messergebnisse bei Straßenfahrt Die Straßenfahrten zeigen, dass bei 25 km/h der Schlepper sich ebenfalls im Bereich seiner Resonanzfrequenz befindet. Bei dieser Geschwindigkeit beginnt der Schlepper zu nicken. Hier werden auch die höchsten Beschleunigungen auf dem Sitzpolster gemessen. Betrachtet man alle Messfahrten auf der Straße, so ergibt sich bei einer Geschwindigkeit von 25 km/h eine durchschnittliche Verringerung von a ws um 26,8 %. Auch bei den Messungen auf der Straße wird bis zum Erreichen von v max über den gesamten Geschwindigkeitsbereich der Fahrkomfort und auch die Fahrsicherheit mit einer Vorderachsfederung erhöht. b) Wanken/Standsicherheit Bei der Fahrt über ein festes Hindernis (Gerade, weite und enge Kurve) wird das jeweils rechte Vorder- und Hinterrad bzw. kurveninnere Hinterrad stoßartig angeregt und führt dazu, dass der gesamte Straßenfahrt 20 km/h bis 35 km/h - Schlepper mit Mulcher - 0, Fahrgeschwindigkeit [km/h] Diagramm 2: Messung bei Straßenfahrt Bewertete Effektivwerte der Beschleunigung in z-richtung (senkrecht) auf der Sitzfläche a ws in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit (Schlepper mit Mulcher), mit und ohne Vorderachsfederung. DLG-Prüfbericht 5538 F 4

5 Tabelle 1: Übersicht der Messfahrten über ein Hindernis Gerade 4 km/h 8 km/h 12 km/h Gerätekombination Mulcher Mulcher und Laubschneider Laubschneider enge Kurve 4 km/h 8 km/h 12 km/h Gerätekombination Mulcher Mulcher und Laubschneider Laubschneider = Messfahrt durchgeführt = Messfahrt aus Sicherheitsgründen abgebrochen bzw. nicht durchgeführt Schlepper um seine Längsachse wankt. Diese Wankbewegung wird über einen Winkelsensor erfasst. Es hat sich gezeigt, dass bei den Fahrten auf der Geraden und in der weiten Kurve keine bemerkenswerten Unterschiede auftreten, so dass auf die Messfahrten durch die weite Kurve nicht weiter eingegangen wird. Die Tabelle 1 zeigt eine Aufstellung der durchgeführten Messfahrten zu diesem Testteil. In der Tabelle sind die Fahrten gekennzeichnet, die aus Sicherheitsgründen abgebrochen worden sind bzw. nicht durchgeführt werden konnten, weil jeweils ein Hinterrad abgehoben hat. Allein die Aufstellung der Messfahrten zeigt sehr deutlich, dass durch die e Vorderachse mit integrierter Wankabstützung die Standsicherheit des Schleppers verbessert und somit die Gefahr eines Umkippens in bestimmten Extremsituationen reduziert wird. So sind z. B. die Fahrten über das Hindernis auf der Geraden bei 8 km/h und 12 km/h mit angebautem Laubschneider mit einer en Vorderachse ohne ein Abheben des rechten Hinterrades nicht möglich. Bei der Fahrt in der engen Kurve wird der Unterschied zwischen er und er Vorderachse noch deutlicher. Unabhängig von der Gerätekombination kann mit einer en Vorderachse das Hin- Bild 2: Schlepper mit Front- und Heckanbaugerät auf dem festen Hindernis (Höhe 10 cm). Winkel [ ] Abklingen der Wankbewegung - Schlepper mit Heckgerät, 4 km/h, Gerade Zeit [sec] Diagramm 3: Abklingen der Wankbewegung nach Überfahrt über ein Hindernis (Schlepper mit Mulcher, 4 km/h, Gerade) 5 Überfahrt mit rechtem Hinterrad über Hindernis 6 DLG-Prüfbericht 5538 F 5

6 dernis mit einer Geschwindigkeit von 8 km/h nicht überquert werden. Selbst bei der geringen Geschwindigkeit von 4 km/h hebt das rechte Hinterrad mit angebautem Laubschneider bei der Überfahrt über das Hindernis ab. Die mit beiden Vorderachsversionen durchführbaren Messfahrten führen zu den in Diagramm 3 dargestelltem Ergebnis. Die Schwingungsamplituden der Wankbewegung nehmen nach erfolgter Anregung auf der Geraden wie auch in der engen Kurve bei der en Vorderachse stärker ab, als bei der en (siehe Diagramm 3). Das bedeutet die Wankbewegungen klingen nach einer Auslenkung bei der Überfahrt über das Hindernis schneller ab, die Lage des Schleppers stabilisiert sich und die Fahrstabilität kehrt zurück. Verantwortlich dafür ist die integrierte hydraulische Wankabstützung, die bei einer en Vorderachse die Drehbewegung des Schleppers (das Wanken) um die pendelnd gelagerte Vorderachse dämpft und die Schwingungsenergie besser abbaut, als die e Vorderachse ohne diese Wankabstützung. Um diese Art von Dämpfung und vor allem das Abklingverhalten der Schwingung zu charakterisieren existiert in der Schwingungslehre das sogenannte logarithmische Dekrement Λ. Es ist definiert als natürlicher Logarithmus des Verhältnisses zweier aufeinanderfolgender Schwingungsamplituden bei einem Ausschwingversuch. Je höher der Wert für das logarithmische Dekrement Λ, desto schneller klingen die Schwingungsamplituden ab. Bei allen Messfahrten zeigt sich ein deutlicher Anstieg des logarithmischen Dekrements Λ von er zu er Vorderachse. Dies bedeutet ein schnelleres Abklingen der Wankbewegung. Damit wird nach einer Auslenkung durch ein feststehendes Hindernis die Fahrstabilität des Schleppers schneller erreicht. Im Durchschnitt aller durchgeführten Messfahrten ergibt sich eine Verringerung der Wankbewegung um 32 %. c) Geräteführung Die Messungen auf der Sitzprüfbahn zeigen, dass durch die Wankbewegung bei dem Schlepper mit der en Vorderachse sich der Laubschneider nach beiden Seiten bis zu 60 cm aus der Ursprungslage bewegt, was einem maximalen Schwenkbereich von ca. 120 cm entspricht. Im Durchschnitt über die Messfahrten ergibt sich mit der en Vorderachse ein Schwenkbereich von 108 cm, also gegenüber der Ausgangslage eine Bewegung von 54 cm nach links und rechts. Mit der en Vorderachse tritt auch hier eine deutliche Verbesserung gegenüber der en Vorderachse auf. Der maximale Schwenkbereich beträgt hier 92 cm, was einer Auslenkung von jeweils maximal 46 cm nach links und rechs bedeutet. Betrachtet man auch hier den Durschnitt über alle Messfahrten, so beträgt der durchschnittliche Schwenkbereich 90 cm. Das entspricht einer Auslenkung des Laubschneiders gegenüber seiner Ausgangslage von 45 cm nach links und rechts. Die e Vorderachse reduziert den Schwenkbereich des Laubschneiders um 17 %. Aufgrund der Schwenkbewegung des Laubschneiders auf einem Kreisbogen ergibt sich auch eine vertikale Bewegung des Gerätes. Diese reduziert sich durch die e Vorderachse durchschnittlich um 38 %. Da aber die Absolutwerte unter 3 cm liegen, können diese Bewegungen zur Beurteilung der Geräteführung vernachlässigt werden. Gleiches gilt für die Nickbewegungen des Schleppers bei der Überfahrt über die Sitzprüfbahn. Sie sind so gering, dass auch sie die Geräteführung nicht weiter beeinflussen. Auf sie wird in diesem Bericht nicht weiter eingegangen. Bild 3: Fahrt auf Sitzprüfbahn mit Laubschneider in Arbeitsstellung DLG-Prüfbericht 5538 F 6

7 Zusammenfassung und Beurteilung Fahrkomfort Wankbewegung bewertete eff. Beschleunigung in z-richtung aws [m/s2] 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 17 % 27 % log. Dekrement Λ 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 32 % 0,0 Messbahn Straße 0,0 Diagramm 4: Fahrkomfort Durchschnittliche Reduktion der bewerteten effektiven Beschleunigungen in senkrechter Richtung auf der Sitzfläche a ws Der Fendt Schmalspurschlepper 208 V kann sowohl mit einer en als auch auf Wunsch mit einer en Vorderachse mit integrierter hydraulischer Wankabstützung ausgestattet werden. Die e Vorderachse soll durch eine geeignete Federung und Dämpfung den Fahrkomfort des Fahrers steigern, eine höhere Standsicherheit bzw. Fahrstabilität erzeugen und auch die Geräteführung eines Gerätes im Frontanbau und somit die Arbeitsqualität verbessern. Diese Kriterien waren auch Gegenstand des vorliegenden DLG-FokusTests. Die Messungen bezüglich Fahrkomfort haben gezeigt, dass durch die Vorderachsfederung die Beschleunigungen in z-richtung auf der Sitzfläche, also die Bewegungen in senkrechte Richtung, die der Schlepperfahrer direkt zu spüren bekommmt, auf der Sitzprüfbahn des DLG-Testzentrums bei der Geschwindigkeit von 12 km/h um durchschnittlich 17 % und auf der Straße bei der Geschwindigkeit von 25 km/h um durchschnittlich 27 % reduziert werden. Dadurch wird der Fahrkomfort merklich verbessert. Das Nicken auf der Straße wird reduziert. Die Lenkbarkeit bei hohen Geschwindigkeiten auf einem unebenen Feldweg (entsprechend DLG-Sitzprüfbahn) wird verbessert. Einen positiven Einfluss hat die Vorderachsfederung auch auf die Stabilität und auf die Sicherheit gegenüber einem Umkippen des Fahrzeugs. Die Federung inkl. Wankabstützung ermöglicht es in bestimmten Situationen mit dem Schlepper noch über ein stehendes Hindernis zu fahren, während mit der en Vorderachse bereits ein Hinterrad abhebt und das Fahrzeug umzukippen droht. Bei den von der DLG durchgeführten Messungen bei der Überfahrt über ein stehendes Hindernis werden durch die e Forderachse und die hydraulische Wankabstützung die Schwingungsamplituden (maximalen Ausschläge) der Wankbewegung reduziert und damit ein Abklingen der Ausschläge beschleunigt. Die Wankbewegungen werden im Durschnitt der durchgeführten Messfahrten um 32 % reduziert, was zu einer Verbesserung der Fahrstabilität und zur Erhöhung der Sicherheit gegen ein Umkippen führt. Die Verbesserung der Fahrstabilität bzw. Reduzierung der Wankbewegung durch die Vorderachsfederung spiegelt sich auch bei der Geräteführung eines Frontanbaugerätes wieder. Bei der Überfahrt über die Sitzprüfbahn mit einem Laubschneider in Arbeitsstellung reduziert sich der Schwenkbereich um die Ausgangslage von 108 cm um Diagramm 5: Wanken/Standsicherheit Die Erhöhung des logarithmischen Dekrements Λ ist gleichbedeutend mit einer Reduzierung der Schwingungsamplituden, die wiederum zu einer erhöhten Standsicherheit führt. Schwenkbereich [cm] Geräteführung 17 % Diagramm 6: Geräteführung Durschnittliche Reduzierung des Schwenkbereichs eines Laubschneiders in Arbeitsstellung 17 % auf 90 cm. Das bedeutet mit der en Vorderachse eine Reduzierung der Auslenkung nach links und rechts von 54 cm auf 45 cm. Die Veränderung bezüglich Fahrkomfort und Fahrstabilität bzw. Sicherheit gegenüber Umkippen sind auch direkt für den Fahrer deutlich zu spüren. Die Vorderachsfederung zeigt bei den durchgeführten Tests deutliche Vorteile gegenüber einer en Vorderachse. DLG-Prüfbericht 5538 F 7

8 Prüfung Prüfungsdurchführung DLG-Testzentrum Technik und Betriebsmittel Max-Eyth-Weg Groß-Umstadt Berichterstatter Dipl.-Ing. (FH) Thomas Feuerstein ENTAM European Network for Testing of Agricultural Machines, ist der Zusammenschluss der europäischen Prüfstellen. Ziel von ENTAM ist die europaweite Verbreitung von Prüfergebnissen für Landwirte, Landtechnikhändler und Hersteller. Mehr Informationen zum Netzwerk erhalten Sie unter oder unter der -Adresse: info@entam.com 10/2005 DLG Deutsche Landwirtschafts-Gesellschaft e.v. DLG Testzentrum Technik & Betriebsmittel Max-Eyth-Weg 1, D Groß-Umstadt, Telefon: , Fax: Tech@DLG.org.de, Internet: Download aller DLG-Prüfberichte unter: DLG-Prüfbericht 5538 F 8