7. VDBUM-Förderpreis

Pfiffige Ideen für die Baubranche werden prämiert

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Der Ideenwettbewerb zum VDBUM-Förderpreis soll den technischen Fortschritt in der Baubranche fördern. Jetzt wurde der attraktive Preis zum siebten Mal verliehen. Erneut gab es mehr als 30 Einreichungen, 26 davon wurden für die Bewertung zugelassen. Eine Besonderheit: In diesem Jahr wurden in der Kategorie „Entwicklungen aus der Industrie“ aufgrund exakt gleicher Punktezahl bei der Bewertung zwei Einreichungen ausgezeichnet. Preisträger 2019 sind die Firma Ernst Wagener Hydraulikteile, die Firma Bergmann Maschinenbau und das Unternehmen Naturspeicher GmbH sowie das Teilinstitut Mobima des KIT Karlsruher Institut für Technologie. Die Preisverleihung erfolgte am 20. Februar 2019 auf dem VDBUM-Seminar in Willingen vor hochkarätigem Publikum.

Der in der Branche einzigartige Preis wird in den drei Kategorien „Innovationen aus der Praxis“, „Entwicklungen aus der Industrie“ und „Projekte aus Hochschulen und Universitäten“ vergeben und spricht in gleicher Weise Studenten, Jungakademiker, Auszubildende und erfahrene Praktiker mit innovativen Ideen an. Die Neuerungen sollen darauf abzielen, den Einsatz von Baumaschinen und Komponenten wirtschaftlicher zu machen oder Bauverfahren zu optimieren, um so den Nutzen für die Anwender zu erhöhen. Dotiert ist der Preis mit jeweils 2.500 Euro.

Eine sehr kompetent besetzte Jury aus praxisnahen Anwendern, Herstellern und Wissenschaftlern wertet die Einsendungen der Unternehmen und Hochschulen aus und schlägt sie zur Preisverleihung vor. Die Gewinner hatten auf der Abendveranstaltung Gelegenheit, ihre Arbeiten vor einem großen Fachpublikum zu präsentieren. Aber auch alle anderen teilnehmenden Arbeiten wurden angemessen gewürdigt. Sie wurden beim Großseminar im Foyer des Kongresszentrums auf Roll-Ups ausführlich vorgestellt.

Mit seinem fachlichen Anspruch hat sich der Förderpreis in der Baubranche zu einem hoch geschätzten Instrument entwickelt, um Anreize für Verbesserungen zu schaffen und das vorhandene Ideen-Potenzial zu erschließen und zu nutzen.

Ergonomisch optimiertes Zugangssystem für große mobile Maschinen

Welche großen Kräfte auf den Körper und damit auf die Bänder und Gelenke wirken, wenn man nur von der untersten Stufe einer größeren Maschine springt, macht sich kaum jemand bewusst. Dazu kommt neben der Dauerbelastung die Gefahr, sich akut zu verletzen mit Bänderdehnungen und –rissen oder Brüchen. Die Berufsgenossenschaften empfehlen deshalb das langsame rückwärtige Absteigen. Aber kaum ein Maschinenbediener hält sich im Alltag daran. Dazu kommt, dass die Maschinen immer größer werden und eine größere Bodenfreiheit haben. Damit ist nicht nur der Abstieg unbequem, es wird auch der Einstieg immer unkomfortabler.

Nach zwei Jahren Entwicklungsarbeit konnte GRIFAsoftstep 2016 zum Patent angemeldet werden. Der Name GRIFA setzt sich aus dem Firmennamen des Erfinders Griener Fahrzeugtechnik zusammen. Große Maschinenhersteller und Fachmedien haben das Zugangssystem zurzeit im Langzeittest, die BG-Bau fördert ganz konkret die Anschaffung. Dazu kommt eine große Akzeptanz von Seiten der Anwender.

Das autarke System funktioniert ohne jegliche Energiequelle. Es ist keine Versorgung mit Luft, Elektrik oder Hydraulik nötig.  Beim Absteigen von der Maschine gleitet die letzte Stufe durch die „Step-down-Automatik“ mit dem Anwender herab und bringt ihn ganz sanft nahe an den Boden. Ein Herunterspringen ist unnötig. Beim nächsten Einstieg ist der Abstand zum Boden durch die herausgefahrene Stufe viel geringer als üblich und somit sehr komfortabel. Während der Anwender aufsteigt, fährt die unterste Stufe hinter ihm wieder hoch, und die Bodenfreiheit der Maschine bleibt erhalten.

Die Aufstiegshilfe wird mit nur vier Schrauben wie die Originalleiter am Fahrzeug, montiert. Die Geschwindigkeit, mit der sich die Stufe absenkt, lässt sich auf das Körpergewicht des Bedieners im Bereich von 60 bis 180 Kilogramm einstellen. GRIFAsoftstep kann überall eingesetzt werden, wo Höhen überwunden werden müssen, gleichzeitig Bodenfreiheit benötigt wird und Sicherheit und Komfort eine Rolle spielen. Den Alleinvertrieb hat die Ernst Wagener Hydraulikteile GmbH aus Hattingen übernommen. So kann sich der Hersteller, die Griener Fahrzeugtechnik, voll auf die Produktion konzentrieren.

Einbaumaschine mit Dyn-Control

Fahrer von Baumaschinen werden zunehmend mit Nebenaufgaben belastet, die die Aufmerksamkeit von den Kernelementen Arbeitssicherheit und Arbeitsqualität ablenken. Der Bergmann 4035 mit Dyn-Control schafft hier Abhilfe. Die 2-Wege-Einbaumaschine verfügt über einen integrierten Materialbunker und ist somit Transportfahrzeug und Einbaumaschine in einem. Der 4035 ist mit der Maschinenintelligenz Dyn-Control in der Lage, auf Ereignisse aktiv und hochdynamisch zu reagieren, ohne den Einbauprozess zu unterbrechen. Die Konzentration des Fahrers wird von diesen Steuerungsaktivitäten für den Einbau nicht beeinträchtigt. Arbeitssicherheit und Bedienung der Fahrfunktionen liegen in seiner vollen Aufmerksamkeit.

Das vollvernetzte Maschinenintelligenzsystem kombiniert, unterschiedliche Sensordaten aus Ultraschallabtastungen, Messzellen und Busdatenabfragen auf der Maschine miteinander und übersetzt sie abhängig von Bedien- und Steuerungsbefehlen des Fahrers in Einbausignale. Die überlagerte Verarbeitung von bis zu 6 verschiedenen Eingangssignalen sowie der Algorithmus zur Ausgabe von klaren Einbausignalen macht Dyn-Control zu einem Fahrerassistenzsystem mit wirklichem Mehrwert für den Bediener und Betreiber.

Am Beispiel einer Einbaumaschine für Gleisschotter auf Bahntrassen wird dieser Mehrwert deutlich. Im klassischen Prozess wurde der Gleisschotter mit Kettendumpern zur Baugrube transportiert und abgekippt, das Material dann mit Planierraupen und Baggern verteilt und eingebaut. Der Einbauprozess erforderte somit mindestens drei Maschinen und vier Mitarbeiter. Der 4035 fährt beladen zur Baugrube, entlädt mittels der Dyn-Control-Steuerung und baut das Material bei Überfahrt automatisch ein. Die Anzahl der erforderlichen Maschinen wird somit deutlich reduziert. Die Einbauleistung kann bei stabiler Qualität vervielfacht werden. Parallel dazu wird der Fahrer der Maschine deutlich entlastet, findet ein nahezu leeres Baufeld vor und kann sich auf die eigentliche Aufgabe der Arbeitssicherheit und Fahrbefehle konzentrieren. Dyn-Control ist modular aufgebaut und somit auch auf anderen Geräten nutzbar.

PiPECrawler für große Thermoplast-Rohre

Der PiPECrawler ist eine neue Technologie für erdverlegte Rohrleitungen, die erstmals auf einer selbstfahrenden Plattform aufbaut, so dass keine Arbeiten im Rohrgraben nötig sind. Er ist bis zu 100 Meter lang und besteht aus mehreren Segmenten.

Zu Beginn wird nach dem Ausheben des Grabens und dem Setzen der Grabensicherungen eine Arbeitsplattform für die mobilen Maschinen hergestellt. Im vordersten Bereich dieser Plattform arbeitet ein auf einem Raupenfahrwerk platziertes Gerät, das die vorgefertigten Rohrstücke von 12 Metern Länge aufnimmt, an die Schweißmaschine heranfährt und zum bereits verlegten Rohr hin ausrichtet. Die Schweißanlage verschweißt das neu angediente Rohr mit dem bereits verlegten Rohrstrang. Diese Anlage ist - wie alle Maschinensegmente des Systems - auf einem Raupenfahrwerk aufgesetzt und somit eigenständig zu steuern und zu bewegen. Die Bedienung erfolgt dabei über ein Funksteuersystem.

Anschließend bewegen sich auf der Plattform weitere Geräte, die so genannten Biegewagen, die das nun um 12 Meter verlängerte Rohr entlang des Weges ausrichten. Sie können hohe horizontale Kräfte auf den Rohrstrang ausüben. Nach einer bestimmten Länge wird das Rohr durch sein Eigengewicht in den Graben abgelassen. Ab diesem Zeitpunkt stützen mehrere Führungsportale die den Graben sichernden Verbauwinkel ab. Im Anschluss an den Absenkvorgang wird das Rohr mit Flüssigboden verfüllt und der Graben durch einen Hydraulikbagger verschlossen.

Der PiPECrawler ist besonders schmal gebaut, was eine Rohrverlegung unter geringen Arbeitsbreiten möglich macht. Da Rohre aus Thermoplast verarbeitet werden, ist es ein besonderer Vorteil, auch kurvige Trassen problemlos aufzunehmen. Er kann jegliche PE-Rohre verarbeiten, sei es für die Wasserkraft oder Anwendungen mit anderen Medien. Dank der Vorbereitung des Rohres auf der Verlegeplattform sind keine Arbeiten im Rohrgraben nötig. Abgesenkt wird erst das fertige Rohr. Das dient der Sicherheit der Arbeiter und erhöht das Tempo auf der Baustelle. So sind durch den hohen Automatisierungsgrad bis zu dreimal höhere Verlegegeschwindigkeiten möglich als im herkömmlichen Verfahren.

Carbon Capture in Baumaschinen

Motiviert durch den Klimawandel hat die EU das Ziel, bis 2050 die Treibhausgasemissionen um 85 bis 95 Prozent im Vergleich zu 1990 zu senken. Eine mögliche Lösung ist die Entwicklung eines Carbon Capture Storage (CCS) für Baumaschinen, die die produzierten CO2-Emissionen abfängt. Das Konzept garantiert eine kontinuierliche CO2-Abscheiderate von über 99 Prozent mittels zwei parallel angeordneter Aktivkohlefilter.

Zuerst wird das Abgas mithilfe von Luft aus der Umgebung auf 60 °C abgekühlt, dann das CO2 mit einem der beiden Aktivkohlefilter aus Luft und Abgas abgeschieden und schließlich das CO2-freie Gas in die Atmosphäre abgegeben. Wenn der Filter komplett mit CO2 gefüllt ist, wird das Abgas über den Dreiwegehahn zum anderen Filter geleitet. In der Zwischenzeit wird der erste Filter regeneriert, indem er auf 120 °C erhitzt wird, um das CO2 zu desorbieren. Wenn ein Filter sich im Adsorptionszustand befindet, ist der andere Filter im Desorptionszustand. Das desorbierte CO2 wird schließlich auf 30 °C und 200 bar flüssig in einem Tank gelagert. Das flüssige CO2 kann dann verkauft und für die Herstellung von E-Fuels oder für andere Industrieprodukte wiederverwendet werden. So entstehen neue Geschäftsmodelle für Baumaschinenbetreiber. Der zusätzliche Arbeitsaufwand des Systems für den Bediener ist gering, da nur der CO2 Speichertank entleert werden muss. Dies kann ohne zusätzlichen Zeitaufwand gleichzeitig mit dem Füllen des Kraftstofftanks stattfinden.

Das vorgeschlagene einzigartige und nachhaltige System, das sogar die Luft reinigt, eröffnet der Baubranche neue Geschäftsmodelle und verleiht der Baumaschine einen neuen Ruf als klimafreundliche Maschine. Auch für den Einsatz von zukünftigen Antrieben mit Brennstoffzellen oder alternativen Kraftstoffen ist das CCS bestens geeignet.