DE2166404A1

DE2166404A1 - DIRECTION CONTROL

Info

Publication number: DE2166404A1
Application number: DE19712166404
Authority: DE
Inventors: Carl Lennart Dahlstroem; Tord Richard William Ponton
Original assignee: Skanska Cementgjuteriet AB
Current assignee: Skanska AB
Priority date: 1970-12-11
Filing date: 1971-12-07
Publication date: 1974-02-21
Also published as: JPS551438B1; NO742162A; CA995334A; NO142361B; NO133242B; DE2166404B2; FI54543C; CH535894A; DE2160682A1; GB1380241A; NO133242C; NO142361C; AU3660471A; FR2117659A5; DE2160682B2; AU463407B2; DE2160682C3; AT317119B; FI54543B; IT945379B

Description

ZQ /69,7.ZQ / 69.7. ..

AB Skanska Cementgjuteriet, Göteborg, SchwedenAB Skanska Cementgjuteriet, Gothenburg, Sweden

RichtungssteuerungDirection control

- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Richtungssteuerung zur selbsttätigen Winkeleinstellung und/oder Parallelbewegung einer Führung für ein daran entlang bewegliches Arbeitsorgan, wie eine Gesteinsbohrmaschine oder Ramme, wobei die Führung in zwei miteinander einen rechten Winkel bildenden Ebenen schwenkbar ist, "und über ein Zwischenglied von einem ortsbeweglichen Gestell - wie einem Fahrgestell - getragen wird und mit Antrieben sowie einer Richtungsmeßeinrichtung für die Parallelbewegung der Führung ausgerüstet ist.The present invention relates to directional control for automatic angle adjustment and / or parallel movement of a guide for a working member that can move along it, such as a rock drilling machine or ram, the guide being pivotable in two planes that form a right angle to one another, "and via an intermediate link from a mobile frame - such as a chassis - is supported and with drives as well a direction measuring device is equipped for the parallel movement of the guide.

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Derartige Gesteinsbohrvorrichtungen werden beim Abbau von Gestein verwendet, um Schnitte in den Boden an festgelegten Ebenen entlang vorzunehmen, die die Grenzendes auszuhebenden Bereiches bilden. Solche Schnitte können eine geneigte Fläche schaffen, die stabil und damit sicher und wartungsfrei ist. Zur Bildung solcher Flächen werden eine Anzahl parallel verlaufender Löcher in engem Abstand nebeneinander auf eine festgelegte Tiefe gebohrt. Nach dem Füllen der Löcher mit Sprengladungen und dem anschließenden Sprengen entsteht ein sauberer Schnitt im Boden, der eine im wesentlichen glatte und spaltfreie Fläche darstellt. Beim Herstellen solcher Flächen ist es besonders wichtig, daß die im engen Abstand angeordneten Sprenglöcher prallel und in einer gleichen Ebene gebohrt werden, um sicherzustellen, daß beim-Sprengen eine glatte Spaltung entsteht.Such rock drilling devices are used in the excavation of rock to make cuts in the ground along defined levels which form the boundaries of the area to be excavated. Such cuts can create a sloping surface that is stable and is therefore safe and maintenance-free. To form such surfaces, a number of parallel holes are closely spaced drilled side by side to a specified depth. After filling the holes with explosive charges and the subsequent Blasting creates a clean cut in the ground, which is an essentially smooth and gap-free surface. When manufacturing Such surfaces, it is particularly important that the closely spaced blast holes are parallel and in one Drilled at the same level to ensure that when-blasting a smooth split emerges.

Bei einer bekannten Gesteinsbohrvorrichtung der besagten Art war bereits eine Richtungsmeßeinrichtung vorgesehen, die zur Erzeugung von Signalen zur Betätigung der Stellmotoren zum Einrichten der Lafette in eine bestimmte Ausrichtung gegenüber dem Ausleger ausgebildet ist. Die Steuerung erfolgt bei der bekannten Bohrvorrichtung derart, daß die Schwenkachse der Vorschublafette gegenüber dem Ausleger parallel zu den Schwenkachsen des Auslegers gegenüber deren Träger liegt. Bei gewissen Arten von Geste in sb ohr vorrichtungen, insbesondere bei solchen, die zum "Bohren von etwa vertikalen oder zur Vertikalen geneigten Bohrungen verwendet werden, kann die Vorschublafette nicht so günstig am Ausleger angelenkt sein, daß sie um Achsen schwingt, die parallel zu den Schwenkachsen des Auslegers selbst verlaufen.In a known rock drilling device of the type mentioned, a direction measuring device was already provided, which for Generation of signals for actuating the servomotors to set up the mount in a certain alignment with respect to the Boom is formed. In the known drilling device, the control takes place in such a way that the pivot axis of the feed carriage opposite the boom parallel to the pivot axes of the boom opposite the carrier. With certain types of gesture in sb ear devices, especially those used for "Drilling approximately vertical or inclined holes are used, the feed carriage can not be articulated so favorably on the boom that it swings about axes that run parallel to the pivot axes of the boom itself.

Bei dieser bekannten Richtungssteuerung sind elektrisch wirkende Winkelfühler in den Schwenkachsen des Auslegers und der Vorschublafette angeordnet. Diese Anordnung der Winkelfühler macht Schwenklager erforderlich, die wesentlich größer als normal erforderlich sind. Darüber hinaus hat man die Erfahrung gemacht, daß elektrisch wirkende Winkelfühler bei den in der Gesteinsbohrtechnik rauhenIn this known direction control, electrically acting angle sensors are in the pivot axes of the boom and the feed carriage arranged. This arrangement of the angle sensor makes swivel bearings required, which are much larger than normal are. In addition, experience has shown that electrical angle sensors are rough in rock drilling technology

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Methoden leicht beschädigt werden können, so daß die einwandfreie Wirkung der Richtungssteuerung schnell beeinträchtigt ist, wodurch die exakte Parallelität der zu bohrenden Löcher nicht mehr gewährleistet ist.Methods can easily be damaged, so that the correct operation of the direction control is quickly impaired, whereby the exact parallelism of the holes to be drilled is no longer guaranteed.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Richtungssteuerung zum Positionieren einer Vorschublafette für die Bohrmaschine einer Gesteinsbohrvorrichtung zu schaffen, welche in Abhängigkeit von einer unveränderbaren Bezugsrichtung wirkt und die darüber hinaus mit dem gleichen Druckmedium arbeitet, wie auch die gesamte Gesteinsbohrvorrichtung.The invention is therefore based on the object of a direction control for positioning a feed carriage for the drilling machine of a rock drilling device, which in Dependency on an unchangeable reference direction acts and which also works with the same print medium, as well as the entire rock drilling rig.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Richtungsmeßeinrichtung ein oder mehrere lotrichtungsempfindliche Pendelgeber aufweist, welche mit der Führung oder dem an dieser entlang beweglichen und in bezug auf die Führung nicht drehbaren Arbeitsorgan fest verbunden sind.This object is achieved according to the invention in that the Direction measuring device has one or more vertical direction-sensitive pendulum sensors, which are connected to the guide or to this are firmly connected along movable and with respect to the guide non-rotatable working member.

Mit einer solchen Richtungssteuerung ist es möglich, die Vorschublafette der Bohrmaschine immer wieder ±n die gleiche Schrägstellung zu bringen, weil ihre Neigung gegenüber der Richtung der Schwerkraft leicht wiederherstellbar ist.With such a direction control it is possible to bring the feed carriage of the drilling machine again and again ± n the same inclination, because its inclination with respect to the direction of gravity can easily be restored.

Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert, die ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Richtungssteuerung darstellen. In diesen Zeichnungen zeigt: Details of the invention are explained in more detail with reference to the drawing, which illustrate an embodiment of a directional control according to the invention. In these drawings shows:

Fig. 1 eine etwas vereinfachte Seitenansicht eines ortsbeweglichen (meist fahrbaren) Gesteinsbohraggregats bekannter Bauart mit Führungen in Form von GIe it schienen für an diesen Schienen entlang beweglichen Arbeitsorgangen in Form von Gesteinsbohrmaschinen,1 shows a somewhat simplified side view of a mobile (mostly mobile) rock drilling unit of known design with guides in the form of GIe it rails for work processes in the form of rock drilling machines that are movable along these rails,

Fig. 2 und 3 eine vereinfachte Ansicht des Aggregats von Pig. I - von oben bzw. von hinten gesehen,Figs. 2 and 3 is a simplified view of the assembly of Pig. I - seen from above or from behind,

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Pig. 4 ein Prinzipschaltbild der Einrichtung zum Einstellen und Parallelbewegen der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Führungsschienen, Pig. 4 shows a basic circuit diagram of the device for setting and moving the guide rails shown in FIGS. 1 to 3 in parallel,

Fig. 5 eine vereinfachte Ansicht ähnlich Fig. 2 eines Gesteinsbohraggregats mit einer anderen Ausführungsform der erfingunsgemäßen Einrichtung zum Einstellen und Parallelbewegen der Führungen, undFIG. 5 shows a simplified view similar to FIG. 2 of a rock drilling unit with another embodiment of the inventive Device for setting and parallel movement of the guides, and

Fig. 6 ein Prinzipschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels |, der Erfindung.6 shows a basic circuit diagram of a further exemplary embodiment |, the invention.

Das in den Fig. 1-3 und 5 gezeigte Gesteinsbohraggregat ist völlig herkömmlicher Art. Zu seiner Eigenbewegung am Arbeitsplatz besitzt es ein mit Fahrraupen 1 versehenes Untergestell - hier Selbstfahrgestell - 2. Bei der hier dargestellten Ausführung sind zwei knick« bare Ausleger 3 vorgesehen, die in bezug auf das Fahrgestell 2 sowohl seitlich schwenkbar wie auch heb- und senkbar sind. Diese Ausleger sind mit ihrem einen Ende am Fahrgestell beweglich angebracht und tragen an ihrem freien anderen Ende je eine Führung 4 in Form einer Gleitschiene für je eine Gesteinsbohrmaschine 5, die an der zugehörigen Führung 4 entlang verschiebbar ist und dabei zum nötigen Vorschub des Bohrers oder der Bohrstange 6 dient.The rock drilling assembly shown in Figures 1-3 and 5 is complete conventional type. For its own movement at the workplace, it has an underframe provided with caterpillars 1 - here self-propelled - 2. In the embodiment shown here, two articulated arms 3 are provided which, with respect to the chassis 2 can be swiveled to the side as well as raised and lowered. One end of these booms is movably attached to the chassis and each have a guide 4 in at their other free end Form of a slide rail for one rock drilling machine 5, which is displaceable along the associated guide 4 and thereby to the necessary advance of the drill or the drill rod 6 is used.

Die beiden Gleitschienen oder Führungen 4 sind so an den Auslegern 3 angebracht, daß sie in zwei zueinander rechtwinkligen Ebenen schwenkbar sind, nämlich zum Kippen und zum Drehen in bezug auf eine Lotlinie durch die Schwenkachse der betreffenden Führung. Die hier ziemlich willkürlich gewählten Ausdrücke "Kippen" und "Drehen" in den beiden einen rechten Winkel miteinander bildenden genannten Ebenen und die entsprechenden Winkel gehen aus Fig. 1 und 3 hervor, wo die Kipp- und Drehwinkel mit -γ^ bzw. ~y bezeichnet sind. Diese Winkel liegen also in je einer der beiden Ebenen. In diesen Ebenen sind die Führungen 4 mittels hydraulischen Antrieben 7 und 8 schwenkbar, wobei der Antrieb 7 zur Bewegung in der KippebeneThe two slide rails or guides 4 are attached to the arms 3 so that they can be pivoted in two mutually perpendicular planes, namely for tilting and rotating with respect to a plumb line through the pivot axis of the guide in question. The terms "tilt" and "rotate" chosen here rather arbitrarily in the two mentioned planes forming a right angle with one another and the corresponding angles are shown in FIGS. 1 and 3, where the tilt and rotation angles with -γ ^ and ~ y are designated. These angles are therefore each in one of the two planes. The guides 4 can be pivoted in these planes by means of hydraulic drives 7 and 8, the drive 7 for movement in the tilting plane

A09808/0004 . " ⁵ "A09808 / 0004. " ⁵ "

dient, während der Antrieb 8 die Bewegungen in der Drehebene bewirkt. Diese beiden Antrieb arbeiten hier zusammen mit nicht näher beschriebenen hydraulischen Antrieben zum Betätigen der Ausleger J5, wobei als Antriebsmittel Drucköl dient, dessen Druck von einer oder mehreren, vorzugsweise auf dem Fahrgestell 2 angebrachten Drueköipumpen stammt.serves, while the drive 8 causes the movements in the plane of rotation. These two drives work here together with hydraulic drives that are not described in detail to operate the jib J5, wherein pressure oil is used as the drive means, the pressure of which is controlled by one or several pressure pumps, preferably mounted on the chassis 2 originates.

Da eine erfindungsgemäße Einrichtung sowohl zum Einstellen wie auch zur Parallelbewegung einer Führung für ein daran vorgesehenes Arbeitsorgan dient, und da beim hier beschriebenen Ausführungsbeispiel zwei solche Führungen vorgesehen sind, nämlich die Führungsgleitschienen 4 für die beiden Gesteinsbohrmaschinen 5, wobei jede Führung also sowohl für sich eingestellt wie auch zwischen verschiedenen Arbeitsplätzen parallel versetzt werden können soll, müssen zwei miteinander zusammenwirkende Einrichtungen vorhanden sein. Im Rahmen der Erfindung enthalten diese Einrichtungen mit den Antrieben 1, 8 jeder Führung gekoppelte und miteinander verbundene Geber und Vergleicher, welche in Abhängigkeit von den eigenen Stellungen des Fahrgestells 2, der als Ausleger 3 zwischen Fahrgestell und Führungen vorgesehenen Glieder und/oder der Führungen Signale abgeben, die zur selbsttätigen Einstellung je einer der Führungen auf bestimmte Seitenrichtung und Neigung in bezug auf die Lotlinie dienen. . .Since a device according to the invention is used both for setting as well as for parallel movement of a guide for a working organ provided thereon, and since two such guides are provided in the embodiment described here, namely the guide slide rails 4 for the two rock drilling machines 5, with each guide thus set both for itself just as it should be possible to move between different workplaces in parallel, two mutually interacting facilities must be available. Within the scope of the invention, these devices contain transmitters and comparators that are coupled to the drives 1, 8 of each guide and are connected to one another, which generate signals depending on the own positions of the chassis 2, the members provided as a boom 3 between the chassis and guides and / or the guides issue, which are used to automatically adjust one of the guides on a specific lateral direction and inclination with respect to the plumb line. . .

In Anbetracht dessen, daß eine erfindungsgemäße Einrichtung nicht nur die Stellung der Führung sondern auch die Stellung des Fahrgestells 2 und des zugehörigen Auslegers 3 berücksichtigt, sind zur Erleichterung des Verständnisses die Winkel der Seitenrichtung jeder einzelnen Führung 4 bei den beiden nachstehend beschriebenen erfin-' dungsgemäßen Ausführungsbeispielen in den Fig. 2 und 5 angegeben. In Fig. 2 wurde außerdem in bezug auf das erste Ausführungsbeispiel eingetragen, wie ein Visier, welches einem am Fahrgestell 2 angebrachten Kursgeber 9 zugeordnet ist, auf die für die Führungen 4 gewünschte Kurs- oder Seitenrichtung eingestellt wird. In bezug auf das zweite Ausführungsbeispiel ist in Fig. 5 angegeben, wieIn view of the fact that a device according to the invention not only the position of the guide but also the position of the chassis 2 and the associated boom 3 are taken into account, the angles of the lateral direction are each for ease of understanding individual guide 4 in the two inventions described below Exemplary embodiments according to the invention are indicated in FIGS. 2 and 5. In Fig. 2 was also with respect to the first embodiment entered, such as a visor, which is assigned to a course transmitter 9 attached to the chassis 2, on the guides for the guides 4 desired course or side direction is set. With regard to the second exemplary embodiment, FIG. 5 shows how

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ein am Fahrgestell 2 angebrachter Kursgeberanzeiger auf die gewünschte Kurs- oder Seitenrichtung der Führungen 4 eingestellt wird, wobei dieser Anzeiger mit mindestens einem der an den Führungen angebrachten Kursgebern 12 zusammenarbeitet.a course sensor indicator attached to the chassis 2 to the desired one The course or lateral direction of the guides 4 is set, this indicator cooperating with at least one of the course sensors 12 attached to the guides.

Das Prinzipschaltbild in Fig. 4 des für das Gesteinsbohraggregat nach Fig. 1-3 vorgesehenen ersten AusfUhrungsbeispiels der Erfindung zeigt aus Vereinfachungsgründen außer den für die Seitenrichtung des Fahrgestells 2 vorgesehenen Stromkreise nur die Steuerkreise für die Bewegungen der einen der beiden Führungen ^- in der Drehebene und in der Kippebene der Führungen.The basic circuit diagram in Fig. 4 of the first embodiment of the invention provided for the rock drilling unit according to Fig. 1-3 shows, for reasons of simplicity, only the control circuits for the movements of one of the two guides - in the plane of rotation, in addition to the circuits provided for the lateral direction of the chassis 2 and in the tilting plane of the guides.

Im Prinzip arbeitet eine Einrichtung der in Fig. 4 dargestellten Art wie eine Feuer le it anlage für Schiffsartillerie. Der Kursgeber 9 ist das für die Bestimmung der Sei ten richtung (Peilung) ausschlaggebende Glied und kann an sich verschiedenartig beschaffen sein. Der Kursgeber kann beispielsweise aus einem Kompaß bestehen und mit einem in einem Steuerkasten drehbar angebrachten Kompaßgehäuse mit Folgezeiger (Nachlaufzeiger) versehen sein, der über ein Getriebe mit dem Übersetzungsverhältnis 1:(-1) durch Zahnräder von außen her gesteuert werden kann. Über diese Übertragung steht der Nachlaufzeiger in Verbindung mit dem Drehgriff eines Winkelumreehners lo, so daß eine Rechtsdrehung des Drehgriffs eine Linksdrehung des NachlaufsLgers bewirkt, und umgekehrt. Wie •aus den Richtungsangaben in Fig. 2 hervorgeht, entspricht die Bezugsstellung oder "Zurrlage" des genannten Drehgriffs und des Nachlaufzeigers der Längsrichtung geradeaus nach vorn des Bohraggregats.In principle, a device of the type shown in FIG. 4 operates Kind of like a fire control system for ship artillery. The course provider 9 is the decisive factor for determining the lateral direction (bearing) Member and can in itself be of various types. The course generator can for example consist of a compass and be provided with a rotatably mounted compass housing in a control box with a follower pointer (trailing pointer), which over a transmission with a transmission ratio of 1: (- 1) can be controlled externally by means of gears. About this transfer the trailing pointer is in connection with the rotary handle of an angle turner lo, so that a clockwise rotation of the rotary handle causes the follower to turn to the left, and vice versa. As • is apparent from the directional information in Fig. 2, corresponds to the reference position or "lashing position" of the said rotary handle and the follower pointer the longitudinal direction straight ahead of the drilling unit.

Daß oben und im weiteren das genannte Übersetzungsverhältnis 1:-1 negativ angegeben ist, bedeutet die soeben beschriebene Gegenläufigkeit des Nachlaufzeigers und des Drehgriffs des Winkelumreehners. Der Winkelumrechner Io und andere, weitere unten vorkommende Winkelumrechner wandeln einen mechanisch oder elektrisch eingegebenen Winkel in eine mechanisch oder elektrisch abgegebene trigonometrische Winkelfunktion um, oder umgekehrt, und werden nachstehendThe fact that the above-mentioned transmission ratio 1: -1 is indicated as negative above and below means the counter-rotation just described of the follow-up pointer and the rotary handle of the angle turner. The angle converter Io and other angle converters listed below convert a mechanically or electrically entered angle into a mechanically or electrically output trigonometric Trigonometric function order, or vice versa, and are described below

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der Einfachheit halber "Resolver" genannt. (Auf Winkelfunktionen beschränkte Resolver werden manchmal auch "Transsolver" genannt). In den weiter unten beschriebenen Schaltbildern Pig. 6-8 sind mechanische Werteübertragungen mit Doppelstrichen und elektrische Werteübertragungen mit Einfachstrichen dargestellt.called "Resolver" for the sake of simplicity. (On trigonometric functions constrained resolvers are sometimes called "transsolvers"). In the circuit diagrams Pig. 6-8 are mechanical Value transfers are shown with double lines and electrical value transfers with single lines.

Das Anzeigergehäuse des Kursgebers 9 ist vorzugsweise mit einer Befestigungsvorrichtung zum Anbringen eines Fernglasvisiers oder eines entsprechenden Geräts zum genauen Anvisieren versehen, um das Einstellen der Seitenrichtung zu erleichtern, die beispielsweise in bezug auf Geländerichtpunkte, Zielstangen im Gelände o.a. bestimmt wird. Das Visier sollte dann mit Hilfe der Befestigungseinrichtung starr mit dem Anzeigergehäuse verbunden sein und eine Null- oder Bezugslage geradeaus nach vorn in Längsrichtung (Pahrrichtung) des Bohraggregates besitzen, also so daß eine an der Skala des Anzeigergehäuses vorgesehene Bezeichnung, beispielsweise N (Nord), in Längsrichtung des Aggregats genau geradeaus nach vorn weist.The indicator housing of the course generator 9 is preferably provided with a fastening device for attaching a binocular sight or a corresponding device for precise sighting in order to facilitate the setting of the lateral direction, for example is determined in relation to terrain reference points, target poles in the terrain, etc. The visor should then be made with the help of the fastening device be rigidly connected to the indicator housing and a zero or reference position straight ahead in the longitudinal direction (Pahrrichtung) of the drilling unit, so that one on Designation provided on the scale of the indicator housing, for example N (north), exactly straight ahead in the longitudinal direction of the unit pointing forward.

Bezüglich der in Fig. 2 vorkommenden Winkel=*, P und « liefert ein elektrischer Geberteil des Kursgebers 9 an den Resolver Io Signalspannungen, die ein Maß des Winkels (/J+Y") sind. Zeigt der Kursgeberzeiger genau auf die genannte Bezeichnung N an der Skala des Anzeiger gehäuse s, so ist (ß»+^) = 0, da dann die Seitenrichtung (der Peilwinkel) des Bohraggregates Null ist.With regard to the angles = *, P and «occurring in FIG. 2, yields an electrical encoder part of the course encoder 9 to the resolver Io Signal voltages, which are a measure of the angle (/ J + Y "). Shows the Cursor pointer exactly to the named designation N on the scale of the indicator housing, so (ß »+ ^) = 0, because then the direction of the side (the bearing angle) of the drilling unit is zero.

Um hinter dem Resolver Io ein Signal zu erhalten, welches ein Maß nur für den Winkel T" ist, welcher der Seitenrichtungswinkel der Führungen '4 In bezug auf die genannte Längsrichtung geradeaus nach vorn des Aggregats ist, muß bei einer Einrichtung mit einer Schaltung nach Art von Fig. 4 zuerst das Visier und infolgedessen auch das Anzeigergehäuse des Kursgebers 9 auf den gewünschten Seitenwinkel eingestellt und dort verriegelt werden. Dann dreht man den Drehgriff des Resolvers Io derart, daß der Nachlaufzeiger des Kursgeberanzeigers dieselbe Richtung anzeigt wie der Zeiger desIn order to receive a signal behind the resolver Io, which is a measure only for the angle T "is which is the lateral direction angle of the Guides' 4 with respect to said longitudinal direction straight ahead is in front of the unit, the visor must first and consequently also in a device with a circuit according to the type of FIG the indicator housing of the course generator 9 to the desired angle set and locked there. Then turn the rotary handle of the resolver Io in such a way that the trailing pointer of the The cursor pointer shows the same direction as the pointer of the

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Kursgeberanzeigers. In dieser Stellung wird der Drehgriff des Resolvers Io verriegelt. Nach Durchführung dieser Maßnahmen liefert die Einstellung der erfindungsgemäßen Einrichtung Bezugswerte für alle künftigen Richtungsänderungen des Bohraggregats, so lange die gewünschte eingestellte Seitenrichtung beibehalten werden soll. Dies bedeutet, daß das hinter dem Resolver Io erhaltene Signal stets ein Maß für den WinkelT'darstellt, unabhängig davon wie das gesamte Bohraggregat gedreht wird.Course indicator. In this position the rotary handle of the resolver is Io locked. After these measures have been carried out, the setting of the device according to the invention provides reference values for all future changes in direction of the drilling unit, as long as the desired set lateral direction is to be maintained. This means that the signal received behind the resolver Io always represents a measure for the angle T ', regardless of how the entire drilling unit is rotated.

P Die Einstellung der Seitenrichtung der Führungen 4 mit einer Einrichtung nach Pig. 4.ist am einfachsten zu erklären, wenn man annimmt, daß das Visier mitsamt dem Anzeiger des Kursgebers 9* der Nachlaufzeiger desselben und daher auch der Drehgriff des Resolvers Io alle geradeaus nach vorn in Längsrichtung des Bohraggregats zeigen. Der Zeiger des Kursgebers bildet dann den Winkel (ß+~iO mit dieser Längsrichtung und daher auch mit dem Nachlaufzeiger. Wird jetzt das Visier zusammen mit den Kursgeberanzeiger um den Winkel -Ύ* gedreht, so daß es in der gewünschten Seitenwinke !richtung der Führungen 4 zeigt, dann zeigt der Kursgeberzeiger weiterhin den Winkel ((i+^) in bezug auf die Skala des Kursgeberanzeigers an, nimmt aber selbst den Winkel β in bezug auf den Folgezeiger desP The adjustment of the lateral direction of the guides 4 with a device according to Pig. 4. is easiest to explain if one assumes that the visor together with the indicator of the course generator 9 *, the trailing pointer of the same and therefore also the handle of the resolver Io all point straight ahead in the longitudinal direction of the drilling unit. The pointer of the course transmitter then forms the angle (ß + ~ iO with this longitudinal direction and therefore also with the trailing pointer. If the visor is now rotated together with the course transmitter by the angle -Ύ * so that it is in the desired lateral angle! Direction of the guides 4 shows, then the cursor pointer continues to show the angle ((i + ^) with respect to the scale of the cursor indicator, but itself assumes the angle β with respect to the following pointer of the

fc Anzeigers und die Längsrichtung in Richtung nach vorn des Aggregats ein. Dreht man nun den Drehgriff des Resolvers Io so, daß die • " Folgezeigerrichtung mit derjenigen des Zeigers des Anzeigers übereinstimmt, d.h. mit dem Winkel -£ übereinstimmt, weil der Nachlaufzeiger und der Resolverdrehgriff sich gegensinnig drehen, dann zieht der Resolver den Winkel (I vom Kursgeberwert ab, wodurch bewirkt wird, daß das vom Resolver Io abgegebene Signal bis zum Vornehmen einer neuen Einstellung ein Maß für den Winkel JL ist, unabhängig von den Seitendrehbewegungen des Fahrgestells 2, d.h. des Bohraggregats.fc indicator and the longitudinal direction towards the front of the unit. If you now turn the rotary handle of the resolver Io so that the following pointer direction coincides with that of the pointer of the indicator, i.e. coincides with the angle - £, because the trailing pointer and the resolver rotary handle rotate in opposite directions, then the resolver draws the angle (I from Course transmitter value, which has the effect that the signal emitted by the resolver Io is a measure for the angle JL until a new setting is made, regardless of the lateral rotational movements of the chassis 2, ie of the drilling unit.

Falls das Visier zur Einstellung eines Seitenrichtungs-Sollwertes nicht benötigt wird, weil dieser Winkelwert gegeben oder bekanntIf the visor is used to set a lateral direction setpoint is not required because this angle value is given or known

4Q9808/G004 " ⁹ "4Q9808 / G004 " ⁹ "

ist, dann kann man diesen Winkelgradwert direkt mit dem Drehgriff des Resolvers Io einstellen. Der damit gekoppelte Nachlaufzeiger wird dann bis zum Sollwert an der Kursgeberanzeigerskala mitgenommen. Hierbei wird das Visier überhaupt nicht benötigt und dient deshalb nur zum Einstellen von Seitenwinkeln, für welche nur Bezugsobjekte im umgebenden Gelände gegeben sind.then you can set this angular degree value directly with the rotary handle of the resolver Io. The tracking pointer linked to it is then taken up to the target value on the cursor display scale. Here the visor is not needed at all and is used therefore only for setting side angles for which only reference objects are given in the surrounding area.

An dem Gelenk, mit welchem jeder Ausleger J5 mit dem Fahrgestell des Bohraggregats verbunden ist, ist in der Einrichtung nach Fig. 4 ein Resolver 11 so angebracht, daß er den Schwenkwinkel des Auslegers in der Erdbodenebene (Fahrbahnebene) in bezug auf das Fahrgestell abtastet. Dieser Resolver 11 ist in den Fig. 1-3 nicht dargestellt, dagegen im Schaltbild Fig. 4. In diesem Resolver wird außerdem der Winkel o< zu dem vom Resolver Io herrührenden Winkelwert addiert und der Sinus und Cosinus der Summe gebildet. Der Sinuswert der Summe wird einem Steuerkreis 15 für die Drehbewegung der Führung 4 zugeführt, und der Cosinuswert wird dem anderen Steuerkreis 16 für die Kippbewegung der Führung zugeführt. Die Eingangssignale der beiden Steuerkreise 15 und 16 sind daher K, sin (o< +T^) bzw. K, cos (°< +ΊΓ) und sind die Bezugswerte der Drehbzw. Kippeinstellung der Führung, wobei K, eine Konstante ist.On the joint with which each jib J5 is connected to the chassis of the drilling unit, a resolver 11 is attached in the device according to FIG. This resolver 11 is not shown in FIGS. 1-3, but in the circuit diagram in FIG. 4. In this resolver, the angle o <is also added to the angle value originating from the resolver Io and the sine and cosine of the sum are formed. The sine value of the sum is fed to a control circuit 15 for the rotary movement of the guide 4, and the cosine value is fed to the other control circuit 16 for the tilting movement of the guide. The input signals of the two control circuits 15 and 16 are therefore K, sin (o <+ T ^) or K, cos (° < + ΊΓ) and are the reference values of the Drehbzw. Tilt setting of the guide, where K, is a constant.

Die beiden Kreise I5 und 16 enthalten einen gemeinsamen Neigungsgeber 17, der zur Einstellung der Neigung der Führung in bezug auf die Lotlinie dient und entweder stetige oder Schrittsignale (z.B. analoge bzw. digitale) abgibt. Die vom Resolver 11 kommenden Signale werden in den Steuerkreisen 15* 16 demoduliert, durch ein Tiefpassfilter gefiltert und mit dem vom Neigungsgeber I7 kommenden Signal zusammengebracht, um dann als Sollwertsignal für die Neigung der Führung in ihrer Drehebene bzw. in ein Sollwertsignal für die Neigung der Führung in ihrer Kippebene an je einen zum jeweiligen Steuerkreis I5 bzw. 16 gehörenden Wertevergleicher 18 bzw. 19 gegeben zu v/erden. Der Vergleicher 18 im Drehbewegungssteuerkreis I5 liefert ein Steuersignal an ein Magnetventil zur Steuerung des hydraulischen Antriebs 8, der dann die Führung 4 inThe two circles I5 and 16 contain a common inclination sensor 17, which is used to adjust the inclination of the guide with respect to the plumb line is used and emits either continuous or step signals (e.g. analog or digital). The signals coming from the resolver 11 are demodulated in the control circuits 15 * 16 by a Low-pass filter filtered and with the one coming from the inclination sensor I7 Signal brought together to then be used as a setpoint signal for the Inclination of the guide in its plane of rotation or in a setpoint signal for the inclination of the guide in its tilting plane to one for each Value comparator 18 belonging to control circuit I5 or 16 or 19 given to v / earth. The comparator 18 in the rotary motion control circuit I5 supplies a control signal to a solenoid valve Control of the hydraulic drive 8, which then turns the guide 4 into

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ihrer Drehebene auf den gewünschten Wert in dieser Ebene einstellt. Zu diesem Zweck ist an der Führung 4 ein Pendelwinkel geber 2o angebracht, der auf den Winkel in dieser Drehebene anspricht und ein in geeigneter Weise behandeltes Signal an den Vergleicher 18 zurückgibt .its plane of rotation to the desired value in this plane. For this purpose, a pendulum angle encoder 2o is attached to the guide 4, which responds to the angle in this plane of rotation and returns a signal treated in a suitable manner to the comparator 18 .

In entsprechender Weise erzeugt gleichzeitig der Vergleicher 19 im Kippbewegungssteuerkreis 16 der Führung 4 ein Steuersignal, welches ein Magnetventil für den hydraulischen Antrieb 7 steuert, so daß dieser Antrieb die Führung in ihrer Kippebene in die gewünschte Stellung bewegt. Auch hierfür ist ein Pendelwinkelgeber 21 an der Führung angebracht und erzeugt ein dem Kippwinkel in dieser Ebene entsprechendes Signal, welches nach geeigneter Behandlung an den Vergleicher 19 zurückgeführt wird. - Ein Pendelwinkelgeber ist bekanntlich ein Winkelgeber, der mit einem in der betreffenden Ebene beweglichen Pendel versehen ist, dessen Winkelstellung in ein diesem Winkel entsprechendes elektrisches Signal umgewandelt wird.In a corresponding manner, the comparator 19 generates im at the same time Tilting motion control circuit 16 of the guide 4, a control signal which controls a solenoid valve for the hydraulic drive 7, so that this drive the guidance in its tilting plane in the desired one Position moved. For this purpose, too, a pendulum angle encoder 21 is attached to the guide and generates the tilt angle in this plane corresponding signal which is fed back to the comparator 19 after suitable treatment. - A pendulum angle encoder is As is known, an angle encoder which is provided with a pendulum movable in the plane concerned, the angular position of which is in an electrical signal corresponding to this angle is converted.

Aus obigem geht hervor, daß eine erfindungsgemäße Einrichtung auch winkelempfindliche Elemente enthält, welche auf Winkel in der Erdboden ebene, d.h. auf die Geländeneigung, ansprechen und sie als entsprechende Winkelsignale weitergeben. Im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel bestehen diese Elemente einesteils aus denjenigen .Elementen, die mit dem am Fahrgestell angebrachten Kursgeber 9 zusammenarbeiten und zu denen in erster Linie der Resolver Io gehört, und andernteils aus dem Resolver 11, der an Gelenken zwischen jedem Ausleger 3 und dem Fahrgestell 2 angebracht ist und den Winkel zwischen dem jeweiligen Ausleger und dem Fahrgestell ermittelt und weitergibt. Ferner gehören zu diesen Elementen auch Elemente, die in senkrechten Ebenen winkelempfindlich sind und im hier beschriebenen Beispiel aus den zwei in bezug auf die Lotlinie arbeitenden Instrumenten oder Pendelwinkelgebern 2o und 21 bestehen, die an der Führung 4 angebracht sind, im Prinzip aber auch an der Bohrmaschine 5 in je einer der beiden senkrechten Ebenen angebracht sein können, in denen die Führung beweglich ist.From the above it can be seen that a device according to the invention also contains angle-sensitive elements, which on angles in the Address ground level, i.e. the slope of the terrain, and use it as a Pass on corresponding angle signals. In the embodiment described here these elements consist on the one hand of those .Elementen, which are connected to the course sensor 9 attached to the chassis work together and to which primarily the resolver Io belongs, and on the other hand from the resolver 11, which is attached to joints between each boom 3 and the chassis 2, and the angle determined and passed on between the respective boom and the chassis. These elements also include elements which are angle-sensitive in vertical planes and, in the example described here, from the two working in relation to the plumb line Instruments or pendulum angle sensors 2o and 21 exist, which are attached to the guide 4, but in principle also to the Drill 5 mounted in each of the two vertical planes can be in which the guide is movable.

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Die eigentliche Einstellung des Winkels der Führung in bezug auf die Lotlinie und die Einstellung des Seitenwinkels erfolgt, wie aus obigem hervorgeht, durch den Neigungswähler 17 für den Neigungswinkel bzw. durch eine mit dem richtungsanzeigenden Instrument, in vorliegendem Falle mit dem Kursgeber 9»- verbundene Wählvorrichtung für die gewünschte Seitenrichtung, wobei diese Wählvorrichtung in vorliegendem Beispiel durch den Resolver Io gebildet wird.The actual setting of the angle of the guide in relation to the plumb line and the setting of the lateral angle is carried out, as can be seen from the above, by the inclination selector 17 for the inclination angle or by one with the direction-indicating instrument, in the present case with the course generator 9 »- connected Selection device for the desired side direction, this selection device being formed in the present example by the resolver Io.

Die Einrichtung nach Fig. 4 ist bei ungefähr waagrechter Stellung des Fahrgestells verwendbar, nämlich wenn mäßige Abweichungen von dieser Stellung,z.B. infolge Gelängeneigung u.a.,'eine für den praktischen Bedarf genügend genaue Einsteligenauigkeit der. Führungen 4 gewährleistet. Die Einrichtung nach Fig. 4 hat den großen Vorzug, daß ein einziger Kursgeber für mehrere Führungen 4 genügt, und daß es in manchen Fällen genügt oder.zweckmäßiger ist, den Kursgeber am Fahrgestell anzubringen.The device of FIG. 4 is in an approximately horizontal position of the chassis can be used, namely if moderate deviations from this position, e.g. as a result of inclination to reach, among other things, 'one for the practical need sufficiently precise setting accuracy of the. guides 4 guaranteed. The device according to FIG. 4 has the great advantage that a single course generator is sufficient for several guides 4, and that in some cases it is sufficient or more expedient to use the To be attached to the chassis.

Wünscht man hingegen eine- erfindungsgemäße Einrichtung, die von Gelängeneigungen völlig unabhängig ist und auch bei nahezu beliebiger Neigung des Fahrgestells in bezug auf eine waagrechte Ebene verwendbar ist, so eignet sich hierfür das Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 in Verbindung mit Fig. 5·On the other hand, if you want a device according to the invention, which of Slopes is completely independent and even with almost any inclination of the chassis with respect to a horizontal plane is usable, the embodiment is suitable for this according to Fig. 6 in conjunction with Fig. 5

Bei dieser Ausführung ist an jeder einzelnen Führung 4 ein Kurs-. geber 12 angebracht, der direkt diejenigen Riehtungen in den beiden senkrechten Ebenen anzeigt, in denen die betreffende Führung gedreht und gekippt werden kann, siehe Fig. 5. Dies erreicht man beispielsweise dadurch, daß der Kursgeber (Fig. 5 und 6) entweder an der Führung selbst oder an einer Verlängerung derselben angebracht und dort so orientiert ist, daß er direkt die Richtung derjenigen senkrechten Ebene angibt, in welcher die Führung 4 gekippt vird. Der Kursgeber 12 kann sogar am Arbeitsorgan selbst angebracht werden, d.h. im hier beschriebenen Falle an der jeweiligen Bohrmaschine 5, da diese (im Gegensatz zum Bohrer selbst) sich nicht um eine Achse drehen kann, die in Längsrichtung der Führung verläuft .In this version there is 4 course on each individual tour. encoder 12 attached, the direct those directions in the two indicates vertical planes in which the guide in question can be rotated and tilted, see Fig. 5. This is achieved for example by the fact that the course generator (Fig. 5 and 6) either on the guide itself or on an extension of the same and is oriented there so that it directly indicates the direction of those indicates the vertical plane in which the guide 4 is tilted. The course generator 12 can even be attached to the work organ itself , i.e. in the case described here on the respective drilling machine 5, since this (in contrast to the drill itself) is not can rotate about an axis which runs in the longitudinal direction of the guide .

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Bei der anfänglichen Einstellung anhand von Zielpunkten oder Richtmarken im umgebenden Gelände muß bei dieser zweiten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes das Fahrgestell 2 waagrecht stehen, und mindestens ein Ausleger 3 muß in Längsrichtung des Gesteinsbohraggregats genau nach vorn gerichtet sein, siehe Fig. 5· Danach wird die weitere Einstellung in gleicher Weise vorgenommen wie bei der ersten beschriebenen Ausführungsform. Erwähnt sei aber, daß der Drehgriff des Resolvers für die beiden Führungen 4 gemeinsam ist und daher mit den für jeden der beiden Führungen vorgesehenen Resolvern Io verbunden ist. Infolgedessen kann der Winkel β beider Führungen gleichzeitig substrahiert*werden, so daß das von jedem der beiden Resolver Io abgegebene Signal ein direktes Maß für die in Fig. 5 angegebenen Winkel y und "ψ*_Λ " wird. Wie aus Fig.During the initial setting based on target points or alignment marks in the surrounding area, the chassis 2 must be horizontal in this second embodiment of the subject of the invention, and at least one boom 3 must be directed exactly forward in the longitudinal direction of the rock drilling unit, see Fig. 5 Adjustment made in the same way as in the first embodiment described. It should be mentioned, however, that the rotary handle of the resolver is common to the two guides 4 and is therefore connected to the resolvers Io provided for each of the two guides. As a result, the angle β of both guides can be subtracted * at the same time, so that the signal emitted by each of the two resolvers Io becomes a direct measure of the angles y and "ψ * _Λ " indicated in FIG. As shown in Fig.

⁰OVA ⁰OHo ⁰ OVA ⁰ OHo

zu ersehen ist, bedeutet \ den Winkel zwischen den beiden senkrechten Dreh- und Kppebenen der Führungen und der gewünschten Kurs- oder Seitenrichtung.can be seen, \ means the angle between the two vertical turning and tilting planes of the guides and the desired course or lateral direction.

Bei einer Einstellung, die anhand eines vorgegebenen Kurses erfolgt, verfährt man wie bei den beiden oben beschriebenen Beispielen einer erfindungsgemäßen Einrichtung, weshalb in diesem Falle eine waagrechte Aufstellung des Bohraggregats und Auslegerstellung in Vorwärtsrichtung für die Grundeinstellung nicht nötig sind.In the case of a hiring that takes place on the basis of a given course, if one proceeds as in the two above-described examples of a device according to the invention, which is why in this case a horizontal one It is not necessary to set up the drilling unit and position the boom in the forward direction for the basic setting.

Auch das Prinzipschaltbild nach Fig. 6 betrifft nur eine der beiden Führungen 4, und auch diese Einrichtung arbeitet im Prinzip ungefähr wie eine Feuerleitanlage für Schiffsartillerie.The basic circuit diagram according to FIG. 6 also relates to only one of the two Tours 4, and this facility works in principle roughly like a fire control system for ship artillery.

Die Kursgeber 12 sind hier kombinierte Kurs- und Neigungsgeber, die mit je einer Führung 4 o.a. oder mit je einem der Arbeitsorgane starr verbunden sind und sich in jeder Hinsicht zusammen damit bewegen. Daher wird keine kardanische oder sonstige pendelnde Aufhängung oder stabilisierte Plattform benötigt. Die eigenen Koordinatensysteme der Geber 12 sind deshalb in bezug auf die Führung 4 unbeweglich aber beweglich in bezug auf die Lotlinie und auf das Schwerkraftfeld und Magnetfeld der Erde, weshalb entsprechendeThe course givers 12 are combined course and inclination givers, each with a guide 4 or above or with one of the working bodies are rigidly connected and move with it in every respect. Therefore there is no cardanic or other oscillating suspension or stabilized platform is required. The own coordinate systems of the encoder 12 are therefore in relation to the guide 4 immovable but mobile in relation to the plumb line and to the gravitational and magnetic fields of the earth, which is why corresponding

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Umrechnungen nötig sind, um Signale zum Einstellen der Führung auf eine bestimmte Seitenrichtung und auf einen bestimmten Winkel zur Lotlinie zu erhalten.Conversions are needed to get signals for setting the guide on a certain lateral direction and at a certain angle to the plumb line.

Durch die Verwendung von Gebern, die an den Führungen 4 fest angebracht sind, gewinnt man folgende Vorteile. Die Befestigung der Geber an den Führungen sowie die hierfür nötigen 'Bef estigungsteile werden beträchtlich einfacher. Die Geber brauchen weder bewegliche Teile enthalten noch mit solchen beweglichen Teilen wie Kardanringe, neigungsanzeigende Pendelgeber o.a. zusammenarbeiten. Durch den Wegfall beweglicher Teile und von Schwingungs- und Stoßdämpfern für Pendel und Kardanaufhängungen usw. arbeitet der Geber schneller und genauer. Die Gefahr einer Beschädigung der Geber und hierzu gehörender Teile ist geringer, was bei Gesteinsbohraggregaten und ähnlichen Maschinen für Schwerbetrieb von großer Bedeutung ist.Through the use of encoders that are firmly attached to the guides 4 you gain the following advantages. The attachment of the encoders to the guides as well as the necessary attachment parts become considerably easier. The encoders need neither contain moving parts nor with such moving parts as Cardan rings, inclination-indicating pendulum encoders etc. work together. By eliminating moving parts and vibration and shock absorbers the encoder works faster and more precisely for pendulums and cardan suspensions etc. The risk of damage to the encoder and the parts belonging to this are smaller, which is of great importance for rock drilling units and similar machines for heavy duty is.

Eine Einrichtung der weiter oben beschriebenen Art, die einen oder mehrere Kursgeber mit Magnetkompaß und kardanischer Aufhängung zusammen mit hierfür benötigten Pendelgebern, Dämpfern usw. enthält, ist zwar zur Zeit billiger als eine Einrichtung nachstehender Art mit Gebern, die zur Bestimmung der Komponenten des erdmagnetischen Feldes nur unbewegliche Teile erthalten, wenn man hierbei auch die Kosten für die dann nötige automatische Rechenanlage berücksichtigt, •aber diese gegenwärtig geltenden Nachteile dürften in vielen Fällen gegenüber den oben erwähnten Vorteilen zurücktreten. Erwähnt sei ferner, daß ein starr an den Führungen 4 angebrachter Geber bedeutend härteren Erschütterungen ausgesetzt ist als ein am Fahrgestell angebrachter und allenfalls federnd, kardanisch aufgehängter Geber. Moderne Vorrichtungen zum Messen der erdmagnetischen Feldkomponenten (wobei ja nur die Winkel und die relative Größe der Komponenten im Verhältnis zueinander gemessen werden braucht) sind sehr klein und mechanisch widerstandsfähig und können sehr leicht angebracht werden, nötigenfalls auf Gummipuffern oder anderen Stoßdämpfern einfacher Art, und sind allein betrachtet sehrA device of the type described above, the one or contains several course sensors with magnetic compass and cardanic suspension together with the necessary pendulum sensors, dampers, etc., is currently cheaper than a device of the following type with encoders, which are used to determine the components of the geomagnetic Field only get immovable parts if one also includes the Costs for the then necessary automatic computer system are taken into account, • but these currently applicable disadvantages are likely in many cases withdraw from the advantages mentioned above. It should also be mentioned that a rigidly attached to the guides 4 encoder is exposed to significantly harder vibrations than one attached to the chassis and possibly resilient, cardanically suspended Giver. Modern devices for measuring the geomagnetic field components (with only the angle and the relative size components need to be measured in relation to each other) are very small and mechanically resistant and can be very are easily attached, if necessary on rubber buffers or other shock absorbers of a simple type, and are great when viewed alone

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billig. Die wiederholt erwähnte "starre" Befestigung schließt
die Verwendung von Gummidämpffirn o.a. nicht aus,vorausgesetzt daß der hiermit versehene Geber keine anderen Drehbewegungen in bezug auf die Führung 4 ausführen kann als solche, die entweder sehr
kurzzeitig sind oder zu gering sind um die nötige Meßgenauigkeit nicht unzulässig zu verschlechtern. Als Beispiele solcher moderner Magnetfeld-Komponentenmesser seien Vorrichtungen genannt, welche Magnistoren, Magnetdioden oder sog. Fluxgate-Magnetometer enthalten, Beim gegenwärtigen Stand der Technik sind dagegen Hall-Geber und Feldplatten auch aus praktischen Gründen wenig geeignet.cheap. The repeatedly mentioned "rigid" attachment closes
the use of Gummidampfffirn oa does not preclude, provided that the encoder provided with it can not perform any other rotational movements with respect to the guide 4 than those that are either very
are short-term or are too low in order not to impair the necessary measurement accuracy inadmissibly. Examples of such modern magnetic field component meters include devices which contain magnistors, magnetic diodes or so-called fluxgate magnetometers. In the current state of the art, however, Hall sensors and field plates are not very suitable for practical reasons.

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Claims

Claim

Direction control for automatic angle adjustment and / or parallel movement of a guide for a guide that can move along it Working organ, such as a rock drill or ram, the guide in two forming a right angle with one another Levels is pivotable and via an intermediate member of a mobile frame - such as a chassis - is supported and is equipped with drives and a direction measuring device for the parallel movement of the guide, characterized in that the direction measuring device has one or more direction-sensitive pendulum sensors (2o, 21), which with the guide (4) or the movable along this and in with respect to the guide (4) non-rotatable working member (5) are firmly connected.

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