DE69817004T2 - Automatisches steuerungssystem für betonverteilerröhren in tunnelauskleidung - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein System für eine automatische Bewegung des Endrohres des Flüssigbetonmischungen und Luft liefernden Armes in Maschinen zur Auskleidung von Tunnelgewölben und dergleichen, das zur Verbesserung der Arbeitsbedingungen in Tunneln vorgesehen ist, wobei die Bediener von der Notwendigkeit zur Durchführung von kontinuierlichen sich wiederholenden manuellen Arbeitsvorgängen für genannte Bewegung befreit sind und sie somit frei sind, um sich auf andere, anspruchsvollere Arbeitsvorgänge zu konzentrieren.
• Maschinen mit Gelenkarmen zum Sprühen von Flüssigbetonmischungen und Luft (Spritzbeton) auf die Gewölbe von Tunnelschächten (unter Verwendung des sogenannten "Spritzbeton"-Verfahrens) zum Stabilisieren oder direkten Auskleiden des Tunnels sind bekannt und werden im Bausektor, siehe zum Beispiel FR 2 353 336 A, allgemein verwendet.
• In diesen Maschinen ist der Gelenkarm an seinem Arbeitsende mit einem Sprührohr versehen, das zylindrische gesteuerte oszillierende Bewegungen sowohl in der vertikalen Ebene (vertikales Verfahren) als auch in der horizontalen Ebene (horizontales Verfahren) aus einer Startposition durchführen kann, wodurch sowohl die Startposition als auch die Amplitude der Querbewegungen des Rohres modifiziert werden können.
• Gegenwärtig wird die Steuerung der Rohrbewegungen von dem Bediener durchgeführt, der genannte Steuerung manuell mittels elektrohydraulischer Aktuatoren durchführt. Diese Steuerung erfolgt kontinuierlich und sich wiederholend und ist somit anspruchsvoll und ermüdend; außerdem ist sie nicht leicht präzise durchzuführen und, wenn sie nicht ordnungsgemäß durchgeführt wird (wie dies unvermeidlich zumindest gelegentlich vorzukommen neigt), kann sie zu einem unerwünschten Mangel an Gleichförmigkeit der erhaltenen Verkleidung führen; somit ist der Vorteil, der durch Automatisierung genannten Vorgangs erzielt werden würde, ersichtlich.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht genau darin, dieses automatische System bereitzustellen, somit die Aufgabe des Bedieners zu erleichtern und Zuverlässigkeit und Arbeitsqualität zu verbessern.
• Für diesen Zweck faßt die vorliegende Erfindung die Steuerung der elektrohydraulischen Aktuatoren für die Rohrbewegungen, indem elektrische Befehle in Form von Rechtecksignalen mit einer variablen Frequenz und in geeigneten Sequenzen an sie gesendet werden, wobei ein Signal für jeden Typ von gewünschter Bewegung bereitgestellt wird, ins Auge.
• Vorzugsweise werden mindestens drei Signale bereitgestellt: das erste Signal, das die vertikalen Querbewegungen steuert, das zweite Signal, das die horizontalen Querbewegungen steuert, und das dritte Signal, das die beiden besagten Bewegungen des Rohres in einer vorab festgelegten Kombination steuert.
• Außerdem sind vorzugsweise die verwendeten Signale einfache Rechtecksignale, die an Solenoide von Magnetventilen der elektrohydraulischen Aktuatoren gesendet werden.
• Um die Startposition des Rohres während seiner Bewegungen nicht unabsichtlich zu verschieben, ist ins Auge gefaßt, daß die erste Welle der Signale eine Periode aufweisen sollte, die der halben Periode der nachfolgenden Wellen gleicht.
• Zum Variieren der Amplitude der Rohrbewegungen wird die Frequenz der besagten Signale variiert.
• Das System wird unter Verwendung eines PLC bereitgestellt, der die notwendigen Sequenzen von Ausgabesignalen erzeugt, wobei deren Frequenz und Sequenz auf der Grundlage von eintreffenden Befehlen, die von dem Bediener über eine Fernsteuereinrichtung bewirkt werden, variierbar sind.
• Die Erfindung wird nun ausführlicher unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, in denen:
• 1 ein Diagramm des Bewegungssystems gemäß der Erfindung zeigt;
• 2 die Sequenz von Signalen zum separaten Erzielen von vertikalem Verfahren oder horizontalem Verfahren zeigt; und
• 3 die Sequenz von Signalen zum Erzielen einer kombinierten Querbewegung des besagten Rohres zeigt.
• Wie bekannt ist, wird die Bewegung des Endrohres des Armes zum Liefern von Flüssigbetonmischungen und Luft (Spritzbeton) in Maschinen zur Auskleidung von Tunnelgewölben und dergleichen in einer bekannten Weise mittels elektrohydraulischer Aktuatoren erzielt. Unter Bezugnahme auf 1 der Zeichnungen umfassen diese Aktuatoren genauer gesagt in dem System gemäß Erfindung eine Zylinder- und Kolben-Einheit 1 ist, die von einem Magnetventil 2 zur Durchführung der vertikalen Querbewegungen des Rohres gesteuert wird, während die horizontalen Querbewegungen des Rohres selbst mittels eines Drehaktuators 3 erzielt werden, der von einem Magnetventil 4 gesteuert wird.
• Gemäß der Erfindung werden die Magnetventile 2 und 4 – in Ergänzung dazu, daß sie, wie im Stand der Technik manuell betreibbar sind auf eine automatisierte Weise gesteuert.
• Für diesen Zweck sendet ein PLC 5, der von dem Bediener mittels einer Fernsteuereinrichtung 6 gesteuert wird, mittels Ausgängen 7, 8, 9 und 10 Rechtecksignale an die besagten Magnetventile 2 und 4. Zum Erzielen eines vertikalen Verfahrens werden Paare von Rechtecksignalen, wie zum Beispiel die in 2 gezeigten, an die zwei Solenoide der Magnetventile 2 von den Ausgängen 7 und 9 gesendet; zum Erzielen eines horizontalen Verfahrens werden Paare von Rechtecksignalen, wie die in 2 gezeigten, auch an die zwei Solenoide des Magnetventils 4 von den Ausgängen 8 und 10 gesendet; andererseits wird eine komplexere kombinierte Bewegung aus vertikalem und horizontalen Verfahren durch Senden der zwei Paare von Signalen gemäß 3 von vier Ausgängen 7 bis 10 an die Magnetventile 2 und 4 erzielt, wobei das Rohr in diesem Fall im wesentlichen eine quadratische Form beschreibt.
• All diese Signale weisen eine Periode T auf, die von dem Bediener über die Fernsteuereinrichtung 6 variiert werden kann, wobei der erste Impuls davon eine Periode T/2 aufweisen muß, wenn es erforderlich ist, eine Verschiebung der Startposition der Rohrbewegungen zu vermeiden.

Claims (6)

1. System zur Durchführung einer automatischen Bewegung des Endrohres des Flüssigbetonmischungen und Luft liefernden Armes in Maschinen zur Auskleidung von Tunnelgewölben und dergleichen, dadurch gekennzeichnet, daß elektrohydraulische Aktuatoren für die Bewegungen des Rohres gesteuert werden, indem elektrische Befehle in Form von Rechtecksignalen mit einer variablen Frequenz und in geeigneten Sequenzen an sie gesendet werden, wobei ein Signal für jeden Typ von gewünschter Bewegung bereitgestellt wird.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei Signale bereitgestellt werden: das erste Signal, das die vertikalen Querbewegungen des Rohres steuert, das zweite Signal, das seine horizontalen Querbewegungen steuert, und das dritte Signal, das beide besagten Bewegungen des Rohres in einer vorab festgelegten Kombination steuert.
3. System nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Signale einfache Rechtecksignale sind, die an Solenoide von Magnetventilen der elektrohydraulischen Aktuatoren gesendet werden.
4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Welle der Signale eine Periode aufweist, die der halben Periode der nachfolgenden Wellen gleicht, um die Startposition des Rohres während seiner Bewegungen nicht unabsichtlich zu verschieben.
5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Signale variiert wird, um die Amplitude der Rohrbewegungen zu variieren.
6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, unter Verwendung eines PLC durchgeführt, der die notwendigen Sequenzen von Rechtecksignalausgaben davon erzeugt, wobei deren Frequenz und Sequenz auf der Grundlage von eintreffenden Befehlen, die von dem Bediener über eine Fernsteuereinrichtung bewirkt werden, variierbar sind.