Traktoren im Forsteinsatz

Spezielle Anforderungen im Forst, aus der Prüfarbeit des KWF

Maschinen auf der Basis landwirtschaftlicher Traktoren spielen vor allem als Seilschlepper eine große Rolle bei der Erledigung von Rückearbeiten im Forst. Daneben gewinnen Traktor gezogene Rückeanhänger eine immer größere Rolle beim Rücken und Transport von Holz. Die Spannweite der Traktoranwendung erstreckt sich so vom Holz holen mit Anbauseilwinde an landwirtschaftlichen Maschinen über die Umrüstung von Standardtraktoren für den Forsteinsatz bis zu Komplettumbauten, die Forstspezialschleppern recht nahe kommen. Was macht für den eigenen Betrieb Sinn?

Wegen der großen Bedeutung von landwirtschaftlichen Traktoren im Forsteinsatz prüft das Kuratorium für Waldarbeit und Forsttechnik e.V. diese Technik hinsichtlich der Leistungsfähigkeit, Arbeitssicherheit, der Umweltverträglichkeit und der Gebrauchstauglichkeit und berichtet auf ihren Internetseiten über die Ergebnisse.

Für Zugarbeiten im Wald

Aufgrund ihrer Bauweise eignen sich landwirtschaftliche Traktoren vor allem für Zugarbeiten im Wald, also das Rücken von Langholz und das Ziehen von Anhängern. Hierzu werden die Maschinen in der Regel mit Seilwinden mit Zugkräften bis zu 8 t ausgerüstet. Grundsätzlich werden in den Prüfberichten des KWF hier Traktorleistungen ab 70 kW empfohlen. Aufgrund des rasanten Anstiegs der Motorleistungen landwirtschaftlicher Traktoren werden derzeit aber nur noch wenige forsttaugliche Maschinen in dieser Leistungsklasse angeboten. Als Faustregel sollte beachtet werden, dass die Traktormasse mindestens der Windenzugkraft entspricht. Für eine 8 t Winde kann man unter Berücksichtigung der Forstschutzausrüstung davon ausgehen, dass dann ein Traktor der Leistungsklasse ab 100 kW angebracht ist. Meist muss der Käufer für einen Forsttraktor mit einem Aufbauhersteller zusammenarbeiten, der einen ursprünglich landwirtschaftlichen Traktor für den Forsteinsatz umrüstet. Neuere Entwicklungen der letzten Jahre sind kompakte Rückeaggregate, die an den Traktoren fest verschraubt oder mit Schnellwechseleinrichtungen verbunden sind und die zu einem verbesserten Kraftfluss und einer günstigeren Gewichtsverteilung an der Maschine führen und die zunehmende Verwendung annähernd vollwertiger Rückekräne erlauben. Nur wenige Hersteller bieten noch spezielle Forstmodelle an. Die breite Baureihe von Steyr etwa deckt den Leistungsbereich von 48 kW bis 140 kW ab. Dabei gibt Steyr Maschinengewichte zwischen 3,1 t und 6,7 t an; dazu kommt allerdings noch die Forstschutzausrüstung. Man kann davon ausgehen, dass somit etwa Rückelasten zwischen 1 und 6 t möglich sind. Skidder als Spezialmaschinen der mittleren Leistungsklasse wiegen bei einer Motorleistung zwischen 85 und 115 kW zwischen 10 und 13 t. Maschinen auf der Basis von landwirtschaftlichen Traktoren haben den Vorteil der Verwendung erprobter Bauteile und vielfältiger Ausstattungsoptionen. In der Regel werden sie mit Heckanbaugeräten jedoch hecklastig. Im Betrieb ergibt sich damit gegenüber Spezialmaschinen eine etwas ungünstigere Lastverteilung mit erhöhter Aufbäumneigung und Verschlechterung des Lenkverhaltens. Aufbauhersteller begegnen dieser Problematik durch den Frontanbau der Winden. Die Achsschenkellenkung landwirtschaftlicher Traktoren ist einer Knicklenkung von Spezialmaschinen bei Geländefahrt einmal deswegen unterlegen, weil beim Lenken vier Spuren anstatt zwei Spuren entstehen. Darüber hinaus lassen sich die bei der Geländefahrt erforderlichen großen Lenkbewegungen mit einem Lenkrad nicht so einfach aufbringen wie mit einer stark übersetzten Lenkwippe.

Emissionen müssen runter

Motor: Die Motorenentwicklung der letzten Jahre zielt vor allem darauf ab, die Vorschriften der Stufe III der Europäischen Emissionsrichtlinie 97/68/EG einzuhalten. Die Stufe III a ist seit Anfang 2008 für alle Leistungsstufen verbindlich. Ab dem Jahr 2011 muss die Stufe III b bis ins Jahr 2013 umgesetzt werden. Diese schreibt eine Halbierung der Emissionen an Stickoxyden und eine Reduzierung der Abgas­emissionen auf ein Zehntel der derzeit zulässigen Werte vor. Für Motoren unter 37 kW wird sich allerdings nichts mehr ändern. Fachleute gehen davon aus, dass diese Anforderungen mit innermotorischen Maßnahmen nicht mehr erreichbar sein werden, sodass für die Motoren wohl Zusatzeinrichtungen wie Abgasrückführungen, Partikelfilter und katalytische Nachbehandlung der Abgase erforderlich sein werden. An Bedeutung verlieren derzeit Motoren für den Biodiesel und Pflanzenölbetrieb, da diese Kraftstoffe durch die Besteuerung wirtschaftlich kaum noch attraktiv sind.

Getriebe: Aufgrund der Optimierung der Traktorgetriebe für Zugarbeiten sind hohe Transport- und Umsetzgeschwindigkeiten möglich und teilweise sehr aufwendige Getriebekonzepte zu finden, die hydrostatischen Fahrantrieben in der Effizienz überlegen sind. Leistungsverzweigte Getriebe, die in unterschiedlichen Variationen angeboten werden, gestatten ebenso ein stufenloses Fahren wie Hydrostaten. Die­se Getriebevariante bietet den größten Komfort und setzt das Leistungspotenzial eines Traktors am effektivsten um. Aufgrund der hohen Kosten dürfte es aber nur dann sinnvoll sein, wenn die Maschine signifikante Zeitanteile sowohl im Forst als auch auf der Straße verbringt, etwa vor einem Rückeanhänger, der auch im Straßentransport läuft und auch in größerem Umfang Zugarbeitsstunden zu leisten sind, etwa in der Wegepflege oder bei Kommunalarbeiten. Auch wenn häufig bergauf und bergab gefahren wird, ist ein Getriebe, das Geschwindigkeitsanpassungen unter Last gestattet, unbedingt zu empfehlen. Daneben werden immer noch voll lastschaltbare Getriebe angeboten, bei denen alle Gänge während der Fahrt durchgeschaltet werden können. Ihr Einsatzspektrum ist grundsätzlich demjenigen der stufenlosen Getriebe vergleichbar, jedoch sind dort die Komfort- und Einstellfunktionen meist eingeschränkt. Sie gelten durch die stufenlosen Getriebe als weitgehend überholt. Eine Alternative zu den eher selten zu findenden voll lastschaltbaren Getrieben stellen die Stufengetriebe mit zusätzlichen Lastschaltstufen (meist drei oder vier, bei manchen Herstellern bis zu sechs) dar. Damit ist eine Anpassung der Fahrgeschwindigkeit und der Motorleistung bei Lastfahrt möglich. Teilweise ist der Gangwechsel gerade für Transportfunktionen bereits automatisiert. Vor Anschaffung ist jedoch zu prüfen, ob der Geschwindigkeitsbereich richtig gewählt ist, da ein Gruppenwechsel mit Zugkraftunterbrechung in manchen Rückesituationen (Bergauf- oder Bergabfahrt) ungünstig sein kann. Für geringere Ansprüche und kleinere Traktoren werden weiterhin synchronisierte Feinstufengetriebe angeboten. Diese bieten vor allem im Arbeitsbereich eine große Anzahl von Gangstufen. Bei derartigen Getrieben ist allerdings ein Gangwechsel nur mit Zugkraftunterbrechung möglich (Kuppeln), wodurch die Maschine in der Regel zum Stillstand kommt.

Ansätze des Hybridsystems

Auch bei landwirtschaftlichen Traktoren finden sich Ansätze der Hybridtechnik. So bietet John Deere ein als Microhybrid bezeichnetes System für die Spitzenmodelle 7430 und 7530 der Serie 7000 an (Bild unten). Ein auf der Kurbelwelle sitzender Generator gibt bis zu 20 kW elektrischer Leistung ab, die zum Antrieb des Lüfterantriebs, der Kühlkreislaufpumpen und des Klimakompressors genutzt werden. Dabei ermöglicht die manuell aktivierbare Reversierfunktion des Lüfters eine bequeme Reinigung des Kühlergrills. In Beschleunigungsphasen wirkt der Generator als Motor und liefert zusätzliches Drehmoment zur Verstärkung der Motorkraft. Daneben gestattet dieses Konzept die Nutzung von zwei Steckdosen mit 230 V und 400 V zum Betrieb von externen Elektrogeräten. Das System kann nach Auskunft der Firma Kotschenreuther als Wunschausstattung für ihre Forsttraktoren auf der Basis der entsprechenden John Deere Maschinen bestellt werden.Kabine: Traktorkabinen bieten in der Regel hohen Komfort bei Fahrt und Bedienung. Für den Forsteinsatz ist darauf zu achten, dass alle erforderlichen Bedienelemente gut angeordnet und problemlos erreichbar sind; es können zudem Verstärkungen gegen den im Vergleich zur Landwirtschaft raueren Betrieb im Bodenbereich erforderlich sein. Unbedingt empfehlenswert ist ein Drehsitz, wenn ein Arbeitsgerät hinter der Kabine – typischerweise Rückewagen – bedient werden muss. Hierfür gibt es unterschiedliche Lösungen. Zu achten ist darauf, dass alle erforderlichen Bedienelemente in allen Stellungen des Drehsitzes gut erreicht werden können. Valtra etwa biete eine vergrößerte Kabine an, die neben dem Drehsitz auch mit einer Rückfahreinrichtung ausgestattet werden kann und die mit Polycarbonatscheiben als erforderlichen Schutz gegen Seilbrüche von Anbauwinden ausgestattet werden kann. Damit kann gegebenenfalls auf das Schutzgitter verzichtet werden. Wenn die Maschine nicht nur gelegentlich rückwärts fährt, wie zum Poltern, das Verziehen mit einem Rückekran oder der Verwendung eines Harvesteraggregats, so ist eine Rückfahreinrichtung dringend zu empfehlen. Seit 2007 ist die neue EU-Schwingungsrichtlinie in Kraft getreten. Diese fordert von den Arbeitgebern die Erfassung der Schwingungsbelastung der Mitarbeiter. Hierfür bietet die Firma Grammer ein Messsystem für den Sitz an. Von wachsender Bedeutung vor diesem Hintergrund sind auch die nun vermehrt angebotenen gefederten Kabinen (teilweises sogar aktiv), die für ungefederte Fahrzeuge ein effektives Mittel der Reduzierung der Schwingungsbelastung darstellen.
Hydraulik: Verschiedene Hydrauliksysteme werden dem Kunden angeboten. Das reicht vom einfachen ungeregelten Open-Center-System mit Zahnradpumpe über Kombinationssysteme aus mehreren Pumpen und einer Mengeregelung bis zu Load-Sensing-Hydrauliksystemen mit einer verstellbaren Axialkolbenpumpe mit Druck- und Mengenregelung. Die aufwendigen Systeme finden sich serienmäßig häufig nur in großen Traktoren mit Motorleistungen weit über 100 kW, die für den forstlichen Rückeeinsatz überdimensioniert sind. In der Mittelklasse ist sie oft als Option zu wählen. Meist sind die Hydraulikleistungen bei landwirtschaftlichen Traktoren begrenzt, sodass auch bei größeren Maschinen weniger als die Hälfte der Motorleistung hydraulisch übertragen werden kann. Forstspezialschlepper können dagegen Hydraulikleistungen von etwa 70 Prozent bis 90 Prozent der Motorleistung für Arbeitsfunktionen nutzen.

Hydraulik ist der Knackpunkt

Hydraulisch angetriebene Geräte mit einem höheren Leistungsbedarf verfügen daher häufig über eigene Hydrauliksysteme, die von der Zapfwelle angetrieben werden. Für den Nutzer ist bei der Auswahl der zu erwartende Einsatzbereich entscheidend. Wird viel mit der Arbeitshydraulik gearbeitet, typischerweise mit einem Kran, so ist eine Load-Sensing-Hydraulik, möglichst mit elektrischer Vorsteuerung, angeraten. Dadurch verringert sich die Verlustleistung in der Hydraulik erheblich, während die Feinfühligkeit der Steuerung und der Bedienkomfort erheblich gesteigert werden. Wenn externe Geräte, wie etwa ein Kran, direkt angetrieben werden sollen, sollte eine sogenannte „Power-Beyond“ Option vorhanden sein. Diese gestattet es, Geräte mit Load-Sensing-fähigem Steuerblock direkt an die Hydraulikpumpe des Traktors anzuschließen und das Regelsignal des Arbeitsgeräts zur Mengensteuerung zu verwenden. Wird die Hydraulik dagegen nur selten benutzt, etwa um eine zapfwellengetriebene Seilwinde abzusenken und anzuheben, so kann ein einfaches kostengünstiges Open-Center-Hydrauliksystem völlig ausreichen. Gerade bei anspruchsvolleren Anbaugeräten, wie einem Rückekran ist darauf zu achten, dass die installierte Fördermenge und die hydraulische Leistung ausreichen, das Gerät ausreichend schnell und wirksam zu betätigen. Oft ist für den Forsteinsatz die anspruchsvolle und teure Dreipunkt-Regelhydraulik nicht erforderlich, da üblicherweise keine Arbeitsgeräte im Boden geführt werden müssen. Manche Hersteller bieten daher die Möglichkeit, auf diesen Teil der Hydraulikanlage zu verzichten. Forstschutzausrüstung: Eine wesentliche Modifikation, an landwirtschaftlichen Traktoren stellen die Forstschutzausrüstungen dar, die für die professionelle Forstarbeit erforderlich sind. Grundsätzlich ist es nötig, möglichst alle hervorstehenden Teile unter einer glatteren Überhaut unterzubringen. Kotflügel sollten möglichst entfernt werden. Dies ist insbesondere an den Achsen, den Aufstiegen und am Unterboden der Maschine der Fall. Während an allen Öffnungen die Gefahr besteht, dass sich Äste dort verfangen und beim Abreißen oder Hochschlagen Schaden anrichten oder sich als brennbares Material sammeln, ist am Unterboden im Forsteinsatz regelmäßig mit Bodenberührung zu rechnen, sodass dort ein massiver Schutz unabdingbar ist. Manche Traktoren begünstigen dies durch eine bereits konstruktionsbedingt glatte geschlossene Unterseite. Einen weiteren Punkt stellen Kabine und Beleuchtung dar. Die Lampen können in der Regel nicht wie bei Spezialmaschinen abgenommen oder eingeklappt werden. Deshalb müssen zumindest alle Lampen mit Schutzbügeln oder Astabweisern und so weit als möglich mit Schutzgittern versehen sein. Auch die Kabine mit großen Glasflächen und den Spiegeln muss in der Regel durch Abweisbügel geschützt werden. Besondere Aufmerksamkeit verdient immer der Tank, um das Umwelt schädigende Auslaufen von Betriebsflüssigkeiten zu vermeiden.
Fahrwerk und Reifen: Die Fahrwerke moderner Traktoren sind in den letzten Jahren deutlich komfortabler geworden. Insbesondere wird für viele Modelle nun eine Vorderachsfederung angeboten, teilweise auch eine gefederte Hinterachse. Damit lässt sich gerade bei schnellerer Fahrt die Schwingungsbelastung des Fahrers deutlich reduzieren.

Vor- und Nachteile der Federung

Die teilweise filigranen und vorstehenden Teile machen diese Systeme allerdings anfälliger für das Eindringen und Verfangen von Ästen und erhöhen damit den Schutzaufwand. Sie sollten daher eher dann gewählt werden, wenn Straßenfahrten im Vordergrund der Verwendung stehen. Auch bei der Reifenauswahl ist auf das Einsatzspektrum zu achten. Grundsätzlich kommen für Traktoren nur Traktionsprofile in Frage, da Zugarbeiten im Vordergrund des Einsatzes stehen. Für die Reifenauswahl ist eine Abstufung der Widerstandfähigkeit der Reifen zu berücksichtigen. Bei den ausgesprochenen Spezialreifen sind relativ wenige Felgendimensionen verfügbar, sodass nicht beliebige Reifendimensionen montiert werden können. Eine orientierende Übersicht über die Eignung der unterschiedlichen Reifenbauarten gibt Tabelle 1. Für eine Kaufentscheidung ist es wegen der Vielfalt der angebotenen Produkte ratsam, sich von seinem Reifenlieferanten beraten zu lassen. Grundsätzlich zeigt Tabelle 1, dass für schwere Forstarbeiten – wie Rücken in der Endnutzung in hängigem Gelände mit vielen Hindernissen wie Stubben und Blöcken und Reisig auf der Rückegasse – nur Spezialreifen in Frage kommen, welche die Nutzung bei anderen Aufgaben einschränken. Dies liegt letztlich daran, dass hier sehr steife und harte Diagonalreifen mit Stahlstichschutzeinlagen zur Verwendung kommen müssen. Bei der Verwendung dieser Reifen sind auch eine größere Gefahr der Bodenschädigung und ein reduzierter Komfort in Kauf zu nehmen. Wird die Bereifung dagegen in Hinblick auf Transport oder Bodenschonung optimiert, so ergeben sich Einschränkungen bei der Standfestigkeit bei den schweren Forstarbeiten. Neu entwickelte Spezialreifen auf Radialbasis können das skizzierte Dilemma möglicherweise bis zu einem gewissen Grad auflösen; ob die erforderliche Flankenfestigkeit bei schwerer Forstarbeit unter allen Umständen erreicht wird, muss die Praxis zeigen. Auf der Basis bislang vom KWF geprüfter Maschinen ergibt sich, dass die Kosten für einen auf professionellem Niveau ausgestatteten landwirtschaftlichen Traktor – Forstausrüstung mit Winde und Rückekran – im Leistungsbereich um die 100 kW für den Forsteinsatz mit den Anschaffungskosten eines Forstspezialschleppers um die 80 kW oder eines Forwarders um die 120 kW in vergleichbaren Größenordnungen liegen. Eine wirtschaftliche Entscheidung muss daher auf der Basis des Einsatzspektrums getroffen werden. Für eine Maschine der Leistungsklasse um 120 kW ist ein Kostenrahmen zwischen 180 000 und 220 000 Euro zugrundezulegen. Damit ist ein wesentlicher Preisabstand zu einer Spezialmaschine nicht immer gegeben, sodass die Kaufentscheidung vor allem durch das breitere Einsatzspektrum – Forstarbeit, Zugarbeiten, Stationärbetrieb von Anbaumaschinen, eventuell auch Kommunalarbeiten und landwirtschaftliche Einsätze – begründet sein dürfte. Dr. Günther Weise, KWF