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Anwendungsgebiet und Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Waschen eines Kraftfahrzeugs in einer Waschstrasse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, bei dem ein Kraftfahrzeug mittels einer Fördereinrichtung in einer Förderrichtung an zumindest einer Wascheinrichtung vorbeigeführt wird, um vorzugsweise vertikal ausgerichtete Kraftfahrzeugoberflächen, insbesondere eine Frontfläche, eine Seitenfläche und eine Heckfläche, mit einer rotierenden Waschbürste, die eine vorzugsweise vertikal ausgerichtete Rotationsachse aufweist, zu waschen, wobei die Waschbürste mit einer Anpresskraft über der Kraftfahrzeugoberfläche geführt wird, die in einem vorgebbaren, ersten Anpresskraftintervall liegt, sowie eine Waschstrasse zur Reinigung von Kraftfahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
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Ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Waschen eines Kraftfahrzeugs ist aus der
US 3 881 208 A bekannt. Das bekannte Verfahren sieht vor, ein Kraftfahrzeug längs einer Führungsschiene zu fördern und mit zwei seitlichen, diagonal gegenüberliegend angebrachten, vertikal ausgerichteten und schwenkbeweglich an Schwenkarmen angebrachten Waschbürsten zu waschen. Die Waschbürsten sind an den Schwenkarmen mittels eines Hebelgetriebes in horizontaler Richtung linear verstellbar angebracht, um bei einem Schwenkvorgang des Schwenkarms eine von einer Kreisbahn abweichende Zwangsbewegung vollführen zu können und somit eine im Wesentlichen konstante Anpresskraft der Waschbürste auf die Oberfläche des Kraftfahrzeugs sicherzustellen. Damit ist sichergestellt, dass die Anpresskraft der Waschbürste gegenüber der Oberfläche des Kraftfahrzeugs in einem vorgebbaren Anpresskraftintervall liegt und somit ein gleichförmiges Waschergebnis gewährleistet ist.
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Aus der
DE 199 57 706 A1 ist eine Waschstrasse mit einer Wascheinrichtung bekannt, die zwei an einer Tragstruktur um eine vertikal ausgerichtete Schwenkachse schwenkbeweglich angebrachte Tragarme aufweist, wobei an den Tragarmen jeweils ein Waschrotor mittels eines längs der Tragarme verfahrenbaren Schlittens um seine Hochachse pendelnd aufgehängt ist. Zum Verfahren des Schlittens sind an den Tragarmen Tragschienen vorgesehen, wobei für das Verfahren des Schlittens auf der Oberseite der Tragschiene ein Zahnriementrieb ausgebildet ist, der über eine Motor in seiner Geschwindigkeit steuerbar ist.
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Aus der
DE 71 09 386 U ist ein relativ zu einem Kraftfahrzeug verfahrenbares Waschportal mit zwei zweigeteilten Waschbürsten bekannt. Die Waschbürsten sind jeweils an einem Schwenkarm angeordnet, wobei die Schwenkarme über einen hydraulischen Zylinder gekoppelt sind. Aufgrund von vorstehenden Karosserieteilen kann es zu einer Erhöhung eines durch Waschbürsten aufgebrachten Anpressdrucks kommen, wobei zur Beibehaltung eines konstanten Anpressdrucks eine Ausgleichbewegung der Waschbürsten durch Ansteuern des hydraulischen Zylinders ausgelöst wird.
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Aus der
EP 1 074 443 A2 ist ebenfalls ein relativ zu einem Kraftfahrzeug verfahrenbares Waschportal mit zwei, um eine vertikale Achse rotierenden Waschbürsten bekannt. Die Waschbürsten sind jeweils durch einen Elektromotor angetrieben, wobei der Elektromotor Mittel aufweist, um ein Motormoment so zu verändern, dass die zugeordnete Waschbürste in einem bestimmten Bereich eine geringere Kraft aufbringt, als in anderen Bereichen.
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Aufgabe und Lösung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren sowie eine eingangs genannte Vorrichtung zu schaffen, die eine schonende Reinigung empfindlicher Bereiche des Kraftfahrzeugs gewährleisten.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Waschen eines Kraftfahrzeugs in einer Waschstrasse mit einer Wascheinrichtung, die zumindest einen an einer Tragstruktur um eine vertikal ausgerichtete Schwenkachse schwenkbeweglich angebrachten Schwenkarm aufweist, dem eine Translationseinrichtung zugeordnet ist, die längs des Schwenkarms verschiebbar gestaltet ist und an der eine Waschbürste angeordnet ist, die um eine im Wesentlichen vertikal ausgerichtete Rotationsachse drehbar gelagert ist, und mit einer Fördereinrichtung, gelöst, bei dem ein Kraftfahrzeug mittels der Fördereinrichtung in einer Förderrichtung an der Wascheinrichtung vorbeigeführt wird, um vertikal ausgerichtete Kraftfahrzeugoberflächen mit der rotierenden Waschbürste zu waschen, wobei die Waschbürste mit einer Anpresskraft über der Kraftfahrzeugoberfläche geführt wird, die in einem vorgebbaren, ersten Anpresskraftintervall liegt, die Anpresskraft der Waschbürste durch eine Ansteuerung eines ersten Fluidzylinders beeinflusst wird, der einen Schwenkwinkel des um die Schwenkachse schwenkbaren Schwenkarms bestimmt, die Anpresskraft der Waschbürste weiter durch eine Ansteuerung eines zweiten Fluidzylinders beeinflusst wird, der eine Axialposition der längs des Schwenkarms bewegbaren Translationseinrichtung bestimmt, und bei dem die der Waschbürste zugeordneten Fluidzylinder bei Erreichen eines Übergangsbereichs zwischen einer Seitenfläche und einer Heckfläche, derart angesteuert werden, dass eine Axialbewegung der Translationseinrichtung und/oder eine Schwenkbewegung des Schwenkarms durchgeführt wird und die Reinigung des Übergangsbereichs und/oder eines dem Übergangsbereich benachbarten Heckflächenbereichs mit einer Anpresskraft innerhalb eines zweiten, vom ersten Anpresskraftintervall abweichenden Anpresskraftintervalls vorgenommen wird.
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Bei den vertikal ausgerichtete Kraftfahrzeugoberflächen handelt es sich insbesondere um eine Frontfläche, eine Seitenfläche und eine Heckfläche.
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Damit kann erreicht werden, dass die Waschbürste in Bereichen, in denen empfindliche Bauteile wie Außenspiegel, Front- oder Rückleuchten oder Scheibenwischer, insbesondere vertikal ausgerichtete Heckscheibenwischer, angebracht sind, den Waschvorgang mit einer reduzierten Anpresskraft durchführt, so dass eine Gefährdung derartiger empfindlicher Bauteile reduziert oder vollständig vermieden werden kann. Das erste und das zweite Anpresskraftintervall können hinsichtlich ihrer Intervallgrenzen überlappend gestaltet sein, wobei eine Obergrenze des zweiten Anpresskraftintervalls in einem Bereich der Untergrenze des ersten Anpresskraftintervalls angesiedelt sein kann, jedoch nicht die Obergrenze des ersten Anpresskraftintervalls überschreitet. Der Mittelwert des Anpressdruckintervalls ist der arithmetische Mittelwert der beiden Intervallgrenzen des jeweiligen Intervalls, so dass der Mittelwert des ersten Anpresskraftintervalls größer als der des zweiten Anpresskraftintervalls ist. Die Anpresskraftintervalle weisen typischerweise eine ähnliche Intervallbreite, also eine im Wesentlichen gleiche Differenz zwischen dem niedrigsten und dem höchsten Wert des jeweiligen Intervalls auf. Vorzugsweise ist die Intervallbreite des zweiten Intervalls geringer als die des ersten Intervalls. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Intervallbreiten der Anpresskraftintervalle bezogen auf die jeweiligen Mittelwerte ähnlich sind, das heißt, dass die prozentuale Abweichung zwischen dem jeweiligen Mittelwert und den jeweiligen Intervallgrenzen zumindest nahezu gleich sind.
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Durch die Fluidzylinder, die insbesondere als hydraulische oder pneumatische Stellzylinder ausgeführt sein können, ist eine gesteuerte oder geregelte Beeinflussung der Anpresskraft in Abhängigkeit von der zu waschenden Oberfläche ermöglicht.
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Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anpresskraft der Waschbürste durch eine Ansteuerung von als Fluidzylinder ausgebildeten Stellmitteln beeinflusst wird, die einen Schwenkwinkel eines um eine vertikale Schwenkachse schwenkbaren Schwenkarms und eine Axialposition längs des Schwenkarms bewegbaren, mit der Waschbürste gekoppelten Translationseinrichtung bestimmen. Durch die Stellmittel kann somit eine Winkelstellung eines in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene verschwenkbaren Schwenkarms und ergänzend oder alternativ eine axiale Position einer am Schwenkarm angebrachten Translationseinrichtung beeinflusst werden, wodurch eine Position der Waschbürste relativ zur Oberfläche des zu waschenden Kraftfahrzeugs eingestellt werden kann. Die Anpresskraft der Waschbürste auf das Kraftfahrzeug ergibt sich als dynamisches Gleichgewicht, das insbesondere von den mechanischen Eigenschaften der Waschkörper der Waschbürste abhängt, die durch die Rotation der Waschbürste einer Zentrifugalkraft ausgesetzt sind und die eine werkstoffabhängige Biegbarkeit und Elastizität aufweisen. Weitere Einflussfaktoren für die Anpresskraft sind die Rotationsgeschwindigkeit der Waschbürste und der Abstand der Waschbürste zur Oberfläche des Kraftfahrzeugs, sowie Art und Menge des eingesetzten Waschfluids. Die typischerweise mit Waschfluid benetzten Waschkörper der rotierenden Waschbürste treffen auf die Oberfläche des Kraftfahrzeugs auf und werden dort abgelenkt und deformiert, was zu einer Kraftrückwirkung auf die Waschbürste in der Art eines Impulses führt. Die Summe aller Impulse der Waschkörper entspricht der Anpresskraft der Waschbürste. Bei einer Annäherung der Waschbürste an die Oberfläche des Kraftfahrzeugs findet eine stärkere Umlenkung sowie eine stärkere Deformation der Waschkörper statt, so dass die Summe der Impulse der Waschkörper anwächst und zu einer Ausweichbewegung der Waschbürste führt, wenn keine entgegengerichtete Anpresskraft auf die Waschbürste ausgeübt wird.
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Somit kann durch die Ausrichtung des Schwenkarms und/oder die axiale Positionierung der Translationseinrichtung längs des Schwenkarms mittels der Stellmittel eine Einstellung der Anpresskraft innerhalb des ersten oder zweiten Anpresskraftintervalls verwirklicht werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, einen Heckflächenbereich, der an einen Übergangsbereich zu einer Seitenfläche angrenzt, mit einer Anpresskraft zu waschen, die im zweiten Anpresskraftintervall liegt. Damit kann vermieden werden, dass eventuell in diesem Bereich angeordnete, vertikal ausgerichtete Heckscheibenwischer von der um eine vertikale Rotationsachse rotierenden Waschbürste von der Heckscheibe angehoben werden und gegebenenfalls durch die Waschkörper der Waschbürste derart erfasst werden, dass eine Beschädigung des Heckscheibenwischers auftritt. Damit kann gewährleistet werden, dass die bei einigen Kombinationskraftfahrzeugen und Kastenfahrzeugen, insbesondere bei sogenannten Microvans und Vans, an im Wesentlichen vertikal ausgerichteten Heckfenstern angebrachten, ebenfalls vertikal ausgerichteten Heckscheibenwischer, nicht durch die Waschbürsten beschädigt werden.
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Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im folgenden näher erläutert. Das Verfahren und die Vorrichtung werden teilweise gemeinsam erläutert, wobei diese Erläuterungen sowie die entsprechenden Merkmale dennoch unabhängig für Vorrichtung und Verfahren gelten. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch die ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Mittelwert des zweiten Anpresskraftintervalls maximal 85 Prozent eines Mittelwerts des ersten Anpresskraftintervalls beträgt. Damit kann mit großer Wahrscheinlichkeit gewährleistet werden, dass die Waschbürste die empfindlichen Bauteile an der Oberfläche des Kraftfahrzeugs nicht beschädigt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt ein Mittelwert des zweiten Anpresskraftintervalls maximal 50 Prozent, bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform maximal 35 Prozent, des Mittelwerts des ersten Anpresskraftintervalls.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Translationseinrichtung bei Abwesenheit eines zu reinigenden Kraftfahrzeugs in eine maximal an die Schwenkachse angenäherte oder in eine maximal von der Schwenkachse des Schwenkarms entfernte Axialposition, insbesondere gegen die Rückstellkraft einer Rückstelleinrichtung, gebracht wird. Dadurch steht bei einer durch die Fördereinrichtung bewirkten Annäherung des Kraftfahrzeugs an die Waschbürste der volle Translationsweg der Translationseinrichtung zur Verfügung, so dass ein vorteilhaftes Ausweichen der Waschbürste zur Reduktion der Anpresskraft bei Annäherung oder Erreichen einer oberen Intervallgrenze des ersten oder zweiten Anpressdruckintervalls gewährleistet werden kann.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Annäherung eines zu reinigenden Kraftfahrzeugs an die pendelnd an der Translationseinrichtung angebrachten Waschbürste eine Auslenkung der rotierenden Waschbürste erfolgt, wobei durch Überschreiten eines vorgebbaren Kippwinkels der Rotationsachse der Waschbürste gegenüber einer Vertikalrichtung eine Axialbewegung der Translationseinrichtung, vorzugsweise in Richtung der Schwenkachse, sowie eine Schwenkbewegung des Schwenkarms stattfindet, so dass die Anpresskraft in dem ersten Anpresskraftintervall verbleibt und eine Frontfläche des Kraftfahrzeugs von der Waschbürste gereinigt wird. Durch die Verkippung der Waschbürste um das der Translationseinrichtung zugeordnete Pendelgelenk kann zunächst eine Ausweichbewegung der Waschbürste ohne eine axiale Bewegung der Translationseinrichtung oder des Schwenkarms verwirklicht werden. Bei Überschreiten eines vorgebbaren Kippwinkels, der durch eine Sensoreinrichtung detektiert werden kann, erfolgt eine Ausweichbewegung der Waschbürste durch Ansteuerung der Stellmittel für den Schwenkarm und/oder für die Translationseinrichtung. Alternativ kann der Kippwinkel auch unmittelbar durch ein entsprechend zwischen Translationseinrichtung und Waschbürste angebrachtes Steuerglied, insbesondere ein hydraulisches oder pneumatisches Steuerventil, detektiert werden und direkt zu einer Umsteuerung eines hydraulischen oder pneumatischen Fluidstroms, der für die Ansteuerung der Stellmittel verwendet werden kann, führen
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Erreichen eines Übergangsbereichs zwischen der Frontfläche und der Seitenfläche des Kraftfahrzeugs ein Drehrichtungswechsel für die Rotationsbewegung der Waschbürste vorgenommen wird, der insbesondere eine Waschbewegung im Gleichlauf mit der Förderrichtung für das Kraftfahrzeug bewirkt, wobei die Anpresskraft in dem ersten Anpresskraftintervall verbleibt. Durch einen Drehrichtungswechsel kann eine veränderte Waschcharakteristik der Waschbürste für die Reinigung der Oberfläche des Kraftfahrzeugs bewirkt werden. Bei einer gleichgerichteten Relativbewegung der Waschkörper der Waschbürste bezogen auf eine Bewegungsrichtung der (gesamten) Waschbürste gegenüber der Oberfläche des Kraftfahrzeugs, dem sogenannten Gleichlauf, kann eine schonende Waschwirkung erzielt werden. Beim Gegenlauf, also einer Relativbewegung der Waschkörper gegenüber der Oberfläche des Kraftfahrzeugs, die der Bewegungsrichtung der Waschbürste entgegengesetzt ist, kann eine erhöhte Waschleistung verwirklicht werden, die insbesondere für stark verschmutzte und/oder stark profilierte Oberflächen von Vorteil ist. Vorzugsweise wird die Frontfläche des Kraftfahrzeugs, die typischerweise stark verschmutzt ist, die insbesondere mit Insektenresten, Teerflecken und anderen hartnäckig anhaftenden Verschmutzungen versehen ist, und bedingt durch die Stoßfänger, die Lufteinlässe und die Scheinwerfer auch eine starke Profilierung aufweist, im Gegenlauf der Waschbürste gereinigt. Demgegenüber werden die typischerweise schwächer verschmutzten Seitenflächen im Gleichlauf gereinigt, um einerseits eine vorteilhafte Reinigungswirkung für die Außenspiegel zu verwirklichen und andererseits die großen Lackflächen schonend zu reinigen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Waschbürste nach Überstreichen des benachbart zum Übergangsbereich angeordneten Heckflächenbereichs die übrige Heckfläche mit einer Anpresskraft innerhalb des ersten Anpresskraftintervalls reinigt. Nachdem der kritische Bereich der vertikal ausgerichteten Heckscheibenwischer von der vorzugsweise mit vertikaler Rotationsachse ausgerichteten Waschbürste überfahren wurde, kann eine Beeinflussung der Steuermittel so vorgenommen werden, dass der übrige Heckflächenbereich mit einer Anpresskraft aus dem ersten Anpresskraftintervall gereinigt wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Waschstrasse zur Reinigung von Kraftfahrzeugen vorgesehen, mit einer Wascheinrichtung, die zumindest einen an einer Tragstruktur um eine vertikal ausgerichtete Schwenkachse schwenkbeweglich angebrachten Schwenkarm aufweist, dem eine Translationseinrichtung zugeordnet ist, die längs des Schwenkarms verschiebbar gestaltet ist und an der eine Waschbürste angeordnet ist, die um eine im Wesentlichen vertikal ausgerichtete Rotationsachse drehbar gelagert ist, wobei die Waschbürste mit einer Anpresskraft über Kraftfahrzeugoberflächen führbar ist, die in einem vorgebbaren, ersten Anpresskraftintervall liegt, und mit einer Fördereinrichtung zur translatorischen Förderung des Kraftfahrzeugs in einer Förderrichtung, wobei ein Schwenkgelenk des Schwenkarms in Förderrichtung hinter der Waschbürste angeordnet ist, wobei dem Schwenkarm ein erster Fluidzylinder zur Auslenkung des Schwenkarms zugeordnet ist, wobei die Translationseinrichtung derart gestaltet ist, dass eine Position der Waschbürste längs des Schwenkarms frei wählbar ist, der Translationseinrichtung ein zweiter Fluidzylinder zugeordnet ist, der eine Axialposition der längs des Schwenkarms bewegbaren Translationseinrichtung bestimmt, und die Fluidzylinder bei Erreichen eines Übergangsbereichs zwischen einer Seitenfläche und einer Heckfläche für eine Axialbewegung der Translationseinrichtung und eine Schwenkbewegung des Schwenkarms derart ansteuerbar sind, dass die Reinigung des Übergangsbereichs und/oder eines dem Übergangsbereich benachbarten Heckflächenbereichs mit einer Anpresskraft innerhalb eines zweiten, vom ersten Anpresskraftintervall abweichenden Anpresskraftintervalls vorgenommen wird.
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Mit einer derartigen Wascheinrichtung kann das vorstehend beschriebene Waschverfahren vorteilhaft durchgeführt werden. Durch die freie Beweglichkeit der Waschbürste längs des Schwenkarms kann die Waschbürste translatorisch unabhängig vom Schwenkwinkel verfahren werden, wodurch gewährleistet werden kann, dass die Anpresskraft stets in dem vorgegebenen Anpresskraftintervall bleibt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass an der Tragstruktur zumindest zwei Wascheinrichtungen vorgesehen sind, bei denen das Schwenkgelenk in Förderrichtung hinter der Waschbürste angeordnet ist. Damit ist eine effektive Reinigung aller im Wesentlichen vertikal ausgerichteten Oberflächen des Kraftfahrzeugs unter Zugrundelegung einer im Wesentlichen konstanten Fördergeschwindigkeit der Fördereinrichtung gewährleistet.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wascheinrichtungen für die Reinigung voneinander abgewandter Oberflächen des Kraftfahrzeugs, insbesondere von Seitenflächen des Kraftfahrzeugs, in Förderrichtung versetzt zueinander und/oder orthogonal zur Förderrichtung beabstandet voneinander an der Tragstruktur angeordnet sind. Damit kann gewährleistet werden, dass die beiden Waschbürsten nicht miteinander kollidieren, was zu einem ungünstigen Waschergebnis und gegebenenfalls zu einer Fehlfunktion der Wascheinrichtung führen könnte.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Tragstruktur zumindest eine weitere drehbare Waschbürste zugeordnet ist, die mit einer im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Rotationsachse versehen ist. Mit einer weiteren, im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Waschbürste können neben der Frontfläche, der Seitenfläche und der Heckfläche des Kraftfahrzeugs auch die im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Oberflächen des Kraftfahrzeugs wie die Motorhaube, das Dach und der Kofferraumdeckel gewaschen werden. Durch die Anbringung der weiteren Waschbürste an der Tragstruktur, die insbesondere als portalartige Gitterstruktur aus Stahlträgern verwirklicht sein kann, ist eine kompakte, raumökonomische und kostengünstige Gestaltung der Wascheinrichtung möglich. Insbesondere können Versorgungsleitungen für die Wascheinrichtung zentralisiert angeordnet werden und müssen nicht jeder der Waschbürsten über eine separate Tragstruktur zugeführt werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass dem Schwenkarm und/oder der Translationseinrichtung zumindest ein Energiespeicher zur Aufbringung einer Rückstellenenergie zugeordnet ist, die vorzugsweise an der Tragstruktur oder am Schwenkarm abgestützt sind. Mit der als Fluidzylinder gestalteten Stelleinrichtung kann eine aktive Beeinflussung des Schwenkarms und/oder der Translationseinrichtung verwirklicht werden, während der Energiespeicher eine Rückstellung in eine eindeutig zu definierende Ausgangsposition bei fehlender Stellkraft durch die Stelleinrichtung gewährleistet.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Fluidzylinder als Pneumatikzylinder oder als Hydraulikzylinder ausgeführt sind. Damit kann eine kompakte, kostengünstige und zuverlässige Aufbringung von Stellkräften an der Wascheinrichtung verwirklicht werden. Insbesondere in dem durch erhebliche Feuchtigkeit geprägten Umfeld der Waschstrasse kann durch pneumatisch oder hydraulisch angesteuerte Stelleinrichtungen mit geringem Aufwand eine Bewegung des Schwenkarms und der Translationseinrichtung erfolgen. Besondere Schutzmaßnahmen, wie sie insbesondere für elektrische Antriebe notwendig sind, müssen bei Fluidzylindern nicht vorgesehen werden. Die Kraftübertragung auf den Fluidzylinder erfolgt über Druckluft oder ein Hydraulikmedium, die Ansteuerung kann mit robusten pneumatischen oder hydraulischen Ventilen erfolgen, die gegebenenfalls hydraulisch, pneumatisch, elektrisch oder elektronisch angesteuert werden können.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Translationseinrichtung mittels des Energiespeichers in Richtung des Schwenkgelenks vorgespannt ist. Damit befindet sich die Translationseinrichtung ohne Vorliegen einer Stellkraft der Stelleinrichtung in einer dem Schwenkgelenk maximal angenäherten Position.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Antriebsmittel für die Waschbürste starr, gegebenenfalls über eine Klauenkupplung mit einem Ruckdämpfer mit einer Waschbürstenachse gekoppelt ist. Die für die Rotation der Waschbürste notwendige Energie, die insbesondere in Form elektrischer, hydraulischer oder pneumatischer Energie übertragen werden kann, wird über flexible Leitungsmittel unmittelbar dem Antriebsmittel zugeführt. Eine Kraftübertragung vom Antriebsmittel über eine bewegliche oder flexible Kupplung, insbesondere über ein Kardangelenk, ist nicht erforderlich. Damit kann eine vorteilhafte, mechanisch einfach aufgebaute Kopplung zwischen der Waschbürste und der Translationseinrichtung verwirklicht werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Antriebsmittel schwenkbeweglich, insbesondere kardanisch, mit der Translationseinrichtung gekoppelt ist. Damit kann die Waschbürste pendelnd ausgelenkt werden und kann somit ohne eine Translationsbewegung oder eine Schwenkbewegung dem sich annähernden Kraftfahrzeug unter Einhaltung des vorgegebenen Anpresskraftintervalls ausweichen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Sensoreinrichtung zur Erfassung eines Kippwinkels der pendelbeweglich an der Translationseinrichtung angebrachten Waschbürste vorgesehen ist. Der Kippwinkel der Waschbürste, also die Auslenkung der Rotationsachse aus einer Lotrechten oder Vertikalrichtung, repräsentiert die Anpresskraft der Waschbürste an die Oberfläche des Kraftfahrzeugs. Der Winkel, den die Rotationsachse mit der Vertikalrichtung einnimmt, ist proportional zu einer auf die Waschbürste einwirkenden, im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Reaktionskraft, die durch das Auftreffen der Waschkörper auf die Oberfläche des Kraftfahrzeugs hervorgerufen wird. Somit kann der Kippwinkel als Maßstab für die Anpresskraft benutzt werden und bei Überschreiten eines vorgebbaren Kippwinkels würde der Wert für die Anpresskraft außerhalb des vorgebbaren Anpresskraftintervalls liegen. Die Sensoreinrichtung kann für eine Winkelmessung, insbesondere auf elektrischer, optischer, hydraulischer, magnetischer oder pneumatischer Basis oder für eine Positionsermittlung mit einem oder mehreren Endlagenschaltern verwirklicht sein, die jeweils eine maximale Verkippung der Waschbürste detektieren können.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Sensoreinrichtung zur Erfassung der Heckfläche des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, die mit Steuermitteln zur Ansteuerung der zumindest einen Stelleinrichtung verbunden ist, um eine Beeinflussung der Anpresskraft in vorgebbaren Anpresskraftintervalle zu ermöglichen. Um eine vorteilhafte Reinigung eines mit senkrecht ausgerichteten Heckscheibenwischern ausgestatteten Kraftfahrzeugs sicherzustellen und bei anders gestalteten Kraftfahrzeugen eine korrekte Reinigung gewährleisten zu können, kann eine Sensoreinrichtung vorgesehen werden, die die Heckfläche vorzugsweise berührungsfrei, insbesondere optisch, abtastet, um das Vorhandensein von Heckscheibenwischern zu detektieren. Die durch die Abtastung gewonnenen Informationen werden an Steuermittel übertragen, die abhängig von dem Vorhandensein senkrechter Heckscheibenwischer eine entsprechende Ansteuerung der Stellmittel vornehmen.
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Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
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1 eine Seitenansicht einer Wascheinrichtung zur Reinigung von Kraftfahrzeugen in einer Ausgangsstellung,
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2 eine Draufsicht auf die Wascheinrichtung gemäß der 1,
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3 eine Seitenansicht einer Waschstrasse mit einer Wascheinrichtung gemäß den 1 und 2 in einer Ausgangsstellung,
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4 eine Draufsicht der Waschstrasse gemäß 3,
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5 eine Seitenansicht einer Waschstrasse mit der Wascheinrichtung in einer ersten Waschstellung
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6 eine Draufsicht der Waschstrasse gemäß 5,
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7 eine Seitenansicht einer Waschstrasse mit der Wascheinrichtung in einer zweiten Waschstellung
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8 eine Draufsicht der Waschstrasse gemäß 7,
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9 eine Seitenansicht einer Waschstrasse mit der Wascheinrichtung in einer dritten Waschstellung
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10 eine Draufsicht der Waschstrasse gemäß 9,
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11 eine Seitenansicht einer Waschstrasse mit der Wascheinrichtung in einer vierten Waschstellung
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12 eine Draufsicht der Waschstrasse gemäß 11.
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Die in der nachfolgenden Beschreibung benutzten Begriffe zur Beschreibung räumlicher Zusammenhänge wie „horizontal, vertikal, links, rechts, oben, unten, im Uhrzeigersinn, gegen den Uhrzeigersinn” sind auf die Darstellung gemäß der Figuren bezogen und stellen keine Einschränkung für die exemplarisch beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung dar.
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Eine in den 1 und 2 dargestellte Wascheinrichtung 1 für eine in den 3 bis 12 dargestellte Waschstrasse 2 ist zum Waschen eines Kraftfahrzeugs 3 vorgesehen. In der Waschstrasse 3 wird das Kraftfahrzeug mittels einer Fördereinrichtung 4 in einer Förderrichtung 5 transportiert, die an zumindest einem Rad des Kraftfahrzeugs 3 angreift und die eine im Wesentlichen kontinuierliche Förderung des Kraftfahrzeugs, insbesondere mit einer konstanten Fördergeschwindigkeit, ermöglicht.
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Das Kraftfahrzeug 3 wird mittels der Fördereinrichtung 4 an zumindest einer Wascheinrichtung 1 vorbeigeführt wird, wie sie in den 1 und 2 in einer vergrößerten Darstellung gezeigt ist. Die dargestellte Wascheinrichtung 1 ist vorgesehen, um im Wesentlichen vertikal ausgerichtete Kraftfahrzeugoberflächen, insbesondere eine Frontfläche 6, eine Seitenfläche 7 und eine Heckfläche 8, mit einer rotierenden Waschbürste 9, die eine vorzugsweise vertikal ausgerichtete Rotationsachse 10 aufweist, zu waschen. Die Waschbürste 9 weist einen starr mit der Waschbürstenachse 11 gekoppelten Antriebsmotor 12 auf, der als Elektromotor mit nachgeschaltetem Reduktionsgetriebe ausgeführt ist und der eine drehzahlgesteuerte oder drehzahlgeregelte Rotationsbewegung der Waschbürste 9 hervorrufen kann. Der Antriebsmotor 12 ist pendelbeweglich mit einem nicht näher dargestellten Kardangelenk 13 an einer Translationseinrichtung angebracht, die in der Art einer Laufkatze 14 ausgeführt ist. Die Laufkatze 14 ist schiebebeweglich frei einstellbar an einem Schwenkarm 15 gelagert, der schwenkbeweglich um eine vertikal ausgerichtete Schwenkachse 16 an einem im Wesentlichen orthogonal zur Förderrichtung 5 angeordneten, horizontalen Querträger 17 angebracht ist.
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Für eine Positionierung der Laufkatze 14 längs des Schwenkarms 15 ist eine als Pneumatikzylinder 18 ausgeführte erste Stelleinrichtung vorgesehen, die eine Translationsbewegung der Laufkatze 14 nach rechts entgegen der nach links gerichteten Rückstellkraft einer auf Zug belasteten Wendelfeder 19 bewirken kann, die als Energiespeicher zur Aufbringung einer Rückstellenenergie zwischen Laufkatze 14 und Schwenkarm 15 angebracht ist. Zur Übertragung der für den Antriebsmotor 12 notwendigen elektrischen Energie ist zwischen der Laufkatze 14 und dem Schwenkarm eine flexible Gliederkette 20 zur Führung des darin aufgenommenen Stromkabels vorgesehen.
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Zwischen der Laufkatze 14 und dem Antriebsmotor sind Schwingungsdämpfer 21 vorgesehen, die die Pendelbewegung der Waschbürste 9 bedampfen, um eine möglichst gleichförmige Anpresskraft auf die Oberfläche des Kraftfahrzeugs 3 zu gewährleisten und ein Aufschwingen der Waschbürste 9 zu verhindern.
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Wie in der 2 näher dargestellt wird, ist zwischen dem Querträger 17 und dem Schwenkarm 15 ein federvorgespannter Stoßdämpfer 22 sowie ein Pneumatikzylinder 23 angebracht, die jeweils gegensinnig im Wesentlichen senkrecht am Schwenkarm 15 angelenkt sind und eine Schwenkbewegung des Schwenkarms 15 um die Schwenkachse 16 hervorrufen können. Dabei ist der Stoßdämpfer 22 derart vorgespannt, dass er ohne eine Druckbeaufschlagung des Pneumatikzylinders 23 mit einem Pneumatikdruck eine ausgefahrene, verlängerte Stellung einnimmt und bei Anlegen eines Pneumatikdrucks an den Pneumatikzylinder 23 in eine verkürze Stellung mit vorgespannter Druckfeder gedrängt wird. Der Schwenkbereich der in 2 dargestellten Schwenkarme beträgt jeweils ungefähr 35 Grad und wird durch Endlagenschalter 24 begrenzt, die symbolisch dargestellt sind und die eine Druckbeaufschlagung bzw. eine Druckbegrenzung des jeweiligen Pneumatikzylinders 23 bewirken können, um einen weiteren Ausschlag des Schwenkarms 15 zu verhindern. Der Translationsweg der Laufkatze 14 längs des Schwenkarms 15 beträgt 0,25 m bis 0,45 m, vorzugsweise 0,3 m, der Durchmesser der Waschbürsten 1,2 m bis 1,5 m, vorzugsweise 1,3 m. Die Schwenkarme 15 sind jeweils entgegen der Förderrichtung 5 gerichtet, das heißt, dass das jeweilige Schwenkgelenk 25, das die Schwenkachse 16 bestimmt, in Förderrichtung hinter der Waschbürste 9 angeordnet ist. Die Schwenkarme 15 sind an in Förderrichtung 5 hintereinander angeordneten Querträgern 17 angebracht, wobei der in Förderrichtung 5 vordere Schwenkarm 15 eine Länge von ca. 2,5 m aufweist, während der hintere Schwenkarm 15 eine Länge von ca. 1,9 m aufweist und eine Beabstandung der Querträger 17 von ca. 0,7 m vorgesehen ist.
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Die Durchführung eines Waschvorgangs ist in den 3 bis 12 dargestellt, wobei die Darstellung gemäß den Figuren jeweils Momentaufnahmen von im Wesentlichen kontinuierlich ablaufenden Bewegungsvorgängen sind. Gemäß der Darstellung der 3 und 4 befinden sich die Schwenkarme 15 jeweils in einer nach innen zu einer Mittelachse 26 der Fördereinrichtung 4 zugewandten Ausgangsstellung, in der die Laufkatzen 14 jeweils in der maximal vom Schwenkgelenk 25 beabstandeten Stellung positioniert sind. Die Waschbürsten 9 rotieren gegensinnig, wobei die in Förderrichtung 5 nachgelagert angeordnete Waschbürste 9 gegen den Uhrzeigersinn rotiert. Die Fördereinrichtung 4 bewirkt eine Annäherung des Kraftfahrzeugs 3 in Richtung der Wascheinrichtung 1, so dass zunächst die in Förderrichtung 5 vorgelagerte Waschbürste 9 in Kontakt mit der Frontfläche 6 des Kraftfahrzeugs 3 tritt. Durch die Rotation der Waschbürste 9 wird eine Relativbewegung der nicht näher dargestellten Waschkörper der Waschbürste 9 gegenüber der Oberfläche des Kraftfahrzeugs 3 bewirkt.
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Durch die Förderung des Kraftfahrzeugs 3 in Richtung der Waschbürste 9 wird eine Krafteinwirkung der Waschkörper auf das Kraftfahrzeug 3 und eine dadurch hervorgerufene Kraftrückwirkung auf die Waschbürste 9 hervorgerufen, die zu einer Ausweichbewegung der Waschbürste 9 führt. Da die Pneumatikzylinder 18 und 23 mit einem konstanten Druck beaufschlagt sind, der derart gewählt ist, dass keine Verschiebung der Laufkatze 14 oder ein Schwenken des Schwenkarms 15 auftritt, tritt eine Kippbewegung der Waschbürste 9 um das Kardangelenk 13 auf, so dass die in der Ausgangsstellung vertikal ausgerichtete Rotationsachse 10 einen spitzen Winkel α mit der Vertikalrichtung einnimmt, wie dies in 5 und 6 näher dargestellt ist. Bei zunehmender Annäherung des Kraftfahrzeugs 3 an die Waschbürste 9 wird zunächst eine Untergrenze des ersten Anpresskraftintervalls überschritten, so dass der Waschvorgang definitionsgemäß und effektiv beginnt, während der davor bereits stattfindende Berührvorgang zwischen Waschbürste 9 und Kraftfahrzeug 3 nicht dem Waschvorgang zugerechnet wird, da aufgrund des geringen Anpressdrucks keine ausreichende Waschwirkung vorliegt. Bei Erreichen eines vorgegebenen maximalen Kippwinkels der Waschbürste 9, der proportional der maximalen Anpresskraft ist, wird der Pneumatikdruck im Pneumatikzylinder 18 abgesenkt, so dass die Laufkatze 14 zumindest nahezu in Förderrichtung 5 längs des Schwenkarms 15 verfahren werden kann, wobei die Bewegung der Laufkatze 14 so gewählt wird, dass die Anpresskraft im ersten Anpresskraftintervall verbleibt. Sobald die Laufkatze 14 eine maximal an das Schwenkgelenk 25 angenäherte Position eingenommen hat, beginnt eine stetige Drucksteigerung im Pneumatikzylinder 23, so dass der Schwenkarm 15 nach auswärts, also für die vorgelagerte Waschbürste 9 im Uhrzeigersinn verschwenkt werden kann und somit die Frontfläche 6 des Kraftfahrzeugs 3 überstreicht. Dabei ist eine Anpresskraft im ersten Anpresskraftintervall gewährleistet. Die Schwenkbewegung des Schwenkarms 15 nach außen wird solange durchgeführt, bis sich der Kippwinkel der Waschbürste unterhalb eines vorgebbaren Wertes eingestellt hat, was von einer nicht dargestellten Steuereinrichtung als Signal für das Erreichen des Übergangsbereichs zwischen der Frontfläche 6 und der Seitenfläche 7 interpretiert wird. In dieser Stellung wird eine untere Grenze des Anpresskraftintervalls erreicht.
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Die Steuereinrichtung ändert nun die Drehrichtung der Waschbürste 9, so dass für die vorgelagerte, in 6 unten dargestellte Waschbürste 9 eine Rotationsbewegung im Uhrzeigersinn beginnt. Dabei wird durch eine entsprechende Druckbeaufschlagung des Pneumatikzylinders 23 ein dynamisches Kräftegleichgewicht eingestellt, das weiterhin durch die Rückstellkraft des Stoßdämpfers 22 und die Reaktionskraft der Waschbürste 9 bestimmt wird und bei dem eine Anpresskraft im Bereich des ersten Anpresskraftintervalls eingehalten wird. Mit dieser Rotationsbewegung wird nun die gesamte Seitenfläche 7 von der Waschbürste 9 überstrichen, wie dies in den 8 und 9 näher dargestellt ist. Dabei sind die Relativbewegung der Waschkörper gegenüber dem Kraftfahrzeug 3 und die Förderrichtung 5 gleichgerichtet, so dass die Waschbewegung der Waschbürste 9 relativ zur Oberfläche des Kraftfahrzeugs 3 im Gleichlauf erfolgt und eine zuverlässige Reinigung der Außenspiegel des Kraftfahrzeugs 3 gewährleistet ist.
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Sobald die Waschbürste 9 den Übergangsbereich zwischen der Seitenfläche 7 und der Heckfläche 8 erreicht, was durch eine nicht dargestellte Sensoreinrichtung detektiert werden kann, erfolgt eine nach innen gerichtete Schwenkbewegung des Schwenkarms 15. Die Laufkatze 14 ist zu diesem Zeitpunkt in der maximal an das Schwenkgelenk angenäherten Position angeordnet und wird nun, insbesondere bei einem nicht dargestellten Kraftfahrzeug mit vertikal ausgerichteten Heckscheibenwischern, durch Druckbeaufschlagung des Pneumatikzylinders 18 in die maximal vom Schwenkgelenk 25 entfernte Position ausgelenkt. Durch die Überlagerung der Schwenkbewegung des Schwenkarms 15 im Uhrzeigersinn für die vorgelagerte Waschbürste 9 und die Förderbewegung des Kraftfahrzeugs 3 sowie die Translationsbewegung der Laufkatze 14 im Wesentlichen entgegen der Förderrichtung 5 liegt eine Anpresskraft der Waschbürste 9 auf die Oberfläche des Kraftfahrzeugs 3 vor, die in einem Anpresskraftintervall liegt, dass abweichend von einem Anpresskraftintervall für die Wäsche der übrigen Oberflächenbereiche gewählt ist. Damit wird mit großer Wahrscheinlichkeit sichergestellt, dass durch die im Wesentlichen senkrecht ausgerichtete Waschbürste 9 keine Beschädigung im Wesentlichen senkrecht ausgerichteter Heckscheibenwischer stattfindet.
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Nach dem Waschen des benachbart zum Übergangsbereich angeordneten Heckflächenbereichs werden die Stellmittel derart angesteuert, dass eine Reinigung der übrigen Heckfläche mit einem Anpressdruck aus dem ersten Anpressdruckintervall erfolgt.
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Der in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel genannte, mit dem Anpressdruck aus dem zweiten Anpressdruckintervall gewaschene Oberflächenbereich muss nicht der an den Übergangsbereich angrenzende Heckflächenbereich sein, sondern kann auch ein anderer oder weiterer frei gewählter Oberflächenbereich des Kraftfahrzeugs sein, der mit einer reduzierten Anpresskraft gewaschen werden soll.
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Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist an der Tragstruktur eine zusätzliche, an Schwenkhebeln angebrachte, um eine im Wesentlichen horizontal ausgerichtete Rotationsachse drehbare Waschbürste vorgesehen, die eine Reinigung der Frontfläche, der Heckfläche sowie der im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Oberflächen des Kraftfahrzeug ermöglicht.
