Markt

Der Markt für Mähdrescher teilt sich größtenteils auf wenige Hersteller auf. Kartellrechtliche Bestimmungen ermöglichen deshalb nicht mehr, dass für Deutschland und Europa Marktzahlen veröffentlicht werden. In Nordamerika hat der Mähdreschermarkt in 2024 gegenüber 2023 um 22 % auf 7338 Einheiten abgenommen [1]. Im Jahr 2025 ging die Abnahme in den USA weiter, in Kanada dagegen hat sich der Markt leicht erholt. Somit ergab sich für Nordamerika ein Rückgang des Marktes um ca. 43 % gegenüber 2023 auf 5385 Einheiten [2]. In Russland sei der gesamte Landtechnikverkauf in 2025 um 40 % gegenüber 2024 und der Absatz von Mähdreschern gegenüber dem Boomjahr 2021 um 76 % zurückgegangen [3; 4].

Einen Einblick in das Marktangebot in Deutschland zeigt, dass die stärksten Modelle der großen Hersteller deutlich die Schwelle von 515 kW / 700 PS überschritten haben. Für diese Maschinen sind vielfältige Automatisierungslösungen verfügbar, die nun auch häufig in den Modellen der Mittelklasse angeboten werden [5]. Es ist davon auszugehen, dass alle großen Hersteller an noch leistungsstärkeren Topmodellen arbeiten [6].

Case IH erweitert sein Produktprogramm durch Einführung der Modelle AF9 und AF10 mit bis zu 570 kW Motorleistung nach oben. Dabei wird die Einzelrotortechnologie beibehalten. Verwendet wird ein mit 3,67 m Länge deutlich längerer Rotor mit einer drehzahlsynchronen Zuführtrommel. Die Leitbleche im Rotorgehäuse sind verstellbar. Die Antriebstechnik dieser Modelle wird durch ein längs eingebauten Verbrennungsmotor vereinfacht. Nur in Nordamerika wird das Modell AF11 angeboten, das baugleich mit dem New Holland CR11 ist. Damit wird zum ersten Mal eine Doppelrotortechnologie bei Case IH angeboten [7 - 11].

Claas feierte 2024 den 500.000-sten seit 1936 produzierten Mähdrescher. In Indien verlagert Claas seinen Fokus von der Produktion auf Engineering, Beschaffung und Einkauf. Die Produktion wurde an Yanmar verkauft. Claas behält dort sein Vertriebs- und Servicenetz und will sich insgesamt mehr auf Europa und Nordamerika fokussieren [12; 13]. In einem Einsatzbericht wird mit dem Trion 730 eines der größten Modelle der kleinsten Baureihe im deutschen Produktangebot beschrieben. Als Hybridmähdrescher verfügt er über ein APS-Dreschwerk (450 mm Beschleunigertrommel, 600 mm Dreschtrommel) und eine 1-Rotor-Trenneinrichtung [14]. Mit zwei Trennrotoren sind die Modelle 750 und 760 der Trion-Baureihe mit Motormaximalleistung von bis zu 373 kW / 507 PS und umfangreicher mess- und regelungstechnischer Ausstattung im Angebot [15].

John Deere hat seine Schüttlermodelle T5 und T6 überarbeitet und deckt damit den Motorleistungsbereich von 224 kW bis 343 kW ab. Mit S7 wird nun die mittlere Modellreihe bezeichnet, die neben dem neuen Namen auch die Kabine der Top-Modellreihe X9 erhält. Zudem sind mit dem neuen Styling auch weitere Automatikfunktionen verfügbar. So verwendet die vorausschauende Vorfahrtregelung u.a. zwei Stereo-Kameras an der Kabine, um den Bestand vor dem Schneidwerk zu erfassen. Es werden bis zu 20 % Mehrleistung durch diese Technologie versprochen. Alle in Deutschland angebotenen Modelle verfügen über einen sogenannten integrierten Hangausgleich in Form von Zuführschnecken zu der Reinigungsanlage. Damit werden Querneigungen bis 7 % ausgeglichen. Mit dem zusätzlichen Hangausgleichsatz in Form von schwingenden Gummiklappen an den Hangstegen auf dem Obersieb werden Anhäufungen von Körnern an den Stegen wieder quer verteilt. Mit beiden Systemen könne eine Querneigung von bis zu 14 % ausgeglichen werden. Neigungen bis 22 % können durch den zusätzlichen Hillmaster durch Verschränkung der Antriebsachse bei den T- und S-Modellen ausgeglichen werden [16 - 19].

New Holland ergänzte sein Angebot bei den Großmähdreschern um das Modell CR10, das nahezu baugleich mit dem CR11 ist, der 2023 auf der Agritechnica mit einer Goldmedaille ausgezeichnet wurde. Der Unterschied beider Modelle ist nur die Motorleistung (467 kW statt 570 kW) und der Korntankinhalt (16 statt 20 m³) [20]. Der CR11 wird in Einsatzberichten ausführlich beschrieben [15; 16; 21; 22]. Die bestehenden Modellbaureihen von New Holland werden kontinuierlich überarbeitet und insbesondere im Bereich der Elektronik und des Precision Farming aktualisiert [23; 24].

Same Deutz-Fahr hat sein Mähdrescher-Werk in Kroatien, obwohl es noch Gewinn erwirtschaftet hatte, in 2025 geschlossen. Die Übernahme durch ein chinesisches Unternehmen kam nicht zustande [25; 26].

Sampo Rosenlew hat seit 2021 einen neuen Generalimporteur für die DACH-Region. In einem Interview wird auf die Strategie zur Positionierung und zu dem Markt diese Marke hingewiesen [27]. Der Einsatzbericht des größten Modells, des Comia C12, ist positiv. Dieses Modell verfügt, neben einem Dreschwerk aus Vor- und Haupttrommel bei einer Kanalbreite von 1,34 m, über 6 Schüttler. Diese sind mit 22 cm deutlich schmäler als die übliche Schüttlerbreite von 28 cm [28].

Konzepte

Drei Axial-Mähdrescher (1 x Single- und 2 x Doppel-Rotoren) wurden in den USA in Mais untersucht. Veröffentlicht wurden die Kornverluste, der Körnerbruch und der Kraftstoffverbrauch in Abhängigkeit vom Durchsatz der drei anonymisierten Maschinen. Sie weisen ein teilweise sehr unterschiedliches Betriebsverhalten aus [29]. In Deutschland wurde der Erlkönig eines dreiachsigen Mähdreschers gesichtet. Es ist unklar, welcher Hersteller und welches Maschinenkonzept sich dahinter verbirgt [30]. Hangmähdrescher mit speziellen teleskopierbaren Fahrwerken sind typischerweise in der hügeligen Toskana im Einsatz. In einem Einsatzbericht werden die Technik beschrieben und die Arbeitsbedingungen bei Neigungen von bis zu 38 % quer und bis zu 35 % läng geschildert. Durch das spezielle Fahrwerk der hier präsentierten Maschine ist sie 3,95 m breit und damit ihr Einsatz sehr beschränkt [31].

Die Elektrifizierung der Antriebe wird auch bei Mähdreschern vorangetrieben. Claas stellte auf der Agritechnica 2023 das Konzept eines E-Boost für einen Mähdrescher vor, über das nun ausführlicher berichtet wurde. Der Verbrennungsmotor mit 340 kW wurde um eine Elektromaschine mit 55 kW ergänzt. Diese kann in Kombination mit einer Batterie mit 2,7 kWh Kapazität als Motor oder als Generator arbeiten. Dadurch wird eine gleichmäßigere Auslastung des Verbrenners bei geringeren Drehzahlschwankungen und häufigerem Betrieb in verbrauchsgünstigeren Lastpunkten erreicht. Allerdings ist das Konzept noch nicht wirtschaftlich [32].

Auf der Agritechnica 2025 stellte der chinesische Hersteller Zoomlion seinen diesel-elektrischen Hybrid-Mähdrescher vor. Der Dieselmotor mit 353 kW Nennleistung treibt über einen Generator 14 Elektromotoren an. Eine Batterie mit 11,5 kWh Kapazität kann kurzfristig die Leistung der Elektromotoren auf 440 kW erhöhen. Der Betrieb des Dieselmotors kann dadurch im Bereich günstiger Effizienz erfolgen. Es kann eine Vereinfachung und damit eine Gewichtsreduzierung im Antriebssystem des Mähdreschers erreicht werden. Das Dresch- und Trennsystem ist in Aufbau und Maßen ähnlich wie bekannte Hybrid-Mähdrescher mit 3-Trommel-Dreschwerk (445 mm / 600 mm / 380 mm Durchmesser), zwei Trennrotoren und einer Kanalbreite von 1440 mm, aufgebaut [33].

Unterschiedliche Topologien eines diesel-elektrischen Antriebes für Mähdrescher wurden modelliert. Der Aufbau mit einem Elektromotor für die gesamten Antriebe wurde mit dem mit drei Elektromotoren für Schneidwerk, Dreschwerk und Fahrantrieb verglichen. Die Mehrmotorlösung kann schneller und spezifischer auf plötzlich wechselnde Lasten reagieren [34]. Zur Untersuchung der theoretischen Grundlagen für die Elektrifizierung von und die Energieeinsparung bei landwirtschaftlichen Maschinen wurde ein kleinerer Reis-Mähdrescher auf batterielektrischen Antrieb mit Rangeextender umgerüstet. Der Dieselmotor mit 105 kW Maximalleistung mit Generator sowie die Batterie mit 30 kWh versorgen insgesamt acht Elektromotoren mit Energie. Unterschiedliche Betriebsstrategien für diesen Antrieb wurden erprobt und verglichen [35].

Schneidwerk

Einen Überblick über die verschiedenen Bauarten von Getreideschneidwerken wird in einem Beitrag gegeben [36]. Es wird auf deren verschiedenen Stärken eingegangen sowie auf Neuheiten und Trends. Besonders betont wird die geforderte Vielfruchteignung, insbesondere auch für die bodennah zu erntende Eiweißfrüchte, deren Anbau sich weiter ausbreitet. Das Angebot von Schneidwerken wird umfassender. So wird ein flexibles Schneidwerk mit 9,15 m Arbeitsbreite angeboten. Förderbänder fördern das Erntegut vom Messerbalken zur Querschnecke [37]. New Holland stattet seine Schneidwerke mit variabler Tischlänge nun mit einer höheren Schnittfrequenz von 1450 statt 1300 1/min aus und ermöglicht somit größere Erntegeschwindigkeiten [38]. Auch in Deutschland steigt die Arbeitsbreite des angebotenen Schneidwerke. So sind Topmodelle der großen Mähdrescherherstellern mit 15,3 m bzw. 18 m Arbeitsbreiten im Einsatz [6; 39]. Verbesserungen im Detail sollen unter schwierigen Einsatzbedingungen die Ernte erleichtern. So werden nachrüstbare Haspelzinken mit einer breiten Schaufel statt der üblichen Spitze angeboten. Sie sollen den Gutfluss von Soja, Ackerbohnen oder Erbsen auf das Querförderband bei Draper-Schneidwerken schonend unterstützen [40].

Bei der Maisernte kann der Pflücker bei falscher Einstellung einen der größten Beiträge zu den Gesamtverlusten des Systems, zum Kraftstoffverbrauch und zu den Stillstandzeiten des Fahrzeugs leisten. Daher ist es unerlässlich, den Maisvorsatz aktiv zu überwachen und zu steuern, um sicherzustellen, dass der Abstand zwischen den Pflückplatten, die Geschwindigkeit der Pflückwalzen und der Winkel des Vorsatzes optimal eingestellt werden. Diese Einstellungen minimieren Verluste, Kraftstoffverbrauch und Fahrzeugstillstandzeiten [41].

Dreschen, Trennen, Reinigen

Aus der Größe und dem Verlauf der Kornabscheidung an Trennflächen kann auf den Korndurchsatz und die Kornverluste, und vor allem auf die aktuelle Effizienz der Trenneinrichtung geschlossen werden. Es wurde die Kornabscheidung an einem Trennrotor eines Hybrid-Mähdreschers über die Rotorlänge und Rotorumfang modelliert. Dadurch konnte eine sehr gute Übereinstimmung mit Laborversuchen erreicht werden [42; 43].

Für seine Ideal-Modelle stellte Fendt eine deutlich modifizierte Reinigungsanlage vor. Es wurde ein großes luftdurchströmtes Vorsieb integriert. Die dort abgeschiedenen Körner gelangen, wie der Vorsiebübergang, auf das Obersieb. Vorsieb und etwas breitere Siebe erhöhen die gesamte Reinigungsfläche je nach Modell um 26 - 39 %. Die Luftverteilung wurde optimiert, die Frequenz des Siebkastens erhöht und der Rücklaufboden zur Körnerschnecke neu gestaltet. Optional sind für eine bessere Querverteilung beim Einsatz am Seitenhang vor und zurück schwingende Leitflügel an den Hangleitblechen erhältlich [44].

Zur Verbesserung der Reinigungsleistung und zur Vermeidung von Gutblockaden am Siebanfang der Reinigungsanlage wurde eine spezielle Kinematik am vorderen Anlenkpunkt des Obersiebes vorgestellt. Dadurch kann dort eine größere Amplitude der Siebbewegung gegenüber dem Siebende eingestellt werden, ohne dass die Position der Lagerstelle der Schwinge am Rahmen der Maschine verändert werden muss. Die Anlage wurde in DEM modelliert und die Simulation mit einem Laborprüfstand validiert [45].

Unkrautsamen im Reinigungsübergang können durch nachfolgende zusätzliche Einrichtungen, wie z.B. Hammermühlen, devitalisiert werden. Diese Einrichtungen werden durch die Spreu im Übergang unnötig belastet. Deshalb wurde ein der Reinigung nachgeschaltete Trenneinrichtung entwickelt, mit der die Unkrautsamen aus dem Übergang abgeschieden und dann der Devitalisierungseinrichtung zugeführt werden. Dadurch wird diese Einrichtung entlastet und kann kleiner und energiesparender ausgelegt werden [46; 47].

Strohmanagement

Die gleichmäßige Häckselgutverteilung hinter dem Mähdrescher bei größeren Schneidwerksbreiten bleibt eine große Herausforderung. Mit dem vermehrten Einsatz breiterer Schneidwerke bei den Großmähdreschern wird an Verbesserungen und Neuentwicklungen zur Häckselgutverteilung gearbeitet [48]. Zur Simulation der Strohverteilung hinter dem Mähdrescher wurde eine alternative Software (Physics Engine vs. DEM-Software) mit Vereinfachungen und reduzierter Rechenzeit erprobt. Aufgeteilt wurden die Bewegungen der Partikel im Verteiler und während des Flugs der Partikel vom Verteiler auf das Feld. Dabei konnte ein abnehmender Luftwiderstand der Partikel berücksichtigt werden, der durch den Flug im Haufwerk und damit im Windschatten der vorherfliegenden Partikel entsteht [49]. Die Standfestigkeit der Häckslermesser lässt sich durch eine Beschichtung mit Wolframcarbid erhöhen. Dazu wird bei einem Messerhersteller Laserauftragsschweißung verwendet [50].

Logistik

Die Optimierung der Fahrwege von mehreren Mähdreschern und Abtankfahrzeugen auf dem Feld ist eine Herausforderung, die von verschiedenen Forschern bearbeitet wurde. Für einen einzelnen Mähdrescher wird ein Konzept für die Planung der Wege bei der Ernte und beim Abtanken vorgestellt [51]. In einem Review-Beitrag wird ein systematischer Überblick über den Einsatz multipler kooperativer Maschinen auf einem Feld diskutiert [52]. Dabei werden Planung, Kommunikation und Steuerung des Maschineneinsatzes berücksichtigt. Die größte Herausforderung wird in der praktischen Anwendung dieser Techniken bei der Anpassung an die örtlichen Gegebenheiten und Maschinenausstattungen gesehen.

Guteigenschaften

Mit der Nahinfrarot-Spektroskopie (NIRS) kann nach entsprechender Kalibrierung auch der Proteingehalt von Getreide bestimmt werden. John Deere bietet ihr NIRS-System Harvest Lab 3000 auch integriert am Mähdrescher an [53]. Die Stickstoff-Düngestrategie kann dann anhand des standortgenau ermittelten Proteingehalts angepasst werden. Die Hochschule Weihenstephan-Triesdorf konnte in Feldversuchen die Genauigkeit des mobilen Systems mit drei verschiedenen stationären NIRS-Systemen vergleichen. Dabei wichen die Messwerte nur um maximal 0,4 %-Punkte voneinander ab [54]. Es werden auch NIRS-Nachrüstlösungen auf dem Markt angeboten [55].

Durch teilflächenspezifische Methoden kann der Ertrag und/oder Proteingehalt des Getreides optimiert werden. Beide Größen können mit entsprechenden Messgeräten während der Ernte kartiert werden. Eine Untersuchung der Größe und der Verteilung der Variabilität dieser Größen auf 70 Feldern über 4 Jahre ergab, dass beide eine ähnliche räumliche Verteilung aufweisen. Die Variationen beim Ertrag sind jedoch deutlich größer und damit eher für ein teilflächenspezifisches Management geeignet [56].

Elektronik, Regel- und Informationssysteme

Dank elektronischer Regel- und Informationssysteme werden sehr große Fortschritte in der optimalen Auslastung von Mähdreschern gemacht. Einen umfassenden Überblick über den Stand der Technik gibt [57]. Neben den Beschreibungen der Angebote der unterschiedlichen Hersteller wird besonders auf die den Maschinen vorausschauende Sensorik eingegangen. Mit ihr kann noch besser die installierte Durchsatzleistung bei optimaler Arbeitsqualität erreicht werden. Auf den hohen Kundennutzen wird hingewiesen. John Deere bietet für die Mähdrescher seiner S7-Baureihe verschiedene optionale Technologiepakete an, um u.a. die Mähdreschereinstellungen auf Grundlage von Kornverlusten, Reinheit und Bruchkorn anzupassen. Zusätzlich kann vorausschauend, auf Basis von Biomassekarten aus Satellitendaten und von zwei Stereo-Kameras an der Kabine zur Erfassung von Bestandshöhe und Lagergetreide, die Fahrgeschwindigkeit automatisch angepasst werden. Damit sollen bis zu 20 % Mehrleistung möglich sein [17; 58].

Ein anderes vorausschauendes System nutzt ebenfalls zwei Kameras auf dem Kabinendach und beobachtet das Schneidwerk. Es erkennt Störungen im Gutfluss und ob von der Vor­satz­unterseite Material auf dem Boden mitgezogen wird. Dadurch wird der Fahrer deutlich bei der Überwachung des Vorsatzes entlastet. Ein solches System bildet auch eine Grundlage für einen eventuell autonom fahrenden Mähdrescher, der alle Störungen selbständig erkennen muss [59].

Um mit senkrecht aufgenommenen Bildern vor dem Mähdrescher den Getreidebestand abzuschätzen, wurden Algorithmen zur Zählung der Ähren entwickelt und erprobt [60]. Auch aus den Kräften zwischen der Haspel und den Getreidepflanzen kann die Biomasse des Getreides abgeschätzt werden. Dazu wurde ein mechanisches Modell der Getreidepflanze entwickelt und eingesetzt [61].

Im Mähdrescher kann der Gutdurchsatz anhand von verschiedenen Drehmomenten und Leistungsmesswerten an den Förder- und Dresch- und Trenneinrichtungen abgeschätzt werden [62]. Mit Beschleunigungssensoren an Dreschtrommeln und an Axialrotoren werden deren eventuelle Unwuchten durch Beschädigungen, aber auch kritische Betriebszustände, z.B. kurz vor einer Blockade, erkannt [63; 64]. Um den Massenstrom auf dem Vorbereitungsboden der Reinigungsanlage zu erfassen, wird eine Messeinrichtung vorgeschlagen. Die Schwingungen, die Gutgeschwindigkeit und die Gutfeuchte beeinflussen das Messsignal, das mit Hilfe eines Neuronalen Netzes erfolgreich ausgewertet wird [65]. Aus wenigen, einfachen Messungen am Mähdrescher kann auf den Leistungsfluss in den Antriebssträngen geschlossen werden. Damit können Kollektive der Antriebsstränge für die wichtigen Leistungsanteile für die Grundlast, dem Fahren und dem Dreschen berechnet und analysiert werden [66].

Zur Erfassung der Vorernteverluste auf dem Boden können ebenfalls Kameras eingesetzt werden. Eine Untersuchung erfasste Ausfallkörner mit Kameras vor dem Schneidwerk, um zwischen den Pflanzenreihen Bilder aufzunehmen [67]. Körnerverlustsensoren hinter den Trenn- und Reinigungseinrichtungen können verbessert werden, wenn die Sensorsignale einer Frequenzanalyse unterzogen und Machine-Learning-Systeme genutzt werden, um zwischen Maiskörnern und Nichtkornbestandteilen zu unterscheiden [68].

Kleinere Körnersensoren können auf Basis von PVDF-Folie entwickelt und in Reinigungsanlagen eingebaut werden. Mit ihnen sind hohe Auflösungen für große Körnerströme möglich. Es werden allerdings keine Angaben zur Haltbarkeit dieser Folien gemacht [69]. Für die Kalibrierung von Verlustmonitoren werden in der Regel Wurfschalen eingesetzt. Je nach Ablage von Spreu und Stroh im Schwad oder breit verteilt müssen die Verluste an verschiedenen Stellen überprüft werden [70]. Zunehmend werden Wurfschalen genutzt, die unter der Maschine angebracht werden und über Fernsteuerung im Feld abgelegt werden. Dadurch kann diese Form der Kalibrierung gefahrlos und von einer Person durchgeführt werden [71].

Für die automatische Maschineneinstellung und -regelung werden verschieden Lösungen vorgeschlagen. Durch moderne Regelungs- und Machine-Learning-Ansätze können dynamische Aspekte und Verknüpfungen zwischen den einzelnen Komponenten der Maschine gelernt und berücksichtigt werden. Für einen Mähdreschertyp wurden dessen Dresch- und Reinigungseinrichtung modelliert und über Messungen bei Feldversuchen parametriert. Darauf aufbauend wurde eine Regelung für Dreschspalt, Luftgeschwindigkeit und Sieböffnung erstellt, um die Reinigungsverluste, den Körnerbruch und die Verunreinigungen im Korntank zu minimieren [72].

Neben Betriebsparametern wird in einer Studie ein DEM-Modell für das Dreschen von Mais verwendet und über dessen Parameter mit der Arbeitsqualität kombiniert. Mit Hilfe von neuronalen Netzen gelingt hier die Vorhersage und die Optimierung der Druschqualität [73]. In der nächsten Studie wurde ebenfalls ein neuronales Netz genutzt, das mit Versuchsdaten angelernt wurde. Dadurch kann der Ausdrusch und Körnerbruch einer Axialdrescheinrichtung in Abhängigkeit von Durchsatz, Rotordrehzahl und Rotorneigung mit sehr hoher Genauigkeit vorhersagt werden [74].

Für einen autonom fahrenden Reismähdrescher wurde eine Geschwindigkeitsregelung entwickelt, die auf Schnittbreite, Pflanzenhöhe, Pflanzendichte und Gutfeuchte basiert. Dadurch ist eine Erhöhung der durchschnittlichen Fahrgeschwindigkeit ohne Überlastung des Dresch- und Trennrotors möglich [75]. Die Regelungen von Pflückplatten, Pflückwalzen und Schnittwinkel an einem Mais-Vorsatz sind bereits oben beschrieben worden [41].

Eine weitere Entlastung beim Bedienen eines Mähdreschers und beim Fahren des Überladewagens ist durch eine Koppelung des Mähdreschers mit dem Traktor möglich. Gegenüber der manuell durchgeführten Korntankentleerung während der Fahrt konnte eine Stressreduktion von 12 - 18 % gemessen werden, wenn eine nachrüstbare Automatisierung der Lenkung und der Fahrgeschwindigkeit des Traktors in Abhängigkeit vom Mähdrescher eingesetzt wird. Dabei kann der Mähdrescherfahrer die Position des Traktors relativ zum Entleerrohr verstellen [76].

Modellierung und Simulation

Zur Modellierung und Simulation von Prozessen in Mähdreschern werden nicht nur die Ar-beitselemente in unterschiedlichen Detaillierungsstufen abgebildet. Auch das Verhalten der zu verarbeitenden Pflanzen muss modelliert werden. Dazu wird in der Regel die Diskrete-Elemente-Methode DEM eingesetzt. Auch hierbei können unterschiedliche Detaillierungsstufen gewählt werden, um z.B. Reibung, Biegeverhalten von Stroh, Bruchverhalten von Stroh und Korn sowie den Ausdrusch zu modellieren. Beispiele werden dazu in Zeitschriften und auf Tagungen vorgestellt. So kann auf Basis eines mechanischen Modells von Getreidepflanzen aus den Kräften zwischen Haspel und Pflanzen die Getreide-Biomasse am Schneidwerk abgeschätzt werden [61].

Die Modellierung von Getreidehalmen wird in verschiedenen Studien beschrieben. So wird detailliert das Kompressionsverhalten von Stroh und dessen Unterschiede zwischen den einzelnen Halmknoten untersucht und modelliert [77]. Ein flexibles und auch brechbares Strohmodell wurde entwickelt, das in Koppelung mit einer Strömungssimulation für die Strohbewegung in einem Häcksler und für den Flug auf das Feld geeignet ist [78]. Die Modellierung und Simulation der Strohverteilung mit einer vereinfachten Software wurde bereits oben beschrieben [49].

Zur Analyse des Verhaltens eines Körnerhaufwerks wurde mit Hilfe der DEM ein entsprechendes Modell entwickelt. Insbesondere wurde auf das Verdichtungsverhalten in einem Korntank oder Silo und auf das Ausflussverhalten geachtet. Das Modell wurde an einem Prüfstand validiert [79]. Ein sehr detailliertes Körnermodell wurde für Mais entwickelt. Zur Abbildung der Bindung der Körner an die Maisspindel und zum Bruchverhalten wurde untersucht, mit wieviel Kugeln das Modell aufgebaut sein muss. Mit Hilfe von neuronalen Netzen konnte dann der Körnerbruch beim Druschprozess vorhergesagt werden [80].

Der Einsatz von DEM zur Analyse des Druschprozesses von Weizen wurde umfassend beschrieben [81]. Dabei kommen einfache Testverfahren zur Parametrierung des Modells zum Einsatz und es wurde auch ein Bruchmodell für Stroh und Körner integriert. Die Kornabscheidung über die Länge eines Dreschkorbs wurde in der Simulation und experimentell untersucht. Für die Anpassung von Simulation und Realität wurde ein Modell für die Kohäsion zwischen Stroh und Körnern integriert.

Alternativ zum Rechenaufwand von Simulationen mit DEM kann auch nur auf das Abscheideverhalten der Dresch-, Trenn- und Reinigungseinrichtungen fokussiert werden. Wie bereits oben beschrieben, wurde die Kornabscheidung an einem Trennrotor über der Rotorlänge und über dem Rotorumfang modelliert. Dabei wurde ein schraubenförmiges Transportmodell in dem Rotor integriert. Ziel ist dabei, unter Verzicht von Guteigenschaften und Maschineneinstellungen das Arbeitsverhalten bewerten zu können [42; 43].

Ein weiteres Anwendungsfeld der Simulation ist der Einsatz bei der Analyse von neuen Maschinenkonzepten, von Bediensystemen und von neuen Automatisierungen. Digitale Zwillinge von Maschinen werden in der Maschinenentwicklung, aber auch für das Training von KI-Algorithmen für einen autonomen Betrieb, eingesetzt. Werden die KI-Systeme mit Daten von den digitalen Zwillingen wie Sensorwerte und Betriebsparameter versorgt, dann können die Algorithmen lernen, Muster zu erkennen und die Leistung der Maschine in Echtzeit zu optimieren [82]. Für die Analyse neuer Bedienmöglichkeiten und neuer elektronischer Unterstützungssysteme wurde ein Mähdrescher-Simulator entwickelt [83]. Anhand von typischen Einsatzszenarien und verschiedenen Benutzern können damit frühzeitig neue Funktionalitäten erprobt werden.

Zusammenfassung

Die Marktsituation für Mähdrescher entwickelte sich in den letzten zwei Jahren stark negativ. Trotzdem stellten die Hersteller Verbesserungen vorhandener Modelle vor und erweiterten das Angebot nach oben. Weitergehende Lösungen zur Fahrerentlastung und zur Automatisierung werden vorgestellt. Der Einsatz der DEM-Simulation in der Forschung und Entwicklung verstärkte sich weiterhin. Zudem wurden Ansätze zur Nutzung von neuronalen Netzen und Machine-Learning-Algorithmen entwickelt.

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Autorendaten

Prof. Dr.-Ing. Stefan Böttinger ist Leiter des Fachgebiets Grundlagen der Agrartechnik am Institut für Agrartechnik der Universität Hohenheim in Stuttgart.