Steile Herausforderungen

Unterschiedlichste Anforderungen in Mobile Equipment Applikationen erfordern unterschiedliche Lösungen: Bestimmung von Zustand, Position, Neigung und Winkelposition

Südtirol ist das größte geschlossene Apfelanbaugebiet der EU. Auf weit über 18.000 Hektar werden hier von Mitte August bis Anfang November über 1 Mio. Tonnen Äpfel geerntet – 10 bis 12 % der gesamten EU-Produktion. Diese enormen Mengen bewältigen die Südtiroler längst nicht mehr mit Hilfsgeräten des traditionellen Obstbaus wie „Loanen“ (Leitern), „Tschaggel“ (Klaubsack) und „Steigen“. Stattdessen fahren heute Erntesysteme mit vollautomatischen Steuerungen mit kontrollierten Geschwindigkeiten durch die Baumreihen, heben die Erntehelfer bis in die Gipfelbereiche der Bäume und erlauben ein ergonomisches, ermüdungsfreies Arbeiten.

Für die einzigartige Knicklenkung des KNECHT-pro-Systems erfüllt die Lenkwinkelabfrage über induktive Sensoren von Pepperl+Fuchs eine wichtige Sicherheitsfunktion, damit beim Wenden am Hang die Arbeitsbühne abgesenkt und so ein Kippen des Fahrzeugs vermieden wird.

Qualität ernten dank perfekter Technik

Als Hersteller von Ernte- und Allzweckmaschinen vereint die BerMarTEC GmbH in Lana im KNECHT-pro-System viele innovative Ideen. Seit 1996 entwickeln, planen und bauen die Brüder Bernhard und Martin Pfattner mit mittlerweile rund 30 Mitarbeitern die unterschiedlichen KNECHT-Modelle. Dabei handelt es sich um Hebebühnen mit einem speziell entwickelten Hubsystem. Ganzjährig als Allzweckmaschinen eingesetzt, werden sie zur Erntezeit mit Stapler und Rollenbahn zum Erntesystem ergänzt, das die Großkisten aufnimmt, einzeln auf die Arbeitsbühne hebt, wo sie befüllt werden und anschließend wieder in der Baumreihe absetzt. So entsteht ein effizienter Arbeitsfluss, der die Erntezeit reduziert und die Erntekapazität erhöht. Im Gipfelbereich der Bäume pflücken jeweils bis zu vier Personen die Äpfel und legen diese direkt in die Kisten. So entstehen selbst bei empfindlichen Obstsorten keine Schleifspuren und Druckstellen und die Erntesysteme tragen zur Erfüllung höchster Qualitätsansprüche an Sauberkeit und Unversehrtheit der Früchte bei.

Die teils extremen Steigungen in den Südtiroler Obstplantagen erfordern mobile Arbeitsmaschinen mit Hightech. Die Nivellierung der Arbeitsplattform einer Erntemaschine löst BerMarTEC mit Neigungssensoren von Pepperl+Fuchs. Darüber hinaus ist eine Reihe von automatischen Funktionen und Sicherheitsanforderungen mit umfangreicher Sensorik von Pepperl+Fuchs realisiert.

Automatisierte Funktionen

Damit sich die Erntemitarbeiter auf das Pflücken konzentrieren können, sind die Arbeitsmaschinen mit innovativen, automatisierten Funktionen ausgestattet. So ist die Arbeitsplattform bei jeder Bühnenhöhe – bis zu 2,60 Meter – waagerecht und im Schwerpunkt ausgerichtet, eingestellte Fahrgeschwindigkeiten und selbstständige Lenkbewegungen werden richtig gesteuert und überwacht. Dabei sorgen die teils extremen Hanglagen für spezielle Herausforderungen, die BerMarTEC mit technischen Raffinessen und umfangreicher Sensorik löst. Dabei steht immer auch die Arbeitssicherheit im Mittelpunkt.

Zur Realisierung wesentlicher Funktionen tragen Neigungssensoren der Generation F99 von Pepperl+Fuchs bei. Sie ermöglichen die berührungslose Messung von Neigungswinkeln auf der Basis eines mikromechanischen Feder-Masse-Systems (MEMS – Micro electro-mechanical system). Montiert am Fahrgestell, ermöglichen sie mit schnellen Messfolgen eine präzise und sichere Überwachung der Längs- und Querneigung. Auf dieser Basis erfolgt die automatische Nivellierung der Arbeitsbühne. Gleichzeitig wird die Arbeitsbühne in jeder Höhe über das spezielle Hubsystem im Massenmittelpunkt gehalten. Sobald die Hangneigung ein zulässiges Maß übersteigt und die Arbeitsplattform aus dem Schwerpunkt wandert, ertönt ein akustisches Signal und die Maschine hält an. Erst mit abgesenkter Plattform kann die Maschine aus dem Gefahrenbereich gebracht werden.

Über die Lageerkennung mittels Neigungssensoren hat BerMarTEC auch eine aktive Pendelsperre realisiert. Neigt sich die hintere starre Achse über einen bestimmten Winkel, wird die Pendelbewegung der vorderen Achse gesperrt. „Das erhöht sofort die Stabilität und Sicherheit um 50 bis 60 %“, erklärt Bernhard Pfattner, der von einer aktiven Pendelsperre spricht, weil die Vorderachse nach Bedarf gesperrt bzw. gelöst wird.

Über einen Drehknopf am Bedienpult kann die Schallleistung und Empfindlichkeit der Ultraschallsensoren leicht verändert werden, damit die Maschine vollautomatisch in der Fahrgasse ausgerichtet fährt.

Steuern mit 'Fledermaustechnik'

Der perfekt ausgerichteten Fahrt durch die Baumreihen dient eine automatische Lenkung in Fledermaustechnik. Dazu sind im vorderen Bereich seitlich Ultraschall-Sensoren mit einstellbarer Schallleistung und Empfindlichkeit am Fahrgestell angebracht. Bei diesen Einkopf-Systemen wird ein einzelner Ultraschallwandler zyklisch zwischen Sende- und Empfangsbetrieb umgeschaltet. Das hält die Maschine ohne Zutun des Erntepersonals vollautomatisch in der Fahrgasse. Möglicher Drift in Hanglagen wird durch automatisches Gegenlenken selbständig ausgeglichen. Die Einstellung von Schallleistung und Empfindlichkeit der Sensoren ermöglicht die Orientierung des Fahrzeugs genau in der Mitte einer Gasse oder näher an der linken oder rechten Baumreihe. Darüber hinaus erfüllen die Ultraschallsensoren auch reine Sicherheitsfunktionen. Erkennen sie beispielsweise Personen oder Gegenstände in Fahrtrichtung, stoppt die Maschine. Automatisch angehalten wird auch am Ende einer Fahrgasse, sobald innerhalb einer eng eingestellten Distanz kein Baum mehr erkannt wird. Das verhindert Sturz oder Abrutschen.

Induktive Sensoren für diverse Aufgaben

Diverse in den Arbeitsmaschinen von BerMarTEC verbaute induktive Sensoren dienen vor allem der Kontrolle der Lenkwinkel in Zusammenhang mit der automatischen Lenkung sowie der Sicherheitsüberwachung bei Wendemanövern auf engstem Raum. Zu diesem Zweck ist jede Lenkachse mit einem Positionsmesssystem (PMI F90) ausgestattet, das aus einer Aneinanderreihung vieler induktiver Sensormodule besteht. Das Sensorsystem wertet die Einzelsignale mit Hilfe eines Microcontrollers aus und bestimmt so die absolute Position des auf der beweglichen Seite der Achse montierten Stahltargets. Die Ausgabe eines wegproportionalen Analogsignals macht aus der Positionsbestimmung eine Weg- oder Winkelmessung für die automatische Lenkung, vor allem für die einzigartige Knicklenkung. Diese ermöglicht Wendemanöver auf engstem Raum, z. B. um von einer Fahrgasse zur nächsten zu gelangen. Hier dient die Lenkwinkelmessung der Sicherheit für Personal und Maschine, indem beim Wenden am Hang die Arbeitsbühne abgesenkt und so ein Kippen des Fahrzeugs vermieden wird.

Ebenfalls der Sicherheit dienen induktive Sensoren in Zusammenhang mit einer raffinierten 'Antischlupfregelung'. Ein optimaler Grip auf allen vier Rädern ist im steilen Gelände sicherheitsrelevant. Um einem Rädergleiten entgegen zu wirken, stattet BerMarTEC die Räder mit zusätzlichen induktiven Sensoren zur Kontrolle der Umdrehungsgeschwindigkeit jedes Rades aus. Verglichen mit der über die Motordrehzahl bekannten Sollgeschwindigkeit erkennt die Maschine mögliche Abweichungen, was automatisches Bremsen aller vier Räder auslöst.

Die Arbeit in den oft extremen Hanglagen der Südtiroler Obstplantagen stellt steile Herausforderungen dar. Sie ist nur mit modernsten Ernte- und Arbeitsmaschinen zu bewältigen, die Effizienz, Qualität und größtmögliche Arbeitssicherheit in jeder besonderen landschaftlichen Beschaffenheit bieten müssen. Zur Erfüllung der vielfältigen automatisierten Funktionen sowie der notwendigen Sicherheitsanforderungen in den mobilen Maschinen ist umfangreiche Sensorik erforderlich. „Wir nutzen dabei das umfassende Produktprogramm von Pepperl+Fuchs, weil wir unsere innovativen Ideen mit einem kompetenten Partner aus einer Hand lösen können“, fasst Bernhard Pfattner zusammen. „Außerdem kommen die hohen Genauigkeiten sowie die robusten Ausführungen der Sensoren unserem Anspruch an höchste Qualität und Sicherheit für unsere Kunden entgegen.“