DE10018388C1 - Vorrichtung zum Reinigen von Bauteiloberflächen, insbesondere in Bereichen von Verbindungselementen - Google Patents

Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Reinigen von Bauteiloberflächen, insbesondere in Bereichen von Verbindungselementen, besteht die Erfindung darin, dass eine Bürstenanordnung mit mindestens einer rotierenden Bürste und weiterhin eine Absaugeinrichtung vorgesehen ist. Die Absaugeinrichtung ist mittels eines innerhalb eines Luftkanals geführten Luftstromes realisiert und ermöglicht das sofortige Absaugen von losen bzw. abgelösten Restteilen von der Bearbeitungsstelle weg. DOLLAR A Dabei ist insbesondere von Vorteil, dass eine zumindest teilweise Automatisierung der derzeit manuell ausgeführten Arbeitsgänge erreicht wird und damit eine wesentliche Arbeitserleichterung erzielt wird. Da nunmehr eine sofort automatische Absaugung des Staubs bzw. von Schmutzresten erfolgt, ist die Staubbelastung während des Fertigungsprozesses reduziert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen von Bauteiloberflächen, insbesondere in Bereichen von Verbindungselementen, wobei die Vorrichtung eine Bürstenanordnung mit mindestens einer rotierenden Bürste und weiterhin eine Absaugeinrichtung aufweist und die Absaugeinrichtung mittels eines Luftstromes zum sofortigen Absaugen von losen bzw. abgelösten Restteilen von der Bearbeitungsstelle vorgesehen ist.

Im Flugzeugbau erfolgt nach der Montage von Strukturbauteilen üblicherweise ein Korrosionsschutz an den Oberflächen der Bauteile, der Verbindungsbereiche sowie der Verbindungselemente, wie beispielsweise an Nietköpfen. Dieser Korrosionsschutz hat in der Flugzeugfertigung eine hohe Bedeutung, da die Zuverlässigkeit der Montageverbindungen über einen langen Zeitraum gewährleistet werden muss und Korrosion an der Rumpfstruktur eines Flugzeuges nicht auftreten darf. Für einen sicheren Korrosionsschutz ist es notwendig, die zu behandelnden Oberflächen gewissenhaft mechanisch zu aktivieren, um eine gute Haftverbindung zu erzielen. Das geschieht derzeit in mehreren Arbeitsgängen, wobei zunächst mittels Bürsten, speziell Messingbürsten die zu behandelnde Oberfläche in Handarbeit mechanisch angeraut wird. Nach dem Anrauen erfolgt ein Absaugen der Oberfläche, um Staub sowie lose Restteile von Kitt und Farbe zuverlässig zu entfernen. Abschließend erfolgt ein Entfetten der Oberfläche. Dieser recht aufwendige Oberflächenaktivierungsprozess bedeutet für die Vielzahl der Nietverbindungen bei der Herstellung eines Flugzeugrumpfes einen hohen Fertigungsaufwand.

Aus DE 92 18 169 U1 ist ein Gerät zur Reinigung von EDV-Geräten bekannt, welches motorisch angetriebene Reinigungsbürsten sowie eine Einrichtung zur gleichzeitigen Absaugung der Schmutzteilchen aufweist. Dieses Gerät weist als separate Teile eine Saugeinheit und einen Antriebsmotor auf.

Aus EP 810 039 A2 ist ebenfalls eine Staubentfernungsvorrichtung mit einer rotierenden Bürste und einer Absaugung vorbekannt. Mittels einem Abstreifer werden die von der zu reinigenden Oberfläche aufgenommenen Schmutzreste bei der Rotation der Bürste gelöst und durch Saugluft abgesaugt. Der Antrieb der Bürste erfolgt durch Antriebsmittel, die nicht näher spezifiziert sind.

In JP 09047729 A oder auch in DE 42 15 960 A1 sind rotierende Bürsten zur Reinigung von Bauteiloberflächen beschrieben. Eine Absaugung von Schmutzresten ist nicht vorgesehen.

In DE 44 15 086 A1 ist eine Reinigungsbürste offenbart, deren Stiel als ein Saugrohr ausgebildet ist und manuell abgebürstete Verbrennungsrückstände durch das Saugrohr abgesaugt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Reinigen von Oberflächen zu schaffen die eine Anwendung in explosionsgefährdeten Räumen ermöglicht und elektrische Antriebe der Bürstenanordnungen vermeidet. Eine Optimierung der notwendigen Energieanschlüsse an der Reinigungsvorrichtung soll erreicht werden. Auch soll insbesondere bei der Herstellung einer Flugzeugstruktur ein Oberflächenaktivierungsprozess mit einer Reduzierung der reinen manuellen Tätigkeiten ermöglicht und der Fertigungsaufwand gesenkt werden.

Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Dabei ist insbesondere von Vorteil, dass eine zumindest teilweise Automatisierung der derzeit manuell ausgeführten Arbeitsgänge erreicht wird und damit eine Arbeitserleichterung erzielt wird.

Da die zur Absaugung genutzte Saugluft gleichzeitig die Energie für den Antrieb der rotierenden Bürsten liefert, kann beispielsweise ein Einsatz in explosionsgefährdeten Räumen erfolgen. Gerade bei einer Anwendung von Reinigungsbürsten der gattungsgemäßen Art können bei entsprechend zu behandelnden Bauteiloberflächen sowie deren Umgebungen die Schmutzreste auch Staubbestandteile enthalten, die eine Staubexplosion hervorrufen können und ein Einsatz von elektrischen Antriebsmotoren ist in diesen Bereichen nicht möglich.

Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass die zur Absaugung der Schmutzreste notwendige Saugluft sowieso am Arbeitsplatz zur Verfügung steht und somit keine weiteren Energieanschlüsse vorhanden sein müssen.

Die Anzahl der Arbeitsgänge zur Oberflächenaktivierung als Vorbereitung des Korrosionsschutzes bei der Fertigung einer Flugzeugstruktur, kann deutlich reduziert werden. Dieses ermöglicht kürzere Fertigungs- und Durchlaufzeiten bei der Bauteilherstellung.

Da nunmehr eine sofortige automatische Absaugung des Staubs bzw. von Schmutzresten erfolgen kann, ist die Staubbelastung während des Fertigungsprozesses reduziert.

Auch ergeben sich ergonomische Vorteile für den Ausführenden einer Oberflächenaktivierung, da nun für den Anrauvorgang eine Hilfskraftunterstützung zur Verfügung steht und mit dem gleichen Arbeitsmittel gleichzeitig das Absaugen des Schmutzes erfolgt. Der Aufwand zum Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist gering, da an den vorliegenden Arbeitsplätzen Saugluft zur Verfügung steht.

Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 9 angegeben.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, das nachstehend anhand der Fig. 1 bis 5 näher beschrieben werden. In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Es zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Reinigen von Bauteiloberflächen,

Fig. 2 die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit Ansicht der Bürstenanordnung,

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung eines Bürstenkopfes,

Fig. 4 eine Ansicht des Bürstenkopfes gemäß Fig. 3 von oben und

Fig. 5 mehrere Ausführungsformen von Bürstenköpfen mit unterschiedlichen Borstenlagen.

In der Fig. 1 ist in einer Ansicht von vorn in schematischer Darstellung eine Vorrichtung 1 zum Reinigen von Bauteiloberflächen gezeigt. Eine derartige Reinigungsvorrichtung 1 besteht im wesentlichen aus einer Bürstenanordnung 2, die mehrere rotierende Bürstenköpfe 3 aufweist. Die Bürstenanordnung 2 wird vorzugsweise mittels eines Luftstromes 4 angetrieben. In einem Luftkanal 7 ist der Luftstromantrieb 8 mittels Saugluft, d. h. eine luftangetriebene Turbine angeordnet, der über Transmissionselemente 9 die einzelnen Bürstenköpfe 3 der Bürstenanordnung 2 antreibt. Gleichzeitig kann dieser Luftstrom 4 auch als Saugluft zum Absaugen des durch das Bürsten entstehenden Staubes sowie der Schmutzbestandteile genutzt werden. Luftöffnungen im Luftkanal 7 unmittelbar im Bereich der Bürstenköpfe 3 sind dafür vorteilhaft. Alternativ dazu können Luftöffnungen in die Bürstenköpfe 3 integriert sein oder beide Möglichkeiten kombiniert werden.

Möglich ist es auch, einen elektrischen Antrieb oder einen pneumatischen Antrieb mittels Druckluft für die Bürstenanordnung vorzusehen und den Luftstrom 4 lediglich zum Absaugen zu nutzen. Die Reinigungsvorrichtung 1 wird vorzugsweise an einem Bauteil 5 genutzt, um die Oberfläche insbesondere im Verbindungsbereich mit den Verbindungselementen 6 anzurauen und zu reinigen, um an diesen Stellen einen zuverlässigen Korrosionsschutz aufbringen zu können. Der Verbindungsbereich ist selbstverständlich nicht nur durch das Bauteil 5 gebildet, es kann hier beispielsweise eine Blechüberlappung vorhanden sein, wobei das Bauteil 5 lediglich das abschließende obere Blech darstellt. Nach einer spanenden Fertigung, d. h. beispielsweise das Bohren von Löchern in den überlappenden Blechen, wird das Nieten mittels der als Nietelemente ausgebildeten Verbindungselemente 6 durchgeführt. Vorzugsweise wird vor dem Nieten auch noch ein Dichtmittel eingebracht. So sind die Verbindungsbereiche eventuell noch durch Bauteilspäne oder auch durch Dichtmittelreste verschmutzt, die vor einem Auftragen von Korrosionsschutzmittel entfernt werden müssen. Zu diesem Zweck ist die Anwendung der Reinigungsvorrichtung 1 geeignet. Die Bürstenköpfe 3 sind vorzugsweise mit metallischen Borsten, insbesondere Messingborsten ausgeführt und können damit das Aufrauen von Oberflächen und Verbindungsbereichen mit den Nietköpfen 6 erreichen. Um die Oberfläche des Bauteils für den Korrosionsschutz zu aktivieren, wird unter leichtem Druck die Vorrichtung 1 über den zu reinigenden Bereich geführt. Zur besseren Handhabung ist ein Handgriff 10 an der Vorrichtung 1 angeordnet. Die rotierenden Bürstenköpfe 3 ermöglichen ohne größeren Kraftaufwand eine gute Reinigung. Über den Luftkanal 7 werden die abgesaugten Restteile in einen (nicht gezeigten) Auffangbehälter abgeführt.

In Fig. 2 ist in einer Ansicht von unten auf die Vorrichtung 1 die Bürstenanordnung 2 gezeigt. Eine Bürstenreihe 11 und eine weitere Bürstenreihe 12 sind nebeneinander, leicht versetzt angeordnet. Damit ist insbesondere für die Bereiche am Bauteil 5 mit den Nietköpfen 6 ohne großen Kraftaufwand auch eine Reinigung der senkrechten Flächen am Nietkopf 6 erreicht. Ersichtlich sind ebenfalls Luftöffnungen 13 in der Vorrichtung 1, die zum Absaugen des entstehenden Staubes und gelöster Partikel vorgesehen sind. Die Luftöffnungen 13 können beispielsweise Bohrungen, Schlitze und/oder ein umlaufender Luftkanal sein, die das Fördern der Restteile in den Luftkanal 7 ermöglichen.

In Fig. 3 ist in einer vergrößerten Darstellung der Bürstenkopf 3 ersichtlich. Der am Bauteil 5 angeordnete Nietkopf 6 wird durch das Rotieren des Bürstenkopfes 3 und aufgrund der abgeschrägten Borsten der Bürstenlagen auf der Stirnfläche und der Umfangsfläche gereinigt. Auch in den Eckbereichen am Bauteil 5 - hier durch Bezugszeichen 5A dargestellt - ist aufgrund der Bürstenform und der Drehbewegung des Borstenkopfes 3 eine gute Zugänglichkeit zu der Oberfläche dieses Bereichs erreicht, was auch an dieser Stelle eine gute Reinigungsleistung ermöglicht.

Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf einen einzelnen Bürstenkopf 3, der im Bereich von Nietköpfen 6 am Bauteil 5 im Eckbereich 5A und insbesondere zwischen Eckbereich 5A und Nietkopf 6B (zum dargestellten Zeitpunkt) rotierend die Oberfläche reinigt. Für solche Anwendungsfälle zeigt sich der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung, da an schwer zugänglichen Stellen mit einer bisher üblichen Messingbürste die Reinigung nur mit einem hohen Kraft- und Zeitaufwand erfolgen konnte.

In Fig. 5 sind in einer vergrößerten Darstellung Bürstenköpfe 3A, 38 sowie 3C mit unterschiedlicher Anordnung von Borstenlagen dargestellt, die alternativ bzw. in Kombination mit der bereits in Fig. 3 gezeigten Anordnung angewendet werden können. Die Fig. 5A zeigt nach innen gerichtete Borsten 14, wobei die inneren Borsten die kleinste Länge aufweisen und am Außendurchmesser des Borstenkopfes 3A die längeren Borsten angeordnet sind. Die Anordnung von Borstenlagen 14 ist insbesondere zur Reinigung für vertikal verlaufende Umfangsflächen, z. B. vertikal verlaufende Umfangsflächen von Nietköpfen 6 vorteilhaft.

In Fig. 5B ist eine weitere mögliche Anordnung von Borstenlagen ersichtlich, nämlich nach außen gerichtete Borsten 15, wobei die inneren Borsten die größere Länge aufweisen und am Außendurchmesser des Borstenkopfes 3B die kürzeren Borsten angeordnet sind. Die Anordnung von Borstenlagen 15 ist insbesondere zur Reinigung für Vertikalflächen, z. B. am Bauteil 5 in vertikaler Ausrichtung vorteilhaft. In Fig. 5C ist eine vorteilhafte Verbindung der in Fig. 5A und 5B gezeigten Borstenanordnungen 14 und 15 ersichtlich.

Im übrigen sind weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung denkbar (nicht gezeigt), die eine Bürstenanordnung mit mindestens einer um eine horizontale Achse drehende Bürste (Walzenbürste) umfassen. Eine oder mehrere Walzenbürsten können anstatt der zuvor beschriebenen Bürstenköpfe oder in Kombination mit den Bürstenköpfen eingesetzt werden. Solche Ausführungsformen sind insbesondere vorteilhaft zur Flächenreinigung von Bauteiloberflächen.

Bezugszeichen

1

Vorrichtung zum Reinigen von Bauteiloberflächen

2

Bürstenanordnung

3

Bürstenköpfe

3

A,

3

B,

3

C Bürstenköpfe mit unterschiedlichen Borstenlagen

4

Luftstrom

5

Bauteil

5

A Eckbereich am Bauteil

6

Verbindungselemente (Nietköpfe)

7

Luftkanal

8

Luftstromantrieb

9

Transmissionselemente zu den Bürsten

10

Handgriff

11

erste Bürstenreihe

12

zweite Bürstenreihen

13

Luftöffnungen

14

nach innen gerichtete Borstenlagen

15

nach außen gerichtete Borstenlagen

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Reinigen von Bauteiloberflächen, insbesondere in Bereichen von Verbindungselementen, wobei die Vorrichtung (1) eine Bürstenanordnung (2) mit mindestens einer rotierenden Bürste (3) und weiterhin eine Absaugeinrichtung aufweist und die Absaugeinrichtung mittels eines Luftstromes (4) zum sofortigen Absaugen von losen bzw. abgelösten Restteilen von der Bearbeitungsstelle vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürsten (3) der Bürstenanordnung (2) über Transmissionselemente (9) mit einer durch Saugluft (4) angetriebenen Luftturbine (8) verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürste (3) als um eine vertikale Achse rotierender Bürstenkopf ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürste (3) als um eine horizontale Achse rotierende Bürste (Walzenbürste) ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugeinrichtung einen Luftkanal (7) aufweist, der zum Transport der Restteile weg von der Bearbeitungsstelle vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Luftöffnungen (13) im Bereich der Bürstenanordnung (2) vorgesehen und/oder in die Bürsten (3) integriert sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürstenanordnung (2) mittels einer ersten Bürstenreihe (11) und einer zweiten Bürstenreihe (12) gebildet ist, wobei die beiden Reihen (11, 12) leicht versetzt angeordnet sind und so in den Zwischenraum zwischen zwei Bürstenköpfen (3) der ersten Reihe (11) ein Bürstenkopf (3) der zweiten Reihe (12) eingreift.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der Vorrichtung (1) ein Handgriff (10) vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung die Borstenlagen entsprechend der zu reinigenden Oberfläche eines Bauteils (5) ausgewählt ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Borsten (14, 15) der Bürsten (3) aus Messing gebildet sind.