Es gibt Schwertransporte und es gibt gigantische Schwertransporte. Zur letzten Kategorie zählt der Transport eines riesigen Wärmetauschers, den die Firma Viktor Baumann im Oktober 2020 durchführte. Das Unternehmen ist Experte für überdimensionale Spezialtransporte, die nur wenige Firmen in Deutschland anbieten. Jeder Transport erfordert umfassende Planungsprozesse, die einen großen zeitlichen Vorlauf haben: Zunächst müssen alle Parameter der Ladung geprüft werden, Größe, Gewicht, Höhe und Länge, anschließend wird die Konstruktion des benötigten Fahrzeugs ausgearbeitet, daran schließen sich die Recherchen zur passenden Strecke an. Letzteres ist insofern komplex, als bestimmte Straßen und Brücken für Ladungsgewicht und -höhe ungeeignet oder Kurven zu eng sein können, um sie mit dem überlangen Fahrzeug zu passieren. »Wenn wir dann mittels eines modernen 3D-Scanfahrzeugs eine Strecke festgelegt haben, kann es sein, dass die Behörden dennoch kein grünes Licht geben, weil sich zum Beispiel Baustellen auf der Strecke befinden, Brücken nicht tragfähig sind oder Ähnliches. Dann muss umgeplant und teilweise auch das Ladegut verändert werden«, so Reinhard Treutler, CAD-Techniker bei Baumann.

Herausforderung hoher Schwerpunkt

Die besondere Herausforderung bei sehr großen und schweren Gütern ist der hohe Schwerpunkt der Ladung, der die Kippgefahr des ganzen Fahrzeugs erhöht. Im Fall des Wärmetauscher-Transports lag der Schwerpunkt der Ladung 3,80 m über dem Auflieger des Modulfahrzeugs bei einem Gewicht von 324 t. Bei solchen Spezialtransporten gilt es, den Neigungswinkel der Ladung über den gesamten Transportzeitraum kontinuierlich zu überwachen und bei Bedarf hydraulisch gegenzusteuern, wenn der Neigungswinkel einen zuvor definierten Bereich überschreitet.

Ein Schwertransport der Superlative: Länge des Gesamtzuges: 78 m, Breite: 6,55 m, Höhe: 8,15 m; Gewicht des Anlagenteils: 509 t, Gesamtdauer: 4 Tage. Eine Herausforderung unter anderem für die Planung der Streckenführung.

© Viktor Baumann

Bei weniger kritischen Transporten setzt das Unternehmen für die Neigungswinkel-Überwachung ein Pendel ein, das zusammen mit einer Skala an der Ladung befestigt wird. Bei einem zu hohen Ausschlag kann der Bediener der hydraulischen Anlage die Neigung der Ladung während der Fahrt korrigieren. Bei einem Schwertransport mit den genannten Dimensionen war die Pendelvariante jedoch zu unpräzise, da es sich um einen sehr engen Grenzbereich handelte, in dem die Neigung vom Nullpunkt abweichen durfte.

Elektronische Überwachungslösung

Um einen sicheren Transport gewährleisten zu können, dachte Reinhard Treutler an eine elektronische Messlösung für den Neigungswinkel und trat mit dieser Anforderung an die Firma Althen heran. Bis dato existierte kein passendes Messgerät, sodass projektbezogen eine neue Messlösung entwickelt wurde. Das heißt, zunächst mussten die Anforderungen an das System bezüglich Messbereich, Messgenauigkeit und Art der Visualisierung geklärt werden. Im Anschluss wurde das Ganze technisch realisiert, also ein passendes Neigungssensorelement und die geeignete Elektronik dazu ausgewählt sowie die Software inklusive Messsignalfilterung entwickelt. Alles wurde individuell für die vorliegende Applikation umgesetzt, ein Rückgriff auf fertige Lösungen war nicht möglich.

Die Messeinheit mit Sensor befindet sich an der blauen Trägerkonstruktion der Ladung.

© Viktor Baumann

Das Ergebnis ist ein mobiles Messsystem zur Überwachung des Neigungswinkels namens ‚MTMS‘. Es besteht aus einer Messeinheit mit Sensor in einem robusten Aluminium-Druckgussgehäuse und einer zugehörigen lichtstarken LED-Großanzeige, die aus bis zu 20 m Entfernung gut ablesbar ist. Dank einer automatischen Helligkeitsanpassung ist sie auch bei Tageslicht gut zu erkennen. Ausgelegt ist das Messsystem für die Erfassung einer quasi-statischen Neigungswinkeländerung eines zu überwachenden Messobjekts. Der Messbereich umfasst ±10° in Bezug zur Horizontalen – ein sehr enger Bereich, da bei kritischen Transporten mit hohem Gewicht und Schwerpunkt schon wenige Grad Neigung eine Überschreitung des Kipppunkts bedeuten können.

Leicht ablesbare LED-Balkenanzeige

Um die Gefahr stets einfach und exakt einschätzen zu können, hat Althen in Abstimmung mit Baumann neben der numerischen Darstellung eine farbig abgestufte LED-Balkenanzeige gewählt, die dem Bediener sofort eine Überschreitung des Grenzbereichs signalisiert. Anders als bei einer numerischen Anzeige sind Balken auf einen Blick zu interpretieren, gerade wenn die Neigung über einen längeren Zeitraum überwacht werden und der Bediener permanent den Betriebszustand einschätzen muss. Werden die Grenzwerte optimal eingehalten, leuchten grüne Balken; wechselt die Anzeige auf Gelb, gilt ein Voralarm, bei dem der Bediener reagieren und bereits hydraulisch gegensteuern kann. Rote Balken schließlich sind der kritische Bereich.

Das Neigungswinkel-Messsystem MTMS von Althen sorgt für Sicherheit bei Schwerlasttransporten. Seine LED-Balkenanzeige ist für den Bediener der hydraulischen Anlage zur Nivellierung der Ladung gut sichtbar installiert.

© Althen

Ergänzend wurde die Lösung um ein akustisches Horn-Signal, das ebenfalls ertönt, wenn die Grenzwerte überschritten werden. An der Sensormesseinheit selbst befinden sich zwei rote Kontrolllampen, die den Betriebszustand ebenfalls anzeigen.

Das Messsystem ist sowohl einfach an der jeweiligen Ladung zu montieren als auch zu programmieren. Die Nulllage des zu transportierenden Objekts kann in einem geschützten Bedienermenü abgespeichert werden; so kennt der Sensor seine während der Fahrt zu haltende Position. Zusätzlich lassen sich zwei Grenzwertschaltpunkte programmieren, die den kritischen Neigungsbereich markieren, in dem sich die Ladung bewegen darf, bevor der Kipppunkt erreicht ist.

Diese jeweiligen Grenzwerte hängen von vielen Faktoren ab, wie Reinhard Treutler erklärt: »Für jedes Objekt muss individuell der  Grenzwert ermittelt werden. Dieser ist abhängig von der Größe, dem Gewicht, der Höhe des Schwerpunkts, dem eingesetzten Fahrzeug, der Verbindung Fahrzeug und Ladung und einigen Faktoren mehr. Dazu setzen wir eine Software ein, die diesen Kipp- oder Überlastwinkel, also die Maximalneigung errechnet.« Tatsächlich konnte dank der Anzeige während des viertägigen Transports konsequent innerhalb des grünen Messbereichs  hydraulisch nachjustiert werden. Das Neigungsmesssystem wird mit einem Kalibrierzertifikat ausgeliefert, für das Althen auch die regelmäßige Re-Kalibrierung anbietet.

Novum in der Branche

Im Bereich der Spezial-Schwertransporte stellt das elektronische Neigungswinkel-Messsystem ein Novum dar, das mehr Sicherheit bei Überführungen dieser Größenordnung bedeutet.

Der Autor: Holger Piscator ist Leiter Applikations-Entwicklung bei Althen Mess- & Sensortechnik in Kelkheim.

© Althen

Sowohl das Unternehmen, das den Wärmetauscher-Transport beauftragt hat, als auch die Mitarbeiter und Bediener der Firma Baumann ziehen ein positives Fazit und werden das Neigungswinkel-Messsystem bei kippgefährdeten Transporten mit hohem Schwerpunkt und großer Last weiterhin einsetzen.