DE4443310A1 - Geräteträgersystem für Vorrichtungen zum Bearbeiten senkrechter und schräger, ebener und leicht gekrümmter Wände - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Geräteträgersystem für Vorrichtungen zum Bearbeiten senkrechter und schräger, ebener und leicht gekrümmter Wände gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Das Trägersystem haftet an der Oberfläche der Wand und kann sich daran schrittweise (diskontinuierlich) in verschiedenen Richtungen bewegen. Es ist zur Aufnahme einer Strahlglocke zum Reinigen von Schiffsaußenwänden geeignet, kann aber auch mit Einrichtungen zum Waschen oder Konservieren ausgerüstet werden.

Als Trägersysteme für Vorrichtungen zum Reinigen und Konservieren von Schiffsaußenwänden sind Lösungen mit pneumatischen oder magnetischen Haftelementen bekannt, die sich selbst an den Außenwänden aus Blech festhalten und durch einen Antrieb entlang einer solchen Fläche bewegt werden können.

Nach der DE-PS 25 57 383 besteht eine solche Tragvorrichtung aus einem Rahmen mit angetriebenen Rädern und mindestens zwei Haftelementen, die wechselweise an der Schiffsaußenwand haften und jeweils das nicht mit der Schiffsaußenwand in Wirkverbindung stehende Haftelement durch ein pneumatischen Zylinder in Vorschubrichtung bewegt wird. Hat dieses Haftelement die Endstellung erreicht, wird die Haftverbindung mit der Schiffsaußenwand hergestellt und das andere Haftelement löst sich. Letzteres wird dann seinerseits durch einen pneumatischen Zylinder in Vorschubrichtung bewegt und in der Endstellung mit der Schiffsaußenwand in Wirkverbindung gebracht. Die kontinuierliche Vorschubbewegung wird durch die angetriebenen Räder der Vorrichtung erreicht, die an der Schiffsaußenwand entlangfahren.

Diese Bewegungsvorgänge sind automatisch steuer- und regelbar. Dabei darf sich das eine Haftelement erst lösen, wenn das andere in Wirkverbindung gebracht worden ist und keine Störungen wie beispielweise Undichtheiten durch Verschmutzungen oder Unebenheiten an der Haftfläche über das vorgesehene Maß hinaus auftreten. Weiterhin sind die Anforderungen an die Genauigkeit der Größe des Anpreßdrucks der Räder sehr hoch, um eine sichere Vorschubbewegung über den Radantrieb zu gewährleisten. Diese Anpreßkraft wird durch zusätzliche, auf die Haftelemente einwirkende pneumatische Zylinder erzeugt. Der andere, für die Bewegung der Haftelemente in Vorschubrichtung wirkende pneumatische Zylinder muß dagegen drucklos sein und darf die durch die angetriebenen Räder bewirkte Vorschubbewegung nicht behindern.

Die Realisierung dieser Bewegungsvorgänge verlangt hohe Anforderungen an die ständige Kontrolle und Überwachung der Steuerung. Nachteilig wirkt sich weiterhin aus, daß während des Vorschubes der Tragvorrichtung zwischen dem in Wirkverbindung stehenden Haftelement und dem Rahmen bei dem erforderlichen Anpreßdruck eine zwängungsfreie Vorschubbewegung gestattet sein muß. Das erfordert eine robuste Auslegung des gesamten Rahmens und der damit im Zusammenhang stehenden Übertragungselemente.

Gegenstand der Erfindung ist ein Geräteträgersystem für Vorrichtungen in der eingangs genannten Art, das an der zu bearbeitenden Wand sicher haftet und in einfacher Weise in verschiedenen Richtungen diskontinuierlich bewegt werden kann. Das System soll im Aufbau einfach und leicht steuerbar sein.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruchs gelöst.

In den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche 2 und 3 sind die Mechanismen für die Bewegung des Systems in mehreren Richtungen entlang einer Wand offenbart. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche.

Das erfindungsgemäße Trägersystem wird durch folgenden Bewegungsablauf entlang der zu bearbeitenden Wand gesteuert.

Nachdem es mit einem Hebezeug in die Ausgangsstellung gehoben worden ist, werden die Haftelemente des inneren oder des äußeren Stützportals in Funktion gesetzt. Die betreffenden Haftelemente müssen die Haltekraft für das gesamte Trägersystem übernehmen, während die anderen Haftelemente entlastet sind. Durch die Betätigung des betreffenden Verschiebezylinders wird der freie Rahmen in der mit den Führungsbahnen vorgegebenen Vorschubrichtungen bewegt. Die Haftelemente dieses verschobenen Rahmens werden danach in Funktion gesetzt. Die Schreit- und Bewegungsrichtung wird bei der Lösung mit der Drehverbindung nach Anspruch 2 von der Stellung der Geradführung und damit des inneren Stützportals bestimmt.

Die Positionierung (Drehung) erfolgt über den Antrieb der Drehverbindung. Dabei muß das äußere Stützportal den gesamten Geräteträger an der Wand halten. Während des Schwenkens müssen die Haftelemente des inneren Stützportals gelöst werden. Wenn eine Strahlglocke im Einsatz ist, bleibt dabei der prozeß­ bedingte Unterdruck an dieser Strahlglocke erhalten.

Die Verschiebung der beiden Portale zueinander erfolgt durch eine Vorschub­ einrichtung, die u. a. aus einem oder mehreren Verschiebezylindern bestehen kann. Das kann entweder nach der Positionierung oder während des Drehvorgangs erfolgen.

Mit dieser beschriebenen Variante kann der Geräteträger auf kürzestem Weg in jede beliebige Richtung bewegt werden. Dies ist jedoch aus technologischer Sicht nicht immer unbedingt erforderlich.

Mit einer um einen Winkel von 90° versetzen Bewegungsrichtung erreicht man ebenfalls jeden Punkt des Arbeitsbereiches. Um bei Bedarf ein möglichst genaue Positionierung zu erreichen, müssen die Verschiebeantriebe stufenlos steuerbar sein.

Die sich kreuzenden Führungsbahnen nach der in Anspruch 3 offenbarten Lösung kann man entweder im Rahmen des inneren oder äußeren Stützportals anordnen. In diesen Führungen laufen als Gegenstücke Gleitsteine, die am jeweils anderen Rahmen angeordnet sind.

Der Bewegungsablauf bei der Verschiebung kann sowohl mit dem inneren als auch mit dem äußeren Portal beginnend erfolgen, wobei die Stützfüße des zu verschiebenden Rahmens entlastet sein müssen und die Haftelemente des anderen die Haltekraft für den gesamten Geräteträger übernehmen.

Zur Änderung der Bewegungsrichtung müssen die Rahmen in die Ausgangsstellung gebracht werden, d. h., der Gleitstein muß sich im Kreuzungspunkt der Führungen befinden. Danach kann der Vorschub in der zweiten, rechtwinklig zur ersten Führungsrichtung erfolgen.

Das erfindungsgemäße Geräteträgersystem ist im Aufbau einfach und gestattet eine sichere Funktionsweise, da infolge der doppelten Anordnung der Verschiebe­ rahmen eine Trennung der Haft- und Haltefunktion von Arbeitsorganen vorhanden ist. Durch entsprechende Sicherheiten im Vakuumsystem kann man unter Umstän­ den auf zusätzliche Sicherungsseile verzichten. Aufgrund der universellen Beweg­ barkeit des Geräteträgers mit der Drehverbindung oder die Bewegbarkeit des Geräteträgers mit den kreuzweise zueinander angeordneten Führungen kann jeder beliebige Punkt an der Wand erreicht werden. Der Bearbeitungsprozeß ist automatisierbar.

Der Energieverbrauch zur Haftung des Geräteträgers ist gegenüber anderen Lösungen gering, da an den Saugfüßen bei guter Abdichtung kein Vakuumverlust eintritt und an der Strahlglocke nur der arbeitsbedingte Unterdruck an liegen muß.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in drei Varianten und mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert, wobei

Fig. 1 ein selbsthaftendes Trägersystem für das Strahlen einer Wand nach Variante 1 mit einem Drehkranz in einer Seitenansicht,

Fig. 2 das Trägersystem nach Fig. 1 in der Draufsicht,

Fig. 3 ein Trägersystem für das Strahlen einer Wand nach Variante 2 mit rechtwinklig zueinander angeordneten Führungsbahnen in einer Seitenansicht,

Fig. 4 das Trägersystem nach Fig. 3 in der Draufsicht,

Fig. 5 ein Trägersystem für das Strahlen einer Wand nach Variante 3 mit rechtwinklig zueinander angeordneten Führungsbahnen in einer Seitenansicht und

Fig. 6 das Trägersystem nach Fig. 5 in der Draufsicht zeigt.

Eine Einrichtung zum Strahlen von Schiffsbordwänden besteht im wesentlichen aus einer nicht zeichnerisch dargestellten fahrbaren Bodenstation, die über einen Strahlschlauch und einen Absaugschlauch mit einer Strahlglocke 8 verbunden ist. Diese Strahlglocke 8 ist in das erfindungsgemäße Trägersystem integriert. Sie wird durch dieses Trägersystem ferngesteuert, diskontinuierlich entlang der Bordwand bewegt. Die Steuerung ist automatisiert und es kann durch einen Bediener in das Steuersystem eingegriffen werden.

Nach den Fig. 1 und 2 gehört zu einem Geräteträgersystem nach Variante 1 ein inneres und ein äußeres Stützportal 1 und 2. Jedes dieser beiden Teile 1 und 2 besteht aus einem inneren und äußeren Rahmen 6 und 7 an dessen Stützen 3 und 4 Haftelemente (z. B. Saugfüße ähnlich denen eines Vakuumlasthaftgerätes) ange­ ordnet sind, die ihre Haftenergie durch Unterdruck erhalten.

Zwischen dem inneren und dem äußeren Rahmen 6 und 7 ist eine Drehverbindung 10 angeordnet. Sie ist mit ihrem oberen Ring mit dem äußeren Abschlußrahmen 7 und mit ihrem inneren Ring über zwei parallele Geradführungen 13 mit dem inneren Rahmen 6 verbunden. Als Verschiebeeinrichtung 9 sind zwei Pneumatikzylinder vorgesehen. Sie sind einerseits mit dem inneren Ring der Drehverbindung 10 und anderenseits mit dem inneren Rahmen 6 des Portals 1 im Bereich verbunden.

Der Drehkranz der Drehverbindung 10 ist innenverzahnt und steht mit dem Ritzel eines Drehwerksantriebes 14 in funktioneller Verbindung.

Die Strahlglocke 8 ist starr am inneren Stützportal 1 angeordnet. Durch die Größe dieser Glocke 8 werden die Abmaße des gesamten Tragsystems bestimmt. Der Rand der Glocke 8 ist mit elastischem Material versehen, um Unebenheiten an der Bordwand ausgleichen bzw. überbrücken zu können.

Die Verbindungsebene zwischen innerem und äußerem Stützportal 1 und 2 sollte möglichst im Schwerpunkt der angreifenden Kräfte liegen, um die Belastungen der Drehverbindung und der Geradführung durch Momente zu mindern.

Es ist vorteilhaft, an den Stützen 3 der Portale 1 und 2 Stützräder 15 oder ähnliche Elemente anzubringen, um den erforderlichen Abstand zwischen Bordwand und Strahlglocke 8 zu sichern und eine leichte Bewegung beim Verschieben der Portale zueinander zu gewährleisten.

Am günstigsten ist ein Anordnung der Stützräder 15 mittig unter den Vakuumhaftfüßen 5. Die Dichtungsmanschetten der entlasteten Füße 5 werden geringfügig von der Wand abgehoben, um ihren Verschleiß und die erforderlichen Verschiebekräfte gering zu halten.

Bei der Variante 2 nach den Fig. 3 und 4 besteht die Verschiebemöglichkeit der beiden Stützportale 1 und 2 zueinander in Führungsbahnen 11 des inneren Rahmens 6 des Stützportals 1, in denen die mit dem äußeren Rahmen 7 verbundenen Gleitsteine 12 geführt werden. Im inneren Rahmen 6 sind sechs Führungsbahnen 11 eingearbeitet. Dabei sind immer zwei Führungsbahnen 11 so angeordnet, daß sie sich im rechten Winkel kreuzen und so ein zusammen­ gehörendes Paar bilden, durch welches in der Arbeitsstellung des Trägersystems eine horizontale und eine vertikale Bewegungsrichtung vorgegeben ist. Um diese Führungsbahnen-Paare möglichst weit außen anordnen zu können, wird in den betreffenden Bereichen der Rahmen 6 nach außen verlängert.

Als Gegenstücke für die Führungsbahnen 11 sind an der Unterseite des Rahmens 7 des äußeren Stützportals 2 Gleitsteine 12 angeordnet, die in die Führungs­ bahnen 11 hineinragen und so eine Verschiebung beider Teile des Systems zueinander gestatten.

Die Verschiebekräfte werden für jede der beiden Richtungen getrennt durch jeweils eine Verschiebeeinrichtung 9 (vorzugsweise einen Pneumatikzylinder) bewirkt, die einerseits mit dem inneren und andererseits mit dem äußeren Rahmen 6 und 7 des jeweiligen Portals verbunden ist.

Der Bewegungsablauf beim Verschieben kann sowohl mit dem inneren als auch mit dem äußeren Stützportal 1 oder 2 beginnend erfolgen, wobei die Stützfüße 5 des zu bewegenden Portals entlastet sein müssen und die Stützfüße 5 des anderen Portals die Haltekraft für den gesamten Geräteträger übernehmen müssen.

Zur Änderung der Bewegungsrichtung müssen die Rahmen in die Ausgangsstellung gebracht werden, d. h., der Gleitstein 12 muß sich im Kreuzungspunkt der beiden Führungsbahnen 11 eines Paares befinden.

Die dritte Variante nach den Fig. 5 und 6 unterscheidet sich von der zweiten Variante dadurch, daß anstelle von drei Führungsbahn-Paaren im inneren Rahmen 6 jetzt vier Führungsbahnen 11 im äußeren Rahmen 7 angeordnet sind. Die Gleitsteine 12 befinden sich gegenüberliegend am inneren Rahmen 6.

Die Verschiebezylinder 9 sind innerhalb des äußeren Portals 2 untergebracht und verbinden diese in der Nähe der Rahmenebene.

Die Verschiebebahnen bzw. Führungsbahnen lassen keinen Höhenausgleich zwischen den Stützportalen zu. Das Überwinden stark gekrümmter Flächen und Unebenheiten müßte von den Saugfüßen ausgeglichen werden, was funktionelle Grenzen hat.

Zur Bewegung auf stärker gewölbten Flächen sind deshalb teleskopierbare Stützen erforderlich.

Claims (6)

1. Geräteträgersystem für Vorrichtungen zum Bearbeiten senkrechter und schräger, ebener und leicht gekrümmter Wände, wie z. B. Schiffsaußenwände, mit diskontinuierlicher Bewegung des Geräteträgers durch ein Schreitwerk, welches aus Haftelementen und geradlinig wirkenden Verschiebeeinrichtungen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß ein inneres und ein äußeres Stützportal (1 und 2), bestehend aus jeweils einem inneren und einem äußeren Rahmen (6 und 7) mit vier Stützen (3 und 4), an dessen freien Enden Haftelemente (5) angeordnet sind, und zwischen dem inneren und äußeren Stützportal (1 und 2) ein Verschiebemechanismus vorgesehen ist, der aus geradlinig wirkenden Verschiebeeinrichtungen (9) besteht und die Verschieberichtung entweder variabel durch eine Drehverbindung (10) oder durch rechtwinklig zueinander angeordnete Führungsschlitze (11) mit in diese hineinragende Gleitsteinen (12) bestimmt ist.

2. Trägersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verschiebemöglichkeit mittels Drehverbindung die Drehverbindung (10) mit ihrem oberen Ring mit dem Rahmen (7) des äußeren Stützportals (2) und mit ihrem unteren Ring über eine Geradführung (13) mit dem Rahmen (6) des inneren Stützportals (1) verbunden ist und der Drehkranz der Dreh­ verbindung (10) Innen- oder Außenverzahnung aufweist, in die ein Drehwerks­ antrieb (14) eingreift.

3. Trägersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verschiebemöglichkeit in Führungsbahnen (11) immer zwei dieser Führungs­ bahnen (11) zueinander rechtwinklig in dem einen Portal (1 oder 2) angeordnet sind und sich in ihrer Mitte kreuzen und zwei sich kreuzende Führungsbahnen (11) ein Paar bilden und jeweils am anderen Portal (2 oder 3) Gleitsteine (12) vorgesehen sind, die in die Führungsschlitze (11) hineinragen und ein Trägersystem entweder aus drei oder vier Paar sich kreuzender Führungsbahnen (11) mit Gleitsteinen (12) besteht.

4. Trägersystem nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Rand der Strahlglocke (8) aus elastischem Material besteht und der Abstand der Glocke (8) zur Wand durch Stützräder (15) beim Verschieben konstant gehalten wird.

5. Trägersystem nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftelemente (5) Vakuumsaugnäpfe oder Elektromagnete sein können.

6. Trägersystem nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlglocke (8) mit einer dem Vorschub angepaßten rechteckigen Austrittsfläche versehen ist.