Gleisbau

Mehr Sicherheit bei Gleisbauarbeiten: neue Hub- und Schwenkbegrenzung

Bauarbeiten am Schienennetz stellen für Mensch und Maschine stets eine besondere Herausforderung dar, da das Gefahrenpotenzial für Unfälle nach wie vor sehr hoch ist. Um dieses Risiko deutlich zu senken, wurde das bewährte Hub- und Schwenkungsbegrenzungssystem der Firma Logtronics GmbH speziell für den Einsatz neben Bahnstrecken weiterentwickelt.

PTLS-Systeme sind mit vielen Baumaschinen kompatibel, hier eine Betonpumpe mit der automatischen, GPS-gestützten Hub- und Schwenkbegrenzung „LogPos“.
Bildquelle: Logtronics GmbH

Bei Arbeiten am und auf dem Gleis besteht für Mensch und Maschine nicht nur eine hohe Gefährdung durch ein befahrenes Nachbargleis, sondern auch andere infrastrukturelle Vorrichtungen wie z. B. Oberleitungen, Speiseleitungen und Oberleitungsmasten stellen eine nicht zu verachtende Risikoquelle dar. Dabei sind technische und organisatorische Mängel die mit Abstand häufigste Unfallursache. Maschinenführer stehen unter besonderem Druck: Sie müssen sich nicht nur auf die korrekte Ausführung der durchzuführenden Arbeiten konzentrieren, sondern haben zusätzlich darauf zu achten, dass ihre Maschine stets mit sicheren Abständen zu den örtlichen Gefahrenquellen arbeitet. Die leichteste Konzentrationsschwäche kann hierbei fatale Folgen für Menschenleben oder hohe Sachschäden nach sich ziehen. Um sowohl die Gesundheit aller Beteiligten als auch die umliegende Infrastruktur zu schonen, ist es notwendig, das Risiko für diese Art von Unfallursache so weit wie möglich zu minimieren.

Nahezu alle Ausschreibungen der bedeutendsten europäischen Bahngesellschaften machen eine nachweislich installierte Hub- und Schwenkbegrenzung für Bagger und ähnliche Arbeitsmaschinen zur Voraussetzung einer potenziellen Auftragserteilung. Leider verzichten Bauunternehmen häufig – meist aus Kostengründen – auf eine vollständige und bahntaugliche Ausstattung aller am Bau beteiligten Maschinen. Dies führt dazu, dass durchaus vermeidbare Unfälle und Schäden weiterhin während Arbeiten am Schienennetz auftreten.

Hub- und Schwenkbegrenzungen für Zweiwegebagger sowie für konventionelle Baumaschinen

Die von Logtronics entwickelte Hub- und Schwenkbegrenzung, kurz PTLS OnRail und OffRail, ist ein in Kooperation mit verschiedenen Bahngesellschaften entwickeltes Sicherheitssystem, das seit 2013 auf vielen Baustellen am europäischen Schienennetz zum Einsatz kommt. So garantiert der modulare Aufbau – im Gegensatz zu anderen Systemen – nicht nur eine Anpassung auf Baumaschinen und Fahrzeuge jeglicher Art, sondern sorgt auch dafür, dass alle vom System benötigten Sensoren zu 100 % verschleißfrei und somit wartungsfrei arbeiten und nicht gestört werden können. Zudem führen möglicherweise auftretende Systemfehler, z. B. in der Sensorik, den Aktoren oder dem Bus-System, stets zu einem sicheren Halt der Maschine. PTLS OffRail arbeitet unabhängig von der Unterwagenstellung und löst eine automatische Fahrwerkssperre beim Erreichen einer Begrenzung aus. Nicht nur die gesammelten Daten aller Sensoren werden kontinuierlich auf Plausibilität überprüft, das System verifiziert auch jegliche vom Benutzer eingegebenen Werte auf Widersprüche. Abgerundet wird PTLS durch eine zweifache Vorgangsdokumentation – alle Ereignisse werden sowohl auf den internen Speicher geschrieben als auch über Funk mittels des RailLink-Systems übertragen. Der inkludierte Unfalldatenspeicher liefert ferner ein nachvollziehbares Abbild der Maschinenkinematik sowie anderer Betriebsparameter.

Bei all seiner Funktionsstärke ist das PTLS-System für den Maschinenführer komfortabel und vor allem sicher über ein intuitiv zu verwendendes 4,2“-Touch-Display in der Fahrerkabine zu bedienen. Bequem können die gewünschten Beschränkungsparameter eingegeben und gewünschte Zusatzfunktionen hinzu- oder abgeschaltet werden. Außerdem hat der Maschinenführer stets alle wichtigen Daten wie die Höhen, Auslagen etc. im Blick. Eine lange Einarbeitungszeit oder Schulung, um das System bedienen zu können, ist nicht nötig – innerhalb kürzester Zeit ist ein Fahrer in der Lage, das System ohne Vorkenntnisse zu beherrschen.

Arbeiten neben dem Gleis

Für Arbeitsmaschinen, die nicht auf dem Gleis, sondern daneben agieren, z. B. Ketten- oder Radbagger, bestehen zusätzliche Herausforderungen. Eine unbekannte Grundhöhe, eine undefinierte Fahrwerkstellung in 360° sowie das Fehlen einer geführten Spur in Referenz zum Gefahrenraum erschweren eine effektive und hochsichere Hub- und Schwenkbegrenzung. Um dieses Problem zu lösen, wurde die Hub- und Schwenkbegrenzung um eine neue Zusatzfunktion erweitert: die automatisierte, GPS-gesteuerte Hub- und Schwenkbegrenzung LogPos.

Analog der Zweiwegevariante übernimmt PTLS OffRail die Sicherung im Gefahrenbereich, zusätzlich ermöglicht LogPos eine autarke, völlig automatische Hub- und Schwenkbegrenzung in Abhängigkeit vom jeweiligen Standort der Maschine. Der Maschinenführer muss nichts einstellen, denn die notwendigen Begrenzungspunkte sind bereits vordefiniert und werden vom System durch die Kommunikation über das RailLink-System eigenständig erkannt. Dabei wird die Maschine vertikal und horizontal auf 20 mm genau positioniert – die Hub- und Schwenkbegrenzung weiß bei Systemstart automatisch, auf welcher Baustelle sich die Maschine befindet, und lädt automatisch die hinterlegten Begrenzungsdaten der Gefahrenräume.

Kettenbagger mit LogPos­GPS­Ausrüstung
Kettenbagger mit LogPos­GPS­Ausrüstung
Bildquelle: Logtronics GmbH

Funktionsweise der automatischen Hub- und Schwenkbegrenzung

Die LogPos-Funktion, die „automatische Hub- und Schwenkbegrenzung“, ist als Nachrüstkit für bereits installierte PTLS-OffRail- und PTLS-OnRail-Systeme erhältlich. Das Nachrüstkit beinhaltet GNSS-Empfänger sowie ein RailLink-Modem. Über das RailLink-Modem kommuniziert die Hub- und Schwenkbegrenzung mit dem RailLink-Server, der die Begrenzungsdaten für den geografischen Standort der Maschine verwaltet und bereitstellt. Ebenso erfolgt die Ferndokumentation über den RailLink-Server. Ist die LogPos-Funktion auf einer Hub- und Schwenkbegrenzung eingerichtet und befindet sich die Maschine auf einer Baustelle, auf der LogPos-Begrenzungsdaten verfügbar sind, muss der Maschinenführer nichts weiter unternehmen, als den Automatik-Modus auf dem Touchscreen des PTLS-Systems auszuwählen.

Auf diesem Touchscreen sieht der Bediener immer alle wichtigen Informationen, wie z. B. die Abstände zum hinterlegten Gefahrenraum sowie die wichtigen Höhen und Resthöhen (SOK, Fahrdrahthöhe, Höhe der Spitzen- und Erdungsleitungen, Mastabstände).

Das LogPos-System bremst automatisch die Bewegungen der Maschine aus, sobald sich ein Teil der Maschine (Oberwagen, Fahrwerk, Ausleger und Anbauwerkzeug) zu nah am Gefahrenraum oder an den genannten Leitungen befindet.

Das LogPos-System entscheidet des Weiteren autonom, ob anhand der geografischen Position der Maschine nur eine Hubbegrenzung, eine Schwenkbegrenzung oder eine Kombination aus beiden notwendig ist, und stellt diese Funktionen automatisch ein.
Hieraus resultiert eine enorme Entlastung für Maschinenführer – sie können sich nun auf ihre eigentlichen Arbeiten konzentrieren, ohne ständig den Abstand zum Gefahrenbereich im Auge behalten zu müssen. Auch die Arbeit des Sicherungspersonals wird deutlich erleichtert, denn LogPos übernimmt aktiv die Gefahrenraumüberwachung für alle anwesenden Maschinen und Fahrzeuge. Jede Baustelle, auf der LogPos zum Einsatz kommt, verzeichnet ein deutliches Plus im Bereich Effizienz: Das System reduziert Sperrpausen auf ein Minimum und maximiert die Sicherheit!

Baumaschinen, auf denen die automatische Hub- und Schwenkbegrenzung angewendet wird:

→ Ketten- und Radbagger

→ Zweiwegebagger

→ Lkw-Ladekräne

→ Betonpumpen

→ Drehbohrgeräte

→ Hubarbeitsbühnen

→ Teleskoparbeitsbühnen

→ Telekräne

→ Lkw-Kipper

→ Großdumper

Warum die Anwendung auf Zweiwegebaggern?

Da eine Hub- und Schwenkbegrenzung bei einem Zweiwegebagger aufgrund der benötigten Fahrwerksreferenz im ausgegleisten Zustand nicht mehr tauglich ist, wird das PTLS-OffRail-System speziell zur Anwendung als Hub- und Schwenkbegrenzung auf Zweiwegebaggern angepasst und nachgerüstet. Wurde der Zweiwegebagger ausgegleist, so schaltet sich das Logtronics PTLS-OffRail-System aktiv und die Maschine verfügt anschließend über eine taugliche Hub- und Schwenkbegrenzung, die ohne Fahrwerksreferenz arbeiten kann.

Im Praxiseinsatz

Erstmalig wurde das neue System auf Bahnbaustellen im österreichischen Bundesland Vorarlberg eingesetzt. Die ÖBB Infrastruktur AG bemängelte, dass herkömmliche Hub- und Schwenkbegrenzungssysteme, die bisher in vielen verschiedenen Bauarten und Ausführungen auf Bahnbaustellen eingesetzt wurden, nicht die an Sicherheit und Bedienbarkeit gestellten Anforderungen erfüllten. In vielen Fällen wurden diese Systeme durch den Bediener abgeschaltet oder mussten nach jeder Neupositionierung des Geräts (z. B. bei Baggern aufgrund der Abhängigkeit zur Fahrwerkstellung) aufwändig neu eingestellt werden. Um dieses Problem zu lösen, griff man auf die neue, GPS gesteuerte Hub- und Schwenkbegrenzung LogPos der Firma Logtronics GmbH zurück. Im Dezember 2019 wurde dann ein Pilotprojekt ins Leben gerufen, in dem die GPS-gesteuerte Hub- und Schwenkbegrenzung auf allen Bahnbaustellen im Bundesland Vorarlberg zum Einsatz kam. Derzeit wird LogPos auf die spezifischen, komplexen Bedürfnisse des erweiterten Bahnhofsumbaus angepasst.

Autor

Jürgen Längle

Geschäftsführer, Logtronics GmbH


Ausgabe

BauPortal 3|2020