DE2056685C3

DE2056685C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Steuern der Relativbewegung einer rotierenden Arbeitsbürste in Reinigungsanlagen

Info

Publication number: DE2056685C3
Application number: DE19702056685
Authority: DE
Inventors: Roy 7417 Pfullingen Machin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-11-18
Filing date: 1970-11-18
Publication date: 1975-03-27
Also published as: DE2056685B2; DE2056685A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern der Relativbewegung einer in zwei senkrecht zueinander stehenden Richtungen verstellbaren rotierenden Aibeitsbürste gegenüber einem zu reinigenden Gegenstand in Reinigungsanlagen, in denen ein in seiner Leistungsaufnahme überwachter Rotationsbetrieb die Arbertsbürste ständig in Rotation hält und eine in Abhängigkeit von dem Ergebnis eines ständigen Vergleichs des beobachteten Istwerts der Leistungsaufnahme des Rotationsantriebs mit dem voreingestellten Sollwert der Leistungsaufnahme des Rotationsantriebs bei ein gewünschten Bearbeitungsintensität in unterschiedlicher Weise wirksam werdende Steuereinrichtung wechselweise einen von zwei Linearantrieben wirksam macht, von denen der eine beim Auftreten des dem Sollwert der Leistungsaufnahme des Rotationsantriebs bei der ge-

If

wünschten Bearbeitungsintensität entsprechenden Istwerts der Leistungsaufnahme des Rotationsantiiebs wirksam ist und die Arheilsbürste in einer etwa der Haupterstreckungsrichtung des zu bearbeitenden Gegenstandes entsprechenden Richtung entlang der Oberfläche des Gegenstandes bewegt und der andere beim Auftreten eines gegenüber dem Sollwert der Leistungsaufnahme des Rotationsantriebs bei der gewünschten Bearbeitungsintensität kleineren oder größeren Istwerts der Leistungsaufnahme des Rotationsantriebs in unterschiedlicher Weise wirksam ist und die Arbeitsbürste in einer etwa senkrecht zu der Oberfläche des zu bearbeitenden Gegenstandes stehenden Richtung auf die Oberfläche des Gegenstandes zu oder von der Oberfläche des Gegenstandes weg bewegt, insbesondere in Fahrzeugwaschanlagen mit einer in einem über das zu waschende Fahrzeug hinwegverfahrbaren Waschportal heb- und senkbar gelagerten walzenförmigen horizontalen Waschbürste.

Bei einer derartigen bekannten Vorrichtung /.urn Waschen von Kraftfahrzeugen tritt der Nachteil auf, daß sich der mittlere Abstand der Arbeitsbiirste von tier Oberfläche nicht auf einen ausreichend konstanten Wert einregelt, der eine gleichmäßige Arbeitsweise gewährleisten könnte, weil die Bürstenantriebsverluste, die einen beträchtlichen Anteil der insgesamt vom Bürstenantrieb aufgenommenen Leistung ausmachen und sich aus Lager-, Getriebe- und I.uftreibungsverlusten sowie aus den Motorverlusten zusammensetzen, während der Betriebszeit nicht konstant bleiben. Änderungen der Verluste treten täglich, insbesondere bei der Ingangsetzung der Vorrichtung, aber auch im Verlauf der Jahreszeiten sowie im Verlauf der Gesamtbetriebszeit der Vorrichtung, auf. DLs kann dazu führen, daß bei der morgendlichen Ingangsetzung der Waschvorrichtung mit zu großem Abstand der Arbeitsbürste von dem zu waschenden Kraftfahrzeug und damit mit einer ungenügenden Bürstleistung gearbeitet wird. Im Extremfall, z. B. bei großer Kälte, können die Lager- und Getriebereibungsverluste bereits eine zu große Bürstleistung vortäuschen, so daß die Arbeitsbürste dauernd ganz außer Eingriff mit der Oberfläche bleibt und überhaupt nicht gewaschen wird. Bei der bekannten Vorrichtung kann sich die Bürstleistung auch sprungartig ändern, wenn irgendwelche zum Bürstenantrieb selbst oder zu dessen fii.euerung gehörige Teile ausgewechselt oder verändcr·· werden und sich dadurch die Verluste oder die Einstellung der Steuerung ändert. Die ist besonders dann unangenehm, wenn die Bedienung oder gar Reparaturen von Personal ausgeführt werden soll, das sich nicht auf das Einjustieren tier Vorrichtung versteht.

Die Erfindung vermeidet den Nachteil des bei der bekannten Anordnung angewandten Verfahrens durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs I angegebenen Mittel. Auf diese Weise ergibt sich immer eine konstante Bürstleistung.

Bei der zur Durchführung dieses Verfahrens dienenden Vorrichtung vermeidet die Erfindung den Nachteil der bekannten Vorrichtung durch die im Anspruch 2 angegebenen Mittel.

Die Erfindung wird nun anhand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbetspiels beschrieben. Hierbei zeigt

F i g. 1 die Seitenansicht einer Kraftfahrzeugwasch-F i g. 2 das Blockschaltbild der elektrischen Steuerung der Antriebsvorrichtung bei der in F i g. I dargestellten Anlage, bei der der Leerlaufwert A₀ dpr Leistungsaufnahme vor dem Auftreten der Arbeitsbürste gemessen, gespeichert und im Betrieb von dem beobachteten Istwert A₁ der Leistungsaufnahme des Rotationsantriebs vor dessen Vergleich mit dem Sollwert A^ ständig abgezogen wird, und

Fig. 3 den zeitlichen Verlauf der Ausgangsspan-

ia nung LJ.,., eines Operationsverstärkers, die während des Betriebs der Vorrichtung der Leistungsaufnahme des Rotationsantriebs proportional ist, und deren Einfluß auf die Steuerung der Linearantriebe in Abhängigkeit vom Überschreiten vorgegebener Schwellen.

Das zu waschende Kraftfahrzeug 1 steht gemäß Fig. 1 in der Bahn 2 des mittels des Fahrmotors3 auf den Rädern 4 in der Richtung 5 verfahrbaren Portals ή. Im Portal 6 ist unter anderem die walzenförmige Arbeitsbürste 7, die von dem Bürsienantriebsmotor 8 in Rotation versetzbar >t, in den Lagern 9 waagerecht gelagert, die zusammen mit der Arbeitsbürste 7 und dem Motor 8 mittels des Hubmotors 10 in der zur Richtung 5 senkrechten Richtung 11, also im wesentlichen vertikal, in den Seitenteilen des Portals 6 verstellbar ist. Die Motoren 3, 8 und 10 sowie nicht näher dargestellte Endschalter sind über das Kabel 12 mit dem die elektrische Steuerung der Waschanlage enthaltenden, an der Wand befestigbaren wasserdichten Schaltschrank 13 verbunden.

Gemäß F⁷ i g. 2 liegen der Bürstenantriebsmotor 8 über die Schalt- und Schutzvorrichtung 16 und die Wirkleistungsmeßvorrichtung 17. der Fahrmotor 3 über eine Schalt- und Schutzvorrichtung 18 und der Hubmotor 10 über eine kombinierte Schalt-, Richtungsumkehr- und Schutzvorrichtung 19 am Netz 15. Der Ausgang 20 der Wirkleistungsmeßvorrichtung 17. an dem eine der jeweils vom Bürstenantriebsmotor 8 aufgenommenen Wirkleistung proportionale negative Gleichspannung L'.,_o auftritt, ist über den Widerstand 21 mit dem einen Eingang des Operationsverstärkers 22 verbunden, der als Summierverstärker eines Stufcnkompensators diens. Mit dem Eingang des Operationsverstärkers 22 sind auch die andererseits an den Stufenausgängen des Binärzählers 23 des Stufenkompensators liegenden, binär gestuften Widerstände 24 verbunden. Der Binärzähler 23 ist über die als Schalter dienende UND-Schaltung 25 von der netzgespeisten Iinpulsquelle 26 fortschaltbar. Der zweite Eingang der UND-Schaltung 25 liegt an

5= dem einen Ausgang der bistabilen Kippschaltung 27. der immer dann Signalspannung führt, wenn an der mit dem einen Eingang der Kippschaltung 27 verbundenen Klemme 28 ein gleichzeitig den Binär/ähler 23 in seine Nullstellung verbringender St:tzimpuls aul· tritt. Die Kippschaltung 27 wird von einem Signal des mit ihrem aiv'cren Eingang verbundenen Spannunjisvergleichers 29 in ihren Ruhestand zurückversetzt. wenn das Potential des mit dem einen Eingang des Spannungsvergleichers 29 verbundenen Ausgangs des Summierverstärkers 22 eine am zweiten Eingang des Spannungsvergleichers 29 liegende, mittels des Stellpotentiometcrs 30 einstellbare Schwelle unterschreitet. Daraufhin unterbricht die UND-Schaltung 25 die weitere Ansteuerung des Binärzählers 23. Mit dem Ausgang des Summierverstärkers 22 sind außerdem der eine Eingang des Spannungsvergleichers 31 und der eine Eingang des Spannungsvergleichers 32 verbunden, deren andere Eingänge jeweils an einem

Abgriff des Einstellpotentiometers 33 bzw. des Iiinstcllpotentiometers 34 liegen. Die Ausgänge der beiden Spannungsvergleicher 31 und 32 Mnd mit den Eingängen der NOR-Schaltung35 und mit zwei Eingängen der kombinierten Schalt-, Richtungsumkehr- und Schutzvorrichtung 19 des Hubmotors 10 verbunden.

Vor der ersten Inbetriebnahme der Vorrichtung sowie vor Beginn jeder einzelnen Waschperiode sorgt die Einschaltvorrichtung 36, daß die Waschvorrichtung nach Fig. 1 eine Ausgangsstellung einnimmt, in der das Portale in seiner Endstellung vor bzw. hinter dein zu waschenden Fahrzeug 1 und die Arbeitsbürste 7 in derer oberen F.ndstdlung steht, in der sie außer Eingriff mit dem Fahrzeug 1 ist. Kurz nach dem Anfahren des Bürstenantriebsmotors 8, d. h. solange die Arbeitsbürste 7 noch nicht am Fahrzeug 1 angreift und der BürstermntriebsmolorsS lediglich die Reibungsverluste des Rotationsantriebs zu decken hat, so daß am Ausgang20 der Wirkleistungsmeßvorrichtung 17 eine der l.ccrlaufwirkleistung/i,, proportionale negative Gleichspannung erscheint, die über den Widerstand 21 einen entsprechenden Strom /.,„ vom Eingang des Operationsverstärkers 22 abfließen laß', legt die Einschaltvorrichtung 36 den Setzimpuls für den Binärzähler 23 und die Kippschaltung 27 an die Klemme 28. Damit beginnt das Einzählen von Impulsen von der Impulsquelle 26 in den Binärzähler 23. Mit zunehmendem Zählerstand fließt ein stufenweise ansteigender positiver Strom l.,_t über die Widerstände 24 zum Eingang des Operationsverstärkers 22. dessen Ausgangsspanniing U.,., von einem positiven Wert schrittweise auf Null abfällt. Scfion vor dem Abfall oder während des Abfalls der Ausgangsspannung (/.,., unterschreitet diese die am Spannungsvergleicher 31 eingestellte Schwelle 31' in Fig. 3, wodurch dieser anspricht und eine erste Einschaltbedingung an die Schaltvorrichtung 19 gibt. Die am zweiten Eingang des Spannungsvergleichers 29 liegende Schwellspannung ist so eingestellt, daß der Spannungsvergleicher 29 immer dann anspricht und die bistabile Kippschaltung 27 in ihre Ruhestellung versetzt, wenn die Ausgangsspannung {/.,., des Operationsverstärkers 22 von positiven Werten abnehmend zu Null geworden ist. Dies ist vor dem Auflaufen der Arbeitsbürste 7 auf dem Fahrzeug 1 dann der Fall, wenn der zum Eingang des Operationsverstärkers 22 fließende Kompensationsstrom /.,₄ dem von dort abfließenden, der LeerlaufwirkleistungA₀ proportionalen Strom /₂₀ entspricht.

In der Ruhestellung der bistabilen Kippschaltung 27 führt deren anderer Ausgang Signalspannung, so daß die UND-Schaltung 25 gesperrt ist und die Schaltvorrichtung 19 über die Leitung 37 eine zweite Einschaltbedingung erhält, die gleichzeitig auch als erste Einschaltbedingung an der Schaltvorrichtung 18 ständig anliegt. Dabei springt der Hubmotor 10 an und versetzt die Arbeitsbürste in Abwärtsbewegung.

Eine gewisse Zeit nach erfolgter Kompensation läuft die Arbeitsbürste 7 in F i g. 1 auf das Fahrzeug 1 auf, und zwar entweder sogleich vertikal von oben her oder, nachdem sie zuvor in eine untere Endstellung gelaufen ist und dort durch Betätigen eines nicht näher dargestellten Endschalters den Hubmotor 10 aus- und den Fahrmotor 3 eingeschaltet hat, horizontal von vorne her. Mit dem Auflaufen der Arbeitsbürste 7 nimmt der Bürstenantriebsmotor 8 eine Ist leistung A₁ auf. die sich aus der Leerlaufwirkleistung A_a und der echten Bürstleistung zusammensetzt. Dabei steigt die Spannung f/,, am Ausgang des Operationsverstärkers 22 von Null zu positiven Werten an, die zufolge der zuvor erfolgten Kompensationseinstellung des Stufenkompensators der tatsächlichen Bürstleistung /1,-/I₀ proportional sind.

Die Spannung U₂., wird mittels der zwei Spannungsvergleicher 31 und 32 mit zwei einer unteren

ίο bzw. einer oberen Grenze des Sollwertes A_s der Bürstleistung entsprechenden Schwellspannungen 31' bzw. 32' in F i g. 3 verglichen. Hei ihrem Anstieg überschreitet die Spannung U.,., zunächst die am zweiten Eingang des Spnnnungsverglciehers 31

is liegende Schwellspannung 3Γ. Wird hierbei die Schwellspannung3r bei einer durch den Fahrmotor3 bewirkten Horizoniaibewegung überschritten, so ist der Hubmotor 10 bereits abgeschaltet. Firfolgt dies aber bei einer Abwärtsbewegung der Arbei'.sbürste 7

2Π durch den Hubmotor 10, so wird dadurch dessen Abschaltung bewirkt. Da bis dahin der Spannungsvergleicher 32 noch nicht angesprochen hat, liegl an ilen beiden Eingängen der NOR-Schaltung35 kein Sh: .al, so daß deren Ausgang eine zweite Einsehaltbedin-

»5 gung an die Schaltvorrichtung 18 des Fahrmotors 3 anlegt, der dadurch anläuft und das Portal 6 in Fig. 1 längs der Bahn 2 verfährt. Dabei wird in der Regel die Arbeitsbürstc7 noch näher an das Fahrzeug herangeführt, so daß die aufgenommene Bürstleistung und damit auch die Spannung U.,., am Ausgang des Operationsverstärkers 22 weiter ansteigen, bis sie die am dritten Spannungsvergleicher 32 eingestellte Schwellspannung 32' überschreiten. Mil dem Ansprechen des dritten Spannunizsvcrg!ciehcTs32 \erschwindet aber die zweite Einschaltbedingung für den Fahrmotor 3, und es erscheint die zweite Einschaltbedingung für die Aufwärtsbewegung der Arbeitsbiirste 7 durch den Hubmotor 10. Dabei nimmt die aufgenommene Bürstleistung ab, bis die mit einer i;ewissen Hysterese 39 behaftete Schwelle 32' in Fig. ^ des Spannungsvergleichers 32 wieder unterschritten wird, so daß der Hubmotor 10 stillgesetzt und der Fahrmotor 3 wieder eingeschaltet werden. Dieses Spiel zwischen der Fahrbewegung des Portals 6 und der Aufwärtsbewegung der Arbeitsbiirste 7 in Fig. 1 wiederholt sich mehrmals, bis diese einen obersten Punkt des Fahrzeugs 1 erreicht hat. Danach nehmen mit wachsendem Abstand der Arbeitsbürstc 7 vom Fahrzeug 1 die aufgenommene Bürstleistung und damit die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 22 ab, bis sie die ebenfalls mit einer gewisser Hysterese 40 behaftete Schwelle 31' in Fig. 3 de« Spannungsvergleichers 31 unterschreiten, wodurch ar die Stelle einer Aufwärtsbewegung eine Abwärtsbcwegung der Arbeitsbürste 7 tritt, die in ständigem Spie mit einer Fahrbewegung des Portals 6 abwechselt, bi< die Arbeitsbürste 7 außer Eingriff mit dem Fahrzeug 1 kommt und danach in der unteren Endstellung den nicht näher dargestellten Endschalter abermais betätigt, der nunmehr die Anlage stillsetzt odei sie in ihre Ausgangsstellung verbringt, wobei zuersi die Arbeitsbürste 7 in eine obere Endstellung läufi und danach das Portal 6 in seine Ausgangsstellung verfahren wird.

In nicht näher dargestellter Weise kann die Vorrichtung auch zum trockenen Bürsten (Entstauber oder Schruppen) von geneigten und/oder welliger und /oder unebenen Oberflächen angewandt werden

I. B. vor einer anschließenden Oberflächenbehandlung wie Lackieren oder Beizen bzw. zum Gußputzen.
Anstelle einer Verstellung der beiden Schwellen nommenen Bürstleistung mit Hilfe der be potentiometer 33 und 34 in F i g. 2 kanr näher dargestellter Weise auch eine weitei bare Einströmung einem der Eingänge

!Γ und 32' in Fig. 3 zwecks Änderung der aufgc- 5 rationsverstärkers22 zugeführt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Steuern der Relativbewegung einer in zwei senkrecht zueinander stehenden Richtungen verstellbaren rotierenden Arbeitsbürste gegenüber einem zu reinigenden Gegenstand in Reinigungsanlagen, in denen ein in seiner Leistungsaufnahme überwachter Rotationsantrieb die Arbeitsbürste ständig in Rotation hält und eine in Abhängigkeit von dem Ergebnis eines ständigen Vergleichs des beobachteten Istwerts der Leistungsaufnahme des Rotationsantriebs mit dem voreingestellten Sollwert der Leistungsaufnahme des Rotationsantriebs bei einer gewünschten Bearbeitungsintensität in unterschiedlicher Weise wirksam werdende Steuereinrichtung wechselweise einen von zwei Linearanirieben wirksam nacht, von denen der eine beim Auftreten des dem Sollwert der Leistungsaufnahme des Rotationsantriebs bei der gewünschten Bearbcitungsintensitüt entsprechenden Istwerts der Leistungsaufnahme des Rotaiionsaniriebs wirksam ist und tlie Arbeitsbürste in einer etwa der Haupterstri»·!--· kungsrichtung des zu bearbeite.,den Gegenstandes entsprechenden Richtung entlang der Oberfläche des Gegenstandes bewegt und der andere beim Auftreten eines gegenüber dem Sollwert der Lei-Mungsaufnahu.e des Rotationsantriebs bei der gewünschten Bearbeitungsintensität kleineren oder größeren Istwerts der Leistungsaufnahme ües Rotationsantriebs in unterschiedlicher Weise wirksam ist und die Arbeitsbürste in einer etwa senkrecht zu der Oberfläche des zu bearbeitenden Gegenstandes stehenden Richtung auf die Oberfläche des Gegenstandes zu oder von der Oberfläche des Gegenstandes weg bewegt, insbesondere in Fahrzeugwaschanlage!! mit einer in einem über das zu waschende Fahrzeug hinwegverfahrbaren Waschportal lieb- und senkbar gelagerten walzenförmigen horizontalen Waschbürste, d a d u r c h gekennzeichnet, daß jeweils vor dem Auftreffen der Arbeitsbürste (7) auf den zu bearbeitenden Gegenstand (1) der Istwert (Leerlaufwert /I₀) der Leistungsaufnahme des Rotationsantriebs (8) gemessen wird und daß dieser gemessene Istwert (Leerlaufwert A_n) vor dem Vergleich des beobachteten Istwerts (A₁) der Leistungsaufnahme des Rotationsantriebs (8) mit dem Sollwert (/1J der Leistungsaufnahme des Rotationsantriebs (8) bei der gewünschten Be arbeitungsintensität während der Bearbeitung des Gegenstandes (1) dadurch berücksichtigt wird, daß er entweder dem Sollwert (AJ der Lei:,tungs aufnahme des Rotationsantriebs (8) bei der gewünschten Bearbeitungsintensität ständig selbsttätig hinzugefügt wird oder von dem beobachteten Istwert (Aj) der Leistungsaufnahme des Rotationsantriebs (8) ständig selbsttätig abgezogen wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Istwert (A₁) der Leistungsaufnahme des Rotationsantriebs ständig beobachtende Meßeinrichtung (17) jeweils vor dem Auftreffen der Arbeitsbürste (7) auf den zu bearbeitenden Gegenstand (1) den Istwert (Leerlauf A_n) der

Leistungsaufnahme des Rotationsantriehs(8) mißt und daß die Steuereinrichtung (21 bis 35) vor dem Vergleich des standig beobachteten Istwertes (Aj) der Leistungsaufnahme des Rotationsantriebs (8) mit dem Sollwert (/I₅) der Leistungsaufnahme des Rotationsantriebs (8) bei der gewünschten Beaibeitungsintensität diesen gemessenen Istwert (Leerlauf A_u) während der Bearbeitung des Gegenstandes (I) entweder zu dem Sollv.srt(/1 ) der Leistungsaufnahme des Rotationsantriebs (8) bei der gewünschten Bearbeitungsintensität ständig selbsttätig hinzufügt oder von dem beobachteten Istwert (A_t) dir Leistungsaufnahme des Rotationsantriebs (8) ständig selbsttätig abzieht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung einen Stufenkompensator (22 bis 26) enthält, dessen Ausgangssignal (Z₂₁) zusammen mi» r.i>m entgegengesetzt gepolten Ausgangssignal (/.,„) der die Leistungsaufnahme des Rotationsantriebs (8) ständig beobachtenden Meßeinriehtung (17) an einem Summierverstärker (22) liegt, dessen Ausgangssignal (U.,.,) an drei Spannungsvergleicher (29, 31, 32) angelegt ist, von denen der eine Spannungsvergleicher (29) nach dem Einschalten der Vorrichtung bei Erreichen der Betragsgleichheit der beiden Ausgangssignale (/.,„, /. ) eine Kippschaltung (27) betätigt, die einerseits den Stufenkompensator stillsetzt und andererseits Einschallbedingungen an die Schalt- und Schutzvorrichtungen (18, 19) legt, und von denen die beiden anderen Spannungsvergleicher (31, 32). an denen andererseits je ein den beiden Grenzen eines dem Sollwert (AJ der Leistungsaufnahme des Rotationsantriebs entsprechenden Signal anliegt, im Sinne eines Zweipunktreglers wirkende Einsehalibedingungcn für die Aufwärts- bzw. die Abwärtsbewegung der Arbeitsbürste Π) an die Sehalt- und Schutzvorrichtung (19) des Hubmotors (10) und über eine NOR-Verknüpfung eine Einschallbedingung an die Schalt- und Schutzvorrichtung (18) des Fahrmotors (3) abgeber,.