DE19726613C2 - Selbstfahrende Bearbeitungsmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine fahrbare Bearbeitungsmaschine, insbesondere Bohrgerät, mit einer Lastplattform auf einem Fahrwerk.

Derartige Bearbeitungsmaschinen sind aus Steinbrüchen, insbesondere als Bohrgeräte, mit denen Löcher für Sprengladungen gesetzt oder Blöcke ausgebohrt werden, bekannt.

Bearbeitungsmaschinen für Arbeiten in Hochbauten, wie Bohrmaschinen, Sägen und Fräsen werden in der Regel von Handwerkern manuell bedient, wodurch die erzielbaren Vorschubkräfte in der Regel durch die Körperkräfte oder das Gewicht der Handwerker beschränkt werden. Die Arbeitsleistung wird dadurch begrenzt.

Aus der Druckschrift DE 40 05 356 A1 und DE 40 05 357 A1 sind Fahrzeuge mit mehren Fahrwerken mit je zwei Rädern oder Raupen bekannt, die einen Manipulator mit Gelenkarm und Greifer auf ihrer Lastplattform aufweisen. Das Fahrzeug kann Treppen befahren und auf der Stelle seine Fahrtrichtung ändern. Der Schwerpunkt des Manipulators kann vor den Schwerpunkt des Fahrzeuges bewegt werden, so dass das gesamte Gerät kippsicher Treppen erklimmen kann. Zwischen Fahrwerk und Lastplattform bzw. dem Manipulatorträger sind Drehschemel angeordnet, Die Lastplattform ist daher um 360° relativbeweglich auf dem Fahrwerk gelagert; der Manipulator hat offenbar mehrere Freiheitsgrade. Eine Werkzeugmaschine ist nicht offenbart.

Die Patentschrift US 49 93 912 offenbart einen treppengängigen Roboter, ausgestattet mit einem durch Räder angetriebenen Wagen auf dem ein Greifmanipulator um mehrere Achsen schwenkbeweglich angeordnet ist. Der Wagen verfügt über angetriebene Vorderräder sowie je zwei Hinterräder, die beidseits um eine Antriebswelle, mit Abstand zu dieser und auf einer Traverse an der Antriebswelle auch zu einander beabstandete antreibbare, um die Antriebswelle 360 Grad drehbare Räder.

Mit Hilfe der abwechselnd in Eingriff kommenden Paare von Hinterrädern können Treppenstufen erklommen und durch gegenläufige der Drehrichtungen der Hinterräder auch auf der Stelle gewendet werden. Erwähnt ist die Verwendung als Kamera- oder Waffenträger; eine Nutzung als Werkzeugmaschine ist nicht offenbart.

Aus der Zeitschrift bbr 44 (1993) Heft 11, S. 564 ist ein Raupenbohrgerät des Typs ROC 242 HC der Firma Altlas Copco, Deutschland, bekannt, mit dem Basaltblöcke mittels hydraulisch vorangetriebenem Kronenbohrer gewonnen werden. Das Bohrgerät ist an den Auslegerarm eines Trägergerätes, welches seinerseits auf einem 1,8 m breiten, geländegängigen Raupenfahrwerk ruht, angeordnet. Das Gerät kann vertikal nach unten oder horizontal oder unter spitzem Winkel dazu gelegene Bohrungen erzeugen. Die Reaktionskräfte werden durch entsprechenden Bodendruck bzw. Formschluß und Reibung des Fahrwerkes des schwergewichtigen Fahrzeuges zum Boden aufgebracht. Das Gerät kann wegen seiner Baubreite, Bauhöhe und Gewicht nur im Freien betrieben werden.

Eine Erdbewegungsmaschine, die auch als Bohrmaschine verwendbar ist, zeigt die DE 27 16 741 A1. Diese Maschine kann zum Beispiel als Tunnelbohrmaschine eingesetzt, und dabei zwischen Boden und Dach des Tunnels zur Momentenabstützung mittels hydraulisch ausfahrbarer Stützen verriegelt werden. Der Werkzeugträger/Bohrer kann in frei wählbaren Winkeln an vielen Punkten im Raum positioniert werden, Beschränkungen ergeben sich allerdings in etliche andere Richtungen, zum Beispiel seitlich vertikal. Treppen kann das Gerät nicht steigen.

Aus der DD 143 287 ist noch ein Langlochbohrwagen bekannt für den Einsatz im Bergbau, ähnlich wie das zuvor beschriebene Gerät. Auf einem vierrädrigen Wagen sind Verriegelungsstützen zur Abstützung an Boden und Decke ebenso angebracht wie eine mittels Schwenkgetriebe in viele Raumwinkel positionierbare Bohrlafette, die zum Transport auch auf dem Wagen positionierbar ist. Es ist aber weder ein Arbeiten/Bohren neben dem Wagen noch ein Treppensteigen möglich.

Aus der Druckschrift DE 36 22 938 A1 ist ein Raupenfahrwerk für schwere Lasten bekannt, welches mittels eines ausfahrbaren Hydraulikstempels sich selbst heben und auf der Stelle drehen kann.

Aus dem Bergbau sind darüber hinaus manuell bedienbare Sprenglochbohrmaschinen bekannt, bei dem der Bediener die Vorschubkräfte mittels einer am Hangenden oder auf dem Boden einrammbaren Hilfsstütze abfangen kann.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung das Problem zugrunde, ein verbessertes Gerät für maschinelle Werkzeuge, insbesondere Bohr-, Säge-, Fräs- und Schneidwerkzeuge, betreibbar mit größtmöglicher Vorschubkraft in beliebiger räumlicher Vorschubrichtung, vorzuschlagen. Das Gerät soll insbesondere innerhalb von Hochbauten einsetzbar sein und selbsttätig zum Einsatzort gelangen

Die Aufgabe wird durch die Ansprüche 1 und 18 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind in den Unteransprüchen erfasst.

Die Erfindung ging von der Idee aus, dass man die Arbeiten in Hochbauten durch geeignete maschinelle Vorrichtungen dann verbessern, erleichtern oder beschleunigen kann, wenn die Bedienung der Maschinen oder deren Transport zum Arbeitsort nicht nur auf die von den Handwerkern ein­ bringbare körperliche Leistung beschränkt wird. Bekannt­ lich kann ein Mensch maximal 300 Watt für kurze Zeit lei­ sten.

Die Lösung geht daher davon aus, ein für sich bekanntes Raupenfahrwerk zu verwenden, mit dem Treppen und Räume in Hochbauten befahrbar sind und auf einer Platt­ form des Fahrwerkes ein Werkzeugträger angeordnet wird, mit dessen Hilfe eine Werkzeugmaschine, zum Beispiel eine Bohrmaschine so geschwenkt, gedreht und horizontal oder vertikal verschoben werden kann, daß mittels der Werk­ zeugmaschine in einem beiliegen Raumwinkel oder an ei­ nem beliebigen Punkt im Raum die Bearbeitung einer der Raumbegrenzungswände maschinell möglich ist und die durch die Vorschubkraft beim Arbeiten mit der Maschine entstehenden Reaktionskräfte ebenfalls abgefangen werden. Als typisches Beispiel soll im folgenden das Bohren großer Löcher in dicke Betonwände und/oder das Aussägen von Türen oder Fenstern in entsprechenden Wänden mit maschi­ nellen Sägen anzusehen sein.

Ein Mittel zur Erzeugung des Vorschubes in einer vorbe­ stimmbaren Richtung, die frei wählbar ist, umfaßt ein Schwenkwerk an dem Werkzeugträger mit rotatorischem Freiheitsgrad um die vertikale Achse und einen an dem Werkzeugträger vertikal verschiebbarer und mit mindestens einem Schwenkwerk mit rotatorischen Freiheitsgrad um eine horizontale Achse versehenen Maschinenträger, der seinerseits am Werkzeugträger gelagert ist.

Dadurch hat man mehrere rotatorische und translatorische Freiheitsgrade geschaffen, die es erlauben eine Werkzeug­ maschine in Position für die Bearbeitung, zum Beispiel der Umfassungswände eines Raumes anzusetzen. Das Schwenkwerk des Werkzeugträgers kann ein 360°- Schwenkwerk sein, in der Regel genügt jedoch ein, aus der Ausgangsstellung um ±90° drehbarer Werkzeugträger, wel­ cher vorzugsweise auf dem vorderen Teil des Fahrwerkes angeordnet ist, während der hintere Teil des Fahrwerkes dem Antrieb und den mitzuführenden Betriebsmitteln vor­ behalten bleiben sollte. Dadurch wird eine günstige Lastver­ teilung beim Treppensteigen erreicht.

Anstelle des Drehwerkes am Werkzeugträger selbst kann auch hilfsweise ein als Schwärmring ausgebildeter Drehan­ trieb für den Maschinenträger am Werkzeugträger gelagert sein; genausogut kann zusätzlich zu dem Drehwerk am Werkzeugträger auch der Maschinenträger, zum Beispiel auf einem Drehwerk nach Art eines Schwärmringes um den Werkzeugträger gehaltert sein.

Der Maschinenträger trägt die Werkzeugmaschine und ist aus Gründen der Erzeugung des Vorschubes mindestens mit einem translatorischen Freiheitsgrad für den Maschinenträ­ ger selbst oder für die auf ihm angeordnete Werkzeugma­ schine zu versehen. Dies um so mehr, als der Vorschub für das Werkzeug in der Regel bei derartigen Baustellenarbeits­ geräten nicht in der Werkzeugmaschine selbst erzeugbar ist, sondern durch Bewegen der Werkzeugmaschine in Vor­ schubrichtung. Für schwierige räumliche Verhältnisse kann der Maschinenträger selbst nochmals unterteilt sein in zwei translatorisch bewegliche Teile oder Teile auf denen andere Teile translatorisch bewegbar sind, wobei die beiden Teile des Maschinenträgers selbst wieder durch ein Schwenkwerk verbunden sind, um eine entsprechende Winkelstellung rela­ tiv zum Arbeitsort realisieren zu können.

Damit auch Bearbeitungen, wie Sägen oder Bohren nahe des Bodens auf dem das Bearbeitungsgerät steht, möglich sind, muß der Maschinenträger mit Hilfe der Schwenk- und/ oder Drehwerke neben das Fahrzeug geschwenkt werden können. Dies gelingt dann, wenn die Achse der Schwenk­ werke mit Abstand zur Achse des Werkzeugträgers ange­ ordnet ist, so daß beim Drehen des Werkzeugträgers und zu­ gleich gegenläufigen Schwenken der anderen Schwenk­ werke eine derartige Position einnehmbar ist.

Für das Treppensteigen und für das Fahren werden zur Vermeidung der Kollision des Bohrgerätes mit Umfassungs­ wänden und zur Verlagerung des Schwerpunktes die Auf­ baugeräte in den Bereich der Projektionsfläche des Fahrwer­ kes geschwenkt. Dies geschieht dadurch, daß der Schwenk­ antrieb als Verbindung zwischen dem Werkzeugträger und dem Maschinenträger so gedreht wird, daß der Maschinen­ träger etwa parallel zum Werkzeugträger positioniert wird und gegebenenfalls das Schwenkwerk des Werkzeugträgers um einen vorbestimmbaren Winkel geschwenkt wird, so daß schließlich die Gesamtlast aus Maschinenträger und zuge­ hörigen Auslegern und Werkzeugmaschinen innerhalb der Abmessungen Umfang des Fahrwerkes liegt.

Ein Mittel zum Abfangen der Reaktionskräfte ist eine verstellbare vertikale Stütze, mit der sich via einer großen Abstützplatte der Werkzeugträger selbst oder ein zusätzlich auf dem Fahrwerk angeordnetes Stützwerk an der Decke des Raumes abstützen kann. Damit werden vorwiegend Reakti­ onskräfte für Bohrungen in den Boden oder unter spitzem Winkel nach unten zur Horizontalen abgefangen. Aber auch Kippmomente, die beim horizontalen Fräsen, Schneiden oder Bohren oder beim Bearbeiten in der Decke eines Rau­ mes auf das Fahrwerk ausgeübt werden, können durch die Stütze gegen die Decke abgefangen und/oder entsprechende Gegenmomente auf das Fahrwerk aufgebracht werden. In einer Ausführungsform kann die Stütze, welche als separa­ tes Stützwerk auf dem Fahrwerk angeordnet ist, auch nach hinten oder zur Seite vom Fahrwerk geschwenkt werden, so daß es möglich ist, auch Reaktionskräfte an den Umfas­ sungswänden des Raumes abzustützen.

Eine andere Methode zum Abfangen der Reaktionskräfte besteht darin, daß an der fliegenden Spitze, d. h. am Ende des Maschinenträgers eine Haltevorrichtung angebracht ist, die an dem zu bearbeitenden Werkstück des selbst in einen Hinterschnitt oder eine entsprechende vorher angebrachte Lasche eingreift und so die Reaktionskräfte als Zugkräfte in das zu bearbeitende Werkstück einleitet. Dadurch wird kei­ nerlei Belastung auf das Fahrzeug ausgeübt, sondern der Kraftfluß über die Werkzeugmaschine direkt wieder in das zu bearbeitende Werkstück eingeleitet.

Vorzugsweise werden alle rotatorischen oder translatori­ schen Bewegungen der Bauteile, wie Schwenklager, Hub­ werke, translatorische Verschiebung der Werkzeugmaschine und Aufbringen der Vorschubkraft durch entsprechende hy­ draulische Pumpe oder hydraulisch Motore bewirkt, da die Hydraulik ein optimales Verhältnis zwischen Eigengewicht und Leistung erbringt. Allerdings ist dazu ein Hydrauliktank und entsprechende Antriebseinrichtung auf dem Fahrwerk mitzunehmen. Der Antrieb kann durch externe Stromversor­ gung erfolgen oder der autarke Fahrantrieb der Bauma­ schine liefert via Energieumwandlung selbst Elektroenergie. Als Antriebsmotor für das Fahrwerk ist ein Gasmotor, ent­ weder mit Propangas oder Benzin oder Diesel betrieben, vorgesehen, der Leistungen von etwa 7 bis 50 kW erzeugt, je nach Gewicht des Gerätes und der nötigen Arbeitsleitung. Da im Stillstand des Fahrwerkes die Antriebsleistung nicht benötigt wird, kann die entsprechende Energie für die Be­ dienung der Werkzeugmaschine Verwendung finden. Sollte der Fahrwerksantrieb jedoch zu laut sein, kann auf Fremd­ stromversorgung zurückgegriffen werden. In der Regel ist an den meisten Baustellen Elektroenergie vorhanden.

Der Werkzeugträger selbst kann aus einem Stück beste­ hen. Zur Anpassung an verschiedene Raumhöhen oder Wandabstände kann der Werkzeugträger aus teleskopierba­ ren oder kuppelbaren Teilstücken bestehen, die vor Ort zu­ sammensetzbar sind. Die translatorischen Antriebe für den Maschinenträger oder die darauf angeordnete Werkzeugma­ schine, sowie die Stütze für die Reaktionskräfte können ent­ weder durch Hydrozylinder oder hydraulisch getriebene Spindeln oder, wie für sich bekannt, über Zahnstange und Ritzel erzeugt werden, wobei das Ritzel selbst wieder durch einen Hydromotor antreibbar ist. Auch die Schwenkwerke selbst sind vorzugsweise als hydromechanische Schwenk­ werke ausgebildet, wobei der Mechanikteil in der Regel aus einer Schraube mit starker Steigung besteht, wobei die Schraube in entsprechende Komplementärelemente ein­ greift und bei translatorischer Bewegung des Hydrozylin­ ders das angeflanschte Bauteil entsprechend der Schrauben­ steigung um den Weg des Hydrozylinders gedreht werden.

Es wurde bereits erwähnt, daß als Fahrwerk ein Raupen­ kettenantrieb bevorzugt wird. Dabei wird die an sich übliche vordere Umlenkrolle des typischen Raupenkettenantriebes vorzugsweise durch zwei übereinander angeordnete Umlen­ kräder ersetzt, wobei das obere der beiden Umlenkräder das untere überragt, so daß die Kette am vorderen Ende des Fahrzeuges die nächste Treppenstufe erklimmen kann. Bei Befahren der Treppe, wozu das hintere Rad des Raupenket­ tenantriebes mit dem zuvor beschriebenen Motor angetrie­ ben wird, ist darauf zu achten, daß die Aufbauten mit ihrem Schwerpunkt vor dem Fahrzeugschwerpunkt liegen, so daß keine zusätzliche Kippsicherung erforderlich ist. Da die Ketten gegenläufig antreibbar sind, läßt sich ein derartiges Fahrwerk, insbesondere wenn es Abmessungen von maxi­ mal 1 m Breite und eine geringfügig größere Länge hat, auf einem Treppenabsatz drehen und problemlos in das nächste Stockwerk fahren.

Anhand eines schematischen und eines detaillierten Aus­ führungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert wer­ den.

Es zeigen:

Fig. 1 bis 4 ein erfindungsgemäßes Gerät mit verschiede­ nen Arbeitspositionen;

Fig. 5 ein Gerät analog Fig. 1 bis 4 in Rückansicht;

Fig. 6 eine als Bohrgerät ausgeführte Bearbeitungsma­ schine in Seitenansicht in Bearbeitungsposition an einer Raumwand.

Im folgenden sind baugleiche oder ähnliche Teile mit identischen Bezugsziffern versehen.

In Fig. 1 ist an einer vertikalen Raumwand RW ein Fräs­ werkzeug 22 mit rotatorischen Freiheitsgrad K angesetzt. Ein Fahrwerk 1 treibt Raupenketten 32 über Räder 31, die auf Achsen 30 sitzen an. Die Achsen der vorderen und hin­ teren Räder des Fahrwerkes werden durch ein Gehäuse 9 miteinander verbunden, das zugleich Aufbewahrungsort für nicht dargestellte Batterien und andere Antriebsteile ist. Der eigentliche Antrieb ist mit 3 gekennzeichnet. Über ihm und auf der Plattform 2 sind weitere Aggregate, wie eine Elek­ troanlage 4 für externe Energieeinspeisung bzw. Umsetzen von Antriebsenergie in Hydraulikenergie angeordnet, ebenso wie ein zugehöriger Hydrauliktank 8 mit Hydraulik­ pumpe 7. Für die Kühlung des Motors 3 ist ein Wassertank 5 und eine Wasserpumpe 8 vorgesehen. Derartige Wasser­ tanks und Pumpen können jedoch auch Kühlflüssigkeit für das Bearbeitungsgerät, die Werkzeugmaschine 20 bzw. das Werkzeug 22 liefern und zugleich als Balasttanks für die Schwerpunktbestimmung des Fahrwerkes dienen.

Auf der Plattform 2 ist ein Werkzeugträger 10 vertikal an­ geordnet und wird mit der Plattform durch ein Drehwerk 11 über einen rotatorischen Freiheitsgrad von ±90° aus der ge­ zeigten Position heraus entsprechend dem Pfeil A angeord­ net. Der Werkzeugträger kann für Transportzwecke via Ge­ lenk 13 abgeklappt werden, wobei zuvor die Stütze 12 ge­ löst werden muß. Das Schwenkwerk 14 ermöglicht ein Schwenken entsprechend Pfeil B des Maschinenträgers 16 um eine horizontale Achse und ist an dem Werkzeugträger 10 befestigt. Das Schwenkwerk kann entsprechend Pfeil L an dem Werkzeugträger vertikal verschiebbar gehalten werden. Der Maschinenträger 16 kann translatorisch entspre­ chend Pfeil C zwischen dem Schwenkwerk 14, an dem er translatorisch beweglich gehalten ist, und dem Schwenk­ werk 17 verschoben werden, so daß der Abstand der Schwenkwerkachsen 15-18 veränderbar ist. Im Schwenk­ werk 17 wird translatorisch beweglich die Vorschubsäule 19 gehalten, auf der die Werkzeugmaschine 20 via einem Ma­ schinenhalter 21 translatorisch (Bewegungsrichtung E) und rotatorisch (Bewegungsrichtung F) gehalten. Für die Dreh­ bewegung F reicht es, wenn die Rotation um die Vorschub­ säule 19 bei ±180° gehalten wird. Die Schwenkbewegung von bis zu 360° des Schwenkwerks 17 um die Schwenk­ achse 18 ist durch Pfeil D gekennzeichnet.

Ein Stützbock 23, der gemäß Fig. 5 auch als Gabel ausge­ bildet sein kann, ist schwenkbeweglich um Schwenklager 25 entsprechend der Pfeilrichtung H auf der Plattform 2 ge­ lagert. In dem Stützbock 23 ist ein Zylinder 24 gehaltert, der Kolbenstange 26 entsprechend Pfeilrichtung G verschieben kann. Den Abschluß der Kolbenstange 26 bildet eine Platte 27, mit der sich das gesamte Fahrzeug an einer Raumdecke abstützen kann, um so durch Reibkraft die Reaktionskräfte aus der Vorschubkraft aufnehmen zu können. Da der Stütz­ bock 23 via Gelenk 25 schwenkbeweglich gelagert ist, kann sich die Stützplatte jedoch auch an einer der Seitenwände oder rückwärtig an einer Wand abstützen, wenn der Stütz­ bock entsprechend geklappt ist. Alternativ oder additiv ist es möglich eine derartige Stütze auch am Kopf 33 der Hub­ säule oder des Werkzeugträgers 10 anzubringen.

In Fig. 2 ist ein Gerät analog Fig. 1 zu sehen mit einer Ar­ beitsposition des Werkzeuges 22 an der Raumdecke RD. Hier übt die Reaktionskraft aus der Fräsarbeit des Werkzeu­ ges 22 bzw. der dazu erforderlichen Vorschubkraft ein Kipp­ moment auf das Fahrzeug aus, welches durch die Abstüt­ zung mit Platte 27 gegen die Raumdecke RD kompensiert werden kann. Die Vorschubkraft auf die Werkzeugmaschine 20 mit dem Werkzeug 22 kann durch einen nichtdargestell­ ten Zylinder innerhalb des Maschinenhalters 21 aufgebracht werden, wobei die Werkzeugmaschine translatorisch relativ zu der Vorschubsäule 19 bewegt wird.

Fig. 3 zeigt die Arbeit mit einem Werkzeug an einer schrägen Fläche der Raumwandung RW mit dem daneben stehenden Fahrwerk 1 auf dem Raumboden RB. Auch in diesem Fall könnten die Reaktionkräfte zur Vorschubkraft des Werkzeuges 22 zu einem Kippen des Fahrzeuges führen, was wiederum durch das Abstützen der Platte 27 an einer Raumdecke verhindert wird.

In ähnlicher Weise wird das Fahrzeug gemäß Fig. 4 posi­ tioniert, wenn im Raumboden vor dem Fahrzeug eine Öff­ nung ausgeschnitten werden soll mit Hilfe des Werkzeuges 22, was von der Werkzeugmaschine 20 angetrieben wird. Dies könnte zum Beispiel eine Sägemaschine sein, die einen rechteckigen Schnitt im Raumboden RB erzeugen kann.

Fig. 5 zeigt die Rückansicht eines Fahrzeuges gemäß der Fig. 1 bis 4 mit dem Fahrwerk 1, dem Antriebsmotor 3, dem Hydrauliktank 5. Der Werkzeugträger 10a hat hier ein Schwenkwerk 14a, mit dem der Maschinenträger, welcher nicht dargestellt ist, rotatorisch beweglich gehalten wird. Sowohl der Werkzeugträger 10a, als auch der Stückbock 23 sind hier als U-förmige Brücke ausgebildet, wobei am Stütz­ bock 23 der Zylinder 24 gehaltert wird, dessen Kolben­ stange hier als Teilstücke 26a, 26b, 26c, entsprechend der Raumhöhe verlängert, eine Stützplatte 27 hält, die sich ge­ gen die Raumdecke abstützen kann. Via Schwenkgelenk 25 kann der Stützbock 23 nach hinten abgeklappt werden, um sich gegen eine rückwärtige Wand abzustützen. In ähnlicher Weise kann via Gelenke 13a der Werkzeugträger für eine Fahrposition durch eine Tür auf das Fahrwerk 1 abgeklappt werden.

Fig. 6 zeigt in konkreterer Ausführung das erfindungsge­ mäße Gerät in einem Raum, begrenzt durch den Raumboden RB, die Raumwand RW und die Raumdecke RD. In dem ge­ zeigten Beispiel soll mit der Bohrkrone 122, welche einen Durchmesser von 900 mm und eine Tiefe von 500 mm hat durch Bewegen diese Bohrkrone entsprechend Pfeil K ein Loch in die Betonwand RW mit 400 mm Dicke gebohrt wer­ den. Die Bohrkrone 122 ist über den Aufnahmeschaft 152 mit der Werkzeugmaschine 120 verbunden. Die Werkzeug­ maschine 120 ist auf Maschinenhalter 121 festgeschraubt, der seinerseits auf der Vorschubsäule oder dem Maschinen­ träger 119 translatorisch beweglich, entsprechend Pfeil E, gehalten wird. Die translatorische Bewegung wird durch den Zylinder 148, welcher einerseits an dem Maschinenhal­ ter 121 mit einem Gelenk 149 gehalten wird und anderer­ seits über Kolbenbolzenauge 145 mit einer Halterung 146 verbunden ist. Über Hydraulikleitungen 147 kann der Kol­ ben beaufschlagt werden, so daß eine feinfühlige Vorschub­ kraftsteuerung via Hydraulikstrom und Hydraulikdruckkon­ trolle für die Bohrkrone möglich ist. Die von der Bohrkrone ausgehenden Reaktionskräfte können durch eine nichtdarge­ stellte Haltevorrichtung 152, welche in entsprechenden Ha­ ken an der Raumwand RW angelascht ist, aufgefangen wer­ den. Dies aber nur dann erforderlich, wenn die an der Stütz­ platte 127 mit der Raumdecke RD erzeugte Reibkraft einer­ seits und die auf den Raumboden RB durch Pressen des Hy­ draulikzylinders 124 erzeugte Reibkraft mit der Raupen­ kette 132 nicht ausreicht, um die Reaktionskräfte an der Bohrkrone 122 aufzufangen oder der Raumboden RB nicht zusätzlich belastbar ist.

Für eine Änderung der Lage der Bohrkrone in einem Um­ kreis um den Maschinenträger 119 kann entsprechend Pfeil­ richtung F mit Hilfe des hydromechanischen Schwenkge­ triebes 150 mit mechanischem Trieb 151 die Vorschubsäule 119 gedreht werden und nimmt dabei in dem entsprechen­ den Radius die Werkzeugmaschine via Maschinenhalter 121 mit.

In gleicher Weise, jedoch um eine andere horizontale Ro­ tationsache, kann das Schwenklager 114 entsprechend Schwenkrichtung B gedreht werden, so daß zum Beispiel eine Bohrung im Raumboden RB oder in der Raumdecke RD ermöglicht wird, wenn das Schwenkwerk 114 jeweils um 90° nach oben oder nach unten geschwenkt wird. Das Schwenwerk 114 wird in gleicher Weise angetrieben, wie das Schwenkwerk 150, von dem der Kolben 143 und die Hydraulikanschlüsse 144 zu sehen sind.

Das Schwenkwerk 114 ist über einen Schlitten 138 mit dem Werkzeugträger bzw. der Hubsäule 100 verbunden. Der Werkzeugträger besteht im wesentlichen aus vier Führun­ gen, die zu einem Viereckprofil zusammengesetzt sind, wo­ bei der Schlitten 138 mittels der Rollen 139 in vertikaler Richtung entsprechend dem Pfeil L vertikal verschieblich auf der Hubsäule 100 gelagert ist. Die Hubsäule selbst be­ steht in diesem Beispiel aus dem Grundteil 126a auf dem entsprechend der Raumhöhe ein weiteres Teil 126b aufge­ setzt wurde. Der Vertikalantrieb des Schlittens 138 ge­ schieht in diesem Fall über ein hydraulisch angetriebenes Ritzel 136 in dem Lagerbock 137. Das Ritzel wirkt auf eine Zahnstange 135, die an die Hubsäule oder den Werkzeugträ­ ger 100 seitlich angeflanscht ist. Im Zentrum des Werkzeug­ trägers ist ein Hydraulikzylinder 124 angeordnet, der auf den Kolben 134 mit der Stützplatte 127 wirkt.

Auf der Plattform 102 ist ein Drehwerk 111 angeordnet, mit dem Hydraulikzylinder 140, welcher ähnlich ausgebil­ det ist, wie die Schwenkwerke 114 bzw. 150. Das Drehwerk 11 ist in der Lage die Hubsäule 100 um seine Mittelachse zu drehen, wobei die Hubsäule exzentrisch auf dem Dreh­ werk sitzt, so daß eine seitliche Bewegung des Maschinenträgers 119 vollzogen werden kann. Diese Seitwärtsbewe­ gung ist aus zwei Gründen wichtig, zum einen wird dadurch Platz geschaffen für das Einschwenken in eine vertikale Po­ sition des Maschinenträgers 119 und des Schwenkwerkes 114 oberhalb des Fahrwerkes 101. Dadurch wird eine gün­ stige Schwerpunktlage für das Fahrwerk erreicht, zum Bei­ spiel beim Treppensteigen. Des weiteren ist diese Seitwärts­ bewegung sinnvoll, um zum Beispiel den Maschinenträger seitwärts des Fahrwerkes in eine bodennahe Position brin­ gen zu können.

Das Fahrwerk selbst besteht aus dem Gehäuse 109, den Rädern 131 für den Antrieb der Raupenkette 132 und den Umlenkrädern 141, 142, gelagert auf den Achsen 130. Durch den Versatz der Räder 141, 142 zueinander kann die Raupenkette eine Treppenstufe leichter erklimmen. Auf dem Fahrwerk, dessen Kette 132 durch eine nicht näher dar­ gestellte Spanneinrichtung 153 gespannt wird, ist die Platt­ form 102 und der Motor 103 angeordnet, hier ausgeführt als Propangasmotor. Mit 105 ist ein Hydrauliktank und ein Hy­ drauliksystem bezeichnet, welches für sich bekannt ist und für die verschiedenen rotatorischen und translatorischen Schwenkantriebe und Zylinder die nötige Energie liefert.

Das hier gezeigte Fahrwerk hat eine Breite von etwa 70 cm und eine Länge von etwa 120 cm. Der Motor leistet etwa 30 kW. Nicht dargestellt sind die Elektroenergieanlage und die im Fahrwerk integrierten Batterien und sonstigen nötigen Einrichtungen für das Selbstfahren des Raupenket­ tenfahrwerkes. Sobald das Fahrwerk seine Position in dem Raum erreicht hat, in dem die Arbeitsoperation auszuführen ist, kann die gesamte Energie des Gasmotors für den Antrieb der Hydrauliksysteme benutzt werden, so daß 30 kW letzt­ lich für den Antrieb und den Vorschub der Bohrkrone 122 zur Verfügung stehen. Problematisch ist dabei die genaue Dosierung der Vorschubkraft im Zylinder 148. Die Vor­ schubkraft wird maximal so aufgebracht, daß sich noch ein gutes Bohrergebnis erzielen läßt, ohne daß durch den Wider­ stand der Schnittkraft und der Vorschubkraft die Werkzeug­ maschine 120 zum Stillstand kommt.

Mit einem derartigen Gerät, das innerhalb von 10 Minu­ ten in den 5. Stock eines Hochhauses über eine 1,50 m breite Treppe fahren kann, läßt sich die dargestellte Bohrung in der Betonwand binnen 1 Stunde erzielen, was vergleichsweise durch bisher übliche Bohrmaschinen mindestens einen Tag bei 3 Handwerkern erforderlich.

Bezugszeichenliste

1

Fahrwerk

2

Plattform

3

Antrieb

4

Elektroanlage

5

Hydrauliktank

6

Wassertank

7

Hydropumpe

8

Wasserpumpe

9

Gehäuse

10

Werkzeugträger

11

Drehwerk

12

Stütze

13

Gelenk

14

Schwenkwerk

15

Schwenkachse

16

Maschinenträger

17

Schwenkwerk

18

Schwenkachse

19

Vorschubsäule

20

Werkzeugmaschine

21

Maschinenhalter

22

Werkzeug

23

Stützbock

24

Zylinder

25

Gelenklager

26

Verlängerungsteil

27

Platte

30

Radachse

31

Rad

32

Raupenkette

33

Kopf

100

Hubsäule

101

Fahrwerk

102

Plattform

103

Motor

105

Hydrauliktank

109

Gehäuse

11

Drehwerk

114

Schwenkwerk

119

Maschinenträger

120

Werkzeugmaschine

121

Maschinenhalter

122

Bohrkrone

124

Hydraulikzylinder

126

a Grundteil

126

b Teil

127

Stützplatte

130

Achse

131

Räder

132

Raupenkette

134

Kolben

135

Zahnstange

136

Ritzel

137

Lagerbock

138

Schlitten

139

Rollen

141

Umlenkrad

142

Umlenkrad

143

Kolben

144

Hydraulikanschluß

145

Kolbenbolzenauge

146

Halterung

147

Hydraulikleitung

148

Zylinder

149

Gelenk

150

Schwenkgetriebe

151

Schwenkgetriebe

152

Aufnahmeschaft

153

Spanneinrichtung
A-L Freiheitsgrade und Bewegungsachsen
RB Raumboden
RD Raumdecke
RD Raumwand

Claims (18)

1. Fahrbare Bearbeitungsmaschine, insbesondere Gerät zum Bearbeiten von Stein oder steinähnlichem Material, mit einem Fahrwerk (1, 101) zum Befahren von Treppen und Räumen in Hochbauten und einem darauf angeordneten Werkzeugträger (10, 100) für eine mit einem Werkzeug (22, 122) bestückte Werkzeugmaschine (20, 120), wobei der Werkzeugträger mittels translatorischer und rotatorischer Bewegungen in eine Fahrposition innerhalb der Abmessungen des Fahrwerkes positionierbar ist, ausgestattet mit Mitteln zur Erzeugung eines Vorschubes des Werkzeuges in Richtung eines frei wählbaren Raumwinkels an einem beliebigen Punkt im Raum zur Bearbeitung von Raumbegrenzungswänden und zum Abfangen der aus dem Vorschub resultierenden Reaktionskräfte

2. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Erzeugung des Vorschubes einen vertikal auf einer Plattform auf dem Fahrbereich angeordneten Werkzeugträger (10, 100) umfassen, der ein Schwenkwerk (11, 111) mit rotatorischem Freiheitsgrad um seine vertikale Achse aufweist und an dem ein vertikal verschiebbarer und mit mindestens einem Schwenkwerk (14, 17, 114) mit rotatorischen Freiheitsgrad um eine horizontale Achse ausgestatteter Maschinenträger (16, 19, 119) gelagert ist.

3. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle des oder zusätzlich zum Werkzeugträger der Maschinenträger mit einem Drehwerk mit rotatorischen Freiheitsgrad um eine vertikale Achse des Werkzeugträgers ausgestattet ist.

4. Bearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Maschinenträger die Werkzeugmaschine (20, 120) mit mindestens einem translatorischen Freiheitsgrad beweglich angeordnet ist.

5. Bearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Maschinenträger aus zwei durch ein Schwenkwerk (17) verbundenen Teilen (16, 19) besteht, von denen mindestens einer translatorisch verstellbar ist.

6. Bearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Maschinenträger (16, 19, 119) derart gelagert ist, dass er mittels der Schwenk- und/oder Drehwerke (14, 17, 114; 11, 111)seitlich des Fahrwerkes (1, 101) in eine Lage nahe dem Untergrund (RB) positionierbar ist.

7. Bearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger und Maschinenträger ebenfalls mittels translatorischer und rotatorischer Bewegungen in eine Fahrposition innerhalb der Abmessungen des Fahrwerkes positionierbar ist.

8. Bearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Abfangen der Reaktionskräfte mindestens eine verstellbare vertikale Stütze (26, 27; 134, 127) zum Abstützen an der Decke (RD) und/oder den Umfassungswänden (RW) eines Raumes umfassen.

9. Bearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Abfangen eine auf Zug belastbare Haltevorrichtung (152) am fliegenden Ende des Maschinenträgers (119) umfassen.

10. Bearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die translatorischen und/oder rotatorischen Bewegungen von Bauteilen durch hydraulische Pumpen oder Motore bewirkbar sind.

11. Bearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger aus kuppelbaren Teilstücken (126a, 126b) besteht.

12. Bearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Maschinenträger, die Stütze (26, 134) und/oder die Werkzeugmaschine (20, 120) mittels Hydroantrieb (124, 148), und/oder Zahnstange (135) und Ritzel (136) translatorisch verschiebbar sind.

13. Bearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrwerk als Raupenkettenantrieb ausgebildet ist.

14. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere Umlenkung der Raupenkette (32, 132) aus mindestens zwei Rollen (141, 142) besteht, deren obere über die untere hervorragt.

15. Bearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrwerk einen Gasmotor als Antrieb (3, 103) hat.

16. Bearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor des Fahrwerkes zur Erzeugung von Elektroenergie für den Antrieb von systemimmanenten Hydromotoren und Hydropumpen benutzbar ist.

17. Bearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydromotore oder Hydropumpen mit externer Elektroenergie speisbar sind.

18. Verwendung einer Bearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Transport von und Arbeiten mit Werkzeugmaschinen in Hochbauten durch Anordnen von translatorisch und rotatorisch an einem beliebigen Punkt im Raum in beliebige Raumrichtungen positionierbare Träger für die Werkzeugmaschinen (20, 120), sowie Vorrichtungen (27, 127; 152) zum Abfangen von Reaktionskräften auf dem Fahrzeug, indem beim Befahren der Treppen in den Hochbauten Träger und Werkzeugmaschine innerhalb der Abmessungen des Fahrwerkes positioniert werden.