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Mobiles synchronisiertes Windensystem zur Bewirtschaftung
von begehbaren Kanälen MobiK
Funktionsbeschreibung
Aufgestellt Technische Betriebe Solingen Teilbetrieb Stadtentwässerung Solingen, Juni 2013 Bearbeiter: Dipl.-Ing. Stefan Grotzki
Das neu konzipierte technische Beförderungssystem dient der sicheren Bewirtschaftung von begehba- ren Kanälen mit überdurchschnittlich langen Haltungen, deren Länge deutlich über den üblichen 100 Metern liegt, welche von den Feuerwehren zur Rettung bedient werden kann.
I. Komponenten
Das „Mobile synchronisierte Windensystem“ zur Bewirtschaftung von begehbaren Kanä- len (MoBiK) besteht aus folgenden Komponenten:
2 Stück gummibereifte Fahrwagen mit einer Sitz-/Arbeitsfläche von 75 x 200 cm mit seitlichen Führungen (Einsatz im begehbaren Kanal, Medium Abwasser) Fahrwagen Nr. 1: Wartung
Fahrwagen Nr. 2: Sicherung und Ersthelfer
Zugfestes Datenkabel (Steuerkabel) mit Umlenkrollen, angebracht an den Fahr- wagen und den hydraulischen Seilwinden. Die Fahrwagen sind mit einer Schnell- Kupplung ausgestattet.
2 Stück hydraulische Winden mit Antriebsaggregat und Vor-Ortsteuerung.
Aufstellort: Schachteinstiege
Steuerkabel mit Umlenkrollen zwischen Winden und den Fahrwagen.
Fernbedienung auf einem der Fahrwagen für die Windensteuerung und Wechsel- sprechfunk
Digitale bzw. analoge Videoüberwachung
Oberirdische Steuerung der Winden für den Bedarfsfall
Gaswarngeräte im Kanalbereich mit oberirdischen Auswertstationen (Touch- screen-PC). Datenübertragung über Funk.
II. Funktionsweise allgemein
Das Windensystem mit hydraulischem Antrieb, bestehend aus 2 Winden mit jeweils einem Antriebsaggregat und Datenkabel (LWL mit Kevlargewebe ummantelt), welches über aus- reichend Zugkraft verfügt, dient als Antriebseinheit für die Vor- und Rückwärts-fahrten im Kanal. Über Umlenkrollen im Bereich der Schachtsohlen werden die Fahrwagen an bei- den Fahrwerksenden mit dem zugfesten Datenkabel verbunden. Zuvor wird unter Zuhilfe- nahme eines leichten Kunststoffseils und eines Fenders das Zug,-/ Datenkabel der Win- den in die Kanalstrecke eingezogen. Sollte die normale Fließgeschwindigkeit (Schlepp- kraft für den Fender) nicht ausreichen, kann bei Bedarf eine Schwallspülung/ Hoch- druckspülung aktiviert werden.
Die Fahrwagen (Material: Edelstahl) bestehen aus einer Plattform (voraussichtlich 75 x 200 cm), einem höhen- und seitenverstellbaren Fahrwerk und 4 Seitenrädern, welche ei- ne sichere Trassenführung im Rohrstrang erlauben (s. Zeichnung Variante I).
Eine Fahrwerksführung im Scheitel des Stahlbetonrohres ist auch möglich, bedingt jedoch die Montage einer Führungsschiene im Scheitel des Kanals (s. Zeichnung Variante II).
Seite 3 Die Steuerung der Anlage wird über eine Steuereinheit auf den Fahrwagen vom War- tungspersonal/Ersthelfer vom Fahrwagen aus und bei Bedarf vom Personal an den ober- irdischen Winden gewährleistet. Die Winden sind optional mit einer Stahlseiltrommel aus- gestattet, welche vor dem Personeneinsatz eine Kanalreinigung durchführen.
Über die Steuereinheit auf einem der Fahrwagen sind folgende Funktionen möglich:
Schalter 1: Vorwärtsfahrt über Winde 2
Schalter 2: Rückwärtsfahrt über Winde 1
Schalter 3: Nothaltschalter
Wechselsprechfunk
Übertragung eines digitalen oder analogen Videos, sowohl zur Überwachung der Arbeiten als auch des Dokumentation Ist-Zustands des untersuchten Kanals
Das Windensystem verfügt über folgende Sicherheitssysteme:
Überlastsicherung
Seilendabschaltung
Schlaffseilabschaltung
Vorspannung für die ablaufende Winde
Seillängenmessung
Störungsanzeige auf einem Steuerschalter
Anzeige der Zugkraft auf dem Steuerschalter
Explosionsschutz der Steuerung
Die Steuerung des Fahrwerks wird grundsätzlich direkt vom Wartungspersonal im Kanal und bei Bedarf unmittelbar an der Seilwinde vorgenommen. Die Zuggeschwindigkeit und damit die Fahrgeschwindigkeit des Fahrwagens im Kanal beträgt ca. 30 m/min, so dass im Notfall eine zügige Rettung/Bergung des Wartungspersonals möglich ist.
Die personelle Ausstattung des Einsatzes ist abhängig von der Art der geplanten Tätig- keit. In der Regel sind es 3 Mitarbeiter.
III. Funktionsweise der Seilwinden
Die Seilwinden sind mit folgenden Funktionen ausgestattet:
Feinregelung der Geschwindigkeit der Seilwinden
Leerlaufschaltung
Geregelte Seilbremse
Geregelte Vorspannung
Nachlaufschutz an der abspulenden Seilrolle
Separate Bedienungsmöglichkeit an den Winden bei Ausfall der Fernbedienung
Abschaltung der Winden bei losem Seil
Betrieb der Winden für geregeltes Ablassen einer Last
Die Winden und die Antriebsaggregate werden auf transportfähigen Rahmen aus verzink- tem Profilstahl montiert und standsicher bei den Schachteinstiegen aufgestellt.
IV. Funktionsweise Gaswarnsystem
Benutzt werden die MSA AuerAltair 5 Geräte mit wireless-USB und Farbdisplay im Zusammenspiel mit alphaSCOUT Geräten und zwei AlphaBASE Stationen z.B. an Touchscreen-PC s.
Die Altair 5 Geräte+alphaSCOUT`s werden gemeinsam je Mitarbeiter im Schacht/im Kanal getragen. Vereinfacht ausgedrückt senden die Altair 5 ihre Werte an die zuge- hörigen AlphaSCOUT`s „am Mann“, diese leiten sie weiter an den/die PC s mit alpha- BASE in Funkreichweite z.B. am Einstiegs- bzw. am Ausstiegsschacht, oder an die Empfängerantennen in der Kanalhaltung. Ein zweiter AlphaSCOUT pro Altair 5, zu- sätzlich zu dem „am Mann“ kann jeweils als Signalweiterleiter/-verstärker (Repeater) genutzt werden, um eine Zusatzstrecke zu überbrücken. Da die Geräteträger, bis auf die Posten im Start- und Zielschacht, im Kanal im Bereich von ca. max. 15m zusam- menbleiben, messen alle Gaswarngeräte die gleiche Atmosphäre. Vor dem Einstieg werden alle Altair 5 Geräte+alphaSCOUT`s an beiden AlphaBASE Stationen mit Touchscreen-PC s angemeldet. Dadurch wird sichergestellt , dass jede Altair 5 Gerä- te+alphaSCOUT Kombination von jedem AlphaBASE erkannt wird, sobald er in Funk- reichweite ist. Im erstem Haltungsteil (vom Einstieg aus gesehen), hier ca. ½ bis ⅔ der Gesamthaltung, wird die Funkübertragung vom Gaswarngerät zum Alpha SCOUT`s „am Mann“ über ein 2,4 GHz Funksystem [W-USB] gewährleistet, danach zur Antenne an die AlphaBASE Stationen mittels 500mW über die 866MHz Frequenz (35 cm Band, alte C-Netz Frequenz), oder aber über einen weiteren AlphaSCOUT im Repeater-Modus (Signalweiterleitung) zur Antenne in der Kanalhaltung, welche über ein Schlitzwandkabel (wirkt selber auch als Antenne) zum Antennenanschluss der Al- phaBASE-Stationen führt. Die Software auf den PCs ermöglicht die Überwachung der Gasmesswerte im Kanal, die Überwachung der Geräteträger auf Bewegungslosigkeit bei z.B. Bewusstlosigkeit, und Einschätzung von Gefährdungen auch ohne Sicht oder Rufkontakt. Die Kabel können beim Neubau im Rohrscheitel mit eingebaut werden, oder auch nachgerüstet werden. Beim Erst-Einstieg werden die Antennen mitgenom- men, und am Ende der Schlitzwandkabel am Kanalscheitel befestigt. Diese Arbeiten werden vom Zielschacht aus zuerst durch einen „Fußtrupp“ erledigt, und danach vom Startschacht aus mit dem Fahrzeug beim Passieren des Schlitzwandkabelendes. Ca.
200m weiter wird der AlphaSCOUT im Repeater-Modus am Rohrscheitel befestigt.
Damit ist eine Datenübertragung zu mindestens einer der AlphaBASE-Stationen auch bei Haltungslängen von ca. 800 m gesichert.
V. Einsatzmöglichkeiten und Wirtschaftlichkeit der Neuentwicklung
Reinigen einer Kanalsohle mittels Schleppkorb (Fahrwagen wird in diesem Fall abgekoppelt)
Inspektion von Kanälen mittels analoger oder digitaler Videoaufzeichnung
Wartung und Sanierung von begehbaren Kanälen mit bemannten Fahrwagen Das „Mobile synchronisierte Windensystem“ ist für begehbare Kanäle konzipiert und arbeitet unabhängig von Anzahl und Länge der üblichen Flucht- und Rettungswege von derzeit rd. 100 m; das Mobile Windensystem erlaubt vielmehr eine Überschreitung dieser bisherigen Grenze um eine vielfach längere Strecke. Im Notfall kann das War- tungspersonal unter Einsatz der technischen Ausrüstungen und dem Begleitfahrwa- gen/Ersthelfer ohne Einsatz der Feuerwehr zügig gerettet werden. Die Ret-
tung/Bergung des Wartungspersonals durch die Feuerwehr über einen Rettungsweg im Kanal von einer über 100 m langen Strecke ist mit den, der Feuerwehr zur Verfü- gung stehenden Ausrüstungen nicht zu bewerkstelligen.
Seite 5 Die Funktionsweise der Mobilen Winde ist mit der zuständigen Unfallkasse NRW und der zuständigen Solinger Feuerwehr abgestimmt.
Ein sicheres Begehen, Warten und Sanieren von begehbaren Kanälen mit sehr lan- gen Haltungen (Schachtabständen) unter Berücksichtigung der allgemeinen Unfall- verhütungsvorschriften (UVV) ist gewährleistet.
Anlage: Konzeptskizze aus dem Pilotprojekt „Sammler Untenitter“
