Innovation & Forschung
"Freundlich, fleißig, agil und robust" - Mit Riesenschritten durch den Wald
Der Maschinenbauingenieur und Industriedesigner Christian Knobloch hat in seiner Diplomarbeit ein völlig neuartiges Fortbewegungskonzept für schwere Maschinen entwickelt. Es ermöglicht Schrittweiten bis 8 m auf sumpfigen Böden oder an Waldhängen und kann sogar Hindernisse elegant übersteigen.
30.04.2009
"Schreit-Harvester", Bild: TU Dresden
Werden Bäume in industriellem Maßstab gefällt (der Fachmann spricht von "Holzernte"), kommen bisher schwere Rad- oder Kettenfahrzeuge zum Einsatz, die oft für die Feld- oder Baustellenarbeit entworfen wurden und beladen bis zu 55 Tonnen wiegen. Die Folge sind oft großflächig zerstörte Waldböden, deren Regeneration viele Jahrzehnte währen kann. Anstatt diese Systeme weiter zu verbessern, hat sich der Maschinenbauingenieur Christian Knobloch an eine völlige Neuentwicklung gewagt, bei der ein ungewöhnliches, konstruktiv-geometrisch optimiertes Bewegungskonzept zum Einsatz kommt.
Sein nur 7,5 Tonnen wiegender "Schreit-Harvester" vereint mehrere unschätzbare Vorteile. Wie ein Pferdehuf belastet er den Waldboden nur punktuell; dieser erholt sich also ungleich rascher als nach den umfangreichen Rangiervorgängen von herkömmlichen Forstmaschinen. Und außerdem erlaubt das patentierte Konzept das Überschreiten von Wassergräben oder Hindernissen bis 4,6 Meter Breite. Auch sumpfige Böden und Hanglagen bis 36 % sind für den futuristisch anmutenden Schreiter kein Problem.
Wie funktioniert diese Fortbewegung nun genau? "Die neuartige Schreitbewegung hat keine Vorbilder in der Natur", erklärt Christian Knobloch. "Die Nutzmasse bewegt sich hier auf einer Art Überfahrbrücke mit je drei Fußauslegern an ihren Enden, die sich an die Art des Untergrunds anpassen können. Nach jedem Schritt kann eine neue Richtung gewählt werden, wobei die Brücke stets in Fortbewegungsrichtung auf- und hinter dem Fahrzeug wieder abgebaut wird. Die auf einer Laufkatze installierte Nutzmasse - Kabine, Antriebstechnik und Arbeitskran - belastet dabei immer eine der beiden Standbasen und ermöglicht, dass die unbelastete Standbasis um die belastete platzsparend herum geschwenkt werden kann."
Die neue Art der Fortbewegung hat zahlreiche Vorteile. Abgesehen von der großen, bisher unerreichten Schrittweite von acht Metern erreicht der Schreitharvester innerhalb seines 480 Quadratmeter messenden Arbeitsraumes Bäume bis 10 Meter Entfernung. Die gespreizten Fußausleger bilden eine große Plattform im Wald und ermöglichen somit, dass der Arbeitskran trotz einer geringen Maschinenmasse große Gewichte heben kann. Alle Problempunkte des Schreitmechanismus hat der kreative Industriedesigner konstruktiv-geometrisch untersucht und in seiner Diplomarbeit am Zentrum für Technisches Design der TU Dresden unter der Betreuung von Dr. Günter Kranke nach statischen Kriterien beurteilt.
Als Nebenprodukt der Arbeit, die sich vorrangig mit der Holzernte befasst, entstand in Zusammenarbeit mit dem Forsttechniker Prof. Jörn Erler zudem eine Idee, wie man auch die anschließenden Holztransporte einfacher, preiswerter und bodenschonender durchführen könnte. Diese Art des Transports würde sich mit dem vorgestellten Maschinenkonzept optimal ergänzen und den Erwerb des "Schreit-Harvesters" für Waldbesitzer noch attraktiver machen. Die Industriepartner stehen jedenfalls schon Schlange, verrät Christian Knobloch: das Konzept, eine "freundliche, fleißige, agile und robuste Maschine" zu konstruieren, die zudem viel eher mit der Arbeit im Wald assoziiert wird als bullige Kettenfahrzeuge, ist offenbar aufgegangen.
Sein nur 7,5 Tonnen wiegender "Schreit-Harvester" vereint mehrere unschätzbare Vorteile. Wie ein Pferdehuf belastet er den Waldboden nur punktuell; dieser erholt sich also ungleich rascher als nach den umfangreichen Rangiervorgängen von herkömmlichen Forstmaschinen. Und außerdem erlaubt das patentierte Konzept das Überschreiten von Wassergräben oder Hindernissen bis 4,6 Meter Breite. Auch sumpfige Böden und Hanglagen bis 36 % sind für den futuristisch anmutenden Schreiter kein Problem.
Wie funktioniert diese Fortbewegung nun genau? "Die neuartige Schreitbewegung hat keine Vorbilder in der Natur", erklärt Christian Knobloch. "Die Nutzmasse bewegt sich hier auf einer Art Überfahrbrücke mit je drei Fußauslegern an ihren Enden, die sich an die Art des Untergrunds anpassen können. Nach jedem Schritt kann eine neue Richtung gewählt werden, wobei die Brücke stets in Fortbewegungsrichtung auf- und hinter dem Fahrzeug wieder abgebaut wird. Die auf einer Laufkatze installierte Nutzmasse - Kabine, Antriebstechnik und Arbeitskran - belastet dabei immer eine der beiden Standbasen und ermöglicht, dass die unbelastete Standbasis um die belastete platzsparend herum geschwenkt werden kann."
Die neue Art der Fortbewegung hat zahlreiche Vorteile. Abgesehen von der großen, bisher unerreichten Schrittweite von acht Metern erreicht der Schreitharvester innerhalb seines 480 Quadratmeter messenden Arbeitsraumes Bäume bis 10 Meter Entfernung. Die gespreizten Fußausleger bilden eine große Plattform im Wald und ermöglichen somit, dass der Arbeitskran trotz einer geringen Maschinenmasse große Gewichte heben kann. Alle Problempunkte des Schreitmechanismus hat der kreative Industriedesigner konstruktiv-geometrisch untersucht und in seiner Diplomarbeit am Zentrum für Technisches Design der TU Dresden unter der Betreuung von Dr. Günter Kranke nach statischen Kriterien beurteilt.
Als Nebenprodukt der Arbeit, die sich vorrangig mit der Holzernte befasst, entstand in Zusammenarbeit mit dem Forsttechniker Prof. Jörn Erler zudem eine Idee, wie man auch die anschließenden Holztransporte einfacher, preiswerter und bodenschonender durchführen könnte. Diese Art des Transports würde sich mit dem vorgestellten Maschinenkonzept optimal ergänzen und den Erwerb des "Schreit-Harvesters" für Waldbesitzer noch attraktiver machen. Die Industriepartner stehen jedenfalls schon Schlange, verrät Christian Knobloch: das Konzept, eine "freundliche, fleißige, agile und robuste Maschine" zu konstruieren, die zudem viel eher mit der Arbeit im Wald assoziiert wird als bullige Kettenfahrzeuge, ist offenbar aufgegangen.
Quelle: UD / fo
