DE3827620A1 - Sensorgesteuerte nachfuehreinrichtung, insbesondere zum nivellieren von bodenflaechen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine sensorgesteuerte Nachführein­ richtung, insbesondere zum Nivellieren von Bodenflächen nach dem Oberbegriff des Anspruches 2.

Ein sensorgesteuertes Nivelliergerät ist beispielsweise aus der EP-A2 02 69 026 bekannt geworden. Dieses sensorge­ steuerte Nivelliergerät umfaßt einen Lagedetektor und/ oder einen Lasersensor. Über das sensorgesteuerte Nivellier­ gerät kann eine gewünschte Relativlage selbständig exakt regelnd eingestellt und gehalten werden.

Dazu ist einmal bei dem Lagedetektor ein Schwimmer vorgesehen, der in einem Mittenbereich abgestützt und gelagert ist. Der Lasersensor umfaßt eine Nullpunkter­ kennung mit nachgeordneter Auswertelektronik für zu­ mindest einen Stellantrieb. Über eine Steuereinheit kann der Stellantrieb entgegen einer Relativlagenveränderung des Lasersensors gegenüber einer durch einen Lasergenerator festgelegten Referenzebene im Sinne eines Nachführens des Lasersensors auf die Referenzebene zu gegengesteuert werden.

Insoweit wird auf den Offenbarungsgehalt der vorstehend genannten EP-A2 02 69 026 in vollem Umfange Bezug ge­ nommen und zum Inhalt dieser Anmeldung gemacht.

Ein derartiges sensorgesteuertes Nivelliergerät kann bei­ spielsweise bei Bodenbearbeitungsmaschinen, wie Bau­ stellenfahrzeuge, Raupen, Bodenhobel etc. verwandt werden, mit denen großflächig in einer bestimmten Hori­ zontalen oder in einer gewünschten Hangneigung eine Bodenfläche eingeebnet werden soll.

Ein möglicher Anwendungsfall hierfür ist in der DE-C1 37 04 697 beschrieben, die einen Deckenfertiger zeigt, an welchem an den einzelnen Auslegerarmen jeweils ein mit dem Bodenbearbeitungsgerät in der Höhe justierbarer, mitverfahrbarer Lasersensor vorgesehen ist, durch welchen die Höhenlage des eigentlichen Bodenbearbeitungsgerätes exakt und automatisch nachführbar eingestellt und gehal­ ten wird.

Diese vorstehend genannte sensorgesteurte Nachführeinrich­ tung ist beispielsweise für einen Deckenfertiger entsprechend der DE-C1 37 04 697 geeignet, bei dem das Bearbeitungsge­ rät über Horizontalausleger gegenüber einer Referenzebene in Parallellage verfahren werden kann.

Für einen Bagger beispielsweise mit einem Kniegelenkausleger aber kann dann eine derartige vom Grundsatz her vorbekann­ te sensorgesteuerte Nachführeinrichtung nicht verwandt wer­ den, da diese - wenn sie beispielsweise auf dem das Bear­ beitungsgerät tragenden Kniegelenkhebel montiert ist - je nach der Winkellage des Kniegelenkhebels auch in der Höhe verstellt wird, was zu einer ständigen Verfälschung der Nachführbewegung des Kniegelenk-Auslegers führen würde.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es von daher, eine sensorgesteuerte Nachführeinrichtung für mit einem Kniege­ lenk oder vergleichbaren, während des Bearbeitungsvorgan­ ges unterschiedlich zur Bearbeitungsebene auslenkbaren HaItegliedern versehenen Bearbeitungsgeräten zu schaffen, bei der trotz der unterschiedlich winkeligen Auslenkung der einzelnen Kniegelenkhebel quer zur Bearbeitungsfläche eine automatischen Nachführung des Bearbeitungsgerätes am Ende des Auslegers bzgl. einer vorwählbaren Referenzebene ermöglicht wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im kenn­ zeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch die vorliegende Erfindung wird eine Ausgleichsvorrich­ tung geschaffen, mittels der die an sich bekannte sensorge­ steuerte Nivelliereinrichtung beispielsweise auch bei Baggern eingesetzt werden kann. Erfindungsgemäß kann die erwähn­ te und an sich aus der EP-A2 06 29 026 bekannte sensorge­ steuerte Nivelliereinrichtung, auf deren Offenbarungsgehalt in vollem Umfange Bezug genommen wird und die zum Inhalt dieser Anmeldung ausdrücklich gemacht wird, nunmehr auch bei einem Kniegelenkhebel eingesetzt werden, wobei der eigent­ liche Lasersensor auf einer beispielsweise in Form einer Tele­ skopsäule ausfahrbaren Höhenverstelleinrichtung auf dem das Bearbeitungsgerät tragenden Kniegelenkhebel so sitzt, daß während des Bearbeitungsvorganges in den unterschied­ lichen Bewegungsabläufen des Kniegelenkhebels die Höhen­ verstelleinrichtung automatisch so gegengesteuert wird, daß das eigentliche Bearbeitungsgerät bzw. der Bearbeitungskopf, in der Regel die Baggerschaufel, auf einem gleichbleibenden vorgewählten Plateau geführt wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist dabei auch eine Winkelausrichteinrichtung vorgesehen, damit eine automati­ sche Nachführung des Bearbeitungsgerätes auch bei zur Horizontalebene winkelig voreingestellter Referenzebene er­ folgen kann. Die Referenzebene wird erfindungsgemäß dabei wiederum durch einen Lasergenerator festgelegt.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich nachfolgend aus den anhand von Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen im einzel­ nen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Baggers während des Einebnens einer abfallenden Bö­ schungsneigung;

Fig. 2 eine vergrößerte schematische Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Nivelliereinrichtung;

Fig. 3 eine Querschnittsdarstellung längs der Linie III-III in Fig. 2 und

Fig. 4 eine Übersicht über die einzelnen Ausgleichsbe­ wegungen.

In Fig. 1 ist auszugsweise ein Bagger 1 mit einem Knie­ gelenk-Ausleger 3 mit einem baggerseitigen Kniegelenkhebel 3′ und einem schaufelseitigen weiteren Kniegelenkhebel 3′′ gezeigt. Am Ende des Kniegelenk-Auslegers 3 sitzt, wie in der Zeichnung dargestellt, die Baggerschaufel 7, die über einen Hydraulikzylinder 9 bewegt werden kann. Auch die wei­ teren Kniegelenk-Ausleger werden jeweils in bekannter Weise über Hydraulikzylinder betätigt, wobei zur Vermeidung einer entstehenden Unübersichtlichkeit in den Zeichnungen nur noch der Hydraulikzylinder 8 angedeutet ist.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 soll entspre­ chend der Sollinie 11 ein Hang gleichmäßig in vorbestimmter Winkellage geebnet werden. Die gewünschte Winkellage für die Sollebene 11 wird mittels eines rotierenden Lasergene­ rators 13 eingestellt, worüber eine Referenzebene R festge­ legt wird.

Diese Referenzebene kann über einen Lasersensor 15 abgeta­ stet werden, wobei über eine Ausgleichselektronik nunmehr die Baggerschaufel 7 so automatisch nachgeführt werden soll, daß unabhängig von der Betätigungslage des Kniegelenk- Auslegers 3 die Baggerschaufel 7 jeweils in der Sollebene 11 automatisch geführt wird, ohne daß also bei üblicher­ weise entstehenden Kreisbewegungen der Baggerschaufel ent­ sprechende in der Seitenansicht kreisförmige Vertiefungen unter die Sollinie 11 hinunterreichend ausgebaggert werden.

Bezüglich des Aufbaues des Lasergenerators 13, der für den vorliegenden Fall bevorzugt angewandt werden kann, wird insbesondere auf die bereits erwähnte EP-A2 02 69 026 in vollem Umfange Bezug genommen, deren Offenbarungsgehalt ausdrücklich zum Inhalt dieser Anmeldung gemacht wird.

Neben dem in der vorstehend genannten europäischen Patent­ anmeldung beschriebenen Lasersensor wird auch auf die dort beschriebene Winkelausrichteinrichtung ebenso Bezug genom­ men, wie sie insbesondere in den Fig. 1 bis 3b beschrie­ ben und dargestellt ist.

Diese an sich vorbekannte Winkelausrichteinrichtung 17 ist in für den vorliegenden Fall in spezifischer Anpassung in den Fig. 2 und 3 dargestellt.

Auch hier umfaßt die Winkelausrichteinrichtung 17 einen Schwimmer 19, der in einem Schwimmergehäuse 21 um eine Mittelauflage 23 in Form einer durchgängigen Achse frei schwenkbar in einer Schwimmerflüssigkeit angeordnet ist. Der Schwimmer kann gering schwerer oder leichter als die Flüssigkeit sein, so daß der Schwimmer an der Mittelauflage eher nach Art eines Waagebalkens mit tiefer liegendem Schwerpunkt oder nach Art eines echten Schwimmers mit über der Mittelauflage liegendem Auftriebszentrum in die jeweilige Horizontalauslage selbsttätig ausrichtbar ist.

Geeignete Schwimmerflüssigkeiten sind an sich bekannt, die gegebenenfalls zähflüssig etc. sein können, um eine möglichst sanfte gleichmäßige Schwimmernivellierung in Horizontallage zu gewährleisten.

Das Schwimmergehäuse 21 ist, wie in Fig. 2 dargestellt ist, rechtsliegend mit einem nichtmagnetischen Gehäuseabschnitt 25, beispielsweise mit durchsichtigem Kunststoffmaterial, ge­ schlossen. Innerhalb des nichtmagnetischen Gehäuseabschnit­ tes 25 sitzt am Außenumfang des Schwimmers 19 ein Stufen­ absatz 27 in Form eines Metall-Bogenkörpers 39, der die "Null­ punktlage" in exakter Horizontalausrichtung festlegt. Dieser Stufenabsatz 27 wirkt mit einem Analogschalter 29 zusammen, der über die nachgeschaltete Elektronik exakt auf diesen "Stufenabsatz 27" ausgerichtet ist und bei Abweichung hier­ von entsprechend gegensteuert.

Würde beispielsweise der äußere Kniegelenkhebel 3′′ von einer zunächst gewählten Horizontallage leichtwinkelig verstellt werden, so würde insgesamt die an diesem Kniegelenkhebel 3′′ montierte Winkelausrichteinrichtung 17 im entsprechenden Winkel mitverschwenkt werden, so daß dann bei entsprechen­ der gleichbleibender horizontaler Ausrichtung des Schwimmers 19 der Stufenabsatz 27 relativ zum benachbarten Analogschal­ ter 29 zu seiner "Neutrallage" verschoben werden würde. Würde das gesamte Schwimmergehäuse 21 in Fig. 2 im Uhr­ zeigersinne verstellt, so würde der Stufenabsatz 27 unter das Horizontalniveau 31 hin mitverdreht werden, so daß der Analog­ schalter 29 unterhalb des Stufenabsatzes 27 zu liegen käme. Durch die nachgeschaltete Auswertelektronik würde dann so­ fort ein elektrischer Stellmotor 33 betätigt werden, der auf der die Mittelauflage 23 für den Schwimmer 19 bildenden mit dem äußeren Kniegelenkhebel 3′′ über den Montage-Ansatz 37 fest verbundene Verschwenkachse 35 sitzt und der darüber das gesamte Schwimmergehäuse 21 so weit gegendreht, bis darüber der mit dem Schwimmergehäuse 21 mitgehaltene und deshalb mitverschwenkte Analogschalter 29 wieder unmittelbar benachbart zum Stufenansatz 27 am Schwimmer 19 liegt, der ja unabhängig von der Verschwenklage der Winkelausricht­ einrichtung 17 in der Schwimmerflüssigkeit immer in seiner Ho­ rizontallage 31 verbleibt. In dieser Stellung wird dann der auf der Verschwenkachse 35 sitzende Stellmotor 33 wieder abgeschaltet.

Wird der äußere Kniegelenkhebel 3′′ im Gegenuhrzeigersinne verschwenkt, so wird darüber auch der Montage-Ansatz 37, die hieran fest sitzende Verschwenkachse 35 sowie wiederum das gesamte Schwimmergehäuse 21 im Gegenuhrzeigersinne mitverschwenkt. In diesem Falle würde der Analogschalter 29 oberhalb des Stufenansatzes 27 parallel zu dem am Stu­ fenansatz beginnenden Bogenabschnitt 39 zu liegen kommen, so daß der Analogschalter nunmehr den Stellmotor 33 im Ge­ gensinne wie oben geschildert antreibt, worüber nunmehr das Schwimmergehäuse 21 im Gegensinne so verschwenkt wird, bis der Analogschalter 29 wieder benachbart zum Stufenab­ satz 27 zu liegen kommt und in dieser Stellung den Stellmo­ tor 33 wieder abschaltet. Durch den nur einseitig am Stu­ fenabsatz beginnend ausgebildeten Bogenabschnitt 39 kann also der Analogschalter erkennen, in welcher Richtung er den Stellmotor 33 antreiben muß. Grundsätzlich könnte bei gleichsinnig laufendem Stellmotor 33 auch ein Umschaltge­ triebe zwischengesteuert sein.

Durch den vorstehend genannten Mechanismus kann eine ober­ halb des Schwimmergehäuses 21 montierte Höhenverstellein­ richtung 43 in Form einer hydraulisch aus- und einfahrba­ ren Teleskopsäule mit jeweils oben montiertem Lasersensor 15 unabhängig von den Verstellbewegungen des Kniegelenk-Aus­ legers 3 in ihrer Horizontallage gehalten werden. Diese Ein­ stellung eignet sich besonders dann bei horizontaler Eineb­ nung einer Bodenfläche, wenn bevorzugt die Höhenverstellein­ richtung 43 und damit der oben montierte Lasersensor 15 im­ mer nur senkrecht zu einer horizontal vorgegebenen Refe­ renzebene R ausgerichtet bleiben soll.

Wie aus Fig. 3 ferner hervorgeht, ist zwischen dem Montage­ Ansatz 37 und dem zylindrischen Abschnitt 47 des Schwimmer­ gehäuses 21 eine elektrische Steuereinrichtung 49 integriert vorgesehen, über welche eine automatische Gegensteuerung der Höhenverstelleinrichtung 43 für die unterschiedlichen Kniegelenk-Ausleger-Stellungen 3 erfolgen kann.

In der in Fig. 3 gezeigten vereinfachten Ausführungsform umfaßt die Steuereinrichtung 49 beispielsweise eine mit dem Schwimmergehäuse 21 verbundene und mit diesem mitver­ schwenkbare Signalscheibe 51 mit einer Vielzahl unterschied­ licher Kontakte 53, auf der ein beispielsweise mit der Ver­ schwenkachse 35 bzw. dem Montage-Ansatz 37 fest verbunde­ ner Kontaktfinger 55 zusammenwirkt. Die einzelnen Kontakte 53 können mit unterschiedlichen Spannungs- oder Stromwerten "belegt" sein, so daß unabhängig von der Verschwenklage der Kontaktfinger 55 jeweils immer nur mit einem Kontakt 53 der auf einer Kreisbahn angeordneten vielfachen Kontakte 53 in Berührung steht, und darüber immer einen Strom- und/ oder Spannungswert bestimmter Größe abgreift oder ein ande­ res beispielsweise digitalcodiertes Signal aufnimmt, über welches eine nicht näher dargestellte elektronische Auswert­ elektronik so ansteuerbar ist, über die dann die Höhenver­ stelleinrichtung 43 in vorbestimmtem Maß aus- oder eingefah­ ren wird.

Um den Verstellmechanismus näher zu erläutern, wird im folgenden ferner noch auf Fig. 4 Bezug genommen.

In Fig. 4 sind drei mögliche abstrakte Stellungen gezeigt, bei denen das Kniegelenk 57 in einer oberen mittleren und unteren Position 59, 59′ bzw. 59′′ gezeigt ist. Zur Verein­ fachung soll der in Fig. 4 linksseitig lediglich in Form eines Striches angedeutete baggerseitige Kniegelenkhebel 3′ jeweils horizontal liegen.

Wird dabei ferner davon ausgegangen, daß die in Fig. 4 strichliert gezeichnete Ebene 63 die horizontal zu bearbei­ tende Bodenfläche darstellt, so ist daraus ersichtlich, daß bei Lage des Kniegelenkhebels 57 in der oberen Position 59 eine Bearbeitung nicht vorgenommen werden kann, da der Ab­ stand zur unteren Ebene 63 größer ist als die wirksame durch den Kreis 60 beschriebene Länge des baggerseitigen Kniegelenkhebels 3′′.

Bei der mittleren oder unteren Position 59′ bzw. 59′′ könnte nach einem ersten Bogenabschnitt dann die horizontale Boden­ bearbeitung vorgenommen werden.

Dabei wird jener Ausgangsfall zunächst angenommen, daß der Kniegelenkhebel 57 in der unteren Position 59′′ zu liegen kommt. Bei horizontal ausgestrecktem inneren und äußeren Kniegelenkhebel 3′ bzw. 3′′ könnte dann die Baggerschaufel über einen ersten Bogenabschnitt 65 bis zur unteren Bodenbe­ arbeitungs-Ebene 63 runtergeführt werden.

Danach würden bei einer auf den Bagger zubewegter Bagger­ schaufel 7 die beiden Kniegelenkhebel 3′ und 3′′ zunehmend mehr aufeinander zugeklappt werden, wobei der Kniegelenk­ hebel 57 zunehmend mehr angehoben werden würde. Gleich­ zeitig würde aber auch der in Fig. 1 dargestellte Laser­ sensor 15, der auf der Höhenverstelleinrichtung 43 auf dem äußeren Kniegelenkhebel 3′′ sitzt mitangehoben werden, wo­ bei bei unterstellter üblicher Funktionsweise nunmehr die Höhenverstelleinrichtung 43 in Form eines ausfahrbaren Teles­ kopzylinders so eingefahren werden würde, daß der Laser­ sensor 15, wie in der EP-A2 0 26 026 beschrieben ist, in der Referenzebene R gehalten werden würde. Dies würde aber dazu führen, daß die Baggerschaufel aufgrund der Bogen­ bahn zunehmend mehr auf unterhalb der zu bearbeitenden Ebene 63 sich eingraben würde, was gerade verhindert wer­ den soll.

Wie aber in Fig. 4 dargestellt ist, müßte nunmehr, wenn der Bearbeitungsschritt des Gegensteuerns in kurze diskrete Arbeitsschritte zerlegt wäre, nach jeweils einer weiteren Bo­ genverschwenkung von beispielsweise 5° eine zunehmend grö­ ßere Gegenbewegung der Höhenverstelleinrichtung 43 zum Aus­ gleich des Anhebvorganges für das Kniegelenk 57 durchge­ führt werden. Bei einer Verschwenkbewegung von der Hori­ zontallage bis in echte Vertikallage des äußeren Kniegelenk­ hebels 3′′ müssen dann die einzelnen Gegenschwenk-Wege 67 im Sinne einer Verkürzung der Höhenverstelleinrichtung 43 durchgeführt werden. Die einzelnen Stufenabsätze für die Ge­ genschwenk-Bewegung 67 sind natürlich von Beginn des Ver­ schwenkvorganges an bis in die in Fig. 4 gezeigte verblei­ bende Vertikallage zunehmend kleiner.

Es wird also in Abhängigkeit der Winkellage zwischen der über den Schwimmer vertikal ausgerichteten Höhenverstellein­ richtung und dem äußeren Kniegelenkhebel 3′′ eine hierüber festgelegte Zwangsausgleichsbewegung an der Höhenverstellein­ richtung 43 durchgeführt, die sich mit der über eine Auswert­ elektronik automatisch vorgenommenen Nachführbewegung des Lasersensors 15 jeweils auf die Referenzebene R zu z. B. durch Betätigung des Stellzylinders 8 zum Heben und Senken des Aus­ legers 3 überlagert, worauf später noch näher eingegangen wird.

Die in Fig. 4 dargestellten unterschiedlichen Gegenschwenk- Stufenwege können entsprechend der in Fig. 2 und 3 dar­ gestellten Kontakte 53 auf der Signalscheibe 51 und dem da­ mit zusammenwirkenden Kontaktfinger 55 direkt abgegriffen und durch eine entsprechende Ausführ- und Eichelektronik entsprechend umgesetzt werden.

Entsprechende Steuereinrichtungen 49 beispielsweise mit einer Signalscheibe mit entsprechenden Kontakten und einem Kontakt­ finger könnten aber auch bei einer vereinfachten Ausführungs­ form in dem oberen Kniegelenk 57 montiert sein, wenn ein Teil der Kontakte mit dem einen Kniegelenkhebel und der andere damit zusammenwirkende Kontaktfinger mit dem anderen Knie­ gelenkhebel verbunden und so bei unterschiedlicher Verschwenk­ lage die beiden Kniegelenkhebel 3′ und 3′′ entsprechend aus­ gewertet werden würden.

Die vorstehend erläuterte sensorgesteuerte Nivelliereinrichtung ermöglcht es also mittels der am äußeren Auslegerarm 3′′ montierten Winkelausrichtung, daß beispielsweise bei einer horizontalen Referenzebene R, die beispielsweise mittels eines rotierenden Lasergenerators erzeugt wird, von einem Bagger eine horizontale Bodenbearbeitung und Einebnung vorgenommen werden kann, wobei unabhängig von der Führung der Kniege­ lenkhebel des Baggers der auf ihm montierte Lasersensor 15 durch die Schwimmereinrichtung immer exakt vertikal und damit senkrecht zur Referenzebene R ausgerichtet bleibt und wo unabhängig von der Relativlage der beiden Kniegelenk­ hebel 3′ und 3′′ der Lasersensor 15 nicht nur immer auf die Referenzebene R im Sinne eines Nachfahrens gegengesteuert wird, sondern wo in Abhängigkeit der vorgenommenen relati­ ven Winkellage der beiden Kniegelenkhebel 3′ und 3′′ die Hö­ henverstelleinrichtung 43 auch jeweils so zusätzlich gegenge­ steuert wird, daß hierüber stets ein Ausgleich für die an sich bogenförmig vorgenommene Bewegung der Baggerschaufel gewährleistet wird, damit eine ebene Bodennivellierung er­ möglicht wird. Die beispielsweise einen hydraulisch betätig­ baren Verstellzylinder 69 umfassende Höhenverstelleinrichtung 43 wird also, wie vorstehend geschildert, beim Verschwenken des äußeren Kniegelenkhebels 3′′ automatisch in der Länge gegengesteuert, um eine durch die Verschwenkbewegung des äußeren Kniegelenkhebels 3′′ ansonsten bewirkte Meßwertver­ fälschung zu kompensieren. Sobald der Lasersensor 15 auch bei überlagerter Höhenausgleichsbewegung von der Referenz­ ebene R abweicht,wird ansonsten durch die Auswertelektronik, wie in der EP-A2 02 69 026 umfassend beschrieben, der Ausleger 3 nach oben und unten insgesamt verschwenkt und gegenge­ steuert, damit der Lasersensor 15 mit seiner Nullpunkterken­ nungseinrichtung immer auf die Referenzebene R rückgeführt wird und somit die Baggerschaufel 7 immer auf der Sollinie 11 automatisch verfahrbar ist.

Auch insoweit wird auf die vorstehend genannte europäische Anmeldung in vollem Umfange Bezug genommen. Der Stellzylin­ der 8 zum Heben und Senken des Auslegers 3 ist in der vorlie­ genden Anmeldung in Fig. 1 schematisch dargestellt.

In Fig. 1 ist eine Bodeneinebnung in bestimmter voreinge­ stellter Winkellage gegenüber der Horizontalen gezeigt. In diesem Falle soll abweichend vom vorbeschriebenen Ausfüh­ rungsbeispiel die Höhenverstelleinrichtung, d.h. im gezeig­ ten Ausführungsbeispiel die über einen hydraulischen Verstell­ zylinder 69 nach Art einer Teleskopführung ausgebildete Höhenverstelleinrichtung 43 und damit der oben darauf sit­ zende Lasersensor 15 immer senkrecht zur geneigten Referenz­ ebene R gehalten und nachgeführt werden, wozu die Winkel­ ausrichteinrichtung 17 auf einen entsprechenden gewünschten Winkel eingestellt werden kann, worauf nachfolgend eingegan­ gen wird.

Dazu weist die Winkelausrichteinrichtung 17 eine in Fig. 2 und 3 ergänzend dargestellte Winkelvoreinstellung 71 auf. In der üblichen Grundstellung für Vertikalausrichtung der Höhenverstelleinrichtung 43 befindet sich der Analogschalter 29 in der in Fig. 2 gezeigten mittleren Neutralstellung.

Soll aber beispielsweise eine wie in Fig. 1 dargestellte Win­ kellage von beispielsweise 30° eingestellt werden, so würde ein Winkeleinstellmotor 73 entsprechend betätigt werden, wo­ rüber das von ihm angetriebene Zahnrad 75 auf einer Bogen­ zahnführung 77 so abläuft, daß die gesamte Analogschalter- Halterung 79 und damit der Analogschalter 29 selbst, aber auch das gesamte Schwimmergehäuse 21 um die Verschwenk­ achse 35 bewußt herausgedreht wird, bis beispielsweise der Analogschalter 29 um 30° in die mit 30° gekennzeichneten Stelle nach unten verschwenkt ist. Die Analogschalter-Halterung 29 ist dabei in einer Bogenführung 81 verschiebbar geführt. In dieser Lage nunmehr erkennt die vorstehend erläuterte Auswertelektronik, daß der Analogschalter vom Prinzip her aus seiner neutralen "Horizontallage" nach unten hin verschwenkt ist, wodurch der bereits vorstehend erwähnte auf der Ver­ schwenkachse 35 montierte Stellmotor 33 so betätigt wird, daß nunmehr das gesamte Verstellgehäuse so im Gegenuhr­ zeigersinne verschwenkt wird, bis bei um 30° ausgelenktem Analogschalter 29 durch Verschwenken des gesamten Schwimmer­ gehäuses 21 der AnalogschaIter 29 wieder benachbart zum Stufenabsatz 27 zu liegen kommt. In dieser Lage aber ist die obere Anschluß und Aufbauebene für die Höhenverstelleinrich­ tung 43 und damit die Höhenverstelleinrichtung 43 und der oben daran montierte Lasersensor 15 exakt um 30° winkelig ausgerichtet, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Auch in die­ ser Position würde ein kurzzeitiges Verschwenken aus dieser 30°-Lage heraus zu einem relativen Verschieben, d.h. Anheben oder Absenken des Analogschalters 29 führen, mit der Konse­ quenz, daß über den Stellmotor 33 jeweils so gegengesteuert wird, daß die 30°-Lage wieder eingenommen wird.

Auch in dieser Lage würde dann, wie oben erläutert, die mit einem Hydraulikzylinder ausgerüstete Teleskopsäule so zusätzlich aus- bzw. eingefahren, um eine entsprechende Kniegelenkhebel-Bewegung des Baggers und damit den an sich unerwünschten Anheb- oder Abhebvorgang der Höhenverstell­ einrichtung so gegenzusteuern, daß die Baggerschaufel ent­ sprechend der in Fig. 1 dargestellten Soll-Ebene 11 geführt wird.

Aus dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist ersichtlich, daß dabei die Verstellachse wie auch die Kniegelenkhebel-Achse und die anderen Verstellachsen für die Baggerschaufel wie auch für den baggerseitigen inneren Kniegelenkhebel 3′ alle parallel ausgerichtet sind. Von daher ist auch nur ein Schwim­ mer notwendig, der um einige parallele Verstellachsen ver­ schwenkbar ist.

Sollen hauptsächlich nur Horizontalebenen nivelliert werden, so ist eine vereinfachte Winkelausrichteinrichtung denkbar, bei der auf eine Winkelvoreinstellung 71, wie zuletzt erläu­ tert, verzichtet werden kann.

Schließlich sei erwähnt, daß durch die verschiedenen Winkel­ einstellungen zwischen den beiden Kniegelenkhebeln, durch die Winkeleinstellung des fahrzeugseitigen Kniegelenkhebels 3′ zum Fahrzeug selbst und durch eine gegebenenfalls dort vorgesehene horizontale Erkennungseinrichtung mittels eines Schwimmers die unterschiedlichen Winkelstellungen ebenfalls durch geeignete Meßglieder erfaßt und durch einen Computer so verarbeitet werden können, daß darüber gezielt die Höhen­ verstelleinrichtung entsprechend der Baggerschaufelbewegung zur Ermöglichung einer ebenen Nivellierung des Bodens zu­ sätzlich gegengesteuert werden kann.

Auch eine entsprechende senkrechte Ausrichtung zur Referenz­ ebene R ist über derartige Meßwerterfassungs-Systeme und -Auswertsysteme möglich.

Die ansonsten übliche Nachführung des Lasersensors zur Er­ zielung der gewünschten Nivellierung durch das den Laser­ sensor tragende Stellglied in Form einer aus- und einfahr­ baren Höhenverstelleinrichtung 43 wird ansonsten wie in der EP-A2 02 69 026 beschrieben vorgenommen.

Abschließend wird noch darauf hingewiesen, daß die Meß­ werterfassung zur Ermöglichung einer Gegensteuerbewegung nicht, wie beschrieben, in diskreten Einzelschritten, sondern natürlich auch analog vorgenommen werden kann oder die Einzelschritte in so kleine Stufen unterteilt werden können, daß zumindest eine quasi analoge Ausgleichsbewegung an der Höhenverstelleinrichtung 43 zur Herbeiführung einer gleich­ mäßigen Baggerschaufelbewegung möglich wird.

Schließlich wird auch noch angemerkt, daß die Gegensteuer­ bewegung an der Höhenverstelleinrichtung 43 natürlich auch davon abhängt, wo am äußeren Auslegerarm 3′′ die Höhen­ verstelleinrichtung bzw. die sie tragende Winkelausrichtein­ richtung 17 montiert ist. Dies ist aber eine Frage der Aus­ wertelektronik, um die entsprechende Gegensteuerbewegung im richtigen Maße vornehmen zu können.

Claims (11)

1. Sensorgesteuerte Nachführeinrichtung, insbesondere zum Ni­ vellierung von Bodenflächen, mit einer Lasersensor-Sollebenen­ erkennung bezüglich einer durch einen Laserstrahl vorgege­ benen Referenzebene (R), und mit einer Auswertelektronik, über die zumindest ein das Bearbeitungsgerät (7) und damit auch den Lasersensor (15) nachführende Stellantrieb (8) ent­ gegen einer Relativlagenveränderung des Lasersensors (15) gegenüber der Referenzebene (R) im Sinne eines Nachführens auf die Referenzebene (R) zu gegensteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in Anwendung auf ein über einen Knie­ gelenk-Ausleger (3) getragenes Bearbeitungsgerät (7) der La­ sersensor (15) mit der ihn tragenden Höhenverstelleinrichtung (43) auf einem das Bearbeitungsgerät (7) tragenden Kniege­ lenkhebel (3′′) sitzt, und daß eine einen bogenförmigen Be­ wegungsablauf des Bearbeitungsgerätes (7) in einen in einer Ebene verlaufenden Bearbeitungsweg umsetzende Ausgleichsvor­ richtung vorgesehen ist, mittels der eine die automatische Nachführbewegung des Lasersensors (15) jeweils auf die Re­ ferenzebene (R) zu überlagende Ausgleichsbewegung für den Lasersensor (15) in Abhängigkeit von der Verstellage des bearbeitungsgerätseitigen Kniegelenkhebels (3′′) steuerbar ist.

2. Sensorgesteuerte Nachführeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ergänzende Ein- und Aus­ fahren des Lasersensors (15) in Abhängigkeit von der Winkel­ lage des äußeren Kniegelenkhebels (3′′) zur Referenzebene (R) erfolgt.

3. Sensorgesteuerte Nachführeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das ergänzende Ein- und Aus­ fahren des Lasersensors (15) in Abhängigkeit von der Winkel­ lage zwischen den beiden Kniegelenkhebeln (3′, 3′′) erfolgt.

4. Sensorgesteuerte Nachführeinrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lasersen­ sor (15) über eine Höhenverstelleinrichtung (43) auf dem Kniegelenk-Ausleger (3) montiert ist, über welche bei auto­ matischer Nachführbewegung des Lasersensors (15) mittels eines oder mehrerer separater Stellglieder (8) zur Betätigung des Auslegers (3) oder einzelner Auslegerglieder (3′, 3′′) auf die Referenzebene (R) die überlagerte Ausgleichsbewegung für die winkelabhängige Stellung des bearbeitungsgeräteseitigen Kniegelenkhebels (3′′) steuerbar ist.

5. Sensorgesteuerte Nachführeinrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhenver­ stelleinrichtung (43) aus einer einen Hydraulikzylinder (69) umfassenden Teleskopsäule besteht.

6. Sensorgesteuerte Nachführeinrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhenver­ stelleinrichtung (43) über eine automatische Winkelausrichtein­ richtung (17) am äußeren Kniegelenkhebel (3′′) montiert ist, in der eine vorbestimmte Ausrichtung bzw. ein Ausrichtstellung des Lasersensors (15) unabhängig von der Winkellage des Kniegelenkhebels (3′′) beibehaltbar ist.

7. Sensorgesteuerte Nachführeinrichtung nach Anspruch 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Winkelausrichteinrichtung (17) eine Schwimmeranordnung zur automatischen Beibehaltung einer Winkelausrichtung umfaßt.

8. Sensorgesteuerte Nachführeinrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelaus­ richteinrichtung (17) zur Ermöglichung einer geneigten Boden­ nivellierung eine Winkelvoreinstellung (71) umfaßt, mit der die Höhenverstelleinrichtung (43) und/oder darauf montierter Lasersensor (15) jeweils senkrecht zur entsprechend winkelig vorgegebenen Referenzeben (R) unabhängig von der Winkel­ lage des Kniegelenkhebels (3′′) ausgericht- und senkrecht auf die Referenzebene (R) zu verstellbar ist.

9. Sensorgesteuerte Nachführeinrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkel­ ausrichtungeinrichtung (17) eine zwischen dem verdrehbaren Teil (21, 47) und dem am Kniegelenkhebel (3′′) unverschwenkbar ge­ haltenen Montage-Ansatz (37) Steuereinrichtung (49) umfaßt, über die die die Ausgleichsbewegung der Höhenverstellein­ richtung (43) auslösende Steuerimpulse abgreifbar sind.

10. Sensorgesteuerte Nachführeinrichtung nach Anspruch 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (49) zum einen eine Steuerscheibe mit unterschiedlichen diskreten Kon­ takten (53) und einen damit zusammenwirkenden Kontaktfinger (55) zum Abgriff der Steuersignale umfaßt.

11. Sensorgesteuerte Nachführeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (49) eine analoge Steuerdatenerfassung aufweist, bei der die Steuersig­ nale bzw. Steuerdaten an zumindest einem, vorzugsweise meh­ reren gelenkig zueinander verschwenkbaren Teilen des Knie­ gelenk-Auslegers (3), vorzugsweise zwischen dem feststehen­ den bzw. verdrehbaren Teil, also zwischen dem Montage-An­ satz (37) und dem verschwenkbaren Schwimmergehäuse (21) vorgesehenen analogen Meßwerterfasser erfolgt.