DE10241561A1

DE10241561A1 - Verfahren zur Steuerung einer Bodendurchschlagmaschine und pneumatische Bodendurchschlagmaschine

Info

Publication number: DE10241561A1
Application number: DE2002141561
Authority: DE
Inventors: Igor Vexler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-09-07
Filing date: 2002-09-07
Publication date: 2004-03-18

Abstract

Die Erfindung gehört zu der Bautechnik, im einzelnen zu den Bodendurchschlagsmaschinen (BDSM) oder wie sie auch genannt werden IP-Raketen. DOLLAR A Der Durchschlagsmechanismus 1 wird in Gang gesetzt und schlägt, wie in einer gewöhnlichen BDSM, den Tunnel 4 durch. Gleichzeitig misst der Bewegungsaufnehmer 5 die Geshwindigkeit, mit der der Schlauch hinter dem Mechanismus 1 her in den Tunnel geht und gibt diese Daten an den Block 6 weiter. Anhand dieser Daten rechnet der Block 6 die Geschwindigkeit der Bewegung des Schlauches sowie die Veränderung dieser Geschwindigkeit. Dabei reicht es, die Veränderung der Geschwindigkeit dreimal pro Sekunde zu bestimmen. DOLLAR A Wenn die Veränderungen der Geschwindigkeit der Bewegung des Mechanismus 1, die von dem Block 6 berechnet worden sind, innerhalb von 5 Sekunden um mehr als 10% anwachsen, gibt der Block 6 die Informationen über die Veränderung der Geschwindigkeit auf die Meldetafel 7, bringt das Signal "STOP" zum Leuchten und schaltet die Sirene 8 ein, um die Aufmerksamkeit des Operators zu erregen. Der Operator muss dann, nachdem er die auf der Meldetafel 7 angezeigten Daten der Situation bewertet hat, eine Entscheidung darüber treffen, ob die Maschine angesichts der Gefahr des Vorhandenseins eines Hohlraumes auf der Linie des Tunnels, der durchgeschlagen wird, angehalten wird.

Description

Die Erfindung gehärt zu der Bautechnik, im einzelnen zu den Bodendurchschlagmaschinen (BDSM) oder wie sie auch genannte werden IP-Raketen.
Diese Maschinen finden bei der Verlegung von Röhren und Leitungen in dem Boden eine breite Verwendung. Sie schließen dabei den eigentlichen Durchschlagmechanismus, nämlich einen Druckluftantrieb, der sich in einem stabilen zylindrischen Gehäuse mit einer Hartmetallspitze vorne befindet, ein. Der Druckluftantrieb stellt dabei eine massive metallene Kolbenstange dar, die durch die Energie der Druckluft vor- und rücklaufende Bewegung ausführt. Die Druckluft gelangt von dem Kompressor, der sich an dem Ort, an dem die Erdarbeiten durchgeführt werden, befindet, zu dem Durchschlagmechanismus durch den Druckluftschlauch. Der Druckluftschlauch wird dabei fest an dem hinteren Teil des Gehäuses des Durchschlagmechanismus befestigt und hinter ihm her in den Tunnel, der von ihm durchgeschlagen wird, gezogen. Die Steuerung solcher Maschinen (die Befehle „Start" und „Stop") erfolgt durch einen Operator, durch die Zufuhr bzw. das Stappen der Zufuhr vom Druckluft.
Unter der Wirkung der mächtigen Schläge des metallenen Kolbenstocks geht der Durchschlagmechanismus wie eine Rakete in den Boden hinein und zieht den Druckluftschlauch hinter sich her.
Ein ernsthafter Mangel solcher BDSM ist, dass es unmöglich ist, ihre Bewegung unter der Erde zu kontrollieren. Diese Kontrolle ist insbesondere deswegen notwendig, weil, wenn sich auf der Bewegungslinie des Durchschlagmechanismus unterirdische Hohlräume („Löcher") befinden, der Durchschlagmechanismus einfach in ein solches Loch fällt und es praktisch unmöglich ist, ihn wieder da herauszuholen, da der Druckluftschlauch in solchen Fällen einfach reißt.
Um diesen Verlust des Durchschlagmechanismus in unterirdischen Hohlräumen auszuschließen ist eine ständige Kontrolle seiner Bewegung in dem Boden notwendig. Es gelingt aber nicht, die Geschwindigkeit der Bewegung des Durchschlagmechanismus direkt zu messen, da er stark vibriert und die an ihm befestigten elektronischen Gerätschaften zum Ausfallen bringt. Der Autor schlägt hier vor eine mittelbare Kontrolle, aufgrund der Geschwindigkeit des Luftdruckschlauches, der hinter dem Durchschlagmechanismus her in den Tunnel, der durchgeschlagen wird, gezogen wird, durchzuführen. Anhand der Veränderung der Geschwindigkeit des Schlauches, und folglich auch des Durchschlagmechanismus, kann man darüber urteilen, ob er sich einem unterirdischen Hohlraum oder einem Hindernis (z.B. einem großen Stein) nähert. Beim Annähern an einen unterirdischen Hohlraum verringert sich in der Regel die Dichte des Erdbodens, was zu einem Anwachsen der Geschwindigkeit der Bewegung des Durchschlagmechanismus führt. Selbst wenn sich die Richte des Erdbodens nicht verringert (was höchst unwahrscheinlich ist), vergrößert sich die Geschwindigkeit bei dem Eintreten des Kopfteils des Durchschlagmechanismus in den Hohlraum aufgrund der Verringerung des Frontalwiderstandes innerhalb eines kurzen Zeitraumes erheblich.
In dem Fall, wenn sich auf dem Weg des Durchschlagmechanismus ein unüberwindbares Hindernis auftaucht, fallt seine Geschwindigkeit augenblicklich (innerhalb weniger Sekundenbruchteile) auf Null zurück. Auch in diesem Fall ist es notwendig, die Maschine zu stoppen.
Die entsprechende Lösung ist in den Ansprüchen l bis 4 beschrieben.
Zur Verwirklichung des vorgeschlagenen Verfahrens erfordern die heute bereits existierenden Bodendurchschlagmaschinen, die ein Durchschlagmechanismus, der ein Gehäuse, z.B. in zylindrischer Form, mit einer Hartmetallspitze vorne, sowie ein sich innerhalb des Gehäuses befindendes, z.B. pneumatisches, Antieb, hat, eine Einrichtung für die Energiezufuhr zu dem Antrieb, die an das Gehäuse angeschlossen ist und sich hinter dem Durchschlagmechanismus her in den Tunnel, der durchgeschlagen wird, bewegt, z.B. ein druckluftzuführenden Schlauch, der mit einem seinen Ende an dem genannten Gehäuse befestigt. ist sowie eine Einrichtung zur Steuerung der Energiezuführ zu dem genannten Durchschlagmechanismus, z.B. der Druckluft von dem Kompressor einschließen, Ergänzungen. Das Wesen der vorgeschlagenen Ergänzung besteht darin, dass zusätzlich eine von dem Autor ausgearbeitete Kontrolleinrichtung für die Bewegung der BDSM benutzt wird, die von dem Durchschlagmechanismus abgesondert ist und sich an dem Ost, an dem die Erdarbeiten durchgeführt werden, befindet. Die entsprechenden Verbesserungen, die eine Verwirklichung des vorgeschlagenen Verfahrens ermöglichen, sind in den Merkmalen der Patentansprüche 5 bis 9 beschrieben.
Auf der 1 wird das Schema einer Bodendurchschlagmaschine (BDSM) vorgestellt, in der das vorgeschlagene Verfahren verwirklicht worden ist, auf der 2 der Bewegungsaufnehmer des Schlauches.
Die BDSM schließt den Durchschlagmechanismus 1 ein, zu dem über den Schlauch 2 Druckluft von dem Kompressor 3 gelangt. BDSM befindet sich in dem Tunnel 4, der durchgeschlagen wird. An dem Eingang des Tunnels 4, dort, wo der Schlauch gerade wird und hinter dem Mechanismus 1 her in den Tunnel 4 geht, befindet sich der Bewegungsaufnehmer 5 des Schlauches, der in den Tunnel geht Die Daten von dem Bewegungsaufnehmer 5 gelangen in den Block 6 zur Verarbeitung der Daten. Der Ausgang des Blocks 6 ist mit der Meldetafel 7 und der Sirene 8 verbunden. Die Maschine arbeitet folgendermaßen:
Der Durchschlagmechanismus 1 wird in Gang gesetzt und schlägt, wie in einer gewöhnlichen BDSM, den Tunnel 4 durch. Gleichzeitig misst der Bewegungsaufnehmer 5 die Geschwindigkeit, mit der der Schlauch hinter dem Mechanismus 1 her in den Tunnel geht und gibt diese Daten an den Block 6 weiter. Anhand dieser Daten rechnet der Block 6 die Geschwindigkeit der Bewegung des Schlauches sowie die Veränderung dieser Geschwindigkeit Dabei reicht es, die Veränderung der Geschwindigkeit dreimal pro Sekunde zu bestimmen.
Wenn die Veränderungen der Geschwindigkeit der Bewegung des Mechanismus 1, die von dem Block 6 berechnet worden sind, innerhalb von 5 Sekunden um mehr als 10% anwachsen, gibt der Block 6 die Informationen Ober die Veränderung der Geschwindigkeit auf die Meldetafel 7, bringt das Signal „STOP" zum Leuchten und schaltet die Sirene 8 ein, um die Aufmerksamkeit des Operators zu erregen. Der Operator muss dann, nachdem er die auf der Meldetafel 7 angezeigten Daten der Situation bewertet hat, eine Entscheidung darüber treffen, ob die Maschine angesichts der Gefahr des Vorhandenseins eines Hohlraumes auf der Linie des Tunnels, der durchgeschlagen wird, angehalten wird.
Der Bewegungsaufnehmer schließt die Zahnräder 9 und 10 ein, wobei das Rad 9 mit dem Schlauch in Kontakt steht, das Rad 10 aber nur mir dem Rad 9. Bei der Bewegung des Schlauches 2 dreht sich das Rad 9 und entsprechend dreht sich auch das Rad 10. Das Rad 10 trägt die Laserdiode 11, gegenüber dem Rad 10 befindet sich die Matrix der integrierten Halbleiter-Fotoelemente 12. Während der Drehung des Rades 10 tastet der Strahl der Laserdiode 11 die Elemente der Matrix 12 ab. Die entsprechenden Impulse von dem Ausgang der Matrix, die Wiederholungsfrequenz welcher der Geschwindigkeit der Bewegung des Druckluftschlauches proportional ist, und der BDSM selbst gelangen in den Block zur Verarbeitung der Daten, der die Veränderung der Geschwindigkeit des Durchschlagmechanismus berechnet.
Die vorgeschlagene Erfindung verbessert bedeutend die Zuverlässigkeit der Arbeit von BDSM ist einfach in der Herstellung und verhältnismäßig billig.

Claims

Verfahren zur Steuerung einer Bodendurchschlagmaschine (BDSM), einschließend: – dem Durchschlagmechanismus, der ein Gehäuse, z.B. in zylindrischer Form, mit einer Hartmetallspitze warne, sowie ein sich innerhalb des Gehäuses befindendes, z.B. pneumatisches, Antrieb, hat; – einer Einrichtung für die Energiezufuhr zu dem Antrieb, die an das Gehäuse angeschlossen ist und sich hinter dem Durchschlagmechanismus her in den Tunnel, der durchgeschlagen wird, bewegt, z.B. einem druckluftzuführenden Schlauch, der mit einem seinen Ende an dem genannten Gehäuse befestigt ist; – einer Einrichtung zur Steuerung der Energiezufuhr zu dem genannten Durchschlagmechanismus, z.B. der Druckluft von dem Kompressor, das in der Steuerung der Energiezufuhr, z.B, der Druckluft zu dem. genannten Antrieb, besteht, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich die Veränderung der Geschwindigkeit der Bewegung des Durchschlagmechanismus im Laufe des Arbeitsprozesses bestimmt wird und die Steuerung der Maschine in Abhängigkeit von einem bestimmten Parameter erfolgt.
Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Veränderung der Geschwindigkeit der Bewegung des Durchschlagmechanismus im Laufe des Arbeitsprozesses nach der Geschwindigkeit der Bewegung der Einrichtung für die Energiezufuhr zu dem Arbeitsorgan, z.B. des genannten druckluftzuführenden Schlauches, das sich hinter dem Durchschlagmechanismus her in den Tunnel, der durchgeschlagen wird, bewegt.
Steuerungsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung der Geschwindigkeit der Bewegung des Durchschlagmechanismus im Laufe des Arbeitsprozesses analysiert wird und im Falle eines stabilen Zuwachses um mehr als eine gewisse bestimmte im voraus gegebene Grüße, z.B. um mehr als 14 %, während eines gewissen bestimmten im Voraus gegebenen Zeitabschnittes, z.B. 5 Sekunden, dem Operator ein Signal Ober die Notwendigkeit eines sofortiges Stopps der Maschine gegeben wird.
Steuerungsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung der Geschwindigkeit der Bewegung des Durchschlagmechanismus im Laufe des Arbeitsprozesses analysiert und im Falle eines plötzlichen Abfalls der Geschwindigkeit bis hin zu Null dem Operator ein Signal über das wahrscheinliche Vorhandensein eines unterirdischen Hindernisses gegeben wird.
Bodendurchschlagmaschine (BDSM), einschließend: – dem Durchschlagmechanismus, der ein Gehäuse, z.B. in zylindrischer Form, mit einer Hartmetallspritze vorne, sowie ein sich innerhalb des Gehäuses befindendes, z.B. pneumatisches, Antrieb, hat; – einer Einrichtung für die Energiezufuhr zu dem Antrieb, die an das Gehäuse angeschlossen ist und sich hinter dem Durchschlagmechanismus her in den Tunnel, der durchgeschlagen wird, bewegt, z.B, einem druckluftzuführenden Schlauch, der mit einem seinen Ende an dem genannten Gehäuse befestigt ist; – einer Einrichtung zur Steuerung der Energiezufuhr zu dem genannten Durchschlagmechanismus, z.B. der Druckluft von dem Kompressor, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich eine automatische Einrichtung hat, die die Veränderung der Geschwindigkeit der Bewegung des Durchschlagmechanismus im Laufe des Arbeitsprozesses bestimmt.
BDSM nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte automatische Einrichtung für die Bestimmung der Veränderung der Geschwindigkeit der Bewegung des Durchschlagmechanismus im Laufe des Arbeitsprozesses von dem genannten Durchschlagmechanismus abgesondert ist.
BDSM nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Einrichtung für die Bestimmung der Veränderung der Geschwindigkeit der Bewegung des Durchschlagmechanismus im Laufe des Arbeitsprozesses als eine Einrichtung zur Bestimmung der Geschwindigkeit der Bewegung der Einrichtung für die Energiezufuhr zu dem Arbeitsorgan, z.B. des genannten druckluftzuführenden Schlauches, das sich hinter dem Durchschlagmechanismus her in den Tunnel, der durchgeschlagen wird, bewegt.
BDSM nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtung zur Bestimmung der Geschwindigkeit der Bewegung des genannten druckluftzuführenden Schlauches, der sich hinter dem Durchschlagmechanismus her in den Tunnel, der durchgeschlagen wird, bewegt, in Form eines Bewegungsaufnehmers des Schlauches gemacht ist, dessen Ausgang mit dem Eingang des Rechen- und Analyseblocks verbunden ist
BDSM nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Bewegungsaufnehmer sich außerhalb des Tunnels, der durchgeschlagen wird, befindet, z.B. an dem Eingangspunkt des Druckluftschlauches in den Tunnel.