Automatische Höhen- und Querneigungsregelung

Die Höhenregelung (Nivellierung) regelt die Einbauhöhe des Betonprofils in Abhängigkeit von einer Referenz. Traditionell werden Gleitschalungsfertiger mittels mechanischer Abtastung von Leitdrähten in Lage und Höhe gesteuert.

Seit einigen Jahren hat sich jedoch auch die leitdrahtlose 3D-Steuerung bewährt und ist bei Projektvergabe teilweise schon Voraussetzung. Denn die 3D-Steuerung verfügt gegenüber der Steuerung per Leitdraht über viele Vorteile – so wird die ideale Einbaulinie nicht über einen Draht in die reale Baustelle überführt, sondern steht als Modell im Computer zur Verfügung. Mit Hilfe dieses digitalen Geländemodells werden die Sollpositionen der Maschine definiert und mit optischen Messsystemen – z.B. motorisierte Totalstation und Prisma – kontrolliert. So lassen sich beliebige Betonprofile einfach, wirtschaftlich und präzise herstellen.

Vor dem Einbau wird ein Leitdraht entlang der gesamten Trasse exakt positioniert und gespannt. Dieser liefert die gewünschte Einbauhöhe des herzustellenden Betonprofils. Für die Höhenregelung (Nivellierung) liegen im Normalfall zwei vom Fertiger mitgeführte, separate Sensoren auf dem Leitdraht – ein Sensor für das vordere Fahrwerk, ein weiterer für das hintere. Während der Vorwärtsbewegung des Fertigers tastet jeder Sensor den Leitdraht ab und sendet kontinuierlich entsprechende Höheninformationen an die Maschinensteuerung. Bei diesen Höheninformationen handelt es sich jedoch nicht um absolute Angaben, sondern nur um die Abweichungen von der Sollvorgabe des Leitdrahtes.

Die Steuerung nimmt demnach die Messergebnisse auf, steuert bei Abweichung über Ventile die entsprechenden Hydraulikzylinder an und gleicht die Abweichung durch die Höheneinstellung der Maschine inklusive Gleitschalung aus. Der beschriebene Abgleich erfolgt ca. 40 Mal pro Sekunde. Die Seite, an der die Schalung befestigt ist, wird direkt um die gemessene Differenz zwischen Ist- und Sollwert angehoben bzw. abgesenkt. Der Höhenausgleich auf der Gegenseite findet über einen zweiten Regelkreis mit integriertem Querneigungssensor statt.

Bei leitdrahtlosen Systemen bekommt die Maschinensteuerung die Vorgaben für Lage und Position des Betonprofils vom Systemcomputer der 3D-Steuerung. Diese kommuniziert über eine spezielle Schnittstelle mit der Kontrolleinheit des Gleitschalungsfertigers.

Am Gleitschalungsfertiger sind in der Regel zwei Prismen montiert, die in direkter Sichtverbindung zu je einer Totalstation stehen und deren Messstrahl reflektieren. Diese Totalstation ermittelt kontinuierlich die 3D-Position des Prismas. Die Messergebnisse werden per Funk an einen Systemcomputer auf dem Fertiger übertragen. Zwei mehrachsige Neigungssensoren auf der Maschine ermitteln zusätzlich die Längs- und Querneigung des Fertigers.

Aus diesen Daten errechnet der Systemcomputer die aktuelle Position und die Fahrtrichtung der Maschine. Diese Positionsdaten werden laufend mit den Plandaten des Betonprofils verglichen, das vorher als digitales Modell im Systemcomputer hinterlegt wurde. Bei Abweichungen sendet der Systemcomputer diese Information an die Maschinensteuerung des Gleitschalungsfertigers. Die Maschinensteuerung veranlasst die notwendigen Korrekturen in Höhe, Neigung und Lenkeinschlag der Fahrwerke. Das Ergebnis sind Betonprofile, die millimetergenau den Vorgaben entsprechen.

Die von WIRTGEN auf Basis des „Rapid-Slope“-Sensors entwickelte elektronische Querneigungsregelung garantiert perfekte Betoneinbauergebnisse. Dank optimierter Regelungstechnik erreicht die innovative Querneigungsregelung bisher unerreichte Präzision und Dynamik. Deutlich kürzere Maschinenreaktionszeiten spiegeln sich in exakter Einbauqualität wider. Die WIRTGEN Querneigungsregelung gleicht Erschütterungen, Vibrationen sowie Unebenheiten im Boden schnell und zuverlässig aus.