DE3629623A1 - Einrichtung zum reinigen von oberflaechen grossflaechiger objekte mit einem bewegbaren strahlkorb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Reinigen von Oberflächen großflächiger Objekte mit einem körnigen Strahlmittel, mit einem parallel zur Objektoberfläche bewegbaren Strahlkorb gemäß dem Oberbegriff des Anspru­ ches 1.

Eine solche Einrichtung ist gemäß DE-PS 29 04 093 be­ kannt. Die bekannte Einrichtung dient zum Reinigen und Strahlen insbesondere bei großflächigen Objekten, wie Schiffsrümpfen in einem Trockendock und dergleichen und ist mit einem relativ zur bearbeiteten Fläche des Objek­ tes beweglichen Strahlkorb ausgerüstet. Es handelt sich dabei beispielsweise um einen von einem Teleskopmast beweglich geführten Strahlkorb mit starr eingebauten Strahldüsen, welcher am Schiffsrumpf entlanggeführt wird. Dabei wird vorzugsweise eine Reinigung des Strahl­ mittels im Strahlkorb selbst durch ein entsprechendes System vorgesehen. Es ist aber auch bekannt, aus dem Strahlkorb verbrauchte Strahlmittel und abgestrahlte Rückstände in eine Aufbereitungseinrichtung abzuführen. Die Führung des Strahlkorbes erfolgt digital durch ein abseits aufgestelltes Steuergerät.

Bekannt sind weiterhin Strahlsysteme, bei denen ein Bedienungsmann ein Strahlgerät aus einer abgeschirmten Kanzel bedient (EP-OS 1 23 847). Jedoch findet dieser Vorgang innerhalb einer geschlossenen Strahlkammer mit den entsprechenden Rückgewinnungssystemen statt. Hier ist zwar der Bedienungsmann geschützt, jedoch findet innerhalb der geschlossenen Strahlkammer eine Aufwirbe­ lung von Staub- und Schmutzteilchen statt, so daß darin schlechte Sichtverhältnisse herrschen. Auch ist die Beweglichkeit der Strahlführung relativ zum bestrahlten Objekt vergleichsweise begrenzt. Wegen des Erfordernis der Arbeitsdurchführung innerhalb des geschlossenen Arbeitsbereiches sind nur solche Werkstücke oder Objekte darin bearbeitbar, welche innerhalb der Abmessungen des begrenzt zur Verfügung stehenden Raumes innerhalb des Arbeitsbereiches unterzubringen sind. Für großflächige Objekte, wie Schiffe oder Flugzeuge, ist allein aus diesem Grunde schon die bekannte Vorrichtung nicht ge­ eignet und wäre hierfür auch in jedem Falle unwirt­ schaftlich und zu aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrich­ tung zum Reinigen und Strahlen von besonders großflächi­ gen Objekten, wie Großraumflugzeugen, außerhalb eines geschlossenen Arbeitsbereiches mit einem relativ zur bearbeiteten Fläche des Objektes beweglichen Strahlkopf anzugeben, welche eine individuelle Beobachtung und Führung durch eine Bedienungsperson ermöglicht, ohne hierbei die Beweglichkeit des Strahlkopfes zu beein­ trächtigen. Dabei ist zu berücksichtigen, daß das Strah­ len der Strömungsoberflächen von Flugzeugen, insbeson­ dere Großraumflugzeugen, auf einer vergleichsweise jun­ gen technischen Entwicklung basiert. Als deren Ergebnis liegen besondere Strahlmittel aus vergleichsweise harten Kunststoffteilchen vor, welche in der Lage sind, mit wirtschaftlichem Aufwand gealterte und angegriffene Schutzüberzüge von den zumeist aus Aluminium bestehenden Flugzeug-Außenflächen zu entfernen, ohne das Grundmetall anzugreifen. Wegen der Vielgestaltigkeit der Oberfläche ist es vorteilhaft, wenn der Arbeitsfortschritt von einem Bedienungsmann beobachtet und sorgfältig gesteuert wird.

Aus der vorveröffentlichten Druckschrift der Firmen MBB und SCHLICK: "DRY STRIPPING SYSTEM" ist die Technik des Strahlens von Flugzeugoberflächen mit Kunststoffstrahl­ mitteln unter anderem bekannt. Sie löst in vorteilhafter Weise das Entfernen von Anstrichschichten mit gesund­ heitsschädlichen Säuren ab. Die Anwendung im offenen Hangar ist jedoch wegen der damit verbundenen Staubent­ wicklung und der aufwendigen Wiedergewinnung des zu Boden gefallenen Strahlmittels mit Hilfe von großen Spezial-Staubsaugern sehr aufwendig und damit verbesse­ rungsbedürftig.

Infolgedessen liegt der Erfindung die spezielle Aufgabe zugrunde, eine Strahlvorrichtung zu entwickeln, die sich speziell für das Strahlen großer Flugzeugflächen mit schonendem Spezialstrahlmittel eignet und unter Vermei­ dung von Staubentwicklung und Austritt von Partikeln in den Hangar eine unmittelbare Beobachtung der bestrahlten Fläche durch einen Operator ohne Behinderung der Beweg­ lichkeit und somit Leistungsfähigkeit der Vorrichtung ermöglicht.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt gemäß Erfin­ dung bei einer Einrichtung zum Strahlen von insbesondere großflächigen Objekten mit einem einen geschlossenen Strahlraum bildenden Strahlkorb der eingangs genannten Art dadurch, daß die Einrichtung mit einer abgedichte­ ten, mit Sichtfenster(n) ausgestatteten Kabine zur Auf­ nahme einer Bedienungsperson derart verbunden ist, daß die Einrichtung im Sichtbereich der Bedienungsperson angeordnet ist und mit der Kabine eine bewegliche Ar­ beitseinheit bildet.

Vorteilhafterweise findet somit das Reinigen und Strah­ len innerhalb der Vorrichtung in einem zwischen der bearbeiteten Fläche des Objektes und dem Strahlkopf abgeschlossenen Strahlraum statt; gleichzeitig kann die Strahlarbeit von der Bedienungsperson von der Kabine aus beobachtet und gesteuert werden, wobei insbesondere Flächen bis zum vollständigen Entfernen der Farbe auch mehrfach überfahren werden können.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der der Strahlkorb im Bereich des Sichtfensters der Kabine abgedichtet anliegt und an seiner der Kabine zugewandten Rückseite offen ist, so daß die Bedienungsperson durch den Strahlkorb auf das zu reinigende Flächenstück blicken kann. Damit kann die Bedienungsperson die zu bestrahlende Oberfläche sehen und den Strahlvorgang entsprechend den Erfordernissen steuern. Dabei ist zu berücksichtigen, daß an einem Flugzeug an vielen Stel­ len, beispielsweise an den beweglichen Rudern, an Lande- bzw. Bremsklappen usw. Strahlmittel nicht eindringen darf und daher eine sorgfältige Steuerung von Hand uner­ läßlich ist, obwohl andererseits wieder große Flächen vorhanden sind, an denen mit hoher Effektivität und vergleichsweise großem Arbeitsfortschritt gestrahlt wer­ den kann.

Eine wesentliche Ausgestaltung sieht vor, daß die Kabine zumindest im Bereich ihrer dem Objekt zugewandten Front­ seite mit einem gekrümmten Beobachtungsfenster, bei­ spielsweise in Form eines sphärischen Körpers, ausgebil­ det ist und Mittel zur Verschwenkung des Strahlkopfes um den Krümmungsmittelpunkt aufweist. Im Inneren der Kabine sind entsprechende Steuerungsmittel zur Betätigung der Verschwenkungsmittel vorhanden. Diese Ausgestaltung er­ laubt es mit großem Vorteil, die gekrümmten Flächen des Rumpfes von oben, schräg von der Seite, von der Seite, schräg von unten oder von unten zu strahlen, wobei die Kabine mit dem Bedienungsmann in etwa ihre Lage beibe­ hält, während der Strahlkorb eine Schwenkposition ein­ nimmt, wobei er in etwa senkrecht auf der bestrahlten Fläche steht.

Hierfür ist eine Ausgestaltung vorgesehen, gemäß der der Strahlkorb sowohl um eine horizontale Achse als auch um eine vertikale Achse verschwenkbar ist; zusätzlich soll­ te er noch um sich selbst verdrehbar sein.

Weiterhin sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung vor, daß der Strahlkorb ein Schleuderrad mit einer Einrichtung zur Verschwenkung seiner Strahlrichtung gegenüber der Oberfläche um vorzugsweise zwei zueinander senkrecht stehende und zur Objektfläche etwa parallele Achsen aufweist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungs­ gegenstandes sind entsprechend den Merkmalen weiterer Unteransprüche vorgesehen.

Die Erfindung wird in der Zeichnung in einer bevorzugten Ausführungsform gezeigt, wobei aus der Zeichnung weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung entnehmbar sind. Die Figuren zeigen im einzelnen:

Fig. 1 eine Vorrichtung und deren Arbeitsweise in der Darstellung eines schematischen Fließbildes,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines technischen Ausführungsbeispieles der Vorrichtung im prakti­ schen Einsatz (Seitenansicht).

Die Einrichtung zum Reinigen und Strahlen gemäß Fig. 1 eignet sich insbesondere zur Entfernung alter Farbüber­ züge an der Aluminium-Außenhaut von Großraumflugzeugen 30 außerhalb eines geschlossenen Arbeitsbereiches mit einem relativ zur bearbeiteten Oberfläche 19 des Objek­ tes 10 beweglichen, über Dichtungselemente 8, 9 mit jeweils einem Flächenteil 19 des Objektes 10 einen ge­ schlossenen Strahlraum 5 bildenden Strahlkorb 3. Der Strahlkorb ist mit Mitteln 18 zur Strahlerzeugung sowie Leitungen 21, 26 zur Abführung von verbrauchtem Strahl­ mittel und Rückständen, sowie zur Zuführung von Strahl­ mittel verbunden.

Eine wesentliche Ausgestaltung der Einrichtung sieht vor, daß eine abgedichtete und schließbare Kabine 1 zur Aufnahme einer Bedienungsperson 2 vorhanden ist. Der Strahlkorb 3 mit der Kabine 1 bildet eine Bearbeitungs­ einheit 4. Dies wird dadurch erreicht, daß der Strahl­ korb 3 an der Kabine angeordnet bzw. Strahlkorb 3 und Kabine 1 miteinander funktionell verbunden sind. Dabei ist die Kabine 1 vom Strahlraum 5 durch ein Beob­ achtungsfenster 6 getrennt. Der Strahlkorb 3 ist an seiner der Kabine zugewandten Rückseite 7 offen und gegenüber dem Fenster 6 durch Dichtungselemente 9 ab­ gedichtet (Fig. 2). Wie sich hieraus ergibt, bildet der Strahlkorb 3, der an der dem Bedienungsmann 2 zugewand­ ten Seite offen ist, einen röhrenförmigen Körper, der es ermöglicht, daß der Bedienungsmann 2 durch den Strahl­ raum 5 hindurch die bestrahlte Objektfläche 19 einsehen und beobachten und somit den Strahlvorgang entsprechend steuern kann.

Dabei ist in erfindungswesentlicher Ausgestaltung vorge­ sehen, daß die Kabine 1 zumindest im Bereich ihrer dem Objekt 10 zugewandten Frontseite 11 mit einem Beobach­ tungsfenster 6 in Form eines sphärischen Körpers 12 ausgebildet ist und Mittel 13 zur Verschwenkung des Strahlkorbes 3 um den Krümmungsmittelpunkt M des sphäri­ schen Körpers 12 aufweist.

Weiterhin sind im Inneren 14 der Kabine 1 Steuerungsmit­ tel 17 zur Betätigung der Verschwenkungsmittel 13 vor­ handen. Diese Verschwenkungsmittel sind beispielsweise in Form einer halbkreisförmigen Führung 15 mit einem Antrieb 16 ausgebildet. Ferner können die Verschwen­ kungsmittel vorzugsweise so ausgebildet sein, daß der Strahlkorb 3 auf der Führung 15 Verschwenkungsbewegungen schräg nach oben bzw. schräg nach unten um den Mittel­ punkt M des sphärischen Körpers 12 vornehmen kann. Somit kann, bei gleich guten Sichtverhältnissen, der Bedie­ nungsmann den Rumpf des Flugzeuges 30 aus einer Position schräg von unten oder schräg von oben entsprechend sei­ nem Krümmungsradius bei voller Sicht auf das bestrahlte Feld 19 bearbeiten. Auch kann der Strahlkorb um seine eigene Achse verdreht werden.

Durch die vorteilhafte Ausgestaltung der Kabine mit Führungs- und Antriebsmitteln 15, 16 zur Verschwenkung des Strahlkorbes 3 um den Krümmungsmittelpunkt M ist dieser somit in der Lage, eine Verschwenkung sowohl um eine horizontale Achse x-x als auch um eine vertikale Achse y-y auszuführen. Die Steuerung dieser Bewegungen geschieht durch in der Kabine vorhandene Steuerungsmit­ tel 17.

Weiter kann gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung der Strahlkorb 3 ein Schleuderrad 18, vor­ zugsweise um eine waagerechte Achse rotierend, aufwei­ sen, das mit einer Einrichtung 31 zur Verschwenkung seiner Strahlrichtung gegenüber der Objektfläche 19 versehen ist. Diese Verschwenkeinrichtung 31 kann Mittel zur Verschwenkung der Strahlturbine 18 um vorzugsweise zwei zueinander senkrecht stehende und zur Objektfläche 19 etwa parallele Achsen aufweisen. Zu deren Steuerung sind dann in der Kabine 1 Steuerungsmittel 20 vorgese­ hen, die dem Bedienungsmann eine schnelle und wirksame Beeinflussung der Strahlrichtung durch entsprechende Bedienungshebelchen ermöglichen.

Um eine staubfreie und auch von Strahlmittel verlust­ freie Arbeitsweise zu ermöglichen, ist in an sich be­ kannter Weise vorgesehen, daß als Dichtungselemente am Strahlkorb 3 sowohl gegenüber der Objektfläche 19 als auch gegenüber dem Beobachtungsfenster 6 der Kabine 1 jeweils umlaufende Dichtlippen- oder Borstenanordnungen 8, 9 vorgesehen sind und der Strahlraum 5 über eine flexible Leitung 21 mit einem Unterdruckraum 22 in Ver­ bindung steht. Wie aus der Darstellung der Fig. 1 hervorgeht, ist der Unterdruckraum 22 mit einer an sich bekannten Aufbereitung mit Trenneinrichtungen zur Tren­ nung von Abluft, wiedergewinnbarem Strahlmittel und Rückständen ausgebildet. Die Rückstände werden entspre­ chend dem Pfeil 32 aus der Vorrichtung abgeführt, wäh­ rend rückgewonnenes Strahlmittel 33 dem Schleuderrad 18 wieder zugeführt wird.

Staubhaltige Abluft wird durch die Leitung 37 einer nachgeschalteten Filtereinrichtung 36 zugeführt und darin Staub 34 von gereinigter Abluft 35 getrennt. Beide werden aus der Einrichtung entsprechend den Pfeilen 34, 35 abgeführt.

In der Fig. 2 ist eine sehr vorteilhafte Ausgestal­ tungsmöglichkeit der Einrichtung als Ausführungsbeispiel gezeigt. Dabei ist die Kabine 1 an einem vorzugsweise schienengebundenen Fahrgestell 24 über eine Führungsein­ richtung 23 angeordnet. Diese Führungseinrichtung 23 weist Mittel zur Durchführung von Relativbewegungen zwischen Kabine 1 und Objekt 10 auf, wobei solche Rela­ tivbewegungen zumindest in einer vertikalen und einer horizontalen Ebene durchgeführt werden können. Somit ist die Kabine 1 mit dem Fahrgestell 24 am Objekt 10 posi­ tionsveränderlich und in Höhe und Tiefe verfahrbar. Hierfür sind in der Kabine 1 ebenfalls Steuerungsmittel 25 zur Steuerung dieser Positionierungsbewegungen vor­ handen.

In Abänderung kann die Kabine 1 auch am Arm 27 eines Industrieroboters 28 angeordnet und von diesem nach einem vorgegebenen Arbeits- und Wegeprogramm an einem Großobjekt 10, beispielsweise einem Flugzeug 30, ent­ langführbar gehalten ist. In diesem Falle besteht die Aufgabe des Bedienungsmannes darin, die Bewegungsge­ schwindigkeit durch Beobachtung des Reinigungsergebnis­ ses der Fläche 19 zu beeinflussen. Er kann demnach die Bewegungsabläufe, welche programmiert vorgegeben sind, beschleunigen, verlangsamen oder wiederholen. Zusätzlich können Mittel vorgesehen sein, mit denen die Strahlin­ tensität des Schleuderrades 18 beeinflußbar ist. Dies kann vorzugsweise durch Einstellen unterschiedlicher Drehzahlen über die Steuerung 29 geschehen.

Der Anmeldungsgegenstand ist speziell zugeschnitten auf die Strahlbearbeitung großer Flächen an Flugzeugrümpfen und Flugzeugflügeln, wobei einerseits ein Höchstmaß an Mechanisierung und andererseits eine Steuerung durch sorgfältige visuelle Überwachung eines Bedienungsmannes vorzusehen ist. Hierfür ist der Erfindungsgegenstand mit großer Zweckmäßigkeit ausgebildet.

Es sei darauf hingewiesen, daß abweichend von der beschriebenen Ausführungsform Abänderungen möglich sind, bei denen die Bedienungskanzel kein gekrümmtes Beobachtungsfenster besitzt. Auch ist es nicht zwingend notwendig, die Bedienungsplattform in bezug auf die Kabine schwenkbar zu machen. Diese beiden Teile können auch eine starre Einheit bilden.

Claims (8)

1. Einrichtung zum Reinigen von Oberflächen großflächi­ ger Objekte mit einem körnigen Strahlmittel, mit ei­ nem parallel zur Objektoberfläche bewegbarem Strahl­ korb, bei dem über eine offene Seite ein gegen die Oberfläche des Objektes gerichteter Strahl erzeugbar ist und bei dem von der Werkstoffoberfläche abpral­ lende Strahlmittelteilchen mit den abgelösten Schmutzteilchen aufgefangen und abgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung mit einer abgedichteten, mit Sichtfenster(n) ausgestatteten Kabine (1) zur Aufnahme einer Bedienungsperson (2) derart verbunden ist, daß die Einrichtung im Sichtbe­ reich der Bedienungsperson angeordnet ist und mit der Kabine (1) eine bewegliche Arbeitseinheit (4) bildet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlkorb (3) auf der Außenseite der Kabine beweglich relativ zur Kabinenoberfläche, vorzugsweise Kabinenvorderseite, ist, und daß seine Bewegungen durch die Bedienungsperson steuerbar sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der (3) im Bereich des Sichtfensters (6) der Kabine abgedichtet anliegt und an seiner der Kabine zugewandten Rückseite offen ist, so daß die Bedienungsperson (2) durch den Strahlkorb auf das zu reinigende Flächenstück blicken kann.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabine (1) zumindest im Be­ reich ihrer dem Objekt (10) zugewandten Frontseite (11) mit einem gekrümmten Beobachtungsfenster (6) ausgebildet ist, und daß Mittel (13) zur Verschwen­ kung des Strahlkopfes (3) um den Krümmungsmittelpunkt (M) des Beobachtungsfensters vorgesehen sind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlkorb (3) sowohl entlang einer horizontalen Achse (x-x) als auch um eine ver­ tikale Achse (y-y) verstellbar und zusätzlich ver­ drehbar ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlkorb (3) ein Schleuder­ rad (18) mit einer Einrichtung zur Verschwenkung seiner Strahlrichtung gegenüber der Objektfläche (19) um vorzugsweise zwei zueinander senkrecht stehende und zur Objektfläche (19) etwa parallele Achsen auf­ weist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabine (1) an einem Fahrge­ stell (24) über eine Führungseinrichtung (23) mit Mitteln zur Durchführung von Relativbewegungen zum Objekt (10) in zumindest einer vertikalen und einer horizontalen Ebene angeordnet ist und mit dem Fahrge­ stell (24) am Objekt positionsveränderlich verfahrbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabine (1) am Arm (27) eines Industrierobo­ ters (28) angeordnet und von diesem nach einem vorge­ gebenen Arbeits- und Wegeprogramm an einem Großobjekt (10), beispielsweise einem Flugzeug, entlangführbar gehalten ist.