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Waschvorrichtung, insbesondere für Fahrzeuge und Flugzeuge
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Die Erfindung betrifft eine Waschvorrichtung, insbesondere für Fahrzeuge
und Flugzeuge, mit einem durch eine Stellmechanik über die Oberfläche des zu waschenden
Körpers führbaren Waschgerät.
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Solche Waschvorrichtungen sind im Zusammenhang mit sogenannten "Waschstraßen"
für Automobile, insbesondere für Personenwagen, bekannt geworden. Die Halterungen
der Waachbürsten in Zustellrichtung sind dabei durch eine mehr oder weniger konstante
Kraft vorgespannt und werden durch das zu waschende Fahrzeug selbst aus ihrer Ruhelage
gegen diese Zustellkraft verdrängt. Die Waschbürsten stützen sich somit direkt auf
der zu waschenden Fahrzeug selbst ab. Dieser Bauweise haften einige Nachteile an,
die das Anwendungsgebiet solcher Waschanlagen erheblich einschränken. Die vom zu
waschenden Fahrzeug selbst zum Verdrängen der Waschbürsten aufzuwendende Kraft manifestiert
sich
als Anpressdruck der Waschbürsten auf die zu waschende Oberfläche und ist nicht
konstant, u.a. weil die Kreiselwirkung der rotierenden Waschbürsten je nach Drehrichtung
entweder die Zustellkraft oder aber die vom Fahrzeug aufgebrachte Verdrängungskraft
unterstützt. Der unter diesen Umständen variable Anpressdruck der Waschburste zusammen
mit der von der jeweiligen Form der bestrichenen Oberfläche abhängigen Größe des
gerade unter der Einwirkung der Bürste stehenden Flächenabschnittes führt zu erheblichen
Schwankungen des spezifischen Anpressdruckes.
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Diese Schwankungen des spezifischen Anpressdruckes haben zur Folge,
daß die "Eindringtiefe" und damit die Arbeitsweise der Waschbürsten wegen der verschiedenen
Anstellwinkel der Borsten erheblichen Schwankungen unterworfen ist. Außerdem kann
der spezifische Anpressdruck so hohe Werte annehmen, daß die Scheuerwirkung der
Bürste nicht nur den am zu waschenden Fahrzeug anhaftenden Schmutz löst, sondern
auch dessen Oberfläche, z.B. lackpartien, Dichtungsteile, vorstehende Teile, beschädigt.
Dies trifft besonders bei Fahrzeugen in L.ichtbauweise, z.B. bei Flugzeugen, zu,
bei denen oft die Außenhaut lediglich für die beim normalen Betrieb auftretenden
Beanspruchungen bemessen ist.
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Bei Flugzeugen ist außerdem an ein Waschen mit herkömmlichen Waschanlagen
kaum zu denken, denn außer den erwähnten, mit den auitretenden Beanspruchungen zusammenhängenden
Problemen tritt hier eine durch die Form der Flugzeuge bedingte Schwierigkeit hinzu.
Bekanntlich weicht die Form eines Flugzeuges ganz erheblich von jener eines Straßen-
oder Schienenfahrzeuges ab, welch letzteres im wesentlichen einem Quader entspricht.
Dennoch ist gerade bei Flugzeugen eine saubere Außenoberfläche nicht nur von ästhetische
sondern auch von erheblicher wirtschaftlicher Bedeutung.
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Aus der schweizerischen Patentschrift 547 721 ist weiterhin bereits
eine Waschanlage bekannt, bei der das Wischgerät durch programm- oder modellgesteuerte
Stellantriebe geführt wird. Für die Erstellung des Programmes wird ein Modell des
zu waschenden Körpers, z.B. des Flugzeuges, verwendet, das mit einer Abtasteinrichtung
dreidimensional abgetastet wird.
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Diese Abtasteinrichtung ist mit einer Codiereinrichtung verbunden,
die an einen Rechner angeschlossen ist, der seinerseits mit einer Registriergerät
tür die Erstellung des Programmes gekoppelt ist. Am Modell lassen sich jedoch nicht
alle Werte erfassen, die tür eine genaue Führung des Waschgerätes erforderlich sind,
wie z.B. die sich aus der Beladung des Flugzeuges, dem Reitendruck etc., ergebenden
Positionsveränderungen. Schließlich kann ein Ausfall an der aufwendigen elektronischen
Steuerungsanlage dazu führen, daß das Wischgerät zu nah bzw. mit zu großem Druck
an die oft recht empfindliche zu waschende Oberfläche herangeführt wird, so daß
Beschädigungen entstehen. Auch ist die Abtastung an einem kleinen Modell aufwendig
und eine mögliche Quelle für Abweichungen von dem idealen Positionswert tür die
Steuerung des Waschgerätes.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile der bekannten
Waschgeräte oder Waschanlagen zu vermeiden, d.h.
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eine Waschvorrichtung zu schaffen, die die Sicherheit gegen Beschädigungen
des zu waschenden Körpers bei Gebrauch der erwähnten bekannten Waschanlage wesentlich
erhöht oder deren konstruktive bzw. elektronische Ausgestaltung vereinfachen kann.
Weiterhin soll die Waschvorrichtung ein besonders schonendes Waschen ermöglichen.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mit Abstand
unter der äußeren Begrenzungsfläche des aus nachgiebigem Material bestehenden Teiles
des Waschgerätes mindestens ein Messtahler vorgesehen ist.
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Das von do Messfühler abgegebene Signal wird für eine Korrektur der
Position des Waschgerätes mittels der vorhandenen Steuereinrichtung verwendet. Diese
Steuerung kann sowohl vollautomatisch z.B. entsprechend der erwähnten schweizerischon
Patentschrift 547 721 erfolgen oder auch von Hand, wobei eine Korrekturautomatik
in beiden Fällen die angesteuerten Positionswerte korrigiert. Im einfachsten Fall
kann durch den Meßfühler eine optische oder akkustische Anzeige ausgelöst werden,
durch die bei Handsteuerung der z.B. hydraulischen Stellaechanik sofort eine Positionskorrektur
vorgenommen wird.
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Für eine schonende Waschbehandlung insbesondere empfindlicher Oberflächen
ist entsprechend einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Waschvorrichtung
eine automatische Steuerung vorgesehen, durch die die Kraft oder das Drehmoment
mit der das Wischgerät die Waschbewegung ausführt, verändert und begrenzt werden
kann.
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Der bzw. die erfindungsgemaß in dem Waschgerät, z.B. einer Bürstenwalze,
angeordneten Meßfühler können sehr verschieden ausgeführt sein, z.B. als Staudruckfühler
oder als mechanische Näherungsschalter. Letztere können einen Schaltstab mit einem
zur zu waschenden Oberfläche gerichteten Kontaktende aufweisen, der bei Kontakt
in seiner Längsric#htung und/oder quer dazu ausgelenkt wird, so daß ein elektrischer
Schaltkontakt mit einem zweiten elektrischen Pol zustande kommt.
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Ii folgenden wird die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispielen weiter erläutert.
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Es zeigt Fig. 1 einen schematischen Schnitt einer Wilzenbürste mit
einem Teil ihrer halterung, Fig. 2 einen Schnitt durch die Walzenbürste nach Fig.
1 entlang der Linie II - II,
Fig. 3 ein Schema der Bürstenhalterung
mit Beispielen für die Anordnung von stabförmigen Messfuhlern, Fig. 4 einen Axialschnitt
durch einen Teil einer Walzenbürste mit dem Bürstenantrieb und Fig. 5 einen Schnitt
entlang der Linie III - III der Fig. 4.
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In den Darstellungen nach Fig. 1 und 2 sind durch Strichlinien 2
bis 8 Bereiche einer Walzenbürste 10 angedeutet, in denen Meßfühler anzuordnen sind
bzw. wirksam sein sollen, wenn sicher verhindert werden soll, daß das Waschgerät
bzw. dessen Walzenbürste zu nah an die zu waschende Oberfläche herangelangt und
ein zu hoher mechanischer Waschdruck entsteht. Anders gesagt: es soll verhindert
werden, daß das Waschgerät in den zu waschenden Körper "hinelniährt". In den seitlichen
Bereichen 2 und 8 der Bürstenwalze angeordnete Meßfühler werden wirksu, wenn entweder
die Walzenbürste durch ihre auf die Bürstenhalterund 12 wirkende, von Hand oder
durch eine programmgesteuerte, nicht dargestellte Stellmechanik seitlich bzw. unter
eine Winkel gegen die zu waschende Oberfläche heranbewegt wird oder wenn der Körper
eine Gestalt mit zueinander im Winkel stehenden Oberflächen hat. Eine mögliche Ausführung
der nicht erfindungswesentlichen Stellmechanik ist in der erwähnten schweizerischen
Patentschrift beschrieben. Zur Anpassung an konvexe Oberflächen kann die Bürstenhalterung
12 durch einen Stellantrieb 14 um eine Achse 16 schwenkbar sein. Weiterhin können
an einem gabelförmig ausgebildeten Bürstenträger 18 zwei schwenkbare Walzenbürsten
10 entsprechend der Darstellung in Fig. 1 gehalten sein, so daß beide Bürsten gemeinsam
den zu waschenden Körperteil von zwei Seiten teilweise umfassen können. Das nachgiebige
Bürstenmaterial 20 aus zahlreichen Borsten oder aus Schaumkunststoff kann sich in
einem begrenz ten Maß der profilierten Körperoborflãche anpassen. Um dabei zu große
Waschkräfte, die zu Beschädigungen führen könnten, zu verhindern, können neben den
Meßfühlern Mittel vorgesehen sein,
die die Waschkraft bzw. Reibungskraft
zwischen dem Bürstenmaterial und der Oberfläche des zu waschenden Körpers begrenzen.
Diese Mittel bestehen z.B. aus einem Hydroantrieb, dessen Drehmoment so steuerbar
ist, daß als maximales Drehmoment nur ein Moment auftritt, das eben für die Reinigung
ausreicht. Dies ist z.B. von besonderer Bedeutung, wenn das Wischgerät bzw. die
Walzenbürste unter einem Winkel an die zu waschende Oberfläche herangeführt wird
und somit zuerst nur eine Kante der Bürste mit dieser Oberfläche in Kontakt g.langt.
Bei zunehmender Vergrößerung der Kontaktfläche zwischon Wischgerät und Oberfläche
kann das Drehmoment dann, z.B.
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programmgesteuert, entsprechend erhöht werden.
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In den Figuren 4 und 5 ist die Antriebsübertragung von dem Hydraulikmotor
22 auf die Walzenbürste 10 dargestellt. Der Motor ist auf einem Arm 24 der Bürstenhalterung
12 mittels Schrauben 26 befestigt. Die Hydraulik-Anschlußleitungen 28, und 30 oder,
bei Verwendung eines Elektromotors, die Kabelzuleitung, können durch den als Rohr
ausgebildeten Arm 24 hindurchgeführt sein. Die Walzenbürste besteht aus mehreren
Bürstenelementen 32, 34 usw., zwischen denen sich Lücken 36 befinden, durch die
die Halterungsarme 24 und 24' an die feststehende Bürstenachse 38 herangeführt sind.
Entsprechend befindet sich auch der an dem Arm 24 befestigte Hydraulikmotor 22 in
einer dieser Lücken 24, so daß möglichst ein Motor mit geringer axialer Ausdehnung
vorzusehen ist.
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In den Lücken 24 und 24' zwischen den Bürstenelementen sind außerdem
die Meßfühler 40 und 42 angeordnet, deren Sockel 44 und 46 an der feststehenden
Bürstenachse 38 befestigt ist.
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Die Meßfühler bestehen im dargestellten Ausführungsbeispiel aus biegsamen
Schaltstäben 48 und 50, die in Richtung des zu erwartenden Kontaktes mit der Oberfläche
des zu waschenden Körpers verlaufen. In Fig. 5 sind zwei solcher Schaltstäbe 48
und
50 dargestellt, jedoch können sich wesentlich mehr in zahlreichen Richtungen von
der feststehenden Bürstenachse 38 aus erstrecken. In Fig. 3 ist die Anordnung von
Meßfühlern 40, 42, 40', 42', 40'', 42'' und 40''', 42''' an verschiedenen Stellen
der Bürstenachse 38 gezeigt.
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Das äußere Ende 52 bzw. 54 der Schaltstäbe ist z.B. kugelförmig erweitert
und mit einen gummielastischen Ueberzug versehen, um bei Kontakt die zu waschende
Oberfläche nicht zu beschädigen. Das gegenüberliegende, innere Stabende ist in dem
Sockel 44 bzw. 46 elastisch gehalten und befindet sich mit einer nicht dargestellten
Kontaktplatte in geringem Abstand von einem Gegenkontakt, so daß bei geringer Auslenkung
des Schaltstabes ein Signalstromkreis geschlossen wird. Die elektrischen Verbindungsleitungen
zu den Meßfühlern können durch die hohle feststehende Bürstenachse 38, über einequerbohrung
56 und den sich anschließenden Halterungsarm 24 zur nicht dargestellten zentralen
Steuereinheit der Waschvorrichtung geführt werden. Statt einzelner, nach verschiedenen
Richtungen strahlenartig verlaufender Schaltstäbe kann in einer Bürstenlücke 36
auch eine (nicht dargestellte) kreis- oder kreisringförmige Schaltscheibe vorgesehen
sein, deren äußerer Umfang mit der in Fig. 2 durch die Linie 4, 6 angedeuteten Bereichsgrenze
übereinstimmt, während in ihrem Inneren ein oder mehrere st-bförmige Stege auftreten,
welche die Schaltscheibe an der Bürstenachse 38 halten und bei ihrer Auslenkung
ein Signal auf gleiche Weise erzeugen wie die zuvor beschriebenen Schaltatäbe.
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Die Bürstenelemente 32 und 34 usw. bestehen jeweils aus einem hohlzylindrischen
Borstenhalter 58 bzw. 60, an dessen äußerem Umfang die zahlreichen Waschborsten
62 auf in der Bürstentechnik Übliche Weise, z.B. in Nuten, befestigt sind.
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Jeder Borstenhalter ist lösbar auf den äußeren Umfang von Nabenscheiben
64, 66 und68 aufgeschoben, die durch Kugellager
70, 72 und 74 auf
der feststehenden Bürstenachse 38 drehbar gelagert sind. Der Raum 76, der sich jeweils
zwischen zweien der Nabenscheiben 64, 66 und 68 befindet, ist durch Bingdichtungen
78, 80 und 82 gegen den Zutritt von Waschflüssigkeit abgedichtet, so daß die Kugellager
geschützt sind.
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Die erwähnten Bürstenlücken 36 sind somit in ihrem innerhalb des
zylindrischen Bürstenhalters 58 bzw. 60 liegenden Bereich jeweils durch eine Nabenscheibe
66 bzw. 68 begrenzt, an der jeweils ein Zahnkranz 84 bzw. 86 mit einer Innenverzahnung
befestigt oder angeformt ist. In diese Zahnkränze greifen die Antriebsritzel 88
und 90 des bereits erwähnten Hydraulikrotors 22 ein, der zu diesem Zweck auf beiden
einander gegenüberliegenden Wellenenden je eines dieser Antriebsritzel trägt.
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Es versteht sich, daß innerhalb des beschriebenen Konstruktionsprinzips
zahlreiche Abwandlungen möglich sind. Beispielsweise kann die Waschvorrichtung auch
so ausgebildet sein, daß durch die Stellmechanik anstelle des Waschgeräts der zu
waschende Körper bewegt wird, da lediglich die Relativbewegung maßgebend ist.
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Durch die erfindungsgemäße Waschvorrichtung ist es möglich, das Waachgerät
stets in optimalem Abstand von der zu waschenden Oberfläche zu halten, so daß eine
gute Waschwlrkung garantiert und dabei eine Beschädigung der zu waschenden Oberfläche
ausgeschlossen ist.
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-Patentansprüche-