Gleichstrommotor

Pony im Weinberg

Selbst kleine Hand- oder Armbewegungen können nachhaltige Schäden an Muskeln, Sehnen und Nerven hervorrufen, wenn sie nur oft genug wiederholt werden. Auch Winzer und Obstbauern, die Jahr für Jahr zahllose Zweige und Sprösslinge stutzen müssen, wissen davon ein Lied zu singen. Viele verwenden deshalb motorisierte Scheren, um dem Risiko dieses „Scherenarms“ entgegenzuwirken. Bei neuen, besonders handlichen akkubetriebenen Modellen sind kleine, leichte Gleichstrommotoren die treibende Kraft.

Ganz schön clever: Elektrische Scheren wie die Pony von Campagnola können Drähte zwischen den Schnittblättern erkennen und stoppen die Scheren automatisch. (Bild: Faulhaber)

Die Qualität von Obst und Wein hängt zu einem großen Teil von der korrekten Schnitttechnik ab: Jeder Weinstock kann jedes Jahr Dutzende von Trieben bilden. Für einen guten Wein dürfen aber nur ein oder zwei weiterwachsen. Alle überflüssigen Triebe werden deshalb direkt am Ansatz abgeschnitten und die Haupttriebe eingekürzt. Pro Trieb ist damit mindestens ein Schnitt nötig. Da auf einer Fläche von einem Hektar zwischen 5.000 und 10.000 Weinstöcke wachsen, kommen pro Hektar schnell um die 100.000 Schnitte zusammen.

Jeder Schnitt mit einer rein mechanischen Handschere benötigt recht viel Kraft, beansprucht Hände und Arme und führt meist nach relativ kurzer Zeit zu schmerzhaften Ermüdungserscheinungen. Schon lange gibt es deshalb automatisierte Scherenmodelle, die Winzer entlasten sollen: Pneumatische Systeme beispielsweise sind heute noch weit verbreitet und man kann die Geräusche der Kompressoren im Herbst und Winter überall in den Weinbergen hören.

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Während solche pneumatischen Scheren eine gute Lösung für das Schneiden von kräftigen Zweigen sind, ist die Handhabung beim Schneiden der Weinreben wenig praxisgerecht. So braucht es bei den recht dünnen Trieben gar nicht so viel Kraft. Erschwerend kommt aber noch hinzu, dass Kompressor und Schere über einen bis zu hundert Meter langen Druckluftschlauch miteinander verbunden sind. Die Winzer müssen also, wenn sie mit dem Beschneiden einer Reihe fertig sind, wieder zum Kompressor zurückgehen und diesen neu positionieren, bevor sie weitermachen können. Das kostet Zeit und ist umständlich.

Vor diesem Hintergrund bietet es sich an, die Druckluft durch elektrische Energie zu ersetzen, denn moderne Lithium-Ionen-Batterien haben hierfür gute Voraussetzungen geschaffen. Sie punkten durch ein geringes Gewicht. Der Winzer kann den Akku deshalb einfach am Gürtel befestigen und sich damit ohne Einschränkung zwischen den Reihen bewegen. Die Scheren sind dann mit dem Akku über ein kurzes Kabel verbunden. In den Griffen der Scheren sind Elektromotoren integriert. „Während der Schnittsaison müssen die Bediener die Scheren oft wochenlang jeden Tag viele Stunden in der Hand halten. Jedes Gramm, was sich bei der Konstruktion der Scheren einsparen lässt, kommt dadurch der Gesundheit der Bediener zugute“, erklärt Patrizio Pellicanò, technischer Direktor bei Campagnola.

Jedes Gramm zählt

Das im Norden Italiens in Bologna ansässige Unternehmen hat ein Scherenpaar entwickelt, das den Beruf des Winzers in jeglicher Hinsicht vereinfacht. Dabei ist der integrierte Motor die ausschlaggebende Komponente. „Der Antrieb muss ein hohes Drehmoment bieten, während die Masse auf ein Minimum reduziert wird“, erklärt Christian Lucini von Faulhaber Minimotor, der für das Projekt verantwortlich ist. „Er sollte außerdem mit hohen Drehzahlen arbeiten, um die Schnitte so schnell wie möglich umzusetzen. Durch den Start-Stopp-Charakter dieser Arbeiten, mit konstanten Belastungswechseln, muss die Schere außerdem ohne Warmlauf sofort die volle Kraft zur Verfügung stellen. Ebenfalls wichtig ist ein möglichst niedriger Energieverbrauch, um die Bedienzeit zu maximieren.“

Treibende Kraft der Scheren: Der Gleichstrommotor wiegt nur 156 g, hat einen Durchmesser von 26 mm und ist 57 mm lang. (Bild: Faulhaber)

Campagnola hat Antriebe verschiedener Hersteller getestet. „Diesen Vergleich hat der Gleichstrom-Mikromotor der Baureihe 265 aus dem Faulhaber-Programm eindeutig gewonnen“, erinnert sich Patrizio Pellicanò. „Da der Motor gerade einmal 156 Gramm wiegt, ist das gesamte Antriebssystem 80 Gramm leichter als andere Motor-Getriebe-Kombinationen. Zusätzlich sorgt der hohe Wirkungsgrad in Verbindung mit dem niedrigen Energieverbrauch für eine Nutzungsdauer von zehn Stunden pro Akkuladung, was einer 20 Prozent höheren Akkulaufzeit gegenüber den Konkurrenzprodukten entspricht.“

Mit einem Durchmesser von lediglich 26 Millimetern bei einer Länge von 57 Millimetern ließ sich der grafitkommutierte Gleichstrommotor gut in das Scherenpaar integrieren. Er liefert 47,9 Watt Ausgangsleistung und eignet sich für Drehzahlen bis 7.000 U/min bei einem Anhaltemoment von 286 mNm. Auch die Grafitkommutierung erwies sich als ideal, denn dieses Kommutierungssystem ist sehr robust und eignet sich besonders für dynamische Hochleistungsapplikationen mit schnellem Start-Stopp-Betrieb oder periodischen Überlastbedingungen.

Dieses Scherenpaar ist eines der leichtesten Modelle auf dem Markt. Es schafft bis zu 70 Schnitte pro Minute. (Bild: Campagnola)

Das Pony-Model, in dem der kleine Gleichstrommotor heute arbeitet, ist das leichteste Scherenpaar, das Campagnola anbietet und gleichzeitig eines der leichtesten Modelle auf dem Markt. Es schafft bis zu 70 Schnitte pro Minute, kann Triebe bis 2,5 Millimeter Durchmesser schneiden und sowohl automatisch als auch manuell betrieben werden. Im automatischen Modus schließen die Schnittblätter vollständig, sobald die Finger den Abzug betätigen. Im manuellen Modus richten sich die Schnittblätter nach den Fingerbewegungen, was bedeutet, dass der Motor sehr präzise reagieren und die Ausgangsleistung exakt an die Bewegung anpassen muss „Der Gleichstrommotor bewältigt diese Feinkoordination ebenfalls mit Bravour“, betont Patrizio Pellicanò. Die Scheren schützen außerdem die triebstützenden Drähte. Wenn Drähte zwischen den Schnittblättern erkannt werden, stoppen die Scheren automatisch. Ein Schnittzähler, der auch die Betriebszeiten erfasst, ermöglicht es, die Scherenbewegungen detailliert zu überwachen, und erlaubt es dem Bediener, Serviceintervalle einzuhalten. Patrizio Pellicanò: „Der kleine Motor hat sich mit seinen Eigenschaften und der hohen Verlässlichkeit im Dauerbetrieb bewährt. Wir haben also definitiv die richtige Wahl getroffen.“ ee

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