DE1658721B2 - Verfahren zur kursueberwachung einer laengs einer trasse zu fuehrenden baumaschine mit hilfe eines laserstrahles und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Kursüberwachung einer längs einer Trasse zu führenden Baumaschine mit Hilfe eines Laserstrahls, der von einem ortsfest aufgestellten Sender bis zu einer Projektionsfläche auf der Baumaschine verläuft

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und am Sendeort derart verschwenkt und auf der Baumaschine und in Abhängigkeit von der jeweils

Baumaschine vor der Projektionsfläche derart abge- selbsttätig ermittelten Verdrehung der Baumaschine

lenkt wird, daß mittels des Lichtpunkts auf der Pro- um ihre Längsachse abgetastet, wodurch die eben-

jektionsfläche die Lage- und Richtungsabweichungen falls gespeicherten Korrekturgrößen automatisch be-

der-Baumaschine gegenüber der gewünschten Trasse 5 rücksichtigt werden.

der Seite und der Höhe nach überwacht werden kön- Gemäß bevorzugter Ausführungsformen des erfin-

nen, sowie auf eine Einrichtung zur Durchführung dungsgemäßen Verfahrens werden die durch den

des Vetfahrens. Lichtpunkt des Laserstrahls angegebene Lage- und/

Ein derartiges Verfahren und eine Einrichtung zu oder die Richtungsabweichung der Baumaschine von seiner Durchführung sind aus der britischen Patent- 10 der Trasse in elektrische Signale umgewandelt, die schrift 937171 bekannt. Bei diesem bekannten Ver- zur Fernanzeige der Lage- und/oder Richtungsabfahren wird eine Lichtquelle, z. B. eine Laserstrahl- weichung und/oder zur direkten Steuerung der Bauquelle, zusammen mit einer zwischen ihr und der maschine verwendet werden. Diese Umwandlung der Baumaschine angebrachten Blende derart in Rieh- ursprünglich in Form optischer Signale vorliegenden tung einer zu erstellenden gekrümmten Trasse gc- 15 Lage- und Richtungsinformation der Baumaschine in schwenkt, daß der durch die Blende tretende Licht- elektrische Signale ermöglicht eine vollautomatische strahl mit Hilfe eines auf der Baumaschine angeord- Führung der Baumaschine.

neten Signals so auf eine Projektionsfläche abgelenkt Bei der Einrichtung zur Durchführung des erfinwerden kann, daß die Abbildung des Lichtstrahls bei dungsgemäßen Verfahrens wird ausgegangen von einer genauen Ausrichtung der Baumaschine hin- 20 einer Einrichtung zur Kursüberwachung einer längs sichtlich der zu erstellenden Trasse mit einem Mar- einer Trasse zu führenden Baumaschine mit Hilfe kierungspunkt auf der Projektionsfläche zusammen- eines Laserstrahles, der von einem ortsfest aufgestellfällt. Das bei gekrümmter Trasse erforderliche stan- ten Sender bis zu einer Projektionsfläche eines Empdige manuelle Schwenken der Lichtquelle und der fängers auf der Baumaschine verläuft und am Sende-Blende entsprechend der Vorwärtsbewegung der 25 on derart verschwenkbar und auf der Baumaschine Baumaschine und gegebenenfalls das Verstellen des vor dem Empfänger mittels einer optischen Ablenk-Spiegels auf der Baumaschine stellen hohe Anforde- vorrichtung derart ablenkbar ist, daß mittels des rangen an das Bedienungspersonal und führen leicht Lichtpunktes auf der Projektionsfläche die Lage- und zu Bedienungsfehlern, die Kursabweichungen der Richtungsabweichungen der Baumaschine gegenüber Baumaschine verursachen. 30 der gewünschten Trasse der Seite und der Höhe nach

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, überwachbar sind. Gemäß der Erfindung zeichnet ein Verfahren der eingangs angegebenen Art und sich diese Einrichtung durch eine dem Laserstrableine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfah- sender zugeordnete optische Ablenkvorrichtung, die rens zu schaffen, mit denen auch bei gekrümmten zum Schwenken des Laserstrahls dient, durch eine Trassen eine halb- oder vollautomatische Über- 35 zentrale Steuereinrichtung und durch den Ablenkwachung der Baumaschine auf richtige Lagen und vorrichtungen am Sender und Empfänger zugeoid-Vortriebsrichtung möglich ist. nete Stellglieder aus. welche die Ablenkvorrichtungen

In verfahrensmäßiger Hinsicht wird diese Aufgabe nach Maßgabe von der Steuereinrichtung zugeführler

gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß sowohl das Informationen einstellen.

Maß der Schwenkung des Laserstrahls am Sendeort 40 Mit Hilfe dieser relativ einfachen Einrichtung kann

als auch das Maß seiner Ablenkung auf der Bau- von einer zentralen Steuereinrichtung aus mit Hilfe

maschine nach einem entsprechend der gewünschten zweier Ablenkvorrichtungen sowohl der Laserstrahl

Trasse erstellten Programm in Abhängigkeit von am Sendeort geschwenkt als auch am Empfänger

dem jeweils erreichten Standort der Baumaschine vor- derart abgelenkt werden, daß die Baumaschine genau

genommen wird, wobei der Laserstrahl auf der Bau- 45 und fortlaufend nach einem der Steuereinrichtung

maschine so abgelenkt wird, daß er in Richtung der zugeführten Programm geführt wird,

gewünschten Trasse verläuft. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der

Durch diese gleichzeitige Schwenkung des Laser- Erfindung sind die optischen Ablenkvorrichtungen Strahls am Sendeort und seine Ablenkung am Emp- Glaskeile und die Stellglieder digital ansteuerbare fangsort auf der Baumaschine nach einem vorher 50 Schrittmotore, die über geeignete Getriebe die Glasaufgestellten Programm ist eine theoretisch unbe- keile jeder Ablenkvorrichtung gegeneinander und/ grenzte Führung der Baumaschine längs beliebig ge- oder gemeinsam verdrehen, so daß ein nach Größe krümmter Trassen möglich, ohne daß ein fortlaufen- und Neigung der ihn enthaltenen Ebene durch ein des Nachrichten der Richtung des Laserstrahls und digitales Signal bestimmter räumlicher Ablenkwinkel auch der Ablenkmittel auf der Baumaschine mit Hilfe 55 für den Laserstrahl einstellbar ist.
der bisher üblichen geodätischen Hilfsmittel erforder- Der Träger der digitalen Signale kann ein von der lieh ist. zentralen Steuereinrichtung abgetasteter Aufzeich-

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung können nimgsträger sein.

zusätzlich zum Ausgleich von während des Vortrieb* Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfinauftretenden Verdrehungen der Baumaschine um ihre 60 dung weist der Empfänger optische Mittel auf, die Längsachse bei der Schwenkung und Ablenkung des den mit Hilfe der Glaskeile in die Richtung der geLaserstrahls Korrekturgrößen berücksichtigt weiden. wünschten Trasse abgelenkten Laserstrahl derart auf

Das zur Führung der Baumaschine erstellte Pro- zwei getrennte Teilflächen der Projektionsfläche abgramm kann nach Maßgabe des jeweils erreichten bilden, daß auf der ersten Teilfläche die Lageabwei-Standortes der Baumaschine von Hand oder über 65 chung der Baumaschine und auf der zweiten Teileinen Aufzeichnungsträger eingegeben werden. Bei fläche die durch den eingeschlossenen Winkel zwi-Verwendung eines Aufzeichnungsträgers wird dieser sehen dem in Richtung der Trasse geschwenkten nach Maßgabe des jeweils erreichten Standortes der Laserstrahl und der optischen Achse der Empfangs-

einrichtung gegebene Richtungsabweichung der bei dem der Sendeort A unverändert bleibt, in AbBaumaschine festgestellt wird. hängigkeit des jeweils erreichten Standortes B der

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieser Schildvortriebsmaschine 4 als Einstellwerte den AbWeiterbildung bilden die optischen Mittel einen lenkvorrichtungen 5 und 6 zugeführt. Die Ablenk-Strahlteiler, dessen einer Strahl zur Anzeige der 5 vorrichtungen 5 und 6 werden dabei von einer ge-Lageabweichung und dessen anderer Strahl zur An- meinsamen zentralen Steuereinrichtung 7 ferngezeige der Richtungsabweichung dient. steuert, die eine Speichereinrichtung 71 zur Ab-

Gemäß weiterer Ausführungsformen der Erfin- tastung eines Aufzeichnungsträgers oder ein Tastendung weisen die beiden Teilflächen Koordinaten- feld 72 zur z. B. numerischen Eingabe von Einstellteilungen zur Bestimmung der Abweichungen der io werten für die Ablenkvorrichtungen aufweist. Ein Lichtpunkte von Sollagen auf, oder aber in dem Emp- von der Speichereinrichtung 71 abgetasteter Auffänger sind lichtempfindliche Elemente vorgesehen, zeichnungsträger enthält alle für den entsprechenden die beim Auftreffen des Laserstrahls der jeweiligen Ausbauabschnitt nötigen Einstellwerte, die die Abweichung entsprechende elektrische Signale er- Winkel ρ 1 und ρ 2 bestimmen und die entsprechend zeugen. *5 des jeweils von der Schildvortriebsmaschine 4 er-

Das Verfahren und die Einrichtung gemäß der Er- reichten Standorts abgetastet werden. Sollten dagegen findung sind grundsätzlich bei unter und auch über über das Tastenfeld 72 die Einstellwerte für die AbTage liegenden Trassen, so auch bei Gleisstopfma- lenkeinrichtungen von Hand eingegeben werden, so schinen zur Einhaltung vorbestimmter Niveaulagen können diese z. B. als Zahlenwerte aus einem für den anzuwenden. Besonders vorteilhaft sind sie jedoch in ao betreffenden Bauabschnitt der Trasse vorliegenden Verbindung mit im unterirdischen Schildvortrieb zu Bauplan entnommen werden. Diese Zahlenwerte sind erstellenden Trassen einzusetzen, wie sie z. B. beim auf Grund einfacher trigonometrischer Berechnungen Bau von Tunnelröhren unter bebauten Gebieten, zum im Voraus zu ermitteln.

Straßenausbau und für Massenverkehrsmittel erfor- Da bei derartigen Schildvortriebsmaschinen 4 wäh-

derlich sind. »5 rend des Betriebs Verdrehungen um die Längsachse

Nachstehend wird die Erfindung an Hand in der auftreten, die sich als Anzeigefehler immer dann be-Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher merkbar machen, wenn die optische Achse des Emperläutert. In der Zeichnung zeigt fängers 3 nicht mit der Längsachse der Schildvor-

Fig. 1 eine Einrichtung zur Durchführung des triebsmaschine4 zusammenfällt, was aus konstruk-Verfahrens gemäß der Erfindung beim Bau einer ge- 30 tiven Gründen fast immer Jer Fall sein wird, ist krümmten unterirdischen Tunnelröhre, zur Eliminierung dieser Einflüsse auf der Schildvor-

F i g. 2 den prinzipiellen Aufbau des Senders, triebsmaschine 4 eine Einrichtung 8 vorgesehen, die

F i g. 3 den prinzipiellen Aufbau des Empfängers, z. B. mit Hilfe eines Lots die jeweilige Verdrehung

F i g. 4 ein Ausführungsbeispiel der zur Anzeige des Schildes um die Längsachse ermittelt. Die vor der Ablagesignale erforderlichen Projektionsfläche, 35 dieser Einrichtung 8 ermittelten Werte gelanget

F i g. 5 und 6 ein anderes Ausführungsbeispiel des ebenfalls an die zentrale Steuereinrichtung 7, wo sk Empfängers, insbesondere zur Umwandlung der op- als zusätzliche Parameter für die Abtastung des Auftischen Ablagesignale in elektrische Ablagesignale. Zeichnungsträgers verwendet werden. So können ζ. Β

Die in F i g. 1 dargestellte als Tunnelröhre auszu- auf dem Aufzeichnungsträger eine beliebige Anzahl bauende Trasse 1 enthält an einem Sendeort A einen 40 entsprechend fein unterteilter Korrekturgrößen vorSender 2 und an einem Empfangsort B einen Emp- handen sein, deren jeder einem bestimmten Verfänger 3. Der Empfangsort B ist dabei durch den je- drehungswert des Schildes zugeordnet ist. Daher wird weiligen Standort einer Schildvortriebsmaschine 4 bei Eintreffen eines bestimmten Verdrehungswertes längs der Trasse 1 gegeben. Am Sendeort A ist der von der Einrichtung 8 her eine bestimmte Korrektur-Sender 2 derart, z. B. an der hier nicht dargestellten 45 größe auf dem Aufzeichnungsträger ausgewählt unc Firste der Tunnelröhre 1 fest angeordnet, daß der diese zusätzlich zu den Einstellwerten an die Ablenk von ihr emittierte Laserstrahl 21 im Sendeort A die vorrichtungen 5 und 6 gegeben, so daß die Winkel ρ 1 Tangente zur gekrümmten Trassenachse 11 bildet. und ρ 2 entsprechend der gerade auftretenden Ver Damit der Laserstrahl 21 den Empfänger 3 trotz der drehung korrigiert werden.

Krümmung der Trassenachse 11 erreichen kann, 50 In F i g. 2 ist der Sender 2 näher dargestellt, dei wird dieser mittels einer optischen Ablenkvorrich- vorzugsweise aus einem Gaslaser 22, einer eh* tung 5 um einen Winkel ρΐ abgelenkt, der jeweils so Strahlverbreiterung des Laserstrahls herbeiführendei groß ist, daß der abgelenkte Laserstrahl 21' den Optik 23 und der Ablenkeinrichtung 5 besteht Di< Empfänger 3 genau am jeweiligen Standort B der Ablenkeinrichtung 5 weist zwei gegeneinander dreh Schildvortriebsmaschine 4 trifft. Dem Empfänger 3 55 bare Glaskeile Sl und 52 auf, deren jeder über Ge ist ebenfalls eine Ablenkrichtung 6 vorgeschaltet, die triebe 53 und 54 mit jeweils einem Stellmotor 55 unc den als Sehne zur gekrümmten Trassenachse 11 am 56 verbunden ist. Mit Hilfe der Stellmotoren 55 unc Empfänger ankommenden Laserstrahl 21' um einen 56, die vorzugsweise digital von der in Fig. 1 gezeig Winkel ρ 2 derart ablenkt, daß ein im Empfangsort ß ten zentralen Steuereinrichtung 7 ansteuerbar sind die Tangente an die gekrümmte Trassenachse 11 bfl- 60 sind die Glaskeile 51 und 52 sowohl gegeneinande dender Laserstrahl 21" entsteht als auch gleichsinnig miteinander zu verdrehen, wo

Die beiden Winkel gl und ρ2 lassen sich aus dem durch eine Ablenkung des Laserstrahls 21 um einei bekannten Standort A des Senders 2, den vorgegebe- nach Größe und Richtung beliebigen Raumwinke nen Abmessungen der zu erstellenden Trasse und möglich ist

dem in Abständen mit ausreichender Genauigkeit zu 65 In Fi g. 3 ist eine erste Ausführungsform des Emp ermittelnden jeweiligen Standorts der Schildvor- fängers3 näher dargestellt, die den gemäß Fig.: triebsmaschine 4 längs der Trasse 1 errechnen. Sie abgelenkten Laserstrahl 21" über eine Objektivlina werden jeweils für einen größeren Arbeitsabschnitt, 30, ein Strahlteilungsprisma 31, eine Sammellinse 3:

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und ein zusätzliches Abbildungssystem 33 derart ab- weist, die periodisch vor der Einlaßöffnung der Emplenkt, daß alle parallel zur optischen Achse des Emp- fangseinrichtung 3 auf und ab bewegt wird. Wie in fängers 3 einfallenden Laserstrahlen 21" in Verlange- Fig. 6 näher dargestellt, weist diese Fotozellenleiste rung der optischen Achse auf einer Projektions- 91 eine Reihe einzelner Fotozellen auf, mit deren fläche 34 abgebildet werden, jedoch alle in einem 5 Hilfe die Auslenkung des am Empfänger 3 ankomendlichen Winkel zur optischen Achse einfallenden menden Laserstrahls von der optischen Achse in hori-Laserstrahlen 21" auf der Projektionsfläche 34 um zontaler Richtung bestimmbar ist. Die vertikale Auseinen entsprechenden Winkel aus der Richtung der lenkung des eintreffenden Laserstrahls von der optioptischen Achse verschoben abgebildet werden. Ein sehen Achse ist dagegen durch die jeweilige Stellung aus dem Strahlteilungsprisma 31 abgelenkter Strahl io der Fotozellenleiste 91 bestimmbar, wenn sich diese gelangt über eine weitere Linse 35 und ein Prisma 36 senkrecht über die Einfallsebene des Laserstrahls vor als ein zur optischen Achse des Empfängers 3 par- dem Empfänger 3 bewegt. Die Fotozelienleiste 91 allel verschobener weiterer Strahl ebenfalls auf die kann z. B., wie hier schematisch angedeutet, über Projektionsfläche 34, auf der das Bild des Laser- Rollen 92 und 93 und auf ihnen geführten endlosen Strahls von einem dem Zentrum der optischen Achse 15 Bändern 94 und 95 mit einem hier nicht dargestellten entsprechenden Nullpunkt um eine Ablage nach Motor angetrieben werden, wobei jedoch die jewei-Betrag und Richtung auswandert, wenn auch der von lige zeilenweise Stellung der Fotozellenleiste 91 fesider Ablenkvorrichtung 6 in Richtung der Trasse stellbar sein muß. Eine derartige Ausführungsform zurückgeschwenkte Laserstrahl 21" nicht in der op- hat den Vorteil, daß die Ablage einer Baumaschine tischen Achse, sondern um einen gewissen Betrag ver- 20 von der vorgesehenen Achse einer Trasse unmittelbar schoben, auf die Objektivlinse 30 trifft. Dieses die als elektrisches Ablagesignal gewonnen wird, der in jeweilige Ablage des Empfängers 3 und damit auch den Empfänger einfallende Laserstrahl jedoch immer der Schildvortriebsmaschine 4 von der Trassenachse nur kurzzeitig zur Messung dieser Ablage unter-11 angebende Bild des Laserstrahls kann grundsätz- brachen wird, so daß er bei einer entsprechend lieh auch unmittelbar hinter der Ablenkvorrich- 25 schnellen Bewegung der Fotozellenleiste 91 als tung 6, also z. B .in der Ebene der Objektivlinse 30 stehendes Bild auf der Projektionsfläche 34 zur Ererzeugt werden, wo dann ebenfalls die jeweilige Ab- mittlung der Richtungsablage erscheint. Auch auf der lage durch Auswanderung des Laserbildes von einer Projektionsfläche 34 können einzelne Fotozellen Sollage diiekt ablesbar ist. Die Abbildung auf einer 343 in geeigneter Weise, also z. B. zeilen- und spalgemeinsamen Projektionsfläche 34 zusammen mit der 30 tenweise angeordnet sein, mit denen die Richtungsjeweiligen Richtungsablage führt jedoch zu einem ablage dann ebenfalls direkt als elektrisches Ablageübersichtlicheren Erkennen des jeweiligen Standortes signal ermittelt werden kann.

der Schildvortriebsmaschinc und damit einer ein- Der Empfänger 3 muß auf der Schildvortriebs-

facheren Steuerung der Maschine. maschine 4 derart eingebaut sein, daß die optische

Unmittelbar vor dem Empfänger 3 befindet sich 35 Achse des Empfängers 3 mindestens parallel zur

die Ablenkvorrichtung 6, die wie die Ablenkeinrich- Vortriebsachse des Schildes 4 liegt. Das Zentrum der

tung 5 des Senders 2 ebenfalls aus zwei Glaskeilen 61 Empfangsfläche, also der Schnittpunkt der optischen

und 62 und jeweils die Glaskeile getrennt antreiben- Achse des Empfängers mit der Objektivlinse 30, muß

den Stellmotoren 65 und 66 besteht, die über Ge- denjenigen Punkt bilden, auf dem der Laserstrahl

triebe 63 und 64 die ihnen zugeordneten Glaskeile 61 40 einfällt, wenn die Vortriebsachse des Schildes genau

und 62 entweder gegeneinander oder aber gleich- mit der vorgesehenen Achse 11 der Trasse 1 zusam-

sinnig miteinander entsprechend der Einstellwerte menfällt, bzw. einen Schnittpunkt bildet. Fallen die

verdrehen. beiden Achsen zusammen, so ist sowohl die Ablage

In F i g. 4 ist ein Ausführungsbeispiei der in a!s auch die Ricntur.gsablagc des Schildes 4 gleich F i g. 3 angedeuteten Projektionsfläche 34 näher dar- 45 Null, bilden dagegen die beiden Achsen einen Schnittgestellt, die ein erstes Koordinatennetz 341 zur Be- punkt, so ist zwar die Ablage des Schildes 4 gleich Stimmung der Ablage der Baumaschine durch Er- Null, die Richtungsablage des Schildes 4 jedoch unmittlung der jeweiligen Auswanderung nach Betrag gleich Null, also eine Tendenz des Schildes vorhan- und Richtung des Laserbildes aus einer Nullage auf- den, bei einem weiteren Vortrieb die vorgesehene weist. Ein zweites Koordinatennetz 342 gibt dagegen 50 Achse der Trasse zu verlassen, also eine endliche die Richtungsablage der Baumaschine an, wobei ein Ablage des Schildes zu erzeugen. Die optischen Abim Umfang kleineres Abbild des Laserstrahls eben- bildungssysteme des Empfängers 3 sind derart ausfalls nach Betrag und Richtung aus einer Null- gelegt, daß eine Seiten- und höhenrichtige Abbildung lage dieses Koordinatennetzes entsprechend aus- des Laserstrahls auf den Projektionsflächen 34 erwandert. 55 ^zeugt wird, so daß z. B. bei einer Verschiebung des

In F i g. 5 ist eine etwas andere Ausführungsform Schildes gegenüber der Trasse nach rechts und nach des Empfängers 3 dargestellt, die wiederum aus der unten auch das punktförmige Laserbild auf der Pro-Objektivlinse 30, einer Sammellinse 32 urd einem jektionsfläche 34 nach rechts und nach unten aus der Abbildungssystem 33 besteht, um einen richtungs- Nullage verschoben ist. Über den zweiten optischen mäßig gegenüber der optischen Achse verschobenen 60 Weg, der über die Prismen 31 und 36 aus dem urLaserstrahl 21" ebenfalls entsprechend aus dem sprünglichen Strahlengang abgeteilt ist, wird der Nullpunkt der Projektionsfläche 34 auszulenken. Die Auftreffort des Laserstrahls auf der Objektivlinse 30 optischen Einrichtungen zur Ermittlung der Rieh- unabhängig von der jeweiligen Stellung der Glaskeile tungsablage sind also auch bei diesem Ausführungs- 61 und 62 auf der Projektionsfläche 34 reiten- und beispiel die gleichen wie bei dem in Fig. 3 gezeigten 65 höhenverkehrt angezeigt, so daß ein Beobachter der Ausführungsbeispiel. Unmittelbar vor dem Emp- Projektionsfläche 34 eine richtige Darstellung der fänger 3 ist zusätzlich eine Abtasteinrichtung 9 vor- Lage des Schildes immer dann erhält, wenn er sich gesehen, die eine horizontale Fotozellenleiste 91 auf- vorstellt, daß das punktförmige Bild des Laserstrahls

dea Schild und der Nullpunkt des dieser Abbildung zugeordneten Koordinatensystems die vorgesehene Achse der Trasse bedeutet.

Vor Beginn des Ausbaues eines Streckenabschnitts wird der Sender 2 an einem bekannten Ort, ζ. B. an der Tunnelfirste, in einer vorgeschriebenen Richtung so ausgerichtet, daß sein nicht abgelenkter Strahl in Richtung der zu erstellenden Trasse zeigt. Da die einzelnen Standorte der Schildvortriebsmaschine 4 in genügend kleinen Abständen längs der Trasse ausreichend genau zu bestimmen sind, können für diese einzelnen Standorte der Schildvortriebsmaschine bestimmte Ablenkwinkel ρΐ und ρ 2 für den Laserstrahl am Sender und auch am Empfänger je nach Krümmung der zu erstellenden Trasse ausgerechnet werden, die dann in der bereits beschriebenen Weise der zentralen Steuereinrichtung entweder einzeln von Hand oder aber für mindestens einen Streckenabschnitt gemeinsam als festes, auf einem Aufzeich

ίο

nungsträger gespeichertes Programm eingegeben werden können. Da mit den Ablenkvorrichtungen 5 und 6 beliebige Raumwinkel nach Größe und Richtung genau einzustellen sind, ist eine Krümmung der Trasse sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung zulässig und mit Hilfe des angegebenen Verfahrens bei ihrer Herstellung zu überwachen.

Werden zusätzlich zu der mittels eines Aufzeichnungsträgers programmierten zentralen Steuereinrichtung die Ablagen der Baumaschine direkt als elektrische Ablagesignale angegeben, so kann mit diesen unter Vermittlung für sich bekannter Regeleinrichtungen eine vollautomatische Steuerung der Baumaschine vorgenommen werden. Das Bedienungspersonal hat in diesem Fall nur noch eine Überwachung der vollautomatischen Anlage auf richtigen Betrieb während eines vollen Bauabschnittes vorzunehmen, für den jeweils ein gemeinsamer ortsfester Sendeort A bestimmt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Kursüberwachung einer längs einer Trasse zu führenden Baumaschine mit Hilfe eines Laserstrahls, der von einem ortsfest aufgestellten Sender bis zu einer Projektionsfläche auf der Baumaschine verläuft und am Sendeort derart verschwenkt und auf der Baumaschine vor der Projektionsfläche derart abgelenkt wird, daß mittels des Lichtpunkts auf der Projektionsfläche die Lage- und Richtungsabweichungen der Baumaschine gegenüber der gewünschten Trasse der Seite und der Höhe nach überwacht werden können, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das Maß der Schwenkung des Laserstrahls (21) am Sendeort (A) als auch das Maß seiner Ablenkung auf der Baumaschine (4) nach einem entsprechend der gewünschten Trasse (1) erstellten Programm in Abhängigkeit von dem jeweils erreichten Standort (B) der Baumaschine vorgenommen wird, wobei der Laserstrahl auf der Baumaschine so abgelenkt wird, daß er in Richtung der gewünschten Trasse verläuft.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich von während des Betriebs auftretenden Verdrehungen der Baumaschine (4) um ihre Längsachse bei der Schwenkung und der Ablenkung des Laserstrahls (21) Korrekturgrößen berücksichtigt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Programm nach Maßgabe des jeweils erreichten Standorts (B) der Baumaschine (4) von Hand oder über einen Aufzeichnungsträger eingegeben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der das Programm enthaltende Aufzeichnungsträger nach Maßgabe des jeweils erreichten Standortes (B) der Baumaschine (4) und in Abhängigkeit der jeweils selbsttätig ermittelten Verdrehung der Baumaschine (4) um ihre Längsachse abgetastet wird, wodurch die ebenfalls gespeicherten Korrekturgrößen automatisch berücksichtigt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Lichtpunkt des Laserstrahls (21) angegebene Lage- und/oder Richtungsabweichung der Baumaschine (4) von der Trasse (1) in elektrische Signale umgewandelt werden, die zur Fernanzeige der Lage- und Richtungsabweichung und/oder zur direkten Steuerung der Baumaschine (4) verwendet werden.

6. Einrichtung zur Kursüberwachung einer längs einer Trasse zu führenden Baumaschine mit Hilfe eines Laserstrahls, der von einem ortsfest aufgestellten Sender bis zu einer Projektionsfläche eines Empfängers auf der Baumaschine verläuft und am Sendeort derart verschwenkbar und auf der Baumaschine vor dem Empfänger mittels einer optischen Ablenkvorrichtung derart ablenkbar ist, daß mittels des Lichtpunkts auf der Projekiionsfläche die Lage- und Richtungsabweichungen der Baumaschine gegenüber der gewünschten Trasse der Seite und der Höhe nach überwachbar siind, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine dem Laserstrahlsender (2) zugeordnete

optische Ablenkvorrichtung (5), die zum Schwenken des Laserstrahls (21) dient, durch eine zentrale Steuereinrichtung (7) und durch den Ablenkvorrichtungen (5, 6) an Sender (2) und Empfänger (3) zugeordnete Stellglieder (55, 56; 65, 66), welche die Ablenkvorrichtungen (5, 6) nach Maßgabe von der Steuereinrichtung (7) zugeführter Informationen einstellen.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die. optischen Ablenkvorrichtungen (5, 6) Glaskeile (51, 52; 61, 62) und die Stellglieder digital ansteuerbare Schrittmotore (55, 56; 65, 66) sind, die über geeignete Getriebe (53, 54; 63, 64) die Glaskeile (51, 52; 61, 62) jeder Ablenkvorrichtung (5, 6) gegeneinander und/ oder gemeinsam verdrehen, so daß ein nach Größe und Neigung der ihn enthaltenen Ebene durch ein digitales Signal bestimmter räumlicher Ablenkwinkel (nl, ο2) für den Laserstrahl (21) einstellbar ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Träger der digitalen Signale ein von der zentralen Steuereinrichtung (7) abgetasteter Aufzeichnungsträger ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (3) optische Mitte (31, 32, 33, 36) aufweist, die den mit Hilfe der Gaskeile (61, 62) in die Richtung der gewünschten Trasse (1) abgelenkten Laserstrahl (21") derart auf zwei getrennte Teilflächen der Projektionsfläche (34) abbilden, daß auf der ersten Teilfläche (341) die Lageabweichung der Baumaschine (4) und auf der zweiten Teilfläche (342) die durch deu eingeschlossenen Winkel (γ) zwischen dem in Richtung der Trasse (1) geschwenkten Laserstrahl (21") und der optischen Achse der Empfangseinrichtung (3) gegebene Richtungsabweichung der Baumaschine (4) dargestellt wird.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Mittel einen Strahlteiler (31, 36) bilden, dessen einer Strahl zur Anzeige der Lageabweichung und dessen anderer Strahl zur An^-ge der Richtungsabweichung dient.

11. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teilflächen (341, 342) Koordinatenteilungen zur Bestimmung der Abweichungen der Lichtpunkte von Sollagen aufweisen.

12. Einrichtungen nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Empfänger (3) lichtempfindliche Elemente (91, 343) vorgesehen sind, die beim Auftreffen des Laserstrahls der jeweiligen Abweichungen entsprechende elektrische Signale erzeugen.