Exaktstriegel: Messtechnische Untersuchungen an Hackstriegeln mit indirekt gefederten Zinkensystemen
Projektleitung
Direktion Forschungskoordination FJ-BLT
Forschungseinrichtung
Höhere Bundeslehr- und Forschungsanstalt Francisco Josephinum
Projektnummer
102209Projektlaufzeit
-
Finanzierungspartner
Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Regionen und Wasserwirtschaft
Allgemeine Projektinformationen
Abstract (deutsch)
Der Hackstriegel nimmt eine zentrale Stellung im mechanischen Unkrautmanagement ein, insbesondere im Kontext des integrierten Pflanzenschutzes und der biologischen Landwirtschaft. Die Bestimmung der Federkennlinien von Striegelzinken erfolgt bisher quasi-statisch am Prüfstand. Die während des Arbeitseinsatzes tatsächlich auftretenden Kräfte an der Zinkenspitze in Abhängigkeit von Geometrie, Bodenverhältnissen und Zinkenstellung sind jedoch weitgehend unbekannt. Diese Wissenslücke erschwert eine valide Beurteilung der Effektivität aktueller Konstruktionen, insbesondere der in jüngerer Zeit eingeführten Präzisions- oder Exaktstriegel. Das Ziel des vorliegenden Projekts besteht in einer systematischen Untersuchung der Kräfteverhältnisse an den Zinken eines Hackstriegels während des realen Arbeitseinsatzes. Zu diesem Zweck wird ein Messaufbau entwickelt, der sowohl Labor- als auch Feldversuche ermöglicht. Die Ergebnisse des Projekts sollen zu einer Optimierung der Konstruktion und Anwendung von Hackstriegeln beitragen und praxisrelevante Lösungen für unterschiedliche Einsatzbedingungen liefern.
Schlagwörter (deutsch)
Präzisionsstriegel, Exaktstriegel, Konstantdruckstriegel, insirekte Federung, mechanische Beikrautregulierung
Titel, Abstract, Schlagwörter (englisch)
Titel (englisch)
Measurement-based investigations on weeders with indirect spring tine systems
Abstract (englisch)
The hoeing harrow plays a central role in mechanical weed management, particularly in the context of integrated pest management and organic farming. The spring characteristic curves of harrow tines have so far been determined quasi-statically on the test bench. However, the forces that actually occur at the tip of the tine during operation as a function of geometry, soil conditions and tine position are largely unknown. This knowledge gap makes it difficult to make a valid assessment of the effectiveness of current designs, especially the recently introduced precision or exact harrows. The aim of this project is to systematically investigate the force ratios on the tines of a hoeing harrow during real working conditions. For this purpose, a measurement setup is being developed that enables both laboratory and field tests. The results of the project should contribute to an optimization of the design and application of hoeing harrows and provide practical solutions for different operating conditions.
Schlagwörter (englisch)
Precision harrow, Constant pressure harrow, Mechanical weed control
Projektziele
Die Hackstriegeltechnik mit indirekter Federung, die vor über 20 Jahren auf den Markt kam, fristete bis vor wenigen Jahren ein eher bescheidenes Dasein. Erst mit den wachsenden Herausforderungen im Pflanzenschutz – insbesondere durch die strengeren Vorgaben bei der Zulassung von Wirkstoffen und die Zunahme von Resistenzen – fand dieses Federungskonzept zunehmend Beachtung bei anderen Herstellern. Heute ist eine Vielzahl von sogenannten Präzisions-, Exakt- oder Konstantdruckstriegeln verschiedenster Anbieter auf dem Markt erhältlich. Der Hauptvorteil dieser Technik liegt in der präzisen Einstellbarkeit des Zinkendrucks, die den Einsatz von Striegeln auch in empfindlichen Wachstumsphasen oder bei sensiblen Kulturen ermöglicht. Die indirekte Federung soll theoretisch dafür sorgen, dass der Druck, den der Striegelzinken auf den Boden ausübt, über den gesamten Federweg hinweg weitgehend konstant bleibt. Dies würde auch das Striegeln von Dammkulturen ermöglichen. Die Hersteller verfolgen hierbei unterschiedliche Konzepte hinsichtlich der Systemgestaltung und der Federkennlinie. Da sich die Kräfte am Zinkenende während des Einsatzes in Abhängigkeit von Bodenzustand, Fahrgeschwindigkeit und Zinkenstellung verändern, lassen sich aus rein statischen Messungen der vertikalen Zinkenkraft keine verlässlichen Rückschlüsse auf den tatsächlichen Zinkendruck während der Fahrt ziehen.
Ziel dieses Projekts ist es daher, die tatsächlichen Kräfteverhältnisse während des Striegeleinsatzes systematisch zu erfassen, um eine fundierte Empfehlung für den optimalen Verlauf der Federkraft abgeben zu können und gegebenenfalls den Federkraftverlauf eines bestehenden Systems zu bewerten.
Praxisrelevanz
Die Ergebnisse des Projekts bieten einen direkten Nutzen für die Weiterentwicklung und Optimierung von Hackstriegeln, die im mechanischen Unkrautmanagement eine Schlüsselrolle spielen. Die gewonnenen Erkenntnisse können Herstellern von landwirtschaftlichen Geräten helfen, die Konstruktion von Hackstriegeln an verschiedene Bodenbedingungen und Einsatzanforderungen anzupassen, wodurch die Effizienz und Effektivität dieser Werkzeuge verbessert wird.
Darüber hinaus profitieren Landwirte von den Forschungsergebnissen, da präzisere Einstellungen der Striegelzinken ermöglicht werden, was sowohl die Arbeitsergebnisse als auch die Boden- und Kulturpflanzenschonung verbessert. Besonders im Kontext des biologischen Landbaus und des integrierten Pflanzenschutzes tragen die Erkenntnisse dazu bei, nachhaltige und umweltfreundliche Anbaustrategien weiter zu fördern.
Die Validierung der Messmethoden und die Entwicklung eines standardisierten Prüfstandes schaffen zudem die Grundlage für zukünftige Entwicklungen und Tests von Präzisions-Hackstriegeln. Gleichzeitig können die Daten in Schulungen und Beratungskonzepte für Landwirte einfließen und so den Wissenstransfer in die Praxis stärken.