DE69219429T2

DE69219429T2 - Bodenflächenstrahlgerät

Info

Publication number: DE69219429T2
Application number: DE69219429T
Authority: DE
Inventors: Yoichiro Ban; Kengo Hamanaka; Tomoyoshi Ibe; Tsutomu Kurita; Nagio Minami; Yoshikazu Miyachi; Tadashi Nobushige; Takeo Omichi; Kiyoshi Uchida
Original assignee: Chubu Electric Power Co Inc; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Chubu Electric Power Co Inc; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1991-08-27
Filing date: 1992-08-25
Publication date: 1997-09-11
Anticipated expiration: 2012-08-26
Also published as: EP0769351A1; EP0537869B1; EP0537869A3; EP0771612A1; DE69232469D1; US5667429A; US5339573A; US5435773A; DE69219429D1; DE69232469T2; EP0771612B1; EP0537869A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zum Strahlen von Bodenoberflächen für Durchsichten, beispielsweise von Bodenoberflächen von Brennstoffbehältern, und insbesondere ein Gerät zum Strahlen von Bodenoberflächen, das im Rahmen der Prüfung von geschweißten Abschnitten an der Bodenoberfläche eines großen Brennstoffbehälters zum Strahlen von Bodenoberflächen eingesetzt wird.
Gemäß Brandschutzgesetz unterliegen zu Wärmekraftwerken gehörende Brennstoffbehälter mit großem Fassungsvermögen der regelmäßigen Prüfungspflicht im Abstand von 5 bzw. 10 Jahren. Zur Prüfung der Schweißnahtlinie auf der Bodenoberfläche muß die Oberflächenschutzschicht abgetragen werden. Zum Ausführen der Strahlarbeiten wurden die Behälter bisher von Arbeitskräften begangen, und das Strahlen erfolgte manuell.
Fig. 24 veranschaulicht, wie der Strahlprozeß in herkömmlicher Weise ausgeführt wurde.
In dieser Figur sind die Heizrohre b zum Erwärmen des Brennstoffs, die Lagerungen c und die Pfosten d zu sehen, die an der Bodenoberfläche eines Brennstoffbehälters a (nachfolgend kurz als Behälter bezeichnet) eingebaut sind. Zum Strahlen bedient sich eine Arbeitskraft e eines Strahlkopfes f, den sie und in ein- und ausgeschaltetem Zustand in der Hand haltend trägt und dabei um die Hindernisse herumführt. Das Strahlmaterial wird von einem Strahlgerät g über den Strahlkopf f unter Druck nach außen befördert, in den meisten Fällen jedoch nicht zurückgewonnen. Das Stromkabel und die Druckluftleitung, über die der Strahlkopf mit dem Strahlgerät verbunden ist, werden durch eine Einsteigöffnung h geführt.
Fig. 25 zeigt ein herkömmliches Strahlgerät beim Einsatz. Dieses ist, wie aus Fig. 25 hervorgeht, so aufgebaut, daß der mit einer nicht dargestellten Strahldüse ausgestattete Strahlkopf f mit einem T-förmigen Handhabegriff i versehen ist. An diesen Strahlkopf ist ein Strahlgerät-Fahrgestell 1 mit Rädern k zum Verfahren mit Hilfe eines Strahlmaterialzu-/-rückführungsschlauchs j angeschlossen.
Das Strahlen selbst erfolgte durch eine Arbeitskraft e, die sich auf dem Behälterboden bewegte und den Strahlkopf f an der Schweißlinie m auf der Bodenoberfläche eines Behälters a mit großem Fassungsvermögen entlangführte.
Beim herkömmlichen Strahlprozeß war man mit folgenden Problemen konfrontiert:
(1) Durch den sich während des Strahlens bildenden Staub und die Hindernisse wie Heizrohre b, Lagerungen c und Pfosten d werden die Arbeitsbedingungen belastet, und ein kontinuierliches Arbeiten wird damit schwierig.
(2) Die Effizienz wird dadurch verringert, daß Arbeitskräfte eingesetzt werden müssen.
(3) Es müssen Schutzmaßnahmen für die Arbeitskräfte e getroffen werden, weil die Arbeit in einem Behälter a ausgeführt wird.
Zudem war das oben beschriebene Strahlgerät durch folgende Probleme gekennzeichnet:
(1) Da der Strahlkopf f während des Strahlprozesses von Hand durch eine Arbeitskraft e bewegt wird, ist eine kompakte Ausführung des Strahlkopfes erforderlich, durch die die Strahlleistung reduziert wird.
(2) Da der Strahlkopff während des Strahlprozesses von Hand durch eine Arbeitskraft e bewegt wird, erhöht sich der Arbeitsaufwand der Arbeitskraft e, so daß sich die Effizienz verringert.
Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung sollen diese Probleme gelöst werden. Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gerät zum Strahlen von Bodenoberflächen bereitszustellen, das den Strahlprozeß nach Einstellungsarbeiten zu Beginn des Prozesses voll automatisiert auf bestimmten Routen ausführt und eine ausgezeichnete Strahlwirkung sowie eine hohe Effizienz gewährleistet. Zudem wird bei diesem Gerät ein Rutschen der Räder verhindert.
Bei einer weiteren Ausführungsform besteht das Gerät zum Strahlen von Bodenoberflächen nach Anspruch 2 aus einem Magnetblock, der am Grundkörper des Arbeitswagens montiert ist, der sich über einer Oberfläche aus einer magnetischen Substanz bewegt und sowohl näher zur Oberfläche aus magnetischer Substanz als auch in größere Entfernung davon verstellt werden kann; einem Abstützelement zum Abstützen des Magnetblocks in entgegengesetzter Richtung zur Oberfläche aus magnetischer Substanz; einer Positionsbestimmungseinrichtung zum Bestimmen der Position des Magnetblocks sowie einer Magnetblockverstelleinrichtung, die den Magnetblock so verstellt, daß ein bestimmter Abstand zwischen der Oberfläche aus magnetischer Substanz und dem Magnetblock entsprechend dem Signal der Positionsbestimmungseinrichtung eingehalten wird.
Bei einer anderen Ausführungsform besteht das Gerät zum Strahlen von Bodenoberflächen nach Anspruch 4 aus einer Meßeinrichtung zum Messen einer auf die Oberfläche aus magnetischer Substanz durch den Magnetblock ausgeübten Anzugskraft sowie einer Magnetblockverstelleinrichtung, die den Magnetblock so verstellt, daß eine bestimmte Anzugskraft, die durch den Magnetblock auf die Oberfläche aus magnetischer Substanz ausgeübt wird, entsprechend dem Signal der Meßeinrichtung für die Anzugskraft gleich groß gehalten wird.
Nachfolgend soll die Funktionsweise des Geräts zum Strahlen von Bodenoberflächen nach Anspruch 1 beschrieben werden. Der Arbeitswagen wird mit Hilfe einer Steuereinheit gesteuert so daß der Strahlkopf entsprechend den Signalen eines Schweißlinienerfassungssensors und der Positionsbestimmungseinheit auf einer Schweißlinie entlanggeführt wird. Der Transportwagen wird durch die Steuereinheit so gesteuert, daß er dem Arbeitswagen folgt. Die Steuerung des Arbeits- und des Transportwagens mit Hilfe der Lenk- und Fahreinheit kann in eine beliebige Richtung erfolgen. Die Kraft, mit der der Arbeitswagen gegen die Bodenoberfläche gedrückt wird, wird am Arbeitswagen mit Hilfe der magnetischen Substanz der Magneteinheit geregelt. Die Zuführung des Strahlmaterials von der Strahleinheit geschieht über die Verbindungsleitungen.
Nun soll die Funktionsweise des Geräts zum Strahlen von Bodenoberflächen nach den Ansprüchen 2, 3 und 4 beschrieben werden. Im Falle von Unebenheiten der Oberfläche aus einer magnetischen Substanz ändert sich der Abstand zwischen dieser Oberfläche aus einer magnetischen Substanz und dem Magnetblock und folglich die Anzugskraft des Magnetblocks. Dieser Abstand bzw. die Anzugskraft des Magnetblocks werden mit Hilfe der Positionsbestimmungseinheit bzw. der Meßeinrichtung für die Anzugskraft im Verhältnis zum festgelegten Abstand bzw. zur festgelegten Anzugskraft ermittelt. Entsprechend diesem Signal wird die Magnetblockverstelleinrichtung gesteuert und somit der Magnetblock in Richtung Bodenoberfläche oder von der Bodenoberfläche weg verstellt so daß ständig eine konstante Anzugskraft aufrechterhalten wird.
Mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Geräts werden nun folgende Vorteile erzielt:
Mit dem Gerät zum Strahlen von Bodenoberflächen wird nach Einstellungsarbeiten zu Beginn ein voll automatisierter kontinuierlicher Strahlprozeß innerhalb eines festgelegten Bereichs ermöglicht. Dabei begeben sich Arbeitskräfte nur zu anfänglichen Einstell-, zu Wartungs- sowie Demontage- und Aufräumarbeiten nach beendeten Strahlarbeiten an den entsprechenden Arbeitsort. Dadurch wird die Arbeitszeit wesentlich verkürzt, und die Arbeitsbedingungen werden erheblich verbessert.
Die Magneteinheit ist mit dem Magnetblock, der sowohl näher zur Oberfläche aus magnetischer Substanz als auch in größere Entfernung davon verstellt werden kann, sowie mit einer Magnetblockverstelleinrichtung ausgeführt, die den Magnetblock entsprechend dem Signal der Positionsbestimmungseinheit oder Meßeinrichtung für die Anzugskraft verstellt so daß unabhängig von der Gestalt der Oberfläche aus magnetischer Substanz durch Verstellen des Magnetblocks mit Hilfe der Magnetblockverstelleinrichtung unter Einhaltung eines festgelegten Abstands zwischen dem Magnetblock und der Oberfläche aus magnetischer Substanz die Position des Arbeitswagens in bezug auf die Oberfläche aus magnetischer Substanz konstant gehalten wird. Somit kann der Arbeitswagen mit einer konstanten Kraft an die Oberfläche aus magnetischer Substanz angedrückt werden. Auf diese Weise wird ein Rutschen der Räder des Arbeitswagens verhindert, der Arbeitswagen kann auf einer festgelegten Route fahren, so daß sich die Effizienz erhöht und für den Arbeitswagen eine kompakte Leichtbauausführung vorgesehen werden kann.

4. Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Zeichnungen zeigen folgendes:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Geräts zum Strahlen von Bodenoberflächen,
Fig. 2 eine Draufsicht einer fahrbaren Einheit des Geräts,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Arbeitswagens,
Fig. 4 einen Schnitt einer Lenk- und Fahreinheit für das Antriebsrad des Arbeitswagens,
Fig. 5 eine Draufsicht einer Lenk- und Fahreinheit für das Antriebsrad des Arbeitswagens,
Fig. 6 einen Schnitt einer Magneteinheit des Arbeitswagens,
Fig. 7 einen Schnitt A-A von Fig. 6,
Fig. 8 eine Ansicht zur Veranschaulichung des Lenkprozesses,
Fig. 9 eine Ansicht zur Veranschaulichung der Wirkungsweise des Magneten,
Fig. 10 eine Draufsicht eines Arbeitsarms und eines Strahlkopfes,
Fig. 11 eine Seitenansicht eines Arbeitsarms und eines Strahlkopfes,
Fig. 12 eine Ansicht einer Positionsbestimmungseinheit,
Fig. 13 eine Ansicht eines Schweißliniensensors,
Fig. 14 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform des Arbeitswagens,
Fig. 15 eine Draufsicht eines Hilfsarms,
Fig. 16 eine Seitenansicht eines Hilfsarms,
Fig. 17 eine Ansicht zur Veranschaulichung der Wirkungsweise eines Hilfsarms,
Fig. 18 eine Ansicht zur Veranschaulichung der Wirkungsweise eines Hilfsarms,
Fig. 19 eine Ansicht zur Veranschaulichung der Wirkungsweise eines Hilfsarms,
Fig. 20 eine schematische Draufsicht eines Arbeitswagens mit Magneteinheit,
Fig. 21 einen Schnitt einer Magneteinheit,
Fig. 22 einen Schnitt A-A von Fig. 21,
Fig. 23 eine Ansicht zur Veranschaulichung der Wirkungsweise einer Magneteinheit,
Fig. 24 eine Ansicht eines herkömmlichen Geräts zum Strahlen von Bodenoberflächen und
Fig. 25 eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen Geräts zum Strahlen von Bodenoberflächen.
Es soll nun eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben werden, die folgendes darstellen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Geräts zum Strahlen von Bodenoberflächen einschließlich der peripheren Einheiten, Fig. 2 eine Draufsicht einer fahrbaren Einheit des Geräts, Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Arbeitswagens, Fig. 4 und Fig. 5 eine Draufsicht einer Lenk- und Fahreinheit für das Antriebsrad des Arbeitswagens, Fig. 6 und Fig. 7 eine Magneteinheit des Arbeitswagens, Fig. 8 eine Ansicht zur Veranschaulichung des Lenkprozesses, Fig. 9 eine Ansicht zur Veranschaulichung der Wirkungsweise des Magneten, Fig. 10 und Fig. 11 eine Ansicht eines Arbeitsarms und eines Strahlkopfes, Fig. 12 eine Ansicht einer Positionsbestimmungseinheit und Fig. 13 eine Ansicht eines Schweißliniensensors.
Entsprechend Fig. 1 gehören zu diesem Gerät ein Arbeitswagen 1, ein Transportwagen 2, ein Schlauch 3 zwischen diesen Wagen zur Herstellung der Verbindung, ein Zuführungsschlauch 4, ein Bedienpult 5, eine Druckluftquelle 6 und eine Positionsbestimmungseinheit 7. Der Arbeitswagen 1, der Transportwagen 2 und der Verbindungsschlauch 3 bilden die sogenannte fahrbare Einheit. Der Verbindungsschlauch 3 und der Zuführungsschlauch 4 sind an entsprechenden Stellen mit Gleitelementen (beispielsweise Teflonmaterial) zur Verhinderung von Beschädigungen der Schutzschicht der Bodenoberfläche ausgestattet, die dadurch verursacht werden, daß die Schläuche, während sich der Arbeitswagen 1 und der Transportwagen 2 bewegen, über den Boden geschleift werden. Auf der Bodenoberfläche eines Behälters 8 sind Heizrohre 9 zum Erwärmen des Brennstoffs, Lagerungen 10 für die Heizrohre und Pfosten 11 eingebaut. Der Arbeitswagen 1 umfährt beim Strahlen der Schweißlinie 12 diese Hindernisse.
Zum Bedienpult 5 gehören ein Computer, eine Anzeige, ein Registriergerät u.a. Im Computer werden die Schweißlinien 12, das Muster der Heizrohre 9 und die Positionen der Lagerungen und Pfosten gespeichert. Im Falle eines großen Behälters wird das Muster der Schweißlinien in entsprechender Weise aufgeteilt und gespeichert so daß die Steuerung erleichtert wird. Die Positionsbestimmungseinheit 7 überwacht eine an einer Antenne des Arbeitswagens angeordnete Lichtquelle 41 mit Hilfe von zwei Kameras und liefert an das Bedienpult 5 Signale, mit deren Hilfe die Position der Wagen an der Anzeige sichtbar gemacht wird.
Anhand des angezeigten Schweißlinienmusters wird am Bedienpult 5 eine Arbeitsroute festgelegt, und entsprechende Signale werden an den Arbeitswagen 1 geliefert. Der Transportwagen 2 folgt dem Arbeitswagen 1, wozu ebenfalls die vom Bedienpult 5 gelieferten Signale genutzt werden, so daß ein Zerreißen des Verbindungsshlauchs zwischen den Wagen verhindert wird.
Aus Fig. 2 wird ersichtlich, daß der Arbeitswagen 1 vier Sätze Lenk- und Fahreinheiten für die Antriebsräder 13 hat, die entsprechend Fig. 3 mit einem Lenk- und einem Fahrmechanismus ausgestattet sind. An der Vorderseite des Arbeitswagens 1 ist ein Arbeitsarm 15 montiert. Am vorderen Ende des Arbeitsarms befindet sich ein Strahlkopf 16. Der Strahlkopf 16 ist mit Schweißliniensensoren 17a, 17b, 17c an der Vorderseite sowie auf der linken und rechten Seite bestückt. Im Verbindungsschlauch 3 sind ein Stromkabel, ein Schlauch für die Zuführung des Strahlmaterials und ein Schlauch für die Rückführung des Strahlmaterials untergebracht, was in der Figur nicht dargestellt ist.
Der Transportwagen 2 ist mit einer Strahleinheit 18, einer elektrischen Einheit 19 und einer Fernsteuereinheit 20 ausgestattet. Der Transportwagen 2 dient dazu, den Arbeitswagen 1 mit Strahlmaterial zu versorgen und Strahimaterial von diesem wieder zurückzugewinnen, des weiteren nimmt er die Haupteinheit der Fernsteuerung auf. Er ist mit vier Sätzen von Lenk- und Fahreinheiten für die Antriebsräder versehen die denen des Arbeitswagens 1 gleichen, und wird in Übereinstimmung mit der Bewegung des Arbeitswagens ferngesteuert, was mit Hilfe der Befehle der Steuereinheit 21 des Bedienpults 5 (Fig. 1) geschieht.
Und nun zu den Fig. 4 und 5. Fig. 4 ist ein Schnitt der Lenk- und Fahreinheit für das Antriebsrad 13 und Fig. 5 eine Draufsicht davon. Entsprechend Fig. 4 wird das Rad 22 von einem Motor 24 in einem Motorgehäuse 23 angetrieben. Das Motorgehäuse 23 enthält des weiteren ein Untersetzungsgetriebe und einen Kodeumsetzer 27. Die Antriebsrichtung im Motorgehäuse 23 wird durch einen Umsteuermotor 25 über ein Getriebe 26 geändert. Der Kodeumsetzer 27 ist mit dem Getriebe 28 verbunden.
Was die Fig. 6 und 7 anbelangt, so ist Fig. 6 ein Schnitt der Magneteinheit 14 und Fig. 7 ein Schnitt A-A von Fig. 6. Entsprechend Fig. 6 ist ein Magnet 29 als magnetische Substanz an einer Hubstange 30 befestigt und bewegt sich mit einem Mutterblock 31 auf- und abwärts. Der Mutterblock 31 wird mit Hilfe der Kugelumlaufspindel 33, wie in Fig. 7 gezeigt, entlang der Führungsstangen 32 bewegt. Die Kugelumlaufspindel 33 wird über einen Riemen 35 von einem Motor 34 angetrieben. An der Innenseite des Gehäuses der Magneteinheit 14 sind Grenzschalter 36 zur Festlegung des oberen und unteren Stoppunktes des Mutterblocks 31 eingebaut.
Fig. 8 zeigt, wie sich der Arbeitswagen 1 entsprechend dem Einschlag der Räder 22 (durch Pfeil angedeutet) bewegen kann. (A) zeigt Geradeausfahrt, (B) Wenden nach links, (C) Wenden nach rechts, (D) Fahrt in Querrichtung und (E) Drehen um die eigene Achse. Weisen alle Räder 22 den gleichen Einschlag auf, so ist die Fahrt in Diagonalrichtung möglich, wie unter (F) und (G) gezeigt. Durch kombinieren dieser Bewegungen kann der Arbeitswagen an einen beliebigen Ort der Bodenoberfläche gelangen. Da der Transportwagen 2 über die gleiche oben (Fig. 2) beschriebene Lenk- und Fahreinheit der Antriebsräder 13 verfügt wie der Arbeitswagen, hat der Transportwagen 2 auch die gleichen Bewegungsmöglichkeiten.
Entsprechend Fig. 9 kann die am Arbeitswagen 1 montierte Magneteinheit 14 den Magneten 29 beliebig versetzen, wie es unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 7 bereits beschrieben wurde. Somit läßt sich die Kraft, mit der der Arbeitswagen 1 an die Bodenoberfläche 37 angedrückt wird, durch Einstellen des Abstandes δ zwischen dem Magneten 29 und der Bodenoberfläche 37 regeln. Folglich dient die Magneteinheit 14 für den Arbeitswagen 1 als Bremse und verhindert das Rutschen, wenn sich der Arbeitswagen 1 auf einer Bodenoberfläche bewegt, die mit Öl verunreinigt ist.
Fig. 10 ist eine Draufsicht des Arbeitsarms, Fig. 11 eine Seitenansicht davon. Der Arbeitsarm ist mit drei Gelenken ausgeführt. Jede Gelenkverbindung ist mit einem Motor ausgestattet und wird unabhängig von den anderen gesteuert. Am vorderen Ende trägt der Arbeitsarm 15 einen Strahlkopf 16, der über eine Einheit 39 zum senkrechten Bewegen verbunden ist, so daß der Abstand zwischen dem Strahlkopf 16 und der Bodenoberfläche 37 entpsrechend konstant gehalten wird.
Fig. 12 veranschaulicht, daß vom Bedienpult, das in Fig. 1 gezeigt wird, automatisch ein entsprechender Befehl an den Arbeitswagen 1 und den Arbeitsarm 15 abgegeben wird, so daß vom Schweißliniensensor 17a (nachfolgend als Sensor bezeichnet) die zu strahlende Schweißlinie 12 erfaßt wird, und sich der Strahlkopf auf der Schweißlinie entlang bewegt. Die Position des Arbeitswagens 1 wird bestimmt, indem mit Hilfe von zwei an der Positionsbestimmungseinheit 7 eingebauten Kameras 40 die Lichtquelle am Arbeitswagen 1 überwacht und am Monitor des Bedienpults 5 angezeigt wird.
Die Fig. 13(a), (b), (c) und (d) dienen als Beispiele für eine Richtungsänderung.
(a) Der Sensor 17a erreicht den Schnittpunkt der Schweißlinien, der Strahlprozeß wird unterbrochen.
(b) Wenn die Sensoren 17b und 17c die Schweißlinie 12 erreichen, bleibt der Arbeitswagen 1 stehen.
(c) Der Strahlkopf 16 schwenkt (in diesem Falle im Uhrzeigersinn) entsprechend der im voraus vom Computer festgelegten Fahrroute ein.
(d) Der Strahlkopf 16 bewegt sich so weit rückwärts, bis der Sensor 17 den Schnittpunkt der Schweißlinien erreicht, und anschließend wieder vorwärts, wobei er das Strahlen wieder aufnimmt.
Erreicht der Sensor 17a den nächsten Schnittpunkt der Schweißlinien, werden die oben beschriebenen Vorgänge wiederholt.
Der vorstehend beschriebene Arbeitswagen ermöglicht folgendes:
(1) Geradeausfahrt, Drehen um die eigene Achse, Wenden und Fahrt in Diagonalrichtung durch entsprechendes Verstellen eines Paares von Lenk- und Fahreinheiten von Antriebsrädern, die am Wagen vorn und hinten montiert sind und Bestandteil des Vierradantriebs sind,
(2) Strahlen in einem bestimmten Bereich mit Hilfe des verstellbaren Arbeitsarms 15,
(3) Einstellbarkeit der Andrückkraft, mit der der Arbeitswagen 1 gegen die Bodenoberfläche angedrückt wird, mittels der senkrecht verstellbaren Magneteinheit 14, durch die das Rutschen der Räder verhindert wird und der Wagen an einem Ort gehalten werden kann,
(4) Fernsteuerung von einem Ort außerhalb des Behälters aus bei Nutzung einer Überwachungseinrichtung wie einer Kamera, wobei der Anschluß über Kabel erfolgt.
Obwohl vorstehend ein Beispiel eines Arbeitswagens 1 beschrieben wurde, der zum Strahlen, wie oben beschrieben, eingesetzt wird, ist der Einsatz des Arbeitswagens 1 der oben beschriebenen Ausführungsform außerdem für Arbeiten unterschiedlicher Art möglich.
Eine weitere Ausführungsform des Arbeitswagens soll nun unter Bezugnahme auf die Fig. 14 bis 19 beschrieben werden.
Fig. 14 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform des Arbeitswagens, Fig. 15 und 16 sind Ansichten eines Hilfsarms, Fig. 17, 18 und 19 sind Ansichten zur Veranschaulichung der Wirkungsweise eines Hilfsarms.
Aus Fig. 14 wird ersichtlich, daß der Arbeitswagen 61 mit vier Sätzen von Lenk- und Fahreinheiten für die Antriebsräder 62 und vier Sätzen von Magneteinheiten 63 an dessen Peripherie ausgestattet sind. Am Arbeitswagen 61 vorn ist der Arbeitsarm 64 befestigt. Zu beiden Seiten ist der Arbeitswagen 61 mit einem Hilfsarm 66 mit einer Magneteinheit 80 ausgerüstet. Zu einer Kabelgruppe 67 gehören ein Druckluftschlauch, ein Stromkabel und ein Steuerkabel.
Fig. 15 ist eine Draufsicht, Fig. 16 eine Seitenansicht eines Hilfsarms. In Fig. 15 bildet der auf der rechten und linken Seite des Arbeitswagens 61 befestigte Hilfsarm 66 wie der Arbeitsarm 64 ein System mit drei Gelenken, das drei Gelenkverbindungen 75 aufweist. Am vorderen Ende des Hilfsarms ist die Magneteinheit 80 montiert. Bei der Magneteinheit 80 handelt es sich um eine Einheit in Kolbenausführung, bei der ein Magnet 81 (Fig. 16) auf- und abwärtsbewegt wird. Der Hilfsarm 66 ist eine Hilfseinrichtung zur Fortbewegung des Arbeitswagens 61, er besteht aus einer Kombination aus der Magneteinheit 80 und der Gelenkverbindung 75.
Die Fig. 17, 18 und 19 zeigen eine Folge von Fortbewegungsschritten bei Nutzung des Hilfsarms 66, (a) ist jeweils eine Draufsicht, (b) eine Seitenansicht.
In den Fig. 17 (a) und (b) wird ein normaler Zustand gezeigt, bei dem der Hilfsarm eine beliebige Position einnimmt.
In den Fig. 18 (a) und (b) ist der Hilfsarm 66 vollständig ausgefahren die Magneteinheit 80 ist in Betrieb. Der Magnet 81 wird mit der Bodenoberfläche 77 in Kontakt gebracht und zum Festhalten erregt.
In den Fig. 19 (a) und (b) ist der Hilfsarm 66 zur Erzielung einer Vorwärtsbewegung des Arbeitswagens 61 eingezogen.
Wird die Betriebsweise des rechten und linken Hilfsarms 66 geändert, läßt sich ein Wenden bewirken.
Eine Höhendifferenz bei der senkrechten Verstellung des Magneten 81 kann auf die vorstehend beschriebene Weise ausgeglichen werden.
Durch Nutzung der Hilfsarme 66 ist, wenn die Räder angesichts der rutschigen Bedingungen bereits keine Bodenhaftung mehr gewährleisten können, immer noch die Fortbewegung des Arbeitswagens 61 der oben beschriebenen Konstruktion möglich.
In gleicher Weise wie die oben genannten Magneteinheiten 14, 63 und 80 läßt sich eine der in Fig. 20 bis 23 dargestellten Magneteinheiten einsetzen, die nachfolgend beschrieben werden sollen.
Fig. 20 ist eine schematische Ansicht des Arbeitswagens, der mit einer Magneteinheit ausgestattetet ist und für das erfindungsgemäße Gerät zum Strahlen von Bodenoberflächen eingesetzt wird, bei Fig. 21 handelt es sich um einen Schnitt der Magneteinheit, und Fig. 22 ist ein Schnitt A- A der Fig. 21.
Wie Fig. 20 zu entnehmen ist, wird die Magneteinheit 101 an der Seitenfläche des Arbeitswagens 102 montiert. Am Arbeitswagen 102 ist in unmittelbarer Nachbarschaft zur Magneteinheit 101 die Lenk- und Fahreinheit für das Antriebsrad 103,angeordnet. Jede Lenk- und Fahreinheit für das Antriebsrad 103 ist zum Wenden und Bremsen mit einer Lenk- und Fahreinrichtung ausgeführt. Der Arbeitswagen hat einen Arbeitsarmmechanismus 104 zur Betätigung von Werkzeugen.
Der Aufbau der Magneteinheit 101 soll nun unter Bezugnahme auf die Fig. 21 und 22 beschrieben werden. Im Gehäuse 131 der Magneteinrichtung 101 ist eine Hubstange 108 so eingebaut, daß sie nach oben und unten bewegt werden kann. Am unteren Ende der Hubstange befindet sich ein Flansch 118, der mit einem Entfernungsgeber 117 als Positionsbestimmungseinrichtung ausgestattet ist. Der Flansch 118 erfährt eine Abstützung durch eine Blattfeder 121, und der Magnetblock wird abgestützt, indem der Magnet in Aufwärtsrichtung erregt wird (in Richtung von der Bodenoberfläche 124 oder der Oberfläche aus magnetischer Substanz weg, was später beschrieben werden soll). Der Entfernungsgeber 117 bestimmt die Position des Magnetblocks 109. Zum Magnetblock 109 gehört ein Magnet 119.
Im Gehäuse 131 sind Führungsstangen 112 parallel zur Hubstange 108 eingebaut, und die Führungsstangen 112 nehmen die Gleitlager 116 auf. Diese Gleitlager 116 sind am oberen Ende der Hubstange 108 eingebaut und führen die Hubstange 108 bei ihrer senkrechten Bewegung.
Eine parallel zur Hubstange 108 verlaufende Kugelumlaufspindel 110 ist drehbar im Gehäuse 131 aufgenommen, und ein Mutterblock 111 ist auf die Kugelumlaufspindel 110 aufgesetzt. Der Mutterblock 111 ist am oberen Ende der Hubstange 108 befestigt, so daß die Hubstange 108 durch die Drehbewegung der Kugelumlaufspindel 110 mit Hilfe des Mutterblocks 111 nach oben oder nach unten bewegt wird.
Das Gehäuse 131 ist mit einem Antriebsmotor 106 ausgestattet. Der Antriebsmotor 106 ist mit der Kugelumlaufspindel 110 über Riemenscheiben 113, 114 und einen Zahnflachriemen 115 verbunden, so daß die Kugelumlaufspindel 110 durch den Antriebsmotor 106 rechts oder links herum gedreht wird. Angesteuert wird der Antriebsmotor durch ein Signal das vom Entfernungsgeber 117 geliefert wird. Das heißt, eine Antriebseinrichtung des Magnetblocks besteht aus einem Gleitmechanismus 107, zu dem der Antriebsmotor 106, die Kugelumlaufspindel 110 und der Mutterblock 111 gehören. In Fig. 21 werden Grenzschalter zum Feststellen des Erreichens der oberen und unteren Grenzhöhe des Mutterblocks 111 mit den Ziffern 122 und 123 bezeichnet.
Unter Bezugnahme auf Fig. 23 mit den Ansichten (A), (B) und (C) soll nun die Wirkungsweise der Magneteinrichtung 101 beschrieben werden.
Bei Zustand (B) in Fig. 23 stimmt das Signal des Entfernungsgebers 117 mit dem Vorgabewert überein, und die Hubstange wird nicht bewegt. Der Abstand zwischen dem Entfernungsgeber 117 und dem Magnetblock 109 wird dabei mit a&sub0; bezeichnet, der Abstand zwischen dem Magnetblock 109 und der als Oberfläche aus magnetischer Substanz dienenden Bodenoberfläche 124 mit b&sub0;.
Bei Zustand (A) in Fig. 23 ist die Bodenoberfläche 124 weiter vom Magnetblock 109 entfernt, und der Abstand beträgt b&sub1; ( b&sub1; > b&sub0;). Der Abstand zwischen dem Entfernungsgeber 117 und dem Magnetblock 109 beträgt a&sub1; (a&sub1; < a&sub0;). In diesem Falle wird aufgrund der Differenz zwischen dem Signal des Entfernungsgebers 117 und dem Vorgabewert ein Antriebsbefehl an den Antriebsmotor 106 geliefert, und daraufhin wird die Hubstange 108 mit Hilfe des Gleitmechanismus 107 nach unten verstellt. Der Antriebsmotor 106 läuft so lange, bis der Zustand (B) erreicht ist.
Bei Zustand (C) in Fig. 23 nähert sich der Magnetblock 109 der Bodenoberfläche 124, und der Abstand beträgt b&sub2; (b&sub2; < b&sub0;). Der Abstand zwischen dem Entfernungsgeber 117 und dem Magnetblock 109 beträgt a&sub2; (a&sub2; > a&sub0;). In diesem Falle wird aufgrund der Differenz zwischen dem Signal des Entfernungsgebers 117 und dem Vorgabewert ein Antriebsbefehl für den Antrieb in entgegengesetzter Richtung an den Antriebsmotor 106 abgegeben so daß die Hubstange 108 mit Hilfe des Gleitmechanismus 107 nach oben bewegt wird. Der Antriebsmotor läuft so lange, bis der Zustand (B) erreicht ist.
Mit Hilfe der oben beschriebenen Magneteinheit 101 wird somit der Abstand zwischen dem Entfernungsgeber 117 und dem Magnetblock 109 dadurch konstant gehalten, daß der Antriebsmotor 106 entsprechend dem Meßsignal angetrieben wird. Mit anderen Worten, der Abstand zwischen dem Gehäuse 131 des mit der Magneteinrichtung 101 ausgestatteten Arbeitswagens 102 und der Bodenoberfläche 124 kann unabhängig von der Gestalt der Bodenoberfläche 124 konstant gehalten werden.
Die Anzugskraft ist durch Ändern der Federkraft der Blattfeder 121 oder der Anzugskraft des Magneten 119 bzw. durch Änderung von Stromversorgungsparametern, wenn es sich bei dem Magneten 119 um einen Elektromagneten handelt, beliebig einstellbar. Die Anzugskraft läßt sich zudem durch Verändern des Vorgabewertes des Entfernungsgebers 117 ändern.
Wie aus Fig. 21 zu entnehmen ist, kann auch ein Kraftgeber 125 zwischen dem unteren Ende der Hubstange 108 und dem Flansch 118 als Einrichtung zur Bestimmung der Anzugskraft eingebaut werden. Mit Hilfe dieses Kraftgebers 125 wird die Änderung der Anzugskraft des Magneten 119 gemessen, und der Antriebsmotor 106 wird entsprechend dem Meßsignal angetrieben, wodurch eine bestimmte Andrückkraft eingestellt wird.
Der Erfinder hat ein erfindungsgemäßes Gerät hergestellt, um dessen Wirkungsweise und Vorteile zu testen. Dabei wurde das Strahlen einer mit Epoxidharzlack bei einer Schichtdicke von 200-300 µm überzogenen Stumpfschweißnaht von Platten mit einem erfindungsgemäßen Gerät vorgenommen. Der von der Strahldüse eingenommene Winkel zum Werkstück betrug 90 º. Das Strahlmaterial, bei dem es sich um Stahlkies mit 1,0 mm Durchmesser handelte, wurde von einer jeden Strahldüse mit einem Druck von 5 kp/cm² und einem Druchsatz von 8 kg/min nach außen befördert. Am Gleitmechanismus waren zwei Strahldüsen in einem Abstand von 150 mm zueinander angeordnet, und der Hub des Gleitmechanismus war auf 150 mm eingestellt, die Arbeitsbreite beim Strahlen betrug 300 mm, wobei die Schweißnaht in der Mitte gehalten wurde. Der Strahlkopf 210 war am Arbeitswagen montiert, der mit einer Geschwindigkeit von 30 cm/min auf der Schweißnaht entlanggeführt wurde.
Das Testergebnis sah wie folgt aus. Die Schutzschicht wurde entlang der Schweißnaht auf einer Breite von 300 mm entfernt, das Strahlen erfolgte gleichförmig. Das Strahlmaterial wurde innerhalb von 2 Sekunden vom Rückgewinnungsbehälter in den Druckbehälter umgefördert, während für diesen Arbeitsgang bei dem herkömmlichen Gerät etwa 20 Sekunden benötigt werden. Es wurde zusätzlich zu der oben beschriebenen Stumpfnaht eine Überlappschweißnaht von 10 mm dicken Platten gestrahlt. In diesem Falle erhielt die Strahldüse eine Neigung von etwa 30 º zur Oberfläche des Werkstücks. Dazu wurde der Strahlwinkelveränderungsmechamismus betätigt. Ansonsten waren die Strahlbedingungen die gleichen wie beim Strahlen der Stumpfnaht. Das Testergebnis sah wie folgt aus: der geneigte Abschnitt der Schweißnaht, der bei senkrechter Anordnung der Strahldüse mit nur unzufriedenstellendem Resultat gestrahlt wurde, wies nun nach dem Strahlen eine ausreichende Güte auf.

Claims

1. Gerät zum Strahlen von Bodenoberflächen, bestehend aus:

einem Arbeitswagen (1) mit einer Lenk- und Fahreinheit und mit Lenk- und Fahrorganen für die Antriebsräder (13);

einem am Arbeitswagen (1) montierten Arbeitsarm (15), wobei der Arbeitsarm (15) an seinem vorderen Ende mit Schweißliniensensoren (17a, 17b, 17c) zum Erfassen einer Schweißlinie (12) sowie mit einem Strahlkopf einschließlich einer Saugdüse ausgestattet ist;

am Arbeitswagen (1) angebauten Magneteinheiten (14), zu denen eine magnetische Substanz gehört, wobei die Magneteinheiten (14) zur Einstellung der Kraft, mit der der Arbeitswagen (1) gegen die Bodenoberfläche gedrückt wird, in Richtung Bodenoberfläche oder von der Bodenoberfläche weg verstellt werden können;

einem mit einer Lenk- und Fahreinheit und mit Lenk- und Fahrorganen für die Antriebsräder (13) sowie einer Strahleinheit (18) für die Versorgung des Strahlkopfes (16) mit Strahlmaterial ausgestatteten Transportwagen (2);

einer Positionsbestimmungseinheit (7) zum Bestimmen der Position des Arbeitswagens (1), wobei die Positionsbestimmungseinheit (7) umsetzbar auf der Bodenoberfläche aufgestellt ist;

Verbindungsleitungen (3) zum Verbinden des Transportwagens (2) mit dem Arbeitswagen (1); und

einer Steuereinheit zur Steuerung der Position des Arbeitswagens (1) und der Position des Strahlkopfes (16), so daß der Strahlkopf entsprechend dem Erfassungssignal von den Schweißlinienerfassungssensoren (17a, 17b, 17c) und dem Signal von der Positionsbestimmungseinheit auf eine Schweißlinie (12) geführt wird, und zur Steuerung des Transportwagens (2), so daß er dem Arbeitswagen (1) folgt.

2. Gerät zum Strahlen von Bodenoberflächen nach Anspruch 1, bei dem jede am Grundkörper des Arbeitswagens (1) montierte Magneteinheit (101) mit folgendem ausgestattet ist:

einem Magnetblock (109), der über einer Oberfläche aus magnetischer Substanz und sowohl näher zur Oberfläche aus magnetischer Substanz als auch in größere Entfernung davon verstellt werden kann;

einem Abstützelement (121) zum Abstützen des Magnetblocks (109) in entgegengesetzter Richtung zur Oberfläche aus magnetischer Substanz;

einer Positionsbestimmungseinrichtung zum Bestimmen der Position des Magnetblocks;

sowie einer Magnetblockverstelleinrichtung, die den Magnetblock so verstellt, daß ein bestimmter Abstand (δ) zwischen der Oberfläche aus magnetischer Substanz und dem Magnetblock entsprechend dem Signal der Positionsbestimmungseinrichtung eingehalten wird.

3. Gerät zum Strahlen von Bodenoberflächen nach Anspruch 2, bei dem das Abstützelement eine Feder ist.

4. Gerät zum Strahlen von Bodenoberflächen nach Anspruch 1, bei dem vorgesehen sind:

eine Meßeinrichtung zum Messen einer an der Oberfläche aus magnetischer Substanz durch den Magnetblock (109) ausgeübten Anzugskraft sowie eine Magnetblock-Verstelleinrichtung, die den Magnetblock (109) so verstellt, daß eine bestimmte Anzugskraft, die durch den Magnetblock (109) auf die Oberfläche aus magnetischer Substanz ausgeübt wird, entsprechend dem Signal der Meßeinrichtung für die Anzugskraft gleichgroß gehalten wird.