DE4032965C2 - Vorrichtung zur Einstellung einer waagerechten Basis für einen darauf angeordneten Mechanismus - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einstellung einer waagerechten Basis für einen darauf angeordneten Mechanismus.

Eine derartige Vorrichtung umfaßt zuächst einen Basisteil, auf dem ein in der Lage auszurichtender Mechanismus angeordnet ist und einen auf dem Basisteil angeordneten Vertikalitätsdetektor.

Ein Vertikalitätsdetektor ist beispielsweise schon aus der DE 33 26 618 A bekannt. Hier ist in einem starren Gehäuse gelenkig ein Pendel aufgehängt, unter dem ein Näherungsfühler angeordnet ist. Dieser Näherungsfühler erzeugt ein magnetisches Feld, in dem sich beim Pendeln ein das untere Ende des Pendels bildender Pendelkopf bewegt. Ein derartiger Vertikalitätsdetektor kann beispielsweise zur Erfassung der Schräglage eines Krans verwendet werden, wobei er in diesem Fall den Teil eines Sicherheitssystems zur Verhinderung gefährlicher Kranbewegungen bildet.

Auch aus der DE 24 58 928 C2 ist ein Vertikalitätsdetektor bekannt. Hier ist an einem biegbaren Pendelbalken ein Gewicht 14 aufgehängt, in welchem ein Permanentmagnet enthalten ist, das oberhalb von vier elektromagnetischen Aufnehmerspulen schwenkbar aufgehängt ist. Diese vier elektromagnetischen Aufnehmerspulen sind derart angeordnet, daß sie in Draufsicht die Eckpunkte eines Quadrates bilden.

Aus der US 32 15 391 A und der US 45 47 974 A sind jeweils Vorrichtungen zur Einstellung der waagerechten Basis bekannt. Bei der aus der US 32 15 391 vorbekannten Vorrichtung ist eine ebene Auflagefläche durch drei Aufstützpunkte, die verschwenkbar sind, abgestützt. Die Vorrichtung gemäß der US 45 47 974 umfaßt eine einseitig schwenkbar aufgehängte Platte, deren freies Ende über eine Stütze höhenverstellbar ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Vorrichtung zur Einstellung einer waagerechten Basis für einen darauf angeordneten Mechanismus an die Hand zu geben.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen eines Hauptanspruchs gelöst. Demnach weist diese Vorrichtung ein Basisteil auf, auf dem ein in der Lage auszurichtender Mechanismus angeordnet ist. Weiterhin ist eine an ihren Enden gelagerte erste horizontale Achse vorgesehen, eine rechtwinklig zu der ersten Achse und in einem an diese Achse angeordneten Lager drehbaren zweiten Achse, einer rechtwinklig und fest mit der zweiten Achse verbundenen Stützachse, an deren beiden Enden vertikal höhenverstellbare Achsen angreifen, wobei die zweite Achse und die Stützachse die Bezugsebene für das Basisteil bilden. Auf dem Basisteil ist ein Vertikalitätsdetektor angeordnet, der die Lageveränderung der Achsen entsprechend seines Meßausgangs steuert. Dabei weist der Vertikalitätsdetektor einen longitudinal angeordneten zylindrischen Hauptkörper auf, der als Bezugsteil dient. Weiterhin weist er ein Gewicht auf, das in dem zylindrischen Hauptkörper mittels eines Aufhängungsstützkörpers frei schwingend aufgehängt ist und weiterhin weist er Feststellungseinrichtungen zum elektrischen, magnetischen oder optischen Feststellen des Schwingens des Gewichtes in seiner Schwingungsrichtung auf.

Bevorzugte Ausführungsformen dieser Vorrichtung ergeben sich aus dem sich an den Hauptanspruch anschließenden Unteransprüchen.

Bei dieser Vorrichtung fängt das im Bezugsteil aufgehängte Gewicht genau zu dem Zeitpunkt zu schwingen an, in dem das Bezugsteil in irgendeine Richtung geneigt wird. Die so induzierte freie Schwingung ist meßbar. Der Schwingungszustand wird durch die Feststelleinrichtungen, z. B. einer elektrischen Signalvorrichtung, festgestellt, welche so angeordnet ist, daß sie der Richtung des Schwingens des Gewichts entspricht. Anschließend wird das aufgenommene Signal analysiert, wobei die Richtung und der Neigungsgrad des Bezugsteils, beispielsweise eines zylindrischen Hauptkörpers, festgestellt wird.

Aufgrund der vorteilhaften Anordnung des Basisteils, kann dieses seine Lage bezogen auf eine vertikale bzw. horizontale im Bereich von 0° bis 90° variieren.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt, der den Hauptkörper einer Ausführungsform eines Detektors entsprechend der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht, die ein Beispiel einer Konfigura­ tion der Feststellungseinrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 3a ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für das Verhältnis zwischen einer Aufhängungsstange, einem Gewicht und einer Feststellungseinrichtung in der vertikalen Lage zeigt;

Fig. 3b zeigt eine Wellenform eines Ausgangs aus der Feststel­ lungseinrichtung der in der in Fig. 3a gezeigten Lage;

Fig. 4a ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel des Verhältnisses zwischen der Aufhängungsstange, dem Gewicht und der Feststellungseinrichtung in einer geneigten Lage zeigt;

Fig. 4b zeigt eine Wellenform eines Ausgangs aus der Feststel­ lungseinrichtung in der in Fig. 4a gezeigten Lage;

Fig. 5 ist ein funktionelles Blockdiagramm, welches ein Bei­ spiel eines Abschnitts zum Berechnen eines Feststellungsausgangs zeigt;

Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt eine die Wa­ agerechte erhaltende Basis für einen Mechanismus und eine Vor­ richtung in der der Detektor entsprechend der vorliegenden Erfin­ dung verwendet wird;

Fig. 7a und 7b ist ein Blockdiagramm, das den Vorgang des Steuerns der Neigung der in Fig. 6 gezeigten die Waagerechte erhaltenden Ba­ sis darstellt;

Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt, von hinten, einen Lastwagen auf welchen eine lastbewegende Vorrichtung ange­ bracht ist, wobei die die Last bewegende Vorrichtung einen Mecha­ nismus zum Beibehalten/Einstellen der horizontalen Lage auf­ weist, welcher eine Abwandlung der die Waagerechte enthaltenden Basis darstellt, an der der Detektor entsprechend der vorliegen­ den Erfindung verwendet wird;

Fig. 9 ist eine Seitenansicht, die den oberen Teil der lasten­ bewegenden Vorrichtung zeigt; und

Fig. 10 ist eine teilweise geschnitte Frontalansicht, die einen wesentlichen Abschnitt des in Fig. 8 gezeigten Mechanismus zeigt, der die horizontale Lage regelt.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegen­ den Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.

In Fig. 1 bezeichnet die Bezugszahl 1 einen zylinderischen Hauptkörper, der als Bezugteil für einen erfindungsgemäßen Detek­ tor VS dient. Bezugszahl 2 bezeichnet ein oberes Teil des Haupt­ körpers 1, und das obere Teil 2 hat in seinem zentralen Bereich eine sich aufweitende Bohrung, die als Träger 3 dient. Der Trä­ ger 3 kann auch eine andere Form annehmen, z. B. eine Bohrung mit konkarver Oberfläche.

Referenzzahl 4 bezeichnet ein Stützteil für die hängende Stange 5, wobei das Stützteil 4 einen kugelförmigen unteren Abschnitt 4a hat. Die hängende Stange 5 trägt ein Gewicht 6 auf hängende Weise, wobei der obere Abschnitt der Stange durch eine Bohrung 4b geführt ist, welche Bohrung im zentralen Bereich des Stütz­ teils 4 ausgebildet ist. Eine Spiralfeder 5a und eine die Feder zurückhaltende Mutter 5b sind auf dem oberen Abschnitt versehen. Die Feder 5a wirkt in der Weise, daß sie die durch das Gewicht 6 erzeugte Reibung reduziert.

Die Länge des unteren Abschnitts der hängenden Stange 5 ist der­ art bemessen, daß sie über das untere Ende des zylinderischen Hauptkörpers 1 hinaussteht. Des weiteren ist das Gewicht 6 in ei­ ner Position oberhalb der Mitte der hängenden Stange 5 derart befestigt, daß das Gewicht 6 vertikal bewegt werden kann.

Die vertikale Positionseinstellung des Gewichtes 6 wird bei­ spielsweise mit Hilfe von Schrauben und Muttern erreicht, mit denen die hängende Stange 5 und das Gewicht 6 jeweils ausgestat­ tet sind oder mit Hilfe eines Gerüsts, das derart angeordnet ist, daß das Gewicht 6 beweglich mit der hängenden Stange 5 ver­ bunden ist und diese beiden Teile mit einer Fixierungsschraube oder ähnlichem fixiert werden können. Das Gewicht 6 wird fix­ iert, nachdem seine Vibrationsfrequenz eingestellt ist. Wenn das Gewicht 6 in dem oberen Bereich der hängenden Stange 5 angeord­ net ist, d. h. in der Nachbarschaft des Stützpunktes angeordnet ist, so wird die Vibrationsfrequenz erhöht und die Meßgenauig­ keit dadurch verbessert.

Aufgrund der oben beschriebenen Anordnung mit den beschriebenen Komponenten 1 bis 6 ist das Gewicht 6 derart von der hängenden Stange 5 gestützt und getragen, daß es sich in alle Richtungen der Ebene unter Zusammenspiel des Trägers 3 und des Stützteils 4 bewegen kann.

Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die oben beschrie­ bene Vorrichtung beschränkt, mit der das Gewicht 6 frei in der Ebene schwingen und vibrieren kann. Eine andere Vorrichtung kann verwendet werden. Da das Gewicht 6 derart getragen ist, daß es frei schwingen kann, so wird das Gewicht 6 fortlaufend geschwun­ gen, wenn der zylinderische Hauptkörper 1 ein wenig geneigt wird, d. h. wenn er vibriert wird. Deswegen kann der Vorgang der Neigung gemessen werden, wenn der Anfang der Schwingung festge­ stellt werden kann.

Wenn das Gewicht 6 begonnen hat, hin und her zu schwingen und aufgrund fortlaufenden Schwingens einen Schwingungszustand er­ reicht hat, so wird die Schwingung von der vorderen und hinteren Meßeinrichtung gemessen. Deswegen kann die Seite, auf welcher die Neigung des zylinderischen Hauptkörpers 1 erzeugt wurde, und der Grad der Neigung nicht einfach gemessen und festgestellt wer­ den.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann die Erzeugung, die Richtung und der Grad der Neigung schnell und genau mit Hilfe einer einfachen Vorrichtung festgestellt werden, selbst wenn die oben beschriebene Art von Schwingungen erzeugt wurde.

Für diesen Fall wird die Vorrichtung im folgenden beschrieben.

Referenzzahl 7 bezeichnet eine flache lichtundurchlässige Plat­ te, die an dem unteren Ende der hängenden Stange 5 befestigt ist, wobei die lichtundurchlässige Platte 7 viereckig ausgebil­ det ist, wenn sie in der Draufsicht betrachtet wird.

Die Referenzzahlen 8, 9, 10 und 11 bezeichnen jeweils Feststel­ lungseinrichtungen, z. B. Fotounterbrecher, die an dem unteren Ende des zylinderischen Hauptkörpers 1 befestigt sind und die als Bezugsteil dienen, wobei die Feststellungseinrichtungen 8, 9, 10 und 11 so angeordnet sind, daß sie die jeweiligen Seiten der lichtundurchlässigen Platte 7 jeweils vertikal halten. Die Feststellungseinrichtungen 8 und 11 erzeugen kein Signal, wenn der zylinderische Hauptkörper vertikal angeordnet ist, d. h. wenn sowohl der Hauptkörper 1 als auch die hängende Stange 5 vertikal angeordnet sind. Wird der zylinderische Hauptkörper beispielswei­ se nach links geneigt, so wird ein Signal an der lichtempfangen­ den Seite des Fotounterbrechers erzeugt, der als Feststellungs­ einrichtung 10 dient. Wird der zylinderische Hauptkörper 1 in den mittleren Bereich zwischen der Feststellungseinrichtung 8 und der Feststellungseinrichtung 10 geneigt, d. h. diagonal ge­ neigt, so erzeugen zwei Feststellungseinrichtungen, die ent­ sprechend angeordnet sind, Signale.

Wenn die Positionsbeziehungen zwischen der lichtundurchlässigen Platte 7 und den Feststellungseinrichtungen 8 bis 11 wie in Fig. 2 gezeigt feststehen, die eine Grundrißansicht darstellt, gibt der Ausgang der Feststellungseinrichtung 8 deshalb die rich­ tige Neigung des zylinderischen Hauptkörpers an, welcher Haupt­ körper als Bezugsteil dient. Auf gleiche Weise gibt der Ausgang der Feststellungseinrichtung 9 eine Vorwärtsneigung (Neigung ge­ gen die gegenüberliegende Seite) des Hauptkörpers 1 an. Der Aus­ gang der Feststellungseinrichtung 10 gibt eine linke Neigung des Hauptkörpers an, während der Ausgang der Feststellungseinrich­ tung 11 eine rückwärtige Neigung (Neigung gegen diese Seite) des Hauptkörpers 1 angibt. Des weiteren geben die gleichzeitigen Aus­ gänge der Feststellungseinrichtungen 8 und 9, 9 und 10 oder 11 und 8 jeweils eine diagonale vor/rück- oder recht/links-Neigung an.

Deshalb kann die Richtung der ursprünglichen Neigung des zylinde­ rischen Hauptkörpers 1 bezüglich der vertikalen Achse bestimmt werden, wenn die Feststellungseinrichtung den ersten Ausgang übermittelt hat. Deshalb kann der erfindungsgemäße Detektor auf zufriedenstellende Weise als Vertikalitätsdetektor aufgrund der oben beschriebenen Funktion dienen. Es ist vorteilhaft, daß die Vorrichtung derart angeordnet wird, daß die sich gegenüberstehen­ den Feststellungseinrichtungen 8 und 10 und die sich gegenüber­ stehenden Feststellungseinrichtungen 9 und 11 bezüglich der lichtundurchlässigen Platte 7 so angeordnet sind, daß eine klei­ ne Winkelneigung des zylinderischen Hauptkörpers 1, beispielswei­ se 1 Grad, nicht angezeigt wird. Dies bedeutet, daß es vorteil­ haft ist, daß als Alternative einer Vorrichtung, die bei Neigung des zylinderischen Hauptkörpers 1 sofort ein Signal erzeugt, das diese Neigung feststellt, eine insitive Zone vorgesehen ist.

Der Grund dafür liegt darin, daß bei exzessiv gesteigerter Sensi­ bilität für Neigung ein sog. "klappern" im Ausgang der Feststel­ lungseinrichtung stattfindet, das die Neigungsfeststellung schwierig macht.

Im folgenden wird eine Vorrichtung beschrieben, die an einem be­ wegten Objekt oder an einem Objekt, das in einem festen Zustand geneigt ist, angebracht ist, um schnell und genau die Vertikali­ tät des Objektes zu messen.

Der oben beschriebene Vertikalitätsdetektor VS ist derart ange­ ordnet, daß bei Neigung des Objektes, an dem der Detektor be­ festigt ist, daß das Schwingen der hängenden Stange 5 aufgrund der Bewegung des Objektes eine kontinuierliche Schwingung wird, weil die hängende Stange 5, an der das Gewicht 6 befestigt ist, vom Träger 3 am Befestigungsteil 4 derart getragen ist, daß das Befestigungsteil 4 bezüglich des Trägers 3 frei schwingen kann.

Angenommen, daß der zylinderische Hauptkörper 1, der als Bezugs­ teil dient, bezüglich der vertikalen Achse (siehe Fig. 3a) nicht geneigt ist, zeigen die aufgrund der Schwingung des Ge­ wichts 6 erzeugten Signale, die beispielsweise von den Feststel­ lungseinrichtungen 8 und 10 gemessen werden, im wesentlichen die gleiche Form, wie sie aus Fig. 3b entnommen werden kann.

Wird hingegen das Schwingen der hängenden Stange 5 mit dem zylin­ derischen Körper 1, welcher das Bezugsteil ist, fortgesetzt, wo­ bei der zylinderische Körper bezüglich der vertikalen Achse (sie­ he Fig. 4a) geneigt ist, so übermitteln die Feststellungsein­ richtungen, die in der Richtung des oben beschriebenen Schwin­ gungsvorgangs angeordnet sind, beispielsweise die Feststellungs­ einrichtungen 8 und 10, unterschiedliche, in Fig. 4b dargestell­ te Ausgänge.

Deshalb wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung derart angeordnet, daß die Zeitintervalle, in denen Ausgänge von den oben beschrie­ benen Feststellungseinrichtungen 8 und 10 erhalten werden kön­ nen, derart gemessen werden, daß die Zeitintervalle einem Ver­ gleich unterzogen werden. Alternativ dazu ist eine Vorrichtung derart angeordnet, daß die Feststellungsausgänge der Feststel­ lungseinrichtungen 8 und 10 in Form von Pulssignalen erhalten werden, so daß die Pulssignale einem Vergleich unterzogen wer­ den. Im Ergebnis wird die Neigung des Objekts gegenüber den Fest­ stellungseinrichtungen 8 oder 10, das heißt die Richtung der Nei­ gung festgestellt. Des weiteren wird der Grad der Neigung durch Messen und Berechnen des Ausgangs (die Fläche der Wellenform oder die Anzahl der Pulse) von der Feststellungseinrichtung 8 pro Zeiteinheit gemessen.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann der gegenüber einer Neigung insensitive Bereich wie im folgenden beschrieben auch dann bewerkstelligt werden, wenn das Gewicht vibriert.

Manchmal schwingt das Gewicht 6 frei aufgrund der Bewegung des Objekts in dem der zylinderische Hauptkörper 1 befestigt ist, wenn der zylinderische Hauptkörper 1 nicht bezüglich der vertika­ len Achse geneigt ist. In diesem Fall übermitteln die Feststel­ lungseinrichtungen 8, 10 und 9, 11 die entlang der Richtung des oben beschriebenen Schwingungsvorgangs angeordnet sind im wesent­ lichen die gleichen Ausgänge.

Deshalb wird der Unterschied im Feststellungsausgang zwischen dem Paar von Feststellungseinrichtungen 8 und 10 und dem Paar von Feststellungseinrichtungen 9 und 11 immer erkannt, so daß ein neutraler Bereich oder ein insensitiver Bereich in dem der zylinderische Hauptkörper 1 nicht geneigt, geschaffen wird, wenn kein Ausschlag vorliegt (oder innerhalb eines vorbestimmten Gra­ des von Ausschlag). Wird ein Ausschlag zwischen den Ausgängen der beiden Paare von Feststellungseinrichtungen festgestellt, so ist erwiesen, daß der zylinderische Hauptkörper 1 in der ent­ sprechenden Richtung geneigt ist. In der Vorrichtung, in der je­ der der Fotounterbrecher, die als Feststellungseinrichtung 8 bis 11 dienen, von der Art ist, bei der der lichtaussendende Bereich dem Empfangsbereich gepulstes Licht liefert, wird der Feststel­ lungsausgang in Form von gepulsten Wellen erhalten. Die Feststel­ lungssensitivität oder die Feststellungsgenauigkeit der Feststel­ lungseinrichtung der oben beschriebenen Art kann zusätzlich durch Modulierung der Frequenz des von dem lichtaussendenden Be­ reich ausgesandten Lichtes geregelt werden.

Die Feststellungseinrichtung zum Erhalten des oben beschriebenen Ausgangs kann durch einen magnetischen Kodierer ersetzt werden.

Fig. 5 ist ein funktionelles Blockdiagramm, das ein Beispiel eines Abschnitts zum Berechnen der von den jeweiligen Feststel­ lungseinrichtungen 8 bis 10 gelieferten Ausgangssignale zeigt.

In Fig. 5 bezeichnen die Bezugszahlen 12 bis 15 jeweils Fest­ stellungsschaltkreise, die mit den entsprechenden Feststellungs­ einrichtungen 8 bis 11 verbunden sind, wobei die Feststellungs­ schaltungen 12 bis 15 Schaltungen zum Messen enthalten, die mit Hilfe von Zeitgeberimpulsen den Zeitraum messen, in dem die Fest­ stellungseinrichtungen 8 bis 11 die Ausgänge 8s bis 10s übersen­ den, wobei Zählschaltungen zum Zählen der Anzahl der Pulse der Ausgänge 8s bis 11s der Feststellungseinrichtungen 8 bis 11 vorhanden sind. Die Referenzzahlen 16 bis 19 bezeichnen jeweils aritmetische Feststellungsschaltungen zum Addieren der Ausgänge der Feststellungsschaltungen 12 bis 15 der beiden Feststellungs­ einrichtungen der Feststellungseinrichtungen 8 bis 11 für den Fall, daß die zwei Feststellungseinrichtungen die Ausgänge gleichzeitig übermitteln. Jeder der aritmetischen Feststellungs­ schaltungen 16 bis 19 hat ein Gatter (in der Darstellung wegge­ lassen), welches nicht betrieben wird, wenn kein Eingang von den beiden Feststellungseinrichtungen vorliegt.

Die Bezugszahlen 20 bis 23 bezeichnen jeweils Vergleichsschaltun­ gen zum Vergleichen der Feststellungsausgänge der Feststellungs­ einrichtungen 8 bis 11 und der entsprechenden Feststellungsschal­ tungen 12 bis 15 und 16 bis 19. Die Feststellungsschaltungen 20 bis 23 berechnen die Unterschiede der Feststellungswerte, welche von den Feststellungsschaltungen 12 bis 15 oder 16 bis 19 erhal­ ten werden. Die so erhaltenen Werte werden in Signale umgewan­ delt, welche die Winkel in den Folgeausgangsschaltungen 24 bis 27 angeben, bevor die Signale übersendet werden. Dementsprechend kann der erfindungsgemäße Detektor VS zur Normierung dienen, denn der Winkelgrad und die Neigungsrichtung bezüglich der verti­ kalen Achse können als numerische Daten gemessen werden.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das oben beschriebene Verfahren zum Berechnen der Ausgänge der Feststellungseinrichtun­ gen 8 bis 11 beschränkt. Jedoch müssen die Ausgänge der Ausgangs­ schaltung 24 bis 27 auf ähnliche Weise in dem Berechnungsab­ schnitt berechnet werden.

Der oben beschriebene erfindungsgemäße Vertikalitätsdetektor VS kann verwendet werden, um eine die Waagerechte erhaltende Basis für ein Mechanismus oder eine Vorrichtung zu schaffen, wie sie in Fig. 6 gezeigt ist.

In Fig. 6 bezeichnet die Bezugszahl 28 eine horizontale erste Achse, die entsprechend dieser Ausführungsform an der gegenüber­ liegenden Seite der Zeichnung angeordnet ist. Die Bezugszeichen 28a und 28b bezeichnen Lager zum Lagern der ersten Achse 28 an deren jeweiligen Enden.

Bezugszahl 29 bezeichnet eine zweite Achse, die horizontal gela­ gert ist und rechtwinklig zur ersten Achse 28 im Mittelbereich der ersten Achse 28 angeordnet ist. Das hintere Ende (die rechte Seite der Zeichnung) der zweiten Achse 29 ist auf der ersten Ach­ se 28 von einem Lager 29a drehbar gelagert.

Das vordere Ende (linke Seite der Zeichnung) der zweiten Achse 29 hat eine Stützachse 29′, die rechtwinklig zur zweiten Achse 29 angeordnet ist, d. h. sie ist parallel zur ersten Achse 28 an­ geordnet. Die beiden Enden der Stützachse 29′ werden von einer dritten Achse 30 und einer vierten Achse 31 getragen, die im we­ sentlichen parallel zur vertikalen Achse angeordnet sind.

Die dritte und vierte Achse 30 und 31 sind jeweils derart ange­ ordnet, daß sie mit Hilfe von Hubvorrichtungen 30a und 31a ange­ hoben werden können, welche Hubvorrichtungen einen Motorzylin­ der, einen Luftzylinder und einen Schraubendrehungsmechanismus aufweisen. Deshalb können die Stützachse 29′ und die zweite Ach­ se 29, d. h. die Ebene, die die beiden Achsen 29 und 29′ enthält, gehalten werden, während sie einen zusätzlichen Neigungswinkel, der Null Grad einschließt, bezüglich der vertikalen Achse oder der horizontalen Ebene, die rechtwinklig zur vertikalen Achse verläuft, einnehmen. Dies wird aufgrund des Hebebetriebs des Be­ tätigers 30a und/oder des Betätigers 31a ermöglicht.

Die Abschnitte 30a und 31a zwischen den oberen Enden der beiden Betätiger 30a und 31a und der Stützachse 29′ und den Bodenberei­ chen 30b und 31b, die den oben beschriebenen oberen Enden gegen­ überstehen sind aus Universalgelenken gebildet.

Folglich kann ein Beispiel der erfindungsgemäßen die Waagerechte erhaltenden Basis derart ausgebildet sein, daß sie den oben be­ schriebenen Vertikalitätsdetektor VS enthält. Dadurch wird die Neigung der Bezugsebene H, die von der Ebene gebildet wird, die die zweite Achse 29 und die Stützachse 29′ enthält, bezüglich der vertikalen Achse immer gemessen. Folglich werden die oben beschriebenen Vorrichtungen 30a und 31a wie weiter unten be­ schrieben, immer derart betrieben, daß die bezugshorizontale Ebe­ ne H immer horizontal bezüglich der vertikalen Achse angeordnet ist.

In Fig. 7a und 7b bezeichnen die Bezugszeichen 5 bis 27 dieselben Ele­ mente wie die in Fig. 5 gezeigten. Folglich wird ein Signal übersandt, das den Winkel angibt und von den Ausgangsschaltungen 24 bis 27 umgewandelt ist.

Entsprechend wird, wie weiter unten beschrieben, der Vertikali­ tätsdetektor VS an einem Mechanismus verwendet, welcher Mechanis­ mus dazu dient, immer die horizontale Bezugsebene H, welche die Achsen 29 und 29′ enthält, bezüglich der vertikalen Achse hori­ zontal zu halten, dadurch, daß die Vorrichtungen 30a und 31a der dritten Achse 30 und der vierten Achse 31 der in Fig. 6 gezeig­ ten erfindungsgemäßen die Waagerechte erhaltenden Basis betätigt werden.

Wird die horizontale Bezugsebene H, die die Achsen 29 und 29′ enthält, der erfindungsgemäßen die Waagerechten erhaltenden Ba­ sis bezüglich der vertikalen Achse geneigt und aus der Waagerech­ ten gebracht, so wird der zylinderische Hauptkörper des Detek­ tors VS ebenfalls und unter dem gleichen Winkel geneigt.

Die Neigung wird von einem oder von zwei Feststellungseinrichtun­ gen der Feststellungseinrichtungen 8 bis 11, welche in dem zylin­ derischen Hauptkörper 1 angeordnet sind, festgestellt. Die Nei­ gung wird dann von dem in Fig. 7a und 7b gezeichneten Abschnitt berech­ net, wobei die Verarbeitung des Feststellungssignals derart ist, daß dieses den Schaltungen 41 und 51 zum Steuern der Drehung der Motoren 40 und 50 für die Vorrichtungen 30a und 31a zugeführt wird. Dementsprechend werden die Motoren 40 und 50 vorwärts oder rückwärts derart gedreht, daß der zylinderische Hauptkörper 1 vertikal korrigiert wird. Um die Beschreibung einfacher zu ma­ chen, ist die Vorwärtsdrehung eines jeden Motors 40 und 50 im Uhrzeigersinn, während die Rückwärtsdrehung derselben entgegen dem Uhrzeigersinn verläuft. Die Drehung der Motoren 40 und 50 wird im folgenden weiter unten beschrieben.

Die Ausgangsschaltung 24 des Feststellungssignalberechnungsab­ schnitts der Feststellungseinrichtung übermittelt ein Signal der Vorwärtsdrehung oder ein Signal der Rückwärtsdrehung an Motor 40, entsprechend dem Ausgang der Feststellungseinrichtungen 8 und 10. Auf ähnliche Weise übermittelt die Ausgangsschaltung 25 ein Vorwärtsdrehsignal oder ein Rückwärtsdrehsignal an Motor 50 entsprechend dem Ausgang der Feststellungseinrichtungen 9 und 11.

Die Ausgangsschaltung 26 übermittel ein Vorwärtsdrehsignal oder ein Rückwärtsdrehsignal an die Motoren 40 und 50 entsprechend den Ausgängen der Feststellungseinrichtungen 8, 11 und 9, 10. Auf ähnliche Weise übermittelt die Ausgangsschaltung 27 ein Vor­ wärtsdrehsignal oder ein Rückwärtsdrehsignal an Motoren 40 und 50 entsprechend dem Ausgang der Feststellungseinrichtungen 8, 9 und 10, 11.

Die Kombination der Signale, die die Drehungsrichtung der Moto­ ren 40 und 50 von den Ausgangsschaltungen 2 und 27 übermitteln können variiert werden, wobei die eingehende Beschreibung dieser Kombination hier weggelassen wird.

Die Steuerschaltungen 41 und 51 für die Motoren 40 und 50 weisen jeweils Vorwärtsdrehinstruktionsschaltungen 41a und 51a, Rück­ wärtsdrehinstruktionsschaltkreise 41b und 51b und Betriebsab­ schnitte 41c und 51c für die entsprechenden Motoren 40 und 50 auf.

Dementsprechend können als Antwort auf die von den Feststellungs­ einrichtungen 8 bis 11 erhaltenen Signale, Signale zum Steuern der Motoren 40 und 50 erhalten werden, welche Signale dazu ver­ wendet werden, den zylinderischen Hauptkörper 1 immer vertikal zu korrigieren.

Wie oben beschrieben kann bei der erfindungsgemäßen die Waage­ rechte erhaltenden Basis die Neigung des Bezugsteils (des zylin­ derischen Hauptkörpers) bezüglich der vertikalen Achse quantita­ tiv gemessen werden. Deshalb kann die Neigung des oben beschrie­ benen Bezugsteils entsprechend dem gemessenen Signal korrigiert werden. Dementsprechend kann die Lage der horizontalen Bezugs­ ebene H, die die Achsen 29 und 29′ enthält, immer korrigiert wer­ den, so daß sie bezüglich der vertikalen Achse horizontal gehal­ ten werden kann.

Die oben beschriebene Ausführung handelt von einer Vorrichtung, die immer in der Lage ist, die horizontale Bezugsebene H der er­ findungsgemäßen die Waagerechte erhaltenden Basis waagerecht zu halten, wenn die Oberfläche, auf die die Waagerechte erhaltende Basis angebracht ist um einen Winkel gekippt wird. Jedoch kann die erfindungsgemäße die Waagerechte erhaltende Basis so angeord­ net werden, daß die horizontale Bezugsebene H der Richtung und dem Winkelgrad der Neigung so folgt, daß dieser Winkel beibehal­ ten wird.

Wie oben beschrieben, wirkt die erfindungsgemäße die Waagerechte erhaltende Basis so, daß die horizontale Bezugsebene H horizon­ tal gehalten wird unabhängig davon, ob die Oberfläche, auf der die die Waagerechte erhaltende Basis angebracht ist verschoben wird oder sie wirkt derart, daß ein vorgegebener Winkel immer beibehalten wird. Deshalb kann eine exzellente Wirkung in der im folgenden beschriebenen Verwendung erreicht werden.

Beispielsweise ergibt sich bezüglich einer lasthebenden Vorrich­ tung mit einem horizontal drehbaren Arm, welche auf einem Last­ kraftwagen angebracht ist ein Problem derart, daß eine ungewün­ schte Kraft an dem Arm entsteht, wenn die Rotationsachse des Ro­ tationsarms geneigt ist. Deshalb kann die erfindungsgemäße die Waagerechte erhaltende Basis in einem Mechanismus verwendet wer­ den, der dazu dient, die Rotationsachse immer vertikal zu hal­ ten. Ein Beispiel der Vorrichtung der oben beschriebenen Art wird im folgenden ausführlich mit Bezug auf die Fig. 8 bis 10 beschrieben.

Referenzzahl 61 bezeichnet das Fahrerhaus eines Lastwagens, Re­ ferenzzahl 62 bezeichnet eine schachtelartige lasttragende Platt­ form, die hinter dem Fahrerhaus 61 angeordnet ist und Bezugszahl 63 bezeichnet ein Stützteil wie etwa einen Pfahl und ist ent­ sprechend dieser Ausführungsform rohrförmig ausgebildet.

Bezugszahl 64 bezeichnet eine Befestigungsbasis zum vertikalen Befestigen des Stützteils 63 auf der die Ladung tragenden Platt­ form 62 derart, daß das Stützteil 63 bei dieser Ausführungsform im zentralen Bereich der hinteren Fläche des Fahrerhauses 61 er­ richtet ist. Das Stützteil 63 kann teleskopartig ausgeführt sein, so daß seine Höhe verändert werden kann.

Referenzzahl 65 bezeichnet einen Stützarm, der am oberen Ende des Stützteils 63 derart befestigt ist, daß der Stützarm 65 sich über die obere Fläche des Fahrerhauses 61 erstreckt. Referenz­ zahl 66 bezeichnet ein Befestigungsteil, das aus einer Stahlplat­ te hergestellt ist, welche eine angemessene Dicke aufweist, wo­ bei das Befestigungsteil bei Draufsicht die Form eines umgekehr­ ten T aufweist. Der vordere Endbereich des Befestigungsteils 66 ist mit dem vorderen Bereich des Stützarms 65 über beispielswei­ se ein Universalgelenk 68 verbunden. Dementsprechend ist das Be­ festigungsteil 66 derart angeordnet, daß es nach hinten und vor­ ne und rechts und links bezüglich des Stützarms 65 frei geneigt werden kann.

Referenzzahl 67 bezeichnet eine Drehachse die an der oberen Flä­ che des zentralen Bereichs 66a des Befestigungsteils 66 auf die­ se Seite der Zeichnung vertikal befestigt ist. Der hintere Endbe­ reich eines ersten Armteils 69a der lasthebenden Vorrichtung 69 ist an der drehbaren Achse 67 befestigt. Die lasthebende Vorrich­ tung 69 wird weiter unten beschrieben.

Referenzzahl 69 bezeichnet eine lasthebende Vorrichtung, die so angeordnet ist, daß der Arm sich in einer Ebene bewegt. Das oben beschriebene erste Armteil 69a der lasthebenden Vorrichtung 69 ist derart angeordnet, daß ein Gelenk 69b im hinteren Endbereich des ersten Armteils 69a ausgebildet wird. Aufgrund der Wirkung des Gelenks 69b kann das erste Armteil 69 drehbar an einer verti­ kalen Achse 67 befestigt werden, die als Rotationsachse dient. Referenzzahl 69c bezeichnet ein zweites Armteil der lasthebenden Vorrichtung 69, welches Armteil 69c mit dem vorderen Endbereich des ersten Armteils 69a über eine vertikale Achse 69d verbunden ist.

Referenzzahl 69e bezeichnet einen Riemen der als Seil dient und von dem vorderen Endbereich des zweiten Armteils 69c herunter­ hängt. Referenzzahl 69f bezeichnet einen Laststützteil wie etwa einen Hacken und Referenzzahl 69g bezeichnet einen Windemechanis­ mus zum Hoch- und Runterwinden des Riemens 69e, welcher als Seil dient, wobei der Windemechanismus 69g im hinteren Endbereich des zweiten Armteils 69c angeordnet ist. Der Windemechanismus 69g enthält einen Motor, eine Bremsvorrichtung und eine Windetrom­ mel.

Obwohl die oben beschriebene lasthebende Vorrichtung 69 zwei Arm­ teile 69a und 69c enthält, kann sie ein oder drei oder Mehrarm­ teile enthalten. Des weiteren kann das Armteil teleskopisch ausge­ bildet sein, so daß es je nach Wunsch zusammengezogen oder aus­ einandergefahren werden kann. Das teleskopische Armteil kann be­ quem beim Befördern von Lasten verwendet werden, da der Bereich, innerhalb dessen die Last bewegt werden kann zusätzlich ausge­ dehnt oder eingeschränkt werden kann.

Aufgrund der Wirkung des Universalgelenks 68, welches am vorde­ ren Endbereich des Stützarms 65 angeordnet ist, kann das Befesti­ gungsteil 66 zusätzlich vor und zurück und nach rechts und links geneigt werden. Deshalb kann die Drehachse 67 nach vorne und hin­ ten und rechts und links bezüglich der vertikalen Richtung ge­ neigt werden. Dementsprechend kann die Lage der lastbefördernden Vorrichtung eingestellt werden. Dies bedeutet, daß, wenn die lasttragende Plattform 62 nach hinten, vorne, rechts oder links geneigt ist, daß Stützteil 63 nach hinten, vorne, rechts oder links von der vertikalen Richtung geneigt ist. Die Neigung der lastbefördernden Vorrichtung 69 kann deshalb durch Beibehalten der horizontalen Lage des Befestigungsteils 66 verhindert wer­ den, d. h. durch vertikales Halten der Rotationsachse 67.

Im folgenden wird der Regelmechanismus für die horizontale Lage entsprechend einer Modifizierung der die Waagerechte erhaltende Basis mit Bezug auf die Fig. 9 und 10 beschrieben, wobei der erfindungsgemäße Detektor VS, entsprechend den oben beschriebe­ nen Gesichtspunkten ausgeführt, verwendet wird.

Die Referenzzahlen 100 und 101 bezeichnen jeweils Motorzylinder in denen entsprechende Stangen 100a und 101a sich auf und ab be­ wegen. Die unteren Endbereiche der Zylinder 100 und 101 sind auf Stützteilen 102 und 103 errichtet, welche Stützteile am mittle­ ren Bereich des Stützteils 63 jeweils nach rechts und links ver­ längert sind. Der vordere Endbereich der Stangen 100a und 101a ist mit den unteren rechten und unteren linken Oberflächen auf dieser Seite des Befestigungsteils 66 über Gelenke 100b und 101b befestigt. Die Referenzzahlen 100c und 101c bezeichnen Motoren, 100d und 101d bezeichnen Schrauben und die Referenzzeichen 100e und 101e bezeichnen Muttern für die Stangen 100a und 101a.

Folglich wird das Befestigungsteil 66 vertikal bezüglich einer latteralen horizontalen Achse 68a des Universalgelenks 68 ge­ schwungen, wenn die Stangen 100a und 101a des Motorzylinders 100 und 101 gleichzeitig und um den gleichen Betrag nach oben oder unten bewegt werden. Des weiteren wird das Befestigungsteil 66 bezüglich einer longitutinalen horizontalen Achse 68d des Univer­ salgelenks 68 nach rechts und links geschwungen, wenn die Stan­ gen 100a und 101a jeweils nach vorne und hinten oder nach hinten und vorne bewegt werden, wobei das Befestigungsteil 66 wie oben beschrieben bezüglich des Stützteils 63 geschwungen wird.

Eine andere Ausführungsform kann als Alternative der Ausführungs­ form verwendet werden, in der die Motorzylinder 100 und 100a ver­ wendet werden, wobei diese Ausführungsform derart angeordnet ist, daß die Stangen 68a und 68b des Universalgelenks 68 im Win­ kel aufgrund der Rotation eines Drehungsbetätigers wie etwa ei­ nes Motors (in der Zeichnung fortgelassen) bewegt werden können.

Dementsprechend kann erfindungsgemäß die Vertikalität der Dreh­ achse 67 durch Neigen des Befestigungsteils 66 nach hinten und nach vorne und nach rechts und nach links auf der lastentragen­ den Plattform 62 eingestellt werden.

Die Vertikalität der Drehachse 67 kann mit Hilfe eines Vertika­ litätsdetektors VS festgestellt werden, der koaxial mit der Ach­ se 67 angeordnet ist, wobei der Betrieb eines jeden Motorzylin­ ders 100 und 101 von dem Ausgang von dem Detektor VS gesteuert wird.

Des weiteren kann die erfindungsgemäße Basis in einem Gerät ver­ wendet werden, wobei sie derart angeordnet ist, daß die Basis an einem Waagen einer für den Betrieb unter freiem Himmel vorgesehe­ nen Arbeitsmaschine mit Raupen oder Rädern und einer kranartigen Lastenstützeinrichtung befestigt ist, welche Stützeinrichtung eine parallele Verbindung in Form eines Pentagraphs verwendet des weiteren kann die Basis als Grundbasisvorrichtung dienen, auf welche eine Satelittenverfolgungsantenne aufgebracht ist, wobei die Basisvorrichtung diejenige einer Arbeitsmaschine eine beweg­ lichen Arbeitsfahrzeugs, eines Schiffs oder eines Flugzeugs sein kann. Dementsprechend können Neigungen im Bereich von der Hori­ zontalen bis zu einem gewünschten Winkel, wie oben beschrieben, auf der horizontalen Bezugsebene einer Basisvorrichtung erzeugt werden.

Wie oben beschrieben, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung so angeordnet, daß das Schwingen des Gewichtes das in dem Referenz­ teil, wie z. B. dem zylinderischen Hauptkörper, welches Schwingen aufgrund der Neigung des Referenzteils in eine bestimmte Rich­ tung erzeugt wird, in Schwingungen umgewandelt wird. Die so er­ haltenen Schwingungen werden von 4 oder mehr Feststelleinrichtun­ gen gemessen und es werden Feststellausgänge übermittelt. Die Feststellausgänge werden derart analysiert, daß die Existenz, die Richtung und der Grad der Neigung des Referenzteils schnell und genau bestimmt werden können.

Deshalb sind das erfindungsgemäße Verfahren und der erfindungsge­ mäße Detektor in der Lage einfach, genau und schnell die Verti­ kalität eines Objektes festzustellen, selbst wenn das Objekt, an welches der erfindungsgemäße Detektor befestigt ist, sich bewegt oder selbst schwingt. Deshalb können das erfindungsgemäße Verfah­ ren und der erfindungsgemäße Detektor in einem weiten Anwendungs­ bereich verwendet werden.

Des weiteren kann entsprechend er erfindungsgemäßen die Waagerech­ te erhaltende Basis eine Grundbasis, auf die ein Mechanismus oder ein Gerät aufgebracht ist, derart angeordnet werden, daß sein Winkel beibehalten wird oder entsprechend einem gewünschten Neigungswinkel geändert wird, wobei der Neigungswinkel 0 Grad bezüglich der vertikalen Achse oder der horizontalen Ebene, wel­ che rechtwinklig zur vertikalen Achse verläuft, einschließt. Des­ halb kann die erfindungsgemäße die Waagerechte erhaltende Basis vorzugsweise als Grundbasis für genaue Maschinen, Meßmaschinen, Kommunikationsparabolantennen oder dergleichen verwendet werden, welche bezüglich eines Anbringungswinkels genau angebracht wer­ den müssen.

Die Winkelentsprechung des oben beschriebenen gewünschten Win­ kels kann durch Vorwärts- Rückwärtsbetrieb des Betätigers er­ reicht werden, welcher die horizontale Bezugsebene H der erfin­ dungsgemäßen Grundbasis stützt, wobei der Betrieb von denjenigen Signalen gesteuert ist, welche der Winkelmeßsensor bei einem ge­ messenen Winkel liefert. Deshalb kann eine automatische Winkel­ einstellung schnell und einfach erreicht werden. Des weiteren kann der Mechanismus zum Bewerkstelligen des oben beschriebenen Betriebs einfach erreicht werden. Deshalb kann eine die Waage­ rechte erhaltende Basis mit der ein genauer Betrieb durchgeführt werden kann, bei geminderten Gesamtkosten hergestellt werden.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Einstellung einer waagerechten Basis für einen darauf angeordneten Mechanismus mit:
einem Basisteil, auf dem ein in der Lage auszurichtender Mechanismus angeordnet ist,
einer an ihren Enden gelagerten ersten horizontalen Achse (28),
einer rechtwinklig zur ersten Achse (28) und in einem an diese Achse (28) angeordneten Lager (29a) drehbaren zweiten Achse (29),
einer rechtwinklig und fest mit der zweiten Achse (29) verbundenen Stützachse (29′), an deren beiden Enden vertikal höhenverstellbare Achsen (30, 31) angreifen, wobei die zweite Achse (29) und die Stützachse (29′) die Bezugsebene für das Basisteil bilden und
einem auf dem Basisteil angeordneten Vertikalitätsdetektor (VS), der die Lageveränderung der Achsen entsprechend seines Meßausgangs steuert,
wobei der Vertikalitätsdetektor (VS) einen longitudinal angeordneten zylindrischen Hauptkörper (1) aufweist, der als Bezugsteil dient, weiterhin ein Gewicht (6), das in dem zylindrischen Hauptkörper (1) mittels eines Aufhängungsstützkörpers (4, 5) freischwingend aufgehängt ist und weiterhin Feststellungseinrichtungen (8, 9, 10, 11) zum elektrischen, magnetischen oder optischen Feststellen des Schwingens des Gewichtes (6) in seiner Schwingungseinrichtung.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwingen des Gewichts (6) durch Einwirkung externer Kräfte, wie etwa der elastischen Kraft einer Feder oder magnetischer Kräfte verstärkbar oder verlängerbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibung an dem Punkt, an dem das Gewicht (6) aufgehängt und getragen ist, durch eine Feder (5a) reduzierbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht (6) nahe seinem Aufhängepunkt angeordnet ist und daß die vertikale Position des Gewichts (6) zur Erhöhung der Schwingungsfrequenz des Gewichts und zum Einstellen der Schwingungsfrequenz einstellbar angeordnet ist und daß die Feststelleinrichtung (8, 9, 10, 11) nahe des unteren Endbereichs des Stützkörpers (5) entfernt vom Aufhängepunkt des Gewichts (6) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß in keiner der Feststellvorrichtungen (8, 9, 10, 11) ein Ausgang erzeugbar ist, wenn das Gewicht unbewegt in vertikaler Richtung ausgerichtet ist oder wenn das Gewicht ohne Auslenkung vorwärts oder rückwärts oder rechts oder links bezüglich der vertikalen Achse schwingt, wobei ein insensitiver Bereich geschaffen ist, in welchem die Ausgänge der sich gegenüberstehenden Feststelleinrichtungen (8, 9, 10, 11) gegeneinander kompensieren.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikal höhenverstellbaren Achsen (30, 31) über eine Hubvorrichtung (30A, 31A) höhenverstellbar sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Achse (28) bzw. die zweite Achse (29) über Drehimpulsgeber verschwenkbar sind.