Wie entwickelt und testet man einen Großschlepper. Wir konnten uns die Arbeit der Ingenieure von Case IH in den USA genauer anschauen. Anschließend durften wir schon vorab den neuen Magnum AFS Connect Probe fahren. Außerdem haben wir einen amerikanischen Farmer besucht.

Das Leben einer Magnum-Baureihe beginnt in Burr Ridge, einem Vorort von Chicago im Bundesstaat Illinois. Hier begann Inernational Harvester (IH) 1917 mit dem Test von Landmaschinen auf einer kleinen Farm. Bereits ab 1959 entstand hier das Forschungs- und Entwicklungszentrum für Case. Heute ist hier auch die Geschäftsführung von Case IH Zuhause.

Auf Wünsche eingehen

Bevor die Konstrukteure in Burr Ridge einen neuen Schlepper entwickeln, befragen die Produktmanager Landwirte nach deren Erfahrungen und Wünschen an einen neuen Traktor. Im Falle des neuen Case Magnum startete die Befragung schon vor fünf Jahren. Insgesamt waren 32 Landwirte in dem Projekt involviert. Davon kamen 16 aus den USA und 16 aus Europa. Darunter waren fünf deutsche, fünf französische und sechs englische Praktiker. Zudem nahm auch ein top agrar-Redakteur an der Befragung teil.

Bei der Auswahl der Tester achten die Produktmanager auch darauf, dass die Landwirte unterschiedliche Schleppermarken fahren. Gut die Hälfte aller Tester sind mit Traktoren aus dem CNH-Konzern (Case IH, New Holland, Steyr) unterwegs. Ein Viertel der Beteiligten fuhr John Deere. Es gab auch Landwirte, die Fendt, Massey Ferguson oder Challenger fahren. Damit möchte der Hersteller eine möglichst breite Basis von Informationen aufbauen. Mit diesen Landwirten erarbeiten die Produktmanager die Ziele und Anforderungen an den Schlepper. Ziele sind unter anderem Produktivität, einfache Bedienung oder auch Fahrspaß.

Ziele konkretisieren

Im nächsten Schritt befragte Case über 1000 Kunden, wie wichtig sie die ausgewählten Ziele finden. Daraus konnten die Produktmanager die Relevanz für eine Neukonstruktion der einzelnen Baugruppen ableiten. Beim Magnum entschieden sich die Verantwortlichen dafür, die Bedienung zu überarbeiten und die Kabine neu zu gestalten. Um das neue Modell auch von außen unterscheiden zu können, sollte auch eine neue Motorhaube her.

Skizzen helfen

In Burr Ridge gibt es ein Team von acht Zeichnern und Designern. Sie sind hauptsächlich für die Maschinen von Case IH zuständig. Dazu zählen auch die Baumaschinen. Die New Holland-Traktoren designt ein Team in Italien. Die Designer arbeiten häufig an mehreren Projekten zeitgleich.

Am Anfang eines jeden Designs steht eine Ideensammlung in Form von Bildern auf einem sogenannten Mood Board. Darauf tragen die Mitarbeiter unterschiedlichste Fotos von Maschinen, Autos, Freizeitgeräten oder sogar Möbeln und Wasserhähnen zusammen. Alles, was eine besondere Form hat, ist gefragt. Die Designer versuchen sich von den Formen inspirieren zu lassen und fertigen verschiedene Entwürfe an. Das läuft auf einem digitalen Zeichenbrett ab. So lassen sich Schritte und Farben schneller ändern. Mit den verschiedenen Skizzen kann man sich schon vorstellen, wie der fertige Traktor einmal aussehen könnte. Die Designer fertigen aber nicht nur eine, sondern unzählige Skizzen an. Nur einige von ihnen arbeiten die Zeichner jedoch aus. Am Ende steht dann ein neues Design, das den Kunden gefällt, aber auch den Ingenieuren genug Bauraum für die nötigen Komponenten lässt.

3D-Modell ist präziser

Anhand der Skizzen zeichnen die Konstrukteure nun am Computer ein 3D-CAD-Modell. Dies ist um ein Vielfaches aufwendiger als die ersten Skizzen. Jedoch kann man sich anschließend in einem großen Virtuell-Reality-Raum mit einer speziellen 3D-Brille das sogenannte virtuelle Mockup des Magnums in realer Größe genau anschauen.

Besonders spannend ist die Ansicht aus der Ich-Perspektive. Dazu gibt es einen Helm mit einem Display direkt vor den Augen. Hierbei fühlt man sich tatsächlich so, als säße man direkt im Schlepper oder stehe unmittelbar davor. Bewegt man den Kopf, ändert sich der Bildausschnitt genauso, wie in der Realität. Auch Sichtanalysen sind mit dem virtuellen Modell möglich. Bauteile wie Spiegel oder Bildschirme lassen sich so optimal positionieren.

1:1-Modell

Im CAD-System können die Ingenieure viele Details, wie die Rundumsicht, die Erreichbarkeit von Schaltern, die Verlegung von Leitungen usw. verfeinern. Dies wird bei möglichst vielen Bauteilen gemacht, da ein reelles Modell um ein Vielfaches teurer wäre als das virtuelle.

Die Ergonomie der Kabine ist jedoch schwer am Bildschirm zu beurteilen. Deshalb fertigt ein Team ein sogenanntes Clay-Modell im Maßstab 1:1 an. Ins Deutsche würde man das mit „Tonmodell“ übersetzen. Jedoch ist das Material kein Ton, sondern ein Industrieplastilin auf Wachsbasis. Mit dieser braunen Knetmasse lassen sich Formen gut erstellen und ändern.

In dem Kabinenmodell hatten die Landwirte die Aufgabe, die Ergonomie zu beurteilen. Ähnlich läuft der komplette Prozess auch für einzelne Bauteile, wie den Joystick bzw. der ganzen Bedienarmlehne, ab. Weil die Form sehr anspruchsvoll ist, kamen die Konstrukteure nicht mit einem Modell aus.

Prototyp

Nachdem alle Bauteile am Computer und als Tonmodell häufiger überarbeitet worden sind, fertigen die Entwickler mehrere Prototypen an. Viele Bauteile prüfen Versuchsingenieure aber auch einzeln. So muss z.B. die Kabine bzw. der Rahmen unterschiedliche, vom Gesetzgeber vorgegebene Belastungen aushalten. Dazu spannt man die Kabine fest auf den Boden und zieht oder drückt mit Zylindern und einer definierten Kraft am Rahmen. Diese Tests muss der Hersteller mit allen Kabinenvarianten durchführen.

Auch die Motoren testet Case IH in Zusammenarbeit mit FPT selbst in Burr Ridge. Dazu haben die Testingenieure sechs Leistungsprüfstände. Jeder Prüfstand misst neben der Leistung und dem Verbrauch auch die Abgaswerte. Zwei Testzellen können die Werte direkt zu den Behörden weiterleiten, um entsprechende Abgasnormen zu belegen. Case hat ebenfalls einen Prüfstand für das gesamte Fahrzeug. Hier lassen sich Schlepper bis zu 700 PS überprüfen. Radnabenbremsen, Zapfwellenbremse und Hydraulikabnehmer fordern dem Schlepper hier jegliche Leistung ab. In der großen Testkammer lässt sich auch die Temperatur einstellen. Damit überprüfen die Ingenieure besonders die Betriebstemperatur und die Kühlleistung des gesamten Schleppers bei niedrigen und hohen Außentemperaturen.

Auch sogenannte Schütteltests mit dem gesamten Traktor sind in dem Entwicklungszentrum in Burr Ridge möglich. Hydraulikzylinder bringen das Fahrzeug durchgängig zum Springen. So simuliert der Test innerhalb von nur 400 Stunden eine Einsatzdauer von ca. 10000 Stunden.

Endlich vom Band

Haben alle Bauteile die Tests überstanden, geht der neue Magnum in die Produktion. Case IH baut ihn aber nicht in Burr Ridge, sondern in Racine im Bundesstaat Wisconsin ca. 120 km nördlich von Burr Ridge. Hier produzieren die Amerikaner etwa 4000 Schlepper für den heimischen und europäischen Markt. Die New Holland T8 laufen hier ebenfalls vom Band. In Brasilien und China fertigt Case IH ebenfalls Magnums. Bei der Fertigung stellen die Rowtrack-Traktoren mit Gummilaufwerken an der Hinterachse eine Besonderheit dar. Da die Montage der Bänder aufwendiger als beim Reifen ist, gehen diese Schlepper nach dem Montageband in eine separate Halle. Hier nehmen die Monteure die Montageräder ab und verschrauben die beiden Laufwerke mit der Hinterachse. Anschließend geht es dann mit dem Lkw raus in die Welt, wo ein neuer Magnum auf Reifen oder Raupen schwere Zugarbeit leistet.

florian.tastowe@topagrar.com