Fernmessung struktureller Lasten am Fahrwerk eines Parzellenmähdreschers
Andreas Dengg und Franz Wohlmair
WINTERSTEIGER
May 14, 2026
Während einer Fernmesskampagne in Brasilien setzte WINTERSTEIGER das robuste KRYPTON-Datenerfassungssystem von Dewesoft ein, um reale strukturelle Lasten an einem ihrer Quantum-Pro-Parzellenmähdrescher zu erfassen. Das für extreme Hitze, Feuchtigkeit und Schwingungen ausgelegte System lieferte während der gesamten Ernte hochwertige Beschleunigungs- und Dehnungsmessdaten. Die Ergebnisse untermauern nun die Belastungsbewertungen des Unternehmens und unterstützen zukünftige Produktinnovationen.
Einleitung
Das österreichische Unternehmen WINTERSTEIGER führte eine Fernmesskampagne mit Dewesoft-Ausrüstung an einem in Brasilien im Einsatz befindlichen Quantum-Pro-Parzellenmähdrescher durch. Ziel war die Erfassung realer Lastdaten unter anspruchsvollen Umgebungsbedingungen mithilfe von Dewesofts KRYPTON-Messsystem. Die Ergebnisse bestätigen das bereits vorhandene Wissen und liefern gleichzeitig neue Erkenntnisse über die Betriebslasten. Das Unternehmen wird die gewonnenen Erkenntnisse als Grundlage für Festigkeitsbeurteilungen, zukünftige Produktentwicklungen und kontinuierliche Produktverbesserungen nutzen.
WINTERSTEIGER ist eine international aufgestellte Maschinen- und Anlagenbaugruppe mit Sitz im österreichischen Ried im Innkreis. Das Unternehmen ist in der Entwicklung, Herstellung und im Vertrieb von Maschinen und Ausrüstungen tätig – insbesondere für die Pflanzenzucht und -forschung, den Skiservice sowie die Holz- und Metallindustrie.
Die WINTERSTEIGER-Gruppe umfasst folgende Geschäftsbereiche:
Division Seedmech: Erntetechnik, Sä- und Labortechnik, Datenmanagement
Division Sports: Verleih und Service, Bike Services, Einzelhandel
Division Solutions: Parkett, Möbel, Platten, Leichtbau und Dämmstoffe, Sägeblätter, Sägewerkstechnik, Anlagenbau und Automatisierung
Division Metals: Bandzuführanlagen, Teilerichtmaschinen
Division Dry & Protect: Trocknung, Keim- und Geruchsreduzierung für alle Arten von Arbeits- und Schutzkleidung, Sportausrüstung und sogar Raumluft
Der Parzellenmähdrescher WINTERSTEIGER Quantum Pro
Parzellenmähdrescher wie der Quantum Pro können stehende Bestände ernten und die Körner aus dem Erntegut abscheiden, wobei sie mehrere Arbeitsschritte –
Mähen,
Dreschen,
Reinigen und Analysieren – in einem einzigen Durchgang ausführen.
Sie sind für Erntearbeiten in der Kleinsaatenzüchtung und auf Versuchsflächen konzipiert.
Die modular aufgebaute Quantum-Familie bietet ein vielseitiges Sortiment an Erntemaschinen für die Saatgutzüchtung und für Feldversuche. Die für eine breite Palette von Kulturen, darunter Mais und Soja, geeignete Baureihe ist darauf ausgelegt, den Anforderungen der modernen Agrarforschung gerecht zu werden. Gerade in Brasilien zeichnet sich der Quantum Pro als leistungsstärkste Maschine der WINTERSTEIGER-Quantum-Baureihe aus. Er bietet die Erntevorsatzbreite, das Korntankvolumen und die Stabilität, die für die Ernte ertragreicher Mais- und Sojabohnensorten erforderlich sind.
Die konstruktive Auslegung des Mähdreschers schafft eine solide Grundlage für die Bewältigung der Herausforderungen in der Reihenkulturforschung. Er eignet sich besonders für alle Arten von Ertragsversuchen und die Vorvermehrung. In der Praxis hat er sich unter anspruchsvollsten Bedingungen bewährt, etwa bei feuchtem Erntegut, Unterwuchs, Lagergetreide und in Hanglagen.
Die Herausforderung
Erntemaschinen sind in Brasilien besonderen Einsatzbedingungen wie hohen Umgebungstemperaturen, hoher Luftfeuchtigkeit und intensiven Ernteperioden ausgesetzt. Diese und weitere Faktoren führen zu erhöhten mechanischen Belastungen, die robuste technische Lösungen erfordern.
WINTERSTEIGER setzte sich daher zum Ziel, die Lastannahmen für den Quantum Pro unter diesen Bedingungen zu validieren und weiter zu verfeinern.
Eine Validierung unter realen Einsatzbedingungen war hierfür unerlässlich. Daher führte WINTERSTEIGER Seedmech, die Erntetechniksparte des Unternehmens, in Brasilien einen Feldtest mit einem Mähdrescher durch, der unter realen Bedingungen bei einem Endkunden eingesetzt wurde.
Datenerfassungshardware und Sensoren
Die Feldmesskampagne wurde unter Beachtung der internationalen Standards für Maschinensicherheit, strukturelle Prüfungen und Datenintegrität geplant und durchgeführt.
Der Messaufbau orientierte sich an den relevanten Richtlinien zweier internationaler ISO-Normen:
ISO 4254 (Landmaschinen – Sicherheit)
ISO 10816 / ISO 2631 (Schwingungsmessung und -beurteilung)
So wurde sichergestellt, dass alle Abläufe den anerkannten technischen und sicherheitstechnischen Anforderungen entsprachen.
Es wurden acht Beschleunigungssensoren hauptsächlich an wichtigen Stellen des Chassis und des Erntevorsatzes installiert.
Zusätzlich wurden drei Messstellen am Fahrgestell mit Dehnungsmessstreifen überwacht.
Aufgrund der ungünstigen Betriebsbedingungen, insbesondere in Bodennähe, war ein stabiles Schutzkonzept für die Sensoren erforderlich. Je nach Messpunkt umfasste dieses Konzept verschiedene Abdeckungen, elektrische Abschirmungen und sogar Blechteile zum Schutz vor mechanischen Einwirkungen.
Die Nullpunktkalibrierung und Validierung der ersten Dehnungsmessungen wurden bei WINTERSTEIGER auf Grundlage bekannter Radlasten und eines Finite-Elemente-Modells (FEM) des gesamten Quantum Pro durchgeführt. Während des Montageprozesses wurde das komplette Chassis gedreht, um sicherzustellen, dass die Dehnungsmessstreifen korrekt und ohne Vorspannung installiert werden konnten.
Die Dewesoft-KRYPTON-Konfiguration
Zur Erfassung aller Daten wurde das KRYPTON-System von Dewesoft in der Kabine des Quantum Pro installiert.
KRYPTON ist ein kleines, widerstandsfähiges, modulares und verteilbares EtherCAT-Datenerfassungssystem für Feldmessungen unter extremen, rauen Umgebungsbedingungen. Die robusten Module arbeiten ohne Lüfter und sind für einen Temperaturbereich von -40 °C bis +85 °C ausgelegt.
Die KRYPTON-Datenerfassungsmodule nutzen eine auf dem EtherCAT-Protokoll basierende 100-Mbit/s-Datenverbindung. Dadurch können sie über ein einziges Kabel für Datenübertragung, Stromversorgung und Synchronisation miteinander verbunden werden. Die EtherCAT-Datenschnittstelle ermöglicht eine einfache dezentrale Anordnung der Datenerfassungsmodule und eine flexible Verteilung der Messkanäle über größere Fahrzeuge hinweg, wodurch deutlich kürzere Sensorkabel verwendet werden können. Dadurch werden Probleme wie Rauschen oder Beeinträchtigungen der Signalqualität bei der Datenerfassung deutlich reduziert, vor allem unter sehr rauen Einsatzbedingungen.
Das KRYPTON MULTI ist ein mehrkanaliges E/A-Modul, das je nach Typ und Anzahl der Eingangsverstärker in zwei Baugrößen – mit einfacher oder doppelter Breite – erhältlich ist. Die mehrkanaligen KRYPTON-Geräte nutzen einen 24-Bit-Sigma-Delta-A/D-Wandler und bieten eine Abtastrate von bis zu 20 kS/s pro Kanal.
Der Messaufbau bestand aus:
KRYPTON-CPU – kompakter, tragbarer und robuster Datenlogger und Datenverarbeitungscomputer mit Schutzart IP67 zur Datenaufzeichnung und -analyse unter extrem rauen Bedingungen
KRYPTON – robustes, verteiltes EtherCAT-Datenerfassungssystem für Feldmessungen unter extremen und rauen Umgebungsbedingungen
1x KRYPTON-8xACC
1x KRYPTON-3xSTG
1x KRYPTONi-1xCAN
ECAT-GPS-JUNCTION zur GNSS-Positionsbestimmung
Für die unabhängige Stromversorgung des KRYPTON-Datenerfassungssystems wurde eine zusätzliche, über ein Relais gesteuerte und durch ein Gateway-Modul mit Mobilfunk- und WLAN-Kommunikation überwachte Batterie installiert.
Das System konnte manuell, über die Zündung oder durch autonome GPS-Bewegungserkennung gestartet werden.
Bei laufendem Motor wurde es über das Bordnetz mit Strom versorgt.
Datenerfassungssoftware und Datenmanagement
Im Lieferumfang der gesamten Datenerfassungshardware von Dewesoft ist die Datenerfassungs- und Signalverarbeitungssoftware DewesoftX enthalten. Diese Software unterstützt die Signalmessung, Datenaufzeichnung, Signalverarbeitung und Datenvisualisierung für zahlreiche Prüf- und Messanwendungen in sämtlichen Branchen.
Die Rohdaten wurden automatisch in regelmäßigen Abständen lokal auf einer externen SSD mit einer Kapazität von 2 TB gespeichert.
Daten und Ergebnisse
Der Messaufbau umfasste acht Beschleunigungssensoren, drei Dehnungsmessstreifen und ein GPS-System; zusätzlich wurden ausgewählte CAN-Daten erfasst. Insgesamt wurden etwa 85 Stunden Messdaten aufgezeichnet, davon rund 43 Stunden während des aktiven Betriebs.
Die aus Brasilien übermittelten Rohdaten wurden am Hauptsitz von WINTERSTEIGER in Ried im Innkreis zunächst mit DewesoftX verarbeitet und anschließend mithilfe von Python-Skripten weiter aufbereitet, gefiltert und batchweise zur Untersuchung der Lastkollektive ausgewertet. Anschließend wurde das FE-Modell des gesamten Quantum Pro verwendet, um die Spannungen unter den gemessenen Bedingungen zu bewerten.
Im Ergebnis zeigte die Auswertung unter anderem leicht höhere Beschleunigungswerte am vorderen Teil des Chassis. Dieser Umstand bestätigt jedoch die Erwartungen bezüglich des Einsatzes des Mähdreschers unter diesen anspruchsvollen Umgebungsbedingungen. Darüber hinaus konnte die Gültigkeit anderer, bereits bekannter Extremlastfälle bestätigt werden, sodass die Messkampagne in Brasilien umfassende Erkenntnisse über die Betriebsfestigkeit der gesamten Struktur lieferte.
Fazit
Die Fernmesskampagne mit den Dewesoft-Geräten lieferte den Strukturingenieuren von WINTERSTEIGER wertvolle neue Erkenntnisse über die strukturellen Lasten, die unter realen Feldbedingungen in Brasilien auf den Quantum-Pro-Parzellenmähdrescher einwirken.
Die aktualisierten Lastdaten fließen direkt in die zukünftige Produktentwicklung und -validierung ein und stärken so die Grundlage für technische Entscheidungen und laufende Produktverbesserungen. Gleichzeitig bestätigte das Projekt die Wirksamkeit von Fernmessungen und Datenanalysen unter herausfordernden Betriebsbedingungen.
WINTERSTEIGER plant, diesen Ansatz mit ähnlichen Messaufbauten im Feld und in den eigenen Einrichtungen auszuweiten, sobald das KRYPTON-Datenerfassungssystem wieder vor Ort ist.
Diese Kampagnen werden die Bewertung von Erntemaschinen, Sämaschinen und anderer Ausrüstung unterstützen und dem Unternehmen helfen, reale Anwendungsfälle besser zu verstehen und die zukünftige Entwicklung voranzutreiben. Die Daten aus diesem Projekt werden zudem mit zusätzlichen Auswertungsmethoden überprüft, um weitere Erkenntnisse zu gewinnen.