TwinTyre Studie
Die Eintiefung der Fahrspuren wurde ohne die seitlichen Wülste gemessen
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TwinTyre schont den Boden und rechnet sich

31. März 2019

Ramona Rauch und Alexander Zehnle haben Ende 2018 ihre Masterarbeit an der Hochschule für Forstwirtschaft in Rottenburg vorgelegt. Darin untersuchen sie das forstliche Zwillingsreifensystem B.S.R. TwinTyre hinsichtlich der Bodenschonung, der Traktion sowie der Wirtschaftlichkeit.

Zwillingsbereifungen – bei schweren Lastkraftwagen und in der Landwirtschaft gang und gäbe – waren im Forst bis dato nur Einzelerscheinungen und dabei meist relativ aufwändig zu montieren. Die Idee zur Entwicklung eines Schnellwechselsystems hatte der Geschäftsführer der Firma Bavaria Spezial Rad B.S.R., Christian Fensel, schon vor einigen Jahren. Einen ersten Prototypen zeigte er zu Interforst 2014 an einem Pfanzelt Felix Forstspezialschlepper.

Viele Ansätze zur Bodenschonung beim Maschineneinsatz im Wald zielen auf eine Vergrößerung der Aufstandsfläche und damit einen verringerten Kontaktflächendruck. Breitreifen verringern auf weichem Untergrund zugleich den Rollwiderstand und damit den Spritverbrauch: Die Maschine muss weniger Steigarbeit gegen das Einsinken leisten. Nachteilig wirkt sich vor allem bei sehr geringem Luftdruck der hohe Reifenverschleiß aufgrund der Walkarbeit aus. Am Hang bieten Super-Breitreifen eine schlechtere Traktion, weil das Profil zu wenig eingreift.

Mit Bogiebändern oder Kettenlaufwerken aus Stahl ergeben sich beim Überfahren von Hindernissen extreme Punktbelastungen. Das verursacht Wurzelschäden oder -abscherungen. Die Stahlbänder über Gummi-Bereifungen führen dort auch zu starker Abnutzung und haben ein hohes Gewicht. Die Reisigmatte als Klassiker der Bodenschonung erweist sich oftmals als wenig effizient, spätestens wenn im Zweiteingriff nicht mehr viel Material anfällt. Zudem ist die starke Nährstoffkonzentration auf der Gasse heute gar nicht mehr so erwünscht. Die relativ junge Erfindung der Traktionswinde ist technisch aufwändig und damit teuer. Ihr Vorteil liegt besonders in der Vermeidung von Radschlupf am Hang. Der Seilkran als Methode, das Holz fast ganz ohne Bodenberührung aus dem Bestand zu bringen, ist zwar oft ökologisch wünschenswert, aber vielfach ökonomisch nicht darstellbar.

Mit dem TwinTyre-System und seiner variablen Reifenbreite wollte der Erfinder die Vorteile einer angepassten Aufstandsfläche im Bestand verbinden mit einer geringeren Belastung der Wege. Außerdem sollten die Rüstzeiten möglichst kurz sein für einen flexiblen Einsatz. B.S.R. TwinTyre besteht aus einer speziellen Felgenkombination mit kraftschlüssiger Zapfen-Hülsen-Passung. Die Waldbilder, die sich beim Einsatz des Systems ergeben, sind optisch sehr ansprechend – bisher gab es aber noch keine wissenschaftliche Bestätigung für die Vorteilhaftigkeit. Ein offenkundiger Nachteil der Zwillingsbereifung ist der seitliche Zuwachs der Maschinen, insgesamt fast 1 m, was deutlich breitere Rückegassen erfordert.

Im Vergleich zum Pkw sticht die gewachsene Außenbreite direkt ins Auge
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In ihrer Masterarbeit haben die beiden Studenen folgende Aspekte beleuchtet:

  • Auswirkungen auf den Bodenschutz anhand der Ausprägung von Fahrspuren (Tiefenmessung);
  • Zeitaufwand zur Montage des TwinTyre-Systems (Zeitstudien);
  • Verbesserung der Traktion (Zugkraftvergleiche);
  • Kalkulation zur Vergütung beim Einsatz von TwinTyre (Umlage auf gerückte Festmeter bzw. MAS).
  • Diese Punkte sollten jeweils für drei verschiedene Rückefahrzeuge erhoben werden, einen Achtrad-Forwarder Ponsse Buffalo King, einen Vierrad-Skidder Welte W180, sowie eine Sechsrad-Kombimaschine Welte W210. Während der Tragschlepper an alle acht Räder Zwilllingsbereifung bekam, ist bei den Langholzmaschinen im Versuch jeweils nur die Hinterachse bzw. der hintere Bogie verbreitert. Daneben gibt es eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung aus Sicht des Waldbesitzers zu den verbreiterten Rückegassen.

    Messungen

    Auf den Versuchsflächen wurden die Rückegassen alternierend befahren, jeweils eine Gasse mit TwinTyres und die nächste ohne. Danach wurden alle 3 m entlang der Fahrwege die Eintiefungen gemessen. Seitliche Wülste blieben dabei außen vor (siehe Grafik). Bei allen drei Fahrzeugkombinationen konnten die Wissenschaftler statistisch belegen, dass die Spuren der Zwillingsräder nicht nur subjektiv besser aussehen, sondern signifikant weniger eingetieft sind.

    Gas geben bis zum Durchdrehen der Räder: Der Maximalwert der Zugkraft wird automatisch in der Messdose gespeichert
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    Für die Traktionsmessung wurde jede Maschine mit einer Kraftmessdose an einen Baum fixiert und sollte bis zum Durchdrehen der Räder beschleunigen. Dabei wurde jeweils der Maximalwert gespeichert. Die Anschlagmittel verliefen dabei genau waagerecht zum Boden, damit die Maschine unter Zug weder ausgehoben, noch an den Boden gedrückt wurde.

    16-Rad-Forwarder

    Der Ponsse Buffalo King 18-t-Forwarder wurde vollständig mit der Zusatzbereifung ausgerüstet. Dadurch erhöhte sich das Gesamtgewicht von 21 100 kg auf 23 380 kg (285 kg pro Rad) – das entspricht nur knapp 50 % von einer Bänderausstattung.

    Das B.S.R. Twin-Tyre-System wird ab 4 000 €pro Rad angeboten. Im konkreten Fall betrugen die Anschaffungskosten rund 37 000 € netto (4 600 € pro Rad). Die Basisfelge muss auch grundlegend verstärkt werden, deswegen geht hier noch ein kompletter Felgensatz in die Kalkulation ein. Es ist aber kein zusätzlicher Reifensatz einberechnet. Die Gesamt-Nutzungsdauer der Zwillingsräder wird mit 5 000 MAS angenommen, die Auslastungsschwelle bei 1 000 MAS jährlich angesetzt. Den Reparaturfaktor haben die Studenten mit 0,25 etwas höher als bei Bändern gesehen, weil Reifen empfindlicher sind als Stahlbänder, zumal der Reifen auf der Zwillingsfelge hier ein normales Bauprofil von Mitas ist und kein spezeller Forstreifen. Bei einer durchschnittlichen Jahres-Rückeleistung von 13 000 Fm in 1 200 MAS pro Jahr. kommt man auf einen Stundensatz von 10,8 Fm/MAS. In der Modellrechnung liegt die durchschnittliche Einsatzgröße bei 800 Fm, danach fallen jeweils wieder Montage- und separate Transportkosten für die Zwillingsräder an. Die Montagezeiten werden als Ausfallzeiten kalkuliert, weil die Maschine in der gleichen Zeit ja auf der Fläche rücken könnte.

    In der Zeitstudie dauerte das Abmontieren durchschnittlich 4,5 min pro Rad, der Anbau jeweils rund 13 min (die Reparaturzeit für eine abgerissene Radschraube außer Acht gelassen). Zum Montieren ist ein zweiter Mann nötig, deswegen geht hier die Arbeitszeit doppelt in die Rechnung ein. In der Kostenumlage für diese Maschine ergibt sich für das TwinTyre-System ein Zusatzaufwand von 1,53 €/Fm oder 16,57 €/MAS.

    Überbreiter Skidder

    Beim Welte W 180 Vierrad-Knickschlepper wurde nur die Hinterachse mit Zwillingsbereifung ausgerüstet. Trotzdem nimmt auch in diesem Fall die Aufstandsfläche um 37 % zu (siehe Tabelle).

    Tabelle 1: Zugewinn an Aufstandsfläche durch B.S.R.-TwinTyre
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    Die Investition liegt hier bei 9400 € bzw. 4 700 € pro Rad. Weil der Zwilling ein echter Forstreifen ist kommen als Nutzungsdauer 6 000 MAS in Ansatz. Im Beispiel kalkulieren die Autoren mit einer durchschnittlichen Einsatzgröße von 600 Fm und einer Rückeleistung von 10 Fm je Stunde. Bei der Zeitnahme dauerte die Demontage 6:45 min pro Rad, die Montage zu zweit jeweils 11:15 min. Die Kostenumlage ergibt im konkreten Fall 0,65 €/Fm oder 6,55 €/MAS.

    Zwillings-Bogie

    Die Sechsrad-Kombimaschine Welte W210 lässt sich mit Klemmbank oder Rungenkorb ausrüsten. Bei der Lastfahrt liegt das meiste Gewicht auf dem Hinterwagen, deswegen wurde hier nur der hintere Achsbogie mit TwinTyres versehen. Bei ähnlichen Anschaffungspreisen und dem gleichen Nutzungsszenario für das System wie beim Forwarder (die Zwillingsräder haben die gleiche Größe und Bereifung wie dort) ergibt sich eine Summe von 18 800 € oder 4 700 € je Rad. Für die leistungsfähige Maschine wurde eine durchschnittliche Rückeleistung von 15 Fm stündlich angenommen. Der Fahrer des W 210 war schon ziemlich versiert in der Handhabung der TwinTyres, was sich deutlich in den gemessenen Montagezeiten niederschlug. So dauerte das Abnehmen im Durchschnitt 4 : 24 min/Rad und der Anbau war umgerechnet nach 7 : 58 min/Rad erledigt. In der Umlage ergab sich daraus für die Zehnrad-Ausstattung ein Mehraufwand von 0,69 €/Fm oder 10,41 €/MAS.

    
Erkenntnisse

    Wohlwollend betrachtet der Waldbesucher das TwinTyre-Gassenbild
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    Mit dem B.S.R. TwinTyre-System wird die Gleisbildung bei der Holzrückung statistisch nachweisbar deutlich verringert. Einen wesentlichen Vorteil sehen die Nutzer in den verringerten Beschädigungen an den Wegen gegenüber dem Bändereinsatz. Dabei muss jedoch eine deutliche Verbreiterung der Maschine auf jeweils fast 4 m in Kauf genommen werden. Das erfordert einen Gassenaufhieb von mindestens 5 m. Selbst wenn sich das Kronendach darüber irgendwann wieder schließt, entstehen doch gewisse Zuwachsverluste. Diese gleichen sich nach Ansicht der Autoren jedoch durch Einsparungen bei der Wegeinstandsetzung wieder aus, die sonst nach jedem Bändereinsatz nötig wird.

    Bei den Zugversuchen konnten nicht die erwarteten Verbesserungen der Traktion nachgewiesen werden. Ein möglicher Grund wird in der Trockenheit des Bodens zum Zeitpunkt der Messungen gesehen. Wo das Profil kaum in den Boden eingreift, kann ein Zuviel an Auflagefläche die Zugkraft sogar verringern. Das würde erklären, warum bei der Vierradmaschine, deren Zwillingsräder einen geringfügig kleineren Durchmesser als das Basisrad aufweisen, die Traktion im vorliegenden Fall sogar schlechter wurde. Beim Forwarder und der Kombimaschine hatte die Zusatzbereifung demgegenüber den gleichen Abrollumfang wie das Hauptrad.

    Die Zeitstudien zur Handhabung des TwinTyre-Systems zeigten auf, dass die Herstellerangaben von 3 bis 5 min pro Rad nur bei der Demontage, nicht jedoch bei der Montage zu erreichen waren. Je nach Geschick und Erfahrung der Fahrer bzw. Monteure schwankten die Werte zudem stark. Stark verschmutzte Felgen oder festsitzende und abreißende Radschrauben treiben den Zeitbedarf fallweise zusätzlich in die Höhe. Insgesamt widersprechen die Autoren aber nicht der Aussage, dass es sich bei B.S.R. TwinTyre um ein Schnellwechselsystem handelt. Die Kosten des Systems sind in der Arbeit exemplarisch für drei verschiedene Maschinen dargestellt. Die Berechnungen beziehen sich jeweils auf den konkreten Einzelfall und basieren nicht auf langjährigen Statistiken. Ein möglicher stärkerer Verschleiß an den Achsen wegen erhöhter Hebelkräfte durch die Verbreiterung der Maschine ist bisher weder belegt noch ausgeschlossen. Trotzdem können die angegebenen Werte eine wertvolle Handreichung für Unternehmer sein, die mit dieser Technik arbeiten wollen und eine Kalkulationsgrundlage suchen.

    Abseits von den zahlenmäßig fassbaren Kriterien kommt auch die optische Wirkung für die Öffentlichkeit zur Sprache. Sowohl die Rückegassen aber vor allem auch die Forststraßen sehen nach dem Einsatz einer TwinTyre-Maschine oft wesentlich besser aus als bei der Nutzung von Bändern. Das hilft, Konflikte mit Waldbesuchern zu vermeiden.

    Heinrich Höllerl