DE2448156A1 - Vorrichtung zum behandeln von fussboeden oder dergleichen - Google Patents

Vorrichtung zum behandeln von fussboeden oder dergleichen

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DE2448156A1 DE19742448156 DE2448156A DE2448156A1 DE 2448156 A1 DE2448156 A1 DE 2448156A1 DE 19742448156 DE19742448156 DE 19742448156 DE 2448156 A DE2448156 A DE 2448156A DE 2448156 A1 DE2448156 A1 DE 2448156A1
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Description

PFENNING · MAAS · SEILER · MEINIG ■ LEMKE · SPOTT
PATENTANWÄLTE BERLIN · MÖNCHEN ■ AUGSBURG
Patentanwälte Pfenning · Maas · Seller ■ MeInIg . Lemke · Spott
Me/Le
J. Pfenning, Dipl.-Ing. ■ Berlin Dr. I. Maas, DIpl.-Chsm. · MUnchen H. Soller, Dlpl.-Ing. · Berlin K. H. MeInIg, Dlpl.-Phys. · Berlin J. M. Lemke, Dipl.-In(J. ■ Augsburg Dr. G. Spott, Dlpl.-Chem. · MUnchen
Ihr· Nachricht vom • Unter Zeichen BORO BERLIN:
Your letter of Our reference D 1000 Berlin 19
Oldenburgallee 10
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030/3045521/30455 22
Telegrammadresse:
• Seilwehrpatent
Ihr Zeichen Berlin
Your reference Date
7,Oktober 1974
Firma R.G. DIXON & COMPANY LIMITED Lancelot Road, Wembley, HAO 2BHf Middlesex, England
Vorrichtung zum Behandeln von Fußböden oder dergleichen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Behandeln von Fußböden und dergleichen, vorzugsweise zum Scheuern, Polieren oder anderweitigem Bearbeiten größerer Fußbodenflächen.
Für eine möglichst unabhängige Arbeitsweise derartiger Vorrichtungen ist es normalerweise unzweckmäßig,diese mit Netzanschluß und entsprechendem Kabel zu betreiben. Vorteilhafter sind Reinigungsvorrichtungen und dergleichen mit Batteriebetrieb, wobei
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jedoch deren Größe und Gewicht für die manuelle Fortbewegung erschwerend ist und zusätzlich Antriebsmotoren erforderlich sind. Es ist zur Erleichterung der Handhabung solcher Vorrichtungen nützlich, seitlich Antriebsräder im Abstand zueinander anzuordnen, die mittels getrennter, zum Lenken differential antreibbarer Motoren betrieben werden.
Vorrichtungen dieser Art sind bereits in Vorschlag gebracht worden (vgl. biritsche Patentanmeldungen 44486/71 (S,N,), 1,360,261 und 42345/72), Diese Ausführungsformen von Maschinen weisen eine manuell betätigte elektronische Steuerung auf, bie der jeder der beiden Antriebsmotoren durch eine Impulssteuerung angetrieben ist, wobei die eigentliche Steuerung durch Veränderung der Impulsdauer des den beiden Motoren zugeführten Stromes erzielt wird. Die Stromimpulse werden nach Maßgabe der Einstellung der vorzugsweise am Lenker angebrachten Potentiometer gesteuert, wobei für eine Steigerung der Motorendrehzahl das Verhältnis der Dauer der Einschaltzeit, d,h, der Impulslänge, zu der Dauer der Ausschaltzeit, d,h, des nicht Anliegens des Stromimpulses, vergrößert und umgekehrt zur Reduzierung der Drehzahl verkleinert wird. Die Maschine wird mittels des Lenkers gesteuert, der über den Regler die Umdrehungszahl eines der Motoren gegenüber der des anderen verändern kann. Die Geschwindigkeit der Maschine wird auf gleiche Weise durch Variieren der Umdrehungszahl beider Motoren reguliert.
Die nach der vorliegenden Erfindung ausgebildete Maschine zur i Behandlung von Fußböden ist mit seitlich angeordneten Antriebsrädern versehen, die durch getrennte, mit elektrischem Fahrantrieb ausgestattete, elektronisch gesteuerte Motoren und damit durch getrennte Impulsfolgen angetrieben werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist mit Mitteln zur Aufzeichnung der den Antriebsmotoren zugeführten Impulsreihen und zur Wiedergabe der Aufzeichnungen versehen, so daß die Impulsreihen . reproduzierbar werden und die Maschine den Arbeitsgang beliebig wiederholen kann.
Zur Aufnahme und Aufzeichnung wird vorzugsweise ein Magnetband verwendet. Die den Motoren zugeführten Impulsfolgen werden während eines bestimmten Bearbeitungsvorganges auf ein Magnetband aufgenommen. Wenn es sich als notwendig erweist, denselben Bereich einer erneuten Behandlung zu unterziehen, wird das Magnetband abgespielt, so daß die auf das Band aufgespeicherten Impulsfolgen direkt die Motoren steuern, wobei die Schwankungen in jeder Impulsfolge genau mit den bei der ersten Reinigung aufgezeichneten übereinstimmen,Die Maschine folgt also, vorausgesetzt, daß sie aus exakt derselben Ausgangsposition gestartet wird, der gleichen Wegstrecke, wie bei der ersten Fußbodenbehandlung und bedarf folglich im Wiederholungsfalle keiner manuellen Lenkung bzw. Steuerung, ;
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Es versteht sich, daß ein derart einfaches System nicht wie oben beschrieben funktionieren kann, wenn eine große, unübersichtliche Fläche zu reinigen bzw, in irgendeiner Weise zu bearbeiten ist, Schwankungen der Motorleistung, Reibung im übertragungssystem und Abgleiten der Räder veranlassen die Maschine, allmählich von dem programmierten Kurs abzuweichen. Aus diesem Grund ist erfindungsgemäß eine Kurskorrektureinrichtung vorzusehen, >
Die Kurskorrektureinrichtung umfaßt vier Fühlvorrichtungen, von denen zwei an jeder Seite der Maschine angeordnet sind. Eine Vorrichtung auf jeder Seite ist dazu bestimmt, das Vorhandensein einer Wand oder eines anderen seitlich der Maschinebuftretenden Hindernisses wahrzunehmen, während die zweite Fühlvorrichtung auf jeder Seite dazu dient, noch unbehandelte Fußbodenflächen aufzuspüren. Damit die Detektoren die nach dem Ergebnis ihrer Wahrnehmung erforderliche Steuerung vollziehen können, ist zwischen dem Tonbandgerät und der elektronischen Steuereinheit eine zusätzliche elektronische Vorrichtung angebracht, die sowohl die Anstiegsflanken wie die Abfallflanken der mittels des Tonbandgerätes erzeugten Impulse vergrößern kann, wobei jedoch das Ausmaß der Verzögerung der hinteren bzw, abfallenden Impulsflanken durch die Detektoren gesteuert wird. Nähert sich die Maschine beispielsweise zu dicht einer an ihrer rechten Seite befindlichen Wand, so werden die dem rechtssei-
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tigen Motor zugeführten Impulse verlängert und die Maschine kehrt sich ab, worauf, wenn sie sich zu weit entfernt, die Impulse verkürzt werden, so daß sie sich erneut der Wand nähert. Integrierte Fehler werden korrigiert. Um sicherzustellen, daß der Detektor zum richtigen Zeitpunkt die erforderliche Steuerung veranlaßt, wird während der Aufzeichnung des Steuerungsprogramms ein Signal auf das Band übertragen, das angibt, ob eine ! Wand vorhanden ist oder nicht. Wenndieses Signal aufgenommen ist, wird der Detektor während des Abspeilvorganges mit einer \ korrigierenden Steuerung beaufschlagt. In zahlreichen Fällen -wird jedoch die durch das Vorhandensein einer Wand bedingte Korrektur nicht erforderlich sein, so daß bei Abweichungen dann der zweite Detektor zum Einsatz kommt, der das Vorhandensein ! einer an die in Bearbeitung befindliche Fläche angrenzenden, bereits gereinigten Fläche ermittelt, die Richtung der Maschine in gleicher Weise wie der Wanddetektor korrigiert und sie so lenkt, daßsie ihre Arbeit unmittelbar an die bereits ge-
/ j
reinigte Fläche anschließend fortsetzt. Beim Rückspielen eines |
aufgezeichneten Steuerprogramms läßt sich überprüfen, ob während der Aufzeichnung die Nähe einer Wand nicht erkannt, sondem das Vorhandensein einer gereinigten Fläche angezeigt wurde. _
Der näheren Erläuterung der Erfindung dienen die beiliegenden Zeichnungen, die eine bevorzugte und beispielsweise Ausführungs-
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form der Erfindung zeigen. Es bedeutett
FIg,1 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Fußbodenreinigungsvorrichtung ,
Fig.2 eine vergrößerte Draufsicht auf eine Vorrichtung zur Anzeige einer bereits gereinigten Fußbodenfläche,
Fig,3 einen Aufriß eines Teils der Vorrichtung nach Fig,2,
Fig,4 eine vereinfachte Darstellung des Antriebs der Vorrichtungen nach den Fig.2 und 3,
Fig.5 den Aufriß eines weiteren Teils der Vorrichtung nach Fig,2 mit Blockschaltbild,eines Nebenkreises,
Fig.6 eine Fühlvorrichtung zum Anzeigen einer Wand oder dergleichen Hindernis,
Fig,7 den mit dem Detektor nach Fig,6 verbundenen Stromkreis
Fig.8 ein Blockschaltbild des die Antriebsmotoren steuernden Schaltkreises,
In Fig,1 ist eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Fußböden oder dergleichen dargestellt, die auf Antriebsrädern 2 und 3 sowie einem Paar Lenkrollen 4 montiert ist. Die Ausbildung des Tragrahmens 1 erlaubt die Aufnahme von die Maschine betreibenden Akkumulatoren und an seinem vorderen Ende einen Scheuerkopf 5, der zwei rotierende Bürsten 6 besitzt. Diese Bürsten rotieren im allgemeinen um vertikale Achsen und werden mittels eines
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von den Rädern 2 und 3 unabhängigen Antriebsmotors angetrie.-ben.
Jedes der Räder 2 und 3 wird von einem unabhängigen Motor 7 angetrieben, der mit den jeweiligen Rädern durch ein Getriebegehäuse 8 verbunden ist. Am rückwärtigen Ende der Maschine ist eine manuelle Steuerungsvorrichtung mit einem Lenker 9 angebracht, der die betreffenden Antriebsmotoren 7 über Potentiometer 10 steuert. Durch manuelles Vorschieben des Lenkers werden beide Potentiometer in gleicher Weise bewegt; mittels Drehen des Lenkers wird eines der Potentiometer gegenüber dem anderen betätigt, so daß die gewünschte steuernde Wirkung eintritt.
Am rückwärtigen Ende des Tragrahmens 1 befinden sich ein Rollen- bzw, Gummiquetscher 11 mit Schutzrädern 12, An der Frontseite der Maschine ist ein Puffer 13 derartig angebracht, daß beim Aufprall der Maschine auf ein Hindernis ein Abstellschalter betätigt wird,.
An jeder Seite der Maschine ist ein Satz Fühlgeräte 14 zur Wahrnehmung von Hindernissen, wie Wänden, und beidseitig der Frontseite ein Detektor 15 angebracht, der die Grenze zwischen gereinigter und unbehandelter Fußbodenfläche ermittelt. Dieser Detektor, der detailliert in den Fig,2 und 5 dargestellt ist,
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weist eine Gruppe kleiner Bürsten 16 auf, die um vertikale Achsen laufen und mit Klarwasserzuführungen 17 ausgestattet sind. Der Antrieb geschieht über Riemenscheiben 18, die durch einen gemeinsamen Riemen 19 von einer Riemenscheibe 21, wie in Fig.4 dargestellt, angetrieben werden. Unmittelbar rückseitig zu jeder der Bürsten 16 ist ein Gummiquetscher 22 mit einer durchsichtigen Rücklaufleitung 23 angeordnet. Neben jeder der durchsichtigen Rücklaufleitungen 23 befindet sich eine Lichtquelle 24, der eine gegenüberliegende Photozelle 25 zugeordnet ist, die in Abhängigkeit von der Klarheit des die Leitung 23 durchdringenden Wassers ein Signal abgibt, womit der Verschmutzungsgrad des unterhalb der entsprechenden Bürste befindlichen Bodens gemessen wird. Die von den Photozellen ausgesandten Signalinformationen werden über Verstärker 26 in einen Analog-Rechner 28 eingegeben, der ein nach den von den Verstärkern 26 übermittelten Eingangssignalen V&, Vfa, und Vc berechnetes Ausgangssignal V auf der Grundlage der nachfolgenden Formel abgibt:
2 I , wobei K eine Konstante ist,
Sobald der Fußboden in seiner gesamten, von den drei Bürsten erfaßten Ausgehnung gleichmäßig gesäubert ist, entsteht eine
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Reduzierung auf K3 (1 - K„), was dem bei Behandlung einer | bereits gereinigten Fläche produzierten Signal entspricht, | Der Spannungspegel schwankt etwas über oder unter diesem i Wert, sobald sich die Bürsten relativ zu der gereinigten Fläche bewegen, ohne daß die Spannung durch den Verschmutzungsgrad des Fußbodens stark beeinflußt wird, Verbesserungen j der genannten Formel sind hinsichtlich einer Steigerung der Empfindsamkeit der Positionsanzeige und einer Reduzierung der Empfindsamkeit gegenüber der Wahrnehmung des Verschrautzungs-* grades möglich.
In Fig.6 und 7 ist eine typische Fühlvorrichtung zur Wahrnehmung von Hindernissen, wie beispielsweise Wänden, dargestellt, mit einem Arm 30, der um einen festen Stift 31 drehbar gelagert ist und der ein Zahnsegment 32 trägt, das auf einem Drehpotentiometer 34 mit einem Ritzel 33 in Eingriff kommt. Der Arm 30 ist, wie in Fig.7 gezeigt, außerhalb des Maschinen- ι körpers in seiner Ruhestellung'federnd gelagert und zur größt-
und Spuren
möglichen Vermeidung von Schäden^ an der Wand mit einem Rad 36
versehen. Bei Annäherung der Maschine an eine Wand wird die.
Feder 35 durch die Schwenkbewegung des Armes 30 zusammenge-
i drückt und der Potentiomezer beginnt sich zu drehen, worauf
gemäß der in Fig,7 dargestellten einfachen Schaltung ein Signal V abgegeben wird.
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Flg.8 zeigt ein Diagramm der Steuerstromkreise für die beiden Motoren 8, von denen jeder ein mittels eines elektronischen Schalters 44 durch eine Batterie 43 gespeistes Erregernetz besitzt, das üblicherweise aus einem Leistungstransistor oder einer Reihe parallelgeschalteter Leistungstransistoren besteht. Die Steuerung für Handbetätigung der Maschine über die Lenker 9 wird den Potentiometern 10 entnommen, derli Signale einzelnen Impulsformern 45 eingegeben werden, die ausgangsseitig Rechteck-Spannungsimpulse konstanter Frequenz und einer der Einstellung der Potentiometer 10 proportionalen Länge abgeben.
, Diese Impulse werden über Verzögerungsschaltungen 46 den elektronischen Schaltern 44 zugeführt, die folglich eine den durch die Impulsformer 45 erzeugten und durch die Verzögerungseinheiten 46 modifizierten Impulsen entsprechende Impulsreihe erzeugen.
ι Um der Maschine nach einmal durchgeführter m anueller Betätigung
die automatische Arbeitsweise zu ermöglichen, nimmt ein Viel- ; spurmagnetbandgerät 51 die von den beiden Impulsformern 45 '< abgegebenen Ausgangsimpulse auf, so daß die Motoren bei Wiederj gäbe der Impulsaufzeichnungen durch das Bandgerät 51 und ihrer Zuführung über die Verzögerungskreise 46 zu den Schaltern 44 ihr Arbeitsprogramm wiederholen und das Reinigungsgerät erneut auf den unter manueller Bedienung zurückgelegten Weg führen.
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Im Hinblick auf geringe Betriebsunterschiede, die auftreten können, sind normalerweise Korrekturen der automatisch programmiert vorgegebenen Wegstrecke erforderlich. Zu diesem Zweck sind die Vorrichtungen zur Ermittlung von Wänden 14 sowie zur Lokalisierung gereinigter bzw, nicht gereinigter Fußbodenfläche 15 an der Maschine vorgesehen, die Signale V !
und V , wie beschrieben, abgeben, welche logischen Schaltkreisen 52 zugesandt werden. Das Bandgerät 51 nimmt ferner auf zusätzlichen Spuren ein Signal auf, das anzeigt, ob auf jeder der beiden Seiten positive Signale V oder V vorliegen.
Die Verzögerungsschaltung 46 verlängert den jeweiligen Impuls, d.h. die ansteigende Flanke seines Ausgangsimpulses wird um einen festgelegten Wert gegenüber der abfallenden Flanke des Impulses, der mittels des Impulsgerätes 45 oder des Bandgerätes 51 zugesandten Eingangsimpulse verzögert. Die abfallende Impulsflanke der von der Verzögerungseinheit 46 abgegebenen Ausgangsimpulse wird im Verhältnis zu der abfallenden Impulsflanke der Eingangsimpulse um eine variable Größe ver- \
i zögert, die der durch die Logikschaltung 52 angelegten Steuer- j
spannung proportional ist.
Bei manuellem Betrieb und Aufzeichnung des Arbeitsvoranges liefert die Logikschaltung 52 tine kosntante Ausgangsspannung mit
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einem Wert, der den Ausgangsimpulsen der Verzögerungsschaltung 46 eine gleiche Dauer wie den Eingangsimpulsen verleiht.
Werden bei dem durch Rückspiel erzeugten Arbeitsvorgang dem Bandgerät zum erforderlichen Zeitpunkt keine Signale zur Anzeige des Vorliegens von EingangsSignalen V oder V zugeführt,
Vf S
so werden die Logikschaltungen derart umgesteuert, daß sie diese konstante Ausgangsspannung liefern und die Antriebsimpulse des Motors mit denen der Aufnahmeperiode identisch sind. Hat während des entsprechenden Aufnahmeverfahrens die der Wahrnehmung einer Wand zugeordnete Logikschaltung ein Signal abgegeben, so wird mittels der entsprechenden Logikschaltung 52 das Ausgangssignal V mit dem Eingang der entsprechenden Verzögerungsschaltung verbunden und die Arbeitsweise der Maschine derart verändert, daß sie in einem konstanten Abstand von der Wand gehalten wird,
In ähnlicher Weise wird, wenn die Fühlvorrichtung für eine Wand oder dergleichen während der Bandaufzeichnung nicht betätigt
, wird, jedoch das Gerät zum ermitteln gereinigter Flächen ein
Signal produziert, dieses Signal über die Logikschaltung der
Verzögerungsschaltang zugeführt und damit die Ausgangsinformation an dem elektronischen Schalter 44 so geändert, daß die Maschine veranlaßt wird, dem Verlauf der gereinigten Fläche
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zu folgen. Zur Vermeidung von Instabilität kann es erforderlich werden, einen elektronischen Rückkopplungekreis mit einer Spannung vorzusehen, die der Änderungsrate der richtungssinnbestlmmenden Spannungen proportional ist, wie das von Servomechanismen bekannt ist.
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Claims (7)

  1. — ι 4—
    ANSPRÜCHE
    V, 1.y Vorrichtung zum Behandeln von Fußböden oder dergleichen
    mit seitlich im Abstand angeordneten, durch getrennte elektrische Antriebsmotoren und diesen zugeordneten Impulsfolgen angetriebenen Rädern, gekennzeichnet durch eine Aufzeichnungsvorrichtung für die den Antriebsmotoren zugeführten bei der Wiedergabe der Aufzeichnung erneut vorgebbaren, den Arbeitsgang der Maschinen wiederholenden, Impulsfolgen.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsfolpn auf ein Magnetband aufgezeichnet werden.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch j eine Korrektureinrichtung für Richtungsabweichungen von . der aufgezeichneten Arbeitsweise der Maschine, bestehend aus Fühlorganen zur Lokalisierung eines Hindernisses, wie ι einer Wand, sowie aus Fühlorganen zur Ermittlung ungereinigt ter Bodenflächen sowie aus Sicherungsvorrichtungen gegen \ Übersteuerung durch von den Fühlorganen abgegebene Signale.j
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitsvorrichtung gegen Übersteuerung eine Verzögerungsschaltung für die Impulsdauer zwischen ansteigender I und abfallender Flanke der Impulse ist, wobei die Fühlorgani
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    den Grad der Verzögerung der abfallenden Flanke steuern.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtung auch das Vorhandensein von durch die Fühlorgane abgegebener Signale aufzeichnet, und daß die Einrichtung zur Sicherung gegen Übersteuerung während des Rückspiels der Aufzeichnung mittels geeigneter Schaltkreise in Betrieb setzbar ist.
  6. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fühlorgan zur Lokalisierung einer Wand oder eines anderen physischen Hindernisses aus einer Anzahl außerhalb des Rahmens der Maschine liegender federbelasteter Arme bestehen, die bei Berührung einer Wand oder dergleichen ein Potentiometer betätigen.
  7. 7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Fühlorgane aus mit Leitungen für die Zuführung frischer Reinigungslösung und mit durchsichtigen Rücklaufleitungen verbundenen Bürstengruppen bestehen, wobei den Rücklaufleitungen die Klarheit der aufgenommenen Lösung prüfende Lichtquellen und Photozellen zugeordnet sind, und daß Mittel zur Bestimmung des Klarheitsgefälles vorhanden sind.
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DE2448156A 1973-10-05 1974-10-07 Vorrichtung zum Behandeln von Fußböden oder dergleichen Expired DE2448156C2 (de)

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