Überwachungssystem für lagegenaues Bohren oder Montieren

Freie-PM.de: Patentierte Neuentwicklung Elopos / Messen ohne Taucher oder Einweiser und Hilfskräfte

Elopos ist ein robustes, einfach zu bedienendes Messsystem zur Fernüberwachung der Senk- und Waagerechten oder für die Ausführung genau definierter Neigungen. Bei Bohr- und Montagearbeiten - auch unter Wasser oder aus der Luft - können Lage und Ausrichtung von Bohrgestängen, Bauteilen oder Maschinen jederzeit vom Maschinenführer kontrolliert und korrigiert werden. Egal ob Hoch- oder Tiefbau, Hubschraubermontage oder Wasserbau, die patentierte Neuentwicklung erlaubt höchste Präzision gerade bei schlecht erreichbaren oder schwer zu überwachenden Einbausituationen. Auch kontinuierliche Neigungsmessungen, etwa an historischen Gebäuden, bei auf dem Grund liegenden Schiffswracks oder Deformationsmessungen unter und über Wasser, sind möglich

Theodolite und andere optische Präzisionsmessgeräte dienen zur exakten Bestimmung der senkrechten oder horizontalen Ausrichtung von ruhenden Gegenständen. Sie stoßen jedoch an ihre Grenzen, wenn die Lage von Bohrgestängen, im Wasser oder in der Luft schwebender Montageteile sowie anderer sich bewegender Objekte unter robusten Einsatzbedingungen und dabei präzise zu überwachen ist: So müssen beispielsweise bei Unterwasserarbeiten stets teure Taucher gebucht werden, um die korrekte Ausrichtung von Bohrgestängen, Gewindestangen oder zu montierenden Schleusentoren und Wehren zu gewährleisten. Während des Hubschraubertransports benötigt der Pilot Hilfskräfte, um die unter ihm hängende und für ihn nicht sichtbare Last in der richtigen Position abzusetzen. Und selbst bei an sich einfachen Montagearbeiten zu ebener Erde müssen Anschläger an der Stahlstütze oder dem Betonfertigteil den Kranführer exakt und sicher einweisen.
Mit diesem personellen Aufwand (und damit auch der Gefahr von Verzögerungen oder Missverständnissen in der Kommunikation) macht das patentierte elektro-optische Positionierungssysteme Elopos nun Schluss! Denn die Neuentwicklung ermöglicht die automatische Fernübertragung aller Neigungsdaten an jeden beliebigen Ort im Umfeld der Baustelle. Der Pilot im Helikopter, der Kranfahrer in der Kanzel oder der Maschinist der Bohrlafette können jetzt jederzeit selbst Lot oder Winkelabweichung des Gerätes beziehungsweise der Last feststellen und ausgleichen.

Universell - per Funk oder Kabel
Das Messsystem Elopos steht derzeit in vier, demnächst in fünf Grundkonfigurationen zur Verfügung, die darüber hinaus durch individuelle Anpassungen für spezielle Bau-, Montage- und Überwachungsaufgaben geeignet sind. Die Basisversion bildet das leitungsgebundene Elopos cable im druckfesten Kunststoffgehäuse. Das Einstiegsgerät ist auch als Einweglösung geeignet, zum Bespiel einbetoniert in Primärstützen. Für alle bewegten Lasten sowie ungünstig gelegene Messorte wurde Elopos wireless mit störungsfreier Funkübertragung entwickelt.
Bei Arbeiten unter Wasser wird generell die kabelgestützte Übertragung empfohlen. Möglich sind aber auch hybride Lösungen, bei denen das Kabel nur bis zur Wasseroberfläche reicht und dort mit einem Transmitter verbunden ist, der die Daten per Funk zur Auswertung sendet. Alternativ können die Daten auch komplett drahtlos per Unterwassertelemetrie übertragen werden.
Für höhere mechanische und/oder chemisch Belastungen ist vor allem Elopos extreme geeignet, bei dem die Messeinheit in einem stabilen Edelstahlgehäuse untergebracht ist und die Daten wahlweise per Funk oder Kabel übertragen werden. Die Extremvariante lässt sich in stark belasteten oder sogar kontaminierten beziehungsweise aggressiven Umgebungen einsetzen (z.B. in Faultürmen, Kläranlagen, Silos oder ätzenden Flüssigkeiten).

Kompensierte Vibrationen und Dauereinsatz
Speziell für den Einsatz bei Montagearbeiten mit dem Hubschrauber wird als vierte Grundkonfiguration Elopos helicopter mit erweiterten Libellen angeboten. Noch in der Testphase befindet sich Elopos offshore, das neben der allen Systemen eigenen Unempfindlichkeit gegen elektrische oder magnetische Störungen zusätzlich auch Vibrationen und Schwingungen beim Montagevorgang kompensieren kann. Damit lässt sich dann die Senkrechtstellung von Spundwänden und Rammpfählen während des Eintreibens kontrollieren. Die systemeigene Schwingungskompensation ermöglicht außerdem das genaue Ausrichten von Unterwasserbauteilen vom Montageschiff aus, zum Beispiel beim Ausrichten der Fundamente von Offshore-Windkraftanlagen.
Elopos unterliegt keiner Nullpunktdrift, wodurch neben der Überwachung von Montagevorgängen aller Art auch Langzeitbeobachtungen ohne Korrektur der Messwerte möglich sind. Etwa Bewegungsuntersuchungen bei Wracks und anderen Objekten auf dem Seegrund/Meeresboden oder die permanente Kontrolle der Standsicherheit und Neigung von historischen Gebäuden ("Schiefe Türme", nicht nur in Pisa) sowie Bauwerken in Hanglage oder unmittelbar an Baugruben (typisch im beengten innerstädtischen Bauen). Aber auch: Deformationsuntersuchungen unter Wasser (z. B. Kaimauern oder Wänden von Trockendocks).
Die Messeinheit wird für diese Aufgaben dauerhaft am Beobachtungsobjekt montiert. Das Steuerungsmodul steht entweder ebenfalls dauerhaft in der unmittelbaren Umgebung, etwa im Büro der Bauleitung, oder es wird in vorgegebenen Zeitabständen zum Objekt gebracht und nur zur Messung angeschlossen. Gerade bei diesen mobilen Nutzungen bewähren sich die kompakte Bauweise und die störungssichere Analogtechnik von Elopos, die das System unabhängig von Computersystemen oder Software machen.

Dokumentierte Überwachung
Elopos besteht im Kern aus nur drei Elementen: der Messeinheit, dem Steuerungsmodul sowie der Datenübertragung. Die einfachste Ausführung der Messeinheit (ca. 12 x 12 x 18 cm) wird mit systemzugehörigen Adaptern an den zu überwachenden Gegenständen montiert. Gehäuse in verschiedenen Bauweisen ermöglichen einerseits wirtschaftliche Konfigurationen bei Baustellen ohne besondere Beanspruchungen, andererseits aber auch den Einsatz unter widrigsten Bedingungen - etwa bei hohen mechanischen Belastungen oder in kontaminierten Umgebungen.
Die Messeinheit überträgt je nach gewählter Konfiguration über ein angeschlossenes Kabel oder drahtlos per Funk die Lagedaten an das an einem sicheren Ort aufgebaute Steuerungsmodul. Der Bediener sieht hier das vertraute Bild einer konventionellen Dosenlibelle, mit der er einfach und schnell die Ausrichtung des Einbauteils am Messort erkennen kann. Das Steuerungsmodul ist in einem stabilen Koffer untergebracht. Neben dem Monitor mit der Libelle enthält der Koffer die Stromversorgung (Akku und 24-V-Bordnetz von Baumaschinen) sowie - je nach gewählter Konfiguration - einen Funkempfänger, einen Digitalrecorder und/oder eine handelsübliche SD-Karte. Mit dem Recorder und der Speicherkarte lassen sich die Lagebilder als Videostream oder als Einzelbilder aufzeichnen, sodass bei Bedarf eine grafische Dokumentation der Ausrichtung zur Verfügung steht. Zudem ist es möglich, das System in ein Datennetzwerk einzubinden: Hierzu erhält der Datenrecorder einfach eine eigene Netzwerkadresse und ist damit über das Internet erreichbar. Selbst mit einem Smartphone kann so die Neigung beziehungsweise die Standsicherheit kontrolliert werden. Bereits in Vorbereitung befinden sich die Umwandlung in numerische Daten (z.B. in einer Excel-Tabelle) sowie daran anschließend die direkte Übergabe in die Prozesssteuerung, womit Perspektiven für den automatischen Einsatz eröffnet werden.

Foto: MGM Mess- und Geotechnik Michalski

MGM Mess- und Geotechnik Michalski UG ist ein junges innovatives Unternehmen, welches eigens zur Entwicklung von Elopos gegründet wurde. Begonnen hat alles 2008, mit der Anfrage eines Unternehmens aus dem Spezialtiefbau: Wie kann in 20 Metern Wassertiefe festgestellt werden, ob das Bohrgestänge einer Bohrlafette senkrecht ausgerichtet wurde. Besondere Bedingung: Es durfte nicht im Rohr gemessen werden. Mit der erfolgreichen Fertigstellung eines Elopos-Prototypen und der Anmeldung beim Deutschen Patent und Markenamt (DPMA) in München, stand der Weiterentwicklung zum umfassenden Elopos-Messsystem für die unterschiedlichste Einsatzbereiche nichts mehr im Weg. 2010 erhielt Elopos das Patent und wurde als Wortmarke beim DPMA geschützt.
MGM Mess- und Geotechnik Michalski UG (haftungsbeschränkt)
Dipl.-Ing. Carsten Michalski
Ohlestraße 36
22547 Hamburg
040 520193540

www.mgm-elopos.de

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Patentierte Neuentwicklung Elopos / Messen ohne Taucher oder Einweiser und Hilfskräfte

Elopos ist ein robustes, einfach zu bedienendes Messsystem zur Fernüberwachung der Senk- und Waagerechten oder für die Ausführung genau definierter Neigungen. Bei Bohr- und Montagearbeiten - auch unter Wasser oder aus der Luft - können Lage und Ausrichtung von Bohrgestängen, Bauteilen oder Maschinen jederzeit vom Maschinenführer kontrolliert und korrigiert werden. Egal ob Hoch- oder Tiefbau, Hubschraubermontage oder Wasserbau, die patentierte Neuentwicklung erlaubt höchste Präzision gerade bei schlecht erreichbaren oder schwer zu überwachenden Einbausituationen. Auch kontinuierliche Neigungsmessungen, etwa an historischen Gebäuden, bei auf dem Grund liegenden Schiffswracks oder Deformationsmessungen unter und über Wasser, sind möglich

Theodolite und andere optische Präzisionsmessgeräte dienen zur exakten Bestimmung der senkrechten oder horizontalen Ausrichtung von ruhenden Gegenständen. Sie stoßen jedoch an ihre Grenzen, wenn die Lage von Bohrgestängen, im Wasser oder in der Luft schwebender Montageteile sowie anderer sich bewegender Objekte unter robusten Einsatzbedingungen und dabei präzise zu überwachen ist: So müssen beispielsweise bei Unterwasserarbeiten stets teure Taucher gebucht werden, um die korrekte Ausrichtung von Bohrgestängen, Gewindestangen oder zu montierenden Schleusentoren und Wehren zu gewährleisten. Während des Hubschraubertransports benötigt der Pilot Hilfskräfte, um die unter ihm hängende und für ihn nicht sichtbare Last in der richtigen Position abzusetzen. Und selbst bei an sich einfachen Montagearbeiten zu ebener Erde müssen Anschläger an der Stahlstütze oder dem Betonfertigteil den Kranführer exakt und sicher einweisen.
Mit diesem personellen Aufwand (und damit auch der Gefahr von Verzögerungen oder Missverständnissen in der Kommunikation) macht das patentierte elektro-optische Positionierungssysteme Elopos nun Schluss! Denn die Neuentwicklung ermöglicht die automatische Fernübertragung aller Neigungsdaten an jeden beliebigen Ort im Umfeld der Baustelle. Der Pilot im Helikopter, der Kranfahrer in der Kanzel oder der Maschinist der Bohrlafette können jetzt jederzeit selbst Lot oder Winkelabweichung des Gerätes beziehungsweise der Last feststellen und ausgleichen.

Universell - per Funk oder Kabel
Das Messsystem Elopos steht derzeit in vier, demnächst in fünf Grundkonfigurationen zur Verfügung, die darüber hinaus durch individuelle Anpassungen für spezielle Bau-, Montage- und Überwachungsaufgaben geeignet sind. Die Basisversion bildet das leitungsgebundene Elopos cable im druckfesten Kunststoffgehäuse. Das Einstiegsgerät ist auch als Einweglösung geeignet, zum Bespiel einbetoniert in Primärstützen. Für alle bewegten Lasten sowie ungünstig gelegene Messorte wurde Elopos wireless mit störungsfreier Funkübertragung entwickelt.
Bei Arbeiten unter Wasser wird generell die kabelgestützte Übertragung empfohlen. Möglich sind aber auch hybride Lösungen, bei denen das Kabel nur bis zur Wasseroberfläche reicht und dort mit einem Transmitter verbunden ist, der die Daten per Funk zur Auswertung sendet. Alternativ können die Daten auch komplett drahtlos per Unterwassertelemetrie übertragen werden.
Für höhere mechanische und/oder chemisch Belastungen ist vor allem Elopos extreme geeignet, bei dem die Messeinheit in einem stabilen Edelstahlgehäuse untergebracht ist und die Daten wahlweise per Funk oder Kabel übertragen werden. Die Extremvariante lässt sich in stark belasteten oder sogar kontaminierten beziehungsweise aggressiven Umgebungen einsetzen (z.B. in Faultürmen, Kläranlagen, Silos oder ätzenden Flüssigkeiten).

Kompensierte Vibrationen und Dauereinsatz
Speziell für den Einsatz bei Montagearbeiten mit dem Hubschrauber wird als vierte Grundkonfiguration Elopos helicopter mit erweiterten Libellen angeboten. Noch in der Testphase befindet sich Elopos offshore, das neben der allen Systemen eigenen Unempfindlichkeit gegen elektrische oder magnetische Störungen zusätzlich auch Vibrationen und Schwingungen beim Montagevorgang kompensieren kann. Damit lässt sich dann die Senkrechtstellung von Spundwänden und Rammpfählen während des Eintreibens kontrollieren. Die systemeigene Schwingungskompensation ermöglicht außerdem das genaue Ausrichten von Unterwasserbauteilen vom Montageschiff aus, zum Beispiel beim Ausrichten der Fundamente von Offshore-Windkraftanlagen.
Elopos unterliegt keiner Nullpunktdrift, wodurch neben der Überwachung von Montagevorgängen aller Art auch Langzeitbeobachtungen ohne Korrektur der Messwerte möglich sind. Etwa Bewegungsuntersuchungen bei Wracks und anderen Objekten auf dem Seegrund/Meeresboden oder die permanente Kontrolle der Standsicherheit und Neigung von historischen Gebäuden ("Schiefe Türme", nicht nur in Pisa) sowie Bauwerken in Hanglage oder unmittelbar an Baugruben (typisch im beengten innerstädtischen Bauen). Aber auch: Deformationsuntersuchungen unter Wasser (z. B. Kaimauern oder Wänden von Trockendocks).
Die Messeinheit wird für diese Aufgaben dauerhaft am Beobachtungsobjekt montiert. Das Steuerungsmodul steht entweder ebenfalls dauerhaft in der unmittelbaren Umgebung, etwa im Büro der Bauleitung, oder es wird in vorgegebenen Zeitabständen zum Objekt gebracht und nur zur Messung angeschlossen. Gerade bei diesen mobilen Nutzungen bewähren sich die kompakte Bauweise und die störungssichere Analogtechnik von Elopos, die das System unabhängig von Computersystemen oder Software machen.

Dokumentierte Überwachung
Elopos besteht im Kern aus nur drei Elementen: der Messeinheit, dem Steuerungsmodul sowie der Datenübertragung. Die einfachste Ausführung der Messeinheit (ca. 12 x 12 x 18 cm) wird mit systemzugehörigen Adaptern an den zu überwachenden Gegenständen montiert. Gehäuse in verschiedenen Bauweisen ermöglichen einerseits wirtschaftliche Konfigurationen bei Baustellen ohne besondere Beanspruchungen, andererseits aber auch den Einsatz unter widrigsten Bedingungen - etwa bei hohen mechanischen Belastungen oder in kontaminierten Umgebungen.
Die Messeinheit überträgt je nach gewählter Konfiguration über ein angeschlossenes Kabel oder drahtlos per Funk die Lagedaten an das an einem sicheren Ort aufgebaute Steuerungsmodul. Der Bediener sieht hier das vertraute Bild einer konventionellen Dosenlibelle, mit der er einfach und schnell die Ausrichtung des Einbauteils am Messort erkennen kann. Das Steuerungsmodul ist in einem stabilen Koffer untergebracht. Neben dem Monitor mit der Libelle enthält der Koffer die Stromversorgung (Akku und 24-V-Bordnetz von Baumaschinen) sowie - je nach gewählter Konfiguration - einen Funkempfänger, einen Digitalrecorder und/oder eine handelsübliche SD-Karte. Mit dem Recorder und der Speicherkarte lassen sich die Lagebilder als Videostream oder als Einzelbilder aufzeichnen, sodass bei Bedarf eine grafische Dokumentation der Ausrichtung zur Verfügung steht. Zudem ist es möglich, das System in ein Datennetzwerk einzubinden: Hierzu erhält der Datenrecorder einfach eine eigene Netzwerkadresse und ist damit über das Internet erreichbar. Selbst mit einem Smartphone kann so die Neigung beziehungsweise die Standsicherheit kontrolliert werden. Bereits in Vorbereitung befinden sich die Umwandlung in numerische Daten (z.B. in einer Excel-Tabelle) sowie daran anschließend die direkte Übergabe in die Prozesssteuerung, womit Perspektiven für den automatischen Einsatz eröffnet werden.

Foto: MGM Mess- und Geotechnik Michalski

MGM Mess- und Geotechnik Michalski UG ist ein junges innovatives Unternehmen, welches eigens zur Entwicklung von Elopos gegründet wurde. Begonnen hat alles 2008, mit der Anfrage eines Unternehmens aus dem Spezialtiefbau: Wie kann in 20 Metern Wassertiefe festgestellt werden, ob das Bohrgestänge einer Bohrlafette senkrecht ausgerichtet wurde. Besondere Bedingung: Es durfte nicht im Rohr gemessen werden. Mit der erfolgreichen Fertigstellung eines Elopos-Prototypen und der Anmeldung beim Deutschen Patent und Markenamt (DPMA) in München, stand der Weiterentwicklung zum umfassenden Elopos-Messsystem für die unterschiedlichste Einsatzbereiche nichts mehr im Weg. 2010 erhielt Elopos das Patent und wurde als Wortmarke beim DPMA geschützt.
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Dipl.-Ing. Carsten Michalski
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22547 Hamburg
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