DE2826984A1

DE2826984A1 - Lenkvorrichtung, insbesondere fuer maschineneinheiten

Info

Publication number: DE2826984A1
Application number: DE2826984A
Authority: DE
Inventors: Alexis Molin
Original assignee: Atlas Copco AB
Current assignee: Atlas Copco AB
Priority date: 1977-06-21
Filing date: 1978-06-20
Publication date: 1979-01-25
Also published as: IT1105269B; GB2000333A; US4410049A; IT7849957A0; FI66060C; FI781922A; FR2395445B1; NO151381B; AU3728878A; NO782089L; FI66060B; AU523531B2; CA1103115A; JPS548285A; GB2000333B; NO151381C; FR2395445A1

Description

Pat ent anwält e

Dipl.-Ing. W.Beyer

Dipl.-Wirtsch.-Ing. B.Jochem

Frankfurt/iiain Staufenstraße 36

Atlas Copeο AB

Nacka / Schweden

Lenkvorrichtung, insbesondere für Maschineneinheiten

Die Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung, insbesondere für eine an einem schwenkbaren Ausleger drehbar gelagerte Einheit, z.B. eine Maschine, Plattform oder dgl., welche durch Ausgleichsbewegungen mittels eines durch ein richtungs— abhängiges Regelventil gesteuerten, druckfluidbetriebenen Stellmotors unabhängig von Schwenkbewegungen des Auslegers eine bestimmte Ausrichtung im Raum beibehält.

Die bisher bekannten derartigen Vorrichtungen sind zwar auch schon geeignet, das Ausrichten von Maschinenteilen zu erleichtern und zu beschleunigen, bedienen sich dazu aber verhältnismäßig komplizierter, gewöhnlich elektrisch oder pneumatisch gesteuerter Servoantriebe, um die gewünschte Parallelverschiebung unter Beibehaltung der Richtung zu gewährleisten (vgl. z.B. die US-PS 3 481 409, 3 896 885 und 3 721 304). Die erforderlichen hohen Investitionskosten dieser bekannten Lenkvorrichtungen sind auch di· Ursache dafür, daß sie sich bisher noch nicht so, wie eigentlich erwünscht, verbreitet haben.

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Andererseits sind Regelsysteme, bestehend aus richtungsabhängigen Regelventilen und dadurch gesteuerten Stellmotoren, bereits früher vorgeschlagen worden-für die Servosteuerung von Fahrzeugen und der Schare von Planiergeräten (siehe die US-Patente 1 657 419, 2 520 266). Die sehr spezielle Koordination zwischen dem Regelventil und dem zu lenkenden Fahrzeug— bzw. Maschinenteil ist jedoch in diesen Fällen so,daß sie die Verwendung solcher Arten von Ventilen für allgemeinere Zwecke, z.B. auch in Kombination mit einer Fernsteuerung, verhindert.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine

Lenkvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die in einem weiten Rahmen unterschiedlicher Konstruktionen zur Anwendung kommen kann, im Aufbau im Vergleich zu bekannten Regeleinrichtungen für ähnliche Zwecke wesentlich einfacher ist und sich besonders eignet für Fernsteuerung unter dem vollen Arbeitsdruck des verwendeten Druckfluids.

Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Regelventil aus zwei relativ zueinander verstellbaren, zur Steuerung der Druckfluidzufuhr zum Stellmotor zusammenwirkenden Teilen besteht, deren eines direkt oder über eine Transmission drehfest mit der Einheit und deren anderes direkt oder über eine Transmission drehfest mit einer auf den Raum bezogenen Sollwert-Einstellvorrichtung verbunden ist, wobei in einer mittleren, bei Abweichungen vom Stellmotor jederzeit angesteuerten Regelstellung der beiden Ventilteile die Druckmittelzufuhr zum Stellmotor unterbrochen ist.

Die Erfindung läßt sich mit Vorteil einsetzen für die Auerichtung und die Beibehaltung einer bestimmten Ausrichtung von Maschinenteilen mittels pneumatischer oder hydraulischer Regeleinrichtungen und Servoantriebe z.B. bei der Lenkung von Gesteinbohrmaschinen, Brechwerkzeugen, sonstigen

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Arbeitswerkzeugen, Arbeitsplattformen, Gabelstaplern, Schaufelbaggern und Schaufelladern, Auslegern, Manipulatoren (Industrierobotern), Waffen, usw. Der Einfachheit halber wird die Erfindung nachstehend nur im Zusammenhang mit der Lenkung von Gesteinsbohrmaschinen beschrieben, wobei sich jedoch die Anwendbarkeit auf den genannten und anderen ähnlichen technischen Gebieten ohne weiteres ergibt, so daß zur Vermeidung von Wiederholungen darauf nicht weiter eingegangen zu werden braucht.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Pig. 1 eine Seitenansicht eines Bohrgeräts mit

Ausleger und einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung,

Pig. 2 Querschnitte nach Schnittlinien 2-2 und und 3 3-3 in Pig. 1 in größerem Maßstab,

Pig. 4 ebenfalls in größerem Maßstab einen Querschnitt nach Schnittlinie 4-4 in Pig. 1,

Pig. 5 Schnittansichten gemäß Schnittlinien 5-5 und 6 und 6-6 in Pig. 4,

Pig. 7 eine nochmals vergrößerte Teilansicht auf die Innenseite des in Pig. 7 dargestellten Ventilgehäuses mit Blickrichtung entsprechend den Pfeilen 7-7,

Pig. 8 eine Abwandlung der Ausführung nach Pig. 7»

Pig· 9 eine stark vereinfachte Punktionsskizze ähnlich Pig. 1 der Ventilteile gemäß Pig. 4 bis 6 in zwei verschiedenen Stellungen,

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Fig. 10 eine abgewandelte Ausführung der in den bis 12 Figuren 1 bis 3 dargestellten Tranamia— sion zur drehfesten Kopplung eines Sollwertgebers mit einem Ventilteil,

Fig. 13 eine Abwandlung des Hegelventils gemäß Fig. 4 in entsprechender Darstellung,

Fig. 14 ein weiteres, abgewandeltes Ausführungs— beispiel eines Drehstellungs-Regelventils,

Fig. 15 Seitenansicht eines Gelenk-Auslegers mit

einer Lenkvorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 16 eine Draufsicht in Pfeilrichtung 16-16

auf die Lagerung des Gelenkauslegers nach Fig. 15,

Fig. 17 Querschnitte nach Schnittlinien 17-17 bzw· und 18 18-18 in Fig. 15,

Fig. 19 einen Querschnitt durch den in Fig. 14 gezeigten Steuernocken in größerem Maßstab,

Fig. 20 eine Seitenansicht, z.T. im Schnitt einer automatischen Nivelliereinrichtung, welche den Bohrausleger gemäß Fig. 15 trägt,

Fig. 21 eine Schnittansicht gemäß Schnittlinie 21-21 in Fig. 20,

Fig. 22 eine Seitenansicht eines Pendelgewichte der Nivelliereinrichtung nach Fig. 20 und 21 in größerem Maßstab,

Fig. 23 eine Abwandlung der Einrichtung zur Winkeleinstellung gemäß Fig. 18, welche in diesem

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Pall fähig ist, die Senkrechte zu fühlen

und dazu bestimmt ist, zusammen mit der Stelleinrichtung gemäß Pig. 16 oder 12 angewendet zu werden,

Pig. 24 eine vereinfachte Darstellung der Funktionsweise der erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung in Anwendung bei einer gleichzeitig vorzunehmenden Lenkung eines Gelenk-Auslegers gemäß Fig. 15 und einer Maschinen— einheit, z.B. eines vom Ausleger getragenen Arbeitswerkzeugs,

Pig. 25 einen Teilschnitt gemäß Schnittlinie 25-25 in Pig. 24,

Pig. 26 eine schematische Darstellung eines Sollwertgebers für die Vorrichtung nach Pig. 24 und 25·

Pig. 1 zeigt eine Vorschublafette 18 für eine Gesteinsbohr— maschine 10, deren Vorschubantrieb aus Gründen der zeichnerischen Vereinfachung weggelassen wurde. Die Gesteinsbohrmaschine 10 treibt einen auf einer Bohrachse 12 wirksamen Bohrstahl 11 an· Die Lafette 18 ist auf einem um eine Gelenk— achse 21 drehbaren Träger 14 gelagert (siehe auch Pig. 2), wobei die Achse 21 die Mittelachse einer Lagerbüchse 19 ist, die fest zwischen einem Paar Lageraugen 15 an einer Gabel eingesetzt ist, welche das obere Ende eines Bohrauslegers oder Bohrrahmens 17 bildet. Ein Stellmotor 26, vorzugsweise in Form eines doppelt wirkenden hydraulischen Steuerzylinders, ist in paralleler Anordnung zum Gelenk mit der Achse 21 zwischen einer Halterung 24 am Ausleger 17 und einer Halterung an Träger 14 eingespannt. Mittels eines Drehwinkel-Regelventile 27f welches über Steuerleitungen 0 und U mit der oberen bzw. unteren Zylinderkammer des Hydraulikzylinders 26 verbunden ist,

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kann die Länge dieses Kraftzylinders eingestellt und verändert werden. Dadurch wird mit Bezug auf die Gelenkachse

21 die Drehwinkelstellung der Bohrmaschine 10, der Bohrachee 12 und der Vorschublafette 18 eingestellt.

Der Ausleger 17 ist um eine Gelenkachse 22 einer zweiten Lagerbüchse 28 (Pig· 3) relativ zu einem Lagerblock 29 ver— schwenkbar, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als ein Rahmen dargestellt ist. Der Ausleger kann vorzugsweise mit bekannten Mitteln verschwenkt werden, wie beispielsweise in der US—PS 3 476 193 beschrieben, und kann auch Teil eines herkömmlichen Bohrwagens sein, der z.B. in Pig. 1 nur mit 30 angedeutet ist. Ein doppelt wirkender Kraftzylinder zur Verschwenkung des Auslegers ist zwischen einer Halterung 31 am Traglager 29 und einer Halterung 32 am Ausleger 17 eingespannt. Die Länge des Kraftzylinders 34 kann mittels eines Steuerventils 35 eingestellt und verändert werden, wodurch der Winkel, den der Ausleger 17 bei der Gelenkachse

22 mit dem Traglager 29 bildet, eingestellt werden kann.

Das in Fig. 2 und 4 dargestellte Richtungs-Regelventil 27 besteht aus einem zapfenförmigen Ventilkörper 40, der mit dichtem ümfangssitz drehbar in einem Ventilgehäuse 41 sitzt· Die Drehachse ist mit 23 bezeichnet. Das Ventilgehäuse 21 besteht aus einer in ein äußeres Gehäuse 38 eingeklebten oder mit Preßsitz eingesetzten Büchse, Der Ventilkörper 40 wird durch einen Querstift 42 im Ventilgehäuse 41 axial gehalten, indem dieser Stift in eine Ringnut 43 im Ventilkörper 40 eingreift. Ein Endflansch 44 bildet den äußeren Abschluß des Ventilkörpers 40, dessen gegenüberliegendes Ende mit einer Stellwelle 13 verbunden ist oder eine solche bildet. Die Welle 13 erstreckt sich durch die Lagerbüchse 19 (siehe Fig.2)· Eine Platte 46 verbindet das äußere Gehäuse 38 mit dem Träger 14 bzw. der Lafette 18, wobei die Längsachse 23 des Regelventils koaxial zur Gelenkachse 19 des Bohrgeräts angeordnet ist.

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Der Ventilkörper 40 hat zwei Steuerbunde 51, 52 und daneben sowie dazwischen drei Ausgleichsbunde 53· Alle diese Bunde werden begrenzt durch Ringnuten 47, in denen gegen das Ventilgehäuse 41 dichtende O-Ringe 48 sitzen. Die Steuer— bunde 51, 52 sind mit einander gegenüberliegenden Umfangskanälen 49» 50 (siehe Fig. 5, 6) ausgebildet, welche zum Zwecke eines gewissen Druckausgleichs vorzugsweise mit Bezug auf eine gemeinsame mittlere Ebene 45 spiegelsymetrisch angeordnet sind, und von denen sich jeder zu einem Paar gegenüberliegender schmaler, schlitzförmiger Öffnungen 54, 55 bzw. 56, 57 erstreckt. Jede der genannten schlitzförmigen Öffnungen mündet in eine zugehörige Nut im äußeren Umfang des Ventilgehäuses 41· Die Schlitze 55, 57 stehen über die Nuten 58 auf der einen Seite des äußeren Gehäuses 38 in Verbindung mit einer Steuerleitung 0, die mit dem einen Ende, gemäß Fig. 1 dem oberen Ende, des Steuerzylinders 26 verbunden ist. Auf der gegenüberliegenden Seite des äußeren Gehäuses 38 sind entsprechend die Schlitze 54, 56 über die zugehörigen Nuten 58 mit einer Steuerleitung U mit dem anderen, im Beispielsfall dem unteren Ende des Steuerzylinders 26 verbunden. In den beiden entgegengesetzten Bewegungsrichtungen des Ventilkörpers 40 folgen auf die Schlitze 54 bis 57 weite sekundäre Öffnungen 59, die ebenfalls jeweils mit einer der Nuten 58 in Verbindung stehen. Der Ümfangskanal wird über eine Leitung 20 und eine Bohrung 32 im Ventilgehäuse 41 mit Druckfluid, vorzugsweise Drucköl, beaufschlagt. Der ümfangskanal 50 ist dagegen über eine Bohrung 33 an eine Rücklaufleitung 213 angeschlossen. Die Schlitze 54 bis 57 können,wie gezeigt, mit der Mittelebene 45 zusammenfallen. Sie können aber auch paarweise spiegelsymetrisch oder in anderer geeigneter Weise auf gegenüberliegenden Seiten der Mittelebene 45 angeordnet sein, falls es erwünscht ist, den Winkelbereich des Richtungs—Regelventils 27 zu beeinflussen. Die Mittelebene 45 wird vorzugsweise parallel zur Bohrachse 12 gelegt, wenn das äußere Gehäuse 38 am Träger 14 befestigt wird,

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Un die Drehbewegung des Ventilkolbens 40 im Ventilgehäuse 41 zu erleichtern, ist ein weiterer Druckausgleich dadurch vorgesehen, daß sich verzweigende Kanäle 61 jeweils von den Hin— fangskanälen 49, 50 zu einem Paar gegenüberliegender Umfangs— ausgleichsnuten 60 in den Ausgleichsbunden 53 führen, wobei der mittlere Ausgleichsbund 53 mit zwei diametral gegenüberliegenden Ausgleichsnuten versehen ist. Durch geeignete Wahl der Fläche der beiden Paare von Ausgleichsnuten 60 kann der in den Umfangslcanälen 49 und 50 wirkende Druck ausgeglichen werden.

Auf der dem Ventil gegenüberliegenden Seite der Gabel 16 des Auslegers trägt die Stellwelle 13 einen radial abstehenden Arm 64, der über einen Gelenkbolzen 65» eine Koppelstange 66 und einen weiteren Gelenk.jolzen 67 mit einem Arm 68 verbunden ist, welcher seinerseits radial von einer Steuerwelle 69 absteht, die sich koaxial zur Achse 22 durch die Lagerbüchse erstreckt. Ein zur Sollwert-Einstellung dienender Hebel 70 ist mit dem anderen Ende der Steuerwelle 69 fest verbunden und beispielsweise mittels einer Arretierschraube 71 mit Bezug auf eine am Traglager 29 angebrachte bogenförmige Skala 72 festlegbar. Die Teile 64, 66 und 68 bilden zusammen mit dem Ausleger 17 und mit Bezug auf die Achsen 21, 22 einen Parallelogranunlenker, also eine winkelgerechte Transmission zwischen dem Steuerhebel 70 und dem Ventilkörper 40.

In der Darstellung nach den Pig. 5 und 6 nimmt der Ventil— körper 40 des Richtungs-Regelventils 27 gerade eine mittlere Regelstellung ein. Dabei ist der mit Druck beaufschlagte ÜBfangskanal 49 an seinen gegenüberliegenden Endflächen 73 - abgesehen von einer praktisch unvermeidbaren leckage von den Schlitzen 54, 55 und den Steuerleitungen 0 und U, also dem oberen bzw. unteren Ende des Steuerzylinders 26 in Fig. 1 abgeschnitten. In gleicher Weise ist aber auch der an die Rücklaufleitung 213 angeschlossene Umfangekanal 50 an seinen Endflächen 73 von den Schlitzen 57, 58 und den Steuer— leitungen 0 und U abgeschnitten. IAn die Empfindlichkeit de·

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Aiasprechens der Regeleinrichtung in der mittleren Regel— stellung zu verbessern, kann bewußt eine bestimmte, unter Kontrolle gehaltene Leckage an den Endflächen 73 zugelassen werden. Dabei wird vorzugsweise die Leckage aus dem Umfange— kanal 49 etwas größer gewählt als die Rücklauf-Leckage in den Umfangskanal 50 . Damit wird erreicht, daß beide Steuerleitungen 0, U und Seiten des Steuerzylinders 26 unter Druck gehalten werden. Ua dahin zu gelangen, kann man die Schlitze 54, 55 etwas weiter machen als die Schlitze 56, 57 (vgl. Fi£· 13). Nach einer in Pig. 8 dargestellten Alternative kann aber auch vorgesehen sein, daß die Endflächen 73 in der mittleren Regelstellung des Ventilkörpers 40 zu beiden Seiten der Umfangsnut 49 beispielsweise zwei kleine Bohrungen 34 offen lassen, während weitere Bohrungen 75 von stufenweise größerer Zahl oder Größe geschlossen sind, und auch die Umfangsnut 50 in entsprechender Weise (nicht dargestellt) an ihren Endflächen 73 nur eine einzige oder gar keine kleine Bohrung offen hält·

Eine Drehung des Ventilkörpers 40 mit Bezug auf Pig. 5, 6 im Uhrzeigersinn bringt den unter Druck stehenden Umfangskanal 49 zunächst über den Schlitz 55 und dann auch über die Sekundäröffnung 59 in Verbindung mit der Steuerleitung 0 in Fig. 5, während der Steuerbund 51 in derselben Figur den Schlitz 54 und somit die Steuerleitung U geschlossen hält. Gleichzeitig kommt gemäß Fig. 6 der an den Rücklauf angeschlossene Umfangskanal 50 zunächst über den Schlitz 56 und dann über die Sekundäröffnung 59 in Verbindung mit der Steuer— leitung U, während der Steuerbund 52 den Schlitz 57 und die Steuerleitung 0 vom Rücklauf 213 trennt. Auf diese Weise wir* die obere Zylinderkammer des Steuerzylinders 26 in Fig. 1 über die Steuerleitung 0 mit Druck beaufschlagt und gleichzeitig die untere Zylinderkammer über die Steuerleitung U an den Rücklauf angeschlossen, so daß der Steuerzylinder 26 durch das zunächst über die Sekundäröffnungen 59 sehr schnell zu- und abströmende Druckfluid verkürzt und danach über die engen Schlitze 55» 56 mit größerer Genauigkeit eingestellt wird· Bei einer Drehung des Ventilkörpers Bit Bezug auf Fig.

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und 6 in Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn bewirkt das Regelventil 27 in entsprechender Weise über die Schlitze 54, 57 und ihre Sekundäröffnungen 59 eine Ausdehnung des Steuerzylinders 26. Da das Ventilgehäuse 41 und sein äußere« Gehäuse 38 über die Platte 46 gleichzeitig Mit dem Träger und der Vorschublafette 18 drehen und somit den Ist—Wert der Drehwinkelstellung der Bohrachse 12 abfühlen, bewirkt eine Veränderung der länge des Steuerzylinders 26 auch eine Drehung des Ventilgehäuses 41. Bei Drehung im Uhrzeigersinn, wenn also der Steuerzylinder 26 verkürzt wird, dreht auch die Vorschublafette 18 in Pig. 1 im Uhrzeigersinn und läßt das Ventilgehäuse 41 in derselben Richtung mitdreheη und dem Ventilkörper 40 folgen, bis die mittlere Regelstellung mit Bezug auf die Mittelebene 45 in der neuen Drehwinkelstellung des Ventilkörpers 40 wieder erreicht ist. Das Richtungs-Regelventil 27 arbeitet auf diese Weiae unter dem vollen Druck des Arbeitsfluids als eine Servo— Steuereinheit, wobei dem Ventilkörper 40 ein bestimmter Winkelsollwert vorgegeben wird und danach der Steuerzylinder 26 da3 Ventilgehäuse 41, dessen Stellung die tatsächliche Drehwinkelstellung der Maschineneinheit bzw. Bohrmaschine repräsentiert, so dreht, daß die mittlere Regelstellung wieder hergestellt wird, in der das Richtungs-Regelventil im wesentlichen schließt oder drosselt, sobald die Maschineneinheit die neue , durch den Ventilkörper 40 vorgegebene Drehwinkelstellung erreicht hat.

Es sei nun angenommen, daß sich das Richtungs-Regelventil in der mit Bezug auf Fig. 9 unteren Lage in der mittleren Regelstellung befindet und der Träger 14 der Maschineneinheit eine horizontale Lage einnimmt. Wenn dann der Ausleger 17 durch den Kraftzylinder 34 im Uhrzeigersinn um die Achse der Lagerbüchse 28 aus der Stellung 17 in Pig. 9 in die höher liegende Stellung 17¹ verschwenkt wird, würde der Steuerzylinder 26, wenn er untätig bleibt, das Gehäuse des Richtungs-Regelventils 27 in einer unveränderten Stellung relativ zum Ausleger 17 halten, wobei der Träger 14 dann die mit 14* bezeichnete imaginäre Lage einnehmen würde.

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Durch die Drehwinkel-Transmission mittels des Parallelo— granmilenkers 17, 64, 66, 68 wird während des Anhebens des Auslegers 17 eine gleichwinklige relative Parallelverschiebung des Ventilkörpers 40 erreicht. Bei der Tendenz, sich in die Stellung 14* zu bewegen, wird der mit Druck beaufschlagte Umfangskanal 49 über den Schlitz 54 und die Steuer— leitung U mit der unteren Zylinderkammer des Steuerzylindere

26 verbunden, so daß der letztere ausfährt und das Richtung3-Regelventil 27 sowie den Träger 14 in der mittleren Regel— stellung, d.h. horizontal hält. Da der Ventilkörper 40 in allen Winkelstellungen des Auslegers 17 seine vorgegebene und parallele Drehwinkelstellung mit Bezug auf den umgebenden Raum beibehält, hält auch das Richtungs-Regelventil 27 durch das Zusammenwirken mit dem Steuerzylinder 26 und die beschriebene Rückkopplung während der Drehbewegung des Auslegers den Träger 14 automatisch in gleichwinkligen parallelen Lagen, so daß der abgefühlte tatsächliche Winkel dem durch den Ventilkörper 40 vorgegebenen Sollwert entspricht.

Die praktisch erreichbare Winkelgenauigkeit des Regelventila

27 kann durch die Vergrößerung des Durchmessers des Ventils verbessert werden, wobei die schmalen Schlitze 54—57 oder die feinen Bohrungen 74 mit zunehmenden Durchmesser einen geringeren Bogen am Umfang einnehmen.

Durch Lockern der Schraube 71 besteht die Möglichkeit, den am Yentilkörper 40 einzustellenden Winkel des Ventilkörpers 40 mit Bezug auf die Gelenkachse 21 frei zu wählen, indem der Hebel 70 auf einen bestimmten Winkel eingestellt wird und die Parallelogrammverbindung 64, 66, 68 diese Einstellung auf den Ventilkörper 40 überträgt. Der zur Einstellung des Winkels verwendete Hebel 70 wird vorzugsweise rechtwinklig zur Mittelebene 45 des Regelventils 27, also auch rechtwinklig zum Träger 14 montiert. Auf diese Weise stellt dann bei der tatsächlichen Einstellung der Winkel der Hebel 70 ein Vorbild dar, nach dessen Drehwinkelstellung sich die Ausrichtung des Trägers 14 richtet, und mittels der Skala

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besteht die Möglichkeit, einen gewünschten Winkel des Trägers 14 und der Maschineneinheit mit Bezug auf den umgebenden Raum direkt einzustellen, nachdem zuvor die den Ausleger tragende Einheit 30 vorzugsweise horizontal ausgerichtet worden ist. Venn es erwünscht ist, den Träger 14 unabhängig vom Steuerhebel 70 einzustellen, um z.B. vorübergehend mit besonderen Arbeitsstellungen des Werkzeugs zu arbeiten, während der Winkel der vorgewählten Ausrichtung für weiteres paralleles Arbeiten gespeichert bleibt, können die Steuerleitungen 0 und U durch ein vorzugsweise ferngesteuertes Ventil 75* (siehe Fig. 1) von der Verbindung mit dem Steuerzylinder 26 abgeschlossen werden. Letzterer wird dann über ein getrenntes Richtungs-Steuerventil 79 unmittelbar betätigt. Nach Beendigung der Arbeiten in der außergewöhnlichen, mittels des Steuerventils 79 eingestellten Richtung wird das Schließventil 75 wieder geöffnet, woraufhin dann sofort das Regelventil 27 automatisch wieder in die ursprüngliche mittlere Regelstellung zurückkehrt, so daß die Arbeit in der normalen Richtung, die durch den Steuerhebel 70 vorgegeben ist, wieder aufgenommen wird.

Kormalerweise wird eine Anordnung der Stellwelle 23 des Regel— ventils 27 koaxial zur Gelenkachse 21 der Maschineneinheit vorzuziehen sein, weil dann einerseits die Druckfluidlei— tungen vom Regelventil 27 zum Steuerzylinder 26 optimal kurz sein können und andererseits eine Vielzahl ähnlicher Richtungs— Regelventile 27 zur Steuerung einer ganzen Reihe von Steuer— zylindern hydraulischer Geräte in einfacher Weise an einen Druckfluid—Verteiler bzw. einen Rücklauf—Verteiler angeschlossen werden können (vgl. Pig. 24). Es ist jedoch auch möglich, falls erforderlich, das Richtungs—Regelventil 27 an einer anderen Stelle des Geräts anzuordnen, z.B. am Traglager 29 des Auslegers . In einem solchen Fall wird der Istwert des Richtungswinkels des Trägers 14 über eine geeignete Transmission, beispielsweise einen Parallelogrammlenker, Ketten und Kettenräder, Stahldrähte auf Auflaufhaspeln oder dreh— momentübertragende flexible Stahlkabel übertragen, wobei

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diese Transmissionen die Gelenkachsen 21, 22 und die Drehachse des Regelventils als Bezugsachsen haben. Bei dem verlagerten Richtungs-Regelventil 27 kann dann der Steuerhebel 70, falls gewünscht, auch noch über eine weitere Winkel-Transmission mit dem Ventilgehäuse 41 verbunden sein.

Es ist weiterhin aus Pig. 4 ersichtlich, daß der Ist-Wert des Winkels über die Platte 46 alternativ auch auf den Ventilkörper 40 übertragen werden könnte, indem z.B. die Platte 46 mit dem Plansch 44 anstatt mit dem Ventilgehäuse 41 verbunden würde. Bei einer solchen Ausführung wäre das Ventilgehäuse 41 direkt mit der dann vom Ventilkörper 40 getrennten Stellwelle 13 zu verbinden. In diesem Fall wird der eingestellte Winkelwert direkt oder über eine winkelgerechte Transmission vom Steuerhebel 70 auf das Ventilgehäuse 41 übertragen, um dieses zusammen mit dem äußeren Gehäuse 38 und den Leitungen 20, 213, 0 und U relativ zum Träger 14 um die Achse 23 zu drehen.

Bei der Ausführung nach Fig. 10 bis 12 ist die mechanische winkelgenaue Transmission des Parallelogrammlenkers 17, 64, 66, 68, welche gleichzeitig ein Überlagerungsgetriebe für die Oberlagerung der Bewegungen des Steuerhebels 70 und der Bewegungen des Auslegers 17 darstellt, welche somit beide auf den obendrein mit einer lagesichernden Regelung versehenen Servoantrieb wirken, ersetzt worden durch eine winkelgerechte hydraulische Transmission mit hydraulisch gekoppelten Steuerzylindern 80, 81, 82. Letztere bestehen bei dem Ausführungsbeispiel jeweils aus einem Zylindergehäuse 83 mit zwei gegenüberliegenden Zylinderkammern, in denen ein Kolben 84 ait zwei Kolbenköpfen hin- und hergehend verschieblich ist. Der Kolben 84 hat zwischen den beiden Kolbenköpfen eine fein verzahnte Zahnstange 85, die mit großer Präzision, d.h. minimalem Spiel mit einem Zahnrad 86 in Eingriff steht. Der Steuerzylinder 80 ist mit einer Halterung 87 verschraubt, die an einer Seite der Gabel 16 am äußeren Ende des Auslegers 17 befestigt ist (siehe Fig. 10). Das Zahnrad 86 sitzt

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dabei drehfest auf der mit der Achse 21 koaxialen Stell— welle 13. In ähnlicher Weise ist der Steuerzylinder 81 mit einer Halterung 89 verschraubt, die am inneren Ende des Auslegers 17 befestigt ist, wobei das Zahnrad 86 dieses Steuerzylinders 81 drehfest auf der zur Achse 22 koaxialen Welle 69 sitzt, die ihrerseits mittels eines Stifts 90 drehfest am Traglager 29 des Auslegers 17 festgelegt ist. Der Steuerzylinder 82 ist an einer geeigneten Schalttafel 91 bzw. einem geeigneten Steuerpult angebracht, wobei der Steuerhebel 70 fest mit dem Zahnrad 86 verbunden ist und ähnlich Fig. 3 durch eine Arretierschraube in einer gewünschten Winkelstellung relativ zum Steuerzylinder 82 festgelegt werden kann.

Die gegenüberliegenden Zylinderkammern der Steuerzylinder 80 und 81 sind durch Stsuerleitungen 92, 93 paarweise und parallel zueinander verbunden. In ähnlicher Weise sind die gegenüberliegenden Zylinderkammern der Steuerzylinder 81 und 82 mittels Steuerleitungen 94, 95 paarweise über Kreuz verbunden. Alle Zylinderkammern der drei Steuerzylinder 80, 81, 82 sind gleich groß. Somit wird eine Drehbewegung des Steuerhebels 70 über die Zylinderkammern seines Kolbens 84, die Steuerleitungen 94, 95, die Zylinderkammern des Steuer— zylinders 81, die Steuerleitungen 92, 93 und die Zylinder— kamrcern des Steuerzylinders 80 auf dessen Kolben 85 übertragen, der eine zur Drehbewegung des Steuerhebels 70 winkelgenaue Drehbewegung des mit der Stellwelle 13 des Regelventils 27 verbundenen Zahnrads 86 erzeugt. Dies ist jedoch nicht die einzige Übertragung einer Drehbewegung durch die beschriebene hydraulische Transmission auf das Regelventil 27. Auch wenn der Ausleger 17 verschwenkt wird, überträgt die hydraulische Transmission eine Steuerbewegung auf das Regelventil 27, indem der Steuerzylinder 81 gemeinsam mit dem Ausleger 17 relativ zum zugehörigen Zahnrad 86 ver— schwenkt, welches durch die fest mit dem Traglager 29 des Auslegers 17 verbundene Welle 69 drehfest gehalten wird. Dies bewirkt eine Verschiebung des Kolbens 84 im Steuer— zylinder 81, welche der Winkelbewegung des Auslegers 17

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entspricht. Da inzwischen der Steuerhebel 70 in der eingestellten Lage verriegelt ist, also diese Lage unverändert beibehält, wird die Bewegung des Kolbens 84 des Steuerzylinders 81 über die Steuerleitungen 92, 93 auf den Kolben 84 des Steuerzylinders 80 übertragen und erzeugt dort eine winkelgenaue, entgegengesetzte Drehbewegung der Stellwelle 13 tind damit auch des damit verbundenen Ventilkörpers 40.

Zur Korrektur der Relativstellung der Kolben 84 ist ein mit Öl gefüllter Vorratszylinder 86 vorgesehen, der mit einem einstellbaren Kolben 97 zusammenwirkt und über normalerweise geschlossene Ventile 98 mit einer oder beiden Steuer— leitungen 92, 93 verbunden werden kann, wodurch der als Soll—Wert—Eingabe dienende Steuerhebel 70 mit Bezug auf eine nichtgezeigte winkelförmige Skala frei eingestellt werden kann, um durch geeignete Wahl der Ausgangs- bzw. Nullstellung einen direkten Vergleich zwischen der Winkelstellung des Steuerhebels 70 und der Winkelstellung des Trägers 14 mit der darauf montierten Maschineneinheit zu gewährleisten. Die beschriebenen Zylinderkammern und Steuerleitungen der hydraulischen winkelgenauen Transmission arbeiten mit niedrigem Betriebsdruck, analog zu herkömmlichen Bremszylindern und Bremsleitungen.

Alternativ zu winkelgerechten Transmissionen in Form von Parallelogrammlenkern oder hydraulischen Koppelungen könnte der eine der beiden relativ zueinander drehbaren, zusammenwirkenden Teile des Regelventils 27 auch mittels einer winkelgenauen Transmission in Form eines Stahlkabels verstellt werden, welches geeignet ist, das zur Steuerung erforderliche Drehmoment winkelgenau zu übertragen und das Regelventil mit derjenigen Stelle verbindet, von der aus die Steuerung mittels des Handhebels 70 erfolgt. In weiterer alternativer Ausführung könnte auch nur der eine Übertragungsabschnitt der mehrstufigen winkelgenauen Transmission gemäß Fig. 12 durch ein Stahlkabel ersetzt werden.

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Bei dem abgewandelten Ausführungsbeispiel nach Pig. 13 besteht das Regelventil 27 aus einer Büchse 102, die z.B. unter Verwendung eines dichtenden Klebers und eines Stifs 108 fest mit dem Ventilgehäuse 41 verbunden ist. Die Büchse 102 ist mit äußeren Ringnuten 103 bis 106 versehen und drehbar, aber dicht in äußerem Gehäuse oder Lage 100 aufgenommen. Mit letzterem ist ein Steuerzylinder 180 analog dem Steuerzylinder der Ausführung nach Pig. 12 verbunden. Sein Kolben I84 steht über die Zahnstange I85 mit einem an dem einen Ende des Ven— tilgehäuses 41 ausgebildeten Zahnring 111 in Eingriff. Eine Scheibe 101 ist am gegenüberliegenden Ende des Lagers 100 befestigt und sichert die axiale Lage der Büchse 102 relativ zum Steuerzylinder I80. Die drosselnden Schlitze 55, des Ventilgehäuses 41 münden in eine gemeinsame äußere Längs— nut 112 des Ventilgehauses 41, die über die Ringnut 105 mit der Steuerleitung 0 zur oberen Zylinderkammer des Steuer— Zylinders 26 verbunden ist. In ähnlicher Weise münden die drosselnden Schlitze 54, 56 in eine gemeinsame Längsnut 113, die über die Umfangsnut 103 Anschluß an die Steuerleitung ti zur unteren Zylinderkammer des Steuerzylinders 26 hat. Die Druckfluid-Versorgungsleitung 20 ist über die Ringnut 104 an die Bohrung 321, welche zur bogenförmigen Nut 49 (vgl. Fig. 5) führt, angeschlossen. In entsprechender Weise besteht zwischen der Rücklaufleitung 213 und der Rücklaufbohrung 33 eine Verbindung über die Ringnut 106. In der Ausführung nach Fig. 13 sind die drosselnden Schlitze 56, 57, welche über die bogenförmige Nut 50 (entsprechend Pig. 6) zur Rücklaufbohrung 33 führen, schmaler gewählt, als die drosselnden Schlitze 54, 55, die mit der mit Druck beaufschlagten bogenförmigen Nut 49 zusammenwirken. Während der Leckage durch das Ventil können somit beide Nuten 112, 113 unter Druck gehalten werden, wodurch die Steuerbereitschaft des dem Regelventil untergeordneten Servomotors bzw. Steuer— zylinders verbessert wird. Die Steuerleitungen U und 0, die an die Ringnuten 103 bzw. 105 anschließen, sind mit dem Lager 100 verbunden. Das gleiche gilt für die Druckfluid-Versorgungsleitung 20 und die Rücklaufleitung 213, welche an die Ringnuten 104 bzw. 106 Anschluß haben.

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Die Ringnuten 103-106 ermöglichen im Zusammenwirken mit dem Steuerzylinder 18O eine Fernsteuerung der Drehwinkelstellung des Ventilgehäuses 41 relativ zur festen Anbringung des äußeren Lagers 100 und dessen Leitungsanschlüssen U, O, 20, 213. Die Vielseitigkeit der Anwendung dieses Regelventils wird noch dadurch vergrößert, daß der Ventilkörper 40 mit Bezug auf Fig. 13 auch anders herum im Ventilgehäuse 41 montiert werden kann, so daß die Stellwelle 13 auch durch eine endseitige Bohrung 114 aus dem Regelventil herausgeführt werden kann. In dieser umgekehrten Stellung greift der Querstift 42 in eine am gegenüberliegenden Ende des Ventilkörpers 40 vorgesehene Ringnut 115 ein und sorgt dadurch wieder für die axiale Lagesicherung. In weiterer alternativer Ausführung kann die Stellwelle 13 auch vom Ventilkörper 40 gelöst und mit dem Ventilgehäuse 41 verbunden sein. In diesem Fall wird der Zahnring 111 weggelassen und statt dessen ein Zahnrad, welches mit der Zahnstange 185 des Kolbens 184 zusammenwirkt, drehfest am Ventilkörper 40 angebracht. Eine Halterung 116 dient zur festen Verbindung des Lagers 100 des Regelventils mit der Maschineneinheit, deren Ausrichtung gesteuert bzw. geregelt wird.

Bei dem modifizierten Ausführungsbeispiel nach Fig. 14 und ist ein Richtungs-Regelventil 227 schematisch dargestellt, bei welchem die Endflächen 73 der bogenförmigen Nuten 49,50 in den Steuerbunden 51, 52 des Ventilkörpers 40 und die damit zusammenwirkenden Schlitze 54, 57 oder Drosselbohrungen 74, 75 im Ventilgehäuse 41 ersetzt sind durch vier herkömmliche Wegeventile 165-168 mit axial verschieblichem Ventilkörper. Hierbei wird jeweils der Ventilkörper durch einen Nockenhebel 164 gegen die Wirkung einer in Schließrichtung des Ventils wirkenden Feder 169 verschoben. Eine Nockenwelle 170 ist an einem Träger 1.180 drehbar gelagert und bestimmt die geometrische Drehachse 23 des Regelventils 227. Die Nockenwelle 170 hat am Umfang in spiegelbildlicher Anordnung zwei gegenüberliegende unterschiedlich hohe Nocken 171 und 172, mit denen die Nockenhebel 164 der Wegeventile 165—168 zusammenwirken.

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Die in der Zeichnung nur schematisch durch die gebräuchlichen Symbole angedeuteten Gehäuse der genannten vier Ventile sind an einem Rahmen 173 befestigt, der um die Achse 23 drehbar ist. Der Rahmen 173 wird nach hinten begrenzt durch eine Positionierbüchse 174, die an ihrem äußeren Ende einen Zahnring 175 bildet. Letzterer steht in Eingriff mit der Zahnstange 185 eines auf dem Träger 1.180 montierten Steuerzylinders I80 von der Art, wie im Zusammenhang mit Fig. 12 und 13 näher beschrieben.

Der Träger 1.180 ist seinerseits drehfest mit dem einen Teil der beiden durch den Servoantrieb relativ zueinander verstellbaren Maschinenteile verbunden, während die Nockenwelle 170 mit dem jeweils anderen Maschinenteil drehfeet verbunden ist. Mittels des Steuerzylinders 18O kann der Positionierbüchse 174 eine Soll-Winkelverstellung im Uhrzeigersinn oder entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn erteilt werden. Bei der geringsten Veränderung des Winkels relativ zu der in Pig. 14 dargestellten mittleren Regelstellung, bei der alle Nockenhebel 164 in der Stellung "Ventil geschlossen" stehen, während sie unmittelbar am Übergang zum größeren der beiden Nocken 171, 172 in Kontakt mit dem kleineren sind, laufen die Nockenhebel I64 von zweien der Ventile 165-168 auf den größeren Nocken auf, während die beiden anderen Nockenhebel 164 auf dem kleineren Nocken bleiben. Im Beispielsfall nach Fig. 14 hat eine Drehung der Nockenwelle 170 im Uhrzeigersinn zur Folge, daß die Ventile 165 und 167 öffnen, während die Ventile 166 und 168 geschlossen bleiben. Dabei ergibt sich ein Druckfluid— fluß von der mit einem "Plus-Zeichen" versehenen Druckleitung über das Ventil 167 zur Steuerleitung 0; U und darüber weiter zu dem einen Ende des geregelten Stellmotors des Maschinenteils (nicht gezeigt), während das andere Ende dieses Stellmotors über die in Fig. 14 mit U; 0 bezeichnete Steuerleitung und das Ventil 165 an die mit einem "Minus—Zeichen" versehene Rücklaufleitung angeschlossen wird. Wenn dagegen die Nockenwelle 170 entgegengesetzt zum

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Uhrzeigersinn gedreht wird, kehrt sich die Steuerrichtung um, indem die Ventile 168, 166 öffnen und die Ventile 167, 165 geschlossen bleiben. Offensichtlich können die vier normalen Ventile 165-169 auch durch zwei Ventile oder sogar nur durch ein einziges speziell gestaltetes Ventil ersetzt werden, die durch zwei oder einen einzigen rotierenden Nocken betätigt werden. Dabei wird die mittlere Regelstellung definiert als eine Zwischenstellung auf einer schrägen Nockenfläche, welche den kleineren mit dem größeren Durchmesser des Nockens verbindet.

Als Stell— bzw. Steuer— oder Servomotoren kommen für die Erfindung außer den oben beschriebenen Kraftzylindern auch andere für die Winkeleinstellung in beiden Richtungen geeignete, druckfluidbetriebene Motoren in Betracht, z.B. Linearmotoren, deren Längsbewegung über eine Schraube in eine Drehbewegung übersetzt wird, oder Drehantriebsmotoren vom Kolben— oder Gleitflügeltyp.

Bei dem abgewandelten Ausführungsbeispiel nach Fig. 15 wird eine Maschineneinheit, wie z.B. eine Vorschublafette 18 einer Gesteinsbohrmaschine 10,von einem Kopfstück 120 getragen, welches gelenkig am äußeren Ende eines aus zwei gelenkig miteinander verbundenen Teilen 122 und 123 bestehenden Auslegers angebracht ist. In dem Kopfstück 120 ist gemäß Pig. 18 eine Halterung 124 drehbar gelagert, welche die Bohrlafette 18 trägt und mittels eines KraftZylinders 125, der zwischen der Bohrlafette 18 und dem Kopfstück 120 eingespannt ist, relativ zu dem letzteren drehbar ist. Das Kopfstück 120 sitzt drehbar auf einer fest mit dem äußeren Ende des Auslegerteils 123 verbundenen Büchse 126. Zum Verschwenken des Kopfstücks 120 dient ein Stellmotor in Form eines Steuer- bzw. KraftZylinders 128, der sich zwischen dem Auslegerteil 123 und einem Gelenk 129 am Kopfstück 120 erstreckt.

Zur Einstellung des Winkels zwischen den beiden Auslegerteilen 122 und 123 ist ein Kraftzylinder 130 vorgesehen. Der Auslegerteil 122 ist ähnlich wie der Ausleger 17 gemäß Fig.

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auf einer Lagerbüchse 28 eines insgesamt mit 132 bezeichneten Traglagers gelagert, zwischen dem und dem inneren Auslegerteil 122 ein Kraftzylinder 131 gelenkig eingespannt ist, so daß der Auslegerteil 122 um die Mittelachse 22 der Lagerbüchse 28 auf und ab verschwenkt werden kann. Mittels eines weiteren KraftZylinders 133 kann bei dieser Ausführung nach Pig. 15 außerdem noch das Tragla— ger 132 um eine senkrechte Achse gedreht werden. Zu diesem Zweck sitzt das Traglager 132 drehfest auf einer in senkrechter Lage in einem festen Lagerblock 134, der z.B. Teil eines Bohrwagens 135 ist, gelagerten Welle 138, und der Kraftzylinder 133 ist einerseits an dem Lagerblock und andererseits an einem mit der Welle 138 verbundenen Kurbelarm gelenkig angebracht.

Das bei der Ausführung nach Pig. 15 zur Anwendung kommende Richtungs-Regelventil gemäß Fig. 18 ist insgesamt mit T bezeichnet und entsprechend Pig. 13 ausgebildet. Sein Lagergehäuse ist undrehbar mit dem Kopfstück 120 des Auslegers verbunden und koaxial zur Büchse 126 angeordnet, wobei sich die Stellwelle 13 des Ventils T 127 durch die Büchse 126 erstreckt und drehfest mit dieser sowie darüber auch mit dem Auslegerteil 123 verbunden ist. Das Richtungs—Regelventil T 127 ist in einem hydraulischen Regelkreis mit Rückkoppelung mit dem zu steuernden Kraftzylinder 128 verbunden, wobei die Rückkoppelung dadurch erzielt wird, daß die Ventilteile einerseits mit dem Kopfstück 120 und andererseits mit dem Auslegerteil 123 verbunden sind und somit den Winkel zwischen diesen beiden Teilen abfühlen. Ein Steuerzylinder T 18O am Regelventil T 127 wird über hydraulische Niederdruck-Steuerleitungen 141, 142 gesteuert, die mit einem analogen Steuerzylinder 140 (siehe Fig. 17) verbunden sind, der undrehbar am inneren Ende des Auslegerteils 123 befestigt ist, während sein zugehöriges Zahnrad 143 undrehbar auf einer Welle 144 sitzt, die sich frei drehbar durch eine Lagerbüchse 136 erstreckt, welche das Gelenk zwischen den beiden Auslegerteilen 122 und 123 bildet. An ihrem entgegengesetzten Ende ist die Welle 144 an einen analog zum

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Ausführungsbeispiel nach Pig. 12 ausgelegten Steuerkreis angeschlossen, wobei in diesem Fall der Steuerzylinder 80 über eine Halterung 145 undrehbar mit dem äußeren Ende des inneren Auslegerteils 122 verbunden ist, während das zugehörige Zahnrad 86 undrehbar auf der Welle 144 sitzt. Der Steuerzylinder 81, welcher entsprechend Fig. 12 über Nieder— druck-Steuerleitungen 92, 93 mit dem Steuerzylinder 80 verbunden ist, ist analog zu Fig. 11 ausgelegt und ebenfalls unter Bezugnahme auf Big. 11 (da in Fig. 15 bis 18 nicht gezeigt) mittels einer Halterung 89 undrehbar am inneren Ende des Auslegerteils 122 befestigt, wobei das zugehörige Zahnrad 86 über eine im Traglager 182 undrehbar festgelegte Welle 69 drehfest gehalten wird, die sich durch die im Traglager 132 abgestützte Lagerbüchse 28 für den Auslegerteil 122 erstreckt.

Die senkrechte Welle 128 des Traglagers 132 trägt eine waagerechte Platte 146, auf welcher ein Drehlager 147 für einen Lagerzapfen I48 angebracht ist, der mit dem einen Ende des Steuerzylinders 82 gemäß dem Schema nach Fig. 12 verbunden ist. Das andere Ende des Steuerzylinders 82 ist über einen Lagerzapfen 137 undrehbar mit einem Zahnrad 151 eines analogen Steuerzylinders 150 verbunden. Auf der Platte 146 fällt die durch die Lagerzapfen 148, 137 bestimmte Drehachse des Steuerzylinders 82 zusammen mit der Schwenkebene des gelenkigen Auslegers 122, 123.

Ein insgesamt mit R 127 bezeichnetes weiteres Regelventil, welches analog zu dem Ventil T 127 ausgebildet sein kann, ist über sein Lagergehäuse undrehbar mit der Innenseite des Ausleger—Kopfstücks 120 verbunden, und zwar koaxial zur Drehachse der Halterung 127, welche die Vorschublafette 18 trägt. Die Stellwelle 13 des Richtungs-Regelventils R 127 ist drehfest in einer Bohrung der Halterung 124 befestigt. Das Regelventil R 127 bildet zusammen mit dem Kraftzylinder 125 einen hydraulischen Regelkreis, wobei die Rückkoppelung dadurch erzielt wird, daß die Teile des Regelventils R 127

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einerseits mit der Halterung 124 und andererseits mit dem Kopfstück 120 verbunden sind und so den Winkel zwischen diesen beiden Teilen abfühlen können. Ein Steuerzylinder R 18O für das REgelventil R 127 ist über hydraulische Niederdruck-Steuerleitungen 152, 153 mit dem analogen Steuerzylinder 150 (Pig. 16) verbunden, der wiederum undrehbar mit dem Steuerzylinder 82 verbunden ist. Auch die Steuerzylinder R 180 und 15Ο sind entsprechend dem Schema nach Pig. 12 jeweils mit zugehörigen Kolben und Zahnrädern ausgebildet. Die Steuerzylinder 82, I50 und T I80, R I80 werden gegenseitig so eingestellt, daß der willkürlich betätigbare Steuerhebel 70, mit dem die Winkel—Sollwerte vorgegeben werden, in seiner Stellung gerade ein Vorbild für die Ausrichtung der Vorschublafette 18 ist, d.h. gerade parallel zur Vorschublafette 18 steht. In der Stellung nach Pig. 16, in welcher der Steuerhebel 70 gerade senkrecht zur Platte 146 steht, sorgt die hydraulische Niederdruck—Verbindung über die Steuerleitungen 94, 95, 92, 93 (vgl. auch Pig. 12), die Kupplung über die Welle 144 (Pig. 17) und die hydraulische Verbindung über die Steuerleitungen 141, 142 für eine solche Einstellung des Regelventils T 127 und des Kraftzylin— ders 128, daß die Vorschublafette 18 in die senkrechte Stellung gekippt wird. Gleichzeitig bewirken der Steuerzylinder 150 in Verbindung mit dem über die hydraulischen Niederdruck— Steuerleitungen 152, 153 angeschlossenen Regelventil 127 und der Kraftzylinder 125 auch eine Drehbewegung der Vorschub— lafette 18 in einer rechtwinklig auf der Kippebene stehenden Ebene in die senkrechte Stellung. Wenn daraufhin der Steuerhebel 70 mit Bezug auf Fig. 16 nach oben oder unten gedreht wird, sorgt der Steuerzylinder 82 über das Regelventil T 127 und den Kraftzylinder 128 für eine winkelgenaue Übertragung dieser Winkelbewegung des Steuerhebels 70 auf die Vorschublafette 18. In entsprechender Weise bewirkt der Steuerzylin— der 150 über das Regelventil R 127 bei einer Drehbewegung des Steuerhebels 70 mit Bezug auf Pig. 16 nach rechts oder links eine winkelgerechte Wiederholung dieser Winkelbewegung durch die Vorschublafette 18.

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Auf dem Stand bzw. Lagerblock 134 ist eine Visiertafel 156 befestigt, die einen äußeren Lagerring 157 mit einem inneren Klemmring 158 trägt. Beide Ringe sind drehbar und mit zusammenwirkenden Skalen versehen. Der äußere Lagerring 157 trägt außerdem ein Paar diametral gegenüberliegende Visierstifte 159» während der Klemmring 158 an einem Scharnierstift 119 einen sektorförmigen Bogen 160 mit einem mittleren Längsschlitz 161 trägt, in den der Führungshebel 70 eingeführt werden kann. Ein Lagerring 162 ist drehbar und längsverschieblich im Schlitz 161 des Bogens 160 geführt, kann aber mittels einer Schraube 118 an einer beliebigen Stelle des Bogens unverschieblich festgelegt werden. Durch Drehung des Klemmrings 158, Verschwenken des Bogens 160 und Lang3— verschiebung des Lagerrings 162 entlang des Bogens kann der Lagerring 162 von oben her auf den Steuerhebel 70 geschoben werden, um danach als Führungslager für den Steuerhebel in der gewünschten Stellung zu dienen. Eine Klemmschraube 163 ermöglicht eine lösbare Verbindung zwischen den Ringen 157,158,

Wenn sich der Bohrwagen 135 an der zum Bohren vorgesehenen Stelle befindet und wenigstens hinsichtlich des Lagerblocks 134 horizontal ausgerichtet worden ist, kann auch die Vor— schublafette 18 in die vorgesehene Bohrrichtung gebracht werden. Dazu wird zunächst der Lagerring 157 so eingestellt, daß die Visierstifte 159 auf einen bestimmten Bezugspunkt in der Umgebung weisen, und danach wird der Ring 157 an der Visier— tafel 156 festgelegt. Nachdem die gewünschten Kipp— und Dreh— winkel der Lafette 18 mit Hilfe des Steuerhebels 70 eingestellt worden sind, dessen Bewegung jeweils winkelgetreu von der Lafette 18 nachvollzogen wird, dreht man den Klemmring so, daß der Längsschlitz 161 mit der Projektion des Steuerhebels 70 auf eine horizontale Ebene fluchtet. Danach wird der vorher hochgeklappte Bogen 160 wieder herabgeschwenkt und dabei gleichzeitig der Lagerring 162 über den Steuerhebel 70 geschoben und dann mittels der Klemmschraube 118 am Bogen 160 in dessen Längsrichtung festgelegt. Hierbei bleibt der Steuerhebel 70 jedoch frei drehbar innerhalb des Lagerrings 162 unter Beibehaltung des eingestellten Winkels für die Lafette

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Mittels der Klemmschraube 163 wird der Klemmring 158 gegenüber dem Lagerring 157 festgelegt.

Um mit dem Bohrwagen 135 bestimmte, vorzugsweise vorher markierte Löcher, die innerhalb der Reichweite des gelenkigen Auslegers 122, 123 liegen, zu bohren, wird die Gesteinsbohrmaschine mittels der Kraftzylinder 130, 131, 133 nacheinander an die einzelnen markierten Bohrstellen herangebracht. Da der Steuerhebel 70 mit einer bestimmten Ausrichtung im Raum festgelegt ist und die Lafette 18 der Gesteinsbohrma— schine gezwungen ist, sich in derselben Richtung einzustellen, findet bei der Bewegung von einer markierten Bohrstelle zur nächsten automatisch eine Parallelverschiebung der Lafette 18 statt, bis jeweils die vorgesehene Stelle erreicht ist, bei der ein Bohrvor^ang beginnt. Wenn während dieser Einstellung das Traglager 132 des Auslegers und die Platte 146 mittels des Kraftzylinders 133 seitwärts gedreht werden, wird der Steuerhebel 70 gezwungen, sich innerhalb des Lager— rings 62 frei zu drehen, dabei aber seine vorgegebene Winkelstellung mit Bezug auf den umgebenden Raum beizubehalten. Als Folge davon betätigt er die Steuerzylinder 82 und 150, so daß trotz der Drehbewegung des Traglagers 132 die Parallelverschie— bung der Lafette 18 ständig gewahrt bleibt.

Wenn von einer bestimmten Position des Bohrwagens aus alle erreichbaren Löcher gebohrt worden sind, wird der Bohrwagen in die nächste Arbeitsposition gefahren, um von dort aus weitere parallele Löcher zu bohren. Dort wird dann zunächst der Lagerring 157 von der Visiertafel 156 gelöst und mittels der Visierstifte 159 wieder auf den Bezugspunkt ausgerichtet. Da die beiden Ringe 157, 158 hierbei durch die Klemmschraube fest miteinander verbunden geblieben sind, nimmt der Steuerhebel 70 automatisch wieder seine frühere Winkelstellung im Raum ein, sobald die Visierstifte 159 und damit die Ringe 157, 158 wieder dieselbe Richtung haben wie bei den ersten Bohrungen. Dabei nimmt auch die Lafette automatisch wieder die Stellung des Steuerhebels 70 ein, so daß die aus der neuen Bohrposition heraus gebohrten Löcher exakt parallel sind zu den in der ersten Bohrposition hergestellten Bohrungen·

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Palls erforderlich, kann die Platte 146 auf einer parallel zu der senkrechten Welle 138 angeordneten Welle gelagert sein, wobei dann die zugehörige Visiereinrichtung entfernt vom Traglager 132 des Auslegers an einem Steuerpult angebracht sein kann. In diesem Fall muß die parallele Welle mittels einer geeigneten Winkeltransmission, z.B. in Form eines Stahlkabels, mit der senkrechten Welle 138 gekuppelt werden.

Bei Bohrauslegern, die ähnlich wie das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 15 während der Einstellung in einer im wesentlichen senkrechten Ebene bleiben und deren Lafette in zwei zueinander rechtwinkligen Ebenen einstellbar ist, kann die mechanische Winkeltransmission über die Gelenke des Auslegers vereinfacht werden, indem der Kippwinkel und gegebenenfalls auch die Drehung in Ebenen parallel zur Kippachse eingestellt werden, während eine senkrechte Linie als Bezugs— gundlage dient. Dies wird im einzelnen anhand Fig. 23 näher erläutert.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 23 ist an der Stellwelle 13 des Richtungs—Regelventils T 127 ein Pendel 178 angebracht. Die Stellwelle 13 erstreckt sich frei drehbar durch die Lagerbüchse 126, und das Pendel 178 ist mittels einer Schraube 179 undrehbar an dem über die Lagerbüchse 126 hinausragenden Ende der Stellwelle 13 befestigt. Zwischen dem Pendel 178 und dem Auslegerkopfstück 120 kann eine vibrations— dämpfende Reibscheibe 186 eingesetzt sein. Der Ventilkörper 40 des Richtungs-Regelventils T 127 (Fig. 13) wird somit unabhängig von der Winkelstellung des gelenkigen Auslegers 122, 123 durch das Pendel I78 parallel zur Senkrechten gehalten. Ausgehend von dieser Winkelstellung wird der Sollwert des Winkels durch Drehung des Ventilgehäuses 41 in seinem Lager 100 (Fig. 13) relativ zu der Senkrechten eingestellt. Diese Einstellung wird mittels des SteuerzylindeB T I80 durchgeführt, welcher direkt mit den Steuerleitungen 94, 95 des Steuerzylinders 32 an der Platte 146 gemäß Fig. 16 verbunden

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ist. Wenn der Steuerhebel 70 um die Schwenkachse 177 ver— schwenkt wird, findet eine entsprechende Drehung des Steuer— Zylinders T 180 mit Bezug auf die Senkrechte statt, wodurch das Auslegerkopfstück 120 zusammen mit der daran angebrachten Lafette 18 mit Bezug auf die Kippachse um den gewünschten Winkel gedreht werden. Da davon ausgegangen wird, daß der Ausleger 122, 123 und das Auslegerkopfstück 120 in einer senkrechten Stellung stehen, kann das Richtungs-Regelventil R 127 für die Drehung der Lafette relativ zum Auslegerkopfstück 120 entsprechend Fig. 18 am Kopfstück 120 befestigt sein und durch den Steuerzylinder 150 (Pig. 16) direkt über die Steuerleitungen 152, 153 und den Steuerzylinder R 180 eingestellt werden, indem der Steuerhebel 70 um seine zweite Schwenkachse 176 verschwenkt wird. Die Überlagerung und Übertragung einer weiteren Steuerbewegung auf das Richtungs— Regelventil R 127 entsprechend Abweichungen des Auslegers von der Senkrechten, angezeigt durch die Lage eines Pendels, ist dann, wenn sich der Ausleger nur in senkrechten Ebenen bewegt, nicht erforderlich.

Offensichtlich kann bei Verwendung eines Richtungs—Regelventils nach Pig. 13 ein Pendel alternativ auch an dem Ventilgehäuse 41 befestigt werden. In diesem Pail muß der Steuerzylinder 180 über seine Zahnstange I85 mit einem Zahnrad zusammenwirken, welches auf der gegenüberliegenden Seite des Ventils auf der Stellwelle 13 befestigt ist. Es muß bemerkt werden, daß das Richtungs-Regelventil T 127 mit dem Pendel 178 nicht unbedingt koaxial zur Lagerbüchse 126 montiert sein muß, sondern statt dessen auch an beliebiger Stelle an den senkrechten Plattenteilen des Auslegerkopfstücks 120 angebracht sein kann. Um Platz für das Pendel 178 zu lassen, kann die Befestigung auch so geschehen, daß das gesamte Richtungs— Regelventil T 127 oder auch nur dessen Ventilkörper 40 mit Bezug auf die Stellung nach Fig. 13 die umgekehrte Lage einnehmen, in welcher das Pendel 178 dem Steuerzylinder P I80 benachbart ist. In diesem Fall wird man zweckmäßigerweise in dem Zahnring 111 ein stützendes Rollenlager für die Stellwelle 13 vorsehen, um deren vorstehenden Teil zu zentrieren.

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Um für eine vollständig automatische Ausrichtung des Bohrauslegers 122, 123 in senkrechter Ebene — unabhängig von der Neigung des Chassis des Bohrwagens 135 beim Aufstellen oder der Bewegung im Terrain — kann eine Nivelliereinrich— tung gemäß Pig. 20 — 22 verwendet werden. Das Chassis des Bohrwagens 135 trägt in einer mittleren Ebene eine Lagerschale 188, die zusammen mit einem auf der Unterseite einer Grundplatte 190 angebrachten kugeligen Körper 189 ein Kugelgelenk bildet. Die Grundplatte 190 kann in Draufsicht rechtwinklig sein, wobei sich das Kugelgelenk I88, 189 an der vorderen, rechtwinkligen Ecke befindet. Auf der Grundplatte 190 steht der Lagerblock 134 des Auslegers 122, 123, wobei am vorderen Ende des Lagerblocks 134 die senkrechte Welle 128 des Traglagers 132 des Auslegers drehbar in einer Lagerplatte 191 gelagert ist. Die Grundplatte 190 hat an den beiden hinteren Enden aufrechtstehende, paarweise angeordnete Platten 192 und 193, welche jeweils einen Kraftzylinder 194 bzw.195 einfassen und in zueinander senkrechten Ebenen liegen. Der Kraftzylinder 194 ist mittels Lagerzapfen 196 drehbar zwischen den Platten 192 gelagert, während der Kraftzylinder 195 in ähnlicher Weise mittels Lagerzapfen zwischen den Platten 193 gelagert ist. Die Kolbenstange I98 des Kraftzylinder 194 greift gelenkig an einem parallel zu den Lagerzapfen 196 angeordneten Gelenkbolzen 199 an, der in einem Gelenkstück 200 sitzt, welches selbst wiederum mittels gegenüberliegender Lagerzapfen 201, die sich quer zum Lagerbolzen 199 erstrecken, verschwenkbar am Chassis des Bohrwagens 135 gelagert ist. In ähnlicher Weise ist auch die Kolbenstange 202 des Kraftzylinders 195 über nicht gezeigte, zueinander senkrecht stehende Gelenkbolzen am Chassis des Bohrwagens 135 allseitig gelenkig abgesützt.

Die Kraftzylinder 194, 195 haben die Aufgabe, die Grundplatte 190 unabhängig von der Neigung des Chassxs des Bohrwagens 135 in eine horizontale Lage zu bringen, indem sie sie in zwei zueinander senkrechten Ebenen drehen, die durch die Mitte des Kugelgelenks I89 und der Gelenke der Kolbenstangen 198, 202 bestimmt werden. Diese automatische Ein-

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stellung wird erreicht durch zwei Pendelventile 204, 205 _t die an den Ecken des Lagerblocks 134 angeordnet sind, wobei das Pendelventil 205 quer zu der senkrechten Ebene durch die Längsachse des KraftZylinders 195 und die Mitte des Kugelgelenks 188, 189 liegt. Die Pendelventile 204, 205 sind vorzugsweise entsprechend Fig. 4 ausgebildet, wobei jeweils ein Gewicht bzw. Pendel 206 an der Stellwelle 13 des Ventilkörpers 40 angehängt ist. Die Pendel der Ventile 204, 205 befinden sich vorzugsweise im Inneren des Lagerblocks 134. Durch geeignete Aufhängung derlendel 206 an Querbolzen 207 wird erreicht, daß die Pendel auch in Längsrichtung der zugehörigen Ventile 204, 205 schwingen können, so daß die Pendel 206 unabhängig von der Neigung der Grundplatte 190 in einer senkrechten Ebene gehalten werden. Das Ventil 204 nimmt die oben beschriebene mittlere Regelstellung ein, wenn derjenige Bereich der Grundplatte 190 horizontal liegt, der sich in der senkrechten Ebene zwischen dem Kugelgelenk 188 , 189 und dem Kraftzylinder befindet. Die Steuerleitungen 0 und U des Ventils 204 sind mit den gegenüberliegenden Enden des doppelt wirkenden Kraftzylinders 194 verbunden, so daß die zur Nivellierung erforderliche Rückkopplung erreicht wird. In entsprechender Weise ist das Pendelventil 205 mit dem Kraftzylinder 195 verbunden, jm denjenigen Bereich der Grundplatte 190 horizontal zu halten, der sich längs der senkrechten Ebene durch das Kugelgelenk I88, I89 und den Kraftzylinder 195 erstreckt· Wenn zwei im Winkel zueinander angeordnete oder rechtwinklig aufeinanderstellende Seiten der Grundplatte 190 horizontal ausgerichtet werden, so wird damit auch die Grundplatte insgesamt in eine horizontale Stellung gebracht.

Indem die Pendelventile 204, 205 von außen her an ihren End— flanschen 44 erfaßt und gedreht werden, ist es möglich, dem Ausleger 122, 123 während der Bewegung oder während der Arbeit momentan eine Winkeländerung relativ zum Chassis des Bohrwagens 135 zu erteilen, um z.B. Hindernisse im Gelände zu vermeiden. Wenn es erwünscht ist, das Traglager 132 des Auslegers ganz

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allgemein im Winkel einstellbar zur senkrechten Linie zu machen, kann ein durch ein Pendel betätigtes Richtungs-Regelventil 127 von der Art, wie in Pig. 13 dargestellt, mit einem Pendel 206 an der Stellwelle 13 verwendet werden. Solche ferngesteuerten Pendelventile für die Winkeleinstellung können mit Vorteil benutzt werden für die senkrechte oder horizontale Richtungssteuerung von durch Stellmotore verstellbaren Maschinenelementen, wie z.B. Plattformen, Masten, Arbeitsbrücken, Leitern usw.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Pig. 24—26 trägt der Ausleger 122, 123 wiederum ein Arbeitswerkzeug, wie z.B. ein schlagend betriebenes Brechwerkzeug 210, welches auf dem Ausleger—Kopfstück 120 montiert und ähnlich Pig. 15 mittels eines KraftZylinders 125 relativ zum Kopfstück 120 drehbar ist. Das letztere kann zusammen mit dem Werkzeug durch den Kraftzylinder 128 gekippt werden. Alle fünf gezeigten, als Stellmotoren dienendenKraftzylinder 133, 131, 130, 128 und 125 des Auslegers 122, 123 wirken mit an den zugehörigen Drehachsen angeordneten Steuerventilen von der Art gemäß Pig. 13 zusammen, die mit A 127 - E 127 bezeichnet sind. Längs des Bohrauslegers 122, 123 erstreckt sich in geeigneter Weise eine Druckfluid-Verteilerleitung 211 mit Anschlüssen an die Steuerventile A 127 - E 127 sowie eine Rücklauf-Verteilerleitung 212, die ebenfalls an die einzelnen Steuerventile angeschlossen ist. In Pig. 24 sind die beiden Verteilerleitungen 211, 212 nur sc.hematisch als gerade Linien in der Zeichnungsebene dargestellt.

Alle Steuerventile A 127 - E 127 sind außer an die Verteilerleitungen 211, 212 jeweils an die zugehörigen, zu steuernden Kraftzylinder angeschlossen, wie dies auch bei den oben beschriebenen anderen Ausführungsbeispielen der Pail ist. Jedes Steuerventil A 127 — E 127 wird betätigt durch einen zugeordneten Steuerzylinder A 180 - E 18O, von denen der Einfachheit halber nur der Steuerzylinder C 180 in Fig. 25 dargestellt ist. Die Steuerzylinder A 18O - E 180 sind über hydraulische Steuerleitungen A 214 - E 214 jeweils mit einem

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analogen Steuerzylinder A 216 - E 216 verbunden, welcher dem Steuerzylinder 82 gemäß Pig. 12 entspricht. Die Steuerzylinder A 216 - E 216 sind an einem mit mehreren Gelenken ausgebildeten, komplexen Steuerhebel angebracht, der in Fig. 26 dargestellt ist, und fühlen jeweils den Winkel zwischen zwei relativ zueinander drehbaren Teilen dieses Steuerhebels ab. Dabei sitzt beispielsweise der Steuerzy— · linder 216 an einem Hebelarm 218 und bildet zusammen mit diesem das Steuerglied für den Auslegerteil 122. Der Steuerzylinder D 216 sitzt in entsprechender Weise an einem Hebelarm 219 und bildet zusammen mit diesem ein Steuerglied für den Auslegerteil 123, wobei nach Art einer Analogsteuerung jede Winkelveränderung an den Gelenken des komplexen Steuerhebels gemäß Fig. 26 mittels der Steuerventile A 127-E 127 und der oben genannten Kraftzylinder winkelgetreu auf die entsprechenden Gelenke des Auslegers übertragen wird. Wenn z.B. der Hebelarm 219 um die Achse 220 gedreht wird, wird dabei über den Steuerzylinder 216, die Steuerleitungen C 214 und den Steuerzylinder C 18O das Steuerventil C 127 so betätigt, daß der zugehörige Kraftzylinder 130 den Auslegerteil 123 genau entsprechend der am Hebelarm 219 des Steuerhebels vorgenommenen Einstellung bewegt. Der komplexe Steuerhebel gemäß Fig. 26 ist in geeigneter Weise an einem Steuerpult 208 montiert, an welchem zu diesem Zweck eine Halterung 209 befestigt ist. In dieser Halterung ist der Steuerzylinder B 216 um eine senkrechte Achse 215 schwenkbar gelagert, wobei während dieser Schwenkbewegung der Steuer— zylinder A 216 betätigt wird, der dann über die Steuerlei— tungen A 214 und das Steuerventil A 127 bewirkt, daß der Kraftzylinder 133 das Traglager 132 des Auslegers winkelgerecht ebenso verschwenkt, wie der als Sollwertgeber dienende Steuerzylinder B 216 verschwenkt worden ist.

Der mit dem Hebelarm 219 verbundene Steuerzylinder D 216 ist über eine Gelenkachse 221 mit einem Hebelarm 222 des Steuerhebels verbunden, der einen Steuerzylinder E 216 trägt und das Steuerglied für die Winkelsteuerung des Kopfstücks 120 relativ zum Ausleger bildet. Bei einer Drehung des Hebel-

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arms 222 um die Gelenkachse 221 wird nämlich durch die Steuerung mittels des Steuerventils 127 und des Kraftzylinders 128 das Kopfstück 120 die Bewegung des Hebelarms 222 winkelgetreu nachvollziehen.

Der Hebelarm 222 trägt seinerseits den Steuerzylinder E 216, der betätigt wird, wenn ein Handgriff 225 um eine Drehachse 224 gedreht wird. Der Handgriff 225 bildet somit einen als Sollwertgeber dienenden Steuerhebel, dessen Steuerbewegungen analog nachvollzogen werden durch entsprechende Bewegungen des Brechwerkzeugs 210 relativ zum Kopfstück 120. Der Handgriff 225 kann aber auch dazu benutzt werden, den ganzen komplexen Steuerhebel gemäß Fig. 26 zu bedienen. Wenn der Handgriff 225 nur um die Achse 224 gedreht wird, betätigt der Steuerzylinder E 216 das Steuerventil E 127 über die Steuerleitungen E 214, und daraufhin bringt der Kraftzylinder 125 das Brechwerkzeug 210 in dieselbe Winkelstellung, die der Handgriff 225 nach seiner Verstellung einnimmt.

Die Steuerleitungen A 214 — E 214 werden vorzugsweise ergänzt durch eine hydraulische Justiereinrichtung entsprechend den Teilen 96, 97 und 98 gemäß Pig. 12. Die Steuerzylinder B 216, C 216 und D 216 sind im gezeichneten Aus— führungsbeispiel mit Stellsektoren 226 ausgebildet, die von den Hebelarmen 218, 219 und 222 übergriffen werden, wobei Anschläge 227, 228 an den Sektoren 226 angebracht sein können, um die relativen Winkelbewegungen der Hebelarme des Steuerhebels entsprechend den vorgegebenen Beschränkungen der Bewegungen der Auslegerteile 122, 123 und 120 zu beschränken. Außerdem können an den Hebelarmen 218, 219 Klemm- oder Arretierschrauben 230 angebracht sein, um die verschiedenen Hebelarme in bestimmten relativen Winkelstel— luiigen zu arretieren.

Es ist offensichtlich, daß durch Drehen, Heben oder Senken und seitliches Verschwenken des Handgriffs 225 oder der Hebelarme 218, 219, 220 die Möglichkeit besteht, die Teile

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132, 122, 123, 120 des Auslegers und das Brechwerkzeug 210 winkelgerecht entsprechend zu bewegen. Die Bedienungsperson wird also von schwerer Handarbeit vollständig entlastet.

Dabei versteht es sich, daß das im Zusammenhang mit Fig. 24 bis 26 beschriebene Steuersystem auch zur Steuerung anderer Arbeitswerkzeuge und Maschineneinheiten als nur des beispielhaft beschriebenen Brechwerkzeugs 210 eingesetzt werden kann.

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Claims

© Int. Cl. ²:

© BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND E 21 C 11/02

DEUTSCHES

PATENTAMT

Offenlegungsschrift 28 26 984

Unionspriorität:

Aktenzeichen: P 28 26 984.3 Anmeldetag: 20. 6.78 Offenlegungstag: 25. 1.79

21. 6.77 Schweden 7707137 21. 6.77 Schweden 7707138

Bezeichnung: Lenkvorrichtung, insbesondere für Maschineneinheiten

Anmelder: Atlas Copco AB, Nacka (Schweden)

Vertreter:

Erfinder: Beyer, W., Dipl.-Ing.; Jochem, B., Dipl.-Wirtsch.-Ing.; Pat.-Anwälte,
Frankfurt

Molin, Alexis, Saltsjöbaden (Schweden)

Recherchenantrag gem. § 28 a PatG ist gestellt

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Patentansprüche

1. Lenkvorrichtung, insbesondere für eine an einem schwenkbaren Ausleger drehbar gelagerte Einheit, z.B. eine Maschineneinheit, Plattform oder dergleichen, welche durch Ausgleichsbewegungen mittels eines durch ein richtungsabhängiges Regelventil gesteuerten, druckfluidbetriebenen Stellmotors unabhängig von Schwenkbewegungen des Auslegers eine bestimmte Ausrichtung im Raum beibehält, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (40, 41) aus zwei relativ zueinander verstellbaren, zur Steuerung der Druckfluidzufuhr zum Stellmotor (26) zusammenwirkenden Teilen besteht, deren eines direkt oder über eine Transmission drehfest mit der Maschinenein— heit (10, 14, 18) und deren anderes direkt oder über eine Transmission (64, 66_f 68) drehfest mit einer auf den Raum bezogenen Sollwert-Einstellvorrichtung (70) verbunden ist, wobei in einer mittleren, bei Abweichungen vom Stellmotor (26) jederzeit angesteuerten Regelstellung der beiden Ventilteile (40, 41) die Druckfluidzufuhr zum Stellmotor (26) unterbrochen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Sollwert-Einstell— vorrichtung aus einem um wenigstens eine Achse (22) verschwenkbaren Steuerhebel (70) besteht, dessen Schwenkbewegungen durch die Transmission (64, 66, 68) winkelgerecht auf den einen Teil (40) des Regelventils (40, 41) übertragbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennze ichnet, daß das Regelventil aus einem relativ zu einem Ventilgehäuse (41) drehbaren,

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mit diesem zusammenwirkenden Ventilkörper (40) besteht, dessen Drehachse (23) koaxial zur Drehachse (21) der Maschineneinheit (10, 14, 18) liegt, und daß der Steuerhebel (70) relativ zum Traglager (29) des Auslegers (17) in unterschiedlichen Winkelstellungen festlegbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Transmission aus einem oder mehreren Parallelogrammlenkern (64, 66, 68) besteht, deren Hauptachsen (21,22) mit den Gelenkachsen des Auslegers (17) und der Maschineneinheit (10, 14, 18) fluchten.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Transmission aus an den Gelenkachsen (176, 177, 21, 22, 144) des Steuerhebels (70), des Auslegers (17, 122, 123) und der Maschineneinheit (10, 14, 18) angeordneten, hydraulisch gekoppelten Steuerzylindern (82, 150, 81, 80) mit Kolbenbewegungen entsprechend den Winkelbewe— gungen an den Gelenkachsen besteht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerhebel (70) derart montiert ist, daß er parallel zur Maschineneinheit (10, 14, 18) liegt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausleger (122, 123) um zwei zueinander senkrechte Achsen (28, 138) schwenkbar gelagert ist und der Steuerhebel (70) im Winkel relativ zu drei zueinander senkrechten Achsen (176, 177, 138), die parallel zu den Achsen liegen, um die der Ausleger (122, 123) und die Maschineneinheit (10, 14, 18) schwenkbar sind, und mit-

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tels einer Visiereinrichtung (157» 158, 159) auch relativ zur Umgebung einstellbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Regelventil (40, 41) ein drittes drehbares Ventilteil (100) aufweist, welches drehfest mit dem die Maschineneinheit (10,14, 18) tragenden Auslegerteil (17", 123, 120) verbunden ist, und daß das mit der Sollwert-Einstellvorrichtung (70) verbundene Ventilteil (41) von einem der beiden anderen Ventilteile (100, 40) bei deren Relativdrehung mitnehmbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (T 127) ein drittes drehbares Ventilteil (40) aufweist, welches drehfest mit einem Pendel (178) verbunden ist, und daß das mit der Sollwert-Einstellvorrichtung (70) verbundene Ventilteil (41) von dem mit der Maschineneinheit (10, 14, 18) verbundenen Ventilteil (100) bei dessen Drehung mitnehmbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet , daß die winkelgenaue Transmission zwischen der Sollwert-Einstellvorrichtung (70) und dem einen Ventilteil (41) ein flexibles Stahlkabel ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Traglager (132) des Auslegers (122, 123) auf einem Chassis (135) verschwenkbar gelagert und durch auf Hubzylinder (194, 195) wirkende, mit Pendeln (206) verbundene Regelventile (204, 205) selbsttätig horizontal ausrichtbar ist.

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12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerhebel (70) analog den gelenkig miteinander verbundenen Teilen (122, 123, 120) des Auslegers und der Maschineneinheit (210) aus mehreren gelenkig miteinander verbundenen Hebelarmen (218, 219, 222, 225) besteht, deren Gelenkbewegungen durch hydraulische Steuerzylinder (A 216 - E 216) abfühlbar und über hydraulische Steuerleitungen (A 214 - E 214) auf Steuerzylinder (A 180 - E 18O) von den entsprechenden Gelenken des Auslegers (122, 123, 120) und der Maschinen— einheit (210) zugeordneten Regelventilen (A 127 - E 127) übertragbar sind, welche mit den Gelenken zugeordneten Stellmotoren (125, 128, 130, 131, 133) zusammenwirken.

13. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet , daß die drei Ventilteile (40, 41, 100) koaxial ineinander drehbar sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß das eine Ventilteil (100, 102) mit Ringnuten (103-106) für eine von der relativen Drehwinkelstellung unabhängige Zufuhr und Ableitung von Druckfluid ausgebildet ist.

15· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge — kennzeichnet, daß in der mittleren Regel— stellung des Regelventils (40, 41) die leckage an den regelnden Flächen (73) der Ventilteile in der Druckleitung (20, 49) zum Stellmotor (26, 125, 128) etwas größer ist als in der Rücklaufleitung (213, 50).

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, da durch gekennzeichnet, daß eines der Ventilteile (41) mit Ventilöffnungen (54, 55) mit Drosselwirkung versehen ist, welche bei Auslenkung des Ventils in beiden Richtungen aus der mittleren Regelstellung durch

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Flächen (73) an einem anderen Ventilteil (40) für die Verbindung zwischen einer Druckfluid-Versorgungslei— tung (20) und einem Stellmotor (26) freigebbar sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch ge — kennzeichnet , daß das eine Ventilteil (41) mit weiteren Ventilöffnungen (56, 57) mit Drosselwirkung versehen ist, welche bei Auslenkung des Ventils in beiden Richtungen aus der mittleren Regelstellung durch Flächen (73) an dem anderen Ventilteil (40) für die Verbindung zwischen einer Rücklaufleitung (213) und dem Auslaß des Stellmotors (26) freigebbar sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet , daß die Ventilöffnungen (54—57) mit Drosselwirkung in einem Ventilgehäuse (41) und die mit diesen zusammenwirkenden Flächen (73) an einem im Ventilgehäuse (41) drehbaren Ventilkörpar (40) ausgebildet sind, und bei weiterer Auslenkung zusätzlich größere Ventilöffnungen (75, 59) ohne Drosselwirkung freigebbar sind.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (40) für die Druckfluid-Versorgungsleitung (20) und die Rückleitung (213) diametral gegenüberliegend und axial versetzt je eine bogenförmige Umfangsnut (49» 50) aufweist, deren Umfangs—Endflächen (73) je nach der Richtung der Auslenkung aus der mittleren Regellage jeweils mit einer von zwei diametral gegenüberliegenden, drosselnden Ventilöffnungen (54-57) zusammenwirken.

20. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil aus mehreren in einem Ventilgehäuse (227) montierten Ventilen (165-168) mit translatorisch verschieblichen Ventilkörpern

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besteht, welche durch eine Nockenwelle (170) betätigbar sind, wobei die mittlere Regelstellung durch Veränderung der relativen Drehwinkelstellung zwischen dem Ventilgehäuse (227) und der Nockenwelle (170) einstellbar ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (227) im Winkel relativ zu einem Träger (1.18O) für es selbst oder die Nockenwelle (170) einstellbar ist.

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