DE19513176C1

DE19513176C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Andruckregelung für rotierende Werkzeuge

Info

Publication number: DE19513176C1
Application number: DE1995113176
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl Ing Prischmann
Original assignee: Groh Prischmann & Schulz Forsc
Current assignee: Imtech GmbH and Co KG
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1995-03-31
Publication date: 1996-09-12
Anticipated expiration: 2015-04-01

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Andruckrege lung für rotierende Werkzeuge zur Bearbeitung annähernd lotrechter Flächen, wie beispielsweise für einen Walzenfräser zum Abtragen von Altputz, für Walzenbürsten zum Säubern von Oberflächen und Entfernen von dünnen Farb- und ähnlichen Schichten oder für diamantbesetzte Kreissägeblätter zum Fugenschneiden.

Aus der DD-PS 2 87 176 A7 ist eine Vorrichtung zum Abfräsen von Altputz bekannt, die am Auslegerende eines mobilen Trägergerätes derart befestigt ist, daß ein Zwischenglied über ein, am oberen Ende des Zwi schengliedes angeordnetes Kreuzgelenk die Verbindung zum Rahmen des rotierenden Werkzeug es herstellt. Der für die Bearbeitung der Flächen erforderliche Andruck des Werkzeuges wird durch ein am hinteren Teil des Rahmens der Vorrichtung angeordnetes Gegengewicht erzeugt.

Der Andruck des rotierenden Werkzeuges gegen die abzutragende Schicht wird dadurch erreicht, daß die Masse des Gegengewichtes und dessen Abstand zum Zwischenglied so bemessen sind, daß der Schwerpunkt der Vorrichtung in der Arbeitsstellung hinter dem Kreuzgelenk liegt. Eine Änderung des Andrucks erfolgt durch Ändern der Neigung der Vorrichtung oder durch Ändern der Masse des Gegengewichtes, welches aus mehre ren Teilen besteht, die dann abgenommen oder aufgelegt werden.

In dem DE-GM 92 11 084 wird eine ähnliche Vorrichtung zum Abfräsen von Altputz und Abbürsten von Farbschichten mit rotierenden Werkzeugen beschrieben. Der erforderliche Andruck wird durch ein motorisch verfahr bares Gegengewicht und durch Änderung der Neigung der Vorrichtung zur Horizontalen erzeugt und geändert. Die Vorrichtung ist über ein Kreuzge lenk am Ende eines Zwischengliedes mit dem Ende des Auslegersystems eines Trägergerätes verbunden.

Der Schichtabtrag erfolgt streifenförmig in vertikaler Richtung. Dazu muß das Ende des Auslegersystems, an dem die Vorrichtung gelenkig aufgehan gen ist, annähernd parallel zur zu bearbeitenden Fläche geführt werden, damit der Andruck zumindest aus geometrischer Sicht konstant bleibt. Dies ist insofern schwierig, da der Bedienende die einzelnen Bedienelemen te zur Bewegung der einzelnen Auslegerteile entsprechend betätigen muß, was exakt nicht gelingt. Bei der Vorrichtung DE-GM 92 11 084 wird der Andruck zusätzlich durch motorisches Verschieben des Gegengewichtes den lokalen Bedingungen der abzutragenden Schicht angepaßt bzw. geändert.

Die abzutragenden Schichten, wie beispielsweise Putzschichten an Gebäudefassaden besitzen Unebenheiten, die der Bedienende nicht erfas sen und berücksichtigen kann. Die Folge ist, daß die Schicht unregelmäßig abgetragen wird. Das äußert sich in einer teilweise zu geringen und teilwei se zu großen Schnittiefe. Bei einer zu großen Schnittiefe wird beim Abfrä sen von Putz in die Trägerschicht wie beispielsweise Ziegelmauerwerk gefräst. Die Trägerschicht besitzt eine größere Härte und Festigkeit, so daß sowohl der erforderliche Leistungsbedarf als auch der Verschleiß der Werkzeugschneiden schon bei geringstem Anschnitt der Trägerschicht erheblich ansteigen. Bei zu geringer Schnittiefe muß dieser Bereich mehrmals bearbeitet werden.

Besonders schwierig ist das Abbürsten von Farbschichten, da hierbei der Andruck vergleichsweise gering gehalten werden muß. Bei zu großem Andruck wird die Walzenbürste zerdrückt. Bei zu geringem Andruck er folgt kein Abtrag. Da der Bedienende die Walzenbürste während des Abtragprozesses nicht sieht, kann er den momentanen Andruck nicht beurteilen. Während ein zu geringer Andruck infolge der verbleibenden Schicht beobachtet werden kann, ist das bei zu großem Andruck nicht der Fall.

Sowohl beim Abfräsen von Altputz als auch beim Abbürsten von Farb schichten muß der Andruck ständig über die Bewegung des Auslegersy stems und/oder das motorische Verstellen des Gegengewichtes den loka len Schichtbedingungen angepaßt werden. In beiden Fällen äußert sich ein zu geringer Andruck durch ausbleibenden oder zu geringen Abtrag, was beobachtbar ist. Im Gegensatz dazu ist es schwierig oder nicht möglich, einen zu großen Andruck zu erkennen, da auf Grund der erhöhten Härte und Festigkeit der Trägerschicht selbst bei wesentlich zu großem Andruck eine geringe Schnittiefe in der Trägerschicht erreicht wird. Beim Abbür sten von Farbschichten ist ein zu großer Andruck nicht feststellbar, da kein Schnittprozeß stattfindet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung für einen gleichmäßigen, kontrollier- und regelbaren Andruck des rotierenden Werkzeuges an die zu bearbeitende Schicht zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen und den im Anspruch 7 angegebenen Merkmalen gelöst. Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 6.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß unabhängig von den, durch Führungsungenauigkeiten und Unebenheiten der abzutragenden Schicht hervorgerufenen Abweichungen des Abstandes des Verbindungspunktes zwischen dem Ende des Auslegersystems und der abzutragenden Schicht der eingestellte Andruck stets solange kon stant bleibt, solange keine gewollte Änderung erfolgt.

Der Bedienende stellt den erforderlichen Andruck in Abhängigkeit vom abzutragenden Material, wie beispielsweise alter Putz, alte Farbe, in Abhängigkeit von der erforderlichen Schnittiefe ein. Damit konzentriert sich der Bedienende während der Bearbeitung nur noch auf die Bewegung des Auslegersystems, welches nun nicht mehr exakt parallel zur zu bear beitenden Schicht bewegt werden muß, damit der Andruck konstant bleibt.

Durch ein entsprechendes Bedienelement paßt der Bedienende den An druck den lokalen Schichtbedingungen an. Das bedeutet, daß der Bedie nende beispielsweise auf unterschiedliche Schichtdicken, die insbesondere bei Putzschichten zutreffen, sofort durch Ändern des Andruckes reagiert. Dieser eingestellte Andruck bleibt dann unabhängig von der Bewegung des Auslegersystems solange konstant, solange der Bedienende keine Änderung vornimmt.

Eine Vorrichtung zum Abfräsen von Altputz oder ähnlichen Schichten ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau einer Vorrichtung in der Draufsicht,

Fig. 2 den prinzipiellen Aufbau einer Vorrichtung in der geschnitte nen Seitenansicht A-A gemäß Fig. 1,

Fig. 3 die schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Bestim mung der Lage des Gesamtschwerpunktes,

Fig. 4 die schematische Darstellung einer frei hängenden Vorrich tung mit ungünstigem Massenmomentenverhältnis,

Fig. 5 die schematische Darstellung einer frei hängenden Vorrich tung mit günstigem Massenmomentenverhältnis,

Fig. 6 die schematische Darstellung einer frei hängenden Vorrich tung mit ausgeglichenem Massenmomentenverhältnis,

Fig. 7 die schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Ermitt lung des Andruckes,

Fig. 8 die schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Ermitt lung des oberen Grenzwertes des Regelbereiches,

Fig. 9 die schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Ermitt lung des unteren Grenzwertes des Regelbereiches,

Fig. 10 die schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Ermitt lung der Mittelstellung im Regelbereich,

Fig. 11 die schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Um rechnung der analogen Signale des Neigungsmelders bei positiver Mindestneigung,

Fig. 12 die schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Um rechnung der analogen Signale des Neigungsmelders bei negativer Mindestneigung.

Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau der Vorrichtung am Beispiel eines Gerätes zum Abfräsen von Altputz. Das rotierende Werkzeug 1 ist in den Seitenteilen 2 der Vorrichtung gelagert und wird vom Hydraulikmotor 3 über die Zwischenwelle 4 und die Zahnriemengetriebe 5 und 6 angetrie ben.

Der Hydraulikmotor 3 ist am Zentralblock 7 befestigt. Die Zwischenwand 8 trennt den Raum für den Antrieb vom Raum des Werkzeuges 1. Am hinteren Teil des Zentralblockes 7 sind zwei Führungen 9 in Form von Rohren befestigt, in denen jeweils ein Gegengewicht 10 verstellbar ange ordnet ist. Vermittels Gewindespindeln 12, die von Elektromotoren 11 an getrieben sind, werden die Gegengewichte 10 bewegt.

Das Zwischenglied 13 dient zur Aufhängung der Vorrichtung am Ende eines Auslegersystems 18 eines mobilen Führungsgerätes wie beispiels weise LKW-Hubbühne, Bagger, Teleskopstabler, Ladekran oder ähnliche. Das Kreuzgelenk 14 gewährleistet die freie Beweglichkeit der Vorrichtung in beliebiger Richtung.

Die Kupplung 15 gewährleistet das wahlweise Festlegen der vertikalen Drehachse des Zwischengliedes 13. Im gelösten Zustand der Kupplung 15 wird die Vorrichtung über das, durch den Elektromotor 17 angetriebene Zahnriemengetriebe 16 gedreht. Dadurch kann die Vorrichtung vor dem Fräsbeginn in bezug zur abzutragenden Schicht 19 so gedreht werden, daß das rotierende Werkzeug annähernd parallel zur Wandfläche positio niert ist. Das ist besonders dann von Vorteil, wenn in größeren Höhen an einer beliebigen Fläche neu angesetzt werden muß.

Die Abmessungen I_SV, I_Z, I_SG und I_V in Fig. 2 bestimmen die Lage des Gesamt schwerpunktes S der Vorrichtung und damit den maximal erzeugbaren Andruck. Hierbei ist der momentane Abstand I_SG des Schwerpunktes S_G der Gegengewichte 10 zum Zwischenglied 13 und die Abmessung I_SV die Lage des Schwerpunktes S_v der Vorrichtung ohne Gegengewichte 10 zur Symme trieachse des Zwischengliedes 13. Die Abmessung I_Z ist der rechtwinklige Abstand des Kreuzgelenkes 14 zur horizontalen Systemlinie der Vorrich tung. Die Abmessung I_V ist der rechtwinklige Abstand der Drehachse D des Werkzeuges 1 zur Systemlinie des Zwischengliedes 13.

Fig. 3 zeigt die schematische Darstellung der freihängenden Vorrichtung in der Gleichgewichtslage. Das Kreuzgelenk 14 repräsentiert den Drehpunkt der Vorrichtung. Die Masse m_V ist die Masse der Vorrichtung ohne Gegen gewichte 10, die Masse m_G ist die Masse der Gegengewichte 10 und die Masse m entspricht der Gesamtmasse der Vorrichtung, also der Summe aus m_V und m_G. Die Lage I_S des Gesamtschwerpunktes S der Vorrich tung resultiert aus der Summe der Massenmomente um den Dreh- bzw. Gelenkpunkt.

Fig. 4 zeigt die schematische Darstellung einer frei hängenden Vorrichtung mit ungünstigem Massenmomentenverhältnis. Das durch die Gewichts kraft m_G·g der Gegengewichte 10 erzeugte Moment ist kleiner als das durch die Gewichtskraft m_V·g der Vorrichtung ohne Gegengewichte 10 erzeugte Moment. Am Ende des Auslegersystems 18 ist das Kreuzgelenk 14, welches dem Gelenk- bzw. Drehpunkt entspricht, befestigt. Die Summe der Massenmomente um das Kreuzgelenk 14 bestimmt die Nei gung α der frei hängenden Vorrichtung, die im vorliegenden Fall α<0 und damit im Hinblick auf die Erzeugung eines großen Andruckes ungünstig ist. Mit dem vorliegenden Massenmomentenverhältnis ist selbst bei großer Neigung α nur ein vergleichsweise geringer Andruck erzeugbar. Der Gesamtschwerpunkt S der Vorrichtung liegt stets auf einer durch das Kreuzgelenk 14 gehenden Vertikal unterhalb vom Kreuzgelenk 14.

Fig. 5 zeigt die schematische Darstellung einer frei hängenden Vorrichtung mit günstigem Massenmomentenverhältnis. Das durch die Gewichtskraft m_G·g der Gegengewichte 10 erzeugte Moment ist größer als das durch die Gewichtskraft m_V·g der Vorrichtung ohne Gegengewichte 10 erzeugte Moment. Die Summe der Massenmomente um das Kreuzgelenk 14 be wirkt im vorliegenden Fall eine Neigung α<0 der frei hängenden Vorrich tung, womit die Erzeugung eines vergleichsweise großen Andruckes ge währleistet ist. Mit dem vorliegenden Momentenverhältnis ist schon bei geringer Neigung α ein vergleichsweise großer Andruck erzeugbar.

Fig. 6 zeigt die schematische Darstellung einer frei hängenden Vorrichtung mit ausgewogenem Massenmomentenverhältnis. Das durch die Gewichts kraft m_G·g der Gegengewichte 10 erzeugte Moment ist gleich dem durch die Gewichtskraft m_V·g der Vorrichtung ohne Gegengewichte 10 erzeug ten Moment. Die Summe der Massenmomente um das Kreuzgelenk 14 bewirkt im vorliegenden Fall eine Neigung α=0 der frei hängenden Vorrich tung, womit die Erzeugung eines mittleren Andruckes erfolgt. Mit dem vorliegenden Momentenverhältnis ist erst für eine Neigung α<0 ein Andruck erzeugbar.

Bei der Konstruktion der Vorrichtung muß das infolge der Masse m_G der Gegengewichte 10 erzeugte Moment in Abhängigkeit von dem durch die Masse m_V der Vorrichtung ohne Gegengewichte 10 erzeugte Moment und die größtmögliche Andruckkraft F_A festgelegt werden. Dabei ist das durch die Masse m_V erzeugte Moment so gering wie möglich zu halten, was dadurch erreicht wird, daß die Baugruppen und Bauteile in Richtung des rotierenden Werkzeuges 1 mit möglichst geringen Massen belegt werden, das heißt hinsichtlich der aufzunehmenden und der zu übertragenden Kräfte also sehr knapp zu bemessen sind. Demgegenüber sind die hinter dem Zwischenglied 13 liegenden Baugruppen, zum Beispiel die Führungen 9, mit großen Massen auszustatten.

Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung der Vorrichtung in Arbeitsstel lung. Während des Schichtabtrages wird die Vorrichtung in vertikaler Richtung v bewegt. Im Idealfall bewegt sich das Kreuzgelenk 14 parallel zur zu bearbeitenden Schicht 19, so daß der Abstand s konstant bleibt. Infolge von Führungsungenauigkeiten des Auslegersystems 18 und Unebenheiten der abzutragenden Schicht 19 ist das jedoch nicht möglich. Der Abstand s und damit die Andruckkraft F_A sowie deren Komponenten F_H und F_V ändern sich ständig, was einen unregelmäßigen Schichtabtrag zur Folge hat.

Zur Berechnung der Andruckkraft wird die Summe der durch m·g und F_A erzeugten Momente um das Kreuzgelenk 14 gebildet. Hieraus wird deut lich, daß der Schwerpunkt S_V in der Arbeitsstellung, wie in Fig. 4 darge stellt, hinter dem Kreuzgelenk 14 liegen muß, damit das durch die Masse m_V der Vorrichtung ohne Gegengewichte 10 erzeugte Moment einen posi tiven Anteil zur erforderlichen Größe der Andruckkraft F_A für das rotieren de Werkzeug 1 liefert. Aus Fig. 7 ist ersichtlich, daß mit zunehmender Ab messung I_S und mit zunehmender Neigung α die Andruckkraft F_A zu nimmt, da sich der horizontale Abstand des Schwerpunktes S zum Kreuz gelenk 14 vergrößert und beim Moment F_A·r_V die Abmessung r_V konstant bleibt, da die Andruckkraft F_A unabhängig von der Neigung α stets senk recht zur Abmessung r_V liegt.

Hieraus folgt, daß eine Anpassung der Andruckkraft F_A an die lokalen Gegebenheiten der abzutragenden Schicht 19 einmal durch Verstellen des Abstandes I_SG der Gegengewichte 10 und zum anderen durch horizonta les Bewegen des Kreuzgelenkes 14, wodurch sich der Abstand s zur Ober fläche der abzutragenden Schicht 19 und damit die Neigung α ändert, erreicht wird.

Wird der Abstand s verringert, so vergrößert sich die Neigung α und die Andruckkraft F_A sowie deren Horizontalkomponente F_H nehmen zu und die Vertikalkomponente F_V nimmt ab, da bei konstantem Winkel β die Neigung α abnimmt.

Wird der Abstand s vergrößert , so verringert sich die Neigung α und die Andruckkraft F_A sowie deren Horizontalkomponente F_H nehmen ab und die Vertikalkomponente F_V nimmt zu, da bei konstantem Winkel β die Neigung α zunimmt.

Werden die Gegengewichte 10 ausgefahren, so daß der Abstand I_SG zunimmt, vergrößert sich die Andruckkraft F_A sowie deren Horizontalkom ponente F_H und Vertikalkomponente F_V gleichermaßen, da die Neigung α und damit der Winkel γ konstant bleiben. Wird das Gegengewicht 10 eingefahren, so daß der Abstand I_SG abnimmt, verringert sich die Andruck kraft F_A sowie deren Horizontalkomponente F_H und Vertikalkomponente F_V gleichermaßen.

Beim Schichtabtrag treten Schichten unterschiedlicher Festigkeit auf. Deshalb werden Andruckbereiche definiert, die es erlauben, den Andruck ständig den lokalen Gegebenheiten, Festigkeit und Härte, der abzutragen den Schicht 19 anzupassen. Diese Bereiche werden in Abhängigkeit von der maximal erzeugbaren Andruckkraft F_A festgelegt. So wird bei spielsweise unterschieden, ob alte Farbschichten, alte Putzschichten der Mörtelgruppe I, II und III, Edelputz oder Beton abgetragen werden sollen. Der Bedienende stellt den erforderlichen Andruck über ein entsprechendes Bedienelement des Bedienpultes ein und kann diesen jederzeit während des Abtragprozesses ändern und damit den lokalen Gegebenheiten anpas sen. Zur Kontrolle wird der eingestellte Bereich angezeigt.

Die maximale Andruckkraft F_A wird dann erzeugt, wenn die Gegenge wichte 10 voll ausgefahren sind und das Kreuzgelenk 14 an der Oberflä che der abzutragenden Schicht 19 liegt. Dabei besteht allerdings die Gefahr, daß das Kreuzgelenk 14 und/oder das Ende des Auslegersystems 18 gegen die abzutragende Schicht 19 stoßen. Um das zu vermeiden wird, wie in Fig. 10 dargestellt, ein Sicherheitsabstand s_min des Kreuzge lenkes 14 zu der durch die Drehachse D des rotierenden Werkzeuges 1 ge henden Vertikalen definiert. Aus dem Sicherheitsabstand s_min folgt eine maximale Neigung α_max und hieraus bei voll ausgefahrenen Ge gengewichten 10 eine maximale Andruckkraft F_A.

Gleichermaßen wird eine Mindestneigung α_min definiert, bei dem die Andruckkraft F_A gerade 0 ist. Dieser Mindestneigungswinkel α_min ergibt sich dann, wenn die Vorrichtung frei hängt und die Gegengewichte 10 voll ausgefahren sind. Damit liegt der Winkelbereich α_min < α < α_max fest, in dem eine Andruckkraft F_A erzeugt wird.

In gleicher Weise ergeben sich, wie in Fig. 8 dargestellt, für jeden Sollwert F_Asoll der Andruckkraft F_A entsprechende Neigungsbereiche α_Sollmin < α < α_Sollmax, in der der Sollwert F_Asoll der Andruckkraft F_A erzeugbar ist.

Den unteren Grenzwert α_Sollmin, bei dem der eingestellte Sollwert F_Asoll der Andruckkraft F_A gerade noch erzeugt wird, erhält man gemäß Fig. 9, wenn die Gegengewichte 10 voll ausgefahren sind und den Abstand s solange vergrößert und damit die Neigung α der Vorrichtung soweit verringert wird, bis der eingestellte Sollwert F_Asoll der Andruck kraft F_A erreicht ist. Wird in dieser Stellung die Neigung α weiter verringert oder werden die Gegengewichte 10 eingefahren, so wird eine Andruckkraft F_A erzeugt, die kleiner als der Sollwert F_Asoll ist.

Gemäß Fig. 8 erhält man den oberen Grenzwert α_Sollmax, bei dem der ein gestellte Sollwert F_Asoll der Andruckkraft F_A gerade noch erzeugt wird, wenn die Gegengewichte 10 völlig eingefahren sind und der Abstand s solange verringert und damit der Neigungswinkel α der Vorrichtung soweit vergrößert wird, bis der eingestellte Sollwert F_Asoll der Andruckkraft F_A erreicht ist. Wird in dieser Stellung die Neigung α weiter vergrö ßert oder werden die Gegengewichte 10 ausgefahren, so wird eine An druckkraft F_A erzeugt, die größer als der Sollwert F_Asoll ist. Für den Fall, daß sich ein Grenzwert α_Sollmax < α_max ergibt, ist die zum Sicherheits abstand s_min gehörende Neigung α_max maßgebend.

Aus den bekannten Grenzwerten α_Sollmax und α_Sollmin, werden nach Fig. 8 und Fig. 9 die zugehörigen Winkel γ_min und γ_max ermittelt. Der Winkel β ist eine geometrische Konstante. Mit der konstanten Abmessung r_V und den Grenzwinkeln γ_min und γ_max werden die zugehörigen Grenzab stände s_min und s_max ermittelt.

Der Regelbereich s_R für Abweichungen des Kreuzgelenkes 14 von der Ver tikalen folgt gemäß Fig. 10 aus der Differenz der Grenzabstände s_max und s_min. Wird dieser Bereich infolge Führungsungenauigkeiten des Ausleger systems 18 oder durch Unebenheiten der abzutragenden Schicht 19 überschritten, kann der eingestellte Sollwert F_Asoll der Andruckkraft F_A durch Verstellen der Gegengewichte 10 allein nicht erzeugt werden.

Da nicht abzusehen ist, in welcher Richtung die Abweichung des Kreuzge lenkes 14 bezüglich der Vertikalen erfolgt, wird jeweils beim Definieren eines neuen Sollwertes F_Asoll und bei Erreichen eines Grenzabstandes s_min oder s_max bzw. eines Grenzwertes α_Sollmin oder α_Sollmax, eine Neigung α_o und ein zuge höriger Abstand I_SG der Gegengewichte 10 zum Zwischenglied 13 ein gestellt, so daß sich hinsichtlich des Regelbereiches s_R der Abweichungen des Kreuzgelenkes 14 von der Vertikalen eine Mittelstellung ergibt.

Den zur Mittelstellung gehörenden Neigungswinkel α_o erhält man gemäß Fig. 10, in dem das Kreuzgelenk 14 in die Mitte des Regelbereiches ½s_R gelegt wird. Mit dem zugehörigen Abstand s_o = s_min + ½s_R oder s_o = s_max -½s_R und der konstanten Abmessung r_v wird der zugehörige Winkel γ_o ermittelt, womit auch der gesuchte Neigungswinkel α_o bekannt ist. Mit dem vorgegebenen Sollwert F_Asoll und dem Neigungswin kel α_o wird mit der Momentengleichung bezüglich des Kreuzgelenkes 14 der zugehörige Abstand I_SG der Gegengewichte 10 ermittelt.

Zu Beginn des Schichtabtrages wird die Vorrichtung mit dem Auslegersy stem 18 zur abzutragenden Schicht 19 bewegt. Über ein entsprechendes Bedienelement am Bedienpult wird über den Elektromotor 17 und das Zahnriemengetriebe 16 die Vorrichtung in die erforderliche Richtung gedreht. Danach wird über ein weiteres Bedienelement das Werkzeug 1 durch den Hydraulikmotor 3 über die Zwischenwelle 4 und die Zahnriemen getriebe 5 und 6 in Rotation versetzt.

Nun wird die Vorrichtung bei rotierendem Werkzeug 1 langsam gegen die abzutragende Schicht 19 gefahren. Mit dem Einschalten des Hydraulikmo tors 3 wird ständig über den Neigungsmelder 20 die momentane Neigung α der Vorrichtung erfaßt. Gleichzeitig wird über die Längenmeßeinrichtung 21 der momentane Abstand I_SG der Gegengewichte 10 zum Zwischeng lied 13, die mittels zweier synchron laufender Elektromotoren 11 bewegt werden, festgestellt. Diese als analoge Signale vorliegenden Meßwerte werden einem Rechner zur Auswertung zugeführt.

Wird keine Andruckkraft F_A als Sollwert F_Asoll vorgegeben, so wird der geringste Andruck, wie beispielsweise zum Abbürsten alter Farbschichten, festgelegt und so lange beibehalten, bis eine neue Andruckkraft F_A als Sollwert F_Asoll über das entsprechende Bedienelement am Bedienpult eingestellt wird.

Das im Rechner installierte Programm ermittelt zunächst die Grenzwerte α_Sollmin und α_Sollmax der Vorrichtung und hieraus die Grenz abstände s_min und s_max, womit der Regelbereich s_R und damit der Abstand s_o bekannt sind. Aus dem Abstand s_o wird der zugehörige Neigungswinkel α_o der Vorrichtung und der zugehörige Abstand I_SG der Gegengewichte 10 ermittelt. Der Rechner aktiviert ein Signal, welches die Elektromotoren 11 veranlaßt, die Gewindespindeln 12 so lange in der erforderlichen Drehrichtung zu bewegen, bis die Gegengewichte 10 den erforderlichen Abstand I_SG einnehmen. Gleichzeitig aktiviert der Rechner ein Signal zur horizontalen Bewegung des Kreuzgelenkes 14, bis die Neigung α den Neigungswinkel α_o erreicht hat, womit das Kreuzgelenk 14 den erforderlichen Abstand s_o im Regelbereich s_R einnimmt.

Zur Vermeidung einer ständigen Hin- und Herbewegung der Gegengewichte 10 um den Abstand I_SG wird ein zulässiger Sollwertbereich definiert. Liegen die Gegengewichte 10 außerhalb des definierten Sollwertbereiches, so werden die Gegengewichte 10 so lange in der entsprechenden Richtung bewegt, bis der Abstand I_SG erreicht oder geringfügig überschritten ist.

Liegt das Kreuzgelenk 14 außerhalb des Regelbereiches s_R, in dessen Mitte der Abstand s_soll liegt, so wird das Signal zur horizontalen Bewegung des Kreuzgelenkes 14 in der entsprechenden Richtung so lange aktiviert, bis der Abstand s_o erreicht oder geringfügig überschritten ist.

Während des Abtragprozesses wird ständig der momentane Abstand I_SG der Gegengewichte 10 zum Zwischenglied 13, die momentane Neigung α der Vorrichtung und der, über das entsprechende Bedienelement eingestellte Sollwert F_Asoll der Andruckkraft F_A, erfaßt und dem Rechner zur Aus wertung und Signalaktivierung zugeführt. Die entsprechenden analogen Signale werden dem Rechner als Zahlenwerte α_G in einem definierten Bereich Z_Nmin α_G Z_Nmax übergeben, wobei in der Regel Z_N=0 ist, siehe Fig. 11 und Fig. 12.

Damit der Rechner diese Zahlenwerte verarbeiten kann, müssen diese in die entsprechenden Größen, Abstand I_SG der Gegengewichte 10, Neigung α der Vorrichtung und Andruckkraft F_A, unter Berücksichtigung der ent sprechenden Maßeinheiten umgerechnet werden. Dies erfolgt durch entsprechende Verhältnisgleichungen auf der Basis des unteren und oberen Grenzwertes des Abstandes I_SG der Gegengewichte 10, des unteren und oberen Grenzwertes der Neigungen α_min und α_max der Neigung α der Vorrichtung sowie des unteren und oberen Grenzwertes der Andruckkraft F_A. Während der untere Grenzwert des Abstandes I_SG der Gegengewichte 10 und der untere Grenzwert der Andruckkraft F_A gleich 0 sind, ist bei der Neigung α der Vorrichtung zu berücksichtigen, daß gemäß Fig. 4 bis 6 der untere Grenzwert der Neigung α_min<0, α_min=0 und α_min<0 sein kann.

Claims

1. Verfahren zur Andruckregelung für rotierende Werkzeuge zur Bearbeitung von annähernd lotrechten Flächen, wobei der Andruck über motorisch verstellbare Gegengewichte (10) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem erfor derlichen Sollwert F_ASoll für die Andruckkraft F_A des Werkzeuges (1) und der momentanen Neigung α der Vorrich tung zur Horizontalen der Abstand I_SG des Schwerpunktes S_G der Gegengewichte (10) zum Zwischenglied (13) der Aufhängung der Vorrichtung ermittelt und zur Veränderung der Stellung der Gegengewichte (10) verwendet wird, durch die die Andruckkraft F_A erzeugt und der erforderliche Soll wert F_ASoll für die Andruckkraft F_A erreicht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert F_ASoll der Andruckkraft F_A in einem Bereich ausgewählt ist, der durch die größte zulässige Neigung α_max und der geringsten Neigung α_min bei größtem Ab stand I_SG bestimmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß der Bereich für den Sollwert F_ASoll der Andruck kraft F_A in Abhängigkeit von den abzutragenden Schichten (19) in mehrere Stellbereiche aufgeteilt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Sollwert F_ASoll der Andruck kraft F_A ein Neigungsbereich α_Sollmin < α < α_Sollmax, in dem Änderungen der Neigung α, die zwangsweise zur Änderung des gewählten Sollwertes F_ASoll für die Andruck kraft F_A führen, durch Verschieben der Gegengewichte (10) ausgeglichen werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sicherheitsabstand s_min des Kreuzgelenkes (14) zu der durch die Drehachse D des rotie renden Werkzeuges (1) gehenden Vertikalen festgelegt und bei Unterschreitung dieses Sicherheitsabstandes s_min und Überschreitung der zugehörigen maximal zulässigen Nei gung α_max der Vorrichtung signalisiert und das Werkzeug (1) stillgesetzt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal zur Bewegung des Kreuzge lenkes (14) aktiviert wird, wenn das Kreuzgelenk (14) den Regelbereich s_R verläßt und solange aktiv bleibt, bis der Abstand s des Kreuzgelenkes (14) zu der durch die Drehach se D des rotierenden Werkzeuges (1) gehenden Vertikalen den Abstand s_soll der einer Mittellage im Regelbereich s_R entspricht, in entgegengesetzter Richtung gerade erreicht oder geringfügig überschreitet.

7. Vorrichtung zur Andruckregelung für rotierende Werkzeuge zur Bearbeitung annähernd lotrechter Flächen, die vermittels eines Kreuzgelenkes (14) am Ende eines Auslegersystems (18) gelenkig befestigt ist und verstellbare Gegengewichte (10) zur Regelung des für die Bearbeitung notwendigen An druckes aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den Führungen (9) der Gegengewichte (10) eine Längenmeß einrichtung (21) angeordnet und die Vorrichtung mit einem Neigungsmelder (20) ausgerüstet ist, deren Ausgangssignal leitungen am Eingang eines Rechners angeschlossen sind.