Kommunikation in Echtzeit bei Wasserbauarbeiten

Denn sobald der Löffel unter der Wasseroberfläche verschwunden ist, kann sich der Maschinist nur noch rantasten, wann er den Löffel abzieht und füllt. Baggern im Blindflug: Das muss anders gehen, dachte sich Christian Glaßer, Geschäftsführer von TLB, laut eigener Aussage.

Das auf Tiefbau, Logistik und Bodenverwertung spezialisierte Unternehmen aus Hagenbach im Südosten von Rheinland-Pfalz nutzt erstmals in Deutschland eine 3D-Steuerung an einem Cat-Kettenbagger 323 in der Ausführung SLR und das Ganze neben der klassischen Profilierung für das Auskoffern und für Böschungsarbeiten unter Wasser. Die Kurzform SLR steht für sehr langer Ausleger. "Es ist ein Vorteil, den man sich jetzt erarbeiten kann: Arbeiten in der Kombination Long-Reach und mit einer 3D-Steuerung auszuführen. Das kann nicht jeder", freut sich Christian Glaßer über den maschinentechnischen Vorsprung.

Höhere Reichweite

Mit dem neuen in matt und in der Hausfarbe steingrau lackierten Böschungsbagger erzielt das Unternehmen eine Reichweite von 16 m, gemessen ab der Null-Ebene. Dafür sorgen ein längerer Ausleger und Stiel. Um damit auch noch eine 3D-Steuerung zu kombinieren, wurden vier Sensoren am Löffel, Stiel, Ausleger und an der Baumaschine verbaut. Letztlich wurden auf dem Böschungsbagger die Trimble Earthworks Software sowie Hardware installiert und in die bereits ab Werk vorhandene Cat Grade Control Steuerung integriert.

Die Sensoren verlangen für Wasserbauarbeiten einen gewissen Schutz vor Nässe. Darum hat die Zeppelin Niederlassung Frankenthal die Sensoren eingehaust. "In dem Gehäuse herrscht nun ein Unterdruck", erklärt Tobias Polzmacher, Zeppelin Produktmanager für Kettenbagger. Die Abdichtung ist nicht die einzige Modifizierung: Arbeiten im Wasserbau erfordern nicht nur biologisch abbaubares Hydrauliköl, sondern auch die Zentralschmieranlage verlangt für den Unterwassereinsatz nach dem entsprechenden Fett.

Auch die Sensoren mussten angepasst werden, um mit der Maschine wie gewünscht zu kommunizieren und die exakte Ist-Position des Löffels berechnen zu können. Hier war neben dem Zeppelin Produktmanagement die Abteilung STS (Service-Technik/-Schulung) involviert. "Wir mussten dafür sorgen, auf die Schnittstellen zwischen Hydraulik und Software zugreifen zu können", so Tobias Polzmacher. Realisiert werden musste auch, dass ein Sensor am eingesetzten Grabenraumlöffel anzeigt, wenn dieser geneigt ist. Der weitere Sensor erfasst, ob der Löffel auf und zu geht. Sensor Nummer drei ermittelt am Stiel, wie weit dieser geschwenkt wird und der vierte Sensor am Oberwagen ermittelt, wie der Bagger steht.

Digitales Geländemodell

Stehen Sicherungsarbeiten an Gewässern und Deichen oder das Auskoffern unter Wasser an, greift der Baggerfahrer damit auf ein digitales Unterwassermodell zurück. Das Aufmaß des Urgeländes erfolgt mit einem GNSS-Roverstab, anschließend wird das digitale Geländemodell am PC erstellt und dann für die 3D-Baggersteuerung Trimble Earthworks ausgegeben.

"Die Aushubsohle ist das Soll, das vom Auftraggeber definiert wird. Von der Geländeunterkante bis zur Geländeoberkante, das über dem Urgelände liegt, erfolgt dann der Aushub mit dem Bagger. Die Basisstation kommuniziert dann mit der Maschine und dem GPS, wo und wie sich der Bagger bewegen muss. Ein permanenter Soll-Ist-Abgleich zwischen digitalem Geländemodell und Löffel wird dem Baggerfahrer übersichtlich in der Kabine in Echtzeit angezeigt. Anhand von Kontrollpunkten weiß der Fahrer, ob er richtig liegt oder ob er noch Korrekturen vornehmen muss", so Christian Glaßer. Dafür kann er das erzielte Ergebnis gleich mit der Abrechnung verknüpfen. Der von TLB beschäftigte Vermesser auf der Baustelle muss die Daten nicht nachmessen, sondern er kann sich weiteren Aufgaben widmen.

GPS-gesteuerter Einsatz

Auch bei anderen Profilierungsarbeiten, wie sie etwa beim Anlegen von Böschungen erforderlich sind, soll die GPS-Steuerung die Baggerfahrer beim Aushub und Einbau von Boden unterstützen. Aktuell wird die neue Baumaschine zum Bau eines Lärmschutzwalls entlang der A5 bei Weingarten eingesetzt, um den Wall von der Basis bis zur Oberkante anzulegen und zu profilieren, um anschließend eine natürliche Abdeckung aufzubringen. Dabei ist Präzision gefragt, um die Böschung in dem vorgegebenen Winkel herzustellen und um eine Lagegenauigkeit von bis zu 3 cm entsprechend dem Geländemodell einzuhalten. Der Einsatz von 3D, ob über oder unter Wasser, ist keine große Umstellung für die Fahrer. "Wir arbeiten schon lange mit Steuerung", sagen Dirk Singer und Patrick Burgard unisono.