OUTREACH
Verbundvorhaben: Entwicklung, prototypische Umsetzung und Bewertung eines neuen Maschinenkonzepts zur Mechanisierung des Fällens und Beiseilens des Mittelblocks bei 40 m Fahrgassenabstand.
Im Rahmen des Vorhabens soll das Fällen und Beiseilen der Bäume aus dem Mittelblock bei 40 m Rückegassenabstand mechanisiert werden. Das OUTREACH-Fahrzeug soll den klassischen Harvester, der eine beschränkte Reichweite hat, ergänzen.
Die naturnahe Waldbewirtschaftung in Deutschland zielt auf einen stabilen, gemischten Wald mit Bäumen unterschiedlichen Alters ab, der nachhaltig wertvolles Holz liefert. Diese Stabilität der Bestände wird durch regelmäßig wiederkehrende, substanzerhaltende selektive Durchforstungen erreicht. In Deutschland erfolgen die regelmäßigen Durchforstungen mechanisiert von Fahrgassen (Rückegassen) aus, die im Sinne der Boden- und Ressourcenschonung einen Abstand von 40 m haben sollen. Nach dem Stand der Technik haben Vollernter (Harvester) einen Ausleger von 10 m Reichweite. Damit verbleibt ein Zwischenblock von 20 m Breite, in dem Bäume motormanuell gefällt werden. Die gefällten Bäume werden später mit Seilwinden an die Rückegasse gezogen. Von hier werden sie vom Harvester gegriffen und aufgearbeitet.
Das in OUTREACH geplante Fäller-Vorrückefahrzeug ist ähnlich aufgebaut wie ein Radharvester (Vollernter auf Rädern). Der spezielle OUTREACH-Ausleger in Leichtbauweise hat eine wesentlich größere Reichweite und wird mit eine Ausleger-Länge von 20 m den halben Fahrgassenabstand überbrücken. Diese größere Reichweite ist nur durch den Einsatz konsequenten Leichtbaus am Ausleger und am Fällkopf technisch möglich.
Ziel des Forschungsvorhabens OUTREACH ist ein funktionsfähiger Prototyp (Ausleger und Fällkopf) des Fäller-Vorrückefahrzeuges, der sowohl virtuell in der Simulation als auch als realer Prototyp in unterschiedlichen praktischen Einsatzszenarien verifiziert, bewertet und validiert wird. Das Ergebnis soll dazu beitragen, neben der technischen Machbarkeit, zentrale Umsetzungsfragen und Randbedingungen für eine tatsächliche Produktentwicklung aus Perspektiven wie Maschinen- und Leichtbau, Elektrotechnik und Informationstechnik, Forstwirtschaft und Betriebswirtschaft zu klären.
Das Institut für Strukturmechanik und Leichtbau entwickelt im Rahmen des Vorhabens einen Digitaler Zwilling mit Fokus auf Leichtbau und Gewichtsoptimierung. Zusätzlich wird eine Last- und Strukturüberwachung für den Ausleger des Fäller-Vorrückefahrzeuges entwickelt. Gemeinsam mit den Projektpartnern werden Kran, Winde und Fällkopf entwickelt und mit dem Digitalen Zwilling für alle relevanten Einsatzszenarien validiert. Neben der Funktionsfähigkeit der Mechaniken steht die Überprüfung der Lastannahmen und der Sicherheitskonzepte im Fokus. Ebenso wird die Funktionsfähigkeit des entwickelten Konzepts zur Last- und Strukturüberwachung validiert.
Im Projektkonsortium arbeiten die Firma HSM Hohenloher Spezial-Maschinenbau GmbH & Co. KG, das Kuratorium für Waldarbeit und Forsttechnik e.V. (KWF) sowie die RWTH Aachen mit dem Institut für Mensch-Maschine-Interaktion (MMI) und dem Institut für Strukturmechanik und Leichtbau RWTH Aachen (SLA). Die Projektleitung liegt beim Institut für Mensch-Maschine-Interaktion.
Partner:
- HSM Hohenloher Spezial-Maschinenbau GmbH & Co. KG
- Kuratorium für Waldarbeit und Forsttechnik e.V. (KWF)
- Institut für Mensch-Maschine-Interaktion der RWTH Aachen University (MMI)
Das Vorhaben wird vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) unter dem Förderkennzeichen 2220NR309B gefördert und von der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR) als Projektträger betreut.
Studentische Arbeiten
Der Experimentierbare Digitale Zwilling im Produktentwicklungsprozess des Leichtbaus