Dem Boden zuliebe Bodenschonung Kraftstoffersparnis Laufleistung

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1 Dem Boden zuliebe Bodenschonung Kraftstoffersparnis Laufleistung light blue area mit Photobar

2 Impressum Herausgeber: Michelin Reifenwerke AG & Co. KGaA Michelinstraße 4, Karlsruhe / Postfach , Karlsruhe Telefon: 0721/530-0, Telefax: 0721/ Internet: Eingetragen beim Registergericht Mannheim HRB USt-ID-Nummer DE Vorsitzender des Aufsichtsrats: Dr. Klaus Neb Persönlich haftende Gesellschafterin: Michelin Finanz Gesellschaft für Beteiligungen AG & Co. OHG HRA , Sitz Karlsruhe, deren geschäftsführende Gesellschafterin: Michelin Finanz Gesellschaft für Beteiligungen AG, Granges-Paccot (Schweiz Handelsregister Freiburg (Schweiz) Nr. CH Präsident des Verwaltungsrats: Christophe Mazel autor: Michelin Reifenwerke AG & Co. KGaA, Abteilung Landwirtschaftsreifen fachliche beratung: Prof. Dr. Ludwig Volk, FH Südwestfalen, Soest Layout: No limits Schmid, Birchwaldstr. 3a, CH-8409 Winterthur Druck: E&B engelhardt und bauer, Käppelestraße 10, Karlsruhe Michelin und die grafische Darstellung des Michelin Männchens sind Eigentum der Compagnie Générale des Etablissements Michelin Copyright Michelin 01/2011 Bildnachweis Alle Michelin außer: Seite 5: Agraset, Naundorf (D) Seite 6, 9, 10, 11: Agridea, Lausanne (CH) Seite 8: Ropa, Herrngiersdorf (D) Seite 12: Amazone, Hasbergen (D) Seite 18: Agroscope, Reckenholz-Tänikon (CH) Seite 20: John McPhee, University of Tasmania (AUS) Seite 21: Pöttinger, Grieskirchen (A) Seite 38: East Cleveland Image Archive (USA) 2

3 Inhalt Seite Vorwort 4 1. Einleitung 5 2. Der Boden Bodentypen 2.2 Bodenarten Fühlprobe Feuchtigkeit, Geruch und Farbe 2.3 Bodenverdichtungen 2.4 Bodenschadverdichtungen Entstehung Merkmale und Auswirkungen Beispiele Vorbeugung 3. Die Reifen Reifenbauarten 3.2 Reifensegmente und Reifenserien 3.3 Reifenfülldruck und Bodendruck 3.4 Reifenfülldruck und Kraftstoffverbrauch 3.5 Reifenfülldruck und Arbeitszeit 3.6 Die MICHELIN Ultraflex Technologie 3.7 MICHELIN Bereifungsempfehlungen 4. Zusammenfassung

4 Vorwort Die Wechselwirkung von»reifen und Boden«wurde bereits in zahlreichen wissenschaftlichen Abhandlungen eingehend erörtert. Namhafte Autoren haben darin komplexe Zusammenhänge mittels verschiedener Modellrechnungen dargestellt und wertvolle Erkenntnisse für die»gute fachliche Praxis«abgeleitet. Wir möchten diesen Fachbeiträgen nicht einfach einen weiteren hinzufügen, sondern sie auf einfache und anschauliche Art ergänzen. Die vorliegende Broschüre richtet sich an Landwirte, Lohnunternehmer und all jene, denen der Boden als unersetzliche Lebensgrundlage für Menschen, Tiere und Pflanzen am Herzen liegt. Durch das Heft wird Sie unser Michelin Männchen»Bibendum«begleiten. Übrigens findet sich dessen Kurzform»Bib«in den Namen unserer Landwirtschaftsreifen wieder. 44

5 1. Einleitung Vorbei sind die Zeiten, in denen der Landmann bedächtig hinter seinem von dampfenden Rössern gezogenen Pflug über die Scholle stapfte und dabei ein Gedicht aus dem Hundertjährigen Kalender vor sich hersagte. Heute befahren PS-starke Hightech-Maschinen die Felder. Mit wachsender Betriebsgröße und zunehmend überbetrieblichem Einsatz der Landtechnik steigen auch die Anforderungen an Zugkraft und Leistung der Maschinen. Traktoren, Anbaugeräte und Erntemaschinen werden immer leistungsfähiger und damit schwerer. Heute haben ihre Gewichte Größenordnungen erreicht, die früher kaum für möglich gehalten wurden, Tendenz steigend. Höhere Eigengewichte haben allerdings auch höhere Radlasten zur Folge, der Druck auf den Boden nimmt zu. Verdichtungen, die das Pflanzenwachstum stören, den Luftaustausch im Boden beeinträchtigen und das Wasseraufnahmevermögen reduzieren, sind einige Folgen. Hier gilt es gegenzusteuern und den Boden während des Befahrens vor einer anhaltenden, schädlichen Bodenverdichtung zu schützen. Dazu bieten sich verschiedene Möglichkeiten an: die konservierende oder pfluglose Bodenbearbeitung, der Verzicht auf das Befahren von zu feuchten Böden in wenig tragfähigem Zustand und die richtige Reifenwahl. Den Reifen als einzigem Bindeglied zwischen Maschine und Boden wird in dieser Broschüre besondere Aufmerksamkeit gewidmet. Richtig eingesetzt und mit einem angepassten Luftdruck befüllt, helfen sie, den Acker sanft zu befahren und das Bodengefüge bestmöglich zu schonen. 5

6 2. Der Boden 2.1 Bodentypen Bodentypen bezeichnen die Entstehungsgeschichte und die Entwicklungsstufe von Böden sowie den Bodenaufbau. Beispiele für Bodentypen sind Braunerde oder Schwarzerde. 2.2 Bodenarten Die Bodenart wird zum Beispiel anhand von Körnung und Humusgehalt beurteilt. Die Körnung kann entweder mithilfe der Fingerprobe oder durch Analyse im Labor bestimmt werden. Für die Fingerprobe nehme man etwas feldfeuchten Boden in die Hand. Durch Zerreiben, Zusammenballen und Ausrollen lässt sich die Körnung anhand der nebenstehenden Tabelle beurteilen. Der Humusgehalt wird anhand der Bodenfärbung geschätzt. Zerreiben zwischen den Fingern Formbarkeit prüfen Ausrollbarkeit prüfen. Die Bestimmung der Bodenart erlaubt eine Einstufung des Bodens hinsichtlich Bearbeitbarkeit in»leichte«,»mittelschwere«und»schwere«böden. Außerdem können der Luft- und Wasserhaushalt (Durchlässigkeit, Durchlüftung, Speichervermögen) und die Gefügestabilität (Verschlämmungs- und Verdichtungsgefahr) beurteilt werden. Die Körnung des Bodens ergibt sich aus den Gewichtsanteilen der drei mineralischen Bodenbestandteile: Sand, Schluff und Ton. Lehm ist ein Gemisch aus diesen drei Bestandteilen. 6

7 Formbarkeit prüfen Ausrollbarkeit prüfen Bodenart deutlich körnig, nicht klebrig schlecht bis mäßig zusammenballbar Durchmesser des Röllchens größer als 7 mm körnig bis mehlig, wenig klebrig mäßig bis gut zusammenballbar Durchmesser des Röllchens zwischen 2 und 7 mm nicht körnig, deutlich klebrig gut bis sehr gut zusammenballbar Durchmesser des Röllchens kleiner als 2 mm Quelle: Autorenkollektiv, Service romand de vulgarisation agricole Lausanne, schwere Böden mittelschwere Böden Zerreiben zwischen den Fingern, Haftung an den Fingern prüfen leichte Böden Fingerprobe für mineralische Böden (Schema vereinfacht)

8 2.2.2 Einfach zu ermitteln: Feuchtigkeit, Geruch und Farbe Anhand eines entnommenen Erdziegels von ca. 40 bis 50 cm Länge kann man Feuchtigkeit, Geruch und Farbe direkt mit den Sinnen erfahren. Diese drei Merkmale lassen sich mit wenig Aufwand zuverlässig beurteilen. Feuchtigkeit Oft sind Maschineneinsätze auf zu feuchtem Boden Ursache für ein zerstörtes Bodengefüge. Daher empfiehlt es sich, die Bodenfeuchtigkeit vor Beginn der Feldarbeiten zu prüfen. Danach lässt sich entscheiden, ob es momentan zweckmäßig ist, den Boden zu befahren oder zu bearbeiten. Entnehmen Sie einige Erdbrocken aus verschiedenen Bodentiefen und zerdrücken Sie diese mit den Fingern. Vergleichen Sie Ihre Beobachtungen mit dem nebenstehenden Schema und leiten Sie geeignete Maßnahmen für eine schonende Bewirtschaftung des Bodens ab. eis Hinw Zuckerrübenernte und Bodenfeuchtigkeit: ein Sonderfall Die Ernte der Zuckerrüben fällt in Mitteleuropa in eine Periode zunehmender Luftfeuchtigkeit und reduzierter Verdunstung. Die mittlere Bodenfeuchte ist folglich höher als etwa bei der Getreide- oder Kartoffelernte. In einem durchschnittlichen Herbst ist nur etwa an der Hälfte der Tage eine ausreichend niedrige Bodenfeuchte vorhanden. Hier gilt es, dem Thema Befahrbarkeit des Bodens besondere Beachtung zu schenken und die Ernte nicht um jeden Preis und ohne Rücksicht auf kritische Bodenverhältnisse einzufahren. 8

9 Beobachtung Konsequenz Bearbeitung unterlassen: Der Boden wird durch das Bearbeitungsgerät mechanisch zertrümmert und dadurch stark geschädigt. hart Erdbrocken können nur mit Mühe auseinandergebrochen werden. Befahren ideal: Der Boden ist tragfähig. Bearbeitung ideal: Der Boden zerbricht entlang seiner natürlichen Trennflächen. brüchig Erdbrocken zerbröseln beim Drücken zwischen den Fingern. Befahren möglich: Der Boden ist jedoch verdichtungsgefährdet, wenn schwere Maschinen oder ungeeignete Reifen mit falschem Reifendruck eingesetzt werden. Bearbeitung unterlassen: Der Boden wird verformt und verknetet, es bilden sich Spuren und Schadverdichtungen. plastisch Befahren unterlassen: Der Boden wird schadverdichtet. Die Erde ist knetbar bis breiig. 9

10 Geruch Riechen Sie an einer frisch aufgebrochenen Erdprobe. Vom Geruch können Sie Rückschlüsse auf den Lufthaushalt und den Abbau des organischen Materials ziehen. Ein angenehmer, erdiger Geruch ist ein Zeichen guter Durchlüftung: Abgestorbenes organisches Material verrottet, das Bodengefüge ist intakt. Ein übler, fauliger Geruch weist dagegen auf ungenügende Durchlüftung hin: Abgestorbenes organisches Material verfault, dies ist ein Indiz für Bodenverdichtung. Bodenoberfläche Im Oberboden ist der Geruch wesentlich ausgeprägter als im Unterboden. Besonders intensiv ist er im warmen, feuchten Boden und in Gegenwart von leicht abbaubarem organischen Material. Oberboden Unterboden Quelle: Autorenkollektiv, Service romand de vulgarisation agricole Lausanne,

11 Farbe Die Farbe lässt Rückschlüsse auf den Luft- und Wasserhaushalt zu. Rechts: Blaugraue Farbtöne entstehen durch Eisenverbindungen in dauernd vernässten Böden. Die so gefärbten Bodenzonen hemmen das Wurzelwachstum. Humus bringt graue bis schwarze Farbtöne in die Grundfarben des mineralischen Bodenmaterials. Rechts: Rostflecken und schwarzbraune Manganausscheidungen findet man in wechselnassen Böden. Oben: Gelbe, braune und rote Farbtöne werden durch Eisenverbindungen in gut durchlüfteten Böden hervorgerufen. Aufgrund der Beurteilung der Farbe und des Geruches können erste Schlussfolgerungen gezogen werden, ob ertragsmindernde Bodengefügeschäden vorliegen. 11

12 2.3 Bodenverdichtungen Eine Bodenverdichtung entsteht, wenn der Ackerboden beim Befahren über seine Eigenstabilität belastet wird, d.h. wenn der Druck des Reifens auf den Boden größer ist als der Gegendruck (die Gegenspannung des Bodens). Dabei nimmt der Anteil von Festsubstanzen im Bodengefüge zu und der Porenanteil ab. Das in den Bodenporen eingelagerte Wasser fördert diesen Vorgang, weil es wie ein Gleitfilm für diese Partikelbewegung wirkt. Hinweis Feuchte Böden sind daher wesentlich verdichtungsempfindlicher als trockene! Bodenverdichtungen sind zwar unvermeidbar, aber nicht in allen Fällen als negativ einzustufen. In bestimmten Grenzen ist Verdichtung tolerabel, zur Herstellung von Bodenschluss im Saatbett (Rückverfestigung) sogar erwünscht. 12

13 Die Selbstheilungskräfte des Bodens Verdichtungen der Ackerkrume lassen sich mechanisch durch Pflügen oder Grubbern wieder auflockern. Aber auch natürliche Prozesse helfen: Durch wiederholtes Quellen und Schrumpfen sowie Gefrieren und Auftauen bilden sich immer feiner gegliederte Risse und in der Folge neue Aggregate. Regenwürmer und Pflanzenwurzeln»bohren«Röhren in den Boden und schaffen damit Luft- und Wasserabzugsbahnen. Die Regenwürmer fressen außerdem verdichtete humose Bodenaggregate und scheiden lockere, durch Schleim stabilisierte Bodenaggregate aus. Aber: Diese Vorgänge gehen nur langsam vor sich, Sandböden reagieren dabei besonders träge. Ihre Wirksamkeit nimmt außerdem mit zunehmender Bodentiefe ab. Wird der Ackerboden immer wieder stark belastet und verdichtet, drohen dauerhafte Bodenschadverdichtungen. 13

14 2.4 Bodenschadverdichtungen Hinweis Nichts geht mehr: Eine Bodenschadverdichtung liegt vor, wenn das Porensystem im Boden so weit verformt ist, dass Wasser und Luft den Pflanzenbestand nicht mehr ausreichend versorgen können. Ertragsfähigkeit und Ertragssicherheit sind dauerhaft beeinträchtigt Entstehung von Bodenschadverdichtungen Bodenschadverdichtungen entstehen durch das Wirken verschiedener Einflüsse, wobei die von den Fahrwerken ausgehende Bodenbeanspruchung besonders schwer wiegt, im wahrsten Sinne des Wortes. Wichtige Kennwerte sind: Radlast Kontaktflächendruck Überrollhäufigkeit Schlupf Während hohe Radlasten vor allem den Unterboden schädigen, fügt ein zu hoher Kontaktflächendruck besonders dem Gefüge des Oberbodens Schaden zu. Aber auch zu viele Überfahrten in der gleichen Spur und ein zu hoher Radschlupf erhöhen die Gefahr von Verdichtungen. Wenn dazu der Boden beim Befahren noch sehr feucht ist, steigt das Risiko abermals. Bodenschadverdichtungen sind praktisch vorprogrammiert, wenn alle Faktoren zusammentreffen, z.b. beim wiederholten Befahren eines völlig vernässten Bodensubstrates mit einem Radlader auf zu schmalen Reifen mit einem nicht angepassten Reifenfülldruck. 14

15 Mechanische Bodenbelastung Radlast (t) Kontaktflächendruck (kpa, bar) Bodenbeanspruchung Bodendruck (kpa, bar) Bodenverdichtung Bodendruck (kpa, bar) Abnahme der Luft- und Wasserleitfähigkeit Quelle: nach C. Sommer, Merkmale und Auswirkungen von schadverdichtetem Boden das Bodengefüge ist kompakt, porenarm und scharfkantig der Porenraum für Wasser, Luft, Bodentiere und Pflanzen ist begrenzt das durch Bearbeitung, Pflanzenwurzeln und Regenwürmer erzeugte Leitbahnensystem im Boden ist beeinträchtigt die Abfließbedingungen für Niederschlagswasser, der Gasaustausch zwischen Krume und Unterboden, die Rottebedingungen in der Krume und das Tiefenwachstum der Pflanzenwurzeln sind beeinträchtigt Wasserstau bei Nässe, ungenügender kapillarer Wasseraufstieg bei Trockenheit Erosionsgefahr infolge erhöhten oberflächigen Wasserabflusses Rückgang des nutzbaren Bodenwassers gestörte Boden- und Wurzelatmung wegen Sauerstoffmangels gestörtes Wurzelwachstum schlechtere Ernteerträge 15

16 2.4.3 Beispiele für Bodenschadverdichtungen Die Bilder auf den nächsten zwei Seiten bleiben unkommentiert sie sprechen in ihrer Drastik für sich. 16

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18 2.4.4 Vorbeugung von Bodenschadverdichtungen Ein fruchtbarer Boden besteht etwa zur Hälfte aus Hohlräumen mit einem weitverzweigten Porensystem. Die heutige schwere Landtechnik bewegt sich also auf empfindlichem Terrain, sozusagen auf»dünnem Eis«. Daher sollte vor Arbeitseinsätzen mit schweren Zugmaschinen und Anbaugeräten die Belastbarkeit des Bodens geprüft werden. Besteht das Risiko einer Bodenschadverdichtung? Welche technischen Maßnahmen bringen welchen Nutzen? Muss die Feldarbeit ggf. verschoben werden? Eine einfache, aber praxistaugliche Prüfmethode bietet hier der so genannte Schraubendrehertest. Mit seiner Hilfe lässt sich die Tragfähigkeit des Bodens grob abschätzen. A) Boden weich und besonders verdichtungsempfindlich B) Boden halbfest, noch verdichtungsempfindlich bei hohen lasten C) Boden hart, tragfähig und wenig verdichtungsempfindlich Ein handelsüblicher Schraubendreher mittlerer Größe kann zwischen Daumen und Zeigefinger gehalten ohne Anstrengung bis 10 cm tief hineingestoßen werden. Der Schraubendreher dringt in vollem Handgriff ohne Anstrengung bis 10 cm tief ein. Der Schraubendreher dringt nur mit etwas Druck vom Handballen bis 10 cm Bodentiefe ein. Quelle: Etienne Diserens, Eidg. Forschungsanstalt für Agrarwirtschaft und Landtechnik (FAT) Tänikon,

19 Das Hauptziel einer nachhaltigen Landwirtschaft ist der Schutz des Bodens vor schweren, irreversiblen Schadverdichtungen. Wobei der Grundsatz gilt: Prävention vor Reparatur. Das heißt auch: keine Fahrten auf zu feuchtem Boden! Deshalb»Schlagkraft vorhalten«! Falls die eigene verfügbare Schlagkraft nicht ausreicht, kann diese ggf. durch Lohnarbeit ergänzt werden. Damit lassen sich Feldarbeiten in günstigen Zeiträumen mit abgetrockneten Böden besser konzentrieren. Neben der Wahl des richtigen Bearbeitunsgzeitpunktes kommt auch der Überrollhäufigkeit eine große Bedeutung zu. Je geringer die Anzahl an Überfahrten, desto weniger wird der Boden mechanisch belastet und desto stabiler bleibt sein Schutzmechanismus gegen Verdichtungen: Eine Überfahrt richtet noch keinen Schaden an; erst bei länger einwirkenden oder kurz aufeinander folgenden schweren Belastungen werden Porenwasser und -luft aus dem Boden gepresst. Tipp! Die Anzahl an Überfahrten lässt sich z.b. verringern durch: Zusammenlegung von Arbeitsgängen durch Gerätekopplung Nutzung der Vorfruchtwirkung einzelner Kulturen (wie etwa Kartoffeln und Raps), die keine besondere Bodenbearbeitung für die Folgefrüchte (Getreide) erforderlich machen Keine Leerfahrten über den Acker, Nutzung von Feldwegen, um den Abtransport von Erntegut durch straßenbereifte Fahrzeuge zu vereinfachen 19

20 Auch ein geringer Fahrspurflächenanteil reduziert die Gefahr von Bodenverdichtungen. Tipp! Hohe Arbeitsbreiten wählen, damit sinkt der Anteil an insgesamt überrollter Fläche (Mähdrusch, Bodenbearbeitung, Pflegearbeiten). Beim Controlled Traffic Farming (CTF) läuft die gesamte Bearbeitung der Fläche nach einem festen FahrspurMuster ab: Sämtliche Fahrzeuge fahren mit aufeinander abgestimmten Arbeitsbreiten und Spurweiten auf dauerhaft festgelegten Fahrgassen. Außerhalb der Spuren wird der Boden nicht mehr befahren. Oben: Nebeneinander liegende tasmanische Gemüsebaufelder nach einem Starkregen. Links konventionelle Befahrung, rechts Controlled Traffic Farming. Rechts: Traktor mit verbreiterter Spur. 20

21 Schließlich helfen auch moderne Arbeitsverfahren wie das OnlandPflügen den Boden zu schonen. In der Furche laufende Traktorräder verursachen während des Pflügens Deformationen des Bodens, was zur Ausprägung der klassischen Pflugsohle führt. Beim Fahren außerhalb der Furche wird diese potenzielle Verdichtungsgefahr an die weniger gefährdete Bodenoberfläche verlegt. Eventuelle Krumenverdichtungen werden durch die Bodenbearbeitung wieder aufgehoben. Tipp! Probleme kann es bei sehr lockerem bzw. sehr feuchtem Oberboden geben. Ein erhöhter Schlupf führt dann zur Zerstörung der Oberflächenkrümel. In diesen Fällen ist es sinnvoller, in der Furche zu fahren, um über eine gute Verzahnung der Reifen ausreichend Zugkraft zu entwickeln. 21

22 3. Die Reifen Reifen bilden die Schnittstelle zwischen Maschine und Boden. Landwirtschaftliche Antriebsreifen haben dabei verschiedene Aufgaben zu erfüllen: Auf dem Feld effiziente Zugkraftübertragung bei geringem Schlupf Abstützen schwerer Radlasten auf dem Boden größtmögliche Bodenschonung durch flache Fahrspuren Auf der Straße gute Federung und Dämpfung geringer Rollwiderstand Lenkpräzision, Kurvenstabilität und Bremssicherheit Die Erfüllung der verschiedenen Aufgaben auf Straße und Feld führt zu einem gewissen Zielkonflikt bei der Gestaltung des Reifenprofils: Ginge es nur um bestmögliche Zugkraft auf dem Feld, wäre ein Querstollenprofil eine gute Wahl. Müsste nur hoher Fahrkomfort auf der Straße gewährleistet werden, würde sich ein Längsrillenprofil anbieten. Insofern ist das über Jahrzehnte im Wesentlichen unveränderte»fischgrätenprofil«mit schrägstehenden Profilstollen als Kompromiss anzusehen, der sich in der Praxis aber bewährt hat. 22

23 3.1 Reifenbauarten Reifen werden aufgrund ihrer Bauweise in Diagonal- und Radialreifen unterteilt. Bei Diagonalreifen verlaufen mehrere Karkassfäden durchgehend von Wulst zu Wulst in einem Winkel von 30 bis 45 zur Laufrichtung (Mittellinie), so dass sich ein Kreuzmuster ergibt. Die einlagigen Karkassfäden der Radialreifen verlaufen quer (90 ) zur Mittellinie. Darüber sind mehrere Gürtellagen stabilisierend eingebettet, die selbst keine direkte Anbindung zu den Wülsten haben. Die Bewegung der Seitenwand wird daher nicht in die Lauffläche übertragen. Vorteile gegenüber Radialreifen: Vorteile gegenüber Diagonalreifen: stabilerer Halt bei Hangfahrten unempfindlicher gegenüber Verletzungen der Seitenwand geringere Anschaffungskosten flexiblere Reifenflanke bessere Einfederung höherer Fahrkomfort konstant längere, größere Bodenkontaktfläche höhere Zugkraft bei geringerem Schlupf weniger Dieselverbrauch geringere Einsinktiefe weniger Bodenverdichtung höhere Ernteerträge Diagonalkarkasse Radialkarkasse Bodenkontaktfläche 23 Bodenkontaktfläche

24 Aufbau eines Radialreifens Lauffläche Flanke Gürtel Wulst Radialkarkasse In der modernen Landwirtschaft muss eine Fülle von komplexen, anspruchsvollen Arbeiten erledigt werden. Vor diesem Hintergund und auch angesichts eines steigenden Anteils an Straßenfahrten bietet der Radialreifen klare Vorteile gegenüber dem Diagonalreifen. 24

25 3.2 Reifensegmente und Reifenserien Die MICHELIN Landwirtschaftsreifen werden unterteilt in: Standardreifen Compact-Line-Reifen Pflegereifen Implementreifen Breitreifen MPT-Reifen Großvolumenreifen Anhand der Standard-, Breit- und Großvolumenreifen lässt sich die Wechselwirkung Reifen Boden anschaulich darstellen. Wir beschränken uns daher in der vorliegenden Broschüre auf die nähere Betrachtung dieser drei Segmente. Weiterführende Informationen finden Sie im Produktprogramm MICHELIN Landwirtschaftsreifen oder unter Den Segmenten werden nochmals so genannte Reifenserien zugeordnet. Die Abmessungen und Normen dazu werden z.b. von der European Tire and Rim Technical Organisation (ETRTO) und der Tire and Rim Association (TRA) festgelegt. Die am häufigsten eingesetzten Reifenserien in der Landwirtschaft sind: Standardreifen Serie 85 Breitreifen Serie 70 Breitreifen Serie 65 Die Zahlen 85, 70 und 65 geben jeweils das Verhältnis von Flankenhöhe zur Reifenbreite in Prozent an. Hinweis Die Erfahrung zeigt, dass der gleiche Begriff nicht von allen Landwirten in gleicher Weise gebraucht wird. Der Grund dafür liegt in den regional zum Teil erheblichen Größenunterschieden der Traktoren. Was auf einem kleinen Hof als Breitreifen gilt, wird in einem Großbetrieb oft als Standardreifen bezeichnet. Im Extremfall werden sogar Reifendimensionen in Großbetrieben auf die Vorderachse montiert, die im Kleinbetrieb auf der Hinterachse laufen. 25

26 3.3 Reifenfülldruck und Bodendruck Über die Kontaktfläche Reifen Boden wirken beim Befahren verschiedene Kräfte auf den Untergrund. Im Boden selbst treten dabei Spannungen auf, deren Verlauf mit den so genannten Druckzwiebeln abgebildet wird. Grafik 1: Gleiche Radlast verschiedene Reifen identische Radlast Grafik 2: Gleiche reifen doppelte radlast doppelte Radlast Grafik 3: doppelte Radlast doppelte aufstandsfläche Verdoppelung von Radlast und Aufstandsfläche gleicher Bodendruck erhöhter Bodendruck Bei den im Vergleich zu Breitreifen schmaleren Standardreifen ist die Spur tiefer und die Druckzwiebel schlanker. Beides verstärkt die Tiefenwirkung des Bodendrucks. erhöhter Bodendruck Mit steigender Radlast nehmen Bodendruck und Tiefenwirkung der Bodenbeanspruchung zu. Hohe Lasten müssen deshalb mit großen Aufstandsflächen abgestützt werden. Quelle: nach W. Söhne, 1961 Tipp! Tiefenwirkung nimmt zu Nehmen Radlast und Aufstandsfläche in gleichem Verhältnis zu, bleibt zwar der Kontaktflächendruck konstant, aber es wird mehr Bodenvolumen mechanisch beansprucht. Die Druckzwiebel reicht entsprechend tiefer in den Boden. Ein breiterer Reifen allein vergrößert die Aufstandsfläche noch nicht wesentlich. Senkt man jedoch zusätzlich den Reifenfülldruck auf die vorgegebenen Werte für den Feldeinsatz ab, verlängert diese sich überproportional. Die Last und somit auch der Druck verteilen sich über eine größere Fläche und der Kontaktflächendruck nimmt ab. Die Gefahr von Bodenverdichtungen wird verringert. 26

27 Hinweis Zur Vermeidung von Schadverdichtungen im Unterboden muss die Kontaktfläche bei zunehmender Radlast überproportional vergrößert werden. Dies kann z.b. durch die Montage von Großvolumenreifen oder die Lastverteilung auf zusätzliche Räder erfolgen. Zur Ermittlung der exakten Radlasten ist die Verwiegung auf einer Fuhrwerkswaage unerlässlich. Die angezeigte Achslast muss durch 2 geteilt werden, um die Radlast zu erhalten. Anschließend kann der passende Luftdruck in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit eingestellt werden. Die Angaben dazu finden Sie im Produktprogramm MICHELIN Landwirtschaftsreifen oder unter Empfehlung: Zur Feldbestellung weist der Boden nur eine geringe Tragfähigkeit auf. Dann sollten Reifen eingesetzt werden, die bei diesen Lasten und Geschwindigkeiten laut Herstellerangaben Reifenfülldrücke von unter 1 bar zulassen. Zur Ernte, wenn der Boden abgesetzt und belastbarer ist, sollte der erforderliche Wert nicht mehr als 2 bar betragen. Manche Betrachter reagieren skeptisch auf Bilder wie das untenstehende. Vor allem jene, die noch Zeiten erlebt haben, in denen die Äcker vorwiegend mit Diagonalreifen befahren wurden. In der Tat hat nur die flexible Karkasse eines Radialreifens das Potenzial, selbst hohe Radlasten mit geringen Reifenfülldrücken zu tragen. Diagonalreifen würden hier bauartbedingt schnell an ihre Grenzen stoßen. Die Reifen sind die Muskeln des Traktors. 27

28 3.4 Reifenfülldruck und Kraftstoffverbrauch Beim Fahren mit zu hohem»ackerluftdruck«entsteht der so genannte Bulldozing-Effekt: Zu hart aufgepumpte Reifen»fräsen«eine tiefe Fahrspur in den Boden und rollen permanent gegen einen Erdkeil an. Untersuchungen der Fachhochschule Südwestfalen* zeigen, dass 1 cm Spurtiefe einer ständigen Bergauffahrt von einem Prozent entspricht. Bei 10 cm tiefen Spuren fahren Sie also permanent eine zehnprozentige Steigung hoch. Mit der Spurtiefe steigt auch der Kraftstoffverbrauch, denn bei zu hohem Luftdruck verkleinert sich die Aufstandsfläche des Reifens. Da weniger Profilstollen im Eingriff mit dem Boden sind, kann die Motorleistung nur ungenügend auf den Boden gebracht werden. Entsprechend sinkt die Zugkraft und der dieselzehrende Schlupf steigt. 1 cm Spurtiefe im Acker kostet 10 Prozent mehr Kraftstoff.* Bei 10 cm Spurtiefe verdoppelt sich also der Dieselverbrauch! * Quelle: Fachhochschule Südwestfalen, Soest 90% Schlupf: Wenn der Traktor»nach unten«fährt. 28

29 Hinweis Schlupf ist der Unterschied zwischen dem geometrischen Radumfang und der tatsächlich zurückgelegten Strecke bei einer Radumdrehung. Wo immer durch Reibung Kräfte übertragen werden, entsteht Schlupf. Er ist für das Vorwärtskommen des Fahrzeugs sogar notwendig. Passt man den Reifenfülldruck für den Feldeinsatz an,»machen sich die Reifen lang«. Beim Überrollen verzahnen sich mehr Profilstollen im Boden, der Schlupf sinkt und die Motorleistung wird effizient auf den Boden übertragen. Jeder Schlupf bedeutet aber auch eine Verringerung des Wirkungsgrades. Im Extremfall kann der Schlupf 100 Prozent betragen, z.b. wenn Reifen auf Glatteis durchdrehen. Auch die Reifen von gezogenen Geräten proftitieren von einem niedrigen Reifenfülldruck im Feld, wie das unten stehende Beispiel zeigt: Kaum zu glauben, aber wahr: Dieses Güllefass hat sich wegen seines zu hohen»straßenluftdrucks«von 4,0 bar im Feld festgefahren (links). Beim Versuch es freizuziehen, wurde der Diesel des Traktors sprichwörtlich»verheizt«. Mittels einer Reifendruckregelanlage wurde die Luft auf den für diesen Einsatz korrekten»ackerluftdruck«von 1 bar abgelassen und das Gespann konnte seine Fahrt ohne Probleme fortsetzen (rechts). Durchführung: Versuchsacker der DEULA Warendorf,

30 Reifenfülldruck und Kraftstoffverbrauch: Auf zahllosen Feldvorführungen hat Michelin in Zusammenarbeit mit der Fachhochschule Südwestfalen diesen Zusammenhang einem breiten Publikum demonstriert. Dabei wurde zweimal eine Fläche von einem Hektar gegrubbert. Beim ersten Durchgang waren die Traktorreifen mit einem im Feld häufig anzutreffenden Fülldruck von 1,6 bar aufgepumpt. Für den zweiten Durchgang wurde der Reifenfülldruck der Last und Geschwindigkeit angepasst und auf 0,8 bar abgesenkt. Als Tank für die Flächenbearbeitung dienten zwei am Schlepper montierte Glassäulen, die zu Beginn gleich voll mit Diesel befüllt waren. Während der zwei Versuche wurde der Diesel jeweils nur aus einer Säule gezogen. Durchführung: Versuchsacker der DEULA Warendorf,

31 Durchführung: Versuchsacker der DEULA Warendorf, In den Feldvorführungen konnte wiederholt nachgewiesen werden, dass durch Fahren mit angepasstem Reifenfülldruck im Acker bis zu 20% Dieseleinsparungen möglich sind (vergleichen Sie dazu auch die unterschiedlichen Füllhöhen in den oben abgebildeten Dieselsäulen). Auch der Reifenfülldruck angehängter Geräte beeinflusst den Dieselverbrauch. Höhere Drücke führen zu tieferen Fahrspuren. Der zum Ziehen des Gerätes erforderliche Zugkraftbedarf steigt und damit der Dieselverbrauch. Vorbereiten des Hängers für den Versuch. linke Spur: Straßenfülldruck 4,0 bar rechte Spur: Ackerfülldruck 1,6 bar Durchführung: Versuchsacker der DEULA Warendorf,

32 3.5 Reifenfülldruck und Arbeitszeit Schlupf entsteht durch teilweise durchdrehende Reifen auf dem Boden. Schlupf bedeutet auch Zeitverlust, denn tatsächlich fährt der Traktor langsamer, als es der Tacho anzeigt. Wie kommt das? Der Kraftstoff erzeugt über den Motor die Radumdrehungen. Diese werden aber nicht zu 100 Prozent in Vorfahrt umgesetzt, sondern gehen als Schlupf zum Teil verloren. Dieser Wirkungskraftverlust entsteht durch mangelnden Reibschluss zwischen Reifen und Boden. Und genau hier gilt es anzusetzen: Wenn Sie den 1,6 bar 0,8 bar Reifenfülldruck im Acker absenken, verlängert sich die Bodenkontaktfläche. Weil sich mehr Profilstollen mit dem Boden verzahnen, wird die Zugleistung besser übertragen und in echte Vorfahrt umgesetzt. Hinweis Bei einem Reifenschlupf zwischen 10 und 15 Prozent wird die Motorkraft gut auf den Boden gebracht, der Diesel effizient genutzt und der Boden geschont. Schlupfwerte ab 20 Prozent insbesondere bei schweren Zugarbeiten in der Landwirtschaft gelten als unwirtschaftlich und gefügeschädigend für den Boden. 32

33 Das Team Reifenregler der Fachhochschule Südwestfalen hat an zahlreichen Feldvorführungen Erstaunliches demonstriert: Durch eine Halbierung des Reifenfülldruckes von 1,6 auf 0,8 bar konnte die echte Vorfahrt von 4 auf 5 km/h gesteigert werden. Das ist mehr als es klingt, denn es sind immerhin 20 Prozent. Wenn Sie 20 Prozent schneller vorwärtskommen, sind Sie auch 20 Prozent früher mit der Feldarbeit fertig. Durchführung: Fendt-Feldtag Wadenbrunn, Rechenbeispiel Wenn ein Traktor in der Stunde 50, Euro kostet und Sie zum Pflügen eine Stunde für einen Hektar brauchen, können Sie pro Hektar 10, Euro sparen. Bei angenommenen 200 ha Betriebsfläche und mehreren Arbeitsgängen sind im Jahr bis zu 3.000, Euro Einsparungen an Maschinenkosten und Arbeitszeit drin. Ein um 3.000, Euro höheres Betriebsergebnis pro Jahr in einem 200-ha-Betrieb! Sich um die Reifen und den korrekt angepassten Reifenfülldruck zu kümmern, lohnt sich also im wahrsten Sinne des Wortes. 33

34 3.6 Die MICHELIN Ultraflex Technologie Eines der von Landwirten am häufigsten genannten Ärgernisse ist der ständige Wechsel zwischen»straßen- und Ackerluftdruck«. Viele scheuen den Aufwand und fahren mit einem Kompromiss, der dann für die Straße zu niedrig und für den Acker zu hoch ist. Die Folgen sind jetzt bekannt. Abhilfe schafft hier der MICHELIN XeoBib. Dieser HightechReifen mit MICHELIN Ultraflex Technologie ermöglicht den Transport hoher Lasten bei konstant niedrigem Reifenfülldruck und das geschwindigkeitsunabhängig zwischen 0 und 65 km/h. Damit entfällt das aufwändige Anpassen des Reifenfülldrucks an die Geschwindigkeit. Die flache Laufflächenkontur verleiht dem MICHELIN XeoBib eine besonders große Aufstandsfläche bei gleichmäßiger Druckverteilung. Der Effekt: Auf weichem Boden hinterlässt der Reifen kaum»bleibenden Eindruck«, die geringe Spurtiefe reduziert die Bodenverdichtung auf ein Mindestmaß. Linke Spur: Reifen ohne MICHELIN Ultraflex Technologie. 34

35 Auch im MICHELIN AxioBib, dem Hochleistungsreifen für Traktoren ab 250 PS, kommt diese moderne Technologie zum Einsatz. Damit werden hohe Tragfähigkeiten bei niedrigen Reifenfülldrücken möglich: Bis zu einer Last von kg kommt der MICHELIN AxioBib mit bis zu 0,8 bar weniger Reifenfülldruck aus als ein Reifen ohne MICHELIN Ultraflex Technologie. Damit können schwere Feldarbeiten wie Tiefenlockerung oder Pflügen und Grubbern besonders bodenschonend ausgeführt werden. Das Geheimnis dieser Leistungsfähigkeit liegt in der MICHELIN Ultraflex Technologie. Kernstück dieser patentierten Technologie ist die innovative Karkasse, die ein stärkeres Einfedern der Flanken erlaubt und damit die Belastbarkeit verbessert. ie auf S n e t h c A hen: c i e Z s e dies 35

36 3.7 MICHELIN Bereifungsempfehlungen für Ihren Traktor 36

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38 4. Zusammenfassung Nicht erst seit gestern machen sich Menschen Gedanken darüber, wie sie den Boden besser schützen können. Dabei hat ihr Erfindergeist durchaus originelle Lösungen hervorgebracht, wie das unten stehende Foto zeigt. Dampftraktor um 1910 in North Yorkshire, Großbritannien. Versuche zur Bodenschonung mit»botrail Wheels«. Erfinder: Frank Botrill. Schon früher galt das Prinzip:»Prävention vor Reparatur«, welches auch in unserer Zeit die Grundlage für verantwortungsbewusstes Handeln bildet. Dabei stehen dem Anwender heute technische Möglichkeiten zur Verfügung, von denen die Pioniere des Bodenschutzes vor 100 Jahren nur träumen konnten. 38

39 Eine davon ist die richtige Reifenwahl und die Anpassung des Reifenfülldruckes im Acker. Wenn Sie beides sorgfältig und gewissenhaft umsetzen, schlagen Sie»3 Fliegen mit einer Klappe«! Damit verbessern Sie nicht nur Ihr Betriebsergebnis, sondern leisten auch einen aktiven Beitrag zum Schutz unserer gemeinsamen Lebensgrundlage, dem fruchtbaren Boden. Bodenschonung Langfristige Sicherung hoher Ernteerträge Laufleistung Kraftstoffersparnis Längerer Einsatz mit niedrigem Reifenfülldruck dank innovativer Karkasskonstruktion Kraftstoff- und Zeitersparnis dank verbesserter Traktion 39

40 Michelin Reifenwerke AG & Co. KGaA Michelinstraße 4 D Karlsruhe Hotline Kundenservice Landwirtschaft Beratung und Freigaben für MICHELIN Landwirtschaftsreifen Mo Fr von 8 bis 16 Uhr Stand 02/2011 Tel. +49 (0)721 / Fax +49 (0)721 / kundenservice-agro@de.michelin.com