20.11.2019

Intelligente Antriebstechnik im Kuhstall

Tierisch gut

Das Unternehmen Celi Invest hat sich auf die Produktion von elektrisch betriebenen Kuhbürsten spezialisiert. Seitdem man dabei auf moderne Antriebslösungen umgestellt hat, laufen die Bürsten wie am Schnürchen. Die intelligenten und robusten Antriebe gewährleisten einen zuverlässigen, sicheren und effizienten Betrieb. Das Ergebnis spricht für sich: glückliche Kühe und zufriedene Landwirte.


Parametrierung per Bluetooth-Stick: Mit Hilfefunktion und Schnellzugriff ist die Inbetriebnahme im Handumdrehen kabellos erledigt.
Bild: Getriebebau Nord GmbH & Co. KG

Zur Reinigung ihres Fells reiben sich Kühe gerne an Bäumen oder am Boden. Neben der Sauberkeit hat das Kratzen einen weiteren wichtigen Effekt: Es regt die Durchblutung der Haut sowie den Stoffwechsel an und steigert Gesundheit und Wohlbefinden der Vierbeiner. Im Kuhstall übernehmen sogenannte Kuhbürsten die Rolle der Bäume. "Kuhbürsten sind eine echte Revolution bei der Kuhpflege", so Carsten Papuga, Geschäftsführer von Celi Invest, einem dänischen Hersteller von Kuhbürsten. "Es ist wissenschaftlich erwiesen, dass gesunde Kühe mehr Milch geben. Unsere Bürsten ermöglichen eine ausgiebige Fellpflege sowie wohltuende Massagen. Das wirkt sich positiv auf die Milchleistung aus."

Auf die Kuh gekommen

Dass Papuga Kuhbürsten produziert, hat sich eher zufällig ergeben. Eigentlich ist der Unternehmer seit über 30 Jahren für mobile Bus- und LKW-Waschanlagen bekannt. "Vor einigen Jahren erzählte uns ein Kunde - eine Transportfirma für Schweine und Kühe - von einem neuen Gesetz, das Landwirten in Dänemark vorschreibt, für je 50 Milchkühe eine Kuhbürste im Stall zu installieren. Er schlug uns vor, Kuhbürsten zu produzieren", erinnert sich Papuga. "Wir lachten. Doch der Kunde blieb hartnäckig und so fingen wir an, uns mit diesem Thema zu beschäftigen." Es folgten zahlreiche Gespräche mit Bauern und die Erkenntnis: Robustheit und Zuverlässigkeit sind das A und O. "Kühe sind sehr stark. Außerdem ist die Bürste 15 bis 18 Stunden am Tag in Bewegung. Kuhbürsten müssen also Einiges aushalten und entsprechend stabil konstruiert sein." Im September 2015 kam die erste Kuhbürste von Celi Invest auf den Markt, anfangs nicht ohne Schwierigkeiten. "Wir hatten einige gebrochene Achsen", berichtet Papuga. "Also haben wir zu Technik von Nord gewechselt. Wir verwenden die Antriebe bereits seit vielen Jahren für unsere Bus- und LKW-Bürsten und kennen daher die Qualität." Die Entwicklungs- und Anwendungsingenieure von Nord arbeiteten intensiv mit an der Lösung und seit Anfang 2017 verkauft das dänische Unternehmen seine Kuhbürsten ausschließlich mit diesem Fabrikat. "Inzwischen haben wir über 400 Nord-Getriebe im Einsatz. Beschwerden gab es seitdem keine mehr, alle Antriebe laufen fehlerfrei", freut sich Papuga. "Auch in puncto Service fühlen wir uns bei diesem Lieferanten sehr gut aufgehoben."

Zuverlässige Antriebstechnik

Nord Drivesystems liefert als Komplettanbieter für mehr als 100 Branchen aufeinander abgestimmte Antriebssysteme aus Getriebe, Motor und Frequenzumrichter. Für die dänischen Kuhbürsten wurde eine leistungsstarke Kombination aus zweistufigem Nordbloc1-Stirnradgetriebemotor und Nordac-Base-Umrichter gewählt. Motor, Steuerung und Getriebe bilden eine Einheit und sind so an der Aufhängung der Kuhbürste befestigt, dass sie sich während des Rotierens der Bürste nicht mitbewegen, sondern starr bleiben. "Bei den Produkten unserer Mitbewerber bewegen sich Motor und Getriebe zusammen mit der Bürste. Fehler und Verschleiß sind so vorprogrammiert", erzählt Papuga und betont: "Unsere Kuhbürsten verfügen als einzige am Markt über diese stabile Antriebskonstruktion. Kabelbrüche sind damit ausgeschlossen." Für hohe Robustheit sorgen außerdem ein Kardangelenk zwischen Motor und Bürste sowie 40mm große Edelstahllager vor dem Antrieb. Beide Komponenten nehmen auftretende Drehmomente auf und entlasten den Motor. Darüber hinaus bieten die Antriebe durch einen energieeffizienten Betrieb, kompakte Bauweise, hohe Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer aus. Das Design der eingesetzten Stirnradgetriebemotoren ermöglicht einen geräuscharmen Lauf sowie einen sicheren Betrieb. Zudem erfüllen sie aufgrund des Wash-down-Designs sehr hohe Hygieneansprüche. Die Getriebe kommen ohne Trennfugen und Verschlusskappen aus. Das erhöht die Produktstabilität und schafft gleichzeitig eine glattere Oberfläche, auf der sich weder Flüssigkeiten noch feste Stoffe sammeln können. Eine Certonal-Beschichtung schützt die Elektronik vor Kondensfeuchtigkeit.

Mehr Sicherheit und Effizienz dank intelligenter Funktionen

Die Steuerung der Kuhbürsten übernimmt der kompakte und robuste Frequenzumrichter. Er wurde speziell für einfache Applikationen konzipiert und ist besonders ökonomisch im Betrieb. Durch die Integration einer SPS können applikationsspezifische antriebsnahe Funktionen effizient programmiert und wie alle anderen Features des Umrichtes parametriert werden. Sobald sich eine Kuh an der Bürste reibt, startet die Rotation. Bei zu starkem Widerstand, z.B. beim Einklemmen des Schwanzes, stoppt die Bürste und dreht sich anschließend in die entgegensetzte Richtung. Die Drehrichtung ändert sich außerdem bei jedem Start sowie im Fünfminutentakt. Das gewährleistet einen gleichmäßigen Verschleiß der Bürstenelemente. "Diese Möglichkeit ist für uns sehr wichtig. Uns gefällt auch, dass wir kleinere Anpassungen an dem Programm vornehmen können", so Carsten Papuga. "So können wir z.B. das Drehmoment reduzieren, wenn wir die gleiche Bürste bei kleineren Kühen einsetzen." Von Vorteil ist auch die Energiesparfunktion für den Teillastbereich: Bei wechselnden Lasten passt sich die Motorleistung automatisch an den tatsächlichen Bedarf an. Das gewährleistet einen effizienten Betrieb. Dazu trägt auch der Einsatz von Zahnradgetrieben bei. Sie können Wirkungsgrade bis 98 Prozent erreichen - und verbrauchen damit laut Hersteller mindestens 50 Prozent weniger Strom als vergleichbare Kuhbürsten. Die meisten Anbieter verwenden einphasige Motoren mit Schneckengetrieben, deren Wirkungsgrad im schlechtesten Fall gerade einmal bei 60 Prozent liegt. Auch in puncto Lebensdauer können die Schneckengetriebe mit den von Celi Invest verwendeten Stirnradgetrieben nicht mithalten.

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Inbetriebnahme leicht gemacht

Zur Parametrierung der Kuhbürstenantriebe verwendet Celi Invest den neuen Bluetooth-Stick Nordac Access BT mit der Nordcon App. Die mobile Lösung ermöglicht eine temporäre kabellose Verbindung und eröffnet dem Anwender damit neue Möglichkeiten zur Kontrolle und Auslegung der Antriebe. Aufgrund von Hilfefunktion und Schnellzugriff ist die Parametrierung unkompliziert realisierbar und die Inbetriebnahme im Handumdrehen erledigt. Darüber hinaus verfügt die App über weitere Features wie eine Backup- und Recovery-Funktion für die einfache Handhabung der Antriebsparameter des Frequenzumrichters sowie eine individuell konfigurierbare Oszilloskopfunktion zur Antriebsanalyse. Video-Tutorials und eine Möglichkeit zur direkten Kontaktaufnahme mit dem Support von Nord unterstützen den Anwender zusätzlich bei seiner Arbeit. Der Bluetooth-Stick dient dabei als Brücke zwischen Antriebssystem und App. Der Anwender erhält so einen praktischen Zugriff auf die Antriebsdaten und behält die volle Zugangskontrolle. Für den Parametertransfer zwischen einzelnen Frequenzumrichtern kann der Stick auch ohne die App verwendet werden.

Einsatz im Großbetrieb

Seit rund zweieinhalb Jahren sind die Kuhbürsten von Celi Invest auch bei einem dänischen Großbetrieb mit 450 Kühen und einer 600 Heltar großen Fläche für den Anbau von Gras, Mais und Getreide in Betrieb. Insgesamt zwölf Bürsten stehen den Vierbeinern zur Verfügung. Ursprünglich kamen auch Bürsten einer anderen Firma zum Einsatz aber inzwischen sind fast alle durch die Celi-Invest-Lösungen mit Nord-Motoren ersetzt worden.

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