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Bodos neuer Bagger Mobile Maschine 4.0?

| Autor: M.A. Bernhard Richter

Alternative Antriebskonzepte, Autonomes Fahren, Vernetzung, Umweltschutz – Das sind die Trends bei mobilen Maschinen. Was können Baumaschinen heute?

(Bild: machinery / flickr.com/manuel pol,machinery / BY-SA 2.0 )

Schmerzhaft laut röhrt der Motor des 27-Jahre alten, rostig-gelben Hydraulikbaggers auf der Großbaustelle in der Hamburger Hafencity. Jede ruckende Bewegung des Löffels wird von einem Schreien der Hydraulik begleitet. Schwarzer, dichter Dieselqualm quillt aus dem Endschalldämpfer, der schon bessere Zeiten gesehen hat. Wild gestikulierend läuft der Vorarbeiter auf den Bagger zu. Etwas stimmt nicht. Seine Rufe gehen im Maschinenlärm unter. Der Baggerführer bemerkt ihn erst, als er mit seinen Fäusten gegen die schlammverschmierte Scheibe hämmert. Hastig nickend, die Kippe im Mundwinkel, schaltet der Fahrer ab – ein Hydraulikzylinder des Arms hat ein Leck. Schwarze, nach faulen Eiern stinkende Flüssigkeit plätschert fingerdick aus dem 600 l Hydrauliksystem herunter und versickert im Hamburger Sandschluff. Kein Einzelfall auf Deutschlands Baustellen. Etwa 20 % der Schmierstoffe in einer Baumaschine werden nicht recycelt, schätzt das Ölanalyselabor Oelcheck. Durch Leckagen verschwindet das Öl im Boden oder gelangt, wie im Fall der Hafencity-Baustelle, ins Wasser.

Für den Hydraulikbagger war das der letzte Ausfall. Aus wirtschaftlichen und umweltschutztechnischen Gründen steht für die Baufirma nun eine Neuanschaffung an. Seit 1999 die Abgasemissionsrichtlinie eingeführt wurde, hat die Bau­maschinenindustrie die Emissionen ihrer Produkte stark senken können. Antriebe liefern heute nur so viel Kraft wie nötig, Energie wird gespeichert und bei Bedarf abgegeben. Und der Eco-Mode gehört bei vielen Maschinentypen schon seit Jahren zum Standard.

„Grüner Radlader“

Es geht immer noch besser – speziell wenn Experten ihr Können vereinen. Drei Jahre lang arbeiteten 18 Maschinenhersteller und Zulieferfirmen – unter anderem Firmen wie Caterpillar, Danfoss, Deutz, Hydac, Liebherr oder auch Bosch-Rexroth –, fünf Hochschulinstitute und der VDMA an einer Strategie, um Antriebsteilsysteme zu verknüpfen. Heraus kam der „grüne Radlader“, der einen optimierten Dieselmotor, ein Leistungsverzweigungsgetriebe, eine verdrängergesteuerte Arbeitshydraulik und ein hydrostatisches Hybridsystem zu einem neuen Antriebsstrang vereint. Im praktischen Einsatz soll er mehr als 10 % Kraftstoff einsparen. Erste serienreife Konzepte werden mit Spannung erwartet und sollen, laut Aussage der Messebetreiber, auf der diesjährigen Bauma zu sehen sein.

Zustandsüberwachung und Sicherheit

Zu den weiteren Entwicklungen der vergangenen Jahre gehören Messmethoden, die den Ölzustand während des Betriebs überwachen können. Mit ihnen lassen sich Verschleiß, Kontamination, Leckagen, Öl-Vermischung und Öl-Alterung erkennen. So kann ein kapitaler Totalausfall nach Überdruckrissen an Ventilen oder Viskositätsverlust kann vermieden werden. Per Fernüberwachung sogar vom Firmensitz aus. Und um wild gestikulierende Vorarbeiter schneller zu erkennen, haben diverse Hersteller 360°-Kamera-Monitor-Systeme entwickelt, die dem Fahrer mit einem einzigen Bild in Echtzeit eine Rundumansicht des Fahrzeugs vermittelt und so für deutlich bessere Manövrierbarkeit, aber auch ein besseres räumliches Bewusstsein sorgt. Vier Weitwinkelkameras erfassen die Umgebung einschließlich aller toten Winkel – die erzeugten Digitalbilder werden anschließend zu einem Ganzen kombiniert und erzeugen so eine virtuelle Vogelperspektive.

Der Assistent übernimmt das „Ruder“

Fahrerassistenzsysteme sollen den Maschinenbediener mit zusätzlichen Informationen versorgen, sie warnen vor Gefahren und nehmen ihm einzelne Aufgaben ab, um ihn zu entlasten. Schon heute erhöhen diese Systeme die Sicherheit und auch den Fahrkomfort. Gesetzliche Vorschriften machen Fahrerassistenzsysteme immer mehr zum Pflichtbestandteil von PKW, LKW und Bussen. Zurzeit entwickeln Automobilhersteller weltweit die nächste Stufe der Fahrerassistenzsysteme – selbstfahrende Fahrzeuge, die autonom lenken, beschleunigen und bremsen können. Leica Geosystems bietet ein GPS-Maschinenleitsystem, mit dem sich Baufahrzeuge komplett über den Rechner fernsteuern lassen. Die Arbeitsschritte werden auf einem digitalen Bauplan zusammengestellt und der Bagger führt diese dann zentimetergenau aus.

In weiterer Zukunft wird Software das Herzstück einer vernetzten Maschine sein. Anpassungsfähige Algorithmen entscheiden über Effizienz und Wirtschaftlichkeit. Die Erfahrung vieler in der Cloud zusammengetragener Maschinen wird als Entscheidungsgrundlage herangezogen. Industrie 4.0 auf dem Bau sozusagen.

Aber leider fehlt für diese Art der Vernetzung in Deutschland noch die digitale Infrastruktur. Bosch geht davon aus, dass allein eine automatisierte Fahrfunktion 4 bis 6 MB/s Datenverkehr generiert. Dafür reichen die aktuellen LTE/4G-Standards nicht aus. Erst 5G, das für 2020 geplant ist, kann das datentechnisch möglich machen. Bis zur Implementation und Serienreife ist es aber noch ein weiter Weg. (br)

Bild: flickr.com/manuel pol/machinery unter CC BY-SA2.0

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Über den Autor

M.A. Bernhard Richter

M.A. Bernhard Richter

Redakteur Online/Print/Video, konstruktionspraxis – Alles, was der Konstrukteur braucht