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Patent Searching and Data


Title:
AUTOMATIC CLIMBING MECHANISM FOR FACADES, ESPECIALLY GLASS FACADES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/098984
Kind Code:
A1
Abstract:
Suction elements (7, 9) circulate on the drive plane and the suction sides thereof point towards the drive surface (F) in an automatic climbing mechanism for facades, especially glass facades, said mechanism comprising a drive made of continuous rows of suction elements which can be controlled.

Inventors:
SMOLINSKI HANS-JOACHIM
MEYER STEFFEN
HASL WERNER
Application Number:
PCT/DE2004/000899
Publication Date:
November 18, 2004
Filing Date:
May 01, 2004
Export Citation:
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Assignee:
UNIQUE CLEANING SYSTEMS GMBH (DE)
International Classes:
B62D55/265; (IPC1-7): B62D55/265; A47L1/02
Foreign References:
DE2458491A11975-06-19
US6105695A2000-08-22
DE29622167U11997-02-20
Attorney, Agent or Firm:
Ilberg, Roland (Am Weissiger Bach 93, Dresden, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Selbstkletterndes Fahrwerk für Fassaden, insbesondere Glasfassaden, mit einem Antrieb aus Endlosreihen steuerbarer Sauger, dadurch gekennzeichnet, dass die Sauger (7,9) in der Fahrebene umlaufen und ihre Saugseiten stets zur Fahrfläche (F) weisen.
2. Selbstkletterndes Fahrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aktuell aktivierte Sauger (7,9) einer Endlosreihe auf der Fahrfläche (F) aufsitzen und aktuell nicht aktivierte Sauger (9,7) einer Endlosreihe in einem Abstand zur Fahrflä che (F) umlaufen, der gleich oder größer ist als die Höhe zu überwindender Hindernisse (P).
3. Selbstkletterndes Fahrwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sauger (7,9) jeder Endlosreihe in einer Bahnführung (1,2) umlaufen und untereinander über ein Triebmittel (5) verbunden sind.
4. Selbstkletterndes Fahrwerk nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sauger (7,9) an Schiebern (6,8) befestigt sind, die längs der Bahnführungen (1,2) des Fahrwerks triebmittelgezo gen laufen.
5. Selbstkletterndes Fahrwerk nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Triebmittel für die Sauger (7,9) eine kettenradge triebene Kette (5) dient.
6. Selbstkletterndes Fahrwerk nach mindestens einem der vor stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei gleichsinnig angesteuerte und parallel laufende Geradführungen (1) im Fahrwerk dem Geradeausfahren (Vorwärtsfahren, Rückwärtsfahren) des Fahrwerks dienen.
7. Selbstkletterndes Fahrwerk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrwerk an einem in der Fahrebene relativ zum Fahr werk verdrehbaren Drehgestell (11) mit seinerseits ausfahrba ren Saugern (13) hängt.
8. Selbstkletterndes Fahrwerk nach Anspruch mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahnführungen (1,2) in Geradführungen (1) und Teil kreisführungen (2) aufgeteilt sind.
9. Selbstkletterndes Fahrwerk nach Anspruch 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils äußersten Geradführungen (1) dem Geradeaus fahren dienen.
10. Selbstkletterndes Fahrwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei gleichsinnig angesteuerte Teilkreisfüh rungen (2) zweier Bahnführungen (1,2) dem Drehen (Uhrzeiger sinn, Gegenuhrzeigersinn) des Fahrwerks dienen.
11. Selbstkletterndes Fahrwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Sauger (7,9) ein Ejektor zur Erzeugung von Haltekraft durch Unterdruck angeordnet ist, der über eine Druckringleitung gespeist wird, und in jeden Sauger (7,9) Druckluft zum Aufheben des Unterdrucks einblasbar ist.
12. Selbstkletterndes Fahrwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schieber (6,8) eine pneumatisch ansteuerbare Kolben Zylindereinheit (15,19) besitzt, wobei der Zylinder (19) längs einer vertikalen Zylinderführung (17) vertikal bewegbar ist, die mit der Kolbenstange (15) und einer Stütze (16) des Schiebers (6,8) mit der daran befestigten Schieberführung (18) eine kompakte Baugruppe bildet, die in der Bahnführung (1,2) eines Rahmenteils (10) des Fahrwerks läuft, und wobei der vertikal geführte Zylinder (19) auf den Unterseiten den Sauger (7,9) trägt.
13. Selbstkletterndes Fahrwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fahrsteuerung die Haftkraft des Fahrwerks an einer Fassade überwacht und bei einer absehbaren Unterschreitung einer vorbestimmten Haftkraft das Fahrwerk still legt.
14. Selbstkletterndes Fahrwerk nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fahrsteuerung ein Absenken und Absetzen der Sauger (7,9) auf die Fahrfläche (F), sowie ein Abheben und Zurück führen der Sauger (7,9) in die Grundstellung bewirkt.
15. Selbstkletterndes Fahrwerk nach Anspruch 1 bis 10,13 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Sauger (7,9) durch magnetische Haftelemente ersetzt sind.
Description:
Selbstkletterndes Fahrwerk für Fassaden, insbesondere Glas- fassaden Anwendungsgebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft ein selbstkletterndes Fahrwerk für Fassaden, insbesondere Glasfassaden, mit einem Antrieb aus Endlosreihen steuerbarer Vakuumsauger. Das selbstkletternde Fahrwerk kann beispielsweise einen Gasreinigungsroboter tra- gen. Andere Anwendungen betreffen selbstkletternde Fahrwerke für Inspektions-, Sanier-und Transportaufgaben an Fassaden oder dergleichen schräger, senkrechter oder überhängender glatten Flächen.

Stand der Technik Für das Fortbewegen an senkrechten oder geneigten Fassaden, insbesondere an Glasfassaden, ist es bekannt, selbstklettern- de Vorrichtungen einzusetzen, die ihre Haftkraft über Elekt- romagnetkraft (DE 27 37 619 A1) oder über Vakuum aufbauen, wobei der Begriff"Vakuum"streng genommen für Unterdruck steht. Hinsichtlich der Fortbewegungsart unterscheidet man bei der Vakuumtechnik, auf welche im weiteren abgestellt werden soll, Schreitwerke und Fahrwerke.

Schreitwerke erreichen derzeit nur Arbeitsgeschwindigkeiten bis zu 1m/min. Die Fortbewegung erfolgt periodisch mit Halte- pausen. Um Arbeitsgeschwindigkeiten von lm/min zu erreichen, muss die Hälfte der Vakuumsauger gelöst, angehoben und vor- ausgeschoben werden. Danach erfolgt das Absenken und Ansaugen dieser Sauger. Anschließend müssen die restlichen Sauger mit

gleicher Vorgehensweise nachgeführt werden. Somit schwankt die verfügbare Haltekraft ständig zwischen 50% und 100%. Wer- den die Sauger paarweise oder einzeln vorangeschoben bzw. nachgeführt, dann sinkt die Fortbewegungsgeschwindigkeit beträchtlich unter lm/min. Nachteilig ist ebenfalls der hohe Steuerungs-und Überwachungsaufwand der einzelnen Bewegungen.

Ein Vorteil solcher Vorrichtungen ist die einfach zu reali- sierende Lenkbarkeit durch seitliches Versetzen quer zur Fortbewegungsrichtung und die der Vorrichtung von Anfang an gegebene Fähigkeit, kleinere Hindernisse, wie Glasfassaden- profile, zu überwinden. Schreitende Vorrichtungen sind be- schrieben in DE 198 35 038 Cl, DE 199 07 437 A1, EP 0 401 120 A1, US 4 674 949, und US 5 551 525.

Fahrwerke erreichen höhere Arbeitsgeschwindigkeiten von 3m/ min bis zu 10m/min. Die Fortbewegung ist gleichförmig ohne Haltepausen und die Arbeitstakte : Sauger lösen, anheben, nachführen, absenken und ansaugen können für die betreffenden Sauger gleichzeitig erfolgen. Die ständig verfügbare Halte- kraft schwankt somit nur zwischen 80% bzw. 90% und 100%. Vor- teilhaft ist auch der geringere Steuerungsaufwand, da die Arbeitstakte zwangsgesteuert werden können. Nachteilig an bekannten Fahrwerken ist die ungenügende Lenkbarkeit, wie seitliches Versetzen quer zur Fortbewegungsrichtung und die im Grundmechanismus nicht vorhandene Fähigkeit, an senkrech- ten Wänden, wie insbesondere auch Glasfassaden, Fassadenpro- file oder ähnliche Hindernisse zu überwinden. Die Radgeomet- rie bietet nicht genug Auflagefläche und ist für das Tragen von Saugern relativ ungeeignet. Beispiele für Fahrwerke sind in DE 197 27 421 C2, DE 296 22 167 U1, EP 0 505 956 A1, US 5 487 440 und US 6 090 221 beschrieben.

Bei den Fahrwerken ist die Kettenfahrtechnik, wie sie seit langem bei gepanzerten Kettenfahrzeugen und Raupenfahrzeugen verwendet wird, die derzeit praktikabelste Lösung. Jedoch müssen die umlaufenden Triebmittel, wie Ketten, Bänder, Seile oder Riemen, welche die Fortbewegung realisieren sollen, noch mit Saugern versehen sein. Stellvertretend wird für alle ent- sprechend geeigneten Triebmittel der Begriff"Kette"verwen- det, ohne dass damit irgendeine Einschränkung vorgenommen sein soll.

Das Prinzip beruht darauf, dass jeder an einer Kette befes- tigte Sauger eine Endlosschleife durchläuft. Die der Fahrflä- che zugewandten Sauger sind mit Vakuum beaufschlagt und hal- ten das Fahrwerk an der Fassade. Setzt man die Ketten in Bewegung, müssen die jeweils hinteren Sauger belüftet werden, damit sich diese Sauger von der Fahrfläche lösen und die Ketten diese Sauger um 180° schwenken können. Die Sauger der aktuell umgeschwenkten Sauger zeigen somit in die von der Fahrfläche abgewandte Richtung. In dieser Lage werden die Sauger in Fahrtrichtung transportiert und wieder um 180° ge- schwenkt, womit die Sauger der Fahrfläche wieder zugewandt werden. Nun erfolgt die Beaufschlagung mit Vakuum, und die Sauger werden aktiv und können das Fahrwerk auf der Fahrflä- che fixieren. Nachdem das Fahrwerk über die angesaugten Sau- ger hinweggefahren ist, werden diese erneut belüftet und geschwenkt. Dieser Vorgang wiederholt sich während des Fah- rens für jeden einzelnen Sauger fortwährend.

Die bekannten Kettenfahrwerke für Fassaden unterscheiden sich meist nur dadurch, wie sie die Sauger nach dem Schwenken pa- rallel auf der Fahrfläche aufsetzen bzw. abheben oder ab- schwenken (DE 29 622 167 U1), und wie die Vakuumzuführung

realisiert ist (EP 505 956 A1).

Ein großer Nachteil der kontinuierlich fahrenden Laufwerke besteht darin, dass sie keine Hindernisse, wie z. B. Glasfas- sadenprofile von höher als ca. lcm, überwinden können. Außer- dem lassen sich nur sehr kleine Trimmlenkbewegungen ausfüh- ren. Auch haben sie konstruktionsbedingt eine sehr große Masse und Bauhöhe.

Wesen der Erfindung Aufgabe der Erfindung ist es, ein preiswertes, betriebssiche- res und relativ schnell und kontinuierlich sowohl vor-als auch rückwärts fahrendes, selbstkletterndes Fahrwerk geringer Masse und Bauhöhe zu schaffen, welches sehr sicher an einer schrägen, senkrechten oder überhängenden Fassade über größere Reichweiten ferngesteuert fährt, Fassadenprofile von über 1cm bis mindestens 4cm Höhe überwindet, so gut lenkbar ist, dass es auf der Stelle wenden kann, nicht an Seilen oder ähnlichen Hilfsmitteln hängt und vorzugsweise für Kletterroboter zur Glasfassadenreinigung, aber auch beispielsweise für Trans- port-, Sanier-und Inspektionsarbeiten, einsetzbar ist und einen minimierten Steueraufwand und Energieverbrauch für seinen Betrieb hat.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß nach den Merkmalen des An- spruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterent- wicklungen zeigen die abhängigen Ansprüche auf.

Mit der Erfindung ist ein kontinuierlich und relativ schnel- les selbstkletterndes Fahrwerk für Roboter geschaffen worden, welches selbständig an einer schrägen, senkrechten oder sogar überhängenden Fassade emporklimmt, Fassadenprofile von min- destens 4cm Höhe überwindet, auf der Stelle wenden kann,

einen vergleichsweise geringen Steuer-und Energieaufwand erfordert und nicht an Seilen oder ähnlichen Hilfsmitteln hängt.

Das erfindungsgemäße selbstkletternde Fahrwerk hat zwei Ket- tenbahnführungen, die im Gegensatz zu bekannten Kettenantrie- ben nicht senkrecht zur Fahrfläche, sondern parallel zur Fahrfläche des Fahrzeugs orientiert sind, also flach gelegt sind, wobei die entlang der Kettenbahnführungen bewegten Sauger ihre parallele Lage zur Fahrfläche stets beibehalten.

Die Sauger weisen also stets zur Fahrfläche, ganz gleich, ob sie aktiv sind oder nicht aktiv sind. In Weiterbildung der Erfindung realisieren rückwärtig an den Saugern angreifende Schieber ein senkrechtes Absenken und Absetzen der Sauger auf die Fahrfläche sowie ein senkrechtes Abheben und Zurückführen der Sauger in die Grundstellung. Die Schieber realisieren somit einen parallelen und konstanten Abstand des Fahrwerks von der Fahrfläche und gewährleisten damit die nötige Boden- freiheit für ein Überwinden von Hindernissen, wie speziell Glasfassadenprofile.

Die Schieber werden längs der Kettenbahnführungen geführt und sind untereinander mit den Ketten oder funktionell gleichwer- tigen Triebmitteln verbunden. Der Begriff Schieber"soll dabei für alle funktionell geeigneten Führungsbauteile für die Sauger stehen.

Ausführungsbeispiele für die Erfindung Die Erfindung soll anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

In den zugehörigen Zeichnungen zeigen :

Fig. 1 eine erste Variante von Kettenbahnführungen eines Fahrwerks in der Draufsicht, Fig. 2 eine weitere Variante von Kettenbahnführungen eines Fahrwerks in der Draufsicht, Fig. 3 eine weitere Variante von Kettenbahnführungen eines Fahrwerks in der Draufsicht, Fig. 4 eine weitere Variante von Kettenbahnführungen eines Fahrwerks in der Draufsicht, Fig. 5 eine weitere Variante von Kettenbahnführungen eines Fahrwerks in der Draufsicht, Fig. 6 die Ansicht nach Fig. 1 von einer Stirnseite aus, Fig. 7 die Ansicht nach Fig. 4 von einer Stirnseite aus und Fig. 8 die Seitenansicht eines Schiebers.

Funktionell äquivalente Bauteile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.

Gemäß der Figuren 1 und 6 sind zwei Kettenbahnführungen 1,2 eines Fahrwerks aus jeweils einer exakten Geradführung 1 für das Vorwärts-und Rückwärtsfahren bzw. Auf-und Abfahren an einer Fassade und jeweils einer exakten Teilkreisführung 2 für das Drehen und Wenden auf der Stelle zusammengesetzt. Die beiden Teilkreisführungen 2 haben einen solchen Radius und sind so zueinander beabstandet, dass sich ein gedachter Voll- kreis mit dem Mittelpunkt M um beide Teilkreise schlagen lässt. Zwischen den Geradführungen 1 und den Teilkreisfüh- rungen 2 sind Antriebsräder 3a, 3b bzw. Umlenkräder 4 ange- bracht, um umlaufende Ketten 5 anzutreiben und in den Ketten- bahnführungen zu führen. Die Antriebsräder 3a, 3b dienen zugleich als Umlenkräder auf der entgegengesetzten Seite der reinen Umlenkräder 4. Mit den Ketten 5 laufen an Schiebern 6, 8 befestigte Sauger 7,9 um.

Soll das Fahrwerk an einer Fassade in gerader Richtung senk- recht nach oben oder unten fahren, müssen alle Schieber 6 innerhalb der beiden Geradführungen 1 zum Ausfahren angesteu- ert sein und die dazugehörigen Sauger 7 mit Vakuum beauf- schlagt werden. Diese Sauger 7 sind somit als einzige auf der Fahrfläche angesaugt. Alle übrigen Schieber 8 und Sauger 9 befinden sich in der Grundstellung, das heißt, die Schieber 8 sind eingefahren und ihre Sauger 9 ohne Vakuum beaufschlagt.

Werden die Antriebsräder 3a, 3b gleichmäßig in entgegenge- setzter Drehrichtung angetrieben (Antriebsrad 3a in Uhrzei- gerrichtung und Antriebsrad 3b in Gegenuhrzeigerrichtung), bewegt sich das Fahrwerk geradeaus vorwärts, beispielsweise an einer Glasfassade empor. Wird hingegen das Antriebsrad 3b in Uhrzeigerrichtung und das Antriebsrad 3a in Gegenuhrzei- gerrichtung angetrieben, bewegt sich das Fahrwerk ohne Wende- manöver entgegengesetzt, beispielsweise an einer Glasfassade hinab. Erreicht einer der Schieber 6,8, welche längs der beiden Kettenbahnführungen 1,2 durch die beiden Ketten 5 bewegt werden, ein Geradführungsende bzw. einen Geradfüh- rungsanfang, wird er umgesteuert. Die Teilkreisführungen 2 haben keinen Einfluss. Das heißt für die Schieber 6 innerhalb der beiden Geradführungen 1 bei Erreichen des Geradführung- sendes : Vakuumerzeugung abschalten und danach Schieber in die Grundstellung einfahren. Gleichfalls gilt für die Schieber 8 außerhalb der beiden Geradführungen 1 bei Erreichen des Ge- radführungsanfangs : Vakuumerzeugung einschalten und danach Schieber ausfahren.

Berührt ein Sauger 7 die Fahrfläche F (Fig. 6), wird er vom Umgebungsluftdruck fest an die Fahrfläche F angepresst, und damit bringt dieser Sauger 7 einen Teil der erforderlichen Haltekraft auf. Trifft der Sauger 7 beim Ausfahren seines Schiebers 6 auf ein Fassadenprofil P (Fig. 6), was sensorisch

kontrolliert wird, stoppt die Zustellbewegung des Schiebers 6 automatisch. Dadurch wird ein Abstoßen des Fahrwerks von ei- ner senkrechten Fassade wirkungsvoll verhindert. Außerdem wird die Vakuumerzeugung in dem betreffenden Sauger 7 deakti- viert. Beim Verlassen der Geradführung 1 wird der Schieber, jetzt Schieber 8, erneut umgesteuert und in die Grundstellung eingefahren. Wie aus Fig. 6 zu ersehen ist, bestimmt der Hub der Schieber 6,8 bzw. die lichte Höhe der Sauger 7,9 in der Grundstellung über der Fahrfläche F die maximal zu überwin- dende Höhe von Hindernissen, also insbesondere von Fassaden- profilen P.

Für Fahrtrichtungsänderungen und Wendemanöver wird das Fahr- werk angehalten und im Stand geschwenkt oder gedreht. Dazu sind die Schieber 8 innerhalb der beiden Teilkreisführungen 2 auszufahren und die zugehörige Sauger 9 mit Vakuum zu beauf- schlagen, damit sie sich an der Fahrfläche F ansaugen. Erst danach werden auf den beiden Geradführungen 1 die Sauger 7 belüftet und die Schieber 6 in die Grundstellung eingezogen.

Es sind somit nur die Sauger 9 beider Teilkreisführungen 2 auf der Fahrfläche F angesaugt, die innerhalb der beiden Teilkreisführungen 2 den gedachten Kreis mit dem Mittelpunkt M beschreiben. Alle übrigen Schieber 6 befinden sich in der Grundstellung, das heißt, die Schieber 6 sind eingefahren und ihre Sauger 7 ohne Vakuumbeaufschlagung.

Treibt man beide Antriebsräder 3a, 3b gleichmäßig in dersel- ben Drehrichtung entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn an, dann schwenkt das gesamte Fahrwerk in Uhrzeigerdrehrichtung um den Kreismittelpunkt M, der von den beiden Teilkreisführungen 2 vorgegeben wird. Werden beide Antriebsräder 3a, 3b gleichmä- ßig in Uhrzeigerrichtung gedreht, schwenkt das Fahrwerk gegen die Uhrzeigerrichtung um den Mittelpunkt M. Erreicht einer

der Schieber 6,8, welche längs der Kettenbahnführungen durch die Ketten 5 bewegt werden, ein Kurvenführungsende bzw. einen Kurvenführungsanfang, wird er umgesteuert. Die beiden Gerad- führungen 1 haben keinen Einfluss. Das heißt für die Schieber 8 innerhalb der beiden Teilkreisführungen 2 bei Erreichen des Kurvenführungsendes : Vakuumerzeugung ausschalten und danach Schieber 8 in die Grundstellung einfahren. Für die Schieber 6 außerhalb der beiden Teilkreisführungen 2 gilt bei Erreichen des Kurvenführungsanfangs : Vakuumerzeugung einschalten und danach Schieber 6 ausfahren. Berührt ein Sauger 9 die Fahr- fläche F, wird er vom Umgebungsluftdruck fest an diese ange- presst. Damit bringt dieser Sauger 9 einen Teil der erforder- lichen Haltekraft auf.

Trifft der Sauger 9 beim Ausfahren des Schiebers 8 auf ein Fassadenprofil P, was sensorisch kontrolliert wird, stoppt automatisch die Zustellbewegung des Schiebers 8, wodurch ein Abstoßen des Fahrwerks von der Fassade verhindert wird. Au- ßerdem wird die Vakuumerzeugung für den betreffenden Sauger 9 deaktiviert. Beim Verlassen der Teilkreisführung 2 wird der Schieber 8 erneut umgesteuert und in die Grundstellung einge- fahren. Wie aus Fig. 6 zu ersehen ist, bestimmt der Hub der Schieber 6,8 bzw. die lichte Höhe der Sauger 7,9 in eingefah- rener Stellung über der Fahrfläche F die maximal zu überwin- dende Höhe von Hindernissen, also insbesondere von Fassaden- profilen P.

Die beiden Kettenbahnführungen des Fahrwerks werden von einem linken und einem rechten Rahmenteil 10 getragen oder werden direkt von den Rahmenteilen 10 ausgebildet, wobei Verbin- dungsbrücken 10 die beiden Rahmenteile 10 fest miteinander verbinden.

Die Schieber 6,8 tragen rahmenseitig Schieberführungen 18 (Fig. 8) in Gleit-oder Rollenausführung für eine sichere Führung entlang der umlaufenden Kettenbahnführungen, wie zu Fig. 8 noch ausführlich erläutert wird.

Die Sauger 7,9 beider Endlosketten 5 müssen nicht, in Vor- wärts-bzw. Rückwärtsrichtung betrachtet, wie dargestellt, synchron auf einer Höhe laufen, sie dürfen zueinander ver- setzt sein, was die Haftung auf der Fahrfläche F und das Überwinden von Fassadenprofilen P oder ähnlichen Hindernissen eher noch verbessert. Ein entsprechender, mehr oder weniger großer Versatz der Sauger 7,9 bezüglich beider Endlosketten 5 zueinander wird sich von allein betriebsbedingt einstellen.

In Fig. 2 ist eine weitere Variante dargestellt, die eben- falls mit zwei Kettenbahnführungen 1,2 arbeitet. Im Gegensatz zur Variante nach Fig. 1 laufen die Geradführungen 1 außen und die Teilkreisführungen 2 mit ihrem gedachten Kreismittel- punkt M innen. Hierdurch verbreitert sich die Spurbreite bei Geradeausfahrten, das Fahrwerk steht stabiler auf der Fahr- fläche. Dies kann für bestimmte Arbeiten eines Kletterrobo- ters an einer Fassade vorteilhaft sein. Allerdings bedingt diese Anordnung eine größere Anzahl von Saugern 7,9 und vier zusätzliche Umlenkrollen 4. Es versteht sich, dass sich die- jenigen Sauger, die aktuell quer zur Fahrrichtung laufen, immer angehoben sein müssen, ganz gleich, ob eine Geradeaus- oder Drehbewegung vollführt werden soll. Davon abgesehen entsprechen die Fahrabläufe vom Wirkprinzip denen nach der vorstehend ausführlich erläuterten Variante gemäß Fig. 1 und Fig. 6, weshalb auf eine nochmalige Beschreibung der Fahrab- läufe verzichtet werden dürfte.

Beide Kettenbahnführungen 1,2 des Fahrwerks werden wiederum von einem rechten und einem linken Rahmenteil 10 getragen, die über Verbindungsbrücken 10 miteinander fest verbunden sind. Die Ausbildung der Schieber 6,8 ist identisch zur Aus- führung nach Fig. 1, Fig. 6 und Fig. 8.

Fig. 3 zeigt eine weitere Variante. Sie unterscheidet sich von der Variante nach Fig. 1 dadurch, dass die beiden Ketten- bahnführungen 1,2 des Fahrwerks aus jeweils zwei parallelen exakten Geradführungen 1 für das Vorwärts-und Rückwärtsfah- ren bzw. Auf-und Abfahren an einer Fassade und jeweils zwei die Geradführungen 1 verbindenden exakten Teilkreisführungen 2 für das Drehen und Wenden auf der Stelle zusammengesetzt sind. Die insgesamt vier Teilkreisführungen 2 sind wiederum so zueinander beabstandet und mit einem solchen Radius ausge- führt, dass sich ein gedachter Vollkreis mit einem Mittel- punkt M als Drehpunkt für das Fahrwerk schlagen lässt. Zwi- schen den inneren Geradführungen 1 und den sich anschließen- den Teilkreisführungen 2 sind wiederum Antriebsräder 3a, 3b bzw. Umlenkräder 4 angebracht, um umlaufende Ketten 5 anzu- treiben und zu führen. Außerdem sind weitere Umlenkräder 4 zwischen den äußeren Geradführungen 1 und den Teilkreisfüh- rungen 2 angeordnet. Die Antriebsräder 3a, 3b dienen zugleich als Umlenkräder. Mit den Endlosketten 5 laufen an Schiebern 6,8 befestigte Sauger 7,9 um.

Zur Geradfahrt können entweder steuerungsabhängig die Sauger 7 an den inneren Geradführungen 1 oder die Sauger 7 an den äußeren Geradführungen 1 eingesetzt werden. Durch Verwendung der äußeren Sauger 7 auf den äußeren Geradführungen 1 ver- breitert sich die Fahrspur, das Fahrwerk steht stabiler auf der Fahrfläche. Dies kann für bestimmte Arbeiten eines Klet-

terroboters vorteilhaft sein. Für Drehbewegungen werden die Sauger 9 auf den Teilkreis-Führungen 2 eingesetzt.

Beide Kettenbahnführungen 1,2 des Fahrwerks werden wiederum von einem rechten und einem linken Rahmenteil 10 getragen, die über Verbindungsbrücken 10 miteinander fest verbunden sind.

Die Fahrabläufe entsprechen prinzipiell denen nach den vorge- nannten Varianten, weshalb auf eine ausführliche Beschreibung verzichtet wird.

In Fig. 4 und Fig. 7 ist eine Variante mit zwei Kettenbahn- führungen 1 in Geradführung vorgestellt, die an ihren Umlen- kenden durch eine umlenkende Antriebsrolle 3a, 3b und entge- gengesetzt durch eine Umlenkrolle 4 umgelenkt werden. Die insgesamt vier Geradführungen 1 erlauben lediglich ein Vor- und Rückwärtsfahren des Fahrwerks. Zur Verbreiterung der Fahrspur werden in vorteilhafter Weise zum aktiven Fahren die jeweils äußeren Sauger 7 der beiden äußeren Geradführungen 1 verwendet und die beiden inneren Geradführungen 1 zum Rück- führen der dann angehobenen Sauger 7 verwendet.

Zum Drehen hängt das Fahrwerk in einem in der Fahrebene rela- tiv zum Fahrwerk verdrehbaren Drehgestell 11, dessen Stützen gleichfalls mit Schiebern 12 und Saugern 13 versehen sind.

Somit lässt sich das Drehgestell 11 höhenmäßig aus-und ein- fahren. Die Drehachse 14 für das Fahrwerk und Drehgestell 11 geht durch den Mittelpunkt M des Drehgestells 11 und eine mittige Verbindungsbrücke 10, die die beiden Rahmenteile 10 des Fahrwerks überbrückt. Im ausgefahrenen Zustand der Sauger 13 wird das Fahrwerk relativ zum Drehgestell 11 und damit zur

Fahrfläche F (Fig. 7) angehoben und kann motorisch um die Drehachse 14 gelenkt werden.

Eine weitere Variante eines Fahrwerks zeigt Fig. 5, stark schematisiert, wie auch alle übrigen Varianten. Es werden wieder zwei Endlosketten 5 mit Saugern 7,9 verwendet, aller- dings nicht mit zueinander spiegelsymmetrischen oder symmet- rischen Kettenbahnführungen, sondern mit asymmetrisch ausge- bildeten Kettenbahnführungen 1,2. Eine erste Kettenbahn läuft in zwei Geradführungen 1, die an ihren Enden lediglich durch eine Antriebsrolle 3a und eine Umlenkrolle 4 umgelenkt wer- den. Entsprechend schmal läuft die Kette 5 um. Die zweite Kettenbahn wird von einer Teilkreisführung 2 und einer weite- ren Geradführung 1 gebildet, wobei der Teilkreisdurchmesser größer ist als die Länge der drei gleichlangen Geradführungen 1. Der Teilkreis ist also außenseitig und parallel zu den beiden Geradführungen 1 der ersten Kettenbahnführung durch die weitere Geradführung 1 abgeplattet. Für Geradefahrten werden die innere Geradführung 1 oder die äußere Geradführung 1 der ersten Kettenbahnführung 1 und die Geradführung 1 auf der Außenbahn der zweiten Kettenbahnführung 1,2 benutzt. Zum Drehen wird die Teilkreisführung 2 der zweiten Kettenbahnfüh- rung 1,2 verwendet, wobei der Drehpunkt M asymmetrisch zur Fahrwerkmitte zu liegen kommt. Der Vorteil dieser Variante liegt in der sehr sicheren Haftung des Fahrwerks an einer Fassade sowohl beim Geradeausfahren als auch beim Drehen, und man kommt dennoch mit weniger Saugern 7,9 aus als nach der Variante gemäß Fig. 3.

Beide Rahmen 10 des Fahrwerks mit den Endloskettenbahnen sind über Verbindungsbrücken 10 miteinander fest verbunden. Die Schieber 6,8 sind analog zu den vorhergehenden Varianten ausgeführt.

Die Fahrabläufe entsprechen prinzipiell denen nach der ersten Variante, weshalb auf eine ausführliche Beschreibung wiederum verzichtet werden kann.

In Fig. 8 ist ein für alle Varianten geeigneter Schieber 6,8 als Baugruppe herausgezeichnet. Er besteht im Beispiel aus einer pneumatisch betätigten Kolben-Zylindereinheit. Um eine besonders kompakte und dennoch stabile Bauweise des Schiebers zu erreichen, ist die Kolbenstange 15 des Schiebers fest angeordnet und der Zylinder 19 unter Einsatz seiner Außenkon- turen höhenverschieblich in einer prismatischen Zylinderfüh- rung 17 geführt, wobei eine Stütze 16 für die Schieberführung 18 und die Kolbenstange 15, die Kolbenstange 15 mit dem nicht sichtbaren Kolben und die Zylinderführung 17 eine zusammen- hängende, stabile Baugruppe ausbilden und der Zylinder 19 an seinem unteren Ende den Sauger 7,9 trägt. Seitlich wirkende Kräfte werden nicht von der Kolbenstange 15 aufgenommen, sondern von der Zylinderführung 17 und dem Zylindergehäuse.

Die Schieber 6,8 laufen kettengetrieben an ihren Schieberfüh- rungen 18 entlang einer umlaufenden Kettenbahnführung 1,2, die von einem Rahmenteil 10 entweder selbst ausgebildet wer- den oder von ihm getragen werden. Zur Verminderung der Rei- bung kann eine Rollenführung vorgesehen sein.

Auf der Oberseite des Saugers 7,9 sind nicht näher darge- stellte Steuerelemente für den Saugerbetrieb angeordnet.

Jeder Sauger 7,9 besitzt einen Ejektor zur Erzeugung von Haltekraft durch Unterdruck, der über eine Druckringleitung je Kettenbahnführung 1,2 zugeführt wird. Zwecks schnellen Lösens von der Fahrfläche F wird Druckluft auch zum Aufheben des Unterdrucks in die Sauger 7,9 eingeblasen. Eine Mikrokon- troller steuert in Zusammenarbeit mit Sensoren und pneumati- schen Stell-und Regelgliedern die zeitliche Abfolge der

Schieber-und Saugerzustände. Dabei werden die Ausfahrkraft für die Sauger 7,9 und die Saugkraft der aktivierten Sauger 7,9 vorteilhaft in Abhängigkeit des Ausfahrweges der Schieber 6,8 (Hindernis) beeinflusst, wobei erst im voll ausgefahrenen Zustand eines Saugers 7,9 die volle Stützkraft und der volle Unterdruck aufgebaut werden, um ein Ausheben des Fahrwerks an größeren Hindernissen zu vermeiden. Wird ein solcherart Hin- dernis festgestellt, hält das Fahrwerk automatisch an und wartet auf ein geeignetes Fahrmanöver. Außerdem wird im Fahr- betrieb stets geprüft, ob eine genügend große Haftkraft gegen Absturz des Fahrwerks an Fassaden herrscht. Droht eine pro- grammmäßig festgelegte Haftkraft unterschritten zu werden, beispielsweise weil unzulässig viel Sauger keinen Kontakt zur Fahrfläche finden (Fahrbahnende, Fassadenöffnung, Fassaden- knick, ungeeignete Fahrbahnbeschaffenheit, Störung in der Druckluftzufuhr bzw. im Vakuumaufbau an einem Sauger u. a.), hält das Fahrwerk automatisch an.

Bezugszeichen 1,2 Kettenbahnführung 1 Geradführung einer Kettenbahnführung 2 Teilkreisführung einer Kettenbahnführung 3a, 3b Antriebsräder 4 Umlenkräder 5 Kette 6,8 Schieber des Fahrwerks 6 Schieber, aktuell geradgeführt 8 Schieber, aktuell teilkreisgeführt 7,9 Sauger 7 Sauger, aktuell geradgeführt 9 Sauger, aktuell teilkreisgeführt 10 rechter und linker Rahmen mit Verbindungsbrücken 11 Drehgestell 12 Schieber des Drehgestells 13 Sauger des Drehgestellschiebers 14 Drehachse 15 Kolbenstange 16 Stütze 17 Zylinderführung 18 Schieberführung 19 Zylindergehäuse M Mittelpunkt der Teilkreisführungen 2 F Fahrbahn (Fassade) P Fassadenprofil




 
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