Cat 329E mit 3D-GPS-Steuerung arbeitet sich Vorsprung heraus

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Denkendorf - Die erste Baustelle hat ihre Bewährungsprobe erfolgreich bestanden: Beim Bau eines neuen Regenklär- und Rückhaltebeckens in Neuenstein an der A 6 hat die Zweigniederlassung Künzelsau der Wolff & Müller Tief- und Straßenbau GmbH erstmals den Einsatz einer 3D-GPS-Maschinensteuerung in Kombination mit einem Cat Kettenbagger 329E erprobt.


Bauforum24 Artikel (08.04.2013): Moba 3D-matic für effizientes Planieren mit exakten Resultaten


Das Resultat der Baustelle: Schneller und genauer kam das Unternehmen zum Ziel. Kein Wunder, dass Maschinensteuerungen seit geraumer Zeit auf dem Vormarsch sind und ihnen in Zukunft auf der Baustelle eine immer größere Bedeutung zugeschrieben wird. Insbesondere 2D-Steuerungen bei Kettenbaggern, 3D-GPS- Maschinensteuerungen für Dozer und Kettenbagger sowie 3D-UTS-Steuerungen für Motorgrader bilden den Schwerpunkt dieser Technologie.

Bei den neuen Regenklär- und Rückhaltebecken in Neuenstein konnte der Cat Kettenbagger 329ELN die Trimble
duale GNSS-Maschinensteuerung nutzen.

Mit Cat Grade Control (CGC) bietet Cat erstmals eine 2D-Steuerung für Kettenbagger der E-Serie ab Werk, die sofort einsatzfähig ist. Cat Grade Control ist ein Höhenanzeigesystem in der Fahrerkabine, das werkseitig montiert und kalibriert ist und jederzeit auf eine 3D-GPS-Steuerung von Trimble aufgerüstet werden kann. Cat Grade Control versetzt den Baggerfahrer in die Lage, ohne Messgehilfen in Gefahrenbereichen bei Fundamentarbeiten schneller und genauer zu arbeiten. Durch die permanente Höhenanzeige der Löffelschneide wird das zu tiefe Ausheben von Material von vornherein vermieden.

Abläufe verändern

Solche Lösungen sollen Kunden in die Lage versetzen, durch effiziente Nutzung der Zeit, sicherere Arbeitsbedingungen, besseres Projektkostenmanagement und präzise Umsetzung der Arbeitsvorgaben ihr Ergebnis zu verbessern. Schon heute haben Positionierungs- und Informationstechnologien die Arbeitsabläufe auf den Baustellen enorm verändert. Dies gilt insbesondere für den Einsatz von 3D-GPS-Steuerungen bei Dozern und 3D-UTS-Steuerungen bei Motorgradern, bei denen sie längst zum Standard gehören. Doch der von vielen Firmen eingeschlagene Modernisierungsprozess steht hierzulande gerade erst am Anfang. Anders in Skandinavien, zum Beispiel in Norwegen: Dort sollen Schätzungen zufolge bereits 70 Prozent aller neuen Kettenbagger mit GPS-Steuerung in den Einsatz gehen.

Die im März 2013 abgeschlossene Baustelle von Wolff & Müller ist ein gutes Beispiel dafür, wohin die Reise in Deutschland geht. Erstmals wurden mithilfe einer 3D-GPS-Steuerung an der A 6 zwischen Heilbronn und Nürnberg der Aushub für zwei Regenklärbecken in Stahlbeton und zwei Regenrückhaltebecken als Erdbecken ausgeführt. Dabei waren umfangreiche Massenbewegungen erforderlich. Im Detail betrugen diese für das Regenklärbecken Süd rund 5.500 Kubikmeter, für das Regenrückhaltebecken Süd 13.000 Kubikmeter, für das Regenklärbecken Nord rund 4.600 Kubikmeter und für das Regenrückhaltebecken Nord rund 5.300 Kubikmeter. Zum Erdbau kam der Rück- und Neubau von Straßenflächen in Asphaltbauweise hinzu, welche für die Erweiterung der Verkehrsanlagen erforderlich waren. Und es mussten alte gegen neue Entwässerungsrohrleitungen auf einer Länge 750 Metern mit DN 600 und DN 1200 getauscht werden.

Stand der Technik

Maschinenseitig waren unter anderem zwei Cat Kettenbagger 324DLN sowie zwei Cat Kettenbagger 329ELN und die Cat Mobilbagger M316D sowie M318D im Einsatz. Die Kettengeräte sind alle für einen 3D-GPS-Einsatz vorgerüstet. Ebenso sind im Gerätepark, den die Zweigniederlassung Logistik stellt, zwei Cat Kettenbagger 323EL für einen später möglichen 3D-GPS-Steuerungseinsatz vorgesehen, sofern es Bauaufgaben erfordern. ?Entscheidend ist bei Investitionen wie diesen, dass die Geräte großflächig eingesetzt werden können. Uns geht es stets darum, in den Stand der Technik zu investieren", definiert Jürgen Kleindopp, Leiter der Zweigniederlassung Logistik, die Voraussetzungen für die GPS-Vorrüstung.

Maschinenseitig waren unter anderem zwei Cat Kettenbagger 324DLN
sowie zwei Cat Kettenbagger 329ELN und die Cat Mobilbagger M316D
sowie M318D im Einsatz. Die Kettengeräte sind alle für einen 3D-GPS-
Einsatz vorgerüstet.

Bei den neuen Regenklär- und Rückhaltebecken in Neuenstein war es der Cat Kettenbagger 329ELN, der die Trimble duale GNSS-Maschinensteuerung nutzen durfte. ?Zug um Zug wurde damit die Böschung nachprofiliert, so dass wir kontinuierlich die Baugruben herstellen konnten", beschreibt Andreas Zumbach, Bauleiter bei Wolff & Müller das Vorgehen. Während er und seine Mitarbeiter die anderen Baumaschinen mehr für gröbere Arbeiten vorsahen, musste der GPS-gesteuerte Bagger die Feinarbeit übernehmen. Das ist jedoch nicht der einzige Vorzug, den die Maschinensteuerung mit sich bringt. Das Team von Andreas Zumbach war nicht nur schneller mit dem Baugrubenaushub fertig, sondern erreichte auch eher das gewünschte Ergebnis in Form der vorgegebenen Toleranzen und perfekten Böschungsneigungen.

?Die Baustelle hat gezeigt, dass sich eine Maschinensteuerung für größere Aushubarbeiten insbesondere im Erdbau lohnt", meint Bauleiter Zumbach. Über weitere Einsatzmöglichkeiten wie beispielsweise im Kanalbau denkt das Unternehmen derzeit nach. Ähnlich sieht es Jürgen Kleindopp: ?Es bietet sich wohl ein Einsatz an, bei dem größere Massen auf einmal ausgehoben werden müssen. Allerdings müssen die Abläufe entsprechend optimiert werden. Bei einem Baustelleneinsatz muss die Tätigkeit mit dem GPS-System den Löwenanteil der auszuführenden Arbeiten ausmachen und", so schränkt er ein, ?es müssen die Maschinisten im Vorfeld zeitnah geschult werden, sonst bringt der Vorsprung der Technik wenig. Weitere Schulungen sind daher angedacht."

Im Fall des Baggerfahrers bei Wolff & Müller hatte dieser nach ein bis zwei Tagen den richtigen Dreh im Umgang mit 3D-GPS heraus, nachdem er von Sitech West eine Einweisung erhielt. ?Der Fahrer bestätigt uns bei einem Besuch auf der Baustelle, dass er vorher noch nie tausend Kubikmeter Masse an einem Tag bewegen konnte", führt Siegfried Cammerer, der stellvertretende Niederlassungsleiter der Logistiksparte an. Ihm fielen auch sofort die Unterschiede zwischen einem herkömmlichen Baggereinsatz und dem Einsatz mit der 3D-GPS-Steuerung auf. ?Die Nacharbeit war ohne Steuerung viel größer."

Somit spart sich ein Unternehmen wie Wolff & Müller mit der 3D-GPS-Steuerung viel Zeit. Und Zeit ist auf Baustellen bekanntlich Geld. Doch auch sonst birgt das System Sparpotenzial: ?Erfolgt der Aushub genauer, muss nicht so viel Material abgefahren werden. Damit fallen weniger Transporte an. Das Verkehrsaufkommen sinkt und das wirkt sich schließlich auf die Umweltbilanz positiv aus", zieht Jürgen Kleindopp die Schlussfolgerung.

Die Grafik oben zeigt Sensoren (durchnummeriert von eins bis vier), die am Kettenbagger angebracht wurden. Sie befinden sich am Oberwagen, Ausleger, Stiel und Koppel (Löffel). Am rechten Eck der Fahrerkabine wurde ein gelbes Kästchen montiert. Es handelt sich um ein Funkgerät für den Empfang der GPS-Korrekturdaten. Der Bagger ist mit zwei GPS/Glonass-Antennen ausgerüstet, die Positionsdaten empfangen. Die Grafik unten links zeigt einen Querschnitt von Versorgungsleitung (links) und Abwasserleitung (rechts) mit Soll- und Ist-Aushub. Die dunkelbraun schraffierte Fläche symbolisiert den Mehraushub, die hellbraun schraffierte Fläche den Bereich, in dem die Rohre auf einer Bettung liegen. Die schwarze dicke Linie zeigt die Ideallinie an, die ein Bagger ausheben soll. Der rote Balken verdeutlicht, dass zu tief ausgehoben wurde. Auch bei der Grafik unten rechts steht die schwarze dicke Linie für die Ideallinie der Gradiente, die ein Bagger ausheben soll. Hebt er zu viel aus, muss er mehr Material einbauen und zusätzlich verdichten. Hebt er zu wenig aus, muss ebenfalls korrigiert werden. Eine ungleichmäßig ausgehobene Gradiente führt zur Mehrarbeit, zusätzlichem Einbau von Material und Verdichtung für die Bettung.

Weitere Informationen: Zeppelin Firmenprofil

(© Fotos: Wolff & Müller, Grafik: Zeppelin)

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Gruss Rudi

bearbeitet 9. September 2013 von Betriebsratvorsitzender