NO154278B - Anordning til ù kontrollere gravedybde. - Google Patents

Description

Fra SE-patentskrift 339 443 er der kjent en anordning

til i forbindelse med en gravemaskin av den art som er for-

synt med et graveredskap som er anordnet på en av maskinen båret leddarm, å kontrollere dybden av det utførte gravearbeid.

En fludiumfylt ledning strekker seg langs armen og er ved graveskuffen tilkoblet et legeme med et volum som endrer seg under virkningen av væskens trykk. Den annen ende av ledningen ligger på et sted på maskinen som er adskilt fra armen, og er forbundet med en nivåmåler. I det minste disse partier av ledningen må

være fleksible. Ved bøyning av slike fleksible ledningspartier endres fludiumvolumet i ledningen forholdsvis kraftig, noe som medfører en mangelfull nøyaktighet med hensyn til måleresultatet ved en nivåmåling av den art som det tas sikte på ifølge patent-skriftet. Fludiumvolumet og dermed måleresultatet varierer også ved temperaturendringer. Et ytterligere problem med denne kjente anordning er at det legeme som er anordnet på graveskuffen(er meget utsatt for skader og derfor krever beskyttelsesforholds-regler som reduserer graveskuffens kapasitet. Dessuten er det ønskelig at utskiftning av skuffen skal kunne finne sted raskt og enkelt. Dette gjør det mindre hensiktsmessig å anordne et slikt legeme på skuffen.

Ifølge en videreutvikling av denne kjente anordning er

det foreslått å erstatte det nevnte legeme resp. nivåmåleren med en trykkgiver hvis utgangssignal er representativt for høyden av væskesøylen, slik at innvirkningen av de ovenfor nevnte målefeil kan reduseres, samtidig som trykkgiveren plasseres slik at den alltid blir tilbake på armen, nærmere bestemt i området fer et ledd mellom armen og graveskuffen, hvorved virkningen av de ovenfor angitte målefeil kan reduseres. Utviklingen innenfor grave-maskinområdet har i den senere tid gått i retning av å gjøre det mulig å anvende stadig smalere graveskuffer. For dette formål må også armen med dens ledd ha små dimensjoner i sideretningen/og det har derfor vist seg å være problemfylt å anordne trykkgiveren i området for dette ledd.

Fra DE offentlig tilgjengelig patentsøknad nr. 2 262 399

er det også kjent å anordne giveren et stykke inn på armen og således på avstand fra leddet mellom armen og skuffen.

Denne løsning medfører dog den alvorlige ulempe at armen ved forskjellige måleoperasjoner må ha hovedsakelig samme stilling, vanligvis vertikal, for at måleverdiene skal bli direkte sammenlignbare. Dette torde medføre praktiske vanskeligheter for føreren, idet det for rasjonell graving er ønskelig å grave en lengst mulig grøft før maskinen flyttes.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er derfor

med utgangspunkt i en anordning som angitt i innledningen til krav 1 å skape forutsetninger for å eliminere de ovenfor omtalte problemer.

I henhold til oppfinnelsen oppnås dette ved de trekk

som er angitt i karakteristikken i krav 1. Takket være skråstillingsgiveren får man frihet til å lokalisere den giver som avføler væskesøylens høyde, på et hvilket som helst sted på armen. De informasjoner som oppnås fra de to givere, er tilstrekkelige til at behandlingsenheten kan beregne f .eks. høydenivået av graveredskapets bakvegg i forhold til et fast-lagt referansenivå. Utførelsen ifølge oppfinnelsen gir opp-hav til vesentlige produktivitetsøkninger sammenlignet med den teknikk som beskrives i DE 2 262 399, på grunn av at fører-en ved anordningen ifølge oppfinnelsen kan utføre gravedybde-måling både na1 r og langt fra maskinhuset uten at de ulike skråstillinger av armen som herunder foreligger, medfører at måleverdiene ikke kan sammenlignes. Med anordningen ifølge oppfinnelsen kan altså føreren raskt og rasjonelt utføre grave-dybdemåling innenfor hele maskinens rekkevidde, slik at tid-krevene maskinforflytninger reduseres til et minimum.

Man har riktignok gjort forsøk^ (SE utlegningsskrift

396 108) på ved gravemaskiner med to leddarmer - bom og utligger - å muliggjøre måling av gravedybden ved anordning av skråstillingsgivere på både bom og utligger uten utnyt-telse av væskesøylemåling. Denne utførelse, som er basert på en ren skråstillingsniåling, har imidlertid vist seg å gi en mangelfull nøyaktighet ved at en relativt liten målefeil med hensyn til skråstilling av bommen gir en stor resulterende feil pga. den store bomlengde. Videre er det en forutsetning ved denne utførelse at bommens leddforbindelse på et i forhold til et understell dreibart maskinhus faller sammen med svingeaksen, idet en dreining av maskinhuset ellers vil gi målefeil når maskinen ikke står på horisontalt underlag. Ende-

lig er det ved denne utførelse ikke mulig å bytte utliggere eller anvende en bom med varierende effektiv lengde uten vidt-gående mulighet for å modifisere eller korrigere målesystemet.

Under henvisningen til tegningen skal det gis en nærmere beskrivelse av et eksempel på utførelse av oppfinnelsen. På tegningen er fig. 1 og 2 skjematiske riss som viser en gravemaskin under arbeid i to ulike situasjoner.

Den på tegningen viste gravemaskin er av kjent art og oppviser et med drivbelter forsynt understell 1, hvorpå der er montert et gravemaskinhus 2 som er svingbart i forhold til understellet om en vanligvis hovedsakelig vert:kal akse 3. En bom 4 er via er ledd 5 forbundet med maskinhuset 2 og kan svinges om dette ledd ved hjelp av f.eks. en stempel/sylinder-mekanisme 6. Ved den ytre ende av bommen er denne ved hjelp av et ledd 7 forbundet med en arm 8 som også kalles "utligger".

En stempel/sylinder-mekanisme 9 sørger for svingning av bommen

4 og armen 8 i forhold til hinannen. Ved den ytre ende av armen

8 er der via et ledd 10 tilkoblet et graveredskap 11 i form av en skuffe. En stempel/sylinder-mekanisme 12 tjener til svingning av skuffen om leddet 10.

For kontroll av dybden av det utførte gravearbeid finnes der en anordning som omfatter en skjematisk antydet fludiumfylt ledning 13 som er tilknyttet armen 8 og bommen 4 og strekker seg mellom et sted 14 på armen 8 og et sted 15 på maskinhuset 2. Den nevnte ledning kan i praksis innbefatte lett bøyelige avsnitt ved overgangene mellom maskinhuset 2 og bommen 4 og mellom bommen og armen 8. Stedet 15 på maskinhuset 2 utgjøres av en fludiumbeholder 16 med et horisontalt tverrsnittsareal som vesentlig overstiger tverrsnittet i ledningen 13, hvorved man oppnår at de forandringer av ledningens volum 13 som opptrer ved bøyning av de lett bøyelige ledningspartier, samt temperaturvaria-sjoner får en meget liten virkning (som man kan se bort fra) på den av ledningen 13 dannede væskesøyle som strekker seg mellom stedene 14 og 15.

Med ledningen 13 er der samordnet en giver 17 for avgivelse av en informasjon som svarer til høyden av væskesøylen VP. Denne giver 17 utgjøres i dette tilfelle av en trykkgiver som er anordnet på armen 8 ved stedet 14, og som påvirkes av fludiumtrykket (væskesøylen) i ledningen 13. Trykkgiveren 17 er anordnet på armen 8 på en avstand S fra leddet 10. En vesentlig fordel er det naturligvis at trykkgiveren ikke er anordnet på graveskuffen 11 eller i området for leddet 10, hvor hver ytterligere dimensjonsøkende forholdsregel bør unngås.

Ved en gravemaskin med understell og hus som kan dreies i forhold til hinannen, er det en fordel om fludiumbeholderen 16, som ovenfor fludiumnivået i beholderen kan stå i forbindelse med atmosfæren eller stå under konstant vakuum eller overtrykk, er anbragt på linje med svingeaksen 3 .eller i det minste temmelig nær denne akse, fordi målebetingelsene på denne måte vil bli bare ubetydelig eller overhodet ikke påvirket av svingning av maskinhuset om aksen 3, når understellet 1 står på skrå.

Det torde nå være åpenbart at en løfting og senking av stedet 14 på armen 8 i forhold til stedet 15 på maskinhuset 2

vil endre høyden av væskesøylen VP og derved utslaget av trykkgiveren 17. Trykkgiveren 17 er hensiktsmessig av elektrisk type^ og dens elektriske utgangssignaler kan på denne måte utnyttes som en størrelse til kontroll av dybden av det utførte gravearbeid. Da trykkgiveren 17 er anordnet på armen 8 på avstand fra leddet 10, er imidlertid denne størrelse ikke alene tilstrekkelig for utførelse av kontrollen. Strekningen S er riktignok kjent, og det samme gjelder strekningen Hl, men den vertikale komponent av strekningen S er avhengig av skråstillingen av armen 8.

På armen 8 er der derfor i tillegg til trykkgiveren 17 anordnet en annen giver 18/ som er innrettet til å gi informasjon om skråstillingen av armen 8. Ved hjelp av giveren 18; som også kan være innrettet til å avgi et elektrisk utgangssignal, kan man således få en informasjon om størrelsen av vinkelen 0< .

Med kjennskap til denne vinkel og avstanden S kan nå den ønskede vertikale høydeforskjell H2 mellom leddet 10 og giveren 17 beregnes i henhold til vanlige trigonometriske funksjoner.

Som skjematisk vist på fig. 1 tilføres utgangssignalene fra giverne 17 og 18 gjennom ledninger 16 og 20 til en behandlingsenhet som er anordnet i maskinhuset 2f og som er innrettet til å behandle de fra giverne mottatte utgangssignaler for på grunnlag av disse å kunne beregne en verdi av høydeforskjellen mellom stedet 15 (væskenivået i beholderen 16) og et bestemt parti av graveredskapet, i praksis dettes ledd 10. Enheten 21 skal med andre ord være i stand til på grunnlag av informasjonen fra skråstillingsgiveren 18 å regne ut høydeforskjellen " H2fsom deretter skal legges til den væskesøylehøyde VP som er fastslått av trykkgiveren 17.

Enheten 21 omfatter en elektronisk grø ftedypindikator som

i praksis kan utnyttes som følger. Når en grop skal graves, legges først graveskuffen 11 med sin rygg 22 på nivå med en kjent utgangs-eller referansehøyde. Grøftedypindikatoren kan deretter nullstilles til denne referansehøyde.For enkelhets skyld antas det her at denne referansehøyde svarer til marknivået M på fig. 1. Under gravearbeidet kan nå gravemaskinføreren kontrollere gravedybden ved som vist på fig. 1 å legge graveskuffens bakside 22 mot bunnen av grøften. På grøftedypindikatoren kan man nå avlese en verdi som svarer til grøftens dybde H3, idet høydeindikeringen

jo tidligere er blitt nullstilt etter referansenivået M. Når det ønskede grøftedyp er oppnådd,kan maskinføreren på ny null-stille grøftedypindikatoren, hvoretter det angjeldende parti av bunnen av grøften i fortsettelsen vil utgjøre referansenivået.

Det er naturligvis viktig at graveskuffen 11 innstilles

på samme måte ved referansenivåinnstilling (nullstilling) og avlesning av forskjeller i forhold til dette referansenivå.

På fig. 2 er der vist en arbeidsplass hvor der ved hjelp

av gravemaskinen skal graves grøfter med varierende bunnivåer.

Ved arbeidsplasser av denne art, vanligvis byggarbeidsplasser, finnes der ofte organer til fastsettelse av et referansenivå M. Disse organer utgjøres vanligvis av et i et horisontalt plan roterende laserinstrument 23.

Som vist på fig. 2, er der på armen 2 fortrinnsvis anordnet en detektor 24 som er følsom for laserstråler eller lignende. Detektoren 24 er tilkoblet behandlingsenheten 21 via

en elektrisk ledning 25 som skjematisk vist på fig. 1. Etter anbringelse av bommen 4 og armen 8 i en slik stilling at detektoren 24 befinner seg på referansenivået M, kan den til dette formål utformede behandlingsenhet 21 på grunnlag av skråstillings-indikeringen fra skråstillingsgiveren 18 og en informasjon om stillingen av detektoren 24 på armen 8, hvilken informasjon kan

programmeres inn i behandlingsenheten 21, regne ut høydefor-skjellen H4 mellom referansenivået og leddet 10, og eventuelt legge til skuffehøyden Hl (innstillbar fra førerkabinen) slik at høyden H5 fås. I det tilfellet at stillingen av detektoren 24 på armen 8 faller sammen med stillingen av trykkgiveren 17 på denne arm (noe som er den foretrukne utførelsesform selv om den for tydelighets skyld ikke er vist), er det nå tilstrekkelig i en egnet hukommelse å lagre en informasjon angående trykkgiverens utgangssignal når detektoren 24 er på høyde med nivået for at høydenivået av leddet 10 eller skuffebaksiden 22 i forhold til nivået N skal kunne beregnes etter forflytning av armen 8 og skuffen. Hvis f.eks. skuffebaksiden 22 senkes ned mot grøfte-bunnivået O, kan behandlingsenheten 21 beregne høyden H6 ved først ved sammenligning mellom virkelig trykkgiver-utgangssignal og den lagrede informasjon å regne ut senkningen av detektor-og trykkgiverstedet, hvoretter høyden H2fsom beregnes ved hjelp av utgangssignalet fra skråstillingsgiveren 18, foruten skuffehøyden Hl legges til målet for senkningen. Hvis man ønsker H6-H1, dvs. høyden mellom nivået N og leddet 10,

ser man bort fra tillegget av Hl. På den ovenfor beskrevne måte kan man således på enklest mulig måte bestemme stillingen av nivået 0 i forhold til referansenivået N uten at grave-maskinføreren behøver å tilkalle hjelpepersonale.

Det er klart at oppfinnelsen kan modifiseres på mange måter innenfor rammen av de etterfølgende patentkrav. F.eks. innbefatter uttrykket "gravemaskin" enhver maskin som er be-regnet på graving eller lignende arbeid, f.eks. traktorgravere, hjulbårne gravemaskiner, mudderverk og andre flytende eller landgående graveanordninger i tillegg til den på tegningen viste beltedrevne gravemaskin.

Claims (6)

1. Anordning til i forbindelse med en gravemaskin av den art som er forsynt med et graveredskap (11) som er anordnet på en av maskinen båret leddarm (8), å kontrollere dybden av det utførte gravearbeid, omfattende en til armen knyttet fluidumfylt ledning (13) som strekker seg mellom et sted (14) på armen og et fra armen (8) adskilt sted (15) på maskinen og er samordnet med en giver (17) til avgivelse av en informasjon som svarer til høyden av væskesøylen (VP) mellom de to steder (14, 15), karakterisert ved at den i tillegg til den første giver (17) omfatter en annen giver (18) som er innrettet til å gi informasjon om armens (8) skråstilling, og at en behandlingsenhet (21) er innrettet til automatisk å behandle informasjoner som stammer fra giverne (17, 18), for på grunnlag av disse å beregne en verdi for høydeforskjellen mellom det nevnte sted (15) på maskinen resp. en innstilt referansehøyde og et bestemt parti (f.eks. leddet 10 eller bakveggen 22) av graveredskapet (11) eller armen (8).

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at den første giver (17) er en trykkgiver som er anordnet på det nevnte sted (14) av armen (0) og påvirkes av fludiumtrykket i ledningen (13).

3. Anordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at trykkgiveren (17) er anordnet på armen på avstand fra et ledd (10) som forbinder graveredskapet (11) med armen (8) .

4- Anordning som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at der på armen (8) er anordnet en detektor (24) som er følsom for laserstråler eller andre stråler, bølgebevegelser eller lignende hjelpemidler som definerer et referanseplan.

5- Anordning som angitt i krav 4, karakterisert ved at en behandlingsenhet (21) er innrettet til på grunnlag av informasjonene fra skråstillingsgiveren (18) automatisk å beregne høydeforskjellen mellom detektoren (24) og et bestemt parti (f.eks. leddet 10 eller bakveggen 22) av graveredskapet (11) eller armen (8).

6. Anordning som angitt i krav 4, karakterisert ved detektoren (24), trykkgiveren (17) og skråstillingsgiveren (18) ligger på samme sted eller nivå på armen (8) .