Hochfrequente Werkzeugschwingung zur Zugkraftreduktion bei der Bodenbearbeitung

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Der Zugkraftbedarf von Bodenbearbeitungsgeräten hat einen erheblichen Einfluss auf den Kraftstoffverbrauch in der Getreideproduktion, weshalb die Reduktion von Zugkräften seit vielen Jahren ein zentrales Thema in der Forschung ist. Diese Arbeit untersucht, wie hochfrequente Werkzeugschwingungen den Zugkraftbedarf in der Bodenbearbeitung verringern können. Die theoretischen Grundlagen erläutern die Reib- und Zugkraftreduktion durch schwingende Werkzeuge, die auf einer temporären Richtungsumkehr der Reibgeschwindigkeit basiert. Praktische Versuche mit einem speziellen Ultraschallzinken messen dessen Zugkraftbedarf und Arbeitsqualität sowohl mit als auch ohne Ultraschallanregung in einer Bodenrinne. Die Ergebnisse zeigen eine nachweisbare Reduktion der Zugkräfte durch den Schwingungseinfluss, wobei insbesondere beim Einsatz des Ultraschallzinkens mit Kompost eine Zugkraftreduktion von über 50 % erreicht wurde. Zudem wurde in nahezu allen Versuchen eine Verbesserung der Bodenkrümelung und des Bodenflusses festgestellt. Allerdings übersteigt der Energiebedarf des Ultraschallsystems bei den getesteten Parametern die durch die Zugkraftreduktion eingesparte Leistung erheblich. Daher sollte der Ultraschallzinken für zukünftige Forschungsaktivitäten hinsichtlich eines stabileren und energieeffizienteren Betriebs weiterentwickelt werden.