Kurz & bündig
-Christian Graber aus Innertkirchen BE hat die Greifersäge mit einem Messsystem aus-gerüstet. -Die Länge wird mit Sensoren am Kran errechnet und am Terminal angezeigt. -Das System stammt aus Holland – und ist nach ihm «Gramess» benannt: «Graber-Messsystem».
Christian Graber suchte vor vier Jahren nach einer technischen Lösung, damit er mit der Säge am Greifer seines Forstschleppers Holzstämme exakt ablängen kann. Er wollte nicht mehr mit dem Messband vom Fahrzeug steigen, um das Holz mit dem gewünschten Mass anzuzeichnen. Am Markt wurde bis dahin nichts angeboten.
Der Forstunternehmer aus dem Haslital im Berner Oberland dachte zunächst an ein Messsystem, welches die Länge mit GPS ermitteln könnte. So wie Baumaschinen einen Aushub dank GPS-Steuerung zentimeter-genau ausführen.
Mit einem GPS-Positionsempfänger am Greifer sollte die Distanz erfasst werden können. Allerdings ist der Signalempfang bei Forstarbeiten nicht immer der beste und die Idee wurde verworfen.
Mit der Greifersäge werden die Stämme am Holzlager gesägt
Im Gegensatz zu einem Harvester, bei dem während des Entastungsvorgangs anhand der Rollenumdrehungen die Länge erfasst werden kann, ist dies mit der Greifersäge nicht möglich. Deshalb kann kein Messsystem integriert werden.
Die Greifersäge kommt vor allem dort zum Einsatz, wo die Holzstämme erst am Holzlager abgelängt und sortiert werden. Also dort, wo die Stämme in der gesamten Länge an den Wegrand gebracht werden.
Sofern das Holz von Hand entastet wird, kann bei diesem Vorgang nach dem Fällen mit der Motorsäge ein «Hick» als Markierung gesägt werden. So wäre der Schnittpunkt auf dem Sortierplatz dann bereits im Holz gezeichnet.
Das ist sicherer als die Alternative, bei der während des Sortierprozesses am Holzlager eine zweite Person im Kranbereich fortlaufend anzeichnet oder gar den in der Zange hängenden Stamm mit der Motorsäge trennt. Um jedoch das Maximum aus der Greifersäge zu holen, braucht es ein flexibles Messsystem, welches keine vorbereiteten Markierungen benötigt und ohne Hilfsperson funktioniert.
Sicherheitssystem von Schienenfahrzeugen
Nun hat Christian Graber ein solches Messsystem seit zwei Jahren im Einsatz. Die Entstehung verdankt es einem Zufall. Christian Graber kennt die holländischen Brüder Johan und Willem van Arkel schon länger. Die beiden verbringen jeweils ihre Skiferien am Hasliberg.
Mit ihrem Unternehmen Nijhuis Engineing haben sich die Holländer aus Dronten auf Sicherheitssysteme bei Baumaschinen auf Schienen spezialisiert.
Graber wusste dies und war überzeugt, dass auf der Basis der Sicherheitssysteme von Nijhuis Engineering sein Vorhaben eines Kran-Mess-System realisiert werden könnte.
Die Position wird ohne GPS erkannt
Nijhuis Engineering ist ein führendes Unternehmen für Sicherheitssysteme bei Schienenfahrzeugen. Bei Schienenbaumaschinen erkennt ihr System die Lasten fortlaufend mit einem Manometer im Hauptzylinder.
Während sich der Kran bewegt und die Last verschoben wird, verhindert das System, dass der Schienenkran überlastet und kippt. Die Abstützung auf den Schienen ist nur schmal und wird der Oberwagen gedreht, nimmt die Stabilität schnell ab. Weil das System immer exakt weiss, wo sich der Krankopf befindet, kann auch der Schwenkbereich begrenzt werden, damit es nicht zur Kollision mit allfälligen Fahrleitungen kommt.
Die sich wechselnde Position wird also nicht mittels GPS oder Kameras erkannt. Die Erkennung erfolgt über ein kalibriertes System, welches die Position fortlaufend berechnet.
Das System weiss dabei, wie weit der Greifer vom Drehpunkt entfernt ist. Dies misst man mit einem kalibrierten Winkelsensorsystem. An jedem beweglichen Teil ist ein Sensor verbaut, der wie eine Wasserwaage funktioniert. Der Sensor bewegt sich dabei nicht und ist fix mit dem Kranteil verschraubt.
Die Bewegungsdaten werden von der Elektronik erfasst, welche im robusten Gehäuse platziert ist und an den Rechner geleitet wird. Die Software rechnet dann die Infos der elektronischen «Wasserwaage» mit ihrem Algorithmus in eine Position.
Alle beweglichen Kranteile haben einen Sensor
Die speziellen Sensoren, die für die Positionsbestimmung verwendet werden, entwickelt und baut Nijhuis Engineering selbst.
Dazu sind an allen beweglichen Teilen verschiedene Sensoren im Spiel:
- Winkelerfassung des Hauptarms
- Winkelerfassung des Knickarms
- Ausstosslänge des Teleskopenmit Laser
- Position des Drehkranzes
Die Sensoren am Kran messen die Entfernung der Kranspitze zum Drehpunkt. Um den Drehkranz ist ein Metallband aufgebracht. Hier erkennt ein Sensor den Schwenkgrad.
Alle Sensordaten laufen bei diesem System in einen Rechner, welcher erkennt, in welcher Position sich die Last befindet. Zudem verhindert das System dank der Positionserkennung, dass der Greifer in Fahrleitungen schwenkt.
Die Winkelsensoren am Krangestänge ermöglichen eine Berechnung der Entfernung der Last zum Drehpunkt. «Das Wichtigste bei diesem System ist eine exakte Kalibrierung. Die Längen der Kranteile müssen exakt eingemessen und in der Software hinterlegt sein. Davon hängt die Genauigkeit ab», sagt Johan van Arkel.
Sensoren statt Messband für hohe Genauigkeit
Christian Graber wurde hellhörig, als ihm Johan van Arkel von der Tätigkeit seines Unternehmens in Holland erzählte. Das System nutzt für die Sicherung von Schienenfahrzeugen jene Werte, mit denen auch die Länge eines Holzstamms gemessen werden könnte, war sich Graber sicher.
Johan van Arkel verstand sofort, was Christian Graber benötigt und er sah, dass die Entwicklungen seines Unternehmens zur Überlastsicherung auch als Messsystem genutzt werden könnten. Mit ein bisschen angepasster Software sollte dies möglich sein. Nach den Skiferien grübelte Johan van Arkel bereits auf der Heimreise über ein Kran-Mess-System.
«Gramess» ist das Messsystem für Holzstämme
Es wurde noch nicht Frühling, da erhielt Cristian Graber die Nachricht, dass man das entsprechende System entwickelt habe und auf seinem Forstschlepper nun nachgerüstet werden könne. Die notwendigen Sensoren und der Rechner mit der entsprechenden Software wurden von Nijhuis angeliefert, aufgebaut und während einiger Zeit fortlaufend optimiert.
Das Unternehmen hat die Maschine von Christian Graber nachgerüstet. Was hier bisher als «System» bezeichnet wird, wurde auf den Namen «Gramess» getauft und bedeutet «Graber-Messsystem».
Der Arbeitsaufwand nimmt ab und die Kranleistung nimmt zu
Christian Graber nutzt Gramess in der zweiten Saison und ist sehr zufrieden mit der Genauigkeit und der Präzision, mit welcher er nun die Säge am Greifer nutzen kann.
«Es bringt mir einen grossen Nutzen, wenn ich die Holzstämme am Lagerplatz sägen kann und dabei die für die Nutzung optimale Länge wählen kann, ohne dass jedes Mal von Hand gemessen werden müsste.»
Graber schätzt, dass ihm das System mindestens eine halbe Arbeitskraft einspart, da er nun alleine und alles aus der Kabine heraus messen kann. Die Funktion von Gramess basiert auf dem System der Schienenfahrzeuge, das sich seit Jahren bewährt. Jede Bewegung des Krans wird mit Sensoren überwacht und in einem Rechner zusammengeführt. Am Terminal in der Kabine erfolgt die Anzeige der Distanz, wenn das Messsystem aktiviert ist. Während dem Betrieb wird die Säge an der Stirn des Stamms angesetzt.
Dann wird der Messvorgang gestartet.
Christian Graber schwenkt den Greifer mit der Säge dem Stamm entlang.
Wenn die gewünschte Länge erreicht ist, packt er den Stamm und trennt ihn.
Bei diesem Vorgang ist es wichtig, dass das Fahrzeug nicht fährt und lenkt. Zudem darf beim Schwenken des Krans der Stamm nicht bewegt werden. Ansonsten stimmen die Angaben nicht.
Nebst dem Schwenken sind alle weiteren Kranbewegungen möglich und im Messsystem integriert. Die Massanzeigen am Terminal sind sehr genau. Sie weichen dann etwas ab, wenn die Säge nicht senkrecht zum Stamm steht oder dieser am Hang liegt.
Nijhuis Engineering, Dronten
Nijhuis Engineering in Dronten NL hat sich auf elektronische Schutzmassnahmen bei Kranfahrzeugen auf Schienen spezialisiert. Mit der gleichen Sensortechnik und angepasster Software wurde auch das Längenmesssystem «Gramess» entwickelt. Die beiden Firmeninhaber Johan und Willem van Arkel haben einen landwirtschaftlichen Hintergrund und rüsten auch landwirtschaftliche Anhänger wie Silierladewagen oder Universalstreuer mit On-Board-Wägesystemen aus. Am Firmensitz in Dronten werden die Sensorbauteile selbst geplant und gebaut sowie auch die Software entwickelt. Da es sich bei Schienenfahrzeugen oft um Einzel-anfertigungen handelt, gibt es am gleichen Firmensitz auch eine eigene Abteilung für die Metallbearbeitung, das Schweissen und Montieren für die Produktion der Schienenfahrwerke.
Krantuning verbessert die Auslastung
Das von Christian Graber eingesetzte Messsystem ist auf dem Markt unter dem Namen «Gramess» bekannt. Den Import, die Montage und den Support zu Gramess leistet die Connect Tech GmbH in Wiedlisbach BE. Die Nachfrage ist erfreulich, es konnten bereits weitere Forstmaschinen mit Gramess ausgerüstet werden. Die Sensorik, welche dabei verwendet wird, könnte auch für zusätzlichen Nutzen sorgen. So liesse sich die Endlage von Zylindern erkennen und eine Endlagendämpfung rechnerisch an einem konventionellen Zylinder steuern. Die Connect Tech GmbH entwickelt auch eigene Lösungen, damit die Auslastung eines Krans verbessert werden kann. Um den Wechsel von einem Anbaugerät am Kran zu einem anderen zu beschleunigen, hat die Connect Tech GmbH ein Schnellwechselsystem namens ROKE entwickelt. [IMG x10] Damit kann die mechanische Verbindung vom Greiferkopf zum Anbaugerät automatisch gekoppelt werden und die Hydraulikkupplungen verbinden sich, geschützt im Gehäuseinneren, ebenfalls von selbst. Die Verbindungseinheit rastet mit drei Klinken automatisch ein und trägt zwölf Tonnen. Zum Lösen der Verbindung werden die Klinken manuell gelöst. Mit dem Schnellwechsler lohnt es sich, auch für nur wenige Hübe auf das geeignetste Gerät zu wechseln, anstatt mit einer Einheitszange Kompromisse auf Kosten der Leistung und der Qualität einzugehen. Das steigert die Auslastung eines Krans.
