Neue Traktoren von Kubota werden mit Radkraftsensoren von Kistler getestet

Traktoren sind ein Symbol erfolgreicher industrieller Landwirtschaft und haben seit der vorletzten Jahrhundertwende zu enormen Ertragssteigerungen bei gleichzeitig verminderter schwerer Arbeit beigetragen. Auch Schlepper oder Zugmaschinen genannt, durchlaufen sie eine dem Automobil vergleichbare Evolution, die zudem eng mit der Digitalisierung der Landwirtschaft (Smart Agriculture) verbunden ist.

Ein global führender Anbieter von Traktoren ist der japanische Maschinenbaukonzern Kubota  ‒ mehr als fünf Millionen solcher Fahrzeuge wurden bereits weltweit ausgeliefert. 1890 in Osaka als Wasserleitungsbauer gegründet, erstreckt sich das Portfolio heute auf Bau- und Landmaschinen, Motoren, Pumpen, Nutzfahrzeuge und verwandte Industrieprodukte. Allein im Bereich Motoren hat Kubota mehr als 30 Millionen Einheiten ausgeliefert. Mit über 43.000 Mitarbeitenden und einem Jahresumsatz von mehr als 15 Mrd. Euro ist das Unternehmen insbesondere führend bei Traktoren und Erntemaschinen  – Kubota vertreibt seine Produkte weltweit in mehr als 120 Ländern.

Um Innovation und die Entwicklung neuer Traktoren zu unterstützen, trat die zentrale Entwicklungsabteilung der Landmaschinen-Division von Kubota mit Kistler in Kontakt. Es hatte sich herausgestellt, dass die bisher genutzte Messtechnik den Anforderungen für die neuen Zugmaschinen nicht genügt. Deshalb wurde ein Pilotprojekt mit Kistler gestartet, um die Tauglichkeit des Radkraftsensors RoaDyn S6XT von Kistler zu untersuchen.

Radlasten von Nutzfahrzeugen genau und effizient messen

Mit dem 6-Komponenten-Radkraftsensor S6XT lassen sich sämtliche Radkräfte und -momente in den drei Raumrichtungen präzise messen – dank weiter Messbereiche auch an schweren Lkw, Bau- und Landmaschinen sowie weiteren Nutzfahrzeugen. Die wichtigsten Eigenschaften:

• Modularer Aufbau aus sechs austauschbaren und einzeln kalibrierten 3-Komponenten-Schwerlastmesszellen auf DMS-Basis
• Flexible Anpassung an unterschiedliche Felgengrößen, Nabengeometrien und Einpresstiefen
• Selbstidentifikation, Signalverstärkung und -digitalisierung bereits integriert
• Digitale Telemetrie mit Datenkonvertierung vom drehenden Rad ins Fahrzeugkoordinatensystem (variable analoge und digitale Datenausgabe)

Der S6XT ist als Einzel-, Supersingle- und Zwillingsrad sowie in einer Ausführung für die Nutzung am Prüfstand erhältlich. Sämtliche mechanischen Komponenten sind festigkeits- und gewichtsoptimiert.

„Die Herausforderungen lagen auf der einen Seite bei den weiten Messbereichen für die Radkräfte und -momente, auf der anderen Seite im mechanischen Bereich der Anpassung des Messsystems an unterschiedliche Traktortypen und räder. Dabei konnten wir auf unsere langjährige Erfahrung mit vielen ausgelieferten und installierten Radkraftsensoren zurückgreifen.“

Toru Fujikura, Vertriebsingenieur bei Kistler Japan

Mit Messbereichen bis ±250 kN (Fx, Fz) bzw. ±150 kN (Fy) für Kräfte sowie ±50 kNm (Mx, Mz) bzw. ±80 kNM (My) für Momente am drehenden Rad konnte das RoaDyn S6XT von Kistler sämtliche Anforderungen auch für die leistungsfähigsten  Modelle erfüllen.

Optimierte Komponenten plus flexible Adaption

Neben den hohen Lasten war auch die mechanische Integration am Nutzfahrzeug eine Herausforderung: Durch die unterschiedliche Größe der Vorder- und Hinterreifen sowie teils verschiedene Reifen- und Felgengrößen sowie Anbaubedingungen der einzelnen Modelle waren spezielle Radadapter nötig. Hier haben wir in Zusammenarbeit mit dem Kunden die entsprechenden Anpassungen vorgenommen, um ein optimales und komfortables Messsystem für die Straßen- und Geländetests zu ermöglichen. Der modulare Aufbau des RoaDyn S6XT mit seinen sechs austauschbaren Messzellen erleichtert uns die Adaptation an kundenspezifische Gegebenheiten“, so Fujikura weiter.

Auch bei der Installation der Außenübertragung für den Datenstrom vom Radkraftsensor zur Bordelektronik unterstützte Kistler nach Kräften, so dass auch hier eine den Kunden vollständig zufriedenstellende Lösung gefunden werden konnte. Die Beanspruchung der Sensoren sowie sämtlicher Adaptionen wird seitens Kistler mit wissenschaftlichen Methoden vorausberechnet, so dass die einzelnen Komponenten hinsichtlich Gewicht, Sicherheit und Dauerfestigkeit optimiert sind.

Hohe Kundenzufriedenheit dank Entwicklungszusammenarbeit

Nach der erfolgreich abgeschlossenen Testphase erwarb Kubota vier Sets des RoaDyn S6XT von Kistler. Kurz darauf kamen diese auf Teststrecken in Japan unter rauen Bedingungen erfolgreich zum Einsatz, um Belastungen an großen Traktoren zu messen. „Der Kunde war mit unserer fortlaufenden Unterstützung sowohl während der Testphase als auch der späteren Nutzung sehr zufrieden“, berichtet Fujikura. „Dank unserem Support konnten Probleme schnell gelöst und die nötigen Messdaten wie erwartet erhoben werden. Auch die einfache Installation und Nutzung der Radkraftsensoren hat zum Erfolg des Projekts beigetragen.“

Der reibungslose und effiziente Verlauf der Zusammenarbeit macht es wahrscheinlich, dass Kubota für die Weiterentwicklung seiner Traktoren auch zukünftig auf Lösungen von Kistler zurückgreifen wird ‒ etwa, um seine Vision einer intelligenten Landwirtschaft vor dem Hintergrund der demographisch-strukturellen Veränderungen in Japan weiter voranzutreiben. „Voraussichtlich wird dann auch das größte Messrad S6GT von Kistler für noch höhere Maximallasten zum Einsatz kommen, etwa um die Weiterentwicklung von Traktoren für Europa und Amerika zu unterstützen“, so Fujikura abschließend.