Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten, insbesondere zum Reinigen, Schleifen, Polieren und Aktivieren, von Werkstücken gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Herkömmliche Reinigungsanlagen für Autos, Windkraftflügel, Werkstücke usw., bei denen sich das zu reinigende Objekt fortlaufend durch die Anlage hindurch bewegt, erfordern zum Reinigen des Objektes eine Anzahl von sich mit dem Objekt bewegbaren Drehbürsten auf jeder Objektseite und komplizierte Steuereinrichtungen, so dass die Konstruktion, Bedienung und Wartung derartiger Anlagen kostspielig ist.

Es sind z. B. auch Autoreinigungsanlagen bekannt, die zum Reinigen von Fahrzeugen dienen und einfacher aufgebaut sind. Eine derartige Autoreinigungsanlage ist beispielsweise in der DE-OS 1 630 042 beschrieben. Diese Autoreinigungsanlage umfasst eine Reinigungseinrichtung, die aus einer Trageinrichtung, einer in der Trageinrichtung angeordneten Steuerung, einem aus der Trageinrichtung ausschwenkbaren, durch die Steuerung gesteuerten Gestänge und einer am Gestängeende drehbar befestigten, mittels eines Elektromotors betriebenen Bürste besteht. Die einzige Bürste wird derart gesteuert, dass nacheinander alle Wagenseiten gereinigt werden. Die Steuerung dieser Bürste ist jedoch ebenfalls kompliziert, und der Reinigungsvorgang erfordert eine lange Arbeitszeit.

Durch die DE 41 40 673 A1 ist eine Reinigungseinrichtung für Karosserien, insbesondere Fahrzeugkarosserien, bekannt, die eine Schutzhaube aufweist, die die Karosserie während des Reinigungsprozesses umgibt und die mindestens eine gegen die Karosserie gerichtete Luftdüse und mindestens eine Saugeinrichtung aufweist. Bei einer Ausführung der Reinigungseinrichtung können mehrere Luftdüsen und mehrere Saugeinrichtungen vorgesehen sein, wobei diese Saugeinrichtungen an ihrem der Karosserie zugewandten Rand an die Umrissform der Karosserie anpassbar und in Bezug auf die Karosserie einstellbar sind. Es ist auch eine lonisiereinrich- tung zur Ionisierung von Staubpartikel vorgesehen. An eine veränderte Einstellung der Saugeinrichtungen während des Betriebs der Reinigungseinrichtung ist jedoch nicht gedacht.

Durch die DE 196 20 684 A1 ist eine Waschbürste bekannt, die vertikal ausgerichtet, relativ zu einem Fahrzeug verschiebbar und über eine Achsanordnung drehbar an einem Rahmen einer Autowaschanlage gelagert ist, wobei die Achsanordnung min- destens zwei Achselemente aufweist, auf denen jeweils ein einen Waschbürstenabschnitt tragenden Bürstenrohrelement koaxial drehbar gelagert ist und wobei die einzelnen Achselemente in einem Winkel zueinander anstellbar sind, um die Waschbürste an den Querschnitt eines Kraftfahrzeugs anzupassen. Dabei ist das untere Achselement in der Lage der Waschbürste seitlich neben dem Fahrzeug in Richtung auf das Fahrzeug angewinkelt, um den eingezogenen, unteren Karosserieabschnitt zu reinigen. Bei einer Ausführung der Waschbürste können drei Achselemente mit Bürstenabschnitten vorgesehen sein, wobei diese Achselemente um die vertikale Achse im Laufe des Waschvorgangs von einer Position vor dem Fahrzeug bis zu einer Position hinter dem Fahrzeug um 180° derart verdrehbar ist, dass das untere Achselement stets in Richtung auf das Fahrzeug angewinkelt verläuft. Dabei sind die Achselemente in Achslängsrichtung hintereinander in einer Ebene ausgerichtet.

Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, bei einer Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art die Steuerung weiter zu vereinfachen und eine gründliche Bearbeitung, insbesondere Reinigung, Schleifen, Polieren oder Aktivieren, zu ermöglichen. Dabei soll die Bearbeitung, insbesondere die Bürstensteuerung und Reinigung, sich leicht an verschiedene Auto- bzw. Werkstücktypen anpassen lassen. Die Anpassung an die unterschiedlichen Konturen wird nicht einmal voreingestellt sondern kann während dem Bearbeitungsvorgang simultan an die Kontur angepasst werden.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die vorliegende Erfindung ist besonders bei der Oberflächenbearbeitung von Rohka- rossen im Autokarosseriebau, bei der Windkraftflügelbearbeitung oder Bearbeitung von anderen Werkstücken vorteilhaft. Die Rohkarossen z. B. durchwandern mehrere Bearbeitungsstufen, beispielsweise das Schleifen, Entfetten, Galvanisieren und Lackieren, zwischen denen die Autokarosserie jeweils gereinigt werden muss. Ferner ist von Vorteil, dass für alle Autotypen die gleichen Walzen anstatt verschiedene Walzen als Bearbeitungsmittel verwendet werden können. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann aber auch zum Schleifen oder für sonstige Bearbeitungsvorgänge selbst verwendet werden. Ferner ist es möglich, mindestens zwei solche Vorrichtungen gemäß der Erfindung hintereinander einzusetzen, von denen die eine beispielsweise das Schleifen und die andere das Reinigen übernimmt. Die Drehzahlen der Antriebe können einzeln regelbar sein.

Weitere zweckmäßige und vorteilhafte Ausführungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor. Gemäß einer weiteren, einfachen Ausbildung der Erfindung ist das Gestänge so ausgeführt, dass die vertikale Neigung der Achsen so einstellbar ist, dass die Bearbeitungseinrichtungen an die Außenform des Werkstücks angepasst werden.

Gemäß einer weiteren, einfachen Ausbildung der Erfindung sind die Achsen quer zur Arbeitsbewegungsrichtung der Bearbeitungseinrichtungen ausgerichtet.

Gemäß einer weiteren, einfachen Ausbildung der Erfindung sind die Achsen mittels durch die Steuereinrichtung gesteuerter Antriebe über das Gestänge vertikal einstellbar.

Gemäß einer weiteren, alternativen Ausbildung der Erfindung erfolgt die Anpassung der einzelnen Bearbeitungseinrichtungen an die Kontur des Werkstücks mittels einer Welle, die Abschnitte mit verschiedenen Steigungen aufweist. Die Anpassung kann damit stufenlos und auch während des Bearbeitungsvorgangs vorgenommen wer- den.

Eine zweckmäßige, weitere Ausbildung der Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit mehreren gelenkig miteinander verbundenen Achsen (14-18) und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Trageinrichtung die Form eines Bügels aufweist, der sich über alle Achsen erstreckt, die Steuereinrichtung/en und ein oder mehrere Spindelantriebe variabel am Bügel befestigt sind, der Spindelantrieb zu beiden Seiten mit jeweils einer oder mehrere ineinander oder hintereinander laufenden Spindeln versehen ist, wobei die jeweils außen liegende Spindel am zugeordneten Bügelende drehbar gelagert ist, auf jeder Spindel eine Spindelmutter vorgesehen ist und von den Spindelmuttern die außenliegenden mit den außenliegenden Enden der Endachsen und die nächstinnenliegenden mit den innenliegenden Enden der Endachsen gelenkig verbunden sind.

Gemäß einer weiteren, alternativen Ausbildung der Erfindung erfolgt die Anpassung der Bearbeitungsmittel an das Werkstück über eine Welle, die Abschnitte mit ver- schiedenen Steigungen aufweist. Die Anpassung kann somit stufenlos und auch kontinuierlich während des Bearbeitungsvorgangs erfolgen.

Gemäß einer vorteilhaften, weiteren Ausbildung der Erfindung ist jede Achse mit einer bügeiförmigen, sich zur Trageinrichtung erstreckenden und die Walzen nicht behindernden Abdeckung versehen.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist auf der einen oder mehreren Seiten der Trageinrichtung ein sich über die Bearbeitungseinrichtungsmodule erstreckender Absaugkanal zur Aufnahme von sich durch die Drehbewegung der Bearbeitungsmittel aufwärts bewegenden Schmutzteilchen vorgesehen. Dadurch wird bei einer Reinigungsvorrichtung ein Zerkratzen der Karosserieoberfläche verhindert und die Bearbeitungsparameter bleiben ständig konstant. Dabei ist es möglich, die Absaugung links, rechts, beidseitig oder beidseitig nicht zu aktivieren.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist auf der anderen Seite der Trageinrichtung ein sich über die Bearbeitungseinrichtungsmodule erstreckender Zuluftkanal zur Unterstützung der Schmutzteilchenaufnahme durch den Absaugkanal vorgesehen. Bei Ausführung mit mehrseitigen Absaugkanälen ist auch ein Zuluftkanal auf der Gegenseite vorgesehen.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist vor der Bürstenöffnung des Zuluftkanals ein sich über die Bearbeitungseinrichtungsmodule erstreckender lonisier- stab vorgesehen. Die durch ihn ionisierte Zuluft verhindert das Anhaften von Schmutzteilchen am Werkstück. Bei mehrseitigen Abluft- und Zuluftkanälen werden auch die lonisierstäbe dementsprechend mehrseitig verwendet. Dadurch bleiben die Bearbeitungsparameter ständig konstant. Dabei ist es möglich, die Ionisierung links, rechts, beidseitig oder beidseitig nicht zu aktivieren. Ferner können die lonisierstäbe an den einzelnen Seiten integriert sein, um eine optimale, konstante Wirkung zu erzielen. Gemäß einer zweckmäßigen, weiteren Ausbildung der Erfindung weist die Vorrichtung eine Gesamtabdeckung auf.

Gemäß einer weiteren, wichtigen Ausbildung der Erfindung ist die Drehrichtung der Walzenantriebe umkehrbar. Daher hat die Vorrichtung keine Leerfahrt und muss nicht gewendet werden, um einen neuen Arbeitsvorgang zu beginnen. Ferner kann die Drehzahl frei wählbar eingestellt werden. Bei der Umkehrung der Drehrichtung der Walzenantriebe werden auch sämtliche anderen Prozesse, wie Zuluft, Abluft, Ionisierung usw., umgekehrt.

Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist eine automatische Überwachungseinrichtung zur Überwachung des Walzenverschleißes mit automatischer Korrektur des Abstands zum zu bearbeitenden Werkstück vorgesehen.

Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist eine Kollisionsü- ber-wachungseinrichtung zum Verhindern einer Kollision mit dem Werkstück oder mit anderen Hindernissen vorgesehen.

Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist eine Bürstenan- pressdruck- und Abstandsüberwachungseinrichtung für das Werkstück vorgesehen.

Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausbildung der Erfindung erfolgt die Überwachung mittels Laserabtastung.

Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausbildung der Erfindung nimmt die Überwa- chungseinrichtung eine kontinuierliche Korrektur während des Bearbeitungsvorgangs vor.

Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausbildung der Erfindung sind sämtliche Prozesse, wie Zu- und Abluft sowie die Ionisierung, mit Umkehrung der Walzendrehrich- tung umschaltbar. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung sind die Bearbeitungsmittel als Walzen und als Halbschalen ausgeführt. Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Reinigen von Autokarosserien mit fünf mindestens teilweise verstellbaren Achsen für fünf Reinigungseinrichtungen gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung der Fig. 1 mit verstellten Achsen,

Fig. 3 eine erste perspektivische Teilansicht der Vorrichtung der Fig. 2 von schräg vorn,

Fig. 4 eine zweite perspektivische Teilansicht der Vorrichtung der Fig. 2 von schräg hinten,

Fig. 5 eine dritte seitliche, perspektivische Teilansicht der Vorrichtung der Fig. 2,

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung der Fig. 1 mit einem Absaugkanal und einem Zuluftkanal,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung der Fig. 1 mit einer

Gesamtabdeckung,

Fig. 8 einen Schnitt in Querrichtung der Vorrichtung der Fig. 6,

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführung einer Vorrichtung zum Reinigen von Autokarosserien mit drei mindestens teil- weise verstellbaren Achsen für drei Bearbeitungseinrichtungsmodule gemäß der Erfindung,

Fig. 10 eine Stirnansicht der Vorrichtung nach Fig. 9,

Fig. 11 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 9 mit verstelltem linken Modul,

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung nach Fig. 11 ,

Fig. 13 eine Rückansicht der Vorrichtung nach Fig. 11 ,

Fig. 14 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 9,

Fig. 15 eine vergrößerte Teilansicht der Fig. 14 von hinten und

Fig. 16 Walzen als Halbschalen ausgeführt.

Die Vorrichtung in Fig. 1 weist eine Trageinrichtung im Wesentlichen in Form eines U-förmigen Bügels 1 mit abgewinkelten Bügelenden 2, 3 auf. In der Mitte des Bügels 1 ist innen ein Traggehäuse 4 für einen Elektromotor 5 und eine zugehörige, nicht gezeigte Steuereinrichtung befestigt. Vom Elektromotor 5 gehen zu beiden Motorseiten jeweils zwei ineinander liegende Spindeln 6, 7 bzw. 8, 9 aus, von denen die Spindel 7 am Bügelende 2 und die Spindel 9 am Bügelende 3 drehbar gelagert ist. Auf jeder Spindel 6-9 läuft eine Spindelmutter, und zwar auf der Spindel 6 eine Spindelmutter 10, auf der Spindel 7 eine Spindelmutter 11 , auf der Spindel 8 eine Spindelmutter 12 und auf der Spindel 9 eine Spindelmutter 13. Unterhalb des Bügels sind fünf gelenkig miteinander verbundene Achsen 14-18 in Achslängsrichtung hintereinander in einer Ebene angeordnet. Die Außenstirnseite der Endachse 14 ist dabei mittels eines Stangenpaars 19, 20 mit der Spindelmutter 11 gelenkig verbun- den. In gleicher Weise ist die Innenstirnseite der Endachse 14 über ein entspre- chendes Stangenpaar (21), 22 mit der Spindelmutter 10 gelenkig verbunden. Auf der anderen Motorseite ist eine analoge Anordnung vorgesehen, und zwar ist die Außenstirnseite der Endachse 18 mittels eines Stangenpaars (23), 24 mit der Spindelmutter 13 und die Innenstirnseite der Endachse 18 über ein entsprechendes Stangenpaar (25), 26 mit der Spindelmutter 12 gelenkig verbunden.

Auf den Achsen 14-18 drehen sich nicht dargestellte, elektrisch angetriebene Bürstenwalzen. Eine derartige Bürstenwalze ist im Schnitt in Fig. 8 gezeigt. Diese Bürstenwalze trägt vorzugsweise Nylonbürsten 26. Der Elektromotor 5 wird von der Steuereinrichtung autotypabhängig derart gesteuert, dass sich durch Verschiebung der Spindelmuttern 10-13 die vertikale Neigung der Achsen 14, 15 bzw. 17, 18 so einstellen lässt, dass sich deren Bürstenwalzen an die Außenform beispielsweise der Autokarosserie anpasst. Dabei können die betreffenden Stirnseiten der Achsen 14, 15 bzw. 17, 18 aus der geraden Normallage nach unten oder oben verschoben werden. Der Neigungswinkel ist größer als Null. Der Antrieb für jede Bürstenwalze selbst ist in dieser integriert.

Die Figuren 2-5 zeigen eine derartige Verschiebung der Achsen 14, 15 nach unten. Aus diesen Figuren ist auch das Ineinanderliegen der Spindeln 6, 7 bzw. 8, 9 deutlicher zu entnehmen. Ferner sind U-förmige Abdeckungen 27-31 für jede Achse mit deren Walzenbüste gezeigt, die jeweils an zugehörigen Stangenpaaren befestigt sind. Diese Abdeckungen verhindern, dass Schmutzteilchen von der Oberfläche der Autokarosserie in den Spindelantrieb geschleudert werden. Es ist deutlich ein Modulaufbau erkennbar, wobei zu einem Modul beispielsweise die Achse 14 und die Abdeckung 27 gehören.

In Fig. 5 ist das Traggehäuse 4 für den Elektromotor 5 weggelassen worden, so dass dieser besser zu erkennen ist. Aus dieser Fig. 5 ist auch zu entnehmen, dass zwischen dem Motor und den Spindeln 6, 7 ein Entkopplungs- bzw. Zukopplungs- element 32 und zwischen dem Antrieb und den Spindeln 8, 9 ein Entkopplungs- bzw. Zukopplungselement 33 zwischengeschaltet ist. In Fig. 6 sind ferner ein Absaugkanal 34, der auf der einen Längsseite der Vorrichtung angeordnet ist, und ein Zuluftkanal 35 gezeigt, der auf der anderen Seite der Vorrichtung angeordnet ist.

Diese Kanäle 34, 35 gehen auch aus der Fig. 8 hervor und sind an die Bürstenwalzenform angepasst. Die knapp über der Karosserieoberfläche liegende

Öffnung des Absaugkanals 34 nimmt die durch Bürsten 26 der sich linksdrehenden

Bürstenwalze 25 abgebürsteten Schmutzteilchen auf und leitet diese in nicht dargestellter Weise in einen Behälter ab. Unterstützt wird dieses Absaugen durch die Druckluft des Zuluftkanals 35, dessen Öffnung ebenfalls knapp über der Karosserieoberfläche liegt. Zur Ionisierung der Druckluft ist vor der

Zuluftkanalöffnung ein lonisierstab 36 vorgesehen. Die ionisierte Luft neutralisiert die statische Aufladung der Schmutzteilchen und verhindert somit die Anhaftung an das

Werkstück. Durch alle diese Maßnahmen wird verhindert, dass die

Karosserieoberfläche zerkratzt wird. Ferner wird eine intensive Reinigung ermöglicht.

Aus der Fig. 7 ist noch zu entnehmen, dass die Vorrichtung eine Gesamtabdeckung 37 aufweist.

In den Figuren 9 bis 15 ist eine alternative Ausführung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt. Diese Vorrichtung weist nach Fig. 9 drei Bearbeitungseinrich- tungsmodule 38-40 auf, die mit jeweils einem Bearbeitungsmittel, wie dem Bearbeitungsmittel 41 , versehen sind. Diese Bearbeitungsmittel können beispielsweise Bürstenwalzen für das Reinigen oder Schleifwalzen für das Schleifen sein. Die Steuerung der Module 38-40 kann wie bei der in den Figuren 1-8 beschriebenen ersten Ausführung der Vorrichtung erfolgen. Bei dieser alternativen Ausführung sind die äußeren Enden der Module 38 und 40 vertikal nach unten schwenkbar, während das mittlere Modul 39 starr ist. Die folgende Erläuterung bezieht sich auf das Modul 38; die anderen Module 39, 40 sind ebenso oder ähnlich aufgebaut. Jedes Bearbeitungsmittel 41 trägt in sich einen Elektromotor, der von zwei Motorbügeln, wie dem Motorbügel 42, getragen wird. Diese Motorbügel sind durch eine horizontal angeordnete Aufbauplatte 43 miteinander verbunden. Vor und hinter jedem Bearbeitungsmittel, wie 41 , ist jeweils ein Absaugkanal, wie die Absaugkanäle 44, 45, mit der Aufbauplatte 43 verbunden. Die Absaugkanäle verjüngen sich nach oben zu einem Absaugstutzen, wie dem Absaugstutzen 46. Über den Aufbauplatten, wie 43, ist eine Sammelhutze 47 angeordnet, deren Befestigung an einer fahrbaren HaI- terung nicht gezeigt ist. Die Sammelhutze 47 hat die Aufgabe, die aus den einzelnen Absaugkanälen, wie 44, 45, stammenden Partikeln zu sammeln und auf nicht dargestellte Weise abzuführen. Mit der Sammelhutze 47 ist ein Halter 48 verbunden, der einen nicht dargestellten Steuercomputer hält.

Fig. 10 zeigt den beschriebenen Aufbau von einer Stirnseite. Den Absaugstutzen, wie 46, 46 ^' , liegen Hutzenstutzen, wie 49, 49 ^' , gegenüber, die die Partikeln aus den Absaugkanälen und der Hutzenumgebung aufnehmen. Mit der Hutze 47 ist auch ein Lagerdeckel 50 für die Lagerung der vorbeschriebenen Spindeln verbunden. Unterhalb dieser Spindeln ist ein Gegenlager 51 für einen Drehhebel 52 auf der Aufbau- platte 43 befestigt. Ferner ist zwischen dem Absaugkanal 44 und dem Bearbeitungsmittel 41 ein lonisierstab 53 in Längsrichtung der Vorrichtung angeordnet. Ebenso ist zwischen dem Absaugkanal 45 und dem Bearbeitungsmittel 41 ein loni- sierstab 53 ^' in Längsrichtung der Vorrichtung angeordnet. Diese lonisierstäbe können an den zugehörigen Absaugkanälen befestigt sein, und die den Modulen 38, 40 zugehörigen lonisierstäbe werden mit verschwenkt. Durch die beidseitige Anordnung von Absaugkanälen und lonisierstäben kann ein Umkehrbetrieb der Elektromotoren der Bearbeitungsmittel vorgesehen werden. Dadurch braucht die Vorrichtung bei den Bearbeitungsvorgängen nicht um 180° gewendet werden.

In den Figuren 11-13 ist die alternative Vorrichtung nochmals mit abgeklapptem linken Modul 38 gezeigt. Das rechte Modul 40 könnte ebenso abgeklappt werden. In Fig. 14 ist die alternative Vorrichtung nochmals von der Seite gezeigt. Der Antriebsnnotor 5 und die Lagerdeckel 50, 50 ^' werden mittels Stützblechen 54, 55 an der Sammelhutze 47 stabilisiert. Diese Figur zeigt auch, wie sich die Absaugstutzen, wie 46, und die Hutzenstutzen, wie 49, der einzelnen Module 38-40 gegenüber liegen.

In Fig. 15 ist dargestellt, dass die Stützbleche, wie 54, mit Ausnehmungen 56 versehen sind, um Material und Gewicht zu sparen. Zwischen der Aufbauplatte 43 und dem Bearbeitungsmittel 41 befindet sich ein freier Raum 57. Mit 45' ist der nächste Absaugkanal bezeichnet.

In Fig. 16 ist eine geteilte Bearbeitungswalze dargestellt.