Weltweit stehen Straßenbauunternehmen wachsenden Herausforderungen gegenüber: Fachkräftemangel, Klimawandel, steigende Rohstoffpreise, Kosten- und Termindruck, hohe Qualitätsanforderungen und Nachweispflichten zwingen Unternehmen, effizient, ressourcenschonend und präzise zu arbeiten. Baumaschinen, die Automatisierungstechnologien integrieren, sind dabei ein Schlüsselfaktor. Sie übernehmen Routinearbeiten, reduzieren das Fehlerrisiko und gestalten Arbeitsabläufe effizienter. Großes Potenzial haben vor allem Straßenfertiger, weil sie den Einbauprozess und die Einbauqualität unmittelbar beeinflussen.
Smarte Helfer beim Asphalteinbau
Der Fertiger-Hersteller Vögele bietet deshalb ein breites Spektrum an digitalen Bautechnologien: Cloudbasierte »Jobsite Intelligence«-Lösungen wie der »Wirtgen Group Performance Tracker (WPT) Paving« helfen Bauunternehmen, relevante Einbau- und Fertigerdaten in Echtzeit zu erfassen, zu analysieren und den gesamten Einbauprozess zu optimieren. »Smart Automation«-Lösungen wie »Grade Assist«, »AutoTrac« und »Smart Pave« unterstützen die Fertiger-Bediener wiederum beim Steuern und Nivellieren. »Wir gestalten unsere Maschinen so, dass sie ein optimales Team mit den Bedienern bilden. Die Fertiger übernehmen routinemäßige oder repetitive Aufgaben, damit sich die Bediener auf den eigentlichen Einbau und die Überwachung der Qualität konzentrieren können«, sagt Bastian Fleischer, Leiter Produktmanagement bei Vögele. In Kombination mit der Strich-5-Generation hat Vögele neue Lösungen auf den Markt gebracht, die Nivellieraufgaben sowie das Steuern der Einbaubreite, -richtung und -lage automatisieren.
Profile automatisiert einbauen
Das Assistenzsystem »Grade Assist« vereinfacht den Einbau von Dach- und Querprofilen und ergänzt die bestehende Nivellierautomatik »Auto Grade Plus«. Bediener legen an der Bohlen- oder Fahrerbedienkonsole das gewünschte Profil an einem Zielpunkt, die Neigungswerte und die Wegstrecke bis zum Erreichen des Punkts manuell fest. Nach dem Starten der Funktion regelt die Nivellierautomatik das gleichmäßige Annähern an die Zielwerte automatisch. Anwender müssen die Neigung bis zu dem vordefinierten Punkt also nicht mehr graduell per Hand anpassen, was Einbaufehler wie Abweichungen im Asphalt vermeidet. Vor allem bei wechselnden Dach- und Querprofilen stellt die Automatisierung optimale Übergänge und ein ebenmäßiges Einbauergebnis sicher. »Indem ›Grade Assist‹ die Steuerung der Neigung übernimmt, werden Bediener entlastet und können sich auf die Überwachung der eingegebenen Parameter und andere qualitätsrelevante Faktoren konzentrieren«, sagt Fleischer.
Automatisierung anhand physischer Referenzen
Sind physische Referenzen wie Kanten, Leitdrähte oder Borde vorhanden, können Bediener außerdem die optionale Lenk- und Breitenautomatik »AutoTrac« einsetzen. Sie steuert die Einbaubreite und Fahrtrichtung eines Strich-5-Fertigers mithilfe unterschiedlicher Sensoren, die reale Referenzen abtasten. Die Lösung von Vögele besteht aus vier Komponenten, die sich teilweise einzeln nutzen oder kombinieren lassen: »Edge Control«, »Steering Control«, »Edge Detection« und »Feste Bohlenbreite«.
Ist ein Leitdraht zum Nivellieren der Höhe gespannt, kann er auch für die automatisierte Steuerung der Einbaubreite genutzt werden. Dazu muss der Fertiger mit »Edge Control« und einem Ultraschallsensor ausgestattet sein. Der Bohlenbediener aktiviert die entsprechende Funktion, anschließend folgt das Bohlenausziehteil dem Leitdraht automatisiert. Für eine konstante Einbaubreite ist lediglich ein Leitdraht erforderlich – die leitdrahtlose Bohlenseite fährt automatisch mit ein und aus. Sind auf beiden Seiten Leitdrähte vorhanden, setzt »Edge Control« auch eine variierende Einbaubreite um. Bei Raupenfertigern können Fahrer zusätzlich »Steering Control« und einen Ultraschallsensor nutzen, um auch die Fahrtrichtung automatisiert entlang des Leitdrahts zu steuern.
Dienen Fräskanten, Borde oder Rinnen als Referenz, können Einbauteams »Edge Control« in Kombination mit »Edge Detection« einsetzen. Der Lidar-Sensor (Light Detection And Ranging) tastet den Bereich vor dem Seitenschild ab und erkennt Kanten mit einem Profil von mindestens 2 cm. Aktiviert der Bohlenbediener die entsprechende Funktion, folgt das jeweilige Bohlenausziehteil der Kante automatisch. Auch bei dieser Lösung können Einbauteams nur eine oder beide Bohlenseiten mit dem »Edge Detection Sensor« ausstatten und so eine konstante oder variierende Einbaubreite umsetzen. Die exakte und präzise Steuerung entlang der Referenz ermöglicht einen passgenauen Kantenverlauf. Ist die Referenz nur auf einer Seite vorhanden, vermeidet die automatisierte Steuerung Überbreiten – was je nach Länge der Maßnahme viel Material und Kosten einspart.
Steuerung anhand virtueller Referenzen
»Smart Pave« geht einen Schritt weiter und ist die Komplettlösung von Vögele: Das integrierte System steuert Einbaubreite, -position und -richtung des Fertigers anhand virtueller Referenzen vollautomatisch. Der Arbeitsablauf ist einfach: Der Vermesser lädt das CAD-Modell der Trasse in das »John Deere Operations Center«, das digitale Baustellenmanagementsystem der Wirtgen Group. Dort werden die Daten automatisch auf Plausibilität geprüft. Vor dem Baustellenstart ruft der Bediener die verifizierten Einbaugeometrien über das Touch-Display der Fahrer-Bedienkonsole ab. Die Daten werden per Mobilfunkverbindung übertragen und der Straßenfertiger nach dem Aktivieren des Auftrags automatisch entlang der definierten Trasse gesteuert.
Exakter Einbau und einfaches Handling
Die notwendigen Hardware-Komponenten sind im Fertiger integriert: Das »StarFire«-Doppelantennensystem von John Deere bestimmt die exakte Position des Fertigers, das RTK-Modem ermittelt den Korrekturwert der Satelliten-Positionsdaten und ermöglicht eine hohe Genauigkeit von +/- 2,5 cm. »›Smart Pave‹ sorgt für einen besonders exakten Einbau, der Überbreiten verhindert und damit Material und Kosten spart«, sagt Fleischer. »Außerdem ist die Lösung effizient und anwenderfreundlich: Bediener haben keinen Montageaufwand, das Datenhandling ist einfach, transparent und führt dank automatischer Fehler-Analyse zum gewünschten Ergebnis.«
Die automatisierte Steuerung spart aufwendige Markierungsarbeiten und erhöht die Prozesssicherheit beim Einbau. Außerdem fördert sie die Sicherheit der Anwender: Bei schwierigen Bedingungen wie Dunkelheit oder in beengten Situationen, wie in fließendem Verkehr, werden sie entlastet, können aufmerksamer arbeiten und sich eher aus dem Gefahrenbereich zurückziehen.
