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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die dazugehörige
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Vorrichtung zum Begrenzen der Verstellbewegung eines an einem allseitig
schwenkbaren Tragarm einer Teilschnittvortriebsmaschine gelagerten Lösewerkezeuges
auf den aufzufahrenden Streckenquerschnitt, dessen Lage durch einen in Tunnellängsrichtung
verlaufenden Laserstrahl bestimmt wird, wobei die Tragarmschwenkwinkel erfaßt und
ihnen entoprechende Istwerte sowie mit Hilfe einer Profilst-euerung zugehörige Sollwerte
gebildet und diese Sollwerte bei Abweichung der Vortriebsmaschine aus ihrer Sollage
durch den Abweichungen entsprechende Signale korrigiert werden.
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Ein solches Verfahren und die dazugehörige Vorrichtung sind durch
die deutsche Offenlegungsschrift 25 31 759 bekannt.
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Bei der Teilschnittvortribesmaschine nach dieser Vorveroffentlichung
wird vor jedem Abschlag, vorzugsweise nach dem Einstechen des Lösewerkzeuges in
die Ortabrust und/oder nach dem Abspannen der Teilshnittvortriebsmaschine, durch
Verschwenken des Tragarmes eine im Bereich des äußersten Tragarmendes befindliche
Markierung mit dem in Strecken- bzw.
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Tunnellängsrichtung verlaufenden Laserstrahl zur Deckung gebracht,
und es werden die den Tragarmschwenkwinkeln proportionalen Istwertsignale mit den
in der Maschinensollage und bei im Laserstrahl liegender Markierung auftretenden
Sollwertsignalen der Tragarmschwenkwinkel verglichen sowie auftretende Signaldifferenzen
beim Lösen diesea Abschlagen zur Korrektur der von der Profil steuerung vorgegebenen
Sollwertaignale benutzt. Alle lagenabweichungen einer Teilschnittvortriebsmaschine
werden bei diesem Verfahren erkennbar, weil sich die Tragarmmarkierung nur dann
mit dem Strahl des Lasers zur Deckung bringen läßt, wenn der horizontale und/oder
der
vertikale Tragarmschwenkwinkel einen im Vergleich zu den bei
der Maschinensollage auftretenden entsprechenden Tragarm schwenkwinkeln unterschiedlichen
Wert annimmt. Da die Winkeldifferenzen in beiden Maschinenlagen - also der Maschinensollage
und der Maschinenistlage - ein MalS für die Maschinenabweichungen darstellen, können
diese Differenzen beim anschließenden Lösen des Abschlagen zur Korrektur der von
der Profilsteuerung vorgegebenen Sollwerte der Tragarmschwenkwinkel genutzt werden.
Infolgedessen sind besondere Einrichtungen und Geräte, die etwa aufgetretene Lagenabweichungen
der Vortriebsmaschine feststellen und deren Größe ermitteln, bei diesem Verfahren
weitgehend überflüssig.
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Allerdings ist es nachteilig, daß der Bedienungsmann der Teilschnittvortriebsmascine
während des Lösevorganges nicht informiert ist über den augenblicklichen Maschinenstandort
in bezug auf den Laserstrahl. Er kann also nicht feststellen, ob während des laufenden
Schneidvorganges weitcre Maschinenabweichungen aufgetreten sind.
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Die Erfindung hat eine Lösung um lief, stie es gestattet-, bei dem
vorgenannten Verfahren durch während des Schneidvorganges den Maschinenstandort
in bezug auf den Laserstrahl vom Bedienungsstand der Teilschnittvortriebsmaschine
aus zu kontrollieren.
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Die Erfindung geht dazu von dem eingangs erläuterten Verfahren aus
und schlägt vor, vor jedem Abschlag, und zwar vor oder nach dem Einstechen des Lösewerkzeuges
in die Ortsbrust, den Auftreffpunkt des Laserstrahls auf die Ort-sbrust mittels
einer der Vortriebsmaschine zugeordneten Einrichtung anzuvisieren und die so ermittelt.en
beiden Winkel gegenüber der Horizontalen
und gegenüber der Vertikalen
in ihnen proportionale Signale umsetzen, mit den Signalen der in der Maschinensollage
gemessenen entsprechenden Winkel zu vergleichen und Signaldifferenzen beim Lösen
des Abschlages zur Korrektur der von der Profilsteuerung vorgegebenen Sollwertesignale
zu benutzen. Bei dieser Arbeitsweise werden nicht nur alle Lagenabweichungen der
Teilschnittvortriebsmaschine vor Beginn der Vortriebsarbeit für den Bedienungsmann
der Teilschnittvortriebsmaschine erkennbar, sondern es ist nunmehr auch möglich,
während der eigentlichen Vortriebsarbeit festzustellen, ob die Maschine sich noch
in der Lage befindet, in der sie beim Beginn der Lösearbeit gestanden hat, da alle
Veränderungen der Maschinenstellung sich durch den aus der Visierachse herauslaufenden
Auftreffpunkt des laserstrahls anzeigen und, wenn sie größere Ausmaße annehmen,
zu einer erneuten Ausrichtung der Visiereinrichtung und damit zu einer erneuten
Korrektur der von der Profil steuerung vorgegebenen Sollwertsignale Anlaß geben.
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Zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahren wird zweckmäßigerweise
eine der Teilschnittvortriebsmaschine zugeordnete, mit Kimme und Korn ausgestalltete
Visiereinrichtung benutzt, die um eine quer zur Streckenlängsirchtung verlaufende
horizontale und um eine vertikale Achse schwenkbar und feststellbar auf dem Maschinengestell
angeordnet ist und deren beide Schwenkarchsen mit je einem Winkelkodierer verbunden
sind. Diese Visiereinrichtung richtet der Bedienungsmann der Teilschnittvortr i.ebsinas
h e Vor Beginn der Lösearbeit genau auf den auf der Ortsbrust befindlichen Auftreffpunkt
des Laserstrahls aus. Dadurch werden alle Abweichungen der Teilschnittvotriebsmaschine
gegenüber der Maschinensollage erfaßt und in zwei Signale umgewandelt. Diese sind
den Winkeln
proportional, die die Verbindungslinie: Kimme - Korn
- Auftreffpunkt des Laserstrahls auf die Ortsbrust mit einer horizontalen Ebene
bzw. einer vertikalen Ebene einschließt.
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Zweckmäßigerweise wird die Visiereinrichtung von einem Projektor oder
einem Laser gebildet.
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Weiterhin empfiehlt es sich, bei Teilschnittvortriebsmaschinen, deren
Maschinengestell gegenüber dem Maschinenfahrwerk um eine senkrechte Achse schwenkbar
gelagert ist, die Visiereinrichtung und die horizontale Schwenkachse des Maschinentragarmes
auf einem gemeinsamen, zur senkrechten Schwenkachse des Maschinengestells konzentrischen
Kreis derart anzuordnen , daß sie sich diametral gegenüberliegen. In diesem Fall
ist sowohl der horizontale als auch der vertikale Winkel, den einerseits der in
Streckenlängsrichtung verlaufende Strahl des Lasers und andererseits die Tragarmlängsachse
mit der Verbindungslinie: Kimme - Korn der Visiereinrichtung einschließt, gleich,
so daß sich besonders einfache und bersichtliche Verhältnisse zur Darstellung bzw
Bildung der Korrekturfaktoren beider Sollwerte ergeben.
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Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal kann eine so ausgerüstete Teilschnittvortriebsmaschine
eine die Ausgangssignale der Winkelkodierer der Visiereinrichtung und die Ausgangssignale
zweier Neigungswaagen aufnehmende Einrichtung besitzen, die mit einem Sichtgerät
verbunden ist, auf dem sie die mit Hilfe der Visiereinrichtung und die mit Hilfe
der beiden Neigungswaagen ermittelten Maschinenabweichungen anzeigt.
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Der Bedienungsmann der Teilschnittvortriebsmaschine kann daher augenblickLich
erkennen, welches die Ursache der aufgetretenen Maschinenabweichungen ist, da auf
dem Sichtgerät die
Neigungen der Vortriebsmaschine um die Maschinenlängsachse
bzw. Maschinenquerachse gesondert, beispielsweise durch digitale Ziffernanzeige,
ausgewiesen werden und auch eine gesonderte Ziffernanzeige der von der Visiereinrichtung
ermittelten Sollwert-Istwertdifferenz erfolgt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Abbildungen dargestellt
und anhand des folgenden Beschreibungsteiles näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Teilschnittvortriebsmaschine in Seitenansicht;
Fig. 2 den Grundriß der Teilschnittvortriebsmaschine; Fig. 3 ein Blockschaltbild.
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Die Teilschnittvortriebsmaschine 1 bearbeitet die Ortsbrust 2 der
aufzufahrenden Strecke 3 mit ihrer Schrämwalze 4, die von einem um die horizontale
Achse 5 und um die vertikale Achse 6 schwenkbar gelagerten Tragarm 7 gehalten wird.
Doppelseitig beaufschlagbare Stellzylinderpaare 8 bzw. 9 erzeugen die Tragarmschwenkbewegung
der Teilschnittvortriebsmaschine 1. Letztere ist mittels Raupenfahrwerken 10 auf
der Streckensohle 11 verfahrbar, nimmt das anfallende Haufwerk mit einer Ladeschaufel
12 auf und trägt es über das Fördermittel 13 nach hinten aus. Ein innerhalb der
Strecke3 angeordneter Laser 14 bestimmt die Abbaurichtung der Teilschnittvortriebsmaschine
1. Der Strahl 15 dieses geodätisch ausgerichteten Lasers 14 verläuft parallel zur
Länggrichtung der aufzufahrenden Strecke 3.
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Sowohl die horizontale Schwenkachse 5 als auch die vertikale Schwenkachse
6 des Tragarmes 7 der Teilschnittvortriebsmaschine 1 steht mit je einem Winkelkodierer
16 bzw. 17 in Verbindung, deren Ausgangssignale einer Profilsteuerung 18 zugeführt
werden. Weiterhin ist der Teilschnittvortriebgmaschine 1 eine Visiereinrichtung
19 zugeordnet, die auf dem Maschinengestell befestigt und hier kardanisch gelagert,
also um eine quer zur Streckenlängsrichtung verlaufende horizontale Achse 20 und
um eine vertikale Achse 21 schwenkbar und in ihren einzelnen Schwenkstellungen festsetzbar
ist. Mittels zweier Winkelkodierer 22,23 werden beide Schwenkwinkel i, / der Visiereinrichtung
19, also deren Schwenkweg um ihrehorizontale sowie deren Schwenkbewegung um ihre
vertikale Achse, festgehalten und in Form zweier Ausgangssignale an eine Einrichtung
24 zur Richtungserfassung weitergeleitet. Darüber hinaus ist ein Sichtgerät 25 vorhanden,
das die mit Hilfe den Neigungswaagen 26,27, beispielsweise zweier Pendel, ermittelten
Neigungen der Teilschnittvortriebsmaschine 1 um eine Maschinenlängsachse und um
eine Maschinenquerachse dem Bedienungsmann anzeigt.
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Vor dem Lösen eines Abschlages wird zweckmäßigerweise die Schrämwalze
4 zunächst in die Ortsbrust 2 eingefahren und danach, falls beabsichtigt, die Teiischnittvortriebsmaschine
1 in der Strecke 3 fest verspannt. Anschließend stellt der Bedienungsmann die Visiereinrichtung
19 so ein, daß der von ihr ausgehende Licht- bzw. Laserstrahl 28 den Strahl 15 des
in Streckenlängsrichtung verlaufenden Lasers 14 in der Ebene der Ortsbrust 2 schneidet.
Die auf diese Weise festgelegten Schwenkwinkel Xi6t und ist der Visiereinrichtung
19 müssen sich von den in der Maschinensollage auftretenden, entsprechenden Schwenkwinkeln
soll und fi soll unterscheiden, und zwar
stets um einen Wert, der
allein durch die jeweiligen Abweichungen der Teilschnittvortriebsmaschine 1 aus
ihrer Sollage bestimmt wird. Die den Winkeln α ist' αist entsprechenden,
mit Hilfe der Winkelkodierer 22,23 erzeugten Istwertsignale gehen der Einrichtung
24 zu und werden mit den hier gespeicherten Soliwertaignalen verglichen, die, wie
bereits ausgeführt, den Schwenkwinkeln αsoll und soll soll der Visiereinrichtung
19 entsprechen und in der Sollage der Teilschnittvortriebsmaschine 1, bei durch
den Auftreffpunkt des Laserstrahls 15 hindurchtretendem Licht-bzw. Laserstrahl 28
der Visiereinrichtung 19 auftreten. Die so ermittelten Signaldifferenzen benutzt
ein der Profilsteuerung 18 zugeordneter Rechner beim Lösen des anstehenden Abschlagen
zur Korrektur der Grenzwerte der Tragarmschwenkwinkel. Die die Grenzen der Tragarmschwenkwinkel
bestimmenden Signale, die dem Rechner, wie in der deutschen Patentschrift 24 58
514 näher beschrieben, von einem Speicher zugehen, werden ständig mit den von den
Winkelkodierern 16, 17 erzeugten Istwertsignalen der fragarmschwenkwinkel verglichen
und durch die vorerwähnten, mittels der Visiereinrichtung 19 erzeugten Korrekbursignale
so verändert, daß das Lösewerkzeug, also die Schrämwalze. 4, trotz der aus ihrer
Sollage herausgewanderten Teilschnittvortriebmaschine 1 nicht über das Sollprofil
des Streckenquerschnittes hinauslaufen kann. Beide an de Ausgängen der Profilsteuerung
18 anstehenden Steuersignale wirken auf die elektrohydraulischen Steuerelemente
29,30 ein und halten die Schrämwaize 4 stets innerhalb des durch den Laser 14 festgelegten
Streckenquerschnittes oder aber geben die elektrohydraulischen Steuerelemente 2,30
nur innerhalb dieses Streckenquerschnittes für die Handbetätigung 35 frei
Sowohl
die Profilsteuerung 18 als auch die Einrichtung zur Richtungserfassung 24 sowie
die Profilanzeige 31, auf der mit Hilfe von nicht dargestellten Leuchtdioden das
aufzufahrende Streckenprofil 32 in kleinerem Maßstab dargestellt ist, werden über
eigene Spannungsversorgungen 33 mit der zu ihrem Betrieb notwendigen elektrischen
Energia versorgt.
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Auf dem Schirm der Profilanzeige 31 gibt der Punkt 34 die augenblickliche
Lage der Schrämwalze 4 in bezug auf den Streckenquerschnitt an. Der Bedienungsmann
der reilschnittvortriebsmaschine 1 kann sich daher an der Profilanzeige 31 stets
über die genaue Stellung der Schrämwalze 4 informieren und ist über den Strahl der
Visiereinrichtung 19 außerdem auch über den genauen Standort der Teilschnittvortriebsmaschine
1 informiert, d. h. er kann augenblicklich feststellen, ob weitere Maschinenabweichungcn
während des Lösevorganges aufgetreten sind.
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Die beiden Neigungswaagen 26,27, deren Ausgangssignale an die Einrichtung
24 weitergeleitet werden, geben ständig Auskunft, um welches Maß die Vorrichtungsmaschine
1 sich um ihre Längsachse bzw. um ihre Querachse geneigt hat. Auch diese Abweichungen
gehen über die Einrichtung 24 der Profilsteuerung 18 zu und werden mit Hilfe des
Rechners bei der Steuerung des Tragarmes 7 berücksichtigt. Darüber hinaus werden
diese Neigungen der Teilschnittvortriebsmaschine,wie die mit Hilfe der Visiereinrichtung
19 ermittelten Abweichungen,gesondert auf dem Sichtgerät 25 angezeigt, so daß der
Bedienungsmann stets die Ursachen der Maschinenabweichungen erkennen und beim nächsten
Vorfahren der Vortriebsmaschine 1 entsprechende Gegenmaßnahmen treffen kann.
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Es sei noch darauf hingewiesen, daß die kardanisch gelagerte Visiereinrichtung
19 auf einem Teil des Maschinengestells der Teilschnittvortriebsmaschine 1 angeordnet
sein muß, der gegenüber dem Maschinenfahrwerk, also in dem Ausführungabeispiel gegenüber
dem Raupenfahrwerk 10, unbeweglich ist.