DE4335479C2

DE4335479C2 - Verfahren zur Erfassung der Neigung von Grabungen sowie Meßsystem zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE4335479C2
Application number: DE19934335479
Authority: DE
Inventors: Heinz Maly
Original assignee: PORR TECHNOBAU AG
Current assignee: PORR TECHNOBAU AG
Priority date: 1992-11-06
Filing date: 1993-10-18
Publication date: 2002-11-28
Anticipated expiration: 2013-10-19
Also published as: CH688109A5; DE4335479A1; AT399000B; ATA219592A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung der Neigung von Grabungen gegenüber dem Lot in Abhängigkeit von der Grabungstiefe, insbesondere für Schlitzwände, unter Ver wendung einer am Grabwerkzeug angeordneten Meßzelle, sowie ein Meßsystem zur Durch führung des Verfahrens.

Zur Herstellung von Schlitzwänden werden in Abhängigkeit von der Tiefe der herzustellen den Aushübe entweder Schlitzwandfräsen oder Schlitzwandgreifer verwendet. Nur bei Aus hüben großer Tiefe, i. a. über 50 m, und bei großen Bauprojekten ist der Einsatz einer Schlitz wandfräse wirtschaftlich und auch sinnvoll. Diese Fräse fräst den Schlitz in einem einzigen Arbeitsgang und ist mit einem Trägergerät über ein Hauptseil sowie Versorgungs- und Spül leitungen verbunden. An einer solchen Fräse ist vorteilhafterweise ein Neigungsmeßsystem angeordnet, welches über ein mehrpoliges Kabel die Inklinometeraufzeichnung in den Bag gerführerstand überträgt. Der Gerätefahrer kann dadurch die eventuelle Abweichung der Fräse aus der vorgegebenen Achse leicht kontrollieren und sofort eine Korrektur herbeifüh ren. Nach Fertigstellung des Schlitzes kann auch falls gewünscht, ein die Tiefe, Abweichung und Zeit angebendes Protokoll erstellt werden.

Beim Arbeiten mit einem Schlitzwandgreifer war eine derartige permanente Überwachung und Auswertung nicht bekannt, da die Grabung einerseits stets unterbrochen oder auch im nachhinein vermessen werden konnte.

Herkömmliche Neigungsmeßsysteme wurden dabei entweder am Schlitzwandgreifer oder am Tragseil hängend vorsichtig in den bereits fertigen Schacht abgesenkt und die Meßdaten über ein mitgeführtes Datenkabel übertragen.

Die Korrektur eines nicht innerhalb der Toleranz verlaufenden Schlitzes ist bei derartigen Verfahren nur unter erheblichem Zeitaufwand und damit unter wirtschaftlichem Verlust möglich.

Aus einem diese herkömmlichen Verfahren verbesserndes Verfahren ist weiter bekannt, daß die Neigung während der Grabungsarbeiten von einem auf der Baggerschaufel angeordneten Neigungsmesser laufend ermittelt wird und das Signal in das Trag- oder Betätigungsseil des Grabwerkzeuges eingespeist und diesem an einer geeigneten Stelle wieder entnommen und ausgewertet wird.

Dieses bekannte Verfahren ermöglicht zwar eine Überwachung der Neigung des Grabwerk zeuges während des Aushubes, setzt jedoch durch die Verwendung eines ungeschützten und mechanisch ständig beanspruchten Kabels oder Seils die Meßdaten sämtlichen äußeren elek tromagnetischen als auch mechanischen Einflüssen aus, was leicht zu einer Verzerrung der Meßdaten führen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren vorzusehen, das eine permanente Messung, Aufzeichnung und Überwachung während der Grabarbeiten ohne zusätzliches Verbin dungselement ermöglicht.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, die Datenübertragung ohne großen gerätetechni schen Aufwand sowie möglichst störungsfrei vorzusehen.

Schließlich ist es auch Aufgabe der Erfindung, ein Meßsystem zur Durchführung des Verfah rens vorzusehen, zur Verwendung in Verbindung mit einem Grabwerkzeug, das mit einem Grundgerät verbunden ist und eine am Grabwerkzeug angeordnete Meßzelle umfaßt.

Die Erfindung löst die Aufgabe dadurch, daß die Neigung während der Grabungsarbeiten von der Meßzelle in X- und Y-Richtung laufend festgestellt, gespeichert und an eine Basisstation drahtlos übertragen wird, welche die Daten mit der festgestellten Tiefe des Grabwerkzeuges ins Verhältnis bringt, und daß diese Datenkombination in einer zentralen Datensteuerung dar gestellt und einem Auswerterechner zugeführt wird.

Nach einem weiteren Merkmal ist vorgesehen, daß die in der Meßzelle gespeicherten Daten beim Durchgang der Meßzelle durch einen festgelegten absoluten Nullpunkt an die Ba sisstation übertragen werden.

Die während eines Schaufelhubes gespeicherten Daten werden somit bei jedem Anheben des Grabwerkzeuges an der selben Stelle abgenommen und der Verlauf des Aushubes kann stän dig kontrolliert werden.

Es ist weiter vorgesehen, daß die in der Meßzelle gespeicherten Daten von der Basisstation abgerufen werden.

Nach einer weiteren Ausbildung des Verfahrens kann die Datenkombination auf einem Dis play dargestellt sowie an eine Speicherkarte weitergegeben werden, wobei mittels der Spei cherkarte ein Meßprotokoll erstellt wird.

Nach einer anderen Weiterbildung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß die Daten über die Tiefe des Grabwerkzeuges, wie an sich bekannt, schrittweise über die Bewegung der Seiltrommel abgenommen werden.

Das Meßsystem zur Durchführung des Verfahrens ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeich net, daß die massive, druckwassergeschützte Meßzelle zwei Inklinometersensoren zur Be stimmung der Neigung des Grabwerkzeuges in X- und Y-Richtung, ein Mikroprozessorsy stem für die Datenaufnahme und -speicherung sowie eine Einrichtung zur drahtlosen Über tragung der Daten zu einer am Grundgerät angeordneten Basisstation umfaßt, daß die Daten über die Tiefe sowie die Neigung in X- und Y-Richtung des Grabwerkzeuges vergleichende Basisstation mit einer vorzugsweise im Führerhaus des Grundgerätes angeordneten zentralen Datensteuerung verbunden ist, welche zentrale Datensteuerung die Daten auf einem Display permanent und bezogen auf die aktuelle Tiefe anzeigt und die Daten über eine Speicherkarte an eine Schaltstelle, vorzugsweise einen Büro-Container, zur Erstellung eines Meßprotokolles weitergibt.

Nach einer Weiterbildung des Meßsystems ist eine elektrische Versorgung am Grundgerät vorgesehen, welche in einem massiven druckwassergeschützten Gehäuse angeordnet und über ein Kabel mit der Meßzelle verbunden ist.

Ein weiteres Merkmal ist es, daß die abgespulte Seillänge an der Winde mittels Inkremental geber ermittelt und an die Basisstation weitergeleitet wird.

Eine Weiterbildung des Meßsystems ist dadurch gekennzeichnet, daß vor Beginn der Gra bung ein absoluter Nullpunkt festgelegt wird, daß die Meßzelle bei Anheben des Grabwerkzeuges aktiviert wird und ihre Werte an den Speicher abgibt und daß nach Anheben des Grabwerkzeuges beim Durchgang durch den absoluten Nullpunkt der Empfänger der Ba sisstation den Sender am Grabwerkzeug zur Übertragung der Daten aktiviert.

Eine weitere Variante des Meßsystemes ist dadurch gekennzeichnet, daß beim wiederholten Absenken des Grabwerkzeuges beim Durchgang durch den absoluten Nullpunkt der mit vor hergegangenem Anheben des Grabwerkzeuges gültige Verlauf des Schlitzes in X- und Y- Richtung, bezogen auf die Tiefe permanent angezeigt und an die Speicherkarte weitergegeben wird.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispieles unter Zuhilfenahme der ange schlossenen Zeichnungen näher beschrieben.

Es zeigen Fig. 1 einen Schlitzwandgreifer in Vorderansicht; Fig. 2a-c das erfindungsgemäße Meßsystem in einem Blockschaltbild; und Fig. 3 ein mit dem Meßsystem erstelltes Schlitz wandprotokoll.

Fig. 1 zeigt einen üblichen Schlitzwandgreifer 1, welcher mit einem Halte- und einem Schließseil mit dem nicht dargestellten Trägergerät verbunden ist. Mit den Halte- und Schließseil kann das Schaufelpaar 2 geöffnet und geschlossen und die Grabarbeiten durchge führt werden.

Vor dem Beginn der Aushubarbeit wird ein absoluter Nullpunkt ermittelt, welcher vorzugs weise mit der Leitwandoberkante identisch ist. Der Nullpunkt wird mittels einer Resettaste im Datenverarbeitungssystem fixiert.

Anschließend wird der Greifer 2 stoßweise solange auf den auszuhebenden Boden bzw. in den Schlitz aufgesetzt, bis die Schaufeln voll sind, worauf mittels des Schließseils das Schau felpaar geschlossen wird.

Beim Anheben des Schlitzwandgreifers 1 wird die im Bereich seines Rahmens 3 angeordnete Meßzelle 4 aktiviert und beginnt mit ihrer Messung. Dabei geben zwei, die Neigung des Grei fers sowohl in X- als auch in Y-Richtung angebende Inklinometersensoren ihre Werte an ein Mikroprozessorsystem ab, welches die Daten in einem ebenfalls in der Meßzelle 4 ange ordneten Speicher ablegt. Die Stromversorgung der Meßzelle erfolgt über eine ebenfalls im Bereich des Rahmens 3 angeordnete Stromversorgung 5, welche mit der Meßzelle über ein Kabel verbunden ist. Die Meßzelle ist in einem massiven, stoß- und druckwassergeschützten Gehäuse angeordnet. Beim Durchgang des Schlitzwandgreifers durch den festgelegten abso luten Nullpunkt aktiviert der Empfänger einer im Bagger angeordneten Basisstation den Sen der der Meßzelle und es kommt zu einer drahtlosen Datenübertragung per Funk von der Meß zelle am Greifer zur Basisstation B am Bagger (Fig. 2a, b).

Die Basisstation B erhält weiter Daten über die jeweilige Tiefe des ausgehobenen Schlitzes. Diese Tiefenmessung erfolgt über Inkrementalgeber an der Winde und wird über die abge spulte Seillänge ermittelt.

In der Basisstation B werden nun die Meßdaten über die Neigung des Schlitzwandgreifers in X- und Y- Richtung mit den Daten über die gegenständliche Tiefe verbunden, die jeweilige Abweichung von der Sollvorgabe, also vom Lot, errechnet und an die im Baggerführerhaus angeordnete zentrale Datensteuerung weitergegebenen. Die Abweichung wird im "mm" errechnet.

Beim wiederholten Absenken des Greifers in den Schlitz wird beim Durchlaufen des absoluten Nullpunktes eine optische Anzeige im Baggerführerhaus aktiviert, wobei der Verlauf des Schlitzes in X- und Y-Richtung, bezogen auf die aktuelle Tiefe, wie er sich beim Anheben des Greifers darstellte, permanent angezeigt wird. Der Baggerführer erfährt also beim Absen ken des Greifers den Zustand, der beim Anheben des Greifers vorherrschte und kann damit rechtzeitig erkennen, ob und inwieweit der Schlitzwandgreifer von der gewünschten Soll-Li nie abweicht, und eine entsprechende Korrektur vornehmen.

Die Daten über die Neigung des Greifers in X-Y-Richtung sowie über die Tiefe werden von der zentralen Datensteuerung auch an eine Speicherkarte weitergegeben.

Das in Fig. 2a-c dargestellte System umfaßt auch einen in einem Büro-Container aufgestellten Auswerterechner sowie einen an diesen angeschlossenen Drucker. Nach Fertig stellung des Schlitzes oder auch nach einem bestimmten Arbeitszeitraum kann durch einfaches Einführen der Speicherkarte in den Auswerterechner ein Schlitzprotokoll angefertigt werden.

Ein in Fig. 3 dargestelltes Schlitzprotokoll zeigt den Verlauf des Schlitzes in X- und Y-Rich tung in Abhängigkeit von der Tiefe. Darüberhinaus werden zur sicheren Identifizierung eine Schlitznummer, der Schlitzbeginn, das Schlitzende, das Gerät und der Gerätefahrer ausge druckt.

Claims

1. Verfahren zur Erfassung der Neigung von Grabungen gegenüber dem Lot in Abhän gigkeit von der Grabungstiefe, insbesondere für Schlitzwände, unter Verwendung einer am Grabwerkzeug angeordneten Meßzelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung während der Grabungsarbeiten von der Meßzelle in X- und Y-Richtung laufend festge stellt, gespeichert und an eine Basisstation drahtlos übertragen wird, welche die Daten mit der festgestellten Tiefe des Grabwerkzeuges ins Verhältnis bringt, und daß diese Datenkombination in einer zentralen Datensteuerung dargestellt und einem Aus werterechner zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Meßzelle gespei cherten Daten beim Durchgang der Meßzelle durch einen festgelegten absoluten Null punkt an die Basisstation übertragen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Meßzelle gespei cherten Daten von der Basisstation abgerufen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenkombination auf einem Display dargestellt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenkombination an eine Speicherkarte weitergegebenen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Speicherkarte ein Meßprotokoll erstellt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten über die Tiefe des Grabwerkzeuges, schrittweise über die Bewegung der Seil trommel abgenommen werden.

8. Meßsystem zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, zur Verwendung in Verbindung mit einem Grabwerkzeug, das mit einem Grundgerät verbunden ist, umfas send eine am Grabwerkzeug angeordnete Meßzelle, dadurch gekennzeichnet, daß die massive, druckwassergeschützte Meßzelle zwei Inklinometersensoren zur Bestimmung der Neigung des Grabwerkzeuges in X- und Y-Richtung, ein Mikroprozessorsystem für die Datenaufnahme und Speicherung sowie eine Einrichtung zur drahtlosen Übertra gung der Daten zu einer am Grundgerät angeordneten Basisstation umfaßt, daß die Daten über die Tiefe sowie die Neigung in X- und Y-Richtung des Grabwerkzeuges vergleichende Basisstation mit einer im Führerhaus des Grundgerätes an geordneten zentralen Datensteuerung verbunden ist, welche zentrale Datensteuerung die Daten auf einem Display permanent und bezogen auf die aktuelle Tiefe anzeigt und die Daten über eine Speicherkarte an eine Schaltstelle, einen Büro-Con tainer, zur Erstellung eines Meßprotokolles weitergibt.

9. Meßsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Versor gung am Grundgerät vorgesehen ist, welche in einem massiven druckwassergeschützten Gehäuse angeordnet und über ein Kabel mit der Meßzelle verbunden ist.

10. Meßsystem nach Anspruch 8, da durch gekennzeichnet, daß am Grundgerät eine Seilwinde vorgesehen ist, und die abgespulte Seillänge an der Winde mittels Inkremen talgeber ermittelt und an die Basisstation weitergeleitet wird.

11. Meßsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß vor Beginn der Grabung ein absoluter Nullpunkt festgelegt wird.

12. Meßsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßzelle bei Anhe ben des Grabwerkzeuges aktiviert wird und ihre Werte an den Speicher abgibt.

13. Meßsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß nach Anheben des Grabwerkzeuges beim Durchgang durch den absoluten Nullpunkt der Empfänger der Basisstation den Sender am Grabwerkzeug zur Übertragung der Daten aktiviert.

14. Meßsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß beim wiederholten Ab senken des Grabwerkzeuges beim Durchgang durch den absoluten Nullpunkt der mit vorhergegangenem Anheben des Grabwerkzeuges gültige Verlauf des Schlitzes in X- und Y-Richtung, bezogen auf die Tiefe, permanent angezeigt und an die Speicherkarte weitergegeben wird.