Goldener manus® 2023 - Schar

Wenn Bauern mit Stickstoff düngen, müssen sie oft enge Zeitfenster in den Wachstumsperioden der Pflanze ausnutzen. Dabei zählt jede Stunde. Entsprechend ärgerlich ist es, wenn sie vor der Fahrt auf das Feld erst Hunderte Lager nachfetten müssen. Um Landwirten diesen Zeitverlust zu ersparen, hat das US-amerikanische Unternehmen J&M Manufacturing einen neuartigen Applikator entwickelt, der mit schmierfreien und somit wartungsfreien Polymerlagern von igus arbeitet. Und damit den goldenen manus award 2023 gewonnen, ein Wettbewerb, bei dem igus den nachhaltigsten und wirtschaftlichsten Einsatz von Gleitlagern aus Hochleistungskunststoff auszeichnet

Steckbrief

Was wurde benötigt: iglidur Gleitlager
Anforderungen: Korrosionsfreie Lagerstellen, problemloser Kontakt mit flüssigem Stickstoffdünger, lange Lebensdauer trotz oszillierende Bewegungen, kein Einsatz von Schmiermitteln
Branche: Agrartechnik

Problem

Damit Mais, Kartoffeln und Weizen gut wachsen können, nutzen viele Landwirte die Injektionsdüngung. Dabei kommen Pflüge zum Einsatz, die den Boden öffnen, sodass flüssiger Stickstoffdünger gezielt in die Nähe der Pflanzenwurzeln fließt. Zu den Herstellern dieser Landmaschinen zählt J&M Manufacturing. Das US-amerikanische Unternehmen hat den Applikator NitroGro entwickelt. Er funktioniert wie folgt: In der Mitte eines Traktoranhängers ist ein Behälter für flüssigen Stickstoff montiert. Rechts und links lassen sich zwei Ausleger ausklappen, je nach Modell knapp neun oder 18 Meter lang. Herzstück dieser Flügel: bis zu 37 sogenannte Para-Linkage- Schare, die den Stickstoff gezielt und mit niedriger Verlustquote in den Boden bringen.

Um den neuen Applikator für die Stickstoffdüngung wirtschaftlicher als Konkurrenzmodelle zu designen, haben sich die Ingenieure von J&M Manufacturing entschlossen, für die Drehpunkte des Systems eine Alternative zu klassischen Bronzebuchsen zu nutzen. Damit sind sie ein Problem angegangen, dass vielen Landwirten unter den Fingernägeln brennt: das Nachfetten der Gleitlager. Trotz Schmiernippel, welche die Lagerstellen Anwenderbericht 2 kontinuierlich mit Schmierfett versorgen, bedeutet das Nachschmieren erheblichen Aufwand. Austin Franz, Konstrukteur bei J&M Manufacturing, schätzt, dass der Fettauftrag bei einem 25-reihigen Applikator mit fünf Schmiernippeln pro Reihe bis zu 52 Minuten dauert. Fast eine Stunde, die jeden Tag verloren geht, noch bevor die Arbeit auf dem Feld beginnen kann. Ein Verlust, der sich in niedrigeren Erträgen und Gewinnen niederschlägt. „In dieser Zeit, noch nicht einmal die zusätzliche Zeit für den Wechsel von Fettschläuchen und anderen Dingen eingerechnet, könnte ein Landwirt eine große Fläche bearbeiten“, ist Franz überzeugt. „Ein Landwirt, der mit einem 25-reihigen Applikator 13 Kilometer pro Stunde fährt, kann pro Minute etwa einen Hektar Land düngen.“ Ohne Schmierung könne er also 52 Hektar pro Tag mehr schaffen. 520 zusätzliche Hektar in zehn Tagen. „Weit mehr also als die Stickstoffausbringung eines Tages.“

Lösung

Um auf Schmierung verzichten zu können, haben die Konstrukteure von J&M Manufacturing an allen fünf Drehpunkten der Schar Polymergleitlager der Serie iglidur G des motion plastics Spezialisten igus eingesetzt. Der Clou: In den Hochleistungskunststoff sind mikroskopisch kleine Festschmierstoffe integriert, die sich im Betrieb freisetzen und einen reibungsarmen Trockenlauf ohne einen Tropfen Schmierfett ermöglichen. Eine Schmierung ist somit nicht mehr notwendig. Entsprechend schneller können Landwirte mit ihrer Arbeit beginnen. Darüber hinaus sind die Polymerlager prädestiniert für den Einsatz im Feld. Während der Schmierfilm von Metalllagern oft zum Schmutzmagneten wird und sich mit Staub und Dreck zu einem Gemisch verbindet, das die Leichtgängigkeit des Lagers negativ beeinflusst, sind Polymerlager schmutzresistent. Überdies umweltfreundlich, da keine Kontaminationsgefahr besteht, korrosionsfrei, medien- und temperaturbeständig. So geht Franz davon aus, dass die Applikatoren mit Polymerlagern von igus im Feldeinsatz mindestens sieben Jahre halten. „Das ist das zweite Jahr, in dem wir sie anbieten. Über 95 Prozent der Schare, die wir verkauft haben, sind Para-Linkage-Schare mit igus Polymerlagern.“

Mit den Polymerlagern aus Köln ist es den Ingenieuren von J&M zudem gelungen, ein federbelastetes System mit einem parallelen Design zu realisieren, bei dem Messer und Klinge beim Eingreifen auf gleicher Höhe parallel zum Boden bleiben. Das hat im Vergleich zum Industriestandard, bei dem sich das Messer hinter der Schar befindet und schneller als die Klinge nach oben aus dem Boden schwingt, den Vorteil, dass sich kaum noch Dünger in die Atmosphäre verflüchtigen kann. Ein wichtiger Punkt. Denn Stickstoff verwandelt sich in Lachgas und wirkt als Treibhausgas. „Die einzige Option auf dem Markt war recht teuer. Das Hauptziel der Konstruktion bestand deshalb darin, eine Schar zu bauen, die den Düngerverlust durch Verflüchtigung zu vertretbaren Kosten reduziert“, so der J&M Konstrukteur weite