NL8201974A

NL8201974A - Inrichting voor het controleren van de diepte welke is bereikt bij een graafhandeling.

Info

Publication number: NL8201974A
Application number: NL8201974A
Authority: NL
Original assignee: Formanek Jiri; Nilsson Rune
Priority date: 1981-06-18
Filing date: 1982-05-13
Publication date: 1983-01-17
Also published as: DE8214797U1; FR2508075B1; FI821793A0; FI71601B; US4452078A; DE3219119A1; NO154278C; FI821793A; FR2508075A1; SE8103846L; SE436436B; NO821996L; GB2101077A; DE3219119C2; NO154278B; FI71601C; JPS582703A

Description

kf Λ -1- 22528/CV/tl

Korte Aanduiding: Inrichting voor het controleren van de diepte welke is bereikt bij'een graafhandeling.

Een inrichting voor het controleren van de diepte,bereikt tijdens 5 bedrijf van een graafmachine voorzien van een graafgereedschap aange-bracht op een arm,die scharnierbaar is ondersteund ten opzichte van de . machine is bekend uit het Zweedse octrooi 339.443. Een met fluidum gevulde leiding strekt zich langs de arm uit en is bij de graafemmer verbonden met een lichaam,dat een volume heeft,dat varieert onder de 10 invloed van de druk van het fluidum. Het andere einde van de leiding is gelegen op een plaats op de machine op afstand van de arm en verbonden met een niveaumeter. Althans enige eecties van de leiding moeten flexi-bel zijn. Bij het buigen van dergelijke flexibele leidingdelen zal het fluidumvolume in de leiding aanzienlijk wijzigen waardoor in samenhang 15 met een dergelijke niveaumeting als beoogd in het octrooi een ontevreden-stellende nauwkeurigheid met betrekking tot het meetresultaat wordt ver-oorzaakt. Het fluidumvolume en dientengevolge het meetresultaat varieert ook met temperatuurwijzigingen. Een aanvullend probleem bij deze beken-de inrichting is dat het op de graafemmer aangebrachte lichaam sterk 20 wordt blootgesteld aan beschadigingen en dan ook bescherraende maatregelen worden vereist,welke de capaciteit van de emmer omlaag brengen. Bovendien is het gewenst om in staat te zijn de graafbak of emmer of dergelijke gemakkelijk en snel te kunnen verwisselen. Deze eis maakt het ongewenst om het lichaam op de graafbak of dergelijke aan te brengen.

25 Volgens een ontwikkeling van deze bekende inrichting is voorgesteld het lichaam en de niveaumeter te vervangen door een druksensor,welke een uitgangssignaal geeft dat representatief is voor de hoogte van de fluidura-kolom,zodat de invloed van de meetfouten omlaag kan worden gebracht,waar-bij de sensor zodanig zal zijn opgesteld,dat deze altijd op de arm achter-30 blijft en meer in het bijzonder in de nabijheid van een scharnier tussen de arm en de graafbak of dergelijke ten einde een gemakkelijke verwisse-ling van graafbak mogelijk te maken. De ontwikkeling op het gebied van graafmachines heeft de laatste tijd geneigd tot het gebruik van steeds smallere graafemmers. Voor dit doel moeten ook de arm en het scharnier 35 een kleine zijdelingse uitstrekking hebben en het is moeilijk gebleken om de druksensor in de nabijheid van dit scharnier aan te brengen.

8201974

« V

-2- 22528/ CV/tl

Het gebruik van laserlicht is de laatste tijd aangepast in toene-mende mate op bouwplaatsen en dergelijke voor het bepalen van referentie-niveau's. Het zal gewenst zijn een inrichting te verkrijgen met behulp waarvan de bediener van de graafmachine dergelijke referentieniveau's 5 gemakkelijk kan "lezen" zonder afzonderlijke indicatiepennen of andere meer of minder primitieve hulpmiddelen te moeten draaien.

Uitgaande van een inrichting volgens de kop van conclusie 1 is dien-overeenkomstig het oogmerk van de uitvinding om bovengenoemde problemen zo veel mogelijk te vermijden en een eenvoudig en doelmatig aflezen van 10 van referentieniveau's tot stand gebracht door laser of andere hulpmiddelen mogelijk te maken.

Volgens de uitvinding kan dit worden bereikt door de maatregel volgens het kenmerk van conclusie 1.

Dank zij deze hellingssensor wordt vrijheid verkregen om de de 15 hoogte van de fluidumkolom waarnemende sensor te plaatsen op een wille-keurige plants op de arm. De van de twee sensors verkregen informatie is voldoende voor berekening van bijvoorbeeld het niveau van de bak van de graafinrichting ten opzichte van een vooraf bepaald referentieniveau. Verder kan een detector,welke gevoelig is voor laserlicht of andere 20 stralen of golfbewegingen,welke een referentievlak, niveau of lijn bepalen,op een willekeurige plaats op de arm worden aangebracht. Zodra de detector in het genoemde referentievlak of dergelijke is gelegen kan het niveau of dergelijke van het graafgereedschap gemakkelijk worden berekend aan de hand van de uitgaande signalen van de hellingssensor.

25 Pogingen zijn gedaan om bij graafmachines met twee scharnierende armen,een uitstekende arm en een naar beneden stekende arm meting van de graafdieptes mogelijk te maken door het aanbrengen van hellingssensors op de omhoog uitstekende boom evenals op de zich naar beneden toe uitstrek-kende boom zonder gebruikmaking van de meting van een fluidumkolom. Dit 30 uitvoeringsvoorbeeld ,dat op zuivere hellingsmeting is gebaseerd geeft echter een ontevredenstellende nauwkeurigheid aangezien een verhoudings-gewijs kleine meetfout met betrekking tot de helling van de uitstekende boom een grote fout met zich meebrengt ten gevolge van de grote lengte van de uitstekende boom. Verder is in dit uitvoeringsvoorbeeld een eis, 35 dat de scharnierverbinding van de uitstekende boom met een machinehuis dat draaibaar is ten opzichte van een lichaam samenvalt met de draaiings- 8201974 * > * -2- 22528/CV/tl as aangezien draaiing van het machinehuis anders een meetfout zal geven indien de machine niet op een horizontaal vlak is opgesteld. Ten slotte is het in dit uitvoeringsvoorbeeld niet mogelijk om de zich naar beneden toe uitstrekkende boom te wijzigen of een omhoog uitstekende boom te 5 gebruiken met een variabele effectieve lengte zonder de mogelijkheid te hebben tot uitgebreide wijziging of correctie van het meetsysteem.

De uitvinding zal hieronder nader worden uiteengezet aan de hand van een in bijgaande figuren schematisch weergegeven uitvoeringsvoorbeeld van de constructie volgens de uitvinding.

10 Fig. 1 en 2 tonen schematisch zijaanzichten van een graafmachine tijdens bedrijf in twee verschillende bedrijfsstanden.

De in de figuren weergegeven graafmachine is van een gebruikelijk type en heeft een onderlichaam l,dat is uitgerust met voertuigrupsen.

Op het onderlichaam is een graafmachinehuis 2 aangebrachtsdat ten opzichte 15 van het onderlichaam 1 draaibaar is om een zich althans in hoofdzaak verticaal omhoog uitstrekkende draaiingsas 3.

Een uitstekende boom 4 is met het machinehuis 2 verbonden via een scharnier 5 en om dit scharnier 5 verdraaibaar met behulp van bijvoor-beeld een zuigercilindermechanisme 6. Aan zijn uiteinde is de uitstekende 20 boom via een scharnier 7 verbonden met een arm 8,welke ook wel afhangende boom wordt genoemd. Met behulp van een zuigercilindermechanisme 9 zijn de boom 4 en de arm 8 relatief ten opzichte van elkaar verzwenkbaar. Aan het uiteinde van de arm 8 is een graafgereedschap 11 in de vorm van een graafbak of emmer aangesloten met behulp van een scharnier 10. Een ziger-25 cilindermechanisme 12 dient voor het draaien van de emmer om het scharnier 10.

Voor het controleren van de diepte van de graafhandeling is er een inrichting voorzien van een echematisch aangeduide met fluidum gevulde leidingd.3 ,welke samenhangt met de arm 8 en de boom 4,waarbij de leading 30 zich uitstrekt tussen een plaats 14 op de arm 8 en een plaats 15 op het machinehuis 2. In de praktijk kan de leading zijn voorzien van in sterke mate flexibele gedeeten bij de overgangen tussen het machinehuis 2 en de boom 4 en tussen de boom 4 en de arm 8.

De plaats 15 op het machinehuis 2 wordt gevormd door een fluidumhou-35 der 16 ,welke is voorzien van een horizontaal dwarsdoorsnedeoppervlak ,dat aanzienlijk groter is dan de dwarsdoorsnede van de leading 13,waardoor 8201974 -4- 22528/CV/tl * » wordt verkregen,dat de wijzigingen van het volume van'de leiding 13,die optreden.ten gevolge van het buigAn van de flexibele leidinggedeelten en variaties in de temperatuur een zeer kleine en dientengevolge verwaar-loosbare invloed zullen hebben op de fluidumkolom VP,welke wordt gevormd 5 door de leiding 13 en zich uitstrekt tussen de plaatsen 14 en 15.

Een sensor 17 voor het geven van een informatie overeenkomend met de hoogte van de fluidumkolom VP hangt samen met leiding 13. Deze sensor is in dit geval een druksensor opgesteld op de plaats 14 op arm 8 en in werking gesteld door de fluidumdruk (fluidumkolom) in leiding 13. De 10 druksensor 17 is aangebracht op de arm 8 op een afstand S van scharnier 10. Het is literaard een aanzienlijk voordeel,dat de druksensor niet is aangebracht op de graafbak 11 of in de nabijheid van scharnier 10,waar alle maatregelen welke de afmetingen vergroten,moeten worden vermeden.

In een graafmachine met een onderlichaam en een relatief ten 15 opzchte daarvan verdraaibaar huis is het van voordeel,indien de fluidum-houder 16,welke boven het fluidumniveau in de houder in verbinding kan staan met de atmosfeer of onder constant vacuum of overdruk kan staan, in lijn is gelegen met de draaiingsas 3 of althans in de nabijheid van deze draaiingsas aangezien de meetomstandigheden op deze wijze op niet 20 van betekenis zijnde wijze of in het geheel niet zullen worden bein-vloed door verdraaiing van het machinehuis om de draaiingsas 3 in die gevallen waarin het onderlichaam 1 op een hellende bodem staat.

Het is nu duidelijk,dat het omhoog en omlaag bewegen van de plaats 14 op de arm 8 ten opzichte van de plaats 15 op het machinehuis 2 de 25 hoogte zal doen varieren van de fluidumkolom VP en daardoor de aandui-ding van de druksensor 17,welke sensor geschikt van een electrisch type is,zodat zijn electrische uitgangssignaal kan worden gebruikt als een variabele groot^voor het controleren van de diepte van het graaf-werk.

30 Aangezien echter de druksensor 17 is geplaatst op de arm 18 op een afstand van het scharnier 10 is deze grootte alleen niet voldoende voor het controleren . De afstand S is bekend evenafe de afstand Hi, maar de verticale component van de afstand S hangt af van de helling van arm 8.

In aanvulling op de druksensor 17 is een tweede sensor 18 ,welke 35 is aangepast voor het geven van een informatie met betrekking tot de helling van de arm 8,aangebracht op de arm. Van de sensor 18,welke ook 8201974 >*· > -5- 22528/CV/tl kan zijn aangepast voor het afgeven van een electrisch uitgangssignaal kan een informatie met betrekking tot de grootte van de haek^ worden verkregen. Indien deze hoek bekend b en de afstand S is het nu moge-lijk het ontbrekende verticale interval H2 tussen scharnier 10 en sensor 5 17 te berekenen volgens gebruikelijke trigonometrische functies.

Zoals schematisch in fig.l is aangeduid worden de uitgangssignalen van de sensors 17 en 18 via geleiders 19 en 20 overgedragen aan een behandelingseenheid,die in het machinehuis 2 is opgesteld en is aangepast voor het behandelen van de van de sensors verkregen uitgaande sig-10 nalen ten einde een waarde te berekenen op het verschil in hoogte tussen plaats 15 (fluidumniveau en houder 16 ) en een specifiek gedeelte van het graafgereedschap,in de praktijk het scharnier 10 daarvan. Met andere woorden is de eenheid 21 in staat om op basis van de informatie van de hellingssensor 18 het verschil in hoogte H2 te berekenen ,welke vervol-15 gens moet worden toegevoegd aan de hoogte van de fluidumkolom VP,welke is bepaald door de druksensor 17.

De eenheid 21 omvat een electronische graafdiepte aanduider,welke in de praktijk als volgt kan worden gebruikt:

Indien een uitgraving moet worden gemaakt wordt de graafbak 11 20 eerst met de achterzijde 22 daarvan geplaatst op hetzelfde niveau als een bekend start of referentieniveau. De diepteaanduider kan op nul worden gesteld bij dit referentieniveau. Ter wille van de eenvoud wordt aangenomen,dat dit referentieniveau overeenkomt met het grondniveau M in fig.l. Tijdens het verloop van de graafhandeling kan de bediener nu de 25 graafdiepte controleren door de rug 22 van de emmer tegen de bodem van de uitgraving te plaatsen zoals weergegeven in fig.l. Op de diepteaanduider kan nu een waarde worden afgelezen,welke overeenkomt met de diep-te H3 van de uitgraving, aangezien de aanduiding van de hoogte voordien op nul is ingesteld op referentieniveau M. Indien de gewenste diepte is 30 bereikt kan de bediener het aanduidorgaan weer op nul instellen,waarna het desbetreffende bodemgedeelte van de uitgraving . een referentieniveau zal vormen.

Het is uiteraard belangrijk de graafbak 11 opi dezelfde wijze in te stellen bij het bepalen van het referentieniveau (instelling op nul) en 35 het aflezen van verschillen ten opzichte van dit referentieniveau.

In fig. 2 is een bouwput weergegeven waar uitgravingen met ver- 8201974 -6- 22528/CV/tl * schillende bodemniveau1s raoeten worden gemaakt met de graafmachine.Op bouwputten van dit type zijn er vaak middelen voor het tot stand brengen van een referentieniveau ,N. Deze middelen worden normaal gevormd door een laser 23, welke in een horizontaal vlak draaibaar is.

5 Zoals blijkt uit fig. 2 is een detector 24,welke gevoelig is voor laserlicht of dergelijke, op de arm 8 aangebracht. De detector 24 is op een in fig.l schematisch weergegeven wijze verbonden met een behande-lingseenheid 21 via een electrische kabel 25. Na de boom 4 en de arm 8 in zodanige standen te hebben opgesteld, dat de detector 24 in het 10 referentieniveau N is gelegen is de behandelingseenheid of rekeneenheid 21 in staat om het verschil te berekenen in hoogte H4 tussen het referentieniveau en scharnier 10 op basis van de hellinginformatie van hellingssensor 18 en een informatie,welke kan zijn- geprogrammeerd in de behandelingseenheid 21 met betrekking tot de stand van de detector 24 15 op de arm 8 en mogelijk daaraan de hoogte Hi van de graafbak toe te voegen ( instelbaar uit de cabine van de machine), zodat H5 kan worden verkre-gen. Indien de stand van de detector 24 op de arm 8 samenvalt met de stand van druksensor 17 op de arm (hetgeen de voorkeursuitvoeringsvorm is ofschoon ter wille van de duidelijkheid niet weergegeven ) is het nu 20 voldoende om in een geschikt geheugen een informatie met betrekking tot het uitgangssignaal van de druksensor op te slaan indien de detector 24 op het niveau N is,ten einde in staat te zijn het niveau van scharnier 10 of van de rug 22 van de graafbak ten opzichte van niveau N te berekenen na beweging van de arm 8 en de graafbak. Indien de rug of achterzijde 25 22 van de graafbak bijvoorbeeld tegen het bodemniveau 0 omlaag wordt gebracht kan de behandelings of rekeneenheid 21 de hoogte H6 berekenen door aanvankelijk de omlaag beweging van de detector en de ligging van de druksensor te berekenen door een vergelijking van het uitgangssignaal van de desbetreffende druksensor met de opgeslagen informatie,waarna de hoogte 30 H2,welke wordt berekend door middel van het uitgangssignaal van de hellingssensor 18,evenals de hoogte HI van de emmer worden toegevoegd aan de hoeveelheid van omlaag beweging. Indien H6 min HI,dat wil zeggen de hoogte tussen niveau N en scharnier 10 is gewenst wordt de toevoeging van HI vermeden. Op de beschreven wijze kan de stand van niveau 0 ten 35 opzichte van het referentieniveau N worden bepaald op eenvoudige wijze zonder dat het nodig is ,dat de bediener verder personeel ter assitentie 8201974 * £. -» -7- 2252*/CV/tl ) te hulp roept.

De uitvinding kan uiteraard binnen de geest en bescherraingsomvang van de uitvinding op verschillende wijzen worden gewijzigd en/of aange-vuld. Zo omvat verder bijvoorbeeld de uitdrukking "graafmachine" iedere 5 machine bestemd voor het graven of soortgelijk werk,zoals bijvoorbeeld trekschopmachines, door wielen ondersteunde graafmachines,baggermachines en andere drijvende of op het land verplaatsbare graafinrichtingen in aanvulling op de hierboven omschreven graafmachine ,die door rupsen wordt ondersteund.

10 8201974

Claims

1. Inrichting voor het controleren van de diepte welke is bereikt bij bedrijf van een graafmachine voorzien van een graafgereedschap,dat op een scharnierend ten opzichte van de machine ondersteunde arm is aangebracht ,waarbij de inrichting is voorzien van een met fluidum gevulde 5 leiding,welke samenhangt met de arm en zich uitstrekt tussen een plaats daarop en een van de am gescheiden plaats op de machine,terwij1 de leiding is verbonden met een sensor voor het geven van een informatie overeenkomend met de hoogte van de fluidumkolom tussen beide genoemde plaatsen,gekenmerkt door een tweede sensor (18) voor het geven van een 10 informatie met betrekking tot de helling van de arm (8).

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk,dat de eerstgenoemde sensor (17) een druksensor is,die is aangebracht op de plaats (14) op de arm (8) en in werking wordt gesteld door de fluidumdruk in de leiding (13).

3. Inrichting volgens conclusie 2,met het kenmerk,dat de druksensor (17) op de arm is aangebracht op afstand van een scharnier (10),welke het graafgereedschap (11) met de arm (8) verbindt.

4. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies,met het kenmerk, dat een behandelingseenheid (21) is aangepast voor het automatisch 20 behandelen van^e sensors (17,18) ontvangen informatie en voor het bere-kenen van een waarde met betrekking tot het verschil in hoogte tussen de plaats (15) op de machine of een ingesteld referentieniveau en een bepaald gedeelte (bijvoorbeeld scharnier 10 of achlerzijde 22) van het graafgereedschap (11) of de arm (8).

5. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies,met het kenmerk, dat op de arm (8) een detector (24) is aangebracht ,welke detector gevoelig is voor laserlicht of andere stralen,golfbewegingen of andere middelen welke een referentievlak,referentieniveau of referentielijn bepalen.

6. Inrichting volgens conclusie 5 gekenmerkt door een behandelingseen heid (21),welke is aangepast voor het automatisch berekenen van het hoogteverschil tussen de detector (24) en een bepaald gedeelte (bijvoorbeeld het scharnier 10 of achterzijde 22 ) van het graafgereedschap (11) of de arm (8).

7. Inrichting volgens conclusie 5,met het kenmerk,dat de detector (24), de druksensor (17) si de hellingssensor (18) op dezelfde plaats of niveau op de arm (8) zijn opgesteld. 8201974