Vorrichtung zum Auftragen von Flüssigkeiten auf eine Wandfläche

Abstract

 Um eine positionierbare Halterungseinrichtung mit einer Vorrichtung zu versehen, die zum Auftragen von Farbund/oder Schutz-Flüssigkeiten auf eine Wandfläche geeignet ist und die insbesondere auch in Kombination mit derartigen bewegbaren Vorrichtungen so einsetzbar ist, daß diese sowohl abrasiv als auch auftragend arbeiten können bedarf es

• einer quer zur Bearbeitungsrichtung angeordneten, im wesentlichen geraden Laufschiene (1),
• einem an der Laufschiene (1) getragenen und hin und her bewegbaren Werkzeugträger (2), der mit einer mit wenigstens einer Schwenkachse verstellbaren Farbauftragsvorrichtung (3) verbunden oder verbindbar ist,
• einem steuerbaren Antrieb für den Werkzeugträger (2),
• sowie Signalgebern (5', 5") entlang der Laufschiene (1), mit denen die Start- und Endpunkte für die Bewegung des Werkzeugträgers (2) festlegbar sind.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen von Farb- und/oder Schutz-Flüssigkeiten auf eine Wandfläche, insbesondere auf eine Schiffsaußenwand.

[0002] Die Außenwände von Schiffsrümpfen sind mit korrosionsfesten und bewuchsabweisenden Anstrichen versehen, die von Zeit zu Zeit erneuert werden müssen. Zu diesem Zwecke werden die Schiffe in ein Dock eingefahren und dort manuell und mit Hilfe von sogenannten Strahlrobotern (vgl. DE-PS 26 57 445) gereinigt. Der Einsatz von sogenannten Strahlrobotern ist deshalb von Vorteil, weil die abgestrahlten Anstrichreste Schwermetalle und andere Gifte enthalten können, so daß eine manuelle Abreinigung in vielen Fällen gesundheitsschädlich ist.

[0003] Die vorgenannte DE-PS 26 57 445 schlägt bereits eine Vorrichtung vor, die an der Wandfläche mit Hilfe eines Unterdruckgehäuses haftet, mit einer Farbspritzpistoleneinrichtung zu versehen. Eine geeignete Ausführungsform ist aber nicht dargestellt worden und ist der Anmelderin auch nicht bekannt.

[0004] Es stellt sich daher die Aufgabe, eine an sich bekannte, gegenüber einer positionierbare Halterungseinrichtung mit einer Vorrichtung zu versehen, die zum Auftragen von Farb- und/oder Schutz-Flüssigkeiten auf diese Wandfläche geeignet ist und die insbesondere auch in Kombination mit derartigen bewegbaren Vorrichtungen so einsetzbar ist, daß diese sowohl abrasiv als auch auftragend arbeiten können.

[0005] Diese Aufgabe wird gelöst bei einer Vorrichtung zur Verbindung mit einer gegenüber einer Wandfläche positionierbaren Halterungseinrichtung zum Auftragen von Farb- und/oder Schutz-Flüssigkeiten auf eine Wandfläche, insbesondere eine Schiffsaußenwand, mit folgenden Einzelteilen:

• einer quer zur Bearbeitungsrichtung angeordneten, im wesentlichen geraden Laufschiene,
• einem an der Laufschiene getragenen und hin und her bewegbaren Werkzeugträger, der mit einer mit wenigstens einer Schwenkachse verstellbaren Farbauftragsvorrichtung verbunden oder verbindbar ist,
• einem steuerbaren Antrieb für den Werkzeugträger,
• sowie Signalgebern entlang der Laufschiene, mit denen die Start- und Endpunkte für die Bewegung des Werkzeugträgers festlegbar sind.

[0006] Die Wandfläche kann dabei als ebene, geneigte oder vertikale, im wesentlichen glatte un/oder gewölbte Fläche ausgebildet sein. Solche Flächenformen treten insbesondere an Schiffsaußenwänden auf. Beim Schiffsboden handelt es sich im wesentlichen um eine horizontale glatte Fläche, die eben ist. Die Wandflächen der Schiffsseitenwände sind im wesentlichen leicht geneigt und weisen einen entsprechenden Krümmungsradius auf. Stärkere Rundungen befinden sich insbesondere im Bereich der Schiffsschraube im Heckbereich.

[0007] Die die Vorrichtung im wesentlichen ausmachende Laufschiene wird an einer Halterungseinrichtung so befestigt, daß sie vorzugsweise im Nachgang zu der abrasiven Arbeit sofort einen Farbauftrag anbringen kann, so daß möglichst jeder Rostanflug auf die Schiffsaußenwand vermieden wird. Die Halterungseinrichtung, die im allgemeinen ein Gerüst umfaßt, das die übrigen Aggregate trägt, kann an ihrer Unter- oder Außenseite, jedoch außerhalb des Gerüstes, mit der Laufschiene versehen werden.

[0008] Entlang der Laufschiene ist ein angetriebener Laufriemen angeordnet. Dieser ist über an den Enden der Laufschiene angeordnete Rollen geführt. An dem Lauf riemen ist der Werkzeugträger befestigt, der damit in rascher Folge hin- und herbewegt werden kann.

[0009] Um ein exaktes Stationieren des Werkzeugträgers zu ermöglichen, ist der Laufriemen vorzugsweise als Zahnriemen gestaltet und vorzugsweise im Inneren des U-Profils geführt.

[0010] Vorzugsweise ist die Laufschiene ein U-Profil mit an den Schenkeln des U's angebrachten, aufeinanderzeigenden Schienenstegen.

[0011] Die Laufschiene wird in wenigstens zwei Laufbereiche für den Werkzeugträger eingeteilt, so daß dieser über die gesamte Laufschienenlänge oder aber über einen linken oder rechten Teilbereich bewegbar ist. Diese Einteilung geschieht mit Hilfe von Signalgebern, mit denen Start- und Endpunkte für die Bewegung des Werkzeugträgers festlegbar sind. Vorzugsweise sind die Signalgeber singulär in den U-Steg eingebaut. Als solche Signalgeber eignen sich induktive Stellungsgeber, Fotoelemente oder Anschlagschalter.

[0012] Besonders wichtig ist es, daß der Farb- oder Flüssigkeitsauftrag sich ohne störende Farbnebel bewerkstelligen läßt. Hier hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, als Farbauftragswerkzeug eine mit Flüssigkeit beschickbare Farbrolle zu wählen. Es sei aber nicht ausgeschlossen, daß wie an sich bekannt, das Farbauftragswerkzeug eine mit Flüssigkeit beschickbare Farbsprühpistole ist.

[0013] Um bei der Bewegung der Laufkatze, mit der sich auch die Laufschiene bewegt, eine optimale Richtung und Farbsättigung zu erreichen, wird die die Farbauftragsvorrichtung, insbesondere die Farbrolle, an einem Dreharm mit einer ersten Schwenkachse um einen ersten Winkel begrenzt schwenkbar befestigt.

[0014] Außerdem ist die Farbrolle mit einer am Dreharm schwenkbar befestigten Halterung mit einer zweiten Schwenkachse um einen zweiten Winkel schwenkbar.

[0015] Weiterhin ist vorteilhaft, daß die Farbauftragsvorrichtung, insbesondere die Farbrolle, an einem Arm, der vorzugsweise gleichzeitig der Dreharm ist, in ihrem Abstand gegenüber der Laufschiene mit einer dritten Schwenkachse verstellbar befestigt ist. Darüber hinaus können auch noch Federungsvorrichtungen eingebaut sein, so daß eine exakt festlegbare Aufdrückkraft der Farbrolle auf die Wandfläche gegeben ist.

[0016] Mit der vorgenannten Vorrichtung kann vorteilhafterweise eine sehr erhebliche Verkürzung der Liegezeiten der Schiffe erreicht werden. Mit einem oder mehreren Robotern wird die Schiffsaußenwand gestrahlt. Gleichzeitig wird die bereits freigelegte Wandfläche mit einem Primer vorbehandelt und beim nächsten Durchgang eine erste Farbschicht aufgebracht. Weitere Farbschichten können durch in der Konstruktion ähnliche Laufkatzen, die lediglich die Farbauftragsvorrichtung tragen, aufgebracht werden, so daß praktisch gleichzeitig mit der Reinigung der Schiffswand auch ihr Anstrich fertig wird.

[0017] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Die Figuren der Zeichnung zeigen im einzelnen:

Fig. 1

eine schematische Darstellung einer an einem Strahlroboter (Laufkatze) angebrachten Vorrichtung, von hinten gesehen;

Fig. 2

eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 3

die Vorrichtung von unten gesehen, mit teilweise weggelassener Laufschiene;

Fig. 4

ein Detail der Vorrichtung (Mechanismus der begrenzten Drehbewegung);

Fig. 5

eine schematische Darstellung eines Antriebs des Zahnriemens;

Fig. 6

eine Aufhängung des Werkzeugträgers an der Laufschiene;

Fig. 7

eine beispielshafte Anwendung an einer Schiffsaußenwand;

Fig. 8

Variante einer Stellung der Farbrolle während der Bearbeitung horizontaler Streifen.

[0018] Die im folgenden beschriebene Vorrichtung 100 zum Auftragen von Farb- und/oder Schutz-Flüssigkeiten auf einer Wandfläche ist vor allem für eine Zusammenwirkung mit einer Strahlvorrichtung, z. B. für einen eine Schiffsaußenwand 23 bearbeitenden Strahlrobotor 20, bestimmt, der mittels Saugkraft sein Eigengewicht und das der Vorrichtung an der Außenwand hält und der über ein Fahrgestell auf dieser Außenwand fahrbar ist.

[0019] Die Fig. 1 und 2 zeigen die Basiselemente: eine Laufschiene 1 mit einem Werkzeugträger 2, der an der Laufschiene 1 über Rollen 10 hin und her verschiebbar ist. Der Werkzeugträger 2 trägt eine Farbauftragsvorrichtung 3, deren ein die Farbe auftragender Teil eine Farbrolle 21 ist. Die Vorrichtung 100 ist von unten an den Strahlroboter 20 mittels Konsolen 24 aufgehängt und in einfacher Weise abnehmbar oder umrüstbar.

[0020] Die Laufschiene 1 ist wegen der erforderlichen Steifigkeit als ein U-Profil 7 ausgeführt, an dessen Schenkel 8 zwei spiegelbildlich angeordnete Schienenstege 9 angeschraubt sind (vgl. Fig. 6), die eine Führung für die Führungsrollen 12 des Werkzeugträgers 2 gewährleisten. Der Werkzeugträger 2 ist in Form einer rechteckigen, relativ dicken Platte gestaltet und bildet die Basis für das Anbringen der Farbauftragsvorrichtung 3 und nötiger Steuerelemente.

[0021] Einen Antrieb 4 des Werkzeugträgers 2 zeigt schematisch die Fig. 5. Ein Elektromotor 16 treibt durch ein Getriebe 17 und eine Welle 18 einen endlosen Laufriemen 15 an, an dem der Werkzeugträger befestigt ist. Zur Vermeidung einer ständigen Regulation der Spannung ist der Laufriemen als Zahnriemen gestaltet.

[0022] Wie insbesondere aus der Fig. 3 hervorgeht, besteht die Farbauftragsvorrichtung 3 aus einem Arm 22 und der Farbrolle 21, die an das Ende des Arms durch eine U-förmige Halterung 25 schwenkbar angebracht ist. Hierdurch ist es möglich, die Farbrolle mit einer Schwenkachse 25' zu schwenken, die der Oberflächenkrümmung der Schiffsaußenwand 23 folgt und einen Winkel β gegenüber der vertikalen Ebene einschließt. Die aufzutragende Farbe wird von einer Pumpe (nicht dargestellt) durch eine Leitung 26 (Fig. 7), einen an der Ecke des Supports befestigten Nippel 42 (Fig. 3) und eine elastische Leitung 43 der Farbrolle 21 zugeführt. Dabei wird unter "Farbe" jede Flüssigkeit verstanden, die zur Schutzwirkung auf den Schiffsrumpf aufgebracht wird.

[0023] Der Arm 22 ist drehbar in einem kastenförmigen Support 28 gelagert, der wiederum auf einem Schlitten 29 (vgl. Figuren 3 und 4) ruht, der längs der Rollen 30, die auf die untere Seite des Werkzeugträgers 2 aufgesetzt sind, gegenüber der Laufschiene 1 perpentikulär mit einer Schwenkachse 29' verschiebbar ist.

[0024] Die Hin- und Herbewegung des Arms 22 mit einer Schwenkachse 22' und zugleich der Farbrolle 21 ist durch eine Kolben-Zylinder-Anordnung 31 möglich. Das freie Ende einer Kolbenstange 32 drückt auf oder zieht zurück ein Halteelement in Form eines Winkelstahls 33, das an den Support 28 fest angeschraubt ist.

[0025] Ferner ist aus den Figuren 3 und 4 zu ersehen, daß der Arm 22 gleichzeitig ein Dreharm 19 für eine begrenzte Schwenkung der Farbrolle 21 in seiner Drehachse ist. An das der Farbrolle gegenüberliegende Ende des Dreharms 19 ist ein Winkelhebel 34 aufgesetzt (Fig. 4), welcher schwenkbar um die Achse des Dreharms durch eine Kolbenstange 35 eines Zylinders 36 bewegt wird. Der Zylinder 36 ist durch ein Verbindungsstück 38, ein L-Profil 39 und ein U-Profil 41 mit dem Support 28 verbunden.

[0026] Mit dem Winkelhebel 34 ist rechtwinklig eine Anschlagzinke 37 gekoppelt, an deren freies Ende die Schwenkbewegung übertragen wird. Die Grenzpunkte der Schwenkbewegungszinke können mittels Anschlagschrauben 40 eingestellt werden.

[0027] Da die Vorrichtung für die großen Wandflächen bestimmt ist, die sowohl ebene als auch gekrümmte Flächen haben können, beispielsweise die Beplankungen der Bug- und Heckteile eines Schiffes, ist die Möglichkeit der Einstellung der Farbrolle von großer Bedeutung. Es hat sich praktisch gezeigt, daß eine leicht schräge Einstellung der Farbrolle 21 gegen eine vertikale Wand auf das richtige Bearbeiten der gekrümmten Flächen während der Bewegung des Strahlrobotors erlaubt. Darüber hinaus wird die Farbrolle angedrückt unter einem festlegbaren Andruck durch eine Feder, vorzugsweise eine Magnet- oder Luftdruckfeder, die sich im Bereich der Halterung der Farbrolle befindet (nicht dargestellt).

[0028] Der erwünschte Vorschub des Werkzeugträgers wird ferngesteuert. Die Laufschiene 1 ist in einige Laufbereiche 13, 13' ... durch die Signalgeber 5, 5', 5" eingeteilt. Bei den Signalgebern handelt es sich vorzugsweise um induktive Näherungsschalter, die in die Schienenstege 9 eingebaut sind (vgl. Fig. 3). Es ist auch möglich, andere Schaltelemente, beispielsweise Anschlagschalter und dergleichen einzubauen.

[0029] Die Funktion der Vorrichtung kann wie folgt erläutert werden:

[0030] Der an Sicherheitsseile 44 aufgehängte, an der Schiffsaußenwand 23 haftende Strahlroboter 20 (Fig. 7) trägt die Vorrichtung 100, welche nach dem Sandstrahlen und der Farbentfernung einen vertikal an der Schiffsaußenwand angeordneten Streifen 45 mit einer Schicht eines Primers oder einer anderen Beschichtung abdeckt.

[0031] Darüber hinaus kann ein weiterer Laufbereich 13' (Fig. 1) ausgewählt werden. Die Start- und Endpunkte des Laufbereichs 13' sind durch die Signalgeber 5' und 5" bestimmt und werden durch eine Steuervorrichtung (nicht dargestellt) fernaktiviert. Innerhalb des Laufbereichs 13' bewegt sich der Werkzeugträger mit der Farbauftragsvorrichtung diagonal verschränkt hin und her (vgl. Fig. 1). Durch die Kolben-Zylinder-Anordnung 31 wird mit der Schwenkachse 22' die Farbrolle an die Schiffsaußenwand 23 gedrückt.

[0032] Der Kimbereich (unterer Teil der in Fig. 2 dargestellten Wand) wird durch die entsprechend des Krümmungsgrades um einen Winkel β geschwenkte Farbrolle 21 mit der Farbe beschichtet. Beschichtet wird ein horizontaler Streifen 46, der in Fig. 8 zu ersehen ist. Der nächste horizontale Streifen 46' erfordert schon einen kleineren Winkel β, der entsprechend der relativen Vorschubgeschwindigkeit eingestellt werden kann. Der Andruck wird durch eine Magnetfederung der Farbrolle gemäß der laufenden Krümmung gewährleistet. Selbstverständlich ist der Andruck auch durch eine Pneumatikfederung oder eine Zugfederung möglich.

[0033] Ein Farbauftragsverfahren mit einer Farbrolle beansprucht eine genaue, oft mehrfache Beschichtung. Andererseits ist es nötig, insbesondere im Falle der Schiffsaußenwand 23, die mit hochviskosen Farben behandelt wird, eine vorgesehene Schichtdicke zu sichern und die Toleranzen hier nicht zu überschreiten. Deswegen verfügt die Vorrichtung über eine Möglichkeit, die Stellung der Farbrolle während ihrer Arbeit in vertikaler Ebene mit dem Dreharm 19 (22) zu ändern, um eine überlappende, deckende Beschichtung zu gewährleisten. Diese Schwenkbewegungen mit einer Schwenkachse 21' an der Farbrolle im Winkelbereich α, der etwa ± 10° beträgt (vgl. Fig. 2 und 8), werden durch den Dreharm 19 übertragen. Auch die Funktion der regulierbaren Auslenkung des Dreharms mit der Schwenkachse 25' trägt dazu bei, die richtige Einstellung und den richtigen Druck der Farbrolle gegenüber der zu beschichtenden Wand einzustellen.

[0034] Wesentlich ist, daß die Farbrolle 21 durch die Hin- und Herbewegung des Support 28 innerhalb des Laufbereiches 13' in einer Hauptbewegung gegenüber der Schiffsaußenwand hin und her bewegt werden kann durch die Bewegung der Farbrolle in Richtung Schiffsaußenwand, d.h. wenigstens mit der Schwenkachse 22' ist ein Positionieren an der Schiffsaußenwand möglich. Durch die Schwenkachsen 21' und 25' erhält die Farbrolle 21 noch zwei weitere Freiheitsgrade und ist so in der Lage, sämtlichen Krümmungen bzw. Unebenheiten der Schiffsaußenwand zu folgen. Durch diese insgesamt vier vorhandenen Freiheitsgrade ist die Farbrolle in der Lage, eine genaue, oft mehrfache Beschichtung auf der Schiffsaußenwand mit hochviskosen Farben in entsprechender Stärke ohne Farbnebel vorzunehmen.

[0035] Eine Fernsteuerung der beiden Hauptbewegungen (Hin- und Herbewegen auf der Laufschiene und Heranfahren an die Wandfläche) der Farbrolle erfolgt durch vorgenannte Steuervorrichtungen, vorzugsweise automatisch. Die Farbe wird durch eine Pumpe, die sich für die Farben und Anstrichmedien eignet, durch die Leitung 26 und eine elastische Leitung 43 direkt der Farbrolle zugeführt.

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Verbindung mit einer gegenüber einer Wandfläche positionierbaren Halterungseinrichtung zum Auftragen von Farb- und/oder Schutz-Flüssigkeiten auf eine Wandfläche, insbesondere eine Schiffsaußenwand (23), mit folgenden Einzelteilen:

- einer quer zur Bearbeitungsrichtung angeordneten, im wesentlichen geraden Laufschiene (1),

- einem an der Laufschiene (1) getragenen und hin und her bewegbaren Werkzeugträger (2), der mit einer mit wenigstens einer Schwenkachse (21', 22', 25') verstellbaren Farbauftragsvorrichtung (3) verbunden oder verbindbar ist,

- einem steuerbaren Antrieb (4) für den Werkzeugträger (2),

- sowie Signalgebern (5, 5',5") entlang der Laufschiene (1), mit denen die Start- und Endpunkte für die Bewegung des Werkzeugträgers (2) festlegbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß entlang der Laufschiene (1) ein angetriebener Laufriemen (15), der über an den Enden der Laufschiene (1) angeordnete Rollen (10) geführt ist, angeordnet ist, an dem der Werkzeugträger (2) befestigt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufschiene (1) in wesentlichen ein U-Profil (7) mit an den Schenkeln (8) des U's angebrachten, aufeinanderzeigenden Schienenstegen (9) ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufriemen (15) ein Zahnriemen ist, der vorzugsweise im Inneren des U-Profils (7) geführt ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufschiene (1) in wenigstens zwei Laufbereiche (13, 13') für den Werkzeugträger (2) eingeteilt ist, so daß dieser über die ganze Laufschienenlänge oder aber über einen linken oder rechten Teilbereich bewegbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalgeber (5, 5', ...) singulär in den U-Steg eingebaute Schaltelemente sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Signalgeber induktive Näherungsschalter, Fotoelemente oder Anschlagschalter verwendet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Farbauftragswerkzeug eine mit Flüssigkeit beschickbare Farbrolle (21) ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Farbauftragswerkzeug eine mit Flüssigkeit beschickbare Farbsprühpistole ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbrolle (21) an einem Dreharm (19) mit einer ersten Schwenkachse (21') ume einen ersten Winkel (α) begrenzt schwenkbar befestigt ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbrolle (21) mit einer am Dreharm (19) schwenkbar befestigten Halterung (25) mit einer zweiten Schwenkachse (25') um einen zweiten Winkel (β) schwenkbar ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbauftragsvorrichtung (3), insbesondere die Farbrolle, an einem Arm (22), der vorzugsweise gleichzeitig der Dreharm ist, in ihrem Abstand gegenüber der Laufschiene (1) mit einer dritten Schwenkachse (22') verstellbar befestigt ist.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungseinrichtung ein an einer Wandfläche haftender und entlang dieser bewegbarer Strahlroboter (20) ist, so daß eine von diesem gestrahlte Blankfläche mit einem Farbauftrag versehbar ist.

Zeichnung