Ergebnisse der Erprobung des Claas-Schneidwerkes HS ... - dendrom

Leibniz-Institut für Agrartechnik
Potsdam-Bornim e.V.
MESSBERICHT
im Rahmen des Verbundprojektes DENDROM
Zukunftsrohstoff Dendromasse
Modul 2.1
Betriebswirtschaftliche Bewertung von Pflanz-, Ernte- und Lagerungstechnologien
Ergebnisse der Erprobung
des Claas-Schneidwerkes HS-2 und
des Anbaumähhackers
bei der Ernte von Pappel und Weide
Dr.-Ing. Volkhard Scholz
Dipl.-Forstwirt Felipe Ruiz Lorbacher
Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Spikermann
Dipl.-Ing. (FH) Peter Kaulfuß
vscholz@atb-potsdam.de
Potsdam-Bornim
März 2008

Inhaltsverzeichnis
3
Seite
1. Einleitung 4
2. Methoden
2.1 Claas-Feldhäcksler mit Claas-Gehölzschneidwerk HS-2 4
2.1.1 Erntemaschine 4
2.1.2 Bestandesparameter 6
2.1.3 Versuchsdurchführung 8
2.2 Anbaumähhacker 9
2.2.1 Erntemaschine 9
2.2.2 Drehmoment/Drehzahl-Messung 10
2.2.3 Bestandesparameter 11
2.2.4 Versuchsdurchführung 18
2.3 Bestimmung der Partikelgröße 22
2.4 Bestimmung des Wassergehaltes 22
2.5 Bestimmung von Drehzahl, Drehmoment und Leistung 22
3. Ergebnisse
3.1 Claas-Feldhäcksler mit Claas-Gehölzschneidwerk HS-2 23
3.1.1 Arbeitszeit und –leistung 23
3.1.2 Hackgutqualität 25
3.2 Anbaumähhacker 25
3.2.1 Arbeitszeit und –leistung 25
3.2.2 Hackgutqualität 27
3.2.3 Drehmoment 29
3.2.4 Technische Probleme und deren Beseitigung 32
4. Schlussfolgerungen 34
Quellenverzeichnis 35
Anlagen 38

1. Einleitung
5
Im Zuge einer zunehmenden Verknappung fossiler Energieträger, ist eine Intensivierung
der Nutzung erneuerbarer Energie von grundlegender Bedeutung. Neben einer
verringerten Abhängigkeit von Importen fossiler Energieträger, bieten erneuerbare
Energien einen Ansatz zur Umweltentlastung. An grundlegender Bedeutung ist hierbei
insbesondere die Nutzung von Biomasse. Der Vorteil einer Nutzung von Biomasse
liegt darin begründet, dass die Energie bereits in chemischer Form gespeichert ist
und nach Bedarf nutzbar gemacht werden kann. Für eine Erhöhung des Biomassepotenzials
bietet sich der Anbau von Energiepflanzen auf stillgelegten landwirtschaftlichen
Flächen an. Neben einer Vielzahl einjähriger Kulturen kommen auch schnellwachsende
Baumarten in Frage. Ein Vorteil dieser so genannten Kurzumtriebsplantagen
bzw. Schnellwuchsplantagen besteht darin, dass neben einer energetischen
auch eine stoffliche Nutzung möglich ist. Gegenwärtig besteht jedoch das Hindernis,
dass die hierfür nötige Erntetechnik nur beschränkt bzw. nicht verfügbar ist. Abgesehen
von einem Ernteaggregat der Fa. Claas, welches als Kleinserie existiert, ist die
überwiegende Anzahl lediglich als Prototyp verfügbar. Es besteht somit noch ein erheblicher
Entwicklungsbedarf im Bereich der Erntetechnologie.
Das Ziel dieser Arbeit besteht darin, die Praxistauglichkeit verschiedener Ernteaggregate
zu untersuchen und Ansätze für eine Optimierung der Erntetechnik zu liefern.
Zur Bestimmung der technischen Ernteleistung werden hierfür Arbeitszeitstudien angefertigt.
Zur Beurteilung des Ernteproduktes, werden zudem die physikalischen Eigenschaften
des Erntegutes untersucht. Untersucht wurden ein Claas-Feldhäcksler,
Typ Jaguar 870 mit Claas-Gehölzschneidwerlk HS-2 und ein modifizierter Anbaumähhacker.
2. Methoden
2.1 Claas-Feldhäcksler mit Claas-Gehölzschneidwerk HS-2
2.1.1 Erntemaschine
Das Gehölzschneidwerk HS-2 ist ein von Claas entwickelter Vorsatz für die Claas
Feldhäckslerreihe (Abb. 1). Dabei handelt es sich um einen serienmäßig produzierten
landwirtschaftlichen Maishäcksler. Mit dem HS-2 werden Doppelreihen von

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schnellwachsenden Bäumen wie Weide und Pappel, bis zu einem Schnittdurchmesser
von 7 cm geerntet. Mittels zweier Kreissägeblätter werden die Triebe vom Stock
getrennt, horizontal eingezogen und dem Häckselwerk des Feldhäckslers zugeführt.
Produziert werden ausschließlich Feinhackschnitzel. Die Schnittlänge kann durch
Änderung der Trommelgeschwindigkeit und der Messerzahl von 5 bis 40 mm variiert
werden. Das Claas Gehölzschneidwerk kann bis zu einem Doppelreihenabstand von
0,75 m eine doppelreihige Beerntung durchführen. Der Abstand zwischen den Doppelreihen
muss mindestens 1,50 m betragen.
Abb. 1: Claas-Feldhäcksler „Jaguar 870“ mit Claas-Gehölzschneidwerk HS-2
Das HS-2 kann ohne größeren Aufwand an die gängigen Feldhäcksler von Claas angebaut
werden. Dabei wird die Hydraulikpumpe des HS-2 anstelle des Korncrackers
eingebaut. Am Häckselwerk selbst müssen keine Umbauten vorgenommen werden.
Das in diesem Versuch eingesetzte HS-2 ist ein optimiertes Modell, welches seit
2007 die ältere Serie ersetzt. Wichtigste Neuerungen dieses Modells sind:
- Hydraulischer Antrieb anstatt mechanischen Antriebs,
- Änderung des Gehäuses hinter den Sägeblättern,
- Austausch der Einzugswalzen über den Sägeblättern durch Zinkenräder. Dadurch
wird Schnee, welcher beim Schneiden von den Sägeblättern aufgenommen
wird, nach hinten ausgeworfen und nicht in den Häcksler gefördert.

2.1.2 Bestandesparameter
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Anhand von Bestandesparameter können Bestände beschrieben werden und Leistungsermittlung
herangezogen werden. Aufgenommen wurden folgende Bestandesparameter:
- Flächengröße
- Pflanzverband
- Triebdurchmesser
- Triebhöhe
- Anzahl der Triebe pro Stock
Die Ermittlung der Flächengröße erfolgte über die Längenmessung der Seitenkanten.
Die gewonnenen Daten wurden in einer vor Ort angefertigten Skizze festgehalten
und die Flächengröße errechnet.
Der Pflanzverband eines Bestandes wird bei der Begründung festgelegt. Ermittelt
werden kann der Pflanzverband über den Reihenabstand und Pflanzabstand in der
Reihe. Zur Bestimmung des durchschnittlichen Reihenabstandes, wurden fünf über
die Fläche verteilte Messungen durchgeführt. Bei Beständen im Doppelreihenverband,
wurden je fünf Messungen in der Doppelreihe und zwischen der Doppelreihe
erhoben. Details der Bestandesbegründung in Methau wurden von RÖHLE ET AL.
(2003) übernommen.
Ermittelt wurden die Triebdurchmesser in 0,10 m sowie in 1,30 m Höhe mit einer
Messkluppe. Die ermittelten Triebdurchmesser in 0,10 m Höhe werden im folgenden
Wurzelhalsdurchmesser (WHD), in 1,30 m Höhe als Brusthöhendurchmesser (BHD)
bezeichnet. Bei der Aufnahme wurden Triebe mit einer Wuchshöhe < 1,50 m nicht
mit einbezogen, da sie zumeist durch das Ernteaggregat nicht erfasst werden
(HARTMANN & THUNEKE 1997). Zur Herleitung eines mittleren Durchmessers wurden 30
Werte ermittelt.
Bei der Bestimmung der Höhe wurden zehn Triebe mit einer Handsäge geerntet und
deren Länge mittels eines Maßbandes bestimmt. Dieser Parameter findet keinen Eingang
in die spätere Berechnung, sondern besitzt lediglich informativen Wert.
Die Anzahl der Triebe pro Stock wurden durch Auszählen der Treibe ermittelt. Der
Stichprobenumfang betrug 30 Stöcke.

Für eine exakte Beschreibung der Bestände wurden daneben Informationen zu
- Bodentyp,
- Ackerzahl,
- Bestandesbegründung,
- Sorte,
- Erntezyklus
8
aufgenommen. Hierbei wurde zumeist auf Informationen des Bewirtschafters zurückgegriffen.
Versuch 1: Weidenernte in Tylstrup (Dänemark), 09.03.2006
Der Bestand wurde im Jahr 2002 von der Firma Ny Vraa Bioenergy auf eigenen Flächen
mit Weide (Klon Tora) begründet. Beerntet wurde der Bestand bis 2006 zwei
Mal, letztmalig im Jahr 2004. Die Bestandesparameter sind in Tabelle 1 gegeben.
Tab. 1: Bestandsparameter der Fläche in Tylstrup (Dänemark)
Ort: Tylstrup (Dänemark)
Fläche in ha: 2,1
Bodentyp: k.A.
Ackerzahl: k.A.
Begründung: 2003
Sorte: Weide – Tora
Alter der Triebe: 2 Jahre
Erntezyklus: 2 Jahre
Reihenabstand: Doppelreihe: 0,75x2,25 m
Pflanzabstand: 60 cm
BHD: 0,3 - 3,7 cm
WHD: 0,8 – 5,0 cm
Höhe: 3,5 m
Triebzahl pro Stock: 3 - 15
2.1.3 Versuchsdurchführung

Versuch 1: Weidenernte in Tylstrup (Dänemark), 09.03.2006
Bei der Ernte in Tylstrup kam ein Jaguar 870 mit einem Gehölzschneidwerk HS-2
zum Einsatz (Abb. 2).
9
Abb. 2: Weidenernte in Tylstrup
Das anfallende Erntegut wurde in einen Anhänger der hinter den Häcksler gehängt
wird aufgefangen und am Feldrand in Form einer Feldmiete abgelegt.
Zur Bestimmung der technischen Ernteleistung der Erntemaschine wurde eine Arbeitszeitstudie
angefertigt. Die zugrunde gelegte Methodik entspricht der der REFA
empfohlenen Vorgehensweise (REFA 1998). Anhand der gewonnen Daten kann auf
die technische Ernteleistung geschlossen werden. Bei der Datenerhebung werden
allgemein Zeiten, Bezugsmengen, Arbeitsbedingungen und auf den Arbeitsprozess
wirkende Einflussfaktoren aufgenommen. Die Aufnahme der Arbeitszeiten erfolgt für
den gesamten Erntevorgang, der sich in geschlossene und wiederkehrende Arbeitsabläufe
unterteilt. Bei der Ernte von Kurzumtriebsplantagen, wird die Beerntung einer
Reihe mit dem Wendevorgang zur nächsten Reihe als ein Arbeitsablauf verstanden.
Die Kalkulation des Zeitbedarfs erfolgte mit Hilfe der Teilzeitmethode. Hierbei werden
die einzelnen Arbeitsabläufe in eigenständige und in sich geschlossene Zeitabschnitte,
die so genannten Teilzeiten untergliedert (Abb. 3).
Hauptzeit (H)

Nebenzeit (N)
-
-
10
Wendezeit (NW)
Versorgungs-/ Stillstandszeiten (NV)
Grundzeit (GZ) = H+N
Nicht vermeidbare Verlustzeiten (V)
Ausführungszeit (AZ) = GZ+V
Rüstzeiten (R)
- Rüstzeiten auf dem Hof (RaH)
- Rüstzeiten am Arbeitsort (RaO)
Wegezeiten (W)
- Wegezeiten Hof-Feld
- Wegezeiten Feld-Feld
Ablaufbedingte Wartezeiten
Gesamtarbeitszeit (GAZ) = AZ+R+W
Abb. 3: Gliederung der Teilzeiten
Die während einer Zeitmessung geerntete Holzmasse wurde durch Wiegen des entsprechenden
Traktorzuges auf einer Fuhrwerkswaage bestimmt. Für die Bestimmung
des Wassergehalts und der Korngrößenverteilung wurden während der Versuchsdurchführung
Hackschnitzel-Proben genommen.
2.2 Anbaumähhacker
2.2.1 Erntemaschine
Der Anbaumähhacker ist eine einreihige Erntemaschine, welche an einem gewöhnlichen
Traktor betrieben wird (Abb. 4). Er wird in der Front angebaut, bei Traktoren mit
Rückfahreinrichtung kann er auch im Heck angebaut werden. Der Antrieb des Aggregats
erfolgt über die entsprechende Zapfwelle. In Abhängigkeit der Triebstärke, muss
die Motorleistung des Traktors mindestens 75 kW betragen. Der Anbaumähhacker
des ATB ist eine modifizierte Version des Anbaumähhackers der Universität Göttingen.
Bis zu seiner Serienreife ist jedoch noch weiterer Entwicklungsaufwand nötig.
Beim Anbaumähhacker befinden sich Sägeblatt, Schaufelrad der Auswurfeinrichtung
und Schneckenhacker übereinander auf einer senkrechten Welle. In einem Arbeitsgang
werden die Bäume bis zu einem maximalen Schnittdurchmesser von 12 cm
vom Stock getrennt, vom Schneckenhacker stehend gehackt, die Hackschnitzel vom
Schaufelrad beschleunigt und schließlich ausgeworfen. Als Ernteprodukt entstehen

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grobe Hackschnitzel. Die Hackschnitzelgröße ist dabei hauptsächlich von der Steigung
der Hackschnecke abhängig, die in der jetzigen Version 9,5 cm beträgt.
Abb. 4: Anbau-Mähhacker
Bei ersten Versuchen auf der Energieplantage des ATB im Winter 2005/06 zeigten
sich einige Mängel, die vor allem zu Verstopfungen im Auswurfrohr führten. Diese
Mängel wurden soweit möglich, im Sommer 2006 behoben.
2.2.2 Drehmoment/Drehzahl - Messeinrichtung
Die Drehzahl/ Drehmomenten-Messeinrichtung besteht aus einer Drehmomentmesswelle
WAL 2,5 von GKN Walterscheid GmbH Lohmar, für ein maximales Drehmoment
von 2,5 kNm, einem Messsystem mit Messverstärker und zugehöriger Messdatenerfassungssoftware
von BMC Messsysteme GmbH Maisach. Die Energieversorgung
erfolgt über ein Batteriepack, welches im Gehäuse des Messsystems untergebracht
ist. Für die Aufzeichnung der Messwerte wird ein Computer mit USB-Schnittstelle
benötigt. Die Messwelle erfasst das Drehmoment mit Dehnungsmessstreifen
(Linearitätsfehler < ±1%) und die Drehzahl über einen Impulsgeber. Die Abtastrate
des Messsystems beträgt 625 Hz. Angebaut wird die Drehmomentmesswelle zwischen
der Zapfwelle des Traktors und der Gelenkwelle (Abb. 5).

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Abb. 5: Drehmoment/Drehzahl-Messeinrichtung
Das Gehäuse mit dem Messsystem wird am Mähhacker montiert, welches mit einem
Computer im Fahrerhaus des Traktors verbunden ist. Die Messung kann aus der
Fahrerkabine erfolgen.
2.2.3 Bestandesparameter
Zur Erprobung des modifizierten Anbaumähhackers wurden in den Wintermonaten
2005/06 und 2006/07 insgesamt fünf Ernteversuche durchgeführt. In der Erntesession
2007/08 wurden drei Ernteversuche durchgeführt.
Versuch 1: Ernte auf der Energieplantage des ATB Winter 2005/06
In den Wintermonaten 2005/06 erfolgten erste Versuche mit dem im Herbst 2005 erworbenen
Anbaumähhacker. Zur Untersuchung wurden Weiden- (salix viminalis) und
Pappelbestände (Japan 105) mit 2- und 4-jährigem Erntezyklus herangezogen. Der
Einsatz in der Energieplantage diente der ersten Erprobung des Anbaumähhackers
und der Ermittlung von Leistungsdaten. Die Bestandesparameter der Energieplantage
sind in Tabelle 2 gegeben.
Tab. 2: Bestandsparameter der ATB-Energieplantage in Potsdam

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Ort: Potsdam Bornim
Fläche in ha: 1
Bodentyp: Schwachlehmiger Sand
Ackerzahl: 30
Begründung: 1994
Sorte: Pappel - Japan 105, Weide - salix viminalis
Alter der Triebe: 2 und 4 Jahre
Erntezyklus: 2 und 4 Jahre
Reihenabstand: Doppelreihe: 0,75x2,25 m
Pflanzabstand: 50 cm
BHD: Pappel: 0,8 – 7,8 cm ; Weide: 0,4 – 2,3 cm
WHD: Pappel: 1,3 – 10,6 cm; Weide: 1,0 – 3,9 cm
Höhe: Pappel: ca. 8 m; Weide: ca. 6 m
Triebzahl pro Stock: Pappel: 1 – 6; Weide: 4 - 20
Versuch 2: Test auf der Energieplantage des ATB mit einzelnen Bäumen
Nach den Ernteversuchen im Winter 2005/06 standen in der näheren Umgebung des
ATB, keine geeigneten Bestände zur weiteren Erprobung des Anbaumähhackers zur
Verfügung. Aus diesem Grund wurden neben der Energieplantage sechs Löcher, im
Abstand von 70 cm in einer Reihe gebohrt, mit Bäumen bestückt und anschließend
mit dem Anbaumähhacker beerntet. Der Schnittdurchmesser der einzelnen Triebe
lag im Bereich von 5,5 bis 7,5 cm, bei einer Höhe von 5,0 bis 7,5 m Höhe. Als Probematerial
wurden am Feldrand gelagerte Pappeln (NE42, Japan 105) genutzt, die im
Februar/ März 2006 geerntete worden waren. Ferner wurden frisch gefällte, 4-jährige
Pappeltriebe (NE42) genutzt.
Versuch 3: Test auf einer Pappelplantage bei Großbeeren
Bei Großbeeren, 30 km vom ATB entfernt, existiert eine Pappel-Versuchsplantage
von etwa 0,25 ha auf einem ehemaligen Rieselfeld. Begründet wurde dieser Bestand
vermutlich im Jahr 1996 und bis 2006 zweimal geerntet. Die letzte Ernte erfolgte im
Winter 2004/05. Der Bestand wurde einreihig, mit einem Reihenabstand von 1,0 m
und einem Pflanzabstand von 60 bis 80 cm gepflanzt (Tab. 3). Die Aufwüchse waren
zumeist mehrtriebig. Der durchschnittliche Schnittdurchmesser betrug 6 cm bei einer
Höhe von bis zu 5,0 m. Eine wissenschaftliche Betreuung der Versuchsanlage ist
nicht erfolgt.

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Tab. 3 Bestandesparameter der Pappelplantage bei Großbeeren
Ort: Großbeeren / Brandenburg
Fläche in ha: ca. 0,25
Bodentyp: k.A.
Ackerzahl: k.A.
Begründung: vermutlich 1996
Sorte: k.A.
Alter der Triebe: vermutlich 3 Jahre
Erntezyklus: k.A.
Reihenabstand: Einzelreihe: 1 m
Pflanzabstand: 60 - 80 cm
BHD: ≤ 5,0 cm
WHD: ≤ 6,0 cm
Höhe: ≤ 5 m
Triebzahl pro Stock: mehrtriebig
Versuch 4: Ernteversuch in Dornwangen/Bayern 27.03.2007
In Dornwangen / Niederbayern wurde eine 4,0 ha große Pappelplantage der Bayerischen
Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft in Freisingen (LWF), für Ernteversuche
zur Verfügung gestellt. Die Bestandesparameter wurden von der LWF aufgenommen.
Die zu erntenden Bäume waren 5-jährige Pappeln (Max 4), auf 10-jährigem
Stock mit einem Reihenabstand von 1,5 m und einem Pflanzabstand von 65 cm.
Der Erntezyklus beträgt fünf Jahre, daher hatten sich pro Stock maximal zwei Triebe
durchgesetzt. Die durchschnittliche Höhe betrug etwa 8 m, bei einem BHD von 7,5
cm und einem Schnittdurchmesser von 9 cm (Tab.4). Die Randreihen wiesen hingegen
bei gleicher Höhe einen BHD von ca. 19 cm und einen Schnittdurchmesser von
ca. 17 cm auf.
Tab. 4: Bestandesparameter Dornwangen 26.03.2007
Ort: Dornwangen /Niederbayern
Fläche in ha: 4

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Bodentyp: k.A.
Ackerzahl: k.A.
Begründung: 1997
Sorte: Pappel - Max 4
Alter der Triebe: 5 Jahre
Erntezyklus: 5 Jahre
Reihenabstand: Einzelreihe: 1,5 m
Pflanzabstand: 80 cm
BHD: ≤ 8,7 cm
WHD: ≤ 11,0 cm
Höhe: ≤ 8,6 m
Triebzahl pro Stock: ≤ 2
Versuch 5: Vorführung im Rahmen eines Feldtages in Wippenhamm/Österreich
04.04.2007
Bei diesem Ernteversuch handelte es sich um eine öffentliche Vorführung des Mähhackers,
im Rahmen eines Feldtages in Wippenhamm/Österreich. Veranstaltet wurde
dieser von dem Verein Infocenter für Biomasse – erneuerbare Energien. Der zur
Verfügung gestellt Bestand wurde 1997 in Dreier-Reihen mit Pappeln (Japan 105)
begründet und war bislang noch nicht beerntet worden. Daher mussten von einer
Dreier-Reihe zwei Reihen entnommen, zudem Individuen mit einem Schnittdurchmesser
>10 cm aus der verbleibenden Reihe entfernt werden. Da es sich bei diesem
Einsatz um eine Vorführung handelte, wurde auf eine exakte Aufnahme der Bestandesparameter
verzichtet (Tab. 5).
Tab. 5: Bestandesparameter Wippenhamm / Österreich 04.04.2007
Ort: Wippenhamm / Östereich
Fläche in ha: k.A.

Bodentyp: k.A.
Ackerzahl: k.A.
Begründung: 1997
Sorte: Pappel - Japan 105
Alter der Triebe: 10 Jahre
Erntezyklus: k.A.
Reihenabstand: Dreierreihe: 50, 50, 250 cmreduziert
auf Einzelreihe
Pflanzabstand: 30 cm
BHD: ≤ 92 mm
WHD: ≤ 10,0 cm, dickere Bäume entnommen
Höhe: ≤ 12 m
Triebzahl pro Stock: 1
Versuch 6: Ernteversuch in Arre, Padova (Italien), 19.-20.12.2006
16
Eine ca. 1,8 ha große Plantage der Fa. Biomasse Europa SRL in Arre (Italien), wurde
für Ernteversuche zur Verfügung gestellt. Im Zuge dieses Versuches wurde der Anbaumähhacker
erstmals an der Heckzapfwelle betrieben.
Der zu berentende Bestand waren 1-jährige Pappeln (Klon AF-5), auf 5-jährigem
Stock. Begründet wurde der Bestand im Jahr 2001, mit einem Reihenabstand von
3,0 m und einem mittlerem Pflanzabstand von 0,65 m. Erstmals beerntet wurde der
Bestand im Jahr 2006. Die durchschnittliche Höhe betrug etwa 5,0m, bei einem BHD
von 2,5 cm und einem Schnittdurchmesser von 3,5 cm. Die Außenreihen wichen bei
gleicher Höhe mit einem BHD von 2,5 cm und einem Schnittdurchmesser von 3,4 cm
nur unwesentlich von den Innenreihen ab (Tab. 6).
Tab. 6: Bestandesparameter Arre, Padova (Italien), 19.-20.12.2006
Ort: Arre, Padova (Italien)
Fläche in ha: 1,8 ha

17
Bodentyp: Schwerer, lehmiger Boden
Ackerzahl: k.A.
Begründung: 2001
Sorte: Pappel - AF 5
Alter der Triebe: 1 Jahr
Erntezyklus: k.A.
Reihenabstand: 3,0 m
Pflanzabstand: 0,65 m
BHD: Außenreihe 2,6 cm
Innenreihe 2,5 cm
WHD: Außenreihe 3,5 cm
Innenreihe 3,4 cm
Höhe: ca. 5,0 m
Triebzahl pro Stock: 5
Versuch 7: Vorführung im Rahmen eines Feldtages in Forchheim 28.-29.01.2008
Bei diesem Ernteversuch handelte es sich um eine öffentliche Vorführung des Mähhackers,
im Rahmen eines Feldtages in Forchheim. Veranstaltet wurde dieser vom
Landwirtschaftlichen Technologiezentrum Augustenberg (LTZ) in der Außenstelle
Forchheim. Der hierfür bereitgestellte Bestand wurde 1994 mit Weide (Klon Björn),
im Doppelreihen-Verband begründet. Vor Versuchsbeginn wurde jedoch eine der
Reihen entnommen. Da es sich bei diesem Einsatz um eine Vorführung handelte,
wurde auf eine exakte Aufnahme der Bestandesparameter verzichtet (Tab. 7).
Tab. 7: Bestandesparameter Forchheim 28.-29.01.2008
Ort: Forchheim
Fläche in ha: Einzelreihe, Länge 80 m

18
Bodentyp: sandiger Boden
Ackerzahl: 30
Begründung: 1993
Sorte: Weide – Klon Björn
Alter der Triebe: 3 Jahre
Erntezyklus: 3 Jahre
Reihenabstand: 2,25 m
Pflanzabstand: 0,30 m
BHD: ≤ 5,0 cm
WHD: ≤ 6,2 cm
Höhe: ca. 5,0 m
Triebzahl pro Stock: 12
Versuch 8: Ernte auf der Energieplantage des ATB, 04.-05.02.2008
Die letzte Ernte der Energieplantage des ATB in Potsdam Bornim erfolgte in den
Wintermonaten 2005/06 (s. Versuch 1), so dass die zweijährige Auswüchse wieder
zur Beerntung anstanden. Die Bestandesparameter der Energieplantage sind in Tabelle
8 gegeben.
Tab. 8: Bestandsparameter der ATB-Energieplantage in Potsdam
Ort: Potsdam Bornim
Fläche in ha: 1
Bodentyp: Schwachlehmiger Sand
Ackerzahl: 30
Begründung: 1994
Sorte: Pappel - Japan 105, Weide - salix viminalis
Alter der Triebe: 2 und 4 Jahre
Erntezyklus: 2 und 4 Jahre
Reihenabstand: Doppelreihe: 0,75x2,25 m
Pflanzabstand: ca. 60 cm
BHD: Pappel: 1,2 – 6,2 cm ; Weide: 1,5 – 2,6 cm
WHD: Pappel: 2,0 – 9 cm; Weide: 2,0 – 3,1 cm
Höhe: Pappel: 6-8 m; Weide: 4,5-5 m
Triebzahl pro Stock: Pappel: 1 – 18; Weide: 5 - 27
2.2.4 Versuchsdurchführung
Versuch 1: Ernte auf der Energieplantage des ATB Winter 2005/06

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Die Ernteversuche auf der Energieplantage des ATB erfolgten in dem Zeitraum Februar
bis April 2006. Der Anbaumähhacker wurde hierfür an einem institutseigenen
Traktor (Fastrac JCB HMV 2135) mit 112 kW Motorleistung betrieben. Bei diesen
ersten Versuchen sollte die Praxistauglichkeit des Anbaumähhackers beleuchtet werden.
Zur Bestimmung der technischen Ernteleistung wurden Arbeitszeitstudien angefertigt.
Anhand der gewonnen Daten, kann auf die technische Ernteleistung geschlossen
werden. Bei der Datenerhebung wurden allgemein Zeiten, Bezugsmengen,
Arbeitsbedingungen und auf den Arbeitsprozess wirkende Einflussfaktoren aufgenommen.
Die Kalkulation des Zeitbedarfs erfolgte mit Hilfe der Teilzeitmethode.
Hierbei werden die einzelnen Arbeitsabläufe in eigenständige und in sich geschlossene
Zeitabschnitte, die so genannten Teilzeiten untergliedert. Für die Bestimmung
des Wassergehalts und der Korngrößenverteilung, wurden während der Versuchsdurchführung
Hackschnitzel-Proben genommen.
Versuch 2: Tests auf der Energieplantage des ATB mit einzelnen Bäumen
Diese Versuche wurden mehrmals im Herbst und Winter 2006/2007 durchgeführt.
Sie dienten in erster Hinsicht der Erprobung von Modifikationen des Mähhackers. Die
Ergebnisse wurden visuell beurteilt. Betrieben wurde der Anbaumähhacker an institutseigenen
Traktoren (CAS MX 110) mit 83 kW und (Fastrac JCB HMV 2135) mit
112 kW Motorleistung. Bei einem Versuchdurchlauf mit sechs frischen Pappeltrieben
(NE42) wurden der Drehmomentverlauf und die Drehzahl an der Zapfwelle des Traktors
(CAS MX 110) gemessen. Der Schnittdurchmesser des verwendeten Probematerials
betrug 6,0 bis 7,3 cm bei einer Höhe von 6,5 bis 7,5 m.
Versuch 3: Test auf einer Pappelplantage bei Großbeeren
Zur Erprobung einiger Umbauten am Anbaumähhacker, erfolgte im Dezember 2006
ein kurzer Ernteversuch, bei dem ca. 20 Bäume beerntet wurden (Abb. 6). Daneben
diente der Versuch der:
- Vorführung des Mähhackers dem Verwalter der Energieplantage,
- Überprüfung der Eignung der Fläche für weitere Ernteversuche.

20
Abb. 6: Pappelplantage bei Großbeeren
Im Zuge dieses Testlaufs wurden keine Messungen vorgenommen. Eine vollständige Beerntung
der Fläche mit dem Anbaumähhacker, ist im Winter 2007/08 vorgesehen.
Versuch 4: Ernteversuch in Dornwangen/Bayern 27.03.2007
Ziel des Ernteversuches bestand in der Ermittlung von Leistungsparametern und der
Beerntung der Gesamtfläche (Abb. 7).
Abb. 7: Pappelernte in Dornwangen / Bayern
Hierfür wurden repräsentative Baumreihen aus dem Inneren des Bestandes ausgewählt
und deren Bestandsparameter von der LWF bestimmt. Die Übernahme der
Hackschnitzel auf dem Feld und der Abtransport erfolgten mittels landwirtschaftlicher
Traktorzüge. Zur Bestimmung der technischen Ernteleistung wurde eine Arbeitszeit-

21
studie angefertigt. Des Weiteren wurden Drehmomentverläufe an der Zapfwelle des
Traktors gemessen. Die während der Zeitmessung geerntete Holzmasse wurde
durch Wiegen des entsprechenden Traktorzuges auf einer Achslastwaage bestimmt.
Für die Bestimmung des Wassergehalts und der Korngrößenverteilung, wurden während
der Versuchsdurchführung Hackschnitzel-Proben genommen.
Versuch 5: Vorführung im Rahmen eines Feldtages in Wippenhamm/Österreich
04.04.2007
Am 04.04.2007, kurz nach dem gescheiterten Ernteversuch in Dornwangen, wurde
der Mähhacker in Wippenham/Österreich, bei einem Feldtag öffentlich vorgeführt
(Abb. 8).
Abb. 8: Vorführung in Wippenhamm
Betrieben wurde der Anbaumähhacker an einem Traktor mit 150 kW. Die anfallenden
Hackschnitzel wurden von einem parallel fahrenden Traktorzug aufgenommen. Im
Zuge der Maschinenvorführung erfolgten keine Messungen. Es wurde lediglich visuell
die Funktion des Anbaumähhackers für weitere Optimierungsansätze bewertet.
Versuch 6: Ernteversuch in Arre, Padova (Italien), 19.-20.12.2006
Ziel des Ernteversuches bestand in der Ermittlung von Leistungsparametern und der
Beerntung der Fläche. Die Übernahme auf dem Feld und der Transport des Hackgu-

22
tes erfolgten Mittels landwirtschaftlicher Traktorzüge (Abb. 9). Für die Ermittlung verfahrenstechnischer
Kennparameter, wurden Arbeitsstudien angefertigt.
Abb. 9: Vorführung in Arre/ Italien, 19.-20.12.2007
Die während der Zeitmessung geerntete Holzmasse, wurde durch Wiegen des entsprechenden
Traktorzuges bestimmt. Für die Bestimmung des Wassergehalts wurden
während der Versuchsdurchführung Hackschnitzel-Proben genommen.
Versuch 7: Vorführung im Rahmen eines Feldtages in Forchheim 28.-29.01.2008
Im Zuge einer Fachtagung mit Maschinenvorführung in Forchheim wurde der Anbaumähhacker
öffentlich vorgeführt. Betrieben wurde der Anbaumähhacker an einem
Traktor mit 150 kW. Die anfallenden Hackschnitzel wurden von einem parallel fahrenden
Traktorzug aufgenommen. Es erfolgten keine Messungen, lediglich visuell
wurde die Funktion des Anbaumähhackers für weitere Optimierungsansätze bewertet.
Versuch 8: Ernte auf der Energieplantage des ATB, 04.-05.02.2008
Das Ziel dieser Ernte bestand in der Ermittlung von Leistungsparametern und der
Beerntung der Fläche. Die Übernahme auf dem Feld und der Transport des Hackgutes
erfolgten Mittels landwirtschaftlicher Traktorzüge. Für die Ermittlung verfahrenstechnischer
Kennparameter, wurde eine Arbeitsstudie angefertigt. Hierfür wurden die
während der Zeitmessung geerntete Holzmasse durch Wiegen des entsprechenden
Traktorzuges bestimmt, ferner wurden für die Bestimmung des Wassergehalts während
des Versuchs Hackschnitzel-Proben genommen.

23
2.3 Bestimmung der Partikelgröße
Die Korngrößenverteilung wurde durch Sieben in einer Plansiebmaschine KS1000
von Retsch mit einem Siebturm von 5 Sieben nach EU-DIN CEN/TS 14961 durchgeführt.
Hierfür standen Siebe von 1 bis 63 mm (Sieblochweiten: 1; 3,15; 8; 16; 45; 63
mm) zur Verfügung. Für größere Korngrößenfraktionen wurden manuell betrieben
Siebe mit Sieblochweiten von 100 und 200 mm benutzt.
Zu beachten ist jedoch, dass bei der Siebanalyse von Holzhackschnitzeln mit Rüttelsieben
die ermittelten Partikelgrößen generell kleiner sind, als die maximale Partikellänge
des entsprechenden Hackschnitzels. Beim Rütteln des Siebes stellen sich
längliche Hackschnitzel auf und passieren das Sieb senkrecht zur Siebfläche. Damit
kann im Extremfall die tatsächliche größte Länge eines Hackschnitzels um ein Vielfaches
größer sein als der Sieblochdurchmesser des passierten Siebes.
2.4 Bestimmung des Wassergehaltes
Allgemein ist es üblich, den Feuchtigkeitszustand von Holz als relative Holzfeuchte
anzugeben. Es handelt sich dabei um das prozentuale Verhältnis der Masse des in
einer Holzprobe enthaltenen Wassers zur Masse der wasserfreien Probe. Ermittelt
wurde der Wassergehalt anhand repräsentativer Hackschnitzelproben. Hierfür wurde
frisches Erntegut luftdicht in Plastiksäcken verschlossen, anschließend im Institut
eingewogen und im Trocknungsschrank nach DIN 52183 bei 105°C bis zur Gewichtskonstanz
getrocknet. Aus der Differenzbildung der Trocken- und Frischmasse
kann der Wassergehalt berechnet werden.
2.5 Bestimmung von Drehzahl, Drehmoment und Leistung
Die Drehmomentmesswelle ist nicht für den Dauerbetrieb vorgesehen. Aus diesem
Grund wurden während des Erntevorgangs mehrere Messungen mit einer Messdauer
von ein bis zwei Minuten durchgeführt. Im Normalbetrieb des Anbaumähhackers
erfolgt die Kraftübertragung über eine Gelenkwelle mit Rutschkupplung. Für den
Messbetrieb wird diese Gelenkwelle durch die Drehmomentmesswelle und eine Gelenkwelle
ohne Rutschkupplung ersetzt. Nachdem die Messeinrichtung montiert und

24
aktiviert wird, kann eine Messung jederzeit von einem in der Fahrerkabine installierten
Computer gestartet werden. Die Aufzeichnung der Messung endet nach einer
voreingestellten Aufzeichnungszeit automatisch. Die vom Anbaumähhacker aufgenommene
Leistung wird aus dem Drehmoment und der zugehörigen Drehzahl berechnet.
3. Ergebnisse
3.1 Claas-Feldhäcksler mit Claas-Gehölzschneidwerk HS-2
3.1.1 Arbeitszeit und -leistung
Versuch 1: Weidenernte in Tylstrup (Dänemark) 09.03.2006
Am Tag der Ernte herrschte leichter Frost, zudem lag auf dem gefrorenen Boden
eine dünne Schneedecke. Die Ernte des Weidenbestandes verlief weitestgehend
ohne Unterbrechungen. Die Ursachen kleinerer Ernteunterbrechungen waren auf die
Zuführung abgeschnittener Triebe in den Einzugsmechanismus und durch nicht aufgenommene
Triebe, die sich vor dem Aggregat quer legten zurückzuführen. Die Arbeitsleistung
des Claas-Feldhäckslers mit Gehölzschneidwerk HS-2, wurde über 27
Reihen bestimmt (Tab. 9).

25
Tab. 9: Ernteleistung Claas-Feldhäckslers mit Gehölzschneidwerk HS-2 bezogen auf die Hauptzeit
Nr. Baumart
Hauptzeit Überfahrtlänge
Masse 1 Wassergehalt
Arbeitsleistung
min m kg % ha/h t/h tatro/h
1
3,03
1,56 72,93 29,32
2
3,06
1,54 72,21 29,03
3
2,62
1,80 84,34 33,91
4
3,90
1,21 56,66 22,78
5
3,90
1,21 56,66 22,78
6
3,65
1,29 60,54 24,34
7
3,51
1,34 62,92 25,31
8
3,82
1,24 57,85 23,25
9
2,72
1,74 81,24 32,66
10
3,59
1,31 61,55 24,74
11
3,42
1,38 64,61 25,97
12
3,60
1,31 61,38 24,68
13
4,05
1,17 54,56 21,93
14 Weide 4,05 372 3.683 59,80 1,17 54,56 21,93
15
2,65
1,78 83,39 33,52
16
2,99
1,58 73,91 29,71
17
3,23
1,46 68,41 27,50
18
3,90
1,21 56,66 22,78
19
3,50
1,35 63,14 25,38
20
2,92
1,62 75,68 30,42
21
3,39
1,39 65,19 26,20
22
3,80
1,24 58,15 23,38
23
3,93
1,20 56,23 22,60
24
3,02
1,56 73,17 29,41
25
3,18
1,48 69,49 27,93
26
3,16
1,49 69,93 28,11
27
2,45
1,93 90,20 36,26
1 durchschnittliche Masse je Reihe ermittelt über 27 Reihen, Gesamtmasse 99.440 kg
Bei der Beerntung in Tylstrup, konnte für den Claas-Feldhäcksler mit Gehölzschneidwerk
HS-2 eine Arbeitsleistung zwischen 1,17 und 1,93 ha/h (Mittel 1,43 ha/h) ermittelt
werden. Dies entspricht einem Massedurchsatz von 54,56 und 90,20 t/h (Mittel
66,87 t/h) bzw. 21,93 und 36,26 tatro/h (Mittel 26,88 tatro/h).

3.1.2 Hackgutqualität
Versuch 1: Weidenernte in Tylstrup (Dänemark) 09.03.2006
26
Zur Bestimmung der Hackschnitzelqualität wurde eine Probe aus der Feldmiete entnommen
und analysiert. Das Ernteprodukt des Claas Feldhäckslers sind Feinhackschnitzel
(X50=8mm) guter Qualität (Abb. 10).
Summenhäufigkeit in Massen-%
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
untere Grenze nach prCEN/TS 14961
P16 obere Grenze nach prCEN/TS 14961
P45 obere Grenze nach prCEN/TS 14961
P63 obere Grenze nach prCEN/TS 14961
P100 obere Grenze nach prCEN/TS 14961
Tylstrup (DK), Weide
0 50 100 150 200 250 300
Sieblochweite in mm
Abb. 10: Korngrößenverteilung der Hackschnitzel des Claas-Feldhäckslers mit Gehölzschneidwerk
HS-2
Die Hackschnitzel des Claas-Feldhäckslers können nach der Norm CEN/TS 14961
eindeutig der Größenklasse P 16 zugeordnet werden.
3.2 Anbaumähhacker
3.2.1 Arbeitszeit und -leistung
In der Erntesession 2006/07 konnten keine Leistungsparameter ermittelt werden.
Diese sollten im Zuge des Versuchs 4 in Dornwangen erhoben werden. Jedoch
musste dieser ohne Messwerte abgebrochen werden. Die Ursache hierfür lag in einem
Getriebebrand, so dass der Traktor ausfiel. Zwar wurde ein Ersatztraktor gestellt,
jedoch wies dieser einen zu großen Radabstand auf und es bestand die Ge-

27
fahr, die Flanken der Reifen beim Überfahren der Stöcke zu gefährden. Verwertbare
Leistungsdaten konnten im Zuge der Versuche 6 und 8 gewonnen werden.
Versuch 6: Ernteversuch in Arre, Padova (Italien), 19.-20.12.2006
Die Ernte von 1-jährigen Pappeln verlief weitestgehend ohne nennenswerte Störungen.
Während der Ernte traten einige kurze Unterbrechungen auf, deren Ursache zumeist
Verstopfungen des Auswurfrohrs, festsitzen von Bäumen und quer fallende
Bäume waren. Die Arbeitsleistung des Anbaumähhackers wurde in sechs Reihen gemessen.
Die Länge der einzelnen Reihen betrug 455 m. Bei den Messungen wurden
lediglich Innenreihen gemessen, die vergleichbare Wuchsbedingungen und Erträge
aufwiesen. Zum Teil wiesen einige Reihen großflächige Fehlstellen bzw. ausgefallenen
Stöcke auf, wobei zu den Ursachen der Ausfälle keine Aussagen getroffen werden
können (Tab. 11).
Tab. 11: Ernteleistung des Anbaumähhackers bezogen auf die Hauptzeit
Reihe Baumart
1+2
3+4
5+6
Pappel
Hauptzeit Überfahrtlänge
Masse Wassergehalt
Arbeitsleistung
min m kg % ha/h t/h tatro/h
31,90 707 3.620
30,10 910 4.650
39,62 910 4.170
52,39
0,40 6,81 3,24
0,54 9,27 4,41
0,41 6,32 3,01
In Italien konnte für den Anbaumähhacker eine Ernteleistung zwischen 0,40 und 0,54
ha/h (Mittel 0,45 ha/h) ermittelt werden. Dies entspricht einem Massedurchsatz von
6,32 und 9,27 t/h (Mittel 7,46 t/h) bzw. 3,01 und 4,41 tatro/h (Mittel 3,55 tatro/h).
Versuch 8: Ernte auf der Energieplantage des ATB, 04.-05.02.2008
Die Ernte auf der Energieplantage des ATB in Potsdam-Bornim verlief ohne größere
Störungen bzw. Ausfälle. Einige kurze Unterbrechungen traten infolge von Verstopfungen
im Auswurfrohr, durch festsitzende und quer fallende Bäume auf. Die Arbeitsleistung
des Anbaumähhackers wurde in 15 Reihen gemessen. Die Länge der einzelnen
Reihen betrug jeweils 105 m. Bei den Messungen wurden sowohl Außen- und
Innenreihen gemessen, die erhebliche Ertragsunterschiede aufwiesen. (Tab. 12).

28
Tab. 12: Ernteleistung des Anbaumähhackers bezogen auf die Hauptzeit
Reihe Baumart
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
2
3
4
5
6
7
Pappel
Weide
Hauptzeit Überfahrtlänge
Masse Wassergehalt
Arbeitsleistung
min m kg % ha/h t/h tatro/h
6,30
2,65
1,72
2,45
2,03
2,77
1,88
6,70
3,52
2,65
5,18
2,03
1,28
1,00
3,68
3,27
2,68
105
105
500
460
360
620
560
700
260
1.060
680
280
520
160
220
200
620
540
260
56,24
46,76
0,28 4,76 2,08
0,43 10,42 4,56
0,51 12,58 5,51
0,62 15,18 6,64
0,68 16,52 7,23
0,62 15,18 6,64
0,34 8,28 3,62
0,55 9,49 5,05
0,47 11,60 5,08
0,26 6,34 2,77
0,35 6,02 3,20
0,27 4,72 2,51
0,42 10,29 5,48
0,49 12,00 6,39
0,41 10,10 5,38
0,41 9,92 5,28
0,24 5,81 3,10
Auf der Energieplantage des ATB konnten für die Baumart Pappel eine Ernteleistung
zwischen 0,26 und 0,68 ha/h (Mittel 0,48 ha/h) und für die Baumart Weide zwischen
0,24 und 0,49 ha/h (Mittel 0,37 ha/h) ermittelt werden. Dies entspricht bei der Pappel
einem Massedurchsatz von 4,67 und 16,52 t/h (Mittel 11,04 t/h) bzw. 2,08 und 7,23
tatro/h (Mittel 4,92 tatro/h) und bei der Weide von 4,72 und 12,00 t/h (Mittel 8,41 t/h)
bzw. 2,51 und 6,39 tatro/h (Mittel 4,48 tatro/h).
3.2.2 Hackgutqualität
Für die Analyse der Hackgutqualität wurden Hackschnitzel von 4-jährigen Pappeln
und Weiden herangezogen. Wie bereits beschrieben, erzeugt der Anbaumähhacker
grobe Hackschnitzel. In Abbildung 10 sind die Durchschnittswerte von je drei Siebungen
dargestellt, manuell wurde jeweils nur einmal gemessen.

Summenhäufigkeit in Massen-%
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
29
untere Grenze nach prCEN/TS 14961 P100 obere Grenze nach prCEN/TS 14961
ATB, Pappel Analyse 1/2006 ATB, Pappel Analyse 2/2006
ATB, Pappel Analyse 3/2006 ATB, Pappel Analyse 1/2007
ATB, Pappel Analyse 2/2007 ATB, Pappel Analyse 3/2007
ATB, Pappel April 2006 ATB, Pappel März 2006
ATB, Pappel März 2006/2 ATB, Weide April 2006
0 50 100 150 200 250 300
Sieblochweite in mm
Abb. 10: Korngrößenverteilung der Hackschnitzel des Anbaumähhackers in Relation zur Klasse P63
und P100 der EU-Norm CEN/TS 14961
Deutlich wird, dass der Anteil an Überlängen verhältnismäßig groß ist, damit werden
diese Hackschnitzel nicht den Anforderungen der Norm CEN/TS 14961 gerecht. Die
Gegenüberstellung der Siebanalysen des Jahres 2006 und 2007 deuten auf eine
Verbesserung der Hackschnitzelqualität, nach der Optimierung des Anbaumähhackers
hin. Jedoch wird diese Beobachtung durch die manuellen Messungen nicht
bekräftigt.
Bislang zielten die Optimierungsansätze am Anbaumähhacker in erster Linie auf eine
Verbesserung der Funktion, so dass die Hackschnitzelqualität von untergeordneter
Bedeutung war. Durch Optimierung der einzelnen Funktionsgruppen des Anbaumähhackers,
ist eine Verbesserung der Hackschnitzelqualität absehbar. Wegen eines
fehlenden Zwangeinzugs, welcher die abgeschnittenen Bäume und insbesondere deren
Äste der Hackschnecke, in einem optimalen Einzugswinkel zuführt, wird das Problem
der Überlängen ohne Zusatzeinrichtung nicht vollständig zu beseitigen sein.
Der optimale Einzugwinkel in den Schneckenhacker, ist parallel zur Schneckenachse.
Im Wesentlichen ist dies beim Anbaumähhacker gegeben, jedoch bereiten insbesondere
seitlich abstehende Äste und nach vorne fallende Triebe Probleme, da diese
in einen ungünstigen Winkel in den Hacker eingezogen werden. Entsprechend ver-

30
größert sich dadurch der Abstand zwischen den Schneiden relativ zum gehackten
Baum. Grundlegend wird die Qualität der Hackschnitzel von der Ausbildung bzw.
Wuchsform einzelner Bäume bestimmt. Insbesondere Triebe mit geringem Durchmesser
werden beim Hackvorgang in einen ungünstigen Einzugswinkel gedrückt. Ein
weiterer bestimmender Faktor ist die Astigkeit und der Winkel, in welchem einzelne
Äste zum Schaft stehen. So sind Bäume mit wenigen und im spitzen Winkel zum
Schaft stehenden Ästen unproblematischer, als Bäume mit einer Vielzahl nahezu
rechtwinklig ansitzender Äste.
3.2.3 Drehmoment
Die meisten Aufnahmen zur Ermittlung von Leistungsparametern wurden im März
2006 auf der Energieplantage des ATB durchgeführt. Zu diesem Zeitpunkt war jedoch
die Drehzahlmessung noch nicht installiert. Erste Messungen mit der Drehmomentmesswelle
erfolgten im März 2007 bei der Ernte von eingegrabenen Bäumen
(Versuch 1). Umfangreiche Aufnahmen waren zudem in Dornwangen/Bayern (Versuch
4) vorgesehen gewesen. Wie bereits geschildert, ist der Ernteversuch jedoch
gescheitert. Eine Drehmomentmessung nach den Umbauten am Anbaumähhacker
ist in Abbildung 11 gegeben. Hierfür wurden sieben einzelne Bäume beerntet.

31
Abb. 11: Versuch 1, Drehmomentmessung 23.03.07 ATB-Plantage NE42; 7 Einzelbäume, Schnittdurchmesser
65 – 85 mm, Höhe 6 - 7m
Von 0 – 10 Sekunden wurde der Mähhacker angefahren, von 13 – 14 Sekunden
trennt das Sägeblatt den ersten Baum vom Stock, zwischen 14 - 28 Sekunden wurden
die Bäume geschnitten und gehackt, ab der 30 Sekunden wurde der Mähhacker
angehalten. Die Bäume wurden dabei jedoch nicht einzeln gehackt. Während ein
Baum teilweise gehackt war, wurde bereits der nächste zugeführt. Im Zeitraum zwischen
20 - 23 Sekunden wurde der Traktor kurz angehalten, um Verstopfungen zu
vermeiden. Mit seinen 105 kW stieß der Traktor dabei an seine Leistungsgrenze.
Längere Drehmomentmessungen in 4-jährigen Weide- und Pappelbeständen zeigt
Abbildung 12. Zu diesem Zeitpunkt war es technisch jedoch noch nicht möglich, die
Drehzahl zu messen. Ferner ist anzumerken, dass im Vergleich zu der oben stehenden
Messung, mehrtriebige Aufwüchse gehackt wurden.
Zwar wurden für die Drehmomentmessungen vor und nach ersten Optimierungsansätzen
nicht vergleichbare Bestände herangezogen, dennoch wird deutlich, dass die
Umbauten am Schneidwerk des Anbaumähhackers zu geringen Lastspitzen geführt

32
haben. Für die bessere Beurteilung der Drehmomentmessungen ist es empfehlenswert,
neben der Drehzahl auch die Fahrgeschwindigkeit des Traktors zu messen.
Abb. 12: Drehmomentmessung am Mähhacker beim Ernteversuch in der ATB-Energieplantage, Februar
2006, Mähhacker im Ursprungszustand; Pappel: Japan 105, Schnittdurchm. 3-10 cm;
Weide: salix viminalis, Schnittdurchmesser 1,2-4 cm
Ein Vergleich der Leistungsaufnahme des modifizierten ATB Anbaumähhackers zum
ursprünglichen Mähhacker der Universität Göttingen ist in Abbildung 13 gegeben.

33
Abb. 13: Leistungsaufnahme ATB-Mähhacker (6 Pappeln, Schnittdurchm. 6,5 – 8,5 cm) und Göttinger
Mähhacker (3 Pappeln, Schnittdurchm. 3,5 cm)
3.2.4 Technische Probleme und deren Beseitigung
Erste Versuche mit dem modifizierten Anbaumähhacker, wurden im Februar 2006
auf der Energieplantage des ATB durchgeführt (Abb. 14). Dabei traten folgende Probleme
auf:
- Verstopfungen im Auswurfrohr,
- ungenügende Hackschnitzelqualität,
- zu großer Anteil an Überlängen,
- unzureichende Baumführung.

34
Abb. 14: Mähhacker im Ursprungszustand vor der Lackierung
Als Hauptursache der Verstopfungen im Auswurfrohr wurde eine ungünstige Führung
des Hackschnitzelstroms zum Auswurfrohr ausgemacht. Behoben werden konnte
dieses Problem durch kleinere Änderung am Gehäuse.
Die ungenügende Qualität der Hackschnitzel ist einerseits durch quer zur Schneckenachse
eingezogene Triebe und Äste, andererseits auf eine unzureichende Gestaltung
der Hackschnecke und der Gegenschneide zurückzuführen. Die Hackschnecke
hat eine kegelstumpfartige Form. Der Flankenwinkel zur Grundfläche wurde von
ursprünglich 88° auf 77° verringert und die Schneiden neu angeschliffen. Die Folge
ist eine gleichmäßigere Verteilung der beim Hacken auftretenden Kräfte auf die
Schneiden der Hackschnecke. Auch wurde die ursprüngliche Gegenschneide durch
eine verstellbare, zweiteilige Gegenschneide ersetzt. Damit ist es möglich, den Abstand
zwischen den Schneiden und der Gegenschneide auf unter 1 mm einzustellen.
Dies führte ebenfalls zu einer besseren Hackschnitzelqualität.
Während der Erprobung des Anbaumähhackers wurden mehrmals große Triebe
nicht von der Hackschnecke erfasst. Sie blieben nach dem Trennschnitt auf dem rotierenden
Sägeblatt stehen und wurden nicht gehackt. Dieses Problem konnte durch
Zurücknehmen der Schneiden an der Auswurfeinrichtung zwischen Hackschnecke
und Säge und durch kleine Modifikationen an der Baumführung beseitigt werden.

4. Schlussfolgerungen
35
Die Bewirtschaftung schnellwachsender Baumarten stellt eine extensive und umweltverträgliche
Landnutzungsform dar, die sich gut in den landwirtschaftlichen Betriebsablauf
einfügen lässt. Weitestgehend geklärt sind derzeitig die anbautechnischen
Grundlagen zur Begründung von Kurzumtriebsplantagen. Hinsichtlich der Ernte besteht
noch erheblicher Entwicklungsbedarf. Neben einer Reihe von Prototypen steht
bislang lediglich eine Erntemaschine zur Verfügung. Hierbei handelt es sich um das
Claas-Gehölzschneidwerk HS-2, das in Kleinserie produziert wird. Weitere aussichtsreiche
Entwicklungen sind zudem das Schneidwerk Woodcut 750 der Firma HTM
Häckseltechnik GmbH und der modifizierte Anbaumähhacker (ATB-Version).
Die Erprobung des Schneidwerks Woodcut 750 der Firma HTM Häckseltechnik
GmbH war mit einigen Problemen behaftet. In Methau war es aufgrund ungünstiger
Witterungsverhältnisse und Hangneigung sowohl der Ernte-, als auch der Transportsmaschine
nicht möglich die Spur zu halten. Der Versuch in Methau wurde
schließlich abgebrochen und hat keine verwertbare Daten hervorgebracht. Hingegen
verlief die Ernte auf der Energieplantage des ATB in Potsdam-Bornim weitestgehend
problemlos. Seine Grenzen erreichte das Schneidwerk im 4-jährigen Pappelbestand.
Die Triebe wurden zwar vom Stock getrennt, jedoch verhakten sie sich in den stehen
gebliebenen Trieben und konnten von dem Woodcut 750 nicht umgeworfen und eingezogen
werden.
Für den modifizierten Anbaumähhacker (ATB-Version) konnten in den Wintermonaten
2006/07 keine Leistungsparameter ermittelt werden. Jedoch haben die verschiedenen
Versuche gezeigt, dass die derzeitige Hackschnitzelqualität nicht zufrieden
stellend ist. Bisherige Optimierungsansätze zielten in erster Linie auf eine Verbesserung
der Funktion, so dass die Qualität der Hackschnitzel von untergeordneter Bedeutung
war. Durch eine Optimierung der einzelnen Funktionsgruppen, ist eine Verbesserung
der Hackschnitzelqualität absehbar. Wegen eines fehlenden Zwangeinzugs,
der die abgetrennten Bäume und insbesondere deren Äste der Hackschnecke
zuführt, wird das Problem der Überlängen ohne Zusatzeinrichtung jedoch nicht vollständig
zu beseitigen sein.

Quellenverzeichnis:
36
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Wassergehaltes biogener Festbrennstoffe. Doktorarbeit, München, 2005
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Institut für Normung e.V. (2000): Normen über Holz. DIN-Taschenbuch
31, 7. Aufl., Verlag Beuth, Berlin, Wien, Zürich, 2000,597 S.
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29, Freising, 2005, 98 S.
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Belegarbeit, Technische Universität Dresden, Fachbereich Forstwissenschaften,
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37
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Rohstoffwirt“, 16.04.2007-17.04.2007, Potsdam
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SCHOLZ, V.; ROGULSKA, M.; GRZYBEK, A.; HELLEBRAND, H.J.; LORBACHER, F.; KAULFUSS, P.;
PASYNIUK, P.: Produkcja bioemergetycznych źródet energii (Produktion biogener
Energieträger). In: Proceedings of Int. Conference „Ekologiczna Energia-Przyjazna
Czlowieowi e Środowisku”, Plonska/Polen 8./9.12.2005, S. 19-26 und S.
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STEINKE, C.: Ertragskundliche Kenndaten zu Weiden- und Pappelklonen auf der Demonstrationsanlage
der Agrargemeinschaft Methau I. Bericht zum Projekt
AGROWOOD, 2005
WOLF, H.; SCHILDBACH, M.: Erntebericht zur Kurzumtriebsplantage Methau I. Zwischenbericht
im Rahmen des BMBF-Verbundprojektes AGROWOOD, Graupa 2006

39
ANLAGEN

Anlage 1: Korngrößenverteilung, ATB-Mähhacker Februar 06
40
Meßprotokoll - Partikelanalyse Holz
Material: Pappel Grobhackschnitzel / Ernte Feb 06 mit ATB-Mähhacker
Ort: Potsdam-Bornim, ATB-Energieplantage
Analysedatum: 15.02.2007
Bearbeiter Siebanalyse: Brandt
Masse vor der Siebanalyse: 410,02 g Masse vor der Siebanalyse: 482,42 g
Siebanalyse 1
Siebanalyse 3
Siebmaß Siebrückstand
Siebmaß Siebrückstand
in mm in g
in mm in g
0 5,99 0 6,15
1,0 15,08 1,0 16,55
3,15 37,19 3,15 38,31
8,0 77,37 8,0 76,13
16,0 78,42 16,0 105,48
45,0 11,81 45,0 22,35
63,0 33,64 63,0 7,05
80,0 80,0
100,0 13,77 100,0 24,28
200,0 50,50 200,0 38,56
> 200 85,12 > 200 145,46
Summe 408,89 Summe 480,32
Masse vor der Siebanalyse: 376,20 g
Siebanalyse 2
Siebmaß Siebrückstand
in mm in g
0 3,36
1,0 8,67
3,15 23,35
8,0 37,63
16,0 113,27
45,0 31,50
63,0
80,0
13,57
100,0 14,79
200,0 19,94
> 200 108,50
Summe 374,58

Anlage 2: Korngrößenverteilung, ATB-Mähhacker Februar 07
41
Meßprotokoll - Partikelanalyse Holz
Material: Pappel Grobhackschnitzel / Ernte Feb 07 mit ATB-Mähhacker
Ort: Potsdam-Bornim, ATB-Energieplantage
Analysedatum: 15.02.2007
Bearbeiter Siebanalyse: Brandt
Masse vor der Siebanalyse: 513,46 g Masse vor der Siebanalyse: 796,28 g
Siebanalyse 1
Siebanalyse 3
Siebmaß Siebrückstand
Siebmaß Siebrückstand
in mm in g
in mm in g
0 3,43 0 5,99
1,0 4,65 1,0 18,81
3,15 39,95 3,15 155,61
8,0 163,75 8,0 305,05
16,0 124,31 16,0 158,31
45,0 31,45 45,0 14,49
63,0 63,0 32,76
80,0 80,0
100,0 13,64 100,0 9,13
200,0 64,32 200,0 52,44
> 200 66,92 > 200 41,48
Summe 512,42 Summe 794,07
Masse vor der Siebanalyse: 756,56 g
Siebanalyse 2
Siebmaß Siebrückstand
in mm in g
0 4,94
1,0 11,75
3,15 69,25
8,0 184,27
16,0 253,76
45,0 27,67
63,0
80,0
29,32
100,0 25,60
200,0 85,89
> 200 63,14
Summe 755,59