-
Anordnung zur Anzeige des von einem Planumsschneidgerät herzustellenden
Planums Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Anzeige des von einem Planumsschneidgerät
herzustellenden Planums, mit einer nach dem optisch-elektrischen Prinzip arbeitenden
Sende- und Empfangseinrichtung, insbesondere für Tagebaugeräte des Braunkohlenbergbaues.
-
Es ist bekannt, zur Kontrolle und zur Erzielung eines gewünschten
Planums in den Tagebaubetrieben des Braunkohlenbergbaues an den Fördergeräten, z.
B. an Schaufelrad- und Eimerkettenbaggern, das Prinzip der Schlauchwaage anzuwenden,
indem der Differenzdruck bzw. die verschiedenen Meßhöhen in den Füllstandsgefäßen
über Drehspulen oder Potentiometer, z. B. mittels Manometer, derart beeinflußt werden,
daß die Sollabweichung durch elektrische Schaltmittel eine Höhenanzeige zuläßt.
Durch bekannte schaltungstechnische Maßnahmen ist es auch gegeben, daß die veränderte
Spulenspannung direkt zur Höhenkorrektur des Planumsschneidwerkzeuges ausgenutzt
wird. Die Anwendung des Schlauchwaageprinzips ist für die Planumsanzeige insofern
nachteilig, als durch die Vielzahl der auftretenden Störfaktoren, z. B. durch Witterungseinflüsse,
wie Hitze und Kälte, mechanische Beschädigungen der Verbindungsleitungen, Leckverluste
usw. derartige Ungenauigkeiten im Meßsystem auftreten, daß die Funktionstüchtigkeit
nicht mehr gegeben ist. Mit ähnlichen Mängeln ist ein weiteres bekanntes Planumsanzeigegerät
behaftet, welches auf dem Pendelprinzip beruht.
-
Bei diesem Prinzip werden die verschiedensten Neigungsausschläge
des Pendels, verursacht durch die Schrägstellung des Planumsschneidgerätes, zur
Höhenanzeige ausgenutzt; dies geschieht hierbei durch einen mit einem verschiebbaren
Eisenkern ausgestatteten Differentialtransformator, der durch den Pendelausschlag
betätigt wird. Dieses Gerät läßt sich nur an solchen Gewinnungsgeräten, z. B. Eimerkettenbaggern,
anwenden, die ohne Vorschub des Planumsschneidgerätes arbeiten. Da durch das Verschieben
des Vorschubauslegers auch der Pendelausschlag wirksam wird, ohne daß eine Veränderung
der Planumshöhe eintritt, kommt es zu Fehlkorrekturen. Ein Verschieben des Vorschubauslegers
mit dem daran befindlichen Gewinnungsgerät ist aber beim Planumsschneiden deshalb
unbedingt notwendig, weil ein Verfahren des gesamten Tagebaugerätes für diesen Arbeitsvorgang
nicht möglich ist, da das Tagebaugerät mit anderen Geräten, z. B. mit einem Förderbandwagen,
im Verbundbetrieb arbeitet. Deshalb wird noch immer ein Planumswinker als Beobachter
am Gewinnungsgerät bzw. am Planierstück des Baggers aufgestellt, der den Baggerführer
durch
Zeichen verständigt, inwieweit das Sollplanum eingehalten wird. Des weiteren ist
es auch bekannt, mit Hilfe von Nivellierinstrumenten oder Theodoliten ein Planum
mit einer vorgegebenen Höhe bzw.
-
Neigung zu erzielen. Hierbei muß ein Beobachter an einem der genannten
Instrumente ständig die Zielmarken am Baggerplanierstück anvisieren. Der Mangel
besteht hierbei neben dem Einsatz einer Arbeitskraft auch in der Unfallgefahr, der
der Planumswinker ausgesetzt ist. Bei der Anwendung von geodätischen Meßverfahren
ist eine Person an der Zielmarke und eine weitere Person am Theodoliten zu postieren.
-
Es ist auch eine Anordnung bekannt, das die vorgesehene Normalhöhe
des Gerätes durch die Lichtstrahlen eines Spezialscheinwerfers steuert. Das geschieht
dadurch, daß von einem festen Punkt ein paralleler Lichtstrahl zum Gerät gesendet
und dieses über Fotozellen und Verstärker in Lichtstrahlmitte gehalten wird. Dieses
Prinzip der optisch-elektrischen Höhenmessung mittels Lichtstrahlen ist nicht praktisch
anwendbar, da die Lichtstrahlen nur auf sehr begrenztem Raum und nur in geringen
Entfernungen wirksam werden, wobei Fehlmessungen durch Fremdeinstrahlungen, wie
z. B. durch Sonnenlicht eintreten können.
-
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein für sämtliche Betriebsanforderungen
des Bergbaues anwendbare Anordnung zu schaffen, welche sich durch einen einfachen
Aufbau, eine sichere Wirkungsweise und eine hohe Präzision auszeichnet sowie eine
Planumsanzeige über eine große Fläche ermöglicht.
-
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß ein mit selektiver
Fluoreszenz arbeitender optischer Verstärker, dessen gerichtetes und kohärentes
Strahlungsband auf eine am Planumsschneidgerät angebrachte
Empfangseinrichtung
weist, auf einem stationären oder verfahrbaren, auf dem Planum ruhenden Gerät angebracht
ist, und daß das Strahlungsband mittels eines vor dem optischen Verstärker angeordneten,
um eine vertikale Achse drehbaren Spiegels kontinuierlich sowie parallel zum Sollplanum
über das zu schneidende Planum hin richtbar ist. Das auf optischen Verstärkern beruhende
Prinzip der Erzeugung eines Strahles durch selektive Fluoreszenz zeichnet sich durch
eine große Reichweite, eine sehr scharfe Bündelung und die hohe Energiedichte aus.
Dieser Strahlungseffekt wird zur Planumsanzeige für Tagebaugeräte derart ausgenutzt,
daß die Lichtwellen von einem in größerer Entfernung gewählten Standpunkt aus auf
dem Planum in einer bestimmten Höhe gegen die am Planumsschneidgerät des Tagebaugerätes
angeordneten Empfangseinrichtungen gerichtet sind, und daß der auftreffende Lichtstrahl
(Laserstrahl) von einer der übereinander angeordneten Empfangselemente aufgenommen
wird, was zur Signalauslösung am Schaltpult des Bedienungsstandes des Tagebaugerätes
ausgenutzt wird.
-
Bei einer Abweichung der vorgegebenen Sollplanumshöhe werden die
unter oder oberhalb des vorgegebenen - Sollkontaktes an der Empfängerseite angeordneten
Kontakte durch den kohärenten Lichtstrahl beaufschlagt, wobei der durch eine bekannte
elektrische Schaltungsanordnung ausgelöste Schaltimpuls im Führerstand des Tagebaugerätes
ein Signal so auslöst, daß eine manuelle oder selbsttätige Korrektur der Höhenverstellung
des Planierstückes ermöglicht wird. Da das Planumsschneidgerät sich über eine größere
Fläche des Tagebaues unter Beibehaltung des vorgegebenen Höhenniveaus bewegt, ist
es notwendig, daß der gewünschte Strahl eine der Größe des Arbeitsbereiches des
Planumsschneidgerätes entsprechenden Fläche kontinuierlich bestreicht. Dies geschieht
durch einen vor dem optischen Verstärker im Strahlungsbereich angeordneten und um
eine vertikale Achse drehbaren Spiegel, der sich kontinuierlich innerhalb eines
gewählten und einstellbaren Winkelbereiches hin- und herbewegt. Dadurch gelangt
der Strahl auch bei einer veränderten Stellung des Planumsschneidgerätes auf die
daran befestigten Empfangseinrichtungen.
-
Der optische Verstärker wird an Stelle des Fernrohres eines bekannten
Theodoliten unter Beibehaltung der Winkelmeßeinrichtung in diesen eingelassen; somit
ist die im Vermessungswesen übliche Genauigkeit mit dem beschriebenen Gerät ebenfalls
erreichbar.
-
An Hand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Anordnung näher beschrieben.
-
Die Figur zeigt eine schematische Darstellung der Anordnung.
-
Auf dem Planum 1 eines Tagebaues wird ein mit selektiver Fluoreszenz
arbeitender optischer Verstärker 2 auf einem stationären oder verfahrbaren Gerät
3 aufgesetzt, an dessen Strahlungsaustrittsöffnung ein um eine vertikale Achse drehbarer
Spiegel 4 angeordnet ist der den im optischen Verstärker 2 erzeugten und ausgestrahlten
kohärenten Lichtstrahl in Richtung des Planumsschneidgerätes 5 eines Tagebaugerätes
6 in einer bestimmten, an der Grundplatte des optischen Verstärkers 2 eingestellten
Höhe sendet. Eine am Planumsschneidgerät 5 angeordnete Empfangseinrichtung 7 weist
mehrere vertikale übereinander angeordnete Empfangselemente auf, die bei Unter-
oder Überschreitung des eingestellten Planumsniveaus entsprechend der Abweichung
der Isthöhe von der Sollhöhe ein Signal in die Steuerzentrale 8 des Tagebaugerätes
6 geben. Zeigt die Signalanzeige eine Unter- oder Überschreitung der Sollplanumshöhe
an, so kann manuell oder mittels bekannter Regelorgane das Planumsschneidgerät 5
in die vorgegebene Höhe gesenkt bzw. gehoben werden.