VORRICHTUNG ZUM BEARBEITEN EINER FLÄCHE, INSBESONDERE HUBARBEITSBÜHNE, UND VERFAHREN ZUM BETRIEB EINER SOLCHEN VORRICHTUNG

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten einer Fläche, insbesondere eine Hubarbeitsbühne, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Vorrichtung.

[0002] Eine derartige Vorrichtung ist aus der US 4,286,417 bekannt. Eine Vorrichtung zum Reinigen von Oberflächen großflächiger Objekte mit einem bewegbaren Strahlkorb ist aus der DE 36 29 623 C2 bekannt. In dem Strahlkorb sind eine oder mehrere Strahldüsen eines Sandstrahlgeräts, wie sie aus der AT E 151 678 T1 bekannt sind, zur staubfreien Bestrahlung von Flächen untergebracht.

[0003] Die EP 0 511 636 A1 zeigt eine Vorrichtung zum Positionieren und Führen eines Werkzeugs, beispielsweise eines Reinigungswerkzeugs für ein Flugzeug, bei der die Ausrichtung des Arbeitsmittels durch sensorgesteuerte Schrittmotoren erfolgt, die an schwenkbaren und miteinander gekoppelten Tragarmen angebracht sind. Eine ähnliche Anordnung von hintereinander angeordneten und miteinander gekoppelten sowie motorisch schwenkbaren Tragarmen zeigt die WO 83/03071.

[0004] Die EP 0 665 085 A1 zeigt eine Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung, bei der das Arbeitsmittel durch Magnetkraft an der zu bearbeitenden Fläche angelegt wird. Die die Magnetkraft aufbringenden Permanentmagnete sind dabei an einer Trägereinrichtung für das Arbeitsmittel angeordnet.

[0005] Die DE 93 10 642 U1 zeigt eine Flächenstrahlvorrichtung, die im Arbeitskorb zwei zueinander versetzt angeordnete Absaugöffnungen aufweist. Innerhalb des Arbeitskorbes sind Prallwände angeordnet.

[0006] Die Hubarbeitsbühne umfaßt ein in der Regel motorisch angetriebenes Fahrgestell, auf dem ein um eine senkrechte Achse drehbarer Oberwagen angeordnet ist. Auf dem Oberwagen ist der um eine waagrechte Achse schwenkbare Ausleger angeordnet. Der Ausleger ist teleskopartig verlängerbar und weist an seinem dem Oberwachen abgewandten Ende ein Arbeitsmittel, eine Arbeitsplattform oder einen Arbeitskorb, beispielsweise einen Strahlkorb, auf.

[0007] Die Vorrichtung kann auch durch beispielsweise eine Scherenarbeits- oder Stempelbühne gebildet sein, die an ihrem dem Arbeitsmittel zugewandten Ende eine Plattform ausbildet, die dem arbeitsmittelseitigen Ende des Auslegers entspricht. Bei dieser Ausführungsform ist die Vorrichtung vorzugsweise auf einem fahrbaren Untersatz angeordnet, insbesondere auf einem eine voll einschlagbare Lenkung mit einem vorzugsweise beidseitigen Lenkwinkel von mindestens 90° aufweisenden fahrbaren Untersatz angeordnet. Beim Überkopfstrahlen wird dabei das Arbeitsmittel durch Ausfahren der Bühne in Anlage mit der zu bearbeitenden Fläche gebracht, während der Vorschub und das Parallelverschieben insbesondere durch Verfahren der Bühne erfolgt. Beim seitwärts Strahlen erfolgt das Anlegen durch Verfahren bzw. Positionieren der Bühne, wogegen der Vorschub insbesondere durch Heben und Senken der Bühne erfolgen kann. Das parallel verschobene Bearbeiten der Fläche erfolgt wiederum insbesondere durch Verfahren der Bühne. Als weitere Alternative zu einer Hubbühne kommt ein Mehrgelenkausleger in Betracht, der in der Regel durch die Anzahl der Gelenke eine mechanisch räumliche Überbestimmung aufweist.

[0008] Für bestimmte Einsatzzwecke, beispielsweise für den Einsatz der Hubarbeitsbühne als Strahlwerkzeug, wird das Arbeitsmittel an die zu bearbeitende Fläche angelegt. Aus arbeitsschutztechnischen, ökologischen und ökonomischen Gründen muß das Arbeitsmittel an der zu bearbeitenden Fläche so anlegbar sein, daß es umfänglich dicht anliegt. Hierfür kommen beispielsweise ein- oder zweireihige Bürstendichtungen, eine Vakuumdichtung oder eine magnetkraftunterstützte Dichtung, wie aus der DE 29 04 093 A1 bekannt, in Betracht.

[0009] Bei den bekannten Hubarbeitsbühnen erfolgt das Anlegen bzw. Anpressen des Arbeitsmittels an die zu bearbeitende Fläche über ein Schwenkmoment des Oberwagens, der um die senkrechte Achse gegenüber dem Fahrgestell verschwenkbar ist, oder über sensorgesteuerte, mehrachsige und an dem Arbeitsmittel unmittelbar angreifende Antriebssysteme. Dies hat den Nachteil, daß entweder die Anlegekraft nicht genau einstellbar und regulierbar ist, weil durch die Schwenkbewegung die gesamte Masse des Oberwagens, des Auslegers und des Arbeitskorbes verschwenkt werden muß, oder die sensorbetriebenen Antriebssysteme im Bereich des Arbeitsmittels störanfällig sind. Dadurch ist sowohl die geforderte Dichtheit zwischen Arbeitsmittel und zu bearbeitender Fläche als auch die erforderliche Standzeit der Hubarbeitsbühne nicht gewährleistet. Darüber hinaus lassen sich mit den bekannten Hubarbeitsbühnen Bearbeitungsvorgänge an empfindlichen Oberflächen, wie beispielsweise das Reinigen oder das Lackieren von Flugzeugflächen, nicht durchführen.

[0010] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Bearbeiten einer Fläche, insbesondere eine Hubarbeitsbühne, bereitzustellen, die eine hohe Standzeit aufweist und mit der die Anlegekraft mit hoher Konstanz einstellbar ist. Darüber hinaus liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb einer derartigen Hubarbeitsbühne bereitzustellen. Das Verfahren soll insbesondere das Abfahren einer vorgebbaren Bahn auf einer Fläche höherer Ordnung, bei dem das Arbeitsmittel in steter Anlage mit der zu bearbeiteten Fläche ist, gewährleisten.

[0011] Die Aufgabe wird durch die bzw. das in den unabhängigen Ansprüchen bestimmte Vorrichtung und Verfahren gelöst. Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.

[0012] Dadurch, daß das Arbeitsmittel an einer um zwei, vorzugsweise einen rechten Winkel einschließende Achsen frei beweglich ähnlich einer kardanischen Aufhängung aufgehängt ist, und daß die Mittel zum Bereitstellen der Anlegekraft an der Aufhängung angreifen, wird ohne mehrachsige sensorgesteuerte und störanfällige Antriebseinrichtungen eine sichere Anlage des Arbeitsmittel an der zu bearbeitenden Fläche gewährleistet. Das Anlegen des Arbeitsmittels an die zu bearbeitende Fläche erfolgt mittels einer eigenständigen einachsigen Steuerung bzw. Regelung und insbesondere mit konstanter Kraft.

[0013] Die Aufhängung wird vorzugsweise durch eine gabelförmige Aufhängung für das glocken- oder korbförmige Arbeitsmittel gebildet, wobei der Schaft der gabelförmigen Aufhängung um seine Längsachse frei drehbar aufgehängt ist, beispielsweise mittels eines Kegelrollenlagers. Durch geeignetes Anbringen von Endschaltern an den beiden Achsen der Aufhängung kann bei Erreichen eines vorgegebenen Schwenkwinkels des Arbeitsmittels zur Gabel bzw. zur Achse des Kegelrollenlagers
das Arbeitsmittel mittels entsprechender Antriebsmittel wieder in eine Grundstellung geschwenkt werden. Als Grundstellung kann dabei beispielsweise die Stellung des Arbeitsmittels gelten, bei der sich eine günstige Führung der Versorgungsschläuche und -leitungen zum Arbeitsmittel, beispielsweise zu einem Strahl- oder Spritzwerkzeug, ergibt. Außerdem können an den beiden Achsen der Aufhängung Positionsaufnehmer, insbesondere Winkelaufnehmer angeordnet sein,
die eine Rückmeldung über die Position der beiden Achsen und damit über die Ausrichtung des Arbeitsmittels in Bezug auf die zu bearbeitende Fläche an eine Steuereinheit geben. Dadurch kann sichergestellt werden, daß
die an der Aufhängung angreifende Anlegekraft stets im wesentlichen in eine Richtung wirkt, die mit der zu bearbeitenden Fläche einen rechten Winkel einschließt. Die von der Gabel der Aufhängung aufgespannte Fläche ist vorzugsweise parallel zu der zu bearbeitenden Fläche oder schließt mit dieser einen spitzen Winkel von 0° bis 30° ein.

[0014] Als Mittel zum Bereitstellen der Anlegekraft kommt ein pneumatischer oder hydraulischer Zylinder, eine Feder mit einer angepaßten, im Arbeitsbereich vergleichsweise geringen Federkonstante oder ähnliches in Betracht.
Ein hydraulischer Zylinder ist allein oder in Zusammenwirkung mit einem hydraulischen Druckspeicher betreibbar. Vorzugsweise ist er mit einem konstanten und vergleichsweise geringen Druck beaufschlagbar. Bei der Verwendung eines pneumatischen Zylinders läßt sich die Kraftspeicherwirkung aufgrund der Kompressibilität des Arbeitsmediums besonders einfach erreichen. Die sich beim Verfahren des Arbeitsmittels entlang einer vorgebbaren Bahn auf der zu bearbeitenden Fläche ergebenden Abstandsänderungen werden über den Hub der Mittel zum Bereitstellen der Anlegekraft, insbesondere des pneumatischen Zylinders, ausgeglichen. Entlang des Hubweges können mehrere Positionsschalter angeordnet sein, insbesondere an den Endpositionen sowie in einer mittigen Position. Anstelle oder alternativ zu den Positionsschaltern,
die eine diskrete Positionserfassung realisieren, kann auch eine kontinuierliche Positionserfassung der Hubposition des Kraftspeichers vorgesehen sein.

[0015] Das Arbeitsmittel bzw. die es tragende Aufhängung ist mittels erster Antriebsmittel um zwei einen rechten Winkel einschließende Achsen gegenüber dem arbeitsmittelnahen Ende des Auslegers steuerbar drehbar, insbesondere dreht ein erstes Antriebselement der ersten Antriebsmittel die Aufhängung um eine erste vertikale Achse und ein zweites Antriebselement der ersten Antriebsmittel dreht die Aufhängung um eine erste horizontale Achse. Darüber hinaus kann zusätzlich das erste Antriebselement um eine weitere horizontale Achse mittels eines dritten Antriebselements der ersten Antriebsmittel drehbar ausgeführt sein. Die ersten Antriebsmittel dienen einer Nachführung der Mittel zum Bereitstellen der Anlegekraft und sind von der Positionsinformation der Mittel zum Bereitstellen der Anlegekraft gesteuert. Durch die Verschwenkbarkeit des Arbeitsmittels gegenüber dem Ausleger ist sowohl seitliches Bearbeiten als auch Überkopfbearbeiten der Fläche möglich, wobei jeweils Änderungen im Abstand zwischen dem Arbeitsmittel und der zu bearbeitenden Fläche durch die Mittel zum Bereitstellen der Anlegekraft ausgeglichen werden.

[0016] Darüber hinaus erfolgt eine Nachführung der Mittel zum Bereitstellen der Anlegekraft und damit des Arbeitsmittels bzw. der Aufhängung mittels zweiter Antriebsmittel, die einen teleskopartig aus- und einfahrbaren Ausleger antreiben, der gegenüber einem Oberwagen um eine zweite horizontale Achse drehbar ist, und die den gegenüber einem Unterbau, insbesondere einem Fahrgestell, um eine zweite vertikale Achse drehbaren Oberwagen antreiben.

[0017] Die zweiten Antriebsmittel sind dabei zumindest teilweise durch die Positionsinformation der Mittel zum Bereitstellen der Anlegekraft steuerbar. So kann beispielsweise, etwa beim seitlichen Strahlen, durch die Steuerung der Bewegung des Aus- und Einfahrens des Auslegers und des Drehens des Auslegers um die zweite horizontale Achse gegenüber dem Oberwagen eine mittels einer Steuereinrichtung vorgebbare Bahn auf der zu bearbeitenden Fläche abgefahren werden. Sofern aufgrund einer Krümmung der zu bearbeitenden Fläche der Abstand zwischen dem arbeitsmittelseitigen Ende des Auslegers und der zu bearbeitenden Fläche so groß wird, daß dieser von den Mitteln zum Bereitstellen der Anlegekraft nicht mehr ausgeglichen werden kann, und eine entsprechende Positionsinformation dieser Mittel an die Steuereinrichtung gesendet wird, beispielsweise ein endseitiger Positionsschalter betätigt wird, wird
der Ausleger durch Drehen des Oberwagens gegenüber dem Unterbau in Richtung auf die zu bearbeitende Fläche nachgeführt.

[0018] In entsprechender Weise kann, etwa beim Überkopf-Strahlen, eine Nachführung durch Drehen des Auslegers um die zweite horizontale Achse erfolgen, wenn die vorgegebene Bahn durch eine Ansteuerung des Aus- und Einfahrens des Auslegers und durch Drehen des Oberwagens gegenüber dem Unterbau abgefahren wird. Die von den zweiten Antriebsmitteln verursachten Bewegungen werden dabei sensorisch erfaßt, insbesondere wird die Nachführbewegung als Eingangsgröße für
die Steuerung der Bewegung des Arbeitsmittels entlang der vorgegebenen Bahn verwendet, um beispielsweise durch die Nachführbewegung bedingte Steuerkorrekturen vornehmen zu können und/oder um
die Bahngeschwindigkeit beim Bearbeiten der Fläche konstant zu halten.

[0019] Die ersten und zweiten Antriebsmittel können insbesondere doppelt wirkende pneumatische oder hydraulische Zylinder umfassen.

[0020] Derartige Vorrichtungen sind, soweit sie ein Strahlwerkzeug umfassen, beispielsweise für die Bearbeitung von Schiffsrümpfen, insbesondere
die Bearbeitung von Schweißnähten, einsetzbar oder zum Entfernen von Lack oder sonstigen Schichten oder Verunreinigungen von Flugzeugen.
Das Vorsehen von zwei um 90° versetzt angeordneten Abläufen gewährleistet eine zuverlässige Abführung der durch den Bearbeitungsvorgang entstandenen Abfallstoffe sowohl beim seitlichen Strahlen als auch beim Überkopfstrahlen.

[0021] Seitliches Strahlen, bei dem die zu bestrahlende Fläche einen Winkel von beispielsweise 90° bis 45° mit der Stellfläche der Vorrichtung einschließt, wird im wesentlichen durch Aus- und Einfahren des Auslegers und durch Ansteuern der in der Regel hydraulischen oder elektrischen angetriebenen Drehbewegung des Auslegers gegenüber dem Oberwagen durchgeführt. Ein Überkopfstrahlen, bei dem die zu bestrahlende Fläche einen Winkel von beispielsweise 45° bis 0° mit der Stellfläche der Vorrichtung einschließt, wird im wesentlichen durch Aus- und Einfahren des Auslegers und durch Ansteuern der in der Regel ebenfalls hydraulisch oder elektrisch angetriebenen Drehbewegung des Oberwagens gegenüber dem Unterbau durchgeführt. Bei beiden Strahlarten gewährleisten die Mittel zum Bereitstellen der Anlegekraft das Nachführen der Arbeitsmittel bei sich ergebenden Abstandsänderungen.

[0022] Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung wird das Arbeitsmittel zunächst an die zu bearbeitende Fläche angelegt, anschließend entlang der Fläche einer vorgebbaren Bahn auf der Fläche bewegt, und dabei werden die sich durch das Bewegen entlang der Bahn ergebenden Änderungen des Abstandes zwischen dem Arbeitsmittel und der Fläche durch die Mittel zum Bereitstellen der Anlegekraft ausgeglichen. Die Bewegung entlang der vorgebbaren Bahn erfolgt in der Regel durch Aus- und Einfahren des Auslegers und durch Drehen des Auslegers um eine zweite horizontale Achse gegenüber dem Oberwagen bzw. durch Drehen des Oberwagens um eine zweite vertikale Achse gegenüber dem Unterbau. Diese Bewegungen werden beispielsweise von einer speicherprogrammierbaren Steuerung gesteuert, wodurch automatisiert beliebige Bahnen abfahrbar sind, beispielsweise mäanderförmig aneinandergesetzte und im wesentlichen vertikal verlaufende und sich überlappende Bahnen zum bahnenweise Reinigen einer großen Fläche, beispielsweise eines Schiffsrumpfes. Die speicherprogrammierbare Steuerung übernimmt dabei keine direkte Steuerfunktion für die Anlage des Arbeitsmittels an der zu bearbeitenden Fläche. Dies wird durch die Aufhängung der Arbeitsmittel insbesondere in Verbindung mit dem Kraftspeicher der Mittel zum Bereitstellen der Anlegekraft bewerkstelligt. Dadurch ist auch bei einer gekrümmten Fläche eine stete Anlage der Arbeitsmittel gewährleistet, ohne daß der genaue Verlauf der gekrümmten Fläche bekannt sein muß, insbesondere ohne daß er vorab mathematisch beschrieben werden muß. Vorzugsweise wird die Anlegekraft durch einen pneumatischen Zylinder bereitgestellt. Sobald dieser ein Ende seines Verfahrweges erreicht, und ein entsprechender Endschalter betätigt wird, oder eine kontinuierliche Positionsüberwachung das Erreichen der Endposition signalisiert, werden die Mittel zum Bereitstellen einer Anlegekraft mittels der ersten und/oder zweiten Antriebsmittel nachgeführt.

[0023] Die Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf
die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel im einzelnen beschrieben wird. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

Fig. 1

zeigt eine Hubarbeitsbühne mit Strahlkorb beim seitlichen Strahlen,

Fig. 2

zeigt eine Hubarbeitsbühne mit Strahlkorb beim Überkopfstrahlen,

Fig. 3

zeigt einen Strahlkorb beim seitlichen Strahlen,

Fig. 4

zeigt einen Strahlkorb beim Überkopfstrahlen, und

Fig. 5

zeigt eine Aufsicht auf den Strahlkorb beim Überkopfstrahlen von der zu bearbeitenden Fläche aus.

[0024] Die Fig. 1 zeigt eine Hubarbeitsbühne 100 mit Strahlkorb beim seitlichen Strahlen, die ein motorisch angetriebenes Fahrgestell 101 besitzt und einen darauf um eine zweite senkrechte Achse 102 drehbaren Oberwagen 103, auf dem ein um eine zweite waagerechte Achse schwenkbarer Ausleger 104 angeordnet ist. Zwischen dem Oberwagen 103 und dem Ausleger 104 wirkt unter anderem ein hydraulisches Antriebselement 136 der zweiten Antriebsmittel. Der Ausleger 104 ist teleskopartig verlängerbar und weist an seinem dem Oberwagen 103 abgewandten Ende einen Strahlkorb 105 auf. Dargestellt ist weiterhin die Gabel 107 der Aufhängung des Strahlkorbes 105 sowie ein drittes hydraulisches Antriebselement 108 der ersten Antriebsmittel, das sowohl einem Nachführen der Mittel 318 zum Bereitstellen der Anlegekraft als auch einer Schwenkbewegung des Strahlkorbes 105 um eine weitere horizontale Achse 333 dient.
Das dargestellte seitliche Strahlen kann beispielsweise an zu bearbeitenden Flächen vorgenommen werden, die mit der Stellfläche 106 der Hubarbeitsbühne 100 einen Winkel zwischen 45° und 90° einschließen.

[0025] Der Ausleger 104 ist gegenüber dem Oberwagen 103 mittels eines ersten Antriebselements der zweiten Antriebsmittel in Form eines hydraulischen Zylinders 136 drehbar. Diese Dreh- oder Schwenkbewegung wirkt auch auf den Zylinder 134, der vorzugsweise als Geberzylinder für das dritte hydraulische Antriebselement 108 dienen kann, welches in diesem Anwendungsfall primär als Nehmerzylinder und nur sekundär als eigenständiges drittes hydraulisches Antriebselement dient.

[0026] Die Fig. 2 zeigt eine Hubarbeitsbühne 100 mit einem Strahlkorb 205 beim Überkopfstrahlen. Dargestellt ist neben dem kegelförmigen Strahlkorb 205, der Gabel 207 der Aufhängung in Seitenansicht und dem dritten Antriebselement 208 ein zweites hydraulisches Antriebselement 209 der ersten Antriebsmittel, welches ebenfalls, wie das dritte Antriebselement 208, sowohl einer Schwenkbewegung des Strahlkorbes 205 - diesmal um eine erste horizontale Achse 326 - als auch einem Nachführen der Mittel 318 zum Bereitstellen der Anlegekraft dienen kann. Beide Antriebselemente 208, 209 sind als doppeltwirkende hydraulische Zylinder ausgeführt. Alternativ zu dieser Ausführungsform kommen auch doppeltwirkende pneumatische Zylinder in Betracht. Das Überkopfstrahlen wird beispielsweise dann vorgesehen, wenn die zu bearbeitende Fläche 311 mit der Stellfläche 106 der Hubarbeitsbühne 100 einen Winkel von 0° bis 45° einschließt.

[0027] Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte kegelförmige, zur bearbeitenden Fläche 311 hin offene Strahlkorb 105, 205 weist typisch einen Durchmesser von 1 m und eine Masse von 100 kg auf. Die gesamte an dem arbeitsmittelseitigen Ende des Auslegers 104 angeordnete Einrichtung weist eine Masse von etwa 500 kg auf. Als Strahlgut dient beispielsweise Sand, Korund bzw. Aluminiumoxyd oder Stahlkies. Ein möglicher Anwendungsfall dieser Strahlkörbe ist das Vorbehandeln von Schiffsrümpfen vor dem Lackieren.

[0028] Die Fig. 3 zeigt den Strahlkorb 305 beim seitlichen Strahlen, der über erste Rollen 310 an der zu bearbeitenden Fläche 311 anliegt. Eine umfängliche, mehrreihige Bürstendichtung 312 sorgt dafür, daß das Strahlen in einem geschlossenen Raum erfolgt und insbesondere weder Strahlgut noch Abfallstoffe des Bearbeitungsvorganges nach außen dringen. Der Strahlkorb 305 weist eine Zuführung 313 für das Strahlgut sowie zwei, um etwa 90° versetzt an den Strahlkorb 305 angebrachte Abläufe 314 auf. Der Strahlkorb 305 ist um eine erste horizontale Achse 315 an der Gabel 307 frei schwenkbar aufgehängt. Der Schaft der Gabel 307 ist an einer Kegelrollenlagerung 316 um eine nahezu vertikale Achse 316' frei schwenkbar aufgehängt. Die Gabel 307 und die Kegelrollenlagerung 316 realisieren die um zwei, vorzugsweise einen rechten Winkel einschließende Achsen frei bewegliche Aufhängung des Strahlkorbes 305 an dem strahlkorbnahen Ende des Auslegers 304.

[0029] Die Kegelrollenlagerung 316 ist über ein Winkelelement mit dem Kolben 317 des pneumatischen Zylinders 318 verbunden. Die Lagerung des Kolbens 317 bzw. der Kolbenstange des pneumatischen Zylinders 318 erfolgt auf zweiten Rollen 319. An dem Kolben 317 ist weiterhin eine Nocke 320 angebracht, welche die Endschalter 321 bzw. den Mittenschalter 322 betätigt, die auf dem ersten Schenkel 323 des ersten Arms 324 angebracht sind. Der pneumatische Zylinder 318 ist mit diesem ersten Schenkel 323 fest verbunden. Der erste Arm 324 ist über einen zweiten Schenkel 325 um eine erste horizontale Achse 326 gegenüber einem zweiten Arm 328 schwenkbar. Die Schwenkbewegung wird von einem ersten doppeltwirkenden pneumatischen oder hydraulischen Zylinder 327 der ersten Antriebsmittel bewirkt, der mit dem ersten Schenkel 323 des ersten Arms 324 und dem zweiten Arm 328 verbunden ist.

[0030] Der zweite Arm 328 ist um eine erste vertikale Achse 329 mittels eines hydraulischen Drehmotors bzw. eines Schwenkzylinders 330 schwenkbar. Der hydraulische Schwenkzylinder 330 ist fest mit einem ersten Schenkel 331 eines zweiarmigen Hebels 332 verbunden, der um eine weitere horizontale Achse 333 gegenüber dem strahlkorbnahen Ende des Auslegers 304 verschwenkbar ist. Die Schwenkbewegung wird durch einen zweiten doppeltwirkenden pneumatischen oder hydraulischen Zylinder 334 der ersten Antriebsmittel bewirkt, der einerseits mit dem Ausleger 304 verbunden und andererseits mit dem zweiten Schenkel 335 des Hebels 332 verbunden ist. Dieser zweite doppeltwirkende Zylinder 334 kann in hydraulischer Ausführung zusätzlich oder allein auch als Nehmerzylinder von dem einerseits mit dem Ausleger 304 und andererseits mit dem Oberwagen 103 verbundenen und dem Antriebselement 136 mechanisch parallel geschalteten Geberzylinder 134 so bewegt werden, daß auch beim Schwenken des Auslegers 304 gegenüber dem Oberwagen 103 um seine zweite waagrechte Achse die erste vertikale Achse 329 im wesentlichen ihre vertikale Ausrichtung beibehält.

[0031] Das in der Fig. 3 gezeigte Ausführungsbeispiel weist eine Überbestimmung hinsichtlich der Schwenkbewegungen auf. So ist beispielsweise die Schwenkbewegung des ersten Arms 324 um die erste horizontale Achse 326 sowohl durch den ersten doppeltwirkenden Zylinder 327 als auch durch den zweiten doppeltwirkenden Zylinder 334 erzielbar. Diese Überbestimmung hinsichtlich der Schwenkbewegungen erlaubt größere Freiheitsgrade beim Nachführen des Strahlkorbes an der zu bearbeitenden Fläche.

[0032] Kommt es zu Abstandsänderungen zwischen dem Ausleger 304 und der zu bearbeitenden Fläche 311, so werden diese durch den pneumatischen Zylinder 318 ausgeglichen, der über ein nicht dargestelltes Druckregelventil mit einem einstellbaren, konstanten Luftdruck beaufschlagbar ist.
Der Ausgleich der Abstandsänderung durch den pneumatischen Zylinder 318 erfolgt solange, bis die Nocke 320 mit einem der Endschalter 321 zusammenwirkt. Ein entsprechend generiertes Steuersignal aktiviert einen der doppeltwirkenden Zylinder 327, 334 oder eine Nachführbewegung durch das Ein-/Ausfahren des Auslegers 101, durch eine Drehbewegung des Auslegers 101 gegenüber dem Oberwagen 103 oder durch eine Drehbewegung des Oberwagens 103 gegenüber dem Fahrgestell 101.
Das Nachsteuern kann dabei solange geschehen, bis entweder die Nocke 320 mit dem Endschalter 321 am gegenüberliegenden Ende des Hubes des pneumatischen Zylinders 318 zusammenwirkt oder solange, bis die Nocke 320 mit dem Mittenschalter 322 zusammenwirkt.

[0033] In analoger Weise kann durch Anbringen von Endschaltern bzw. von Winkelpositionsaufnehmern oder Winkelgebern an den beiden Achsen der Aufhängung 315, 316' der Strahlkorb 305 bei Erreichen eines vorgebbaren Schwenkwinkels des Strahlkorbes 305 zur Gabel 307 (oder zur Achse 316' der Kegelrollenlagerung 316) mittels des Schwenkzylinders 330, der doppeltwirkenden Zylinder 327, 334 oder der teleskopförmigen Auslegerbewegung, der Drehbewegung des Auslegers 101 gegenüber dem Oberwagen 103 oder der Drehbewegung des Oberwagens 103 gegenüber dem Fahrgestell 101 wieder in eine Grundstellung gebracht werden.

[0034] Die Fig. 4 zeigt den Strahlkorb 405 beim Überkopfstrahlen.
Der wesentliche Unterschied gegenüber der Arbeitsweise nach Fig. 3 besteht im Ausfahren des ersten doppeltwirkenden Zylinders 427. Außerdem werden beim Überkopfstrahlen die durch die Bearbeitung entstehenden Abfallstoffe im wesentlichen über den Ablauf 414 vom Strahlkorb 405 abgeführt. Die weitere Funktionsweise, insbesondere das Ausgleichen von Abstandsänderungen zwischen dem Strahlkorb 405 und der zu bearbeitenden Fläche 411, erfolgt in analoger Weise zu der Funktionsweise, wie sie bezüglich der Fig. 3 beschrieben ist. Dabei muß beim Überkopfstrahlen ein gegenüber dem seitlichen Strahlen erhöhter Gewichtskraftanteil von den Mitteln zum Bereitstellen der Anlegekraft aufgebracht werden. Dieser Anteil kann beispielsweise mit Hilfe eines am pneumatischen Zylinder 318 angebrachten und die Erdbeschleunigung bestimmenden Beschleunigungsaufnehmer oder durch einen Winkelgeber bestimmt werden, der die Winkelposition des ersten Arms 324 in Bezug auf die erste horizontale Achse 326 bestimmt.

[0035] Die Fig. 5 zeigt die Aufsicht auf den Strahlkorb 505 beim Überkopfstrahlen von der zu bearbeitenden Fläche 411 aus. Dargestellt ist die Aufhängung des Strahlkorbes 505 mittels der Gabel 507 und der Kegelrollenlagerung 516. Die Rollen 510 garantieren eine reibungsarme Führung des Strahlkorbes 505 an der zu bearbeitenden Fläche 411. Die ringförmig verlaufende, mehrreihige Bürstendichtung 512 sorgt für eine zuverlässige Abdichtung des Strahlraumes gegenüber der Umwelt. Über die Zuführung 513 wird das Strahlgut zugeführt und über die Abläufe 514 wird das bei der Bearbeitung entstehende Material vom Strahlkorb 505 abgeführt.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Bearbeiten einer Fläche (311), insbesondere Hubarbeitsbühne (100), mit einem Ausleger (304) oder einer Plattform, einem an der zu bearbeitenden Fläche (311) anlegbaren Arbeitsmittel (305), und mit zwischen dem Ausleger (304) bzw. der Plattform und dem Arbeitsmittel (305) angeordneten Mitteln (318) zum Bereitstellen einer auf das Arbeitsmittel (305) wirkenden Anlegekraft, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsmittel (305) an einer Aufhängung (307, 316) um zwei, vorzugsweise einen rechten Winkel einschließende Achsen frei beweglich aufgehängt ist und daß die Mittel (318) zum Bereitstellen der Anlegekraft an der Aufhängung (307, 316) angreifen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Bereitstellen der Anlegekraft einen Kraftspeicher umfassen, insbesondere einen mit einem konstanten, vorzugsweise mittels eines Druckregelventils einstellbaren Druck beaufschlagbaren pneumatischen oder hydraulischen Zylinder (318), und daß entlang des Hubweges des Kraftspeichers Mittel zum Erfassen der Hubposition des Kraftspeichers angeordnet sind, insbesondere mindestens ein Positionsschalter (321, 322).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsmittel (305) bzw. die Aufhängung (307, 316) gegenüber dem arbeitsmittelnahen Ende des Auslegers (304) mittels erster pneumatischer, hydraulischer oder elektrischer Antriebsmittel (327, 330, 334) um eine erste vertikale Achse (329) und um eine erste horizontale Achse (326, 333) drehbar ist und daß mindestens ein Teil der ersten Antriebsmittel (327, 330, 334) von den Mitteln zum Erfassen der Hubposition steuerbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausleger (104) mittels zweiter pneumatischer, hydraulischer oder elektrischer Antriebsmittel teleskopartig aus- und einfahrbar ist, gegenüber einem Oberwagen (103) um eine zweite horizontale Achse und der Oberwagen (103) gegenüber einem Unterbau, insbesondere einem Fahrgestell (101), um eine zweite vertikale Achse (102) drehbar ist, und daß mindestens ein Teil der zweiten Antriebsmittel von den Mitteln zum Erfassen der Hubposition steuerbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsmittel einen Arbeitskorb (305) umfaßt, insbesondere einen ein Strahlwerkzeug zum Reinigen der Fläche umfassenden Strahlkorb.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskorb (305) eine Zuführung (313) für ein Arbeitsmedium, insbesondere für ein Strahlmittel, und zwei um etwa 90° versetzt angeordnete Abläufe (314), insbesondere Absaugöffnungen, aufweist.

7. Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit den Schritten:

- Anlegen des Arbeitsmittels (305) an die zu bearbeitende Fläche (311),

- Bewegen des Arbeitsmittels (305) entlang einer vorgebbaren Bahn, und

- Ausgleichen der sich durch das Bewegen entlang der Bahn ergebenden Änderungen des Abstandes zwischen dem Arbeitsmittel (305) und der Fläche (311) durch die Mittel (318) zum Bereitstellen der Anlegekraft.

8. Verfahren nach Anspruch 7 zum Betrieb einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6 mit dem Schritt:

- Nachführen der Mittel (318) zum Bereitstellen der Anlegekraft mittels der ersten oder zweiten Antriebsmittel entsprechend der Steuerinformation der Mittel zum Erfassen der Hubposition, insbesondere wenn ein erster Positionsschalter (321) an einem ersten Ende des Hubes des Kraftspeichers (318) betätigt wird, solange bis ein zweiter Positionsschalter, insbesondere am gegenüberliegenden zweiten Ende des Hubes des Kraftspeichers (318), betätigt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Bewegen des Arbeitsmittels (305) entlang der vorgebbaren Bahn durch das Aus- und Einfahren des Auslegers (104) und die Bewegung des Oberwagens (103) gegenüber dem Unterbau um die zweite vertikale Achse (102) oder die Bewegung des Auslegers (104) gegenüber dem Oberwagen (103) um die zweite horizontale Achse steuernde, insbesondere speicherprogrammierbare Steuereinrichtung gesteuert wird, und daß das Nachführen der Mittel (318) zum Bereitstellen der Anlegekraft durch eine Bewegung des Auslegers (104) gegenüber dem Oberwagen (103) um die zweite horizontale Achse beziehungsweise durch eine Bewegung des Oberwagens (103) gegenüber dem Unterbau um die zweite vertikale Achse (102) erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachführbewegung eine Eingangsgröße für die Steuerung der Bewegung des Arbeitsmittels (305) entlang der vorgebbaren Bahn bildet.

Claims

1. A device for working a surface (311), especially an elevating working platform (100), having a boom (304) or a platform, a working means (305) which is arranged to be applied to the surface (311) to be worked, and having arranged between the boom (304) or platform and the working means (305) means (318) for providing an application force acting on the working means (305), characterised in that the working means (305) is suspended on a suspension (307, 316) so as to be freely movable about two axes preferably forming a right angle, and the means (318) for providing the application force act on the suspension (307, 316).

2. A device according to Claim 1, characterised in that the means for providing the application force comprise an energy storage mechanism, especially a pneumatic or hydraulic cylinder (318) pressurisable with a constant pressure preferably adjustable by means of a pressure-regulating valve, and along the stroke path of the energy storage mechanism there are arranged means for detecting the stroke position of the energy storage mechanism, especially at least one position switch (321, 322).

3. A device according to Claim 2, characterised in that the working means (305) or rather the suspension (307, 316) is rotatable with respect to the end of the boom (304) closest to the working means by means of first pneumatic, hydraulic or electrical driving means (327, 330, 334) about a first vertical axis (329) and about a first horizontal axis (326, 333) and that at least a part of the first driving means (327, 330, 334) is controllable by the means for detecting the stroke position.

4. A device according to Claim 2 or 3, characterised in that the boom (104) is telescopically extendable and retractable by means of second pneumatic, hydraulic or electrical driving means, is rotatable with respect to a superstructure (103) about a second horizontal axis and the superstructure (103) is rotatable with respect to a substructure, especially a chassis (101), about a second vertical axis (102), and at least a part of the second driving means is controllable by the means for detecting the stroke position.

5. A device according to any one of Claims 1 to 4, characterised in that the working means comprises a working enclosure (305), especially a blasting enclosure including a blasting tool for cleaning the surface.

6. A device according to Claim 5, characterised in that the working enclosure (305) comprises a supply duct (13) for a working medium, especially for a blasting medium, and two outlets (314), especially suction apertures, arranged offset through approximately 90°.

7. A method for operation of a device according to any one of Claims 1 to 6, comprising the steps:

- applying the working means (305) to the surface (311) to be worked,

- moving the working means (305) along a predeterminable path, and

- compensating for the changes in the distance between the working means (305) and the surface (311) arising through movement along the path by use of the means (318) for providing the application force.

8. A method according to Claim 7 for operating a device according to any one of claims 4 to 6, comprising the step:

- adjusting the means (318) for providing the application force by means of the first or second driving means in accordance with control information of the means for detecting the stroke position, especially when a first position switch (321) at a first end of the stroke of the energy storage mechanism (318) is activated, until a second position switch, especially at the opposite second end of the stroke of the energy storage mechanism (318), is activated.

9. A method according to Claim 8, characterised in that moving of the working means (305) along the predeterminable path by the extension and retraction of the boom (104) and the movement of the superstructure (103) with respect to the substructure about the second vertical axis (102) or the movement of the boom (104) with respect to the superstructure (10) about the second horizontal axis is controlled by a controlling control device, especially a stored-program control device, and the adjustment of the means (318) for providing the application force is effected by a movement of the boom (104) with respect to the superstructure (103) about the second horizontal axis and by a movement of the superstructure (103) with respect to the substructure about the second vertical axis (102).

10. A method according to Claim 9, characterised in that the adjustment movement forms an input variable for the control of the movement of the working means (305) along the predeterminable path.

Revendications

1. Dispositif pour traiter une surface (311), en particulier plate-forme de travail pouvant être déplacée en hauteur (100), avec une flèche (304) ou une plate-forme, avec un élément de travail (305) pouvant être appliqué contre la surface à traiter (311) et avec des éléments (318) pour produire une force d'appui agissant sur l'élément de travail (305), qui sont disposés entre la flèche (304) ou la plate-forme et l'élément de travail (305), caractérisé en ce que l'élément de travail (305) est suspendu à un élément suspendu (307, 316) de manière à pouvoir se déplacer librement autour de deux axes incluant de préférence un angle droit et en ce que les moyens (318) pour produire la force d'appui agissent sur l'élément suspendu (307, 316).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments pour produire la force d'appui comprennent un accumulateur d'énergie, en particulier un vérin pneumatique ou hydraulique (318), pouvant être actionné par une pression constante, de préférence réglable à l'aide d'une vanne de régulation de pression, et en ce que le long du trajet de course de l'accumulateur d'énergie sont disposés des éléments pour détecter la position de course de l'accumulateur d'énergie, en particulier au moins un interrupteur de position (321, 322).

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément de travail (305) ou l'élément suspendu (307, 316) peut tourner par rapport à l'extrémité de la flèche (304) proche de l'élément de travail au moyen de premiers moyens d'entraînement pneumatiques, hydrauliques ou électriques (327, 330, 334) autour d'un premier axe vertical (329) et autour d'un premier axe horizontal (326, 333) et en ce qu'au moins une partie des premiers moyens d'entraînement (327, 330, 334) peut être commandée par les éléments de détection de la position de la course.

4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la flèche (104) peut faire l'objet d'un déploiement et d'une rétractation télescopique au moyen de deuxièmes moyens d'entraînement pneumatiques, hydrauliques ou électriques, qu'elle peut tourner par rapport à une partie tournante autour d'un deuxième axe horizontal et que la partie tournante (103) peut tourner par rapport au support de base, en particulier un châssis de véhicule (101), autour d'un deuxième axe vertical (102) et en ce qu'au moins une partie des deuxièmes moyens d'entraînement peut être commandée par les éléments de détection de la position de la course.

5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément de travail comprend une nacelle de travail (305), en particulier une nacelle de nettoyage au jet de la surface, qui est munie d'un outillage de nettoyage au jet.

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la nacelle de travail (305) comprend une arrivée (313) pour un fluide de travail, en particulier pour un fluide de nettoyage au jet, et deux départs (314) disposés avec un décalage d'environ 90°, en particulier des ouvertures d'aspiration.

7. Procédé pour la mise en oeuvre d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, comprenant les étapes consistant à :

mettre en place l'élément de travail (305) sur la surface à traiter (311),

déplacer l'élément de travail (305) le long d'une trajectoire pouvant être prédéterminée et

compenser, à l'aide des éléments pour produire la force d'appui (318), les modifications de l'espacement entre l'élément de travail (305) et la surface (311) provoquées par le déplacement le long de la trajectoire.

8. Procédé selon la revendication 7 pour la mise en oeuvre d'un dispositif selon l'une des revendications 4 à 6 comprenant l'étape consistant à :

repositionner, au moyen des premiers ou des deuxièmes moyens d'entraînement et selon les informations de commande des éléments pour la détection de la position de la course, les éléments pour produire la force d'appui (318), en particulier lorsqu'un premier interrupteur de position (321), se trouvant à une première extrémité de l'accumulateur d'énergie (318), est actionné, et ceci jusqu'à ce qu'un deuxième interrupteur de position, se trouvant en particulier à la deuxième extrémité opposée de la course de l'accumulateur de pression (318), soit actionné.

9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le déplacement de l'élément de travail (305) le long de la trajectoire pouvant être prédéterminée est commandé par le dispositif de commande, en particulier à programmation en mémoire, pilotant le mouvement de déploiement et de rétractation de la flèche (104) et le déplacement de la partie tournante (103) par rapport au châssis autour du deuxième axe vertical (102) ou le déplacement de la flèche (104) par rapport à la partie tournante (103) autour du deuxième axe horizontal, et en ce que le repositionnement des éléments pour produire une force d'appui (318) a lieu à l'aide d'un déplacement de la flèche (106) par rapport à la partie tournante (103) autour du deuxième axe horizontal ou à l'aide d'un déplacement de la partie tournante (103) par rapport au châssis autour du deuxième axe vertical (102).

10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le mouvement de repositionnement constitue une valeur d'entrée pour la commande du déplacement de l'élément de travail (105) le long de la trajectoire pouvant être prédéterminée.

Zeichnung