测量组件和带有测量组件的移除装置的制作方法

1.本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的测量组件，其带有：至少一根测量绳索，其一方面与竖直可调节的工作器械相连接且另一方面延伸至上部固定点；至少一个测量设备，其与相关的测量绳索相连接且构造用于对测量绳索相对竖直的测量轴线的倾斜角度进行测量且布置在测量绳索与工作器械之间的连接区域中；和至少一个连接设备，其布置在测量设备与工作器械之间且构造用于将测量设备抗扭地围绕竖直的测量轴线且同时相对竖直的测量轴线可倾斜地保持在工作器械处。
2.此外，本发明涉及一种根据权利要求10的前序部分的用于在土壤中制造孔洞、尤其沟槽的移除装置(abtragsvorrichtung)，其带有:工作器械，其具有至少一个用于移除土壤的移除工具；支座器械(traegergeraet)，在该支座器械处竖直可调节地支承移除器械用于引入到土壤中；和用于测量工作器械在土壤中的位置、尤其竖直度的测量组件。


背景技术：

3.在土壤中制造沟槽的情形中，由于不同的影响因素可能出现与沟槽的期望的竖直取向或位置的偏差。在土壤中的沟槽的准确的位置精确的制造例如在制造沟槽壁的情形中具有重要意义，如其例如为了使较深的建筑基坑相对出现的地下水密封所需要的那样。这样的沟槽壁由大量单独的被填充以可凝固物质的沟槽制成。在此必要的是，准确地彼此并排地制造各个沟槽壁段，从而在沟槽壁段之间不出现空隙且由此不密封性。
4.由ep 2698499 b1已知一种用于借助于至少一根从测量体延伸直至支座器械的测量绳索测量在土壤中的钻孔的非常精确的方法。然而在该已知的方法中，独立于器械的测量器械是必要的，利用该测量器械实现角度测量和距离测量。在此，在测量绳索处的位置变化可充当对于在土壤中的孔洞的取向且尤其竖直度而言的量度。然而，该测量组件不可被直接用于控制移除装置。
5.由ep 0841465 b1得知这种类型的测量组件。在该已知的测量组件中，两根彼此间隔的测量绳索从在土壤表面处的预先给定的固定点张紧直至沟槽壁铣刀。在沟槽壁铣刀准确竖直下降时测量绳索竖直地取向。在沟槽壁铣刀与竖直线偏差时出现在测量绳索处的倾斜角度。该测量角度可经由测斜仪在测量绳索相对工作器械之间的连接区域处被确定。为了尽可能精确地确定甚至较小的偏差，在此测量绳索尽可能自由可调节地被安装在工作器械处。对此，ep 0841465 b1教导带有交叉的摆动轴线的球铰接部或万向铰接部的安装。
6.在ep 3536899 a1中，关于该测量组件教导了一种特殊的万向轴承，利用其应达到特别好的测量精度。在此，万向轴承具有大量机械零件，其然而在使用在建筑工地处时且尤其在将带有这样的测量设备的工作器械引入到被填充以混凝土悬浮液的沟槽中时需要较高的清洁和维护成本。在敏感的机械的万向铰接部的清洁和维护不充分的情形中可能出现非期望的测量不准确性。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于说明一种测量组件和一种带有这样的测量组件的移除装置，利用所述测量组件和移除装置在稳固的结构中使得特别可靠且准确的测量成为可能。
8.该目的通过一种带有权利要求1的特征的测量组件和一种带有权利要求10的特征的移除装置来实现。本发明的优选的实施形式在从属权利要求中说明。
9.根据本发明的测量组件的特征在于，连接设备具有同轴于竖直的测量轴线地布置的连接管，且连接管构造成扭转刚性地围绕竖直的测量轴线且相对竖直的测量轴线可偏转。
10.本发明的基本思想在于，为了连接测量设备与工作器械设置有连接管，其一方面扭转刚性地围绕与测量轴线一致的管轴线且另一方面相对管轴线可偏转或可弯曲。这样的连接管的使用在多个方面中提供优点。不同于在带有交叉的摆动轴线的万向铰接部中，该连接管在其整个周缘上具有相同的偏转特性。此外，连接管作为铰接元件由于基本上一件式的结构是简单且同时稳固的。其尤其是与多件式的万向铰接部或球铰接部相比相对外部影响更不敏感且需要明显较少的维护成本和清洁成本，尤其是当可预期到与凝固的悬浮液或与污垢颗粒的接触时。因此，根据本发明的测量组件尤其适合于在建筑工地处或在其它外部区域中的恶劣的工作使用。
11.原则上，连接管可由围绕管轴线充分地扭转刚性且允许横向于管轴线的期望可偏转性的任何合适的材料构成。根据本发明的一种实施形式特别优选的是，连接管呈软管状地由柔性材料形成。尤其地，塑料材料、尤其是弹性的塑料材料适合于形成连接管。
12.根据本发明的一种实施变型方案，测量组件的可偏转性且由此敏感性的改善由此实现，即，连接管至少区段式地构造成带有波纹壁区域的波纹管。因此，连接管具有至少一个带有变化的直径(尤其升高和降低的直径)的区域。优选地，管在整体上同样可构造成波纹管。在此优选的是，由金属材料、例如钢或不锈钢制作波纹管。
13.根据本发明的另一优选的实施形式，连接管的轴向刚度的提高在同时管的可倾斜性进一步敏感的情形中由此实现，即，连接管被填充以不可压缩的液体。优选地，作为液体可设置有油或水。
14.本发明的另一优选的实施方式在于，在连接管的朝工作器械指向的端部处设置有转动轴承，连接管利用该转动轴承可围绕竖直的测量轴线转动尤其是180
°
的角度。原则上，转动轴承可布置在连接管的任意部位处。由于连接管围绕测量轴线或管轴线的可转动性，测量精度可被更进一步提高。
15.尤其地这可由此来实现，即，转动驱动器布置成用于将被可转动地支承的连接管扭转到至少一个不同的位置中且测量设备构造用于测量在不同的转动位置中的倾斜角度。尤其地，利用转动驱动器可将连接管在第一位置中的测量之后调节到第二位置中，所述第二位置相对第一位置偏移90
°
或180
°
。在该第二位置中可进行进一步的测量。由此可实现所谓的包络测量，利用该包络测量可补偿测量误差或将其降低到最小程度。原则上，也可在连接管的多于两个的不同转动位置中执行测量。
16.通常，已带有一根测量绳索的测量组件可被用于特定的使用目的。根据本发明的一种改进方案特别有利的是，设置有至少两根测量绳索，其水平彼此间隔地被安装在工作器械处。优选地，至少两根测量绳索在正常位置中彼此平行地伸延。通过至少两根测量绳索
的布置，也可确定工作器械在空间中的扭转，其中，在每根测量绳索处进行自己的角度测量。也可设置有三根或多根测量绳索，其在工作器械与相应的固定点之间延伸。为了准确的测量，测量绳索须处在被张紧的状态中，其中，为此应设置有张紧设备。在仅一根测量绳索的布置中，扭转可经由合适的探测设备来检测，例如利用陀螺仪。
17.经由连接设备将测量绳索特别好地轴向固定在工作器械处可由此实现，即，在连接管内布置有牵拉元件。尤其地，该牵拉元件可以是拉索，其进一步使得连接管横向于竖直的测量轴线的充分偏转成为可能。
18.本发明另外包括一种用于在土壤中制造孔洞、尤其沟槽的移除装置，其带有：具有至少一个用于移除土壤的移除工具的工作器械；支座器械，在该支座器械处竖直可调节地支承工作器械用于引入到土壤中，其中，布置有根据本发明的用于测量工作器械在土壤中的位置、尤其竖直度的测量组件。由此通过使用在移除装置处的根据本发明的测量组件，可获得先前所描述的优点。
19.该工作器械可以是用于专业地下工程的器械且尤其包括沟槽壁铣刀、沟槽壁抓斗亦或钻孔器械或钻孔工具。支座器械尤其是带有可移动下部结构(unterwagen)的建筑机器，在该下部结构上支承有可转动的上部结构。下部结构可尤其包括履带式行驶机构。
20.根据本发明的移除装置的一种特别优选的实施形式在于，测量绳索具有等于或小于支撑液体(通过工作器械所制造的孔洞填充以该支撑液体)的密度的密度。尤其地在与支撑液体在孔洞中的支撑液体表面处的密度相同的情形中可避免由于密度差异对绳索的非期望的影响。这提高了测量结果的可复制性。悬浮液的密度可以是恒定的或根据深度而变化。
21.在移除装置中，通过测量组件的测量可连续地或在预先给定的时间点进行。根据经测定的测量值可提早确定工作器械在孔洞中的位置的偏差。原则上，该工作器械然后可用手再控制。
22.根据本发明的一种改进方案特别优选的是，工作器械设有用于工作器械在孔洞中的位置变化的可操控的伺服机构且在控制器处设置有控制和评估单元，且控制和评估单元构造用于根据至少一个测量设备的测量值控制工作器械的位置且通过对伺服机构的操控改变工作器械的位置。尤其地，由此可实现对工作器械在土壤中的位置的自动化控制或调控。由此可以简单的方式在土壤中制造位置精确的孔洞且尤其沟槽。这使得如下成为可能，即，将在彼此邻接的沟槽壁段之间的基本上常见的重叠保持得非常少，从而在制造沟槽壁或厚壁时得到对在移除工具处的磨损和材料的明显节省。
23.根据本发明的一种改进方案由此实现一种特别有利的移除装置，即，在支座器械处设置有用于每根测量绳索的绞盘，测量绳索通过该绞盘在预先给定预紧的情形下可跟随工作器械。在此，该预紧可尤其如此来设定，使得测量绳索始终被完全张紧，其中，然而继续存在测量绳索的灵敏的偏转和由此较高的测量精度。这可通过设定在用于绞盘的绞盘驱动器处的相应的启动扭矩来实现。
24.原则上，至少一个固定点可设置在允许测量绳索的可靠的且持久的固定的任何合适的部位处。尤其地特别适宜的是，至少一个固定点构造在布置于孔洞的上端部处的导引框架处且在该处被校准。尤其在制造沟槽壁时，带有混凝土壁的导引沟沿着土壤表面被制造。沿着该导引沟可布置且固定有优选由金属构成的导引框架。在该导引框架处，可通过相
应的保持设备固定针对测量绳索的固定点。尤其地，为此测量套筒和/或偏转辊可布置在导引框架处，通过所述测量套筒和/或偏转辊或者经由所述测量套筒和/或偏转辊适配地引导测量绳索。固定点可尤其为了特别准确的测量被校准，从而例如在建筑工地坐标系中提供明确的位置定义。
25.原则上，移除装置的工作器械可以是用于在土壤中制造孔洞的任何任意的建筑器械。根据本发明的一种改进方案特别有利的是，工作器械是带有至少一个被驱动的铣削轮的沟槽壁铣刀，所述铣削轮围绕水平的转动轴线被可转动地支承在铣刀框架的下端部处。尤其地，两对铣削轮可水平彼此偏移地布置在铣刀框架的下侧处。
附图说明
26.本发明在下面依据优选的实施例进一步描述，所述实施例示意性地在附图中示出。在附图中：
27.图1显示了带有根据本发明的测量组件的移除装置的透视视图；
28.图2以正视图显示了对图1的测量组件的详细视图；且
29.图3显示了对根据本发明的测量组件的测量设备的放大的详细视图。
具体实施方式
30.根据图1示出了一种带有支座器械12的移除装置10，该支座器械具有作为下部结构13的履带式行驶机构。在下部结构13上围绕水平的转动轴线可转动地支承有上部结构14与带有操作者舱室15，操作者舱室具有器械控制部。在所示出的实施例中，移除装置10具有可倾斜的悬臂桅杆16作为桅杆，经由该悬臂桅杆借助于承载绳索17竖直可调节地保持工作器械20。
31.在所示出的实施例中，工作器械20构造成带有铣刀框架24的沟槽壁铣刀22。在铣刀框架24处布置有大量可翻转(ausstellbar)的呈翻盖形的伺服机构25，利用所述伺服机构能够以已知的方式改变和设定沟槽壁铣刀22在土壤中的孔洞中的位置。在铣刀框架24的下端部处，作为移除工具26可转动地支承有两对铣削轮27。铣削轮27能够以已知的方式经由内部的铣削轮驱动器被置于转动中以用于移除土壤材料。
32.为了测量工作器械20在土壤中的位置、尤其竖直度，在悬挂设备28(沟槽壁铣刀22与承载绳索17经由该悬挂设备相连接)的区域中安装有根据本发明的测量组件30的测量设备40。下面将作进一步描述的测量设备40在此布置成大约在中间且同轴于工作器械20的纵向轴线。测量绳索32从牢固地与工作器械20相连接的测量设备40向上延伸直至定义的固定点38，其构造在导引框架36处。导引框架36被固定在土壤表面处的孔洞的上端部处，其中，固定点38被校准且预先给定对于工作器械20的位置而言的额定参考点。
33.测量绳索32经由导引框架36向高处上方延伸直至支座器械12，其中，测量绳索32经由偏转辊被引导至在上部结构14处的绞盘18。测量绳索32可经由绞盘18跟随下降到土壤中的工作器械20且确保测量绳索32的一定的张紧。
34.以原则上已知的方式，由支座器械12经由相应的绞盘和滚筒跟随用于运行沟槽壁铣刀22的另外的线路和软管。
35.在图2中示出了带有总共两个测量设备40的一种经变换的工作器械20的上端部，
其中，铣刀框架24已在构造成孔洞7或沟槽的情形下被引入到土壤5中。
36.在此，两个测量设备40水平和竖直偏移地被固定在铣刀框架24处。测量绳索32从每个测量设备40向上延伸穿过导引框架36，其被放置在孔洞7上方的土壤表面处。在此，测量绳索32相应地被引导通过在导引框架36处的预先给定的固定点38，其充当对于工作器械20在土壤5中的位置测量且尤其竖直度测量而言的参考点。
37.如果工作器械20处在额定位置中，测量绳索32准确地竖直于竖直的测量轴线延伸穿过相应的固定点38。如果出现在水平方向上的位置偏差，得出测量绳索32中的至少一根相对于竖直的测量轴线的偏转。该偏差或倾斜度可通过测量设备40来确认，如下面在参照根据3的图示的情形下进一步阐述的那样。工作器械20的竖直调节经由承载绳索17进行，该承载绳索经由悬挂设备28与工作器械20相连接。
38.在图3中示意性地示出带有测量设备40的根据本发明的测量组件30的一种优选的实施形式。测量绳索32经由固定套筒34被引导至大约呈球形的测量设备40，其能够以较高的测量精度确定测量绳索32相对竖直的测量轴线的偏差和尤其倾斜度。竖直的测量轴线可尤其通过重力的方向得出。
39.测量设备40经由连接设备50与工作器械20相连接。连接设备50具有在竖直方向上延伸的连接管52。连接管52包括波纹壁区域且可被称为波纹管。在连接管52内且沿着连接管52可延伸有拉索。连接管52可优选被填充以液体。连接管52经由上部的固定凸缘55牢固地与测量设备40相连接。连接管52经由下部的固定凸缘56被安装在转动轴承60处，连接管能够利用该转动轴承围绕竖直轴线转动。为了扭转，在转动轴承60下方设置有转动驱动器62，连接管52能够利用该转动驱动器相对工作器械20在经定义的调节角度中被调节。以该方式可实现在不同转动位置中的倾斜角度的测量，从而由此也使得工作器械20在空间中的位置的确认成为可能。转动驱动器62经由凸缘连接部与工作器械20相连接，其中，该连接部设置在工作器械20的框架处或在悬挂设备28处。

技术特征：
1.一种用于测量竖直可调节的且可下降的工作器械(20)相对上部固定点(38)的位置、尤其竖直度的测量组件，带有：-至少一根测量绳索(32)，其一方面与竖直可调节的工作器械(20)相连接且另一方面延伸至所述固定点(38)，-至少一个测量设备(40)，其与相关的所述测量绳索(32)相连接且构造用于测量所述测量绳索(32)相对竖直的测量轴线的倾斜角度且布置在所述测量绳索(32)与所述工作器械(20)之间的连接区域中，和-至少一个连接设备(50)，其布置在所述测量设备(40)与所述工作器械(20)之间且构造用于将所述测量设备(40)抗扭地围绕所述竖直的测量轴线且同时相对所述竖直的测量轴线能够倾斜地保持在所述工作器械(20)处，其特征在于，-所述连接设备(50)具有连接管(52)，其布置成同轴于所述竖直的测量轴线，且-所述连接管(52)构造成扭转刚性地围绕所述竖直的测量轴线且相对所述竖直的测量轴线能够偏转。2.根据权利要求1所述的测量组件，其特征在于，所述连接管(52)呈软管状地由柔性材料形成。3.根据权利要求1或2所述的测量组件，其特征在于，所述连接管(52)至少区段式地构造成带有波纹壁区域(54)的波纹管。4.根据权利要求3所述的测量组件，其特征在于，所述波纹管由金属、尤其钢制作。5.根据权利要求1至4中任一项所述的测量组件，其特征在于，所述连接管(52)被填充以不可压缩的液体。6.根据权利要求1至5中任一项所述的测量组件，其特征在于，在所述连接管(52)的朝所述工作器械(20)指向的端部处设置有转动轴承(60)，所述连接管(52)能够利用所述转动轴承围绕所述竖直的测量轴线转动尤其180
°
的角度。7.根据权利要求6所述的测量组件，其特征在于，转动驱动器(62)布置成用于将被可转动地支承的所述连接管(52)扭转到至少一个不同的转动位置中且所述测量设备(40)构造用于测量在不同转动位置中的倾斜角度。8.根据权利要求1至7中任一项所述的测量组件，其特征在于，设置有至少两根测量绳索(32)，其水平彼此间隔地被安装在所述工作器械(20)处。9.根据权利要求1至8中任一项所述的测量组件，其特征在于，在所述连接管(52)内布置有牵拉元件、尤其拉索。10.一种用于在土壤(5)中制造孔洞(7)、尤其沟槽的移除装置，带有：-工作器械(20)，其具有至少一个用于移除土壤(5)的移除工具(26)，-支座器械(12)，在所述支座器械处竖直可调节地支承所述工作器械(20)用于引入到所述土壤(5)中，和-用于测量所述工作器械(20)在所述土壤(5)中的位置、尤其竖直度的测量组件(30)，其特征在于，测量组件(30)根据权利要求1至8中任一项布置。11.根据权利要求10所述的移除装置，其特征在于，所述测量绳索(32)具有等于或小于
如下支撑流体的密度的密度，通过所述工作器械(20)制造的孔洞(7)被填充以所述支撑流体。12.根据权利要求10或11所述的移除装置，其特征在于，所述工作器械(20)设有用于所述工作器械(20)在所述孔洞(7)中的位置变化的可操控的伺服机构(25)，并且在所述支座器械(12)处设置有控制和评估单元且所述控制和评估单元构造用于根据所述至少一个测量设备(40)的测量值控制所述工作器械(20)的位置且通过对所述伺服机构(25)的操控改变所述工作器械(20)的位置。13.根据权利要求10至12中任一项所述的移除装置，其特征在于，在所述支座器械(12)处设置有用于每根测量绳索(32)的绞盘(18)，所述测量绳索(23)能够通过所述绞盘在预先给定预紧的情形下跟随所述工作器械。14.根据权利要求10至13中任一项所述的移除装置，其特征在于，所述至少一个固定点(38)构造在导引框架(36)处且在该处被校准，所述导引框架布置在所述孔洞(7)的上端部处。15.根据权利要求10至14中任一项所述的移除装置，其特征在于，所述工作器械(20)是带有至少一个被驱动的铣削轮(27)的沟槽壁铣刀(22)，所述铣削轮围绕水平的转动轴线可转动地被支承在铣刀框架(24)的下端部处。

技术总结
本发明涉及一种用于测量竖直可调节的且可下降的工作器械相对上部固定点的位置、尤其竖直度的测量组件，其带有：至少一根测量绳索，其一方面与竖直可调节的工作器械相连接且另一方面延伸至固定点；至少一个测量设备，其与相关的测量绳索相连接且构造用于对测量绳索相对竖直的测量轴线的倾斜角度进行测量且布置在测量绳索与工作器械之间的连接区域中；和至少一个连接设备，其布置在测量设备与工作器械之间且构造用于将测量设备抗扭地围绕竖直的测量轴线且同时相对竖直的测量轴线可倾斜地保持在工作器械处。根据本发明设置成，连接设备具有连接管，其布置成同轴于竖直的测量轴线，且连接管构造成扭转刚性地围绕竖直的测量轴线且相对竖直的测量轴线可偏转。轴线且相对竖直的测量轴线可偏转。轴线且相对竖直的测量轴线可偏转。


技术研发人员：L
受保护的技术使用者：包尔机械有限公司
技术研发日：2022.03.11
技术公布日：2023/10/15