DE3115536A1

DE3115536A1 - Einrichtung zur kontrolle der bewegung eines schraemwerkzeuges einer streckenvortriebsmaschine relativ zu einem gewuenschten sollprofil

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Publication number: DE3115536A1
Application number: DE19813115536
Authority: DE
Inventors: Erich Ing. 8811 Scheifling Dröscher; Otto Dipl.-Ing. 8740 Zeltweg Schetina; Alfred Ing. Zitz
Original assignee: Voestalpine AG
Current assignee: Voestalpine AG
Priority date: 1980-04-21
Filing date: 1981-04-16
Publication date: 1982-08-12
Also published as: US4412700A; RO84454A; AU546640B2; RO84454B; SU1329627A3; AU6962881A; DE3115536C2; IN153112B

Description

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Όπμ..-Ing. ETTWi: ic! R μ αν ν, üip'C-Chem. B. Huber Dr. Ing. H. Li ska

23 172 8000 MÜNCHEN 86, DEN 1 β, ΑρΓίΙ 1981

POSTFACH 860 820 MÜHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

VOEST-ALPINE Aktiengesellschaft
Friedrichstraße 4
Λ-1011 Wien / Österreich

Einrichtung zur Kontrolle der Bewegung eines Schrämwerkzeuges einer Streckenvortriebsmaschine relativ zu einem gewünschten Sollprofil

VOEST-ALPINE Aktiengesellschaft in Wien (Österreich)

Einrichtung zur Kontrolle der Bewegung eines Schrämwerkzeuges einer Streckenvortriebsmaschine relativ zu einem gewünschten Sollprofil.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Kontrolle der Bewegung eines über eine Ortsbrust frei bewegbaren an einem schwenkbaren Schrämarm drehbar gelagerten Schwenkwerkzeuges einer Streckenvortriebsmaschine relativ zu einem gewünschten Sollprofil der aufzufahrenden Strecke, unter Verwendung eines relativ zur Streckenachse ausgerichteten fokussierten elektromagnetischen Wellenzuges und eines auf der Streckenvortriebsmaschine angeordneten Empfängers. Bei bekannten derartigen Einrichtungen wurde mit einem oder mehreren Empfängern, welche ortsfest an der Streckenvortriebsmaschine angeordnet sind, unter Verwendung eines oder mehrerer Laserstrahlen durch trigonometrische Berechnungen eine Darstellung der Schrämkopfkoordinaten relativ zu den Koordinaten eines Sollprofiles dor aufzufahrenden Strecke versucht. Es ist im besonderen ein Empfänger für Laserstrahlen bereits vorgeschlagen worden, woleher über eine Fläche verteilt eine Anzahl lichtempfindlicher Elemente aufweist. Diesen relativ kleinen lichtempfindlichen Elementen war in Richtung zum Sender eine Schablone bzw.eine weitere lichtempfindliche Elemente tragende Platte vorgeschaltet und es konnte aus den vom Laserstrahl jeweils beaufschlagten lichtempfindlichen Elementen auf die Position der Vortriebsmaschine relativ zur Streckenachse rückgeschlossen werden. Die bekannte Einrichtung dieser Art erfordert einen hohen rechnerischen Aufwand und ist auf Grund der großen Anzahl der für die Berechnung erforderlichen lichtempfindlichen Elemente relativ störompf indlich. Diene· Störempfindl ichkoi L ergibt sich insbesondere daraus, daß die lichtempfindlichen Elemente durch Staub, Erschütterungen und Hitze in ihrer Wirkungsweise stark beeinträchtigt werden können, und daß auf Grund bergbehördlicher Vorschriften zur Vermeidung von Schlagwctterexplosionen die Intensität des Laserstrahles sehr niedrig gehalten werden muß.

Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine einfache Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welcher in einfacher Weise die Darstellung der Koordinaten des Schrämwerkzeuges relativ zur aufzufahrenden Sollstrecke ohne komplizierten Rechenaufwand möglich ist, und mit welcher die Tatsache berücksichtigt werden kann, daß die Bewegung des Schrämwerkzeuges an der Ortsbrust auf Grund des verschiedenen Abstandes der vertikalen und der horizontalen Drehachse des Schrämarmes von der Ortsbrust im wesentlichen innerhalb eines TO Teilbereich eines Rotationsellipsoids, nicht jedoch einer ebenen Fläche erfolgt. Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Ausbildung im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger quer zur Streckenmaschinenlängsachse verschiebbar und aus seiner parallel zur Streckenvortriebsmaschinenlängsachse orientierten Lage in eine mit der Achse des fokussierten elektromagnetischen Wellenzuges fluchtende Lage verschwenkbar gelagert ist, und daß die Parallelverschiebung und/oder Verschwenkung des Empfängers und die relative Verschwenkung des Schrämwerkzeuges zur Streckenvortriebsmaschine, mit einer eine Nachbildung des Sollprofiles der Strecke und des Schrämwerkzeuges enthaltenden Anzeigevorrichtung gekoppelt ist. Auf diese Weise kann mit einem einzigen Sensorelement dar; Auslangen gefunden werden, wobei die Verschiebung und Verschwenkung des Empfängers in einfacher Weise ohne komplizierte trigonometrische Umrechnungen auf die Bewegung einer Nachbildung des Schrämwerkzeuges in einer Anzeigevorrichtung übertragen werden kann. Durch die bevorzugte Verwendung einer räumlichen Nachbildung des Schrämwerkzeuges erübrigt sich auch die Umrechnung der Ist-Schrämkopfkoordinaten an der Ortsbrust in entsprechende Ebene-Koordinaten, wie sie üblicherweise in Anzeigevorrichtungen erforderlich sind. Die Erfindung geht hiebei von der Voraussetzung aus, daß sich eine Drehung der Streckenvortriebsmaschine auf die Sohle um einen beliebigen in der Regel nicht bekannten Drehpunkt in eine Drehung im gleichen Ausmaß um einen vorgewählten Punkt der Streckenvortriebsmaschine und

Parallelverschiebung dieses Punktes zerlegen läßt.

Vorzugsweise ist die Ausbildung der Kontrolleinrichtung so getroffen, daß die Nachbildung des Schrämwerkzeuges in der Anzeigevorrichtung als an einer räumlichen Nachbildung des Schwenkwerkes und des Schrämarmes festgelegte räumliche Nachbildung ausgebildet ist, daß die Schwenkwerksnachbildung verschiebbar und/oder verschwenkbar gelagert und die Schrämarmnachbildung in analoger Weise wie der Schrämarm verschwenkbar gelagert ist und daß die Schwenkworks- und Schrämarmnachbildung von mit den Verschiebe- und/oder Verschwenkweg des Empfängers und des Schrämarmes erfassenden Sensoren verbundenen Stellgliedern antreibbar sind. Eine derartige Ausbildung hat den Vorteil, daß lediglich die maßstäbliche übertragung der Bewegung des Empfängers und des Schrämarmes auf das räumliche Modell des Schwenkwerkes und des Schrämarmes erforderlich ist um ohne irgendwelche Umrechnungen unmittelbar die relative Position des Schrämkopfes zum Sollprofil der Strecke darstellen zu können.

Da jede Fehlstellung der Streckenvortriebsmaschine von einer mit der Streckenlängsachse fluchtenden Stellung dazu führt, daß der Schrämkopf in Streckenlängsrichtung gesehen früher oder später mit der Begrenzung der Sollstrecke in Berührung gelangt, ist es von Vorteil, wenn auch die Nachbildung des Sollprofiles der Strecke in der Anzeigevorrichtung von einer räumlichen Nachbildung des der Ortsbrust benachbarten Teiles der Sollstrecke gebildet ist. Bei einer derartigen Ausbildung ist die maximale Übereinstimmung zwischen tatsächlicher Position des Schrämkopfes relativ zum Sollprofil der Strecke und Anzeige dieser Position in der Anzeigeeinrichtung gegeben.

In einfacher Weise weist der Empfänger ein langgestrecktes 3S quer zur Vortr iebsmaschinenlängsachso, innbonondero vorl. ikai Or(UiI! Lt.· ti Sensoro-lcmonl auf, und i si um die 1»ϊΠ(|:;.η·Ιι:;<· de::

Sensorelementes schwenkbar gelagert. Die Verschwenkbarkeit des Sensorelementes um seine Längsachse bietet hiebei die Möglichkeit, den Empfänger in eine mit der Achse des fokussierten elektromagnetischen Wellenzuges, insbesondere Licht- oder Laserstrahles, fluchtende Lage zu verschwenken und diese Verschwenkung wird in analoger Weise auf das Modell des Schwenkwerkes und des Schrämwerkzeuges übertragen.Da diese Verschwenkung lediglich Verdrehungen in der Horizontalebono zu erfassen gestattet, muß zur Erfassung der vertikalon Abweichungen der Maschinenpositionen das Sensorelement als langgestrecktes, vertikal angeordnetes Sensorelement ausgebildet sein. Wenn das Sensorelement aus reflektierendem Material besteht, läßt sich das Auftreffen des Lichtoder Laserstrahles an einer von der Mitte des Empfängers abweichenden Stelle eindeutig erkennen, wobei die korrekte Übertragung derartiger Fehlstellungen auf die Anzeigeeinrichtung in einfacher Weise durch Vertikalverschiebung der Streckennachbildung erfolgen kann. Hiefür ist vorzugsweise neben dem Sensorelement des Empfängers eine in Längsrichtung des Sensorelementes unterteilte Skala angeordnet, längs welcher vorzugsweise ein Zeiger verschiebbar geführt ist, wobei die Nachbildung des Sollprofiles der Strecke in der Anzeigevorrichtung in vertikaler Richtung verschiebbar gelagert ist, und daß vorzugsweise die Vertikalverschiebung des Sollprofi-5 les mit der Verschiebung des längs der vertikalen Skala des Empfängers verschiebbaren Zeigers gekoppelt ist.

Um die Ausrichtung des Empfängers auf die Achse des Laseroder Lichtstrahles im Falle von horizontalen Drehungen sicherzustellen, weist der Empfänger eine in Richtung zum Sender in Abstand vorgelagerte Visiereinrichtung auf, welche beispielsweise von einem zur Längsachse des Sensorelementes parallelen Schlitz gebildet ist, welcher vorzugsweise von für die elektromagnetischen Wellen durchlässigen Teilen begrenzt ist.Die den Schlitz begrenzenden Teile der Visiereinrichtung ergeben eine Abschwächung des Strahles gegenüber derjenigen Lage,in

welcher der Licht- oder Laserstrahl ungeteilt durch den Schlitz hindurchgeht. Auf diese Weise ergibt sich die mit der Achse des Licht- oder Laserstrahles fluchtende Lage des Empfängers als die Lage, in welcher das Sensorelement das größte Signal liefert.

Die Verschiebung und Verschwenkung des Empfängers wird in bevorzugter Weise durch eine hydraulische Stellvorrichtung vorgenommen, wobei in besonders vorteilhafter Weise die Ver-Schiebung des Empfängers unter Zwischenschaltung ο ines Kettengetriebes erfolgt. Diese Ausbildung ermöglicht es, die hydraulische Stellvorrichtung klein auszubilden und durch den Kettentrieb eine entsprechende übersetzung der Verstellbewegung vorzunehmen. Der Kettentrieb bietet hiebei gleichzeitig die Möglichkeit, die jeweilige Verstellbewegung über eine biegsame Welle, welche mit einem Kettenrad verbunden ist, auf das Schwenkwerksmodell bzw. die Schwenkwerksnachbildung zu übertragen. In einfacher Weise kann die Verstellbewegung des Empfängers über Drehpotentiometer, Winkelkodierer, Inklinometer, Drehmelder, Stellmotoren, Schrittmotoren oder biegsame Wellen od.dgl. mit der Schwenkwerksnachbildung der Anzeigeeinrichtung verbunden sein. In jedem Fall handelt ey sich somit um elrii; proporl Jona l.c Obcrl i\igung digitaler oder analoger elektrischer Signale, oder um eine einfache mechanische Übersetzung, ohne daß eine mathematische Korrektur erforderlich ist.

In besonders vorteilhafter Weise kann die innere Hüllkurve bzw. Hüllfläche des Sollprofiles bzw. der Streckennachbildung der Anzeigevorrichtung und die Schrämkopfnachbildung elektrisch leitfähig ausgebildet und mit einem optischen und/oder akustischen Signalgeber elektrisch verbunden sein. Auf diese Weise wird das Erreichen des Sollprofiles der Strecke zuverlässig angezeigt. Da jedoch fallweise auch die Möglichkeit gegeben sein soll dieses Sollprofil zu überfahren,

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besteht vorzugsweise die Nachbildung des Sollprofiles oder der Strecke in der Anzeigevorrichtung aus elastisch nachgiebigem Material. Die Streckennachbildung des Sollprofiles bzw. der Strecke kann aber auch elastisch aufgespannt sein, um eine Beschädigung der Anzeigeeinrichtung in einem solchen Fall zu verhindern.

Durch die erfindungsgemäße Einrichtung ist es in einfacher Weise möglich, die jeweilige Lage der Streckenvortriebsmaschine mit der relativen Position des Schrämwerkzeuges zur Streckenvortriebsmaschine zu überlagern, wobei es grundsätzlich auch möglich ist, wenn ein entsprechender baulicher Aufwand in Kauf genommen wird, die Streckennachbildung in entsprechender Weise verschiebbar und verschwenkbar relativ zur Schrämkopfnachbildung zu lagern,¹ da ja immer nur die relative Position von Schrämwerkzeug zur Strecke in der Anzeigevorrichtung dargestellt werden muß.

Eine einfache und korrekte Anzeige von Fehlstellungen der Streckenvortriebsmaschine auf Grund von Steigung, Gefälle oder eines Rollwinkels der Maschine kann dadurch erreicht werden, daß die räumliche Nachbildung des Schwenkwerkes um einen Drehpunkt, vorzugsweise kardanisch, schwenkbar angeordnet ist. Dadurch, daß die räumliche Nachbildung des Schwenkwerks um einen Drehpunkt schwenkbar angeordnet ist, kann der erfaßte Winkel der Abweichung auf die Schwenkwerksnachbildung übertragen werden. Da es sich bei dem Drehpunkt um einen bestimmten Punkt der Anzeigevorrichtung und damit in dor Regel um einen Ersatzdrehpunkt handelt, muß zusätzlich i'inc Par.i 1 JoIverschiebung vorytinoinnion wurden. In Übereinstimmung mit der im Stammpatent für Abweichungen in der Horizontalebene beschriebenen Weise erfolgt die Parallelverschiebung für die Korrektur der Anzeige, der Vertikalabweichung durch Verschieben der Nachbildung des Sollprofils in Höhenrichtung. Die Verschiebung der Nachbildung des Sollprofils in Höhenrichtung läßt sich wesentlich einfacher realisieren als

die analoge Verschiebung der Schwenkwerksnachbildung selbst.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Ausbildung so getroffen, daß die Schwenkwerksnachbildung an einem Drehpunkt der Anzeigevorrichtung pendelnd aufgehängt ist, und daß die beweglichen Teile der Schwenkwerksnachbildung und der Schrämarmnachbildung statisch ausgewuchtet sind. Bei dieser Ausbildung ist eine gesonderte Erfassung von Steigungs-,Gefäll- oder Rollwinkel nicht erforderlich, da diese Winkel unmittelbar durch die Pendelbewegung der Schwenk werksnachbildung erfaßt werden. Die Aufhängung der Schwenkwerksnachbildung erfolgt hiebei bevorzugt kardanisch, um eine gleichzeitige Erfassung von Steigungs- und Rollwinkel zu ermöglichen. In Übereinstimmung mit der Schrämmaschinenabweichung stellt sich auf diese Weise die Schwenkwerksnachbildung relativ zur Streckenprofilnachbildung um den gleichen Winkel abweichend ein. Alternativ zu einer pendelnden Aufhängung der Schwenkwerksnachbildung wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Schwenkwerksnachbildung durch wenigstens einen Proportionalantrieb, insbesondere einen hydraulischen oder elektrischen Stellmotor, angetrieben ist. In diesem Fall sind für die Messung des Rollwinkels und des Steig-bzw. Gefällwinkels gesonderte Inklinomoter, WinkeIkodieror od.dijl. erforderlich, deren Meßwerte in proportionaler Weise die Verstellung des Antriebs für die Schwenkwerksnachbildung bewirken. Die jeweils erforderliche Parallelverschiebung der Sollprofilnachbildung kann in der im Stammpatent beschriebenen Weise durch Berücksichtigung des vertikalen Auftreffpunktes eines Laserstrahles und entsprechende Verschiebung der Strekkenprofilschablone erfolgen.

Für den Fall, daß längere Streckenabschnitte unter einem vorgegebenen Steigungs- oder Gefällwinkel aufgefahren werden sollen, ist es vorteilhaft, die gesamte Anzeigevorrichtung um eine zur Streckenvortriebsmaschinenquerachse parallele Achse schwenkbar und in der jeweiligen Schwenk lage 1 cⁱ:;l r.te 11 -

bar an der Streckenvortriebsmaschine anzuordnen. Durch entsprechende Vorgabe des Verstellwinkels der gesamten Anzeigevorrichtung ergibt sich bei pendelnder Aufhängung der Schwenkwerksnachbildung automatisch die erforderliche Kompensation. In analoger Weise kann bei Verwendung wenigstens eines Proportionalantriebes für die Verschwenkung der Schwenkwerksnachbildung der Nullpunkt der Meßwertgeber verstellt werden, wodurch sich automatisch die gewünschte Kompensation ergibt.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird eine abgewandelte Einrichtung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, mit welcher das Sollprofil der Strecke im Bedarfsfall überfahren werden kann, wobei darüberhinaus die Möglichkeit geschaffen wird, eine differenziertere Aussage über das Ausmaß der Uberfahrung des Sollprofiles unmittelbar aus der Anzeigeeinrichtung zu erhalten. Die Ausbildung ist hiefür so getroffen, daß die Schrämarmnachbildung von einem Rohr sowie einem eine Stirnseite des Rohres durchsetzenden Stab gebildet ist, daß die Schrämkopfnachbildung mit dem freien Ende des Stabes verbunden ist, daß das Rohr an der Schwenkwerksnachbildung angelenkt ist und daß der Stab unter Einwirkung von Kräften auf die Schrämkopfnachbildung aus seiner mit dem Rohr koaxialen Mittelstellung auslenkbar festgelegt ist. Dadurch, daß die Schrämarmnachbildung zweiteilig ausgebildet ist, besteht die Möglichkeit, durch Verschwenkung des einen Teiles der Schrämarmnachbildung, nämlich des Rohres, alle Anzeigen gemäß dem Stammpatent zu erhalten. Wenn der Schrämkopf bei Kollisionen mit der Nachbildung des Sollprofiles bzw. mit der Ilüllkurvc des Sollprofiles einen elektrischen Kontakt schließt, entspricht ein derartiges Signal dem Erreichen der Sollprofilgrenze. Eine Weiterverschwenkung der Schrämarmnachbildung über

das Lollprofil hinaus ist aber durch den erfindungsgemäßen Vorschlag nunmehr auch dann möglich, wenn die Hüllkurve des Streckenprofiles von einem starren Rohr gebildet ist und dementsprechend stabil und betriebssicher ausgebildet ist. In diesem Falle wird gemäß der vorliegenden Erfindung der Stab

aus der zum Rohr koaxialen Mittelstellung ausgelenkt und es wird eine Beschädigung des Antriebes der Schrämarmnachbildung ausgeschlossen.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Ausbildung der Kontrolleinrichtung wird nun unter Verwendung der Maßnahmen, gemäß welchen die innere Hüllkurve bzw. Hüllfläche des Sollprofiles bzw. der Streckennachbildung der Anzeigevorrichtung und die Schrämkopfnachbildung elektrisch leitfähig ausgebildet sind und mit einem optischen und/oder akustischen Signalgeber elektrisch verbunden sind, die Einrichtung so ausgebildet, daß der Stab ebenso wie die Schrämkopfnachbildung zumindest in dem mit der offenen Stirnseite des Rohres bzw. der Hüllflache des Sollprofiles in Kollision gelangenden Teilbereich elektrisch leitfähig ausgebildet und mit einer Spannungsquelle verbunden ist und daß eine mit der offenen Stirnseite des Rohren verbundene Leitung mit einer von der Signaleinrichtung der Hüllfläche des Sollprofiles gesonderten Signaleinrichtung verbunden ist. Auf diese Weise wird eine zweite Signaleinrichtung betätigt, welche eine Aussage dafür darstellt, daß das Sollprofil um einen vorgegebenen Wert überfahren wurde. Dieses zweite Signal wird durch Kollision des Stabes mit der offenen Stirnseite des Rohres ausgelöst und es kann der Abstand zwischen dem Stab und der Kontaktfläche des Rohres in einfacher Weise eingestellt werden, Hiefür ist es lediglich erforderlich, an der Stirnseite des Rohres eine für das jeweilige zulässige Maß der Überschneidung des Profiles dimensionierte Ringscheibe pusj elektrisch leitendem Material aufzusetzen.

In besonders einfacher Weise ist die Ausbildung erfindungsgemäß so getroffen, daß der das Rohr durchsetzende Stab im inneren des Rohres eingespannt und als elastisch biegbarer Stab ausgebildet ist. Ein derartig elastisch biegbarer Stab stellt die Betriebssicherheit auch bei plötzlichen großen Überschreitungen des zu schrämenden Sollprofiles sicher, ohne daß die

Anzeigeeinrichtung beschädigt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 bis 4 eine Draufsicht auf eine Streckenvortriebsmaschine zur Veranschaulichung der Verstellbewegungen des Empfängers zur Erfassung von Drehbewegungen oder Parallelabweichungen innerhalb einer Horizontalebene. Fig. 5 einen Längsschnitt durch den Empfänger und Fig. 6 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles VI-VI der Fig. 5 teilweise im Schnitt, Fig. 7 und 8 eine Ausbildung des Empfängers zur Erfassung der Maschinenabweichungen in vertikaler Richtung, wobei Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII der Fig. 7 darstellt, Fig. 9 und 10 Ausbildungen der Streckenprofilnachbildung in der Anzeigevorrichtung, Fig. 11 und 12 die Anzeigevorrichtung, wobei Fig. 11 einen Längsschnitt durch die Anzeigevorrichtung und Fig. 12 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles XII-XII der Fig. 11 teilweise im Schnitt darstellt, Fig. 13 und 14 eine Ausbildung der räumlichen Nachbildung des der Ortsbrust benachbarten Teiles der Sollstrecke in der Anzeigevorrichtung, Fig. 15 eine Modifikation der Ausbildung gemäß Fig. 13 und 14, bei welcher eine in vertikaler Richtung verstellbare Sohlennachbildung vorgesehen ist, Fig. 16 eine den Fig.1 bis 4 entsprechende schematische Darstellung der geometrischen 5 Grundlagen der Einrichtung zur Kompensation von Steigungsund Gefällwinkoln, FLg.17 eine Anzeigevorrichtung mit pendelnd gelagertem Schwenkwerk,Fig.18 eine weitere Ausführungsform mit durch einen Proportionalantrieb verstellbarer Verschwenkung der Schwenkwerksnachbildung,und Fig.19 eine bevorzugte Ausbildung der Schrämarmnachbildung.

In Fig. 1 und 2 ist mit D ein beliebiger Drehpunkt in der Horizontalebene bezeichnet, um den sich die in der Draufsicht dargestellte Maschine dreht. Solange die Maschine ihre Sollage einnimmt, decken sich die Streckenlängsachse 1 und die Maschinenlängsachse 2. Der von einem hinter der Maschine auf-

gestellten Laser kommende Strahl 3 trifft im dadurch ausgezeichneten Punkt P der Maschine auf. Dieser Punkt P besitzt, bezogen auf die Horizontal-Schwenkachse S, die Koordinaten χ und y . Bei einer Drehung der gesamten Maschine bewegt

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sich der Schrämkopfmittelpunkt mit dem Radius R um den Punkt D, wodurch sich gegenüber der Streckenachse eine horizontale Abweichung Z\ K ergibt. Da der Drehpunkt D praktisch nie bekannt ist, ist ein Hilfsverfahren notwendig um trotzdem /\ K zu ermitteln. Eine Drehung um D kann ersetzt werden durch eine Parallelverschiebung der Maschine um den Betrag Δ-Υ und eine anschließende Drehung um den Winkel oc in Punkt P, der nun die Koordinaten χ und (y -Δ)Ό hat. Wenn man in beiden Verfahren die Lage des Schrämkopfmittelpunktes vergleicht, zeigt sich, daß die Ersatzdrehung gegenüber der wirklichen Drehung in Streckenlängsrichtung zwar eine Differenz, quer zur Längsrichtung jedoch den vollkommen gleichen Wert ergibt.

Da die Streckenlängsrichtung mit der Vortriebsrichtung identisch ist, liefert dieses Hilfsverfahren trotz der erwähnten Differenz einen vollwertigen Ersatz für die wirkliche Maschinenbewegung. Die von Punkt P zurückgelegte Strecke /^/ ( um wieder in den Laserstrahl zu gelangen)ist das Maß der Maschinenparallelabweichung, die im Punkt P erforderliche Drehung um den Winkel cL ( um den Empfänger wieder in den Laserstrahl zu drehen) ist das Maß der Maschinenschrägstellung. Diese beid^en Werte sind die Grundlage für die Ermittlung der Schrämkopfposition und Anzeige in der Anzeigevorrichtung.

In Fig.3 und 4 ist das eigentliche Werkzeug, der rotierbar gelagerte Schrämkopf 4 ersichtlich, welcher sich am vordersten Ende des Schrämarmes 5 befindet. Der Schrämarm ist in der Vertikalebene um den Winkel β _v um die Schwenkachse 6 und in der Horizontalebene um die Schwenkachse 7 um den Winkel β drehbar gelagert.

Die für die Schwonkbewccjungen und die Lagerung urlorderl i ctu-n

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Bauteile sind unter dom Begriff Schwenkwerk zusammengefaßt, und mit 8 bezeichnet. In den beiden Schwenkwerkachsen G und 7 sind Winkelmesser 9 und 10 montiert, die für einen be- .. stimmten Winkelwert ein bestimmtes analoges oder digitales Signal abgeben. Mit 11 ist der Fahrerstand bezeichnet, vor bzw. über dem sich die Anzeigeeinheit 12 und der als Visiereinrichtung ausgebildete Empfänger 13 befindet.

Im Grundriß gemäß Fig. 4 ist der verschieb- und drehbare Teil 14 der Visiereinrichtung (Kimme-Korn) aus der Nullage vernetzt gezeichnet, die beiden möglichen Bewegungen sind durch Doppelpfeile angedeutet.

Wenn die Maschine infolge der Reaktionskräfte am Schrämkopf oder durch eine Kursabweichung über das Fahrwerk ihre Sollage verläßt, trifft auch der Laserstrahl 3 nicht mehr in der Sollinie (Korn) der Zielscheibe 15 des Empfängers 14 auf. Der Fahrer kann das visuell feststellen und über einen, beispielsweise hydraulischen, Antrieb den Teil 14 so verfahren, daß sich Korn und Laserstrahl wieder decken. Wenn die Maschinenabweichung eine reine Parallelverschiebung ist, genügt die Ausführung dieser Bewegung. Ist gleichzeitig ein Winkel zwischen Streckenachse 1 bzw. Laserstrahl 3 und Maschinenachse 2 gegeben, so muß nach dem vorhin beschriebenen Vorgang der Teil 14 so gedreht werden, daß der Laserstrahl wieder durch den vertikalen Schlitz der Visiereinrichtung 16 hindurchtritt und ungehindert auf die Zielscheibe 15 auftrifft.

Der hiefür zurückzulegende Winkel ist zugleich der Winkel ⁰^ zwischen Maschinenachse und Streckenachse; er wird gemessen und in die Anzeigeeinrichtung übertragen.

Die grundsätzliche Ausführung des Empfängers ist in Fig. 5 und 6 dargestellt. Ein Grundrahmen 17 ist in einer Führung quer zur Maschinenlängsachse verschiebbar. Diese Verschiebung erfolgt mittels eines Hydraulikzylinders 19 und über einen

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Kettentrieb. Dabei kann der Kettentrieb so ausgebildet sein, daß durch die gemeinsame Welle 20, auf der sich ein kleines Kettenrad 21 und ein um ein bestimmtes Verhältnis größeres Kettenrad 22 befinden, eine Übersetzung (Vergrößerung) des Zylinderhubes erfolgt.

Damit wird erreicht:, daß dor gesamte Zylinder innerhalb des Achsabstandes der beiden Kettenräder 22 untergebracht, werden kann. Mit einem Handsteuerhebel kann vom Fahrer in bekannter Weise ein Wegeventil gesteuert und damit der Zylinder 19 wechselseitig beaufschlagt werden. Über die Kolbenstange 2 3 und den Mitnehmer 24 wird die Kolbenbewegung auf die Kette 25 übertragen, durch die beiden Kettenräder auf der gemeinsamen Welle 20 übersetzt und über die Kette 26 an den Grundrahmen 17 weitergeleitet.

Der Fahrer kann somit durch Betätigung eines Handsteuerhebels den Grundrahmen 17 solange quer zur Maschinenachse 2 verfahren, bis der Laserstrnhl 3 auf die. Sol 1.1 nie, d.h. dun langgestreckte Sensorelement, 27 (Korn) dor 7ΛοΛ schoibc 1 ^r> trifft. Das ist auch dann möglich, wenn in Folge einer Abweichung der Laserstrahl nicht durch den Schlitz 28 (Kimme) der Visiereinrichtung tritt, wenn für den den Schlitz 28 begrenzenden Teil 16 ein lichtdurchlässiges Material verwendet wird. Sobald der Laserstrahl in 27 auftrifft, wird die Verschiebebewegung vom Fahrer gestoppt und über ein weiteres oder dasselbe Wegeventil der Zylinder 29 beaufschlagt. Dies bewirkt eine Drehung des Empfängers 13 in der Lagerung 30 um die Drehachse 31. Da diese Drehachse mit der Achse des Sensorelementes 27 zusammenfällt, ändert sich dessen Position nicht und der auftreffende Laserstrahl bleibt auf ihm sichtbar. Der Teil 14 wird nun solange mit Hilfe des Zylinders 29 um di.i· Drehachse 31 geschwenkt, bis der Laserstrahl 3 ungeteilt durch den vertikalen Schlitz 28 hindurchtreten kann. Sobald dies der Fall ist, wird die Schwenkbewegung' vom Fahrer gestoppt.

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Nun ist es erforderlich, die Verschiebebewegung und die Schwenkbewegung zu erfassen, um damit die Anzeige entsprechend zu korrigieren. Dies erfolgt dadurch, daß an die Welle 20 eine biegsame Welle 3 2 angekuppelt ist, welche die Anzahl der erforderlichen Umdrehungen des Kettenrades 2 2 in die Anzeigevorrichtung überträgt. Der zurückgelegte Schwenkwinkel wird am zweckmäßigsten erfaßt, .in dem er über ein Zahnrad 33 und ein Zahnradsegment 34 auf ein Winkelmeßgerät 35 übertragen wird. Letzteres gibt an seinen Ausgangsklemmen 36 entsprechend dem Schwenkwinkel ein analogisches elektrisches Signal, eine Anzahl von Impulsen oder eine codierte Zahl ab, womit dann in der Anzeigevorrichtung eine Stellbewegung ausgeführt werden kann.

In Ergänzung zu Fig.5 und 6 ist in Fig. 7 und 8 dargestellt, wie beispielsweise auch die vertikale Abweichung der Maschine mit der Visiereinrichtung festgestellt werden kann.

AuL" der in Fig. 7 in dor Vorderansicht dargestellten Zielscheibe 15 dos Empfängers 13 ist neben dem Sensorelement 27 eine Skala 37 angebracht. Auf dieser Skala kann der Fahrer den Wert ablesen, bei welchem der Laserstrahl auftrifft. Wenn dieser Skalenwert im Maßstab M der Schwenkwerks- und Streckennachbildung verkleinert wird, so ergibt sich in der Anzeigeeinheit der Wert um den die Anzeige in vertikaler Richtung angenähert zu korrigieren ist. Dabei ist die Skalenteilung vorzugsweise so auszulegen, daß sie M mm beträgt.

In Fig. 8 ist neben der Skala 37 ein Zeiger 38 über einen Zylinder 39, eine Kolbenstange 40, eine Kette 41 und ein Umlenkrad 42 durch Betätigung eines Hydraulikhandsteuerhebels vertikal verschiebbar dargestellt. Wenn nun der Laserstrahl zwar auf dom Sensorelement 27, d.h. der Sollinie gegenüber der Nullinie jedoch verschoben auftrifft, ist der Zeiger 38 soweit zu verfahren, bis sich seine Markierung 4 3 auf der Höhe des Laserstrahles befindet. Der von der Nullinie bis

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hierher zurückgelegte Weg ist gleichzeitig das Maß der vertikalen Maschinenabweichung. An Rad 44 kann dieser Weg abgenommen und mittels einer biegsamen Welle 45 in die Anzeigevorrichtung übertragen werden, wie dies in Fig. 10 dargestellt ist.

In Fig, 9 und 10 Hind zwei Ausführuncjsrnögliehkei Lon einer Streckenprofilsnachbildung unter Berücksichtigung der vertikalen Maschinenabweichung dargestellt. In Fig. 9 wird davon ausgegangen, daß sich auf der Zielscheibe 15 neben der Sollinie 27 nur die Skala 37 befindet, mit einem Strichabstand von vorzugsweise M-mm. Wenn der Laser infolge einer vertikalen Maschinenabweichung bei einem bestimmten Skalenwert auftrifft, muß vom Fahrer dieser Wert abgelesen und mittels des Handantriebes 46 auf der Skala 47 eingestellt werden. Zu diesem Zweck ist die Sollstreckennachbildung 48 in zwei seitlichen Führungen 49 gelagert und der eingestellte Skalenwert wird von einem Zeiger 50 angezeigt. Die Skalenteilung beträgt vorzugsweise 1 mm, so daß ein Strich der Skala 4 7 auch einem Strich der Skala 37 entspricht.

Fig. 10 zeigt prinzipiell die gleiche Anordnung einer Streckenschablone, jedoch mit dem Unterschied, daß die vertikale Korrekturbewegung nicht von Hand sondern automatisch ausgeführt wird. Dazu wird der Verstellantrieb 51 mit der Übersetzung i=M über eine biegsame Welle 45 mit dem Kettenrad 44 der Visiereinrichtung (Fig.7,8) verbunden,so daß die im Zusammenhang mit Fig. 7 und 8 beschriebene Korrekturbewegung des Zeigers 38 auf die Streckenschablone 48 im Abbildungsmaßstab M verkleinert übertragen wird.

Der grundsätzliche Aufbau einer Anzeigevorrichtung Ist in Fig. 6 dargestellt. Hicbci ist die SchwcnkwerkimachbLUluncj der aktive Teil, während die Sollstreckennachbildumj still steht. Es ist jedoch ebenso gut möglich, die Korrekturbewegungen zum Ausgleich der Maschinenabweichungen auf die Soll-

Streckennachbildung zu übertragen. Auch könnte die Korrektur für die Maschinendrehung von der Streckennachbildung und die Korrektur für die horizontale Parallelabweichung der Maschine von der Schwenkwerksnachbildung ausgeführt werden. Da die Parallelabweichung quer zur Maschine und nicht zur Streckenlängsachse gemessen wird, wäre für eine exakte Darstellung auch in der Anzeigevorrichtung die Verschiebung quer zur Längsachse der Schwenkwerksnachbildung durchzuführen. Erfolgt die Verschiebung quer zur Längsachse der Streckennachbildung, so ergibt sich ein Fehler der proportional dem Kosinus des Winkels oL ist.

Da oC verhältnismäßig klein bleiben wird, kann dieser Fehler vernachlässigt werden.

Fig. 11 zeigt nun die Sollstreckennachbildung, die Schwenkwerksnachbildung, die Schrämarm- und Schrämkopfnachbildung, den Schwenkwerkträger (Schlitten) und den Antrieb hiefür. Die eingetragenen Abmessungen und Winkel entsprechen den Angaben in den Fig. 1 bis 4.

Ebenso, wie das Schwenkwerk der Maschine eine VertikalschwenkachsG 6 und eine Horizontalschwenkachse 7 aufweist, besitzt auch die Schwenkwerksnachbildung die analogen Achsen 52 und 53, um die die Schrämkopfnachbildung 54 gleichzeitig schwenkbar ist. Wenn daher von den Winkelmessern 9 und 10 (Fig.3,4) ein dem jeweiligen Winkel entsprechendes Signal abgegeben und an die Stellglieder 55 und 56 geleitet wird, nehmen diese Stellglieder analog zu den tatsächlichen Schrämarmwinkeln die Winkel Λ _v bzw./?> ein. Damit nimmt die Schrämkopfnachbildung 54 innerhalb der Sollstreckennachbildung 48 stets genau die Position des tatsächlichen Schrämkopfes 4 innerhalb der zu schrämenden Strecke ein, solange die Maschine in der Sollage steht.

Wenn nun die Maschine in der Horizontalebene von ihrer Sollage

abweicht, so kann, wie in Fig. 1 bis 4 schematisch dargestellt ist, jede beliebige Abweichung als eine Parallelverschiebung des Punktes P um AV und eine Drehung der Maschine in Punkt P um oL dargestellt werden. Diese beiden Parameter /^V, 06 werden mit Hilfe der Visiereinrichtung, wie in Fig. 5 und 6 dargestellt, ermittelt, und in die Anzeigevorrichtung übertragen. Dabei wird der Meßwert für den WinkeloC vom Winkelmesser 35 auf das Stellglied 57 übertragen, wodurch eine Drehung von Schwenkwerk-, Schrämarm- und Schrämkopfnachbildung um den Winkel =ό im Punkt P ausgeführt wird. Somit ergibt sich die gleiche Relativbewegung zwischen Schrämkopf- und Streckennachbildung wie zwischen Schrämkopf und Strecke in der Wirklichkeit..

Tritt zugleich mit dem Winkel cC oder auch allein eine Parallelabweichung /i-v/des Punktes P auf, so ist dieser Wert um den Maßstab M der Nachbildung verkleinert auf die Schrämkopfnachbildung zu übertragen. Das geschieht dadurch, daß die mit Hilfe der Visiereinrichtung ermittelte Parallelabweichung über eine biegsame Welle 32 auf ein Getriebe 58 mit der Übersetzung M übertragen und z.B. mittels eines Kettentriebes 59 wieder in eine lineare Bewegung umgewandelt wird. Damit wird der Schlitten 60 (die gesamte Schwenkwerksnachbildung trägt) und mit ihm der Drehpunkt P¹ quer zur Längs achse I¹ um das Maß M verschoben,und es ergibt sich somit die gleiche Relativbewegung zwischen Schräiukopf- und Streckonnachbildung wie zwischen Schrämkopf und Strecke in der Wirklichkeit.

Die Streckennachbildung 48 besteht aus zwei Profilschablonen 61 in einem Abstand, der mindestens so groß ist, wie die auf die Längsachse 1' projizierte Schwenkbewegung der Schrämkopfnachbildung. Zwischen diesen beiden Profilschablonen die einen Ausschnitt in Form des Sollprofiles haben (Fig.9 und 10), ist eine flexible Folie 62 gespannt, die somit die IIüllfläche eines kurzen Stückes der zu schrämenden Strecke bildet. Diese Folie ist selbst elektrisch leitend oder besitzt eine

elektrisch leitende Oberfläche und kann daher mit der ebenfalls elektrisch leitenden Oberfläche der Schrämkopfnachbildung als elektrischer Kontakt fungieren. Dadurch ist es auf einfache Weise möglich, bei Berührung zwischen der Schrämkopfnachbildung und der die Streckenkontur bildenden Folie ein optisches oder akustisches Signal 63 auszulösen, und damit dem Fahrer das Erreichen der Profilgrenze anzuzeigen.

Die gesamte Anzeigevorrichtung befindet sich in einem Schutzgehäuse 64, das auf der dem Fahrer zugewandten Seite durch eine Klarsichtscheibe 65 abgeschlossen ist. Nach Entfernen dieser Scheibe kann die gesamte Streckennachbildung 4 8 herausgenommen und durch eine andere z.B. ein anderes Sollprofil L r;a<jendo Schablone ersetzt worden. Ebenso kann die Schrämkopfnachbildung durch Austausch leicht der jeweiligen Schrämkopfform angepaßt werden.

In Fig. 13 und 14 ist eine mögliche Ausführungsform der Streckennachbildung dargestellt, wenn die Folie 62 nicht mit der erforderlichen Elastizität zur Verfügung steht. Die Folie 62 ist an einer der beiden Profilschablonen 61 z.B. mittels einer umlaufenden Klemmleiste 66 und an der zweiten Profilschablone mittels eines umlaufenden Drahtbügels 67 und einer Anzahl von Federn 68 befestigt. Auf diese Weise ist es möglich,

daß auch bei Verwendung einer wenig oder nicht dehnbaren Folie die Schrämkopfnachbildung die Profilgrenze überfahren kann (in dem die Folie an der BerührungsGtelle ausgebuchtet wird) und nach dem Zurückschwenken die Sollform wieder eingenommen

wird.
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Fig. 15 zeigt, daß die Sohle 69 der Streckennachbildung in vertikaler Richtung verstellbar sein kann, wodurch eine einfache Führung des Schrämkopfes über oder unter der Nullinie

des Streckenprofiles möglich ist.
35

In Fig. 16 ist ersichtlich, daß die Drehung der Maschine um den

tatsächlichen Drehpunkt D in eine Drehung um den Ersatzdrehpunkt D„ und eine Parallelverschiebung dieses Punktes

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um den Betrag ζ zerlegt werden kann, um einem Steigungswinkel von V" _M Rechnung zu tragen. Diese Parallelverschiebung z, welche im Anzeigegerät durch vertikale Parallelverschiebuncf der Streckenschablone nachvollzogen werden soll, ergibt sich durch die Verschiebung des Auftreffpunktes des Laserstrahles 3 am Empfänger in vertikaler Richtung, wobei mit Rücksicht auf die relativ geringen Winkel eine Korrektur um den Faktor cos ^ nicht erforderlich ist. Die Parallelverschiebung der Streckenschablone kann in analoger Weise, wie dies im Stammpatent in den Fig. 7 bis 10 dargestellt ist, durchgeführt werden. Der Steigungswinkel der Maschine kann in den Fig. 17 und 18 dargestellten Arten in der Anzeigevorrichtung berücksichtigt werden.

Bei der Ausbildung nach Fig. 17 ist die Schwenkwerksnachbildung der Anzeigevorrichtung 64 um einen Drehpunkt D schwenkbar pendelnd angelenkt. Dieser Drehpunkt D entspricht in seiner horizontalen Lage relativ zu den übrigen Bauteilen der Schwenkwerksnachbildung der Lage des Ersatzdrehpunktes D relativ zur Streckenvortriebsmaschine. Der Schwerpunkt der gesamten Schwenkwerksnachbildung muß hiebei vertikal unter dem Drehpunkt D liegen, so daß sich eine stabile Pendellage ergibt. Es müssen daher die Schrämkopf- und die Schrämarmnachbildung ebenso wie die übrigen bewegbaren Teile des am Drehpunkt D aufgehängten Teiles der Anzeigevorrichtung durch Massenausgleich in jeder Lage in indifferenter Gleichgewichtslage gehalten werden. Die Schrämkopfnachbildung 54 wird durch ein Stellglied 55 in Höhenrichtung entsprechend der tatsächlichen Verstellung des Schrämarmns relativ zur Maschine verstellt. Durch die Stellglieder 56 und 57 wird die horizontale Verschwenkung des Schrämarmes bzw. die horizontale Abweichung der Maschine von der Achse des aufzufahrenden Streckenprofiles in die Anzeigevorrichtung übertragen. Die Streckennachbildung 48 muß nun in einem Maß in

Höhenrichtung verstellt werden, welches der gemessenen Abweichung ζ in Höhenrichtung multipliziert mit dem Proportionalitätsfaktor M entspricht. Der Proportionalitätsfaktor M bestimmt sich hiebei aus der maßstäblichen Verkleinerung der Nachbildung von Schrämarm und Schwenkwerk in der Anzeigevorrichtung gegenüber den tatsächlichen Abmessungen der Strecken vortriebsmaschine. Bei einer kardanischen Aufhängung der

Schwenkwerksnachbildung am Punkt D_s kann mit der Anzeigern

vorrichtung 64 auf diese Weise neben dem Steigungs- bzw. Gefällwinkel auch der Rollwinkel unmittelbar proportional orfaßt: worden. Die gesamte Anzeigevorrichtung ist bei der Ausbildung nach Fig. 17 um eine zur Streckenvortriebsmaschinenquerachse parallele Achse 78 schwenkbar und in der jeweiligen Schwenklage feststellbar angeordnet. Durch Verschwenken der Anzeigevorrichtung 64 um diese Achse 78 und Feststellung der Anzeigevorrichtung 64 in einer von der Nullage einer Skala 7 9 abweichenden Lage kann einem konstanten Steigungswinkel \ϊ~ „ Rechnung getragen werden. Um ein unerwünschtes Pendeln infolge von Maschinen-Erschütterungen oder sehr kurzen Nick-Bewegungen zu verhindern, ist im Drehpunkt D eine Dämpfungsvorrichtung (Öl- oder Luftflügel, Wirbelstrombremse) vorteilhaft, die diese Drehschwingungen auf ein Mindestmaß dämpft. Durch die beschriebene Anordnung wird jede Winkelabweichung + \7~ der Maschine sofort korrigiert, da sich das Gehäuse 64 der Anzeigeeinheit mit der Maschine mitbewegt, während die Schwenkwerksnachbildung unter dem Einfluß der Schwerkraft ihre Lage beibehält.

Bei der Ausbildung nach Fig.18 ist zusätzlich zu den Stellgliedern 55, 56 und 57 ein weiteres Stellglied 80 vorgesehen, welches in Abhängigkeit von Meßwerten eines Inklinometers oder Winkelkodierers die Verschwenkung der Schwenkwerksnachbildung um einen Ersatzdrehpunkt D , welcher dem Ersatzdrehpunkt der Maschine, in welcher das Meßgerät angeordnet ist, entspricht, zu erzielen. Bei der Ausbildung nach Fig. 18

ist das Gehäuse der Anzeigevorrichtung 64 starr an der Maschine festgelegt und kann in seiner lage nicht verändert werden. Die Schwenkwerksnachbildung innerhalb des Gehäuses der Anzeigevorrichtung ist um eine horizontale Achse D drehbar, die sich zweckmäßig möglichst nahe dem Schwerpunkt der Schwenkwerksnachbildung befindet und in ihrer horizontalen Lage der Lage des Empfängers entspricht. Das Stellglied 80 kann beispielsweise als Schrittmotor oder Servomotor ausgebildet sein und verschwenkt die gesamte Schwenkwerksnachbildung.

Bei der Ausbildung nach Fig. 19 ist nun anstelle einer elastisch aufgehängten Streckenprofilschablone eine starre Streckenschablone 70 vorgesehen, welche von einem beiderseits offenen Rohr gebildet ist. Das Rohr kann aus Blech bestehen und weist an einer Seite einen nach außen gerichteten Flansch 71 auf. Die Streckenschablone 70 kann an ihrer Innenseite zur besseren Kontaktgabe mit der Schrämkopfnachbildung 54 galvanisch beschichtet und beispielsweise versilbert sein.

Der lichte Querschnitt der Streckenprofilschablone 70 entspricht dem Sollprofil der aufzufahrenden Strecke.

Die Streckenprofilschablone 70 ist mit ihren Flanschen 71 . an einem Schablonenträger 72 befestigt. Der Schablonenträger 72 besteht aus einem stärkeren Blech und weist einen Ausschnitt 73 mit dem maßstäblich verkleinerten größtmöglichen Profil auf. In diesem Ausschnitt 73 wird die Schablone des jeweils zu schneidenden Profils eingeschoben und fixiert.

Die Schrämkopfnachbildung 54 ist an einem biegsamen Stab 74 befestigt, dessen eines Ende in einem Rohr 75 eingespannt ist. Das Rohr 75 weist an seinem offenen Stirnende eine ringförmige Kontaktfläche 76 auf und .ist am anderen Ende mit dem Stellglied 55 schwenkbar verbunden. Die Verschwenkung des Rohres 75 erfolgt in der bei den Fig. 11 und 12 beschriebenen Weise.

Wenn die Schrämkopfnachbildung 54 die Streckenprofilschablone 70 berührt, wird dadurch ein Stromkreis geschlossen, der ein erstes Signal 63 auslöst und das Erreichen der Profilgrenze anzeigt. Sollte dieses Signal übersehen werden oder bewußt nicht beachtet werden, wird bei einer weiteren Verschwenkung der Nachbildung des Schrämarmes der biegsame Stab 74 entsprechend seiner Biegelinie verformt und berührt nach einem bestimmten Weg die ringförmige Kontaktfläche 76 am Stirnende des Rohres 75. Hiebei wird ein weiterer Stromkreis geschlossen und ein zweites Signal 77 ausgelöst. Der ringförmige Spalt zwischen der Kontaktfläche 76 und dem Stab 74 ist ein Maß für den zulässigen Überschnitt, dessen Erreichen durch das zweite Signal angezeigt wird. Durch entsprechende Bemessung der Weite dieses Spaltes können somit unterschiedliehe Überschnitte zugelassen werden. Ebenso können bei Bedarf noch weitere Signale ausgelöst werden, wenn weitere Kontaktringe angeordnet und das Rohr knickbar ausgebildet wird.

Jede Kontaktgabe kann neben der Signalisierung des Erreichens der Profilgrenze oder des Überschreitens der Profilgrenze um ein vorbestimmtes Maß auch dazu verwendet werden, den Schwenkantrieb der Vortriebsmaschine zu stoppen.

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Leerseite

Claims

VOEST-ALPINE Aktiengesellschaft in Wien (Österreich) Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Kontrolle der Bewegung eines über eine Ortsbrust frei bewegbaren, an einem schwenkbaren Schrämarm drehbar gelagerten Schrämwerkzeuges einer Streckenvortriebsmaschine relativ zu einem gewünschten Sollprofil der aufzufahrenden Strecke, unter Verwendung eines relativ zur Streckenachse ausgerichteten fokussierten elektromagnetischen Wellenzuges und eines auf der Strcckcnvortriebsmaschine angeordneten Empfängers, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (13) quer zur Strockenmaschinenlängsachse (2) verschiebbar und aus seiner parallel zur Streckenvortriebsmaschinenlängsachse orientierten Lage in eine mit der Achse des fokussierten elektromagnetischen Wellenzuges (3) fluchtende Lage verschwenkbar gelagert ist, und daß die Parallelverschiebung und/oder Verschwenkung des Empfängers (13), und die relative Verschwenkung des Schrämwerkzeuges (4) zur Streckenvortriebsmaschine, mit einer eine Nachbildung (48) des Sollprofiles der Strecke und des Schrämwerkzeuges (54) enthaltenden Anzeigevorrichtung (12, 64) gekoppelt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachbildung (54) des Schrämwerkzeuges (4) in der An-Zeigevorrichtung (12) als an einer räumlichen Nachbildung des Schwenkwerkes (8) und des Schrämarmes (5) festgelegte räumliche Nachbildung ausgebildet ist, daß die Schwenkwerksnachbildung verschiebbar und/oder verschwenkbar gelagert und die Schrämarmnachbildung in analoger Weise wie der Schrämarm verschwenkbar gelagert ist und daß die Schwenkwerks- und Schrämarmnachbildung von mit den Verschiebe und/oder Verschwenkweg des Empfängers (13) und des Schrämarmes erfassenden Sensoren (27) verbundenen Stellgliedern antreibbar sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet.,

daß die Nachbildung (48) des Sollprofiles der Strecke in der Anzeigevorrichtung (12) von einer räumlichen Nachbildung des der Ortsbrust benachbarten Teiles der Sollstrecke gebildet ist.
5

4. Einrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger ...(13) ein langgestrecktes quer zur Vortriebsmaschinenlängsachse (2), insbesondere vertikal angeordnetes Sensorelement (27) aufweist, und um die Längsachse (31) dos Sonsorelcmantes schwenkbar gelagert I»L- .

5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (13) eine in Richtung zum Sender in Abstand vorgelagerte Visiereinrichtung (16) aufweist, welche beispielsweise von einem zur Längsachse des Sensorelementes (27) parallelen Schlitz (28) gebildet ist, welcher vorzugsweise von für die elektromagnetischen Wellen (3) durchlässigen Teilen begrenzt ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (13) eine hydraulische Stellvorrichtung (19, 29) für die Verschwenkung und die Querverschiebung aufweist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Stellvorrichtung (19) für die Querverschiebung des Empfängers (13) über einen Kettentrieb (20-25) mit dem Empfänger verbunden ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Sensorelement (27) des Empfängers (13) eine in Längsrichtung des Sensorelementes unterteilte Skala (37) vorgesehen' ist, längs welcher vorzugsweise ein Zeiger (38) verschiebbar geführt ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet/ daß die Verstellbewegung des Empfängers (13) über Drehpotentiometer, Winkelkodierer, Inklinometer, Drehmelder, Stellmotoren, Schrittmotoren oder biegsame Wellen od.dgl. mit der Schwenkwerksnachbildung (52,53) der Anzeigeeinrichtung (12) verbunden ist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachbildung (48) des Sollprofiles der Strecke in der Anzeigevorrichtung (12) in vertikaler Richtung verschiebbar gelagert ist, und daß vorzugsweise die Vertikalverschiebung des Sollprofiles mit der Verschiebung des längs der vertikalen Skala (37) des Empfängers (13) verschiebbaren Zeigers (38) gekoppelt ist.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Hüllkurve bzw. Hüllfläche des Sollprofiles bzw. der Streckennachbildung (48) der Anzeigevorrichtung (12) und die Schrämkopfnachbildung (5 4) elektrisch leitfähig ausgebildet sind und mit einem optischen und/oder akustischen Signalgeber elektrisch verbunden sind.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch

gekennzeichnet, daß die Nachbildung (48) des Sollprofiles oder der Strecke in der Anzeigevorrichtung (12) aus elastisch nachgiebigem Material besteht oder elastisch aufgespannt ist.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die räumliche Nachbildung des Schwenkwerkes um einen Drehpunkt D , vorzugsweise kardanisch, schwenkbar angeordnet ist.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkwerksnachbildung an einem Drehpunkt der An-

Zeigevorrichtung (64) pendelnd aufgehängt ist, und daß die beweglichen Teile der Schwenkwerksnachbildung(55-57) und der Schrämarmnachbildung (54) statisch ausgewuchtet sind.
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15. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,daß die Schwenkwerksnachbildung (55-57) durch wenigstens einen Proportionalantrieb, insbesondere einen hydraulischen oder elektrischen Stellmotor (57) angetrieben ist.

16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Anzeigevorrichtung (64) um eine zur Streckenvortriebsmaschinenquerachse parallele Achse schwenkbar und in der jeweiligen Schwenklage feststellbar an der Streckenvortriebsmaschine angeordnet ist.

17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrämarmnachbildung von einem Rohr (75) sowie einem eine Stirnseite des Rohres durchsetzenden Stab (74) gebildet ist, daß die Schrämkopfnachbildung (54) mit dem freien Ende des Stabes (74) verbunden ist, daß das Rohr (75) an der Schwenkwerksnachbildung angelenkt ist und daß der Stab unter Einwirkung von Kräften auf die Schrämkopfnachbildung aus seiner mit dem Rohr koaxialen Mittelstellung auslenkbar festgelegt ist.

18. Einrichtung nach Anspruch 17, bei welcher die innere Hüllkurve bzw. Hüllfläche des Sollprofiles bzw. der Streckennachbildung der Anzeigevorrichtung und die Schrämkopfnachbildung elektrisch leitfähig ausgebildet sind und mit einem optischen und/oder akustischen Signalgeber elektrisch verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (74) ebenso wie die Schrämkopfnachbildung (54) zumindest in dem mit der offenen Stirnseite des Rohroü (75) bzw. der Hüllfläche des Sollprofiles (70) in

Kollision gelangenden Teilbereich elektrisch leitfähig
ausgebildet und mit einer Spannungsquelle verbunden ist und daß eine mit der offenen Stirnseite des Rohres verbundene Leitung mit einer von der Signaleinrichtung der Hüllf lache des Sollprofilos gesonderten Siqnaloinr i <-lil umj (77) verbunden ist.

19. Einrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß der das Rohr (75) durchsetzende Stab (74) xm Inneren des Rohres eingespannt und als elastisch
biegbarer Stab ausgebildet ist.