DE2243375A1

DE2243375A1 - Steuereinrichtung fuer autowaschmaschinen

Info

Publication number: DE2243375A1
Application number: DE2243375A
Authority: DE
Inventors: Lasse Jutila; Jorma Dipl Ing Paavola
Original assignee: Kone Lamminen Oy
Current assignee: Kone Lamminen Oy
Priority date: 1971-09-02
Filing date: 1972-09-02
Publication date: 1973-03-15
Also published as: ZA725984B; DD100211A5; CH552490A; GB1406833A; JPS4835673A; SE390934B; IT962285B; CA994456A; PL79498B1; FR2152052A5; CS166163B2; US3823356A; ES406289A1

Description

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77 P 12

30. August 1972

Kone-Lammineh Oy, Tesomanvaltatie 26, SF-33310 Tampere 31 / Finnland

STEUEREINRICHTUNG FUR AUTOWASCHMASCHINEN

Die Erfindung betrifft Steuereinrichtungen für Autowaschmaschxnen mit einem in Längsrichtung beweglichen Schlitten von portalartiger Ausbildung, welcher mechanisch voi·- und zurückbeweglich ist und auf Schienen oder ähnlichen Elementen über dem zu waschenden Wagen gelagert ist. Die Maschine ist mit mechanisch rotierenden Bürsten versehen, um die Seiten- und Oberflächen des¹ Wagens mittels Waschflüssigkeit zu waschen, wobei die Bürsten durch besondere Elemente gelagert sind, welche automatisch einen bestimmten Bürstenandruck gegen die Flächen des zu waschenden Wagens herbeiführen. Gleichzeitig sind die Veränderungen dieses Druckes in Abhängigkeit von den Veränderungen der Umrisse der Flächen in geeigneter Weise ausgelegt , um auch die Längsbewegung der Maschine gegenüber dem zu waschenden Wagen zu steuern. Wenn beispielsweise einige Hindernisse an dem Umriss der Wagenflächen vorliegen, beispielsweise Windabschi rmiingen, Gitterleisten oder dergleichen, kann der Druck gegen die Bürsten so gesteigert werden, daß die Längsbewegung über kurze Zeit angehalten und nicht weitergeführt wird, bis die Bürste aus der fraglichen Stellung freigegeben wird.

Diese Grundlagen werden bei Waschmaschinen angewendet, um di.e zu waschenden Wagen gegenüber Beschädigungen zu schützen und auch die Waschergeb-

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niese günstig zu halten.

Hierzu gehen bekannte Konstruktionen verschiedene Wege, beispielsweise durch Anwendung der Schwerkraft, wobei das Eigengewicht der Bürste eine solche Wirkung herbeiführt, daß sich die Bürste gegen die Oberfläche des Wagens mit einem konstanten Druck anlegt. Dieses Prinzip ist jedoch nicht sehr geeignet für die Seitenbürsten, da deren Wirkung sehr unsicher würde, wenn die Änderungen an den Umrissformen scharfkantig werden.

Es werden auch gewisse mechanische Anordnungen mit Federn und Armen verwendet, durch welche die Bürsten gegen die zu waschende Fläche mit recht konstanter Kraft angedrückt werden, wobei die Federn und Arme eine Rückzugbewegung ermöglichen, wenn gewisse Hindernisse auf dem Weg der Bürste auftreten. Die Bewegung der Bürste steuert danach die Längsbewegung der Maschine beispielsweise durch Grenzschalter oder dergleichen. Es sind auch pneumatisch, hydraulisch oder optisch arbeitende Fühler bekannt, welche die Oberfläche des zu waschenden Wagens abfühlen und hierbei die Bewegungen der Maschine steuern.

Eine weitere Möglichkeit zur Steuerung der Funktion der Maschine liegt in der Abfühlung der Kraft oder des Drehmomentes, welches auf die Bürsten während des Waschvorganges wirksam ist, dergestalt, daß der elektrische Strom oder sowohl der Strom als auch die Spannung, welche dem Bürstenantriebsmotor zugeordnet sind, abgefühlt und gemessen werden, wobei Änderungen ihres Wertes in geeigneter Weise zur Steuerung der Wirkungsweise der Waschmaschine verwendet werden.

Die bekannten Ausbildungen der Steuereinrichtung weisen jedoch gewisse Mangel auf, welche zu einer ungenauen und unsicheren Steuerung der Maschine insgesamt führen. Die mechanischen, pneumatischen oder hydraulischen Betätigungselemente weisen eine äussere und innere Reibung auf, wobei Änderungen derselben wesentliche Fehler während des Betriebszustandes der Maschine herbeiführen. Die elektrisch arbeiten-

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den Elemente, welche den Strom oder die Spannung oder "beide Parameter an dem BürBtenantriebsmotor abfühlen, weisen die ungünstige Eigenschaft auf, dass die seitens des- Antriebsmotors vom Netz aufgenommene elektrische Leistung sehr stark von sich ändernden Wetterbedingungen abhängt, welche den Schmierzustand der rotierenden und schwingenden Teile der Maschine beeinflussen und damit Änderungen der wirksamen Leistung herbeiführen. Die Wartung der Autowaschmaschinen ist oftmals unregelmässig und unsorgfältig während des Betriebszustandes, so daß auch hierdurch große Veränderungen in der wirksamen Leistung herbeigeführt werden. Sehr starke Änderungen der Spannung in dem örtlichen Elektrizitätsnetz sind ebenso häufig anzutreffen, so daß sich Störungen bei der Steuerung der Maschine ergeben.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist demgemäß die Vermeidung der erwähnten Nachteile durch Schaffung einer neuen und verbesserten Anordnung zur Steuerung von Autowaschmaschinen, wobei die vorangehend beschriebenen Kennwerte keinen Einfluß ausüben; die Erfindung kennzeichnet sich im wesentlichen dadurch, daß elektrische Dehnungsfühler oder entsprechende Meßelemente an den Teilen angebracht sind, welche die Bürsten der Maschine auflagern, und daß die Kräfte und Drehmomente, welche in diesen Teilen wirksam sind, durch diese Dehnungsfühler abgefühlt und gemessen werden, wobei die Dehnungsfühler ■ in dem Stromkreis der elektrischen Steueranordnung liegen, um die Wirkungsweise der Maschine zu steuern.

Anstelle von oder zusätzlich zu Dehnungsfühlern, welche auf der Grundlage des Ohm'sehen Widerstandes arbeiten, können auch entsprechende Bauelemente auf der Grundlage veränderlicher Induktivität, Kapazität oder piezoelektrischen Effektes verwendet werden, und zwar in Abhängigkeit von der Qualität des an dom Meßpunkt anzubringenden Elementes.

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Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Funktionsdiagramm einer erfindungsgemässen Waschmaschine,

Fig. 2 ein Ausführungcbeispiel eines in Verbindung mit einer erfindungsgemässen Autowaschmaschine zu verwendenden Steuersystems in Blockschaltbilddarstellung,

Fig. 3 Kräfte und Drehmomente, welche auf eine rotierende Bürste wirksam sind, in schematischer Darstellung sowie in einer Ansicht parallel zur Bürstendrehachse,

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel für die Anbringung von Dehnungsfühlern an der Welle einer Bürste in schematischer Darstellung,

Fig. 5 verschiedene Teile eines erfindungsgemässen Steuersystems in Blockschaltbilddarstellung,

Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel eines Steuersystems für eine obere Bürste in Blockschaltbxlddaretellung,

Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel eines Mechanismus zur Bewegung der erfindungsgemässen Waschmaschine in Längsrichtung auf einer Bahn in perspektivischer Darstellung,

Fig. 8 einen Mechanismus zur Absenkung und Anhebung der oberen Bürste in perspektivischer Darstellung,

Fig. 9 einen Mechanismus zur Drehung der oberen Bürste in
Ansicht senkrecht zur Bürstendrehachse,

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Fig. 10 die Horizontalkomponente X und die Vertikalkomponente Y des Betrages F der Anpresskraft der Bürste während des Waschvorganges, in schematischer Vektordarstellung,

Fig. 11, 12 die Komponente Y von Fig. 10 in Abhängigkeit von dem Gewicht der Bürste und der gegen die Fläche wirkenden Kraft, in schematischer Darstellung,

Fig. 13 die Addition der Spannungen entsprechend den Größen X und Y in schematischer Darstellung,

Fig. 1*f die Bewegung der oberen Bürste, über den zu waschenden Wagen in schematischer Darstellung,

Fig. 15 die Bewegung von Fig. 1*f in einem schematischen Spannungsdiagramm,

Fig. 16 ein Ausführungsbeispiel einer Steueranordnung für die Seitenbürsten in Blockschaltbilddarstellung,

Fig. 17 die Aufhängung der Seitenbürsten an dem Maschinengestell in perspektivischer Darstellung,

Fig. 18 dieAnbringung des Dehnungsfühlers an dem Aufhänge arm in perspektivischer Teildarstellung,

Fig. 19 die Kräfte, welche auf die Dehnungsfühler an dem Arm wirksam sind, in einer Darstellung ähnlich Fig. -18,

Fig. 20 die verschiedenen elektrischen Teile der erfindungsgemässen Steuereinrichtung in Blockschaltbilddarstellung,

Fig. 21 den Weg der Reitenbürsten während des Waschvorganges in schematischer Draufsieht auf einen Wagen,

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Fig. 22 die Anbringung einer Dehnungsfühler-Meßbrücke an der Welle eines Bürstenantriebsmotors im Längsschnitt,

Fig. 23 die verschiedenen Teile der elektrischen Steuerelemente der oberen Bürsten zum Messen von Kräften in Blockschaltbilddarstellung,

Fig. 2k eine Anordnung ähnlich Fig. 23, jedoch für Seitenbürsten,

Fig. 25 eine Schlittenauflagerung für die obere Bürste, welche durch Verschiebung des Schlittens an yertikal angebrachten Führungen oder Schienen abzusenken oder anzuheben ist, in Draufsicht,

Fig. 26 die verschiedenen elektrischen Teile der Steuerelemente für die Bürsten zum Messen des Drehmomentes, in Blockschaltbilddarstellung,

Fig. 27 die Befestigung und Anbringung der Dehnungsfühler an der Welle der Bürste in schematischer Darstellung.

Erfindungsgemäß werden die Kräfte oder das Drehmoment, die auf eine Bürste während des Waschvorganges einwirken, mittels Dehnungsfühlern abgefühlt, die an geeigneten Stellen der Bürstenwelle oder der Aufhängungsteile hierfür angebracht sind. Die Dehnungsfühler sind mit dem Stromkreis der Steueranordnung verbunden; die Steueranordnung ist zur Steuerung der Funktionen der Maschine eingerichtet, so daß die steigende oder abnehmende Leistung oder das entsprechende durch den Dehnungsfühler abgefühlte Drehmoment das Bestreben zeigt, die Bürste oder die gesamte Maschine so zu bewegen, daß die Leistung oder das Drehmoment einen bestimmten Wert wiederum erreicht.

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Fig. 1 zeigt schematisch eine solche Funktion der Maschine. Die Linie F veranschaulicht die Kraft, welche auf die rotierende Bürste während des Waschvorganges wirksam ist. Wenn die gemessene Kraft F geringer als ein gewisser Wert F. ist, so wird die obere Bürste abgesenkt, bis sie die Oberfläche des Wagens berührt. Danach steigt die Kraft F auf den Wert zwischen F. und F_, wobei sich die Maschine über den zu waschenden Wagen bewegt. Wenn die Kraft F auf einen Wert größer als F_? steigt, beispielsweise durch die Wirkung eines Hindernisses, insbesondere eines Windschutzes, Gitterleisten oder dergleichen, hält die Längsbewegung der Maschine an und die Bürste wird angehoben, bis die Kraft F wiederum zwischen die Werte F_ und F. abfällt, wodurch der Beginn der Längsbewegung der Maschine wiederum ermöglicht wird.

Das Steuersystem, das mittels Dehnungsfühlern betätigt wird, weist zumindest folgende Vorteile auf: Die Meßmethode ist direkt und hängt nicht von Änderungen der Netzspannung noch von Temperaturänderungen oder Änderungen des Schmierzustandes der Maschinenteile ab. Das "Verfahren ist ferner verhältnismässig einfach und leicht durchführbar und erfordert keine Wartung.

Fig. 2 zeigt ein Schaubild zur Veranschaulichung der Lage der Dehnungsfühlerschaltung in der Steueranordnung der Waschmaschine. Der Block A stellt eine Steuerlogikschaltung dar, der Block B einen Bürstenantriebsmotor, der Block C eine Bürste, der Block D eine Dehnungsfühlerschaltung und der Block E ein anderes Steuersystem.

Das Meß- und Steuerungsverfahren beruiit entweder

1. auf Änderungen der Länge oder Verkantungen der Bürstenlagerschlitten oder Tore, hervorgerufen durch gegen die Bürsten wirkende Kräfte,
oder
2„ auf der Verkantung der Bürstenwelle als Folge eines Drehmomentes.

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Die Messung der auf die Bürste wirkenden Kräfte wird in der Weise durchgeführt, daß die Dehnungsfühler auf dem die Bürste lagernden Schiitton oder dem Aufhänge-Torarm angebracht werden. Danach zeigen die Dehnungcfühler die Biegung oder die Änderungen der Länge des Schlittens an. Es kann beobachtet werden, daß die Ausbiegungen oder Lärigenänd«rungen äußerst gering sind und in der Größenordnung von

etwa 10" liegen.

Die auf die obere Bürste wirkenden Kräfte können auch indirekt gemessen werden, indem die Verkantung der Bürstenwelle bestimmt wird.

Gemäß Fig. 3 rotiert die Bürste 1 in der Richtung eines Pfeiles 2 und berührt die Fläche 3 des zu waschenden Wagens. Der Radius der Bürste entspricht dem Wert R, während die gegen die Fläche wirkende Radialkraft den Wert F aufweist. Die Drehung der Bürete bewirkt eine tangentiale Reibungskraft F » μ . F, wobei μ der Reibungskoeffizient ist. Nunmehr ergeben sich folgende Gleichungen, wenn M das Drehmoment darstellt:

F m μ · F
Ji

M = ;u . F-R = F .R

Die Dehnungsfühler werden auf die Oberfläche der Bürstenwelle nach Art von Fig. k aufgekittet, wobei die Tordierung der Welle und entsprechend das daraus entstehende Drehmoment bestimmt werden können. Wenn die Welle tordiert wird, ändert sich die Länge der angebrachten Dehnungsfühler, wie dies vorangehend ausgeführt wurde. Wenn sich die Länge der Dehnungsfühler ändert, ergeben sich auch Änderungen von deren elektrischen Widerstand. Wenn eine solche Widerstandsänderung mittels eines Konetantstromgenerators eingespeist wird, erhält man eine entsprechend dem Widerstand veränderliche Gleichspannung als Ausgangssignal.

Die Dehnungsfühlelemente können auch mit der Wheatstone-Brücke vcrbunderfwerden. Die aufgenommene Gleichspannung wird alsdann in das

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aktivierte Tiefpassfilter geleitet, wobei schon ein brauchbares Signal empfangen wird. Eine Gleichstrom-Ausgleichseinheit steht in Verbindung mit dem Betriebsverstärker. Das kompensierte und mittels eines Betriebsverstärkers verstärkte Signal wird alsdann in einen Vergleicher geführt, welcher den Vergleich der Spannungen zwischen dem voreingestellten Wert und einem empfangenen Wert durchführt. Das Ausgangssignal des Vergleichers wird alsdann in die Logikschaltung geführt, wobei die gewünschten Verbindungen ermöglicht werden. Gemäß Fig. 5 zeigt das dort veranschaulichte Blockschaltbild das Steuerungsprinzip nach der Erfindung. Die Anordnung umfaßt einen konstanten Stromgenerator A , ein Dehnungsfühlelement oder eine Wheatstone-Brücke B. mit Dehnungsfühlerelementen als Bestandteil, ein Kompensationselement G der Absetzspannung, ein aktiviertes Tiefpaßfilter D und einen Vergleicher E..

Als erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die erfindungsgemässe Steuerung der oberen Bürste nachfolgend beschrieben. Der Zweck dieser Steuerung liegt darin, die obere Bürste so über den zu waschenden Wagen zu steuern; daß die Anpresskraft gegen dessen Oberfläche innerhalb der vorgegebenen Grenzen bleibt.

Fig.6zeigt ein Blockschaltbild des Steuersystems der oberen Bürste. Hierbei bedeuten A_? einen Anhebe- oder Absenkmechanismus der oberen Bürste, B den Antriebsmotor, C_ die obere Bürste, D_? den Mechanismus für die Längsbewegung, E_ das Steuerzentrum, F_? die Kraftmeßeinrichtung, G_ Potentiometer und EL andere Wandler.

Die Bewegungen der oberen Bürste werden durch die folgenden Mechanismen gesteuert;

Einen Mechanismus zur Bewegung der Maschine in Längsrichtung in der Horizontalebene. Dieser Mechanismus umfaßt zwei Elektromotoren in Anbringung an beiden Seiten der Maschine. Fig. 7 zeigt den Bewegungsmechanismus auf der linken Seite der Waschmaschine. Dieser Mechanismus umfaßt einen Motor 11, ein Getriebe 12, eine Anbringungaplatte 13i eine Justierschraube 1*f, Kettenzahnräder 15 sowie eine Kette

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Ein Schienenrad 17 wird durch den Mechanismus angetrieben und rollt auf einer Schiene auf dem Raumboden ab, worauf die Maschine angeordnet ist.

Der Hebemechanismus, welcher die obere Bürste in der Vertikalrichtung bewegt, ist in Fig. 8 veranschaulicht. Dieser Mechanismus umfaßt die folgenden Teile: Einen Antriebsmotor 21, ein Getriebe 22, einen Flansch 23, Kettenräder 2h, 26, Ketten 25, eine Welle 27, Rohre 28 einschließlich Gegengewichten 29 und Schlittenplatten J>Q, 31, auf denen die Welle der Bürste in Lagern geführt ist. Diese Schlittenplatten sind an vertikalen Wegen oder Führungen angebracht, an denen sie gleiten, wenn die Bursts durch den beschriebenen Mechanismus angehoben oder abgesenkt wird. Das Bauelement 32 stellt ein Lager dar, während das Bauelement 33 eine Kupplung für die Wellenhälften veranschaulicht.

Der dritte vorangehend erwähnte Mechanismus stellt den Antriebsmechanismus für die obere Bürste dar, wie dies in Fig. 9 veranschaulicht ist. Dieser Mechanismus umfaßt einen über ein Getriebe wirksamen Antriebsmotor kl, Kupplungsflansche k2 für die Bürste 43, Lager kk und die Schlittenplatten 30, 31, welche die Bürste auflagern.

Die drei vorangehend beschriebenen Mechanismen sind bereits nach der deutschen Patentanmeldung P 22 00 932.1 vorgeschlagen worden.

Die durch die Anpressung der oberen Bürste gegen die zu waschende Fläche hervorgerufene Kraft wird mittels de^ in Fig. 6 veranschaulichten und vorangehend beschriebenen Steuersystems gemesosn. Dieses Verfahren gründet sich mathematisch auf die Regeln der Vektoranalysis. Die Horizontalkomponente X sowie die Vertikalkomponente Y der Anpresskraft F der Bürste sind zu bestimmen. Dies ergibt sich aus dem Diagramm nach Fig. 10 gemäß folgender Gleichung:

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(1) F = X + Y

-τ»

Als Einheit der horizontalen Komponente X wird die Kraft betrachtet, welche die Überlastung der Bürste während deren Drehung bewirkt, wenn die Bürste wahrend ihrer Horizontalbewegung auf eine vertikale Wand trifft. Hieraus folgt:

(E) X = i . χ ; I X I

Entsprechend betrachtet.man als Einheit der Vertikalkomponente Y den Betrag der Abnahme des Gewichtes, durch welches die Bürste als überlastet betrachtet wird, wenn die Bürste während ihrer Drehung vorläuft und gegen die zu waschende horizontale Fläche angepreßt wird.

Fig. 11 und 12 zeigen schematisch die Bestimmung des Gewichtes der Bürste und der Komponente Y.

Wenn die Bürste die Fläche berührt, nimmt die Kraft Y gemäß Fig. ab. Die Überlastbedingungen ergeben sich zu:

(3) Y = ι . Y ; IyI=

Zu den durch die Gleichungen (2) und (3) dargestellten physikalischen Einheiten wird die gleiche Größe durch einen Verstärker zugeführt. Die Komponenten der Kraft F weidaiauf diese Weise meßbar.

Um den Absolutwert F der in Fig. 10 veranschaulichten Anpressung zu bestimmen, muß die Summe der Komponenten gemäß dem Satz von Pythagoras gebildet werden. Es gilt:

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co F. r χ² + τ²

Dies kann selbstverständlich elektronisch bewirkt werden, jedoch ist es vorteilhafter, den Bogen des Kreises von Fig. 8 durch des sen Sehne zu kompensieren. Dadurch ergibt sich:

^Fperm. - ■*+*

Aus Fig. 8 ergibt sich, daß dann, wenn der Druck gegen die Bürste in dem Winkel von 45° gerichtet ist (der Winkel der Frontscheibe und des Heckfensters), der Wert F um 30 % abnimmt, wie dies

perm«

durch die Formel (5) berechnet werden kann. Dies ergibt einen beachtlichen Vorteil, weil der durch die obere Bürste gegen die
Frontscheibe und das Heckfenster ausgeübte Druck etwa 30 % geringer ale gegen die horizontalen und vertikalen Flächen des Wagens ist. Unter diesen Bedingungen halten die Scheibenwischer langer.

Die Spannungen entsprechend den Größen X und T werden gemäß Fig. zueinander addiert. Demgemäß kann der durch die ober· Bürste ausgeübte Druck in irgendeiner Richtung ermittelt werden. Es ergibt sich demgemäß F=X₊Y gemäß Fig. 13.

Wenn die Spannung entsprechend der Kraft F den Wert entsprechend

der Kraft F erreicht, so ist die obere Bürste überlastet,
perm.

Fig. Ik zeigt den Weg der oberen Bürste über den Wagen in grundsätzlicher Hinsicht. In der Startposition befindet sich die obere Bürste in ihrer oberen Stellung, wobei das zu waschende Objekt
sich vor der Maschine befindet.

Wenn die Bürste frei rotiert, wird ein Nullpotential (F « 0)
von dem Ausgang der Summiereinrichtung aufgenommen. Daher wird
auch von dem Ausgang der Vergleicher eine Nullspannung aufgenommen.

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Das Steuerzentrum von Fig. 6 empfängt einen entsprechenden -Im- ■ puls und startet den Motor zwecks Absenkung der oberen Bürste, unter der Voraussetzung, daß die anderen Bestandteile dem nicht entgegenwirken. Wenn die Bürste das zu waschende Objekt berührt, wird/äurch die Kraft F belastet.

Unter der Voraussetzung, daß F.<F<F_ gilt, beginnen di<» Längsbewegungsmechanismen, die Bürste horizontal zu bewegen. Die Bürste rückt vor, bis F^" F_ ist; an dieser Stelle hält die Bewegung an, und der Anhebevorgang beginnt entsprechend Fig. 15· Die Anhebebewegung setzt sich fort, bis der Absolutwert der Kraft F unter den Wert F abnimmt; an diesem Punkt starten die Längsbewegungsmechanismen erneut. Wenn die Kraft F nunmehr unter F. abnimmt, startet der Absenkmechanismus. Die Maschine bewegt sich über das zu waschende Objekt, während die Anhebe-.Vorwärts- und Absenkbewegungen abwech-, selnd entsprechend Fig. Ik, 15 auftreten.

Hinsichtlich der Steuerung der Bewegungen der Seitenbürsten wird angestrebt, deren Bewegung so zu steuern, daß sie den Seitenflächen des Objekts folgen, wobei der Bürstendruck innerhalb der vorgegebenen Grenzen aufrechterhalten wird.

Das Steuerprinzip der Seitenbürsten ergibt sich in Form eines Blockschaltbildes nach Fig. 16. In dieser Formel stellen die Blöcke A, Dehnungsfühlelemente für die Seitenbürstensteuerung dar; ferner sind ein Bewegungsmechanismus B_ für die Seitenbürste, ein Steuerzentrum C, und Langobewegungsmechanismen D, der Maschine vorgesehen.

Die Seitenbürsten sind an schwenkbaren Toren oder ähnlichen an sich bekannten Einrichtungen aufgehängt, an deren Ende die Bürste in Lagern drehbar angebracht und mit einem Antriebsmotor zur Drehbewegung versehen ist. Diese Tore sind schwenkbar an die Seitenwandungen oder Säulen der Maschine angelenkt, wie dies dem Vorschlag der vorangehend erwähnten Anmeldung entspricht. Die Seitenbürsten können daher gegen

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-Ht-

die Seiten des zu waschenden Objektes gedrückt und auch gegenüber diesen Seiten durch die Schwenkbewegung der Tore zurückgezogen werden; diese Bewegungen werden beispielsweise durch pneumatische oder hydraulische Zylinder mechanisiert.

Die konstruktiven Merkmale des Seitenbürstenmachanismus ergeben sich angenähert aus Fig. 17· Das schwenkbare Tor 51 ist an das Gestell der Maschine mittels vertikal verlaufender Lager 53 angelenkt. Das andere Tor 52, welches die Bürste lagert, ist wiederum an das erste Tor mittels ähnlicher, vertikal angebrachter Lager 5^ angelenkt. Die Bürste 55 ist mittels Lagern 56 drehbar an dem Ende des Tores 52 angebracht und wird durch einen mit Getriebe ausgestatteten Motor 57 angetrieben.Das obere Ende des Tores 52 ist an der quer angebrachten Führung oder dem Weg 58 gelagert und geführt, an welchem der Arm 59» dessen anderes Ende an dem oberen Arm des Tores 52 befestigt ist, gleiter! längs des Weges angebracht ist. Die Schwenkbewegung wird mittels des Leistungszylinders 60 mechanisiert. Der Dehnungsfühler 61, welcher die Bürsten-Anpresskraft steuert, ist an dem Führungsarm 59 angebracht, wie sich dies weitgehend aus Fig. 18 ergibt.

Der Dehnungsfühler überwacht und fühlt die Bewegung, bei welcher der vordere Teil gegen die Bürsten gedrückt wird, und auch die zweite Bewegung, wenn sich der rückwärtige Teil gegen die Bürsten drückt.

Fig. 19 zeigt schematisch die Kräfte, welche auf den Führungsarm 59 einwirken, an dem der Dehnungsfühler 61 angebracht ist. In Fig. 19 stellt F eine Kraft dar, welche durch das Anpressen der Seitenbürsten gegen die Oberfläche des Objekts hervorgerufen wird. F stellt eine Aufnahmekraft dar, welche durch die Führungsschiene oder den Führungsweg hervorgerufen wird. Die Dehnungsfühler-Länge steigt oder nimmt ab, in Abhängigkeit von der Richtung und Größe der Kräfte F

und F, .
b

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Das Meßprinzip für die Kräfte, welche in Verbindung mit den Seitenbürsten wirksam sind, ergibt sich aus Fig. 20 in Form eines Blockschaltbildes. Die Anordnung umfaßt einenKaastantstromgenerator A. , eine Dehnungsfühlereinheit B,, einen Gleichstrom-Ausgleichsbestandteil C, , einen Betriebsverstärker' D., einen Absolutwertbestimmer E. und einen Vergleicher F.. Der Gleichstromaüsgleich des Betriebsverstärkers wird so durchgeführt, daß die Ausgangsspannung des Verstärkers 0 sein soll, wenn die Vorder- oder Rückwärtsteile des Wagens nicht gegen die Bürsten anliegen.

Wenn sich der rückwärtige oder vordere Teil des Wagens gegen die Bürsten anpreßt, nimmt die Länge des Dehnungsfühlers entsprechend zu oder sinkt ab. Wenn der Dehnungsfühler alsdann mit einem Konstantstrom versorgt wird, ist die Ausgangsspannung dementsprechend größer oder geringer.

Wenn eine Ausgangsgröße von dem Betriebsverstärker aufgenommen wird, so ergibt sich entweder eine positive oder negative Spannung.

Wenn der Absolutwert alsdann von dieser Spannung bestimmt wird, erfolgt eine Weiterleitung dieses Wertes in den Vergleicher, wobei der Vergleich zwischen der vorgegebenen Spannung und der Ausgangsspannung erfolgt. Wenn die Ausgangsspannung den vorgegebenen Wert überschreitet, wird ein bestimmter Potentialwert erzielt, während im entgegengesetzten Fall ein anderer Potentialwert auftritt.

Fig. 21 zeigt schematisch die Bewegungen der Seitenbürsten während des Waschvorganges. Die Bürsten folgen genau den Seitenumrißflachen der Wagenkarosserie.

Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung können die Dehnungsfühler auch an den Wellen der Büdenantriebsmotoren angebracht sein, um die auf diese Wellen wirksamen Drehmomente zu messen.

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Fig. 22 zeigt schematisch, wie die Dehnungsfühler-Messbrücke an der zu messenden Welle angebracht ist. Die Dehnungefühler-Meßbrücke 71 ist an der Welle 72 des Motors 73 befestigt. Die Brücke ist mit Schleifringen 7*4 verbunden, von denen die Verbindungen zu einer elektronischen Einrichtung 75 mittels der Bürsten 76 abgenommen werden. Die Elemente sind in ein Gehäuse 77 eingeschlossen, von dem ein Flansch 78 an dem Wellenende angebracht ist.

Das durch den Dehnungsfühler abgegebene Signal wird gemäP Fig. 22 in die Schaltung nach Fig. 26 weitergeleitet. Die Funktionen der Schaltung entsprechen den Grundlagen, die in Verbindung mitFig. erläutert wurden. Die Maschine bewegt sich über das zu waschende Objekt, wie dies vorangehend beschrieben wurde.

Hinsichtlich der Theorie der Dehnungsfuhlereinheit ist sichergestellt, daß der Widerstand der Dehnungsfuhlereinheit die folgende Formel erfüllt:

R = P

nom

1+K . <5m
L ^nom EmJ

Hierbei bedeuten:

P = Wider&tand der Dehnungsfuhlereinheit, R = Widerstand des Dehnungsfühlers beim Nullspannungszustand,

normalerweise 120, 3OO oder 6OO Ohm, K = Eichfaktor, normalerweise zwischen 2,0 ... 2,1 jedoch bei

halbleitenden Dehnungsfühlern etwa ^η25 - 16O betragend, £ = Temperaturfaktor,
At = Temperaturdifferenz,
J = Dohnungskraft,
E = Elastizitätsmodul.

Die Hersteller von Dehnungsfühlern versuchen den Einfluß der Temperatur zu kompensieren, wobei derzeit serienmäßig hergestellte Dehnungsfühler vor lippen, die auf ein beGtimTtes Metall, beispielsweise

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Stahl, rostfreier Stahl oder Aluminium, guijkompensiert sind. Die Linearitätsabweichung ist geringer als 1 %, wenn die relative

-2
Längung zwischen 0 und 10 liegt.

Fig. 23 zeigt schematisch ein Blockschaltbild der Steueranordnung für die obere Bürste, wobei die Anordnung folgende Elemente enthält : Eine Spannungsquelle A₁- zur Erzeugung einer. Spannung von 15 Volt, eine Meßbrücke B₁- für horizontale Kräfte, eine Differenzphaseneinheit C_r, ein gleichrichtendes Filter D , eine Summiereinheit E , einen Absenkvergleicher F , einen Anhebevergleicher G , eine Meßeinheit H₁. für die Vertikalkraft, ein verstärkendes Tiefpaßfilter I₁- und eine Gleichstromausgleichseinheit J₁-.

Die Bezugsbezeichnungen I. und J„ stellen einen Konstantstromgenerator dar, die Werte U. und U„ stellen die Spannung dar, welche in das Steuerzentrum nach Fig. β eingespeist wird. X und Y sind die Werte der Spannung entsprechend den x-und y-Komponenten der Bürstenkraft gemäß der vorangehenden Beschreibung; F, und F_ sind die vorgegebenen Grenzen für die Bürstenkraft.

Fig. 24 veranschaulicht die Meßanordnung in Form eines Blockschaltbildes für die Kräfte, welche auf die Seitenbürsten wirksam sind. Hierbei sind folgende Baueinheiten vorgesehen: Ein Konstantstromgenerator A/-, eine Dehnungsfühlereinheit B/-, eine .Gleichstromausgleichseinheit Cg, ein aktives Tiefpaßfilter Dg₁ ein Vollwellengleichrichter Eg, ein Vergleicher Fg und ein Spannungsstabilisator

^G6· .

Fig. 25 zeigt den Ort der Anbringung der Dehnungsfühler 61, 62 an den Schlittenplatten 30, welche die obere Bürste auflagern. Die Dehnungsfühler zeigen die Änderungen der Länge der Schlittenplatten an, welche durch die gegen die obere Bürste wirksamen Bürstenkräfte verursacht sind. Der Dehnungsfühler 61 an der flachen Seite der Schlittenplatte gibt die Änderungen der direkten Länge an, während 'lie iinJeren Dehnungafühler 62 die Biegung eier· Platte J>0 wiedergeben.

j O 9 8 1 1/081? BAD ORIGINAL

Fig. 2(j zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung einer Steuereinheit, welche das Drehmoment auf die Welle der Bürste oder des Antriebsmotors mißt. Die Anordnung ist ganz ähnlich derjenigen von Fig. 23 und enthält folgende Baueinheiten: Eine Spannungsquelle A„, eine Meßbrücke B für das Drehmoment, eine Differenzphaseneinheit C , ein gleichrichtendes Filter D„, einen Absenk vergleicher E , einen Anhebeverglficher F^ und einen Konstantstrom generator I₁. M. und M stellen die vorgegebenen Grenzen für das Drehmoment dar; U. und U_ geben die Werte der Spannung wieder, welche in das Steuerzentrum gemäß Fig. 6 eingespeist wird.

Fig. 27 zeigt schematisch die Verbindung der Dehnungsfühler 81 miteinander und mit den Schleifringen 82 an der Bürstenwelle 83. wobei eine weitere Verbindung zu den anderen Steuereinheiten mittels Schleifbürsten Sk erfolgt.

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Claims

Patentansprüche:

./Steuersystem für die Punktionen einer Autowaschmaschine mit einem Portalschlitten, welcher auf einer Basis auf Schienen oder dergleichen beweglich verfahrbar ist, wobei sich die Maschine beim Waschvorgang in Längsrichtung zumindest einmal über den zu waschenden Wagen bewegt, mit mechanisch drehbaren Bürsten zum Waschen der Oberseite und der Seitenflächen des Wagens, wobei die Bürsten mit Elementen zur Steuerung der Bürstenanpressung gegen die Oberflächen des zu waschenden Wagens versehen sind, während Änderungen der Bürstenkraft zur Steuerung der Längsbewegung gegenüber dem zu waschenden Wagen ausgenützt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Bürsten wirkenden Kräfte durch die Dehnungsfühler oder ähnliche Meßeinheiten abgefühlt oder gemessen sind, wobei die Dehnungen oder Längungen an den Lagerteilen oder an den Wellen der Bürsten gemessen werden, an denen diese angebracht sind, und daß die durch diese Meßeinheiten bestimmten Differenzen in anderer Weise zur Steuerung der Bürstenanpressung gegen das zu waschende Objekt sowie der Längsbewegungen der Maschine ausgewertet sind, so daß der Burstendruck innerhalb der vorgegebenen Grenzen verbleibt, trotz sich ändernder Umrißflächen des zu waschenden Objektes sowie sich ändernder Netzspannungen oder anderer beeinflussender Parameter.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinheiten als elektrische Wandler ausgebildet sind, deren Prinzip auf der Änderung des durch die Längenänderung hervorgerufenen Ohm'sehen Widerstanden beruht.

3· System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinheiten elektrische Wandler sind, deren Meßprinzip auf der Änderung dec: riezoelevtrischen, induktiven oder kapazitiven Widerstandes, beruht.

h. Syatorn riacb r;inen. 3er Ansprüche 1 -3, dadurch gekennzeichnet,

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daß die Wandler, insbesondere Debnungcfühler, an den lagernden Teilen der Bürste angeordnet sind.

5· Syctep nach einem der Ansprüche 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnungsfühler an der Welle einer Bürste angebracht sind, üto das Drehmoment der Welle zu messen.

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