-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Bearbeiten einer vertikalen Wand, insbesondere zum Putzen einer
vertikalen Wand.
-
Bei der Errichtung eines Gebäudes werden vertikale
Wände erstellt,
die nachbearbeitet werden, beispielsweise durch Putzen einer solchen
vertikalen Innen- und/oder Außenwand.
Die Bearbeitung der Wände
ist relativ aufwendig, da sie manuell durchgeführt wird.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, eine Vorrichtung zum Bearbeiten einer vertikalen Wand derart
weiterzubilden, dass der manuelle Aufwand verringert wird.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die
Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass mit einer Ausgabeeinheit
zur Ausgabe eines Bearbeitungsmittels an die Wand, einer Stelleinheit
zur Bewegung der Ausgabeeinheit in vertikaler und/oder horizontaler
und/oder kreisförmiger
Richtung und mit einem Gestell zum Tragen der Ausgabeeinheit und
der Stelleinheit.
-
Der besondere Vorteil der Erfindung
besteht darin, dass die Bearbeitung der vertikalen Wand quasi automatisch
erfolgt. Nach Einrichten der erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung
bewegt sich diese selbsttätig
entlang der Wand, wobei die Stelleinheit die Ausgabeeinheit derart
führt,
dass das Bearbeitungsmittel vollflächig auf die vertikale Wand aufgebracht
wird. Der Bearbeitungsvorgang ist beendet, sobald die erfindungsgemäße Bearbeitungsvorrichtung
das Ende der Wand erreicht hat.
-
Nach einer Weiterbildung der Erfindung
umfasst die Vorrichtung eine Sensoreinheit, mittels derer Endpositionen
der das Bearbeitungsmittel ausgebenden Ausgabeeinheit ermittelbar
ist. Auf diese Weise können
Ränder
der vertikalen Wand erkannt werden, wobei die Sensorsignale der
Stelleinheit zugeführt
werden, derart, dass die Ausgabeeinheit einen Richtungswechsel erfährt. Hierdurch
wird gewährleistet,
dass alle Teilbereiche der vertikalen Wand gleichmäßig von
der Ausgabeeinheit erfasst werden. Darüber hinaus kann das Ende der
Wand erkannt werden, so dass die erfindungsgemäße Vorrichtung abgeschaltet
wird.
-
Nach einer Weiterbildung der Erfindung
umfasst die Stelleinheit ein elektronisches Steuerprogramm, dass
das Kernstück
der Stelleinheit bildet und zur Ansteuerung eines oder mehrerer
Stellmotoren für
die Bewegung der Ausgabeeinheit bzw. zur Ansteuerung eines Antriebsmotors
für die
Antriebseinheit dient.
-
Das Steuerprogramm kann als speicherprogrammierte
Steuerung ausgebildet sein, wobei in Abhängigkeit von der Dimension
der Wand unterschiedliche vorwählbare
Programme vorgesehen sind. Beispielsweise kann ein erstes Steuerprogramm
einer Dimension A der vertikalen Wand und ein zweites Steuerprogramm
einer anderen Dimension B der Wand zugeordnet sein.
-
Auf diese Weise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung
beispielsweise an unterschiedliche Wandhöhen voreingestellt werden,
so dass der Aufwand hinsichtlich der Sensoreinheit reduziert werden kann.
Nach einer alternativen Ausführungsform
kann das Steuerprogramm auch dazu genutzt werden, unterschiedliche
vorwählbare
Bearbeitungsarten oder Bearbeitungsstärken vorzusehen. Beispielsweise kann
ein Ausgabeorgan der Ausgabeeinheit selbst durch das Steuerprogramm
angesprochen werden, so dass die Variabilität und Flexibilität der Vorrichtung vergrößert wird
einerseits und der Materialaufwand bzw. Geräteaufwand reduziert werden
kann andererseits.
-
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist
die Ausgabeeinheit einen Ausgabeauslass bzw. eine Ausgabedüse auf,
die über
einen Schwenkarm und gegebenenfalls ein Getriebe an dem Stellmotor
angekoppelt ist. Der Schwenkarm ist teleskopartig ausgebildet, so
dass die Wand entsprechend unterschiedlich voreingestellter Radien
entlang eines Kreisbogens bestrichen werden kann. Die am Ende des
Schwenkarms angeordnete Ausgabedüse
wird in einem vorgegebenen Abstand zu der Wand entlang eines Spitzenkreisbogenabschnitts
hin- und herbewegt.
Der Kreisbogenabschnitt erstreckt sich zwischen einem oberen und
unteren Ende der Wand. Die Bewegung des Schwenkarms erfolgt bei
einer konstanten Winkelgeschwindigkeit, wobei vorzugsweise zwischen
einer Hinbewegung und einer Herbewegung der Schwenkarm translatorisch
um einen vorgegebenen Verstellweg parallel zur Wand weiterbewegt
wird. Vorzugsweise wird die Antriebseinheit einerseits und die Stelleinheit
andererseits sequentiell angesteuert, so dass keine Überlagerung
von einer kreisenden und einer translatorischen Bewegung gegeben
ist. Die Länge
des Verstellweges ist abhängig
von der Breite des durch die Ausgabedüse bewirkten kreisförmigen Bearbeitungsbandes.
Die Länge
des Verstellweges ist somit derart gewählt, dass nach und nach ein
Bearbeitungsmittel auf um den Verstellweg versetzte Kreisbogenabschnitte
der Wand aufgebracht wird. Der Kreisbogenabschnitt erstreckt sich
kontinuierlich von einem oberen zu einem unteren Rand der Wand.
-
Nach einer Weiterbildung der Erfindung
ist der Ausgabeauslass in einer Ausgangsposition in einem mittleren
Bereich zwischen einem oberen und unteren Rand der Wand angeordnet.
Der Radius der Kreisbogenabschnitte läuft auf einen Mittelpunkt zu, der
sich auf einer horizontalen Mittelebene der vertikalen Wand erstreckt.
Vorteilhaft können
somit wenige und zugleich kreisende Bewegung geringer Krümmung erzeugt
werden, die eine gleichmäßige und
sichere Verteilung des Bearbeitungsmittels ermöglichen.
-
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus den weiteren Unteransprüchen.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.
-
Es zeigen:
- 1 eine Vorderansicht einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- 2 einen vertikalen
Längsschnitt
durch die Vorrichtung,
- 3 eine Draufsicht
auf die Vorrichtung und
- 4 eine Vorderansicht
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
wobei sich ein Schwenkarm derselben in einer vertikalern oberen
Position befindet und wobei die Schwenkweglinie eines am freien Ende
des Schwenkarms angeordneten Ausgabeauslasses dargestellt ist.
-
In den 1 bis 4 ist eine Vorrichtung zum Putzen
einer vertikalen Wand, insbesondere zum Putzen einer Innenwand 1 eines
Hauses dargestellt. Diese Putzvorrichtung besteht im wesentlichen
aus einem Gestell 2, einer Antriebseinheit 3 zum
Antreiben der Putzvorrichtung, einer Ausgabeeinheit 4 zur Ausgabe
eines Bearbeitungsmittels 5, hier eines Mörtels 5,
und einer Stelleinheit 6 zur Bewegung der Ausgabeeinheit 4 in
einer vertikalen und/oder horizontalen und/oder kreisförmigen Bewegungsrichtung.
-
Das Gestell 2 besteht aus
4 vertikalen Säulen 7,
die abnehmbar auf einer Sockelplatte 8 angebracht sind.
Die Sockelplatte 8 ist mittels Laufräder 9, die paarweise
jeweils auf einer Achse angeordnet sind, bewegbar angeordnet. Ein
Paar von Laufrädern 9 ist
mittels eines Elektromotors 10, der an der Sockelplatte 8 befestigt
ist, antreibbar ausgestaltet. Die Achse der Laufräder 9 ist
gelenkig mit einer Zahnstange 11, die mit der Antriebswelle
des Elektromotors 10 gekoppelt ist, verbunden, vorzugsweise
wird das Gestell 2 in einem vorgegebenen Abstand zu der Wand 1 positioniert
und periodisch mittels Betätigung des
Elektromotors 10 parallel zu derselben bewegt. Alternativ
ist es auch möglich,
die Antriebsachse des Gestells 2 mit einer Lenkung zu versehen,
so dass das Gestell 2 einer in horizontaler Richtung bogenförmigen Wand
folgen kann. Zu diesem Zweck sind gesonderte Sensormittel erforderlich,
um den Abstand zur Wand 1 zu messen und mittels einer Regelungsschaltung
oder Regelungsprogrammierung ein Verfahren des Gestells 2 in
einem konstanten Abstand zur Innenwand 1 zu gewährleisten.
-
Die Ausgabeeinheit 4 ist
auf einer Gestellplatte 12 angebracht, die mittels eines
an der Sockelplatte 8 befestigten Antriebsmotors 13 in
vertikaler Richtung entlang der Säulen 7 verfahrbar
gelagert ist. Von einer Antriebswelle des Antriebsmotors 13 führt ein
4Xüber
ein an einer oberen Platte 14 befestigte Umlenkrolle 15 geführtes Band
16 zu der Gestellplatte 12, an der das freie Ende des Bandes
oder Seils 16 befestigt ist. Durch Betätigen des Antriebsmotors 13 kann
die Gestellplatte zwischen einer Stellung im Bereich der oberen
Platte 14 und einer Stellung im Bereich der unteren Sockelplatte 8 kontinuierlich
hin- und herbewegt werden. Der Antriebsmotor 13 ist Bestandteil
der Stelleinheit 6, und ermöglicht die Vertikalbewegung
der Gestellplatte 12 in eine vorgesehene Höhenposition.
-
Auf der Gestellplatte 12 ist
ein Schwenkarm 17 gehaltert, an dessen einem Ende ein Ausgabeauslass
bzw. eine Ausgabedüse 18 eines
Mörtelschlauches 19 befestigt
ist. Der Schwenkarm 17 und die Ausgabedüse 18 ist auf einer
der Innenwand 1 zugekehrten Seite des Gestells 2 angeordnet.
Der Mörtel 5 wird
mittels einer nicht dargestellten Pumpe über den Mörtelschlauch 19 von
hinten an die Gestellplatte 12 herangeführt und über die Ausgabedüse 18 auf
die Innenwand 1 aufgespritzt.
-
Der Auftrag des Mörtels 5 erfolgt durch
kreisende Bewegungen des Schwenkarms 17. Dabei überstreicht
der Schwenkarm 17 periodisch und im taktweisen Wechsel
zu dem Bewegen des Gestells 2 um einen vorgegebenen Verstellweg
mittels des Elektromotors 10 entlang eines Kreisbogenabschnitts
und überstreicht
dabei einen spitzen oder stumpfen Winkel α. Zu diesem Zweck ist auf der
Gestellplatte 12 ein weiterer Antriebsmotor 20 vorgesehen,
dessen Antriebswelle über
ein Zahnrad 21 mit dem Schwenkarm 17 gekoppelt
ist. Das Zahnrad 21 weist einen solchen Durchmesser auf,
dass der fest mit dem Zahnrad 21 gekoppelte Schwenkarm 17 mit einer
für den
Mörtelauftrag
erforderlichen Winkelgeschwindigkeit bewegt wird. Das Zahnrad 21 und
der Schwenkarm 17 sind schwenkbar um einen Lagerbock 22 gelagert.
-
Der Schwenkarm 17 ist teleskopartig
verlängerbar
ausgebildet, wobei die Länge
des Schwenkarms 17 auf die Höhe der Innenwand 1 abgestimmt ist.
-
Sowohl der Antriebsmotor 20,
der Bestandteil der Ausgabeeinheit 4 ist, als auch der
Antriebsmotor 13 der Gestellplatte 12 als auch
der Elektromotor 10 des Gestells 2 sind mittels
eines Steuerprogramms, das in einer Steuereinrichtung 23 untergebracht
ist, angesteuert. Zur Gewichtsreduzierung beim Transport ist die
elektrische Steuereinrichtung 23 von dem Gestell abnehmbar
ausgebildet.
-
Das Steuerprogramm ist vorzugsweise
als speicherprogrammierbare Steuerung ausgebildet, die mehrere voreingestellte
und wählbare
Programme umfasst. Die voreingestellten Programme können unterschiedlichen
Wandhöhen
oder Typen des Bearbeitungsmittels 5 bzw. unterschiedlichen
Bearbeitungsgeschwindigkeiten zugeordnet sein.
-
Der Schwenkarm 17 wird entsprechend
eines voreingestellten Programms periodisch um einen Winkel α bezogen
auf eine horizontale Mittelebene 24 des Gestells 2 bzw.
der Wand 1 hin- und herbewegt. Dabei überstreicht die Ausgabedüse 18 bei
einer Schwenkbewegung einen stumpfen Winkel. Zur Festlegung der
Endlagen der Ausgabedüse 18 ist eine
Sensoreinheit 25 mit einer Mehrzahl von Abstandssensoren 26,
beispielsweise zwölf
Sensoren 26, und Endschaltern 27 vorgesehen. Die
zwölf Abstandssensoren 26 sind
im Bereich der Ausgabedüse 18 an
gegenüberliegenden
Seiten am Schwenkarm 17 angeordnet und detektieren den
Mörtelauftrag
auf der Innenwand 1. Auf diese Weise wird ein doppeltes
Auftragen von Mörtel
auf der Innenwand 1 verhindert.
-
Zum einen sind Endschalter 27 an
in vertikaler Richtung gegenüberliegenden
Seiten der Ausgabedüse 18 mit
einem flexiblen Flügelarm 28 ausgebildet,
so dass jeweils die Endlage im Bereich des Bodens und der Decke
erkannt wird. Darüber
hinaus ist ein zusätzliches
Vertikalrohr 29 vorgesehen, das sich von der Sockelplatte 8 bis
zur oberen Platte 14 erstreckt und an dem beabstandet zueinander
verlaufende zwei Endschalter 27 angeordnet sind. Die Endschalter 27 dienen
zur Justierung des Schwenkarms 17 bezogen zur Innenwand 1.
Der obere Endschalter 27 begrenzt die Bewegung des Schwenkarms 17 nach
oben hin, während
der untere Endschalter 27 die Bewegung des Schwenkarms
nach unten hin begrenzt.
-
Die Abstandssensoren 26 erkennen
das Vorhandensein einer Fenster- oder Türöffnung, so dass in Abhängigkeit
von dem Sensorsignal die Mörtelspritze
ab und dann wieder angestellt werden kann. Zur Steuerung des Mörtelspritzstroms
ist ein kleiner zusätzlicher
Motor erforderlich, der die Luftzufuhr im vorhandenen Luftschlauch
unterbindet bzw. öffnet.
In Abhängigkeit
von dem Vorhandensein der Luftzufuhr wird der Mörtel 5 in dem Mörtelschlauch 19 gefördert oder
nicht. Zusätzlich
sind Endschalter 35 vorgesehen, die das Vorhandensein der
Wand 1 erkennen und mittels derer ein Anstoßen des
angetriebenen Gestells 2 verhindert wird. Der Antriebsmotor 10 des Gestells 2 wird
rechtzeitig deaktiviert, so dass ein Anstoßen desselben an die Wand 1 verhindert
wird.
-
Wie aus 1 zu ersehen ist, ist zur Lenkung des
Gestells 2 ein Lenkungsmotor 31 vorgesehen, der über eine
Zahnstange 32 mit einem Lenkgestänge 33 des Gestells 2 verbunden.
ist. Über
das Lenkgestänge 33 werden
die Laufräder 9 bzw.
die Achse der Laufräder 9 derart
gesteuert, dass das Gestell 2 stets in einem konstanten
Abstand zur Innenwand 1 an derselben entlangbewegt wird.
Das Gestell 2 ist somit ein selbststeuerndes Fahrzeug,
das nach einem vorgegebenen Programm "selbstregelnd" und automatisch den Mörtel auf
die Innenwand 1 aufzubringen in der Lage ist.
-
Der Lenkungsmotor 1 wirkt
zusammen mit einem Infrarot-Sensor 36,
der als Empfänger
mit einem Infrarot-Sender 37, der an der Innenwand 1 befestigt
ist, zusammenwirkt. Der Infrarot-Sensor ist der Sockelplatte 8 befestigt
und erkennt in Zusammenwirken mit dem Infrarot-Sender 37 den
Abstand zur Innenwand 1. In Abhängigkeit von dem ermittelten Abstandsmessergebnis
erfolgt mittels der Steuereinrichtung 23 die Ansteuerung
des Lenkungsmotors 31.
-
Zusätzlich sind Endschalter 38 auf
der Gestellplatte 12 angeordnet, die in Abhängigkeit
von den an dem Vertikalrohr 29 angeordneten Endschaltern 27 angesteuert
werden. Beim Erreichen der waagerechten Stellung des Schwenkarmes 17 wird die
Lage desselben erkannt und die Gestellplatte 12 auf- bzw.
abbewegt.
-
Die kontinuierliche Bewegung des
Schwenkarms 17 ist in 4 mittels
der strichpunktierten Schwenkweglinie 30 gezeigt, entlang
derer sich die Ausgabedüse 18 von
oben nach unten bzw. von unten nach oben bewegt. Diese Bewegungsbahn 30 setzt
sich aus zwei Teilkreisbewegungen zusammen, zwischen denen eine
geradlinige Bewegung in vertikaler Richtung verläuft.
-
Im folgenden wird die Funktionsweise
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
beschrieben. Zuerst werden die Bauteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung
an dem Bearbeitungsort montiert. Dabei werden die Platten 8, 12, 14 mit
den vertikalen Säulen 7 verbunden.
Darüber
hinaus werden die Antriebs einheit 3, die Stelleinheit 6 und
die Ausgabeeinheit 4 auf dem Gestell 2 montiert,
wobei zu beachten ist, dass die Baueinheiten der Antriebseinheit 3,
der Ausgabeeinheit 4 und der Stelleinheit 6 jeweils
abnehmbar ausgebildet sind. Nach Montage der Vorrichtung wird das
Gestell 2 bzw. der Schwenkarm 17 mit der Ausgabedüse 18 bezogen
auf die Innenwand 1 justiert. Die Gestellplatte 12 wird
in einem im Bereich der horizontalen Mittelebene 24 voreingestellt.
Der Beginn des Mörtelauftrages
erfolgt jedoch in einer Endlage der Ausgabedüse 18 im Bereich einer
Decke oder eines Bodens der Innenwand 1. Dabei wird das
Gestell 2 bzw. die Ausgabedüse 18 senkrecht zu
der Innenwand 1 in einem vorgegebenen Abstand positioniert. Die
Achse der Laufräder 9 ist
senkrecht zur Innenwand 1 orientiert. Nach Wahl eines Steuerprogramms
wird die Vorrichtung in Betrieb gesetzt, wobei diese selbsttätig vorzugsweise
ausgehend von einer Randposition der Ausgabedüse 18 im Bereich des
Bodens oder der Decke des Raumes entlang eines ersten Kreisbogenabschnittes
verfahren wird. Das Ende dieses unteren Kreisbogenabschnittes wird
durch den am Vertikalrohr 29 angeordneten unteren Endschalter 27 bewirkt,
der ein entsprechendes Signal an die Steuereinrichtung 23 abgibt,
so dass von nun an eine lineare geradlinige Bewegung in vertikaler
Richtung nach oben erfolgt. Dabei bewegt sich die Gestellplatte 12 senkrecht
nach oben, während
die Relativlage des Schwenkarms 17 zu der Gestellplatte 12 unverändert bleibt.
Nach Erreichen eines vertikalen Niveaus, das durch den am Vertikalrohr 29 befestigten
oberen Endschalters 27 erkannt wird, wird die Bewegung
der Gestellplatte 12 gestoppt, so dass daran anschließend eine
Kreisbewegung des Schwenkarms 17 entlang eines oberen Kreisbogenabschnittes
erfolgt. Die Bewegung entlang des oberen Kreisbogenabschnittes 30 endet dann,
sobald der Schwenkarm 17 eine vertikale Position erreicht
hat, in der die Ausgabedüse 18 in
einem deckennahen Bereich ist. Die Ausgabedüse 18 hat nur die
gegenüberliegende
Endlage im Bereich der Decke erreicht.
-
Nun wird der Antriebsmotor 20 des
Schwenkarms 17 gestoppt und gleichzeitig der Antriebsmotor 10 des
Gestells 2 aktiviert, so dass das Gestell 2 um einen
vorgegebenen Verstellweg parallel zur Innenwand 1 in horizontaler
Richtung verfahren wird. Die Länge
des Verstellweges ist an die Breite des Mörtelauftrages des Ausgabedüse 18 angepasst.
Nach Erreichen des vorgegebenen Verstellweges wird der Antriebsmotor 10 des
Gestells 2 deaktiviert und gleichzeitig der Antriebsmotor 20 für den Schwenkarm 17 aktiviert.
Nun erfolgt eine gleiche kreisende Bewegung des Schwenkarms 17 in
entgegengesetzter Richtung. Nachfolgend erfolgt eine geradlinige Bewegung
der Gestellplatte 12 bzw. der Ausgabedüsen 18 nach unten,
bis eine kreisende Bewegung entlang des unteren Kreisbogenabschnittes 30 in
die Endlage in der Nähe
des Bodens erreicht ist.
-
Die periodische Schwenkbewegung der
Auslassdüse 18 erfolgt
zyklisch und wird durch eine horizontale Bewegung des Gestells 2 periodisch
unterbrochen. Nach Verfahren des Gestells 2 in einen Eckbereich
der Innenwand 1 wird die Antriebseinheit 3 vollständig gestoppt.
Der Putzvorgang der Innenwand 1 ist somit abgeschlossen.
Durch Neuausrichtung des Gestells 2 kann eine sich in einem
rechten Winkel zur Innenwand 1 anschließende weitere Innenwand mittels
der Vorrichtung weiter selbsttätig verputzt
werden. Handelt es sich bei dieser benachbarten Wand um eine Innenwand,
die sich entlang eines relativ großen stumpfen Winkels anschließt, kann
die Lenkung des Gestells 2 dazu genutzt werden, den selbsttätigen Auftrag
des Putzes auf die benachbarte weitere Wand auszudehnen.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich
auch zum Auftragen eines Bearbeitungsmittels auf einer Außenwand.
Voraussetzung ist, dass Führungsmittel
vorgesehen sind, entlang derer die Gestellplatte 12 in
horizontaler Richtung verfahrbar ist.