Smarte Bagger
Bagger werden zum Herzstück der vernetzten Baustelle
Technologische Fortschritte zeichnen sich nicht selten durch Bezeichnungen nach dem Schema „XYZ n.0“ ab, etwa bei „Industrie 4.0“ oder dem jüngst in der Baubranche hinzugekommenen „Baustelle 4.0“. Diese gilt als Schlüssel für eine digitale und nachhaltige Bauwirtschaft, im Rahmen dessen sollen Baumaschinen digitalisiert sowie unterschiedliche digitale Technologien auf Baustellen zusammengeführt und im Sinne der erwähnten Industrie 4.0 vernetzt werden.
Als integraler Bestandteil der meisten Baustellen sind dabei Bagger selbstredend ein wichtiges Element in den Bestrebungen Richtung Baustelle 4.0. Dies zeigt sich beispielsweise durch die Entwicklung und den zunehmenden Einsatz von ferngesteuerten Baggern. Die Fernsteuerung von Baggern ist dementsprechend ein spannender Trend, den zunehmend mehr Hersteller befeuern. Einer davon ist Caterpillar, der Hersteller will mittels „Cat Command“ eine neue Ära für den Einsatz von Baumaschinen einläuten.
Baggerfahrer*innen könnten in Zukunft wie Angestellte ins Homeoffice gehen und die Maschinen von zu Hause aus steuern.
Ferngesteuerte Bagger
Fahrer*innen sitzen dabei nicht mehr direkt in der Kabine und bewegen den Bagger von dort aus, sondern über ein eigenes Bedienpult im Freien oder von einem externen Steuerstand. Dafür sind allerdings entsprechende Kenntnisse sowohl auf der Nutzer- als auch auf der Anbieterseite erforderlich. Caterpillar bietet daher Zertifizierungen für Kenntnisse, die für die Planung und den Aufbau des notwendigen Netzwerks für den sicheren und produktiven Einsatz erforderlich sind, an. Als einer der ersten Händler weltweit wurde Zeppelin nun von Caterpillar für Cat Command zertifiziert.
„Um Cat Command einzuführen, müssen im Vorfeld zahlreiche Fragen und Anforderungen geklärt werden“, erklärt Christian Berling, Caterpillar Vertriebsbeauftragter für Cat Command. „Das Herzstück ist das Netzwerk des Systems. Man muss sich überlegen, welche IT-Infrastruktur den kontinuierlichen Datenaustausch gewährleisten kann. Dies geschieht über Wifi. Aus einem Container oder Anhänger, in dem die Bedienstation untergebracht ist, funken Wifi-Antennen in 300 Metern Entfernung auf einer Frequenz von 2,4 Gigahertz, die dann von der Maschine empfangen wird. Die Datenübertragung muss jederzeit ohne Unterbrechung gewährleistet sein, sonst stoppt die Maschine aus Sicherheitsgründen sofort.“
Neue Bedienungstechniken lernen
Um sicherzustellen, dass das Unternehmen die notwendigen Anforderungen erfüllt, musste der Vertriebs- und Servicepartner von Caterpillar zertifiziert werden und sich einem entsprechenden Audit unterziehen. „Damit soll sichergestellt werden, dass Zeppelin in der Lage ist, die Kunden bei der Inbetriebnahme der Cat Command Fernsteuerung kompetent und bestmöglich zu beraten. Denn das ist entscheidend für den erfolgreichen Einsatz“, unterstreicht Berling. Bevor das System in Betrieb genommen werden kann, müssen sich Kunden auf die Bedienung des Fernsteuerungssystems vorbereiten. Das bedeutet, dass Maschinist*innen in der Anwendung der Techniken zur Bedienung der ferngesteuerten Maschinen geschult werden. „Man muss zum Beispiel wissen, wie man die Bildschirme einstellt. Man muss das komplette Fernsteuerungssystem verstehen, um die Steuerbefehle und Funktionen vollständig anwenden zu können. Die Kunden müssen auch bereit sein, ihre Arbeit an die Technologie anzupassen. Denn durch den Einsatz einer Fernbedienung ändert sich die Art und Weise, wie wir mit der Maschine arbeiten. Das bedeutet auch, neue Wege zu gehen und bereit zu sein, sich weiterzuentwickeln, auch wenn dies ein Prozess ist, der eine gewisse Zeit in Anspruch nimmt.“
Fernsteuerung via VPN
Cat Command ermöglicht die Fernsteuerung auf einer maschinenähnlichen Bedienstation durch Übertragung von Steuerbefehlen über Internet und VPN. Die Lösung ist vollständig in die elektronischen und hydraulischen Systeme der Maschinen integriert, um eine schnelle Reaktion und einen reibungslosen Betrieb zu gewährleisten. Die Steuerbefehle werden direkt an die Elektronik der Maschine gesendet, was zu einer Echtzeitsteuerung führt.
Solche Systeme werden aus verschiedenen Gründen eingesetzt, unter anderem, um bestimmte Risiken für den Bediener in der Kabine auszuschließen. Die Fernsteuerung bietet volle Manövrierfähigkeit der Maschine aus sicherer Entfernung, zum Beispiel bei Arbeiten in potenziell gefährlichen Umgebungen wie der Kampfmittelräumung oder dem Rückbau von Kernkraftwerken. Durch die Fernsteuerung wird auch die Rückkopplung von Maschinenvibrationen vermieden, die der Bediener sonst spüren würde, was die Ermüdung verringert. „Und darauf muss er vorbereitet sein. Vibrationen wurden bewusst vermieden. Dazu unterstützen ihn Assistenzsysteme und zeigen ihm zum Beispiel die Neigung der Maschine an. Durch eine Hub- und Schwenkbegrenzung kann der Arbeitsbereich genau definiert werden. Oder man kann die Neigung einer Raupe begrenzen und einen Wert für die Steigung vorgeben. Wird dieser erreicht, stoppt diese sofort. Das sorgt für ein erhöhtes Maß an Sicherheit im Einsatz“, erläutert Berling.
Sicherer Betrieb in Gefahrenbereichen
Die Technologie helfe auch dem Fahrer, produktiver zu arbeiten, da er 2D- oder 3D-Steuerungssysteme nutzen kann. Das System ist für Maschinen in der Klasse von 20 bis 90 Tonnen erhältlich. „Cat Command revolutioniert die Art und Weise, wie Baumaschinen betrieben werden. Indem es den Fahrer von der Maschine entfernt, eröffnet Cat Command neue Möglichkeiten für den sicheren Betrieb in Gefahrenbereichen, eine bessere Sicht bei komplexen Einsätzen, eine höhere Produktivität durch komfortablere Arbeitsbedingungen für den Bediener und die gleichzeitige Steuerung mehrerer Maschinen. Wir freuen uns, mit dem Team von Zeppelin zusammenzuarbeiten, um diese Technologie in der Baubranche einzuführen“, unterstrich Todd Farmer, globaler Produktmanager für Construction Digital und Technologie bei Caterpillar, anlässlich der Zertifizierung. Die Technologie könnte auch dem Fachkräftemangel entgegenwirken, da die Maschinen von wenigen Fahrern bedient werden können. Oder diese könnten in Zukunft wie Angestellte ins Homeoffice gehen und die Maschinen von zu Hause fernsteuern.
Durchdachte Schnittstellen
Auch bei Wacker Neuson ist die Baustelle 4.0 ein wichtiges Thema. So stand beispielsweise bei der Entwicklung des Mobilbagger „EW100“ die Baustelle 4.0 im Fokus - Ein intelligentes Attachment Management, ein durchdachtes Human-Machine-Interface und die Vorbereitung für diverse Assistenzsysteme und Schnittstellen sollen dabei für reibungslose Einsätze auf der Baustelle sorgen.
Die Maschine unterstütze Bediener*innen beispielsweise beim Anbaugerätewechsel. Nutzer*innen wählen dabei auf einem Zehn-Zoll-Touchscreen-Display ein neues Anbaugerät aus, speichern einmalig die Daten dazu ein und die Maschine passt sich danach auf Knopfdruck dem jeweiligen Anbaugerät an. Im Rahmen dessen reguliert der Bagger beispielsweise den bedarfsgerechten Durchfluss des Hydrauliköls. Durch gute Sichtverhältnisse und eine hohe Standsicherheit biete der Bagger zudem hohe Sicherheit, selbst bei einer 360-Grad-Drehung mit gehobener Last. Zudem seien dem Hersteller zufolge bei der Entwicklung des Baggers Bedienerfreundlichkeit und Effizienz im Fokus gestanden. Dementsprechend könnten durch die leistungsstarke Fahrhydraulik und die hohe Grundarbeitsleistung mit der Maschine auch Aufgaben erledigt werden, für die sonst ein 14-Tonnen-Bagger eingesetzt werden müsste.
Bediener*innen die Arbeit vereinfachen will auch Huppenkothen, Mit „Huppview“ entwickelte das Unternehmen ein Kontrollsystem für die Löffelposition des Baggers, welches für exaktes und entspanntes Arbeiten auf der Baustelle sorgen soll. Die Visualisierung der Position der Löffelschneide zeige Nutzer*innen genau Entfernungen, Tiefen und Gefälle. Damit würden sich die Bediener*innen zusätzliches Ausmessen, das Errichten eines Schnurgerüsts oder aufwändiges Nachmessen ersparen. Durch die Möglichkeit, eine Sollkontur vorzugeben, seien beispielsweise plane Flächen oder Böschungen mit definiertem Sollwinkel ein Kinderspiel, wie der Hersteller verspricht. Zudem können die jeweiligen Parameter von unterschiedlichen Anbaugeräten gespeichert werden, daneben lasse sich eine höhere Präzision bei gleichzeitig weniger Arbeitsgängen erreichen. Dies erhöhe die Produktivität und reduziere die Kosten.
Nachhaltigkeit im Fokus
Die Baustelle 4.0 zeichnet sich neben den technischen Weiterentwicklungen besonders auch durch einen Fokus auf Nachhaltigkeit aus. „In dieser Zeit des schnellen Wandels muss die Baubranche gesellschaftliche Herausforderungen mit sichereren, intelligenteren und nachhaltigeren Lösungen angehen“, betont Melker Jernberg, seines Zeichens Präsident Volvo CE. „Deshalb übernehmen wir bei Volvo CE eine führende Rolle in dieser Transformation, indem wir in die gesamte Wertschöpfungskette investieren und Partnerschaften eingehen, um Grenzen in die richtige Richtung zu verschieben.“
Bei der Hausmesse „Volvo Days“ legte das Unternehmen dementsprechend ein Augenmerk auf den Übergang von isolierten Produkten und Dienstleistungen hin zu ganzheitlichen Lösungen. So wurde mit „EC 500“, „EC 400“ und „EC 230“ unter anderem eine neuentwickelte Generation von Bagger vorgestellt, die mit intelligenter Technologie in einem elektrohydraulischen System und einer verbesserten Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) ausgestattet und für erhöhte Kraftstoffeffizienz, Produktivität, Sicherheit und niedrige Gesamtbetriebskosten konzipiert sind.
Die Bagger können mit dem erneuerbaren Kraftstoff „HVO 100“ (hydriertes Pflanzenöl) betrieben werden, der die Kohlenstoffemissionen im Vergleich zu herkömmlichem Diesel erheblich reduziert. „Diese neuen Baureihen, zusammen mit unseren elektrischen Lösungen, zeigen, dass Volvo CE bestens darauf vorbereitet ist, auf die verschiedenen Bedürfnisse unserer Kunden in regulierten und weniger regulierten Märkten zu reagieren. Wir nutzen unsere Stärken, um bedeutungsvolle Innovationen in all unseren Angeboten umzusetzen, während wir unserem Ziel näherkommen, bis 2040 netto null Treibhausgasemissionen zu erreichen“, unterstreicht Joakim Arndorw, Leiter der Vertriebsregion International bei Volvo CE. Zusammen mit bereits eingeführten elektrischen Lösungen wie dem 23-Tonnen-Bagger „EC 230 Electric“ und dem kabelgebundenen „EW240 Electric MH“ präsentierte das Unternehmen auch eine Reihe batterieelektrischer Maschinen, etwa den elektrischen Mobilbagger „EWR150 Electric“.
Halbautomatische Steuerung
Liebherr präsentierte indes unlängst mit dem „R 924 G8“ einen Raupenbagger, der mit einem Gewicht von 24 Tonnen Effizienz, hohe Produktivität, einfache Bedienung und Präzision vereinen soll. Dafür ist der Bagger unter anderem mit einem halbautomatischen Maschinensteuerungssystem von Leica Geosystems ausgestattet. Der R 924 ist Teil der Raupenbagger-„Generation 8“ mit einem Gewicht von 22 bis 45 Tonnen, die bei Liebherr-France SAS entwickelt wurde.
Der R 924 ist mit dem halbautomatischen Maschinensteuerungssystem, das Assistenzsystem für die Steuerung der Maschine sei dabei der Schlüssel zu einem präzisen und effizienten Arbeiten. Die elektrohydraulische Steuerung des Raupenbaggers der Generation 8 benötigt keine zusätzlichen Hydraulikkomponenten, da die Kommunikation über „CANbus“ erfolgt. Der Einbau ab Werk garantiert die optimale Integration aller Komponenten. Auch die Vorkalibrierung des Maschinensteuerungssystems wird dabei durchgeführt. Dadurch wird die Inbetriebnahme beim Kunden deutlich erleichtert. Dieses neue integrierte Assistenzsystem erlaube eine deutliche Produktivitätssteigerung auf der Baustelle, verspricht der Hersteller.
Gerade im städtischen Bereich spielt bei der Baustelle 4.0 ein weiterer Faktor eine wichtige Rolle – beengte Platzverhältnisse. Mit „PW168-11“ und „PW198-11“ Mobilbaggern erweiterte daher Komatsu kürzlich die hauseigene Kurzheckbagger-Produktpalette um Maschinen mit einem Betriebsgewicht von bis zu 20 Tonnen. Die neuentwickelten Maschinen seien kompakt und einfach zu transportieren, leistungsstark, komfortabel, vielseitig, zuverlässig und haltbar. Genau diese Kund*innenanforderungen hätten dem Hersteller zufolge auch den Anstoß zur Entwicklung. Die Mobilbagger können auf engstem Raum arbeiten und schnell zur nächsten Baustelle transportiert werden, ohne dass ein spezieller Tieflader erforderlich ist. Mit einer Transporthöhe von nur 3,1 Meter ist ein Transport auf einem normalen Tieflader mit einer Beladehöhe von bis zu vier Meter problemlos möglich. Der geringe Hecküberstand von 1,85 Meter (PW168-11) beziehungsweise 1,9 Meter (PW198-11) sei ideal für enge Baustellen.
Kompakt und leistungsstark
Mit einem Vier-Zylinder-Dieselmotor von Komatsu (110 kW beziehungsweise 129 kW) sollen die Mobilbagger fast alles meistern, was auf einer Baustelle an Aufgaben anfällt. Die Motoren erfüllen die aktuelle Abgasnorm EU Stufe V und die Maschinen sind ab Werk mit umweltfreundlichem HVO-Diesel befüllt. Die einzigartige Bauweise mit optimiertem Ausleger und Motor im Heck ermöglicht laut dem Hersteller enorme Hubkräfte, sodass hohe Lasten einfach bewegt werden können.
Als eine der wichtigsten Maschinen auf der Baustelle werden Mobilbagger immer häufiger mit Tiltrotatoren oder 3D-Anzeigesystem genutzt. Die neuen Modelle können daher mit jeder Art von System ausgestattet werden und seien für die Nutzung mit Tiltrotator oder 3D-Anzeigesystem vorbereitet. Mit Sonderausrüstungen wie Joystick-Lenkung, Tool-Control-System oder Anhängerkupplung können die Bagger auch für die härtesten Baustellen angepasst werden.
