WO2018153845A1 - Verfahren und anlage zum behandeln der oberfläche eines fahrzeugs - Google Patents

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WO2018153845A1
WO2018153845A1 PCT/EP2018/054120 EP2018054120W WO2018153845A1 WO 2018153845 A1 WO2018153845 A1 WO 2018153845A1 EP 2018054120 W EP2018054120 W EP 2018054120W WO 2018153845 A1 WO2018153845 A1 WO 2018153845A1
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WO
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treatment
brush
vehicle
reference measurement
treatment brush
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PCT/EP2018/054120
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English (en)
French (fr)
Inventor
Robert Auer
Ferdinand CONRAD
Original Assignee
Washtec Holding Gmbh
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Publication date
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Priority to EP18707672.4A priority patent/EP3585660B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S3/00—Vehicle cleaning apparatus not integral with vehicles
    • B60S3/04—Vehicle cleaning apparatus not integral with vehicles for exteriors of land vehicles
    • B60S3/06—Vehicle cleaning apparatus not integral with vehicles for exteriors of land vehicles with rotary bodies contacting the vehicle

Definitions

  • the present invention relates to a method for treating the surface of a vehicle, wherein a vehicle surface is treated by means of at least one rotating washing brush, wherein the washing brush comprises treatment elements, the surfaces of which are brought into frictional contact during treatment with the vehicle surface.
  • the invention further relates to a system for treating the surface of a vehicle with a washing brush rotatably mounted about a rotary shaft, comprising a motor coupled to the rotary shaft and treatment elements for frictional contact with the vehicle surface.
  • the system for treating the surface of a vehicle is in particular a car wash. In the operation of a car wash there is the problem that moving parts of the system are subject to change due to use, aging or wear. In order to achieve a permanently satisfactory treatment result, in particular washing result, during the operation of the washing system, it is necessary to take these changes into account in the control of the washing system.
  • WO 2004/089708 A2 describes the problem that after some time deformations of moving parts occur within the engine, which drives the washing brush. As a result, the engine operates inefficiently and exhibits higher power consumption. To solve this problem, it is proposed to idle the washing brush before washing, thereby determining the power consumption. From this power consumption at idle, the contact pressure of the brush is determined to the surface of the vehicle by means of an evaluation of the engine power consumption.
  • EP 1 795 408 B1 describes a treatment plant for vehicles with an deliverable rotating treatment brush with an electric drive motor for the rotary drive of the treatment brush.
  • the drive motor of the treatment brush is designed as a controllable AC motor with a frequency converter, the frequency converter has an integrated measuring device for the motor current up.
  • the treatment brush is moved in the direction of the surface to be treated.
  • This delivery of the treatment brush can be effected torque-dependent by means of a control, wherein the measurement signals of the measuring device of the motor current of the brush drives are processed.
  • the motor current represents the torque of the drive motor, which in turn represents the immersion depth or contact pressure of the treatment brush. From the control, the drive torque or the immersion depth is controlled to a preset value and controlled or kept substantially constant.
  • the bending stiffness, thickness or assembly density of the treatment elements of the treatment brush has been reduced as a result of the permanent use of the treatment brush, a lower frictional force acts between the rotating treatment brush and the vehicle surface to be treated.
  • the distance between the brush shaft and the vehicle surface to be treated decreases until the preset value for power consumption is reached.
  • the rotational speed of the treatment brush may be increased so that a predefined value for the power consumption of the motor can be reached again. Failure to make any of these adjustments may result in unsatisfactory treatment outcomes over time.
  • too close contact with the vehicle or at too high speeds may result in damage to components such as exterior mirrors or windscreen wipers.
  • the present invention is therefore based on the object to provide a method and a system of the type mentioned, which provide a satisfactory treatment result of a vehicle surface, even if the mechanical parameters of the treatment elements, for example, by use, aging or wear have changed. According to the invention this object is achieved by a method having the features of claim 1 and a system having the features of claim 12.
  • a vehicle surface is treated by means of at least one rotating treatment brush, wherein the treatment brush comprises treatment elements whose surfaces are brought into frictional contact during treatment with the vehicle surface.
  • a reference measurement is performed in which the treatment brush is set in rotation and moved in a defined position relative to a reference element, so that the surface of the treatment elements are brought into frictional contact with the surface of the reference elements, and thereby the value of the friction force is measured directly or indirectly.
  • the treatment brush is regulated as a function of the value of the friction force measured during the reference measurement.
  • the method according to the invention it is advantageously possible to adapt the regulation of the treatment brush in the treatment of the vehicle surface to absolute changes in the material of the treatment elements. In this way, it can advantageously be ensured in the method according to the invention that the treatment result is permanently satisfactory even when the mechanical parameters of the treatment elements change, for example as a result of use, aging or wear.
  • the power consumption of the engine is compared with a reference value, only relative fluctuations of the drive unit can be compensated for when idling.
  • the reference measurement is performed at a known position of the treatment brush relative to the reference element, the value of the frictional force acting between the treatment elements and the reference element during rotation of the treatment brush is not affected by any difference in the distance of the treatment brush from the treatment brush Reference element dependent.
  • the treatment brush thus has a defined immersion depth with respect to the reference element. Since the reference measurement is carried out by means of a reference element whose position and geometry are known, any changes in the mechanical parameters of the treatment elements can be detected reproducibly. Such a reproducible detection is not possible by measuring, for example, the power consumption of the motor for the treatment brush while it rubs with its treatment elements on the vehicle surface, since the exact position of the vehicle surface relative to the treatment brush is not known with sufficient accuracy.
  • the treatment brush is first set in rotation during the reference measurement and then it is moved into the defined position relative to the reference element. During the movement of the treatment brush in the direction of the reference element, values of the frictional force can then be determined directly or indirectly as a function of the distance of the treatment. tion brush of the reference element, ie the immersion depth, are detected. During the movement of the treatment brush in the direction of the reference element in particular the speed remains constant.
  • the detected values for the frictional force at lower immersion depths can also be used in the control of the treatment brush in the treatment of the vehicle surface.
  • the treatment brush it would also be possible for the treatment brush to first be moved into the defined position relative to the reference element and only then to be set in rotation.
  • the value of the friction force in the reference measurement can be measured, for example, by means of the power consumption required to keep the treatment brush rotating at a certain speed.
  • the power consumption of the motor can be detected, which sets the treatment brush in rotation.
  • the frictional force is thus measured indirectly.
  • the direct or indirect measurement of the frictional force can also be done in other, known per se.
  • the power consumption of the treatment brushes is regulated as a function of the measured value of the frictional force.
  • the power consumption of the treatment brush is thus not regulated, as known from the prior art, to a fixed, predefined value, but to a value which results from the reference measurement, which is carried out by means of the reference element.
  • the target value of the power consumption of the treatment brush in the treatment of the vehicle surface at a certain immersion depth corresponds in particular to the measured value of the power consumption of the treatment brush at this immersion depth in the reference measurement.
  • This embodiment is chosen in particular when the surface on which the treatment brush rests during the reference measurement has approximately the same size as the surface on which the treatment brush rests in the treatment of the vehicle surface.
  • the immersion depth is the difference between the radius of the treatment brush at the rotational speed with which the treatment brush is set in rotation during operation, and the distance of the axis of rotation of the treatment brush from the treatment to be treated. dinging surface. The immersion depth thus indicates how the treatment elements rub against the surface to be treated.
  • a side surface of the vehicle is treated in one embodiment of the method according to the invention, in particular the height of the vehicle is measured and in the treatment of the vehicle surface, the desired value of the power consumption of the treatment brush at a certain immersion depth of the treatment brush in dependence on the measured value of the power consumption
  • the treatment brush is selected at this immersion depth during the reference measurement and as a function of the measured height of the vehicle.
  • the height of the vehicle can be determined for example by means of a roof brush.
  • a measuring device of such a roof brush detects the height of the roof brush at a certain longitudinal position of the vehicle during the treatment by the brush. This height corresponds to the vehicle height with a corresponding offset.
  • the course of the roof brush height over the vehicle is stored in the control of the vehicle wash and is then available as a two-dimensional vehicle contour. This can then be taken into account in the treatment of the side surface of the vehicle. In this case, it can also be considered at which position in the longitudinal direction the treatment brush is located.
  • the desired value of the power consumption in this case can be selected as a function of the height of the vehicle at the position of the treatment brush in the longitudinal direction of the vehicle.
  • a roof surface of the vehicle is treated. Since there are not so great variations in the width of the vehicles in this case, the treatment brush's power consumption target during treatment of the vehicle may then correspond to the measured value of the treatment brush's power consumption at the reference measurement or calculated from that value regardless of the geometry of the vehicle become.
  • the power consumption until reaching the desired value the power consumption of the treatment brush determined at the particular immersion depth depending on the recorded values of the power consumption of the treatment brush up to this immersion depth in the reference measurement in the reference measurement, a curve is thus detected, which indicates the power consumption as a function of the immersion depth.
  • This curve is then used in the treatment of the vehicle surface to regulate the power consumption until reaching a certain depth of immersion, reaching the setpoint for the power consumption for this immersion depth on reaching the specific immersion depth. This ensures that the setpoint for the power consumption is reached very quickly and precisely and, in addition, the power consumption at lower immersion depths is also regulated as a function of the reference measurement.
  • the treatment elements of the treatment brush are to be exchanged. If, for example, the curve describing the power consumption as a function of the immersion depth in the reference measurement is very shallow, ie if the power consumption does not increase at all or only very slightly with increasing immersion depth, this is an indication that the treatment elements are worn and should be exchanged. In this case, an indication can be given in the method according to the invention that the treatment elements should be replaced.
  • the reference measurement is carried out cyclically.
  • the treatment brush is then controlled in the treatment of the vehicle surface, in particular depending on the value of the frictional force measured at the last reference measurement. For example, reference measurements may be taken at certain intervals or before each treatment Vehicle surface are performed.
  • the time interval for the cyclically conducted reference measurements can be carried out depending on empirical values for the aging and for the wear of the treatment elements. This ensures that the reference measurement does not delay the treatment of the vehicle surface unnecessarily often, but at the same time sufficient consideration is given to changes in the mechanical parameters of the treatment elements in the treatment of the vehicle surface.
  • the reference measurement is carried out after an exchange of the treatment elements.
  • the treatment brush is then controlled in the treatment of the vehicle surface, in particular depending on the value of the frictional force measured at the last reference measurement.
  • the treatment elements are renewed or replaced by different treatment elements, a different value for the friction force acting between the treatment elements of the treatment brush and the vehicle surface to be treated results.
  • separate reference measurements are carried out for opposite directions of rotation during the rotation of the treatment brush.
  • the treatment brush is then controlled in the treatment of the vehicle surface as a function of the value of the frictional force measured at the last reference measurement for the sense of rotation with which the treatment brush is rotated in the treatment of the vehicle surface.
  • the treatment elements have a preferred direction with respect to the direction of rotation of the treatment brush.
  • Such a preferred direction can be taken into account by the separately performed reference measurements for opposite directions of rotation in the subsequent treatment of the vehicle surface.
  • the measured values for the friction force for the separate reference measurements usually match up with time.
  • the procedure can be carried out so that the separate reference measurements for opposite directions of rotation are dispensed with and only one reference measurement is carried out for a defined direction of rotation.
  • the treatment brush can be moved in the direction of the reference element until the treatment brush has a defined immersion depth with respect to the reference element. Since the treatment brush can usually perform a feed movement to the treated vehicle surface, this movement possibility can also be used to deliver the treatment brush to the reference element. This has the advantage that the reference element can be mounted stationary.
  • the system according to the invention for treating the surface of a vehicle comprises a treatment brush rotatably mounted about a rotary shaft and having an engine coupled to the rotary shaft and treatment elements for frictional contact with the vehicle surface.
  • the system further comprises a reference element for carrying out a reference measurement and a control unit which is coupled to the motor and by means of which the treatment brush can be set into rotation and moved into a defined position relative to the reference element for carrying out the reference measurement, so that the surfaces the treatment elements are brought into frictional contact with the surface of the reference element, and the value of a frictional force is directly or indirectly measurable.
  • the treatment brush is then controllable by means of the control unit in the treatment of the vehicle surfaces as a function of the value of the frictional force measured during the reference measurement.
  • values of the frictional force in the reference measurement may be directly or indirectly measurable while the rotating treatment brush is being moved in the direction of the reference element.
  • the treatment of the vehicle surfaces can then also be carried out as a function of the values of the friction force measured during the reference measurement during the movement in the direction of the defined position relative to the reference element by means of the control unit.
  • the treatment plant is designed in particular for carrying out the method described above. It therefore also has the same advantages as the method according to the invention.
  • the treatment plant is, in particular, a washing plant for cleaning the surface of a vehicle.
  • the washer can be designed as a gantry system, commercial vehicle washing or as a washing line.
  • the treatment brush may be a side brush or a roof brush.
  • this comprises a brush spray protection, which is arranged adjacent to the treatment brush.
  • This brush spray protection provides the function of the reference element. In this case, must thus no separate reference element can be provided.
  • the system is designed so that the treatment brush can be moved in the direction of the brush splash guard by means of the control unit in order to carry out the reference measurement.
  • the brush spray protection is suitably secured with sufficient stability.
  • the rotary shaft of the treatment brush is mounted so that the treatment brush is movable in a direction perpendicular to the rotary shaft, wherein the treatment brush both in the direction of the vehicle and in the direction of the reference element, for example, the brush splash protection, movable.
  • the surface of the reference element has in particular a defined surface roughness.
  • the surface of the reference element is further formed so that the surface roughness does not change over the usual life of the system when reference measurements are performed by means of the reference element.
  • the surface of the reference element resembles in particular the usual surface of a vehicle, in particular with regard to the coefficient of friction between the surface and the treatment elements of the treatment brush.
  • the figure shows schematically essential elements of an embodiment of the treatment plant according to the invention.
  • the embodiment described below relates to a car wash 1 for a vehicle 2. It may be a car wash or a gantry.
  • the washing system 1 comprises as a treatment brush a washing brush 3, which is rotatably mounted about a rotary shaft 5.
  • the washing brush 3 is designed as a side washing brush.
  • the rotary shaft 5 is coupled to a motor 4, which serves as a drive motor for the rotary movement of the washing brush 3.
  • Radially outside are on the washing brush 3 per se known treatment elements 6 a support member 10 is attached.
  • the circumference formed by the treatment elements 6 is shown in Fig. 1 in the resting state of the washing brush 3 by a dashed line. During a rotation of the washing brush 3, the treatment elements 6 move outwards due to the centrifugal force.
  • the circumference formed by the treatment elements 6 during rotation in the operation of the washing brush 3 is represented by a dashed line in the figure.
  • the radius in this case is R. It should be noted in this context that the figure is not a true to scale representation.
  • the brush splash guard 7 is formed as a cup-shaped curved shield, wherein the curvature is concentric with the washing brush 3.
  • the washing brush 3 is coupled to a delivery unit 9.
  • the washing brush 3 can be moved back and forth in the direction of the arrow A. It can thus be moved in particular in the direction of the surface of the vehicle 2.
  • This movement and the rotation of the washing brush 3 are controlled or regulated by means of a control unit 8.
  • the washing brush 3 can in particular be moved to the surface of the vehicle 2 up to a certain immersion depth.
  • the depth of immersion indicates how far the vehicle surface dips into the treatment elements 6 projecting radially outwards due to the rotation.
  • the immersion depth is the difference between the radius R and the distance of the axis of the washing brush 3 from the vehicle surface.
  • the brush spray protection 7 is designed to provide a reference element 7.
  • the reference element 7 could also be provided by a separate part. By means of the reference element 7, a reference measurement is carried out, as will be explained later.
  • control unit 8 is set up to move the washing brush 3 in a direction A perpendicular to the rotary shaft 4 onto the reference element 7 until the distance of the axis of the washing brush 3 from the reference element 7 has reached a defined value which is stored in the control unit 8 is.
  • the rotary shaft 5 can be moved by means of the feed unit 9 in a direction perpendicular to the rotary shaft 5.
  • the control unit 8 is set up to set the washing brush 3 in rotation and to move to a certain position.
  • the distance of the washing brush 3 from the reference element in this case is such that during the rotation of the washing brush 3, the treatment elements 6 are in frictional contact with the surface of the reference element 7.
  • the position of the washing brush 3 relative to the reference element 7 thus corresponds to a certain immersion depth.
  • the control unit 8 controls the washing brush 3 so in that the rotational speed corresponds to a specific value stored in the control unit 8. This value corresponds to a usual rotational speed, as it is also activated in the treatment of the vehicle surface 2.
  • the control unit 8 is arranged to measure in this rotating state of the washing brush 3, the power consumption required to keep the washing brush 3 in rotation. Thus, the power consumption of the motor 4 is detected. For this purpose, for example, the current consumption, the voltage and the phase angle of the motor 4 are measured, from the measured values then the power consumption is calculated.
  • the control unit 8 is set up to store the values of this power consumption in the reference measurement together with any metadata such as the immersion depth, the time of the reference measurement and the type of the treatment elements 6.
  • the brush-type splash guard 7 acting as the reference element 7 has a surface facing the washing brush 3 which has a surface roughness which is similar to the surface roughness of a vehicle surface. Furthermore, this surface is so durable that the surface roughness does not change even with a large number of reference measurements.
  • the washing brush 3 is rotated by means of the motor 4 and moved by means of the feed unit 9 in the direction of the reference element 7 until the axis of the washing brush 3 has a defined position and thus a certain distance from the reference element 7. This distance corresponds to a certain immersion depth of the washing brush 3 to the reference element 7.
  • the speed of the washing brush 3 corresponds to the speed which is also used when washing the vehicle 2 by means of the washing brush 3.
  • the treatment elements 6 are in frictional contact with the surface of the reference element 7.
  • the power consumption of the motor 4 increases when the treatment elements in frictional contact with the surface of the reference element 7 are.
  • the power consumption of the motor 4 during the movement of the washing brush 3 in the direction of the reference element and at the end position of the washing brush 3 at the defined immersion depth is determined by means of the control unit 8. and stored in a memory as a function of the immersion depth together with the time of the reference measurement and the direction of rotation and, if applicable, the rotational speed during the reference measurement.
  • a curve is recorded which indicates the power consumption of the motor 4 as a function of the immersion depth.
  • the washing brush 3 rotates in an opposite direction of rotation.
  • the measured value of the power consumption of the motor 4 is stored as a function of the immersion depth together with the time of the reference measurement and the direction of rotation and possibly the speed during the reference measurement.
  • commissioning the washing brush power consumption of the motor 4 may depend on the reference measurement of the direction of rotation, since the washing brush 3 has a certain preferred direction due to the previous storage.
  • the washing brush 3 is moved by means of the feed unit 9 back into the rest position shown in the figure.
  • the washing brush 3 is set in known manner in rotation and moved with the feed unit 9 in the direction of the surface of the vehicle 2.
  • the maximum immersion depth of the washing brush 3 with respect to the surface of the vehicle 2 is chosen as the end position of the immersion depth in the previously performed reference measurement.
  • the surfaces of the treatment elements 6 rub on the vehicle surface in order to clean them.
  • the height of the vehicle 2 to be cleaned, or more precisely the height contour of this vehicle 2 is measured.
  • This step is optional and may be omitted if the height of the reference element 7 is approximately equal to the height of the vehicle 2.
  • the desired value of the power consumption of the motor 4 for the maximum immersion depth of the washing brush 3 then depends on that power consumption which was last stored in the reference measurement for the same direction of rotation at the same immersion depth.
  • the power consumption target value in the treatment of the vehicle surface may depend on the power consumption last stored in the reference measurement for the same direction of rotation at the same immersion depth, and on the height of the vehicle 2 or the height of the vehicle 2 at the current position of the vehicle Suspend the washing brush 3 in the longitudinal direction of the vehicle 2.
  • the power consumption setpoint in the treatment of the vehicle surface may also correspond to the power consumption last stored in the reference measurement for the same direction of rotation at the same immersion depth.
  • the power consumption of the motor 4 at an immersion depth is controlled in accordance with the detected values of the power consumption of the washing brush 3 in the reference measurement at a corresponding immersion depth.
  • this power consumption when approaching may also be determined as a function of the height of the vehicle 2 or the height of the vehicle 2 in the current position of the washing brush 3 in the longitudinal direction of the vehicle 2.
  • the curve of the power consumption as a function of the immersion depth in the treatment of the vehicle surface corresponds in particular to the curve recorded during the reference measurement.
  • the power consumption of the motor 4 is regulated accordingly by means of the control unit 8 so that it depends on the power consumption which was last stored in a reference measurement for this direction of rotation , and possibly also on the height of the vehicle 2 and the height of the vehicle 2 at the current position of the washing brush 3 in the longitudinal direction of the vehicle 2 depends.
  • the washing brush 3 is moved by means of the feed unit 9 back to the rest position.
  • the power consumption of the motor 4 decreases.
  • the reason for this is that the treatment elements 6 wear over time and, if necessary, the number of treatment elements 6 also decreases, since bristles or the like, for example, fail.
  • the value of the frictional force between the treatment elements 6 and the reference element 7 is reduced, so that a lower power consumption of the motor 4 is required to set the washing brush with the defined speed at a certain immersion depth in rotation. Since in subsequent washing operations the power consumption of the motor 4 is regulated to the value which has arisen in the last reference measurement, it is possible to compensate for absolute changes in the mechanical parameters of the treatment elements.
  • the reference value for the power consumption of the motor 4 can be increased by a certain percentage relative to the measured value in the reference measurement in order to take into account the changed rotational speed relative to the rotational speed in the reference measurement.
  • a minimum value for the power consumption of the motor 4 can be set during the reference measurement. If this minimum value is undershot, it is output that the treatment elements 6 are to be replaced. The requirement to replace the treatment elements 6 can also be determined on the basis of the recorded power consumption curve as a function of the immersion depth. After each replacement of the treatment elements 6, a reference measurement is again carried out or two reference measurements for opposite directions of rotation are carried out, as described above.
  • the power consumption of the washing brush 3 can be regulated in a corresponding manner.
  • the reference element 7 may be a splash guard for the roof brush in this case.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln der Oberfläche eines Fahrzeugs (2), bei dem die Fahrzeugoberfläche mittels zumindest einer rotierenden Behandlungsbürste (3) behandelt wird, wobei die Behandlungsbürste (3) Behandlungselemente (6) umfasst, deren Oberflächen bei der Behandlung mit der Fahrzeugoberfläche in reibenden Kontakt gebracht werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Referenzmessung durchgeführt wird, bei der die Behandlungsbürste (3) in Rotation versetzt und in eine definierte Position relativ zu einem Referenzelement (7) bewegt wird, so dass die Oberflächen der Behandlungselemente (6) in reibenden Kontakt mit der Oberfläche des Referenzelements (7) gebracht werden, und dabei der Wert der Reibungskraft direkt oder indirekt gemessen wird. Die Behandlungsbürste (3) wird dann bei der Behandlung der Fahrzeugoberfläche in Abhängigkeit von dem bei der Referenzmessung gemessenen Wert der Reibungskraft geregelt. Außerdem betrifft die Erfindung eine Anlage zum Behandeln der Oberfläche eines Fahrzeugs (2), mit welcher dieses Verfahren durchführbar ist.

Description

Verfahren und Anlage zum Behandeln der Oberfläche eines Fahrzeugs
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln der Oberfläche eines Fahrzeugs, bei dem eine Fahrzeugoberfläche mittels zumindest einer rotierenden Waschbürste behandelt wird, wobei die Waschbürste Behandlungselemente umfasst, deren Oberflächen bei der Behandlung mit der Fahrzeugoberfläche in reibenden Kontakt gebracht werden. Ferner betrifft die Erfindung eine Anlage zum Behandeln der Oberfläche eines Fahrzeugs mit einer rotierbar um eine Drehwelle gelagerten Waschbürste, die einen mit der Drehwelle gekoppelten Motor und Behandlungselemente für einen reibenden Kontakt mit der Fahrzeugoberfläche umfasst. Die Anlage zum Behandeln der Oberfläche eines Fahrzeugs ist insbesondere eine Waschanlage. Bei dem Betrieb einer Waschanlage ergibt sich das Problem, dass sich bewegende Teile der Anlage durch Gebrauch, Alterung oder Verschleiß Veränderungen unterworfen sind. Um ein dauerhaft zufriedenstellendes Behandlungsergebnis, insbesondere Waschergebnis, beim Betrieb der Waschanlage zu erzielen, ist es erforderlich, diese Veränderungen bei der Steuerung der Waschanlage zu berücksichtigen.
Die WO 2004/089708 A2 beschreibt das Problem, dass nach einiger Zeit Deformationen bewegter Teile innerhalb des Motors auftreten, welcher die Waschbürste antreibt. Dies hat zur Folge, dass der Motor ineffizienter arbeitet und eine höhere Leistungsaufnahme zeigt. Zur Lösung dieses Problems wird vorgeschlagen, die Waschbürste vor dem Waschbetrieb im Leerlauf zu betreiben, und dabei die Leistungsaufnahme zu bestimmen. Aus dieser Leistungsaufnahme im Leerlauf wird der Anpressdruck der Bürste an die Oberfläche des Fahrzeugs mittels einer Auswertung der Motorleistungsaufnahme bestimmt. Die EP 1 795 408 B1 beschreibt eine Behandlungsanlage für Fahrzeuge mit einer zustellbaren rotierenden Behandlungsbürste mit einem elektrischen Antriebsmotor für den Drehantrieb der Behandlungsbürste. Der Antriebsmotor der Behandlungsbürste ist dabei als steuerbarer Wechselstrommotor mit einem Frequenzumrichter ausgebildet, wobei der Frequenzumrichter eine integrierte Messeinrichtung für den Motorstrom auf- weist. Mittels einer ZuStelleinrichtung wird die Behandlungsbürste in Richtung der zu behandelnden Oberfläche bewegt. Diese Zustellung der Behandlungsbürste kann mittels einer Steuerung momentabhängig erfolgen, wobei die Messsignale der Messeinrichtung des Motorstroms der Bürstenantriebe verarbeitet werden. Der Motorstrom repräsentiert dabei das Drehmoment des Antriebsmotors, welches wiederum eine Refe- renz für die Eintauchtiefe oder den Anpressdruck der Behandlungsbürste darstellt. Von der Steuerung wird das Antriebsmoment bzw. die Eintauchtiefe auf einen voreingestellten Wert gesteuert und geregelt bzw. im Wesentlichen konstant gehalten. Bei den im Stand der Technik beschriebenen Verfahren und Behandlungsanlagen ergibt sich das Problem, dass Veränderungen der mechanischen Parameter der Behandlungselemente der Behandlungsbürste nur unzureichend berücksichtigt werden. Wenn sich beispielsweise die Biegesteifigkeit, Dicke oder Bestückungsdichte der Behandlungselemente der Behandlungsbürste durch den dauerhaften Gebrauch der Be- handlungsbürste verringert hat, ergibt sich eine geringere Reibungskraft, die zwischen der rotierenden Behandlungsbürste und der zu behandelnden Fahrzeugoberfläche wirkt. Dies führt zu einer geringeren Leistungsaufnahme des Motors. In diesem Fall verringert sich der Abstand zwischen der Bürstenwelle und der zu behandelnden Fahrzeugoberfläche, bis der voreingestellte Wert für die Leistungsaufnahme erreicht wird. Wenn der Abstand zwischen der Bürstenwelle und der zu behandelnden Fahrzeugoberfläche nicht verändert werden soll, kann alternativ die Drehzahl der Behandlungsbürste erhöht werden, damit ein vorab definierter Wert für die Leistungsaufnahme des Motors wieder erreicht werden kann. Wird keine dieser Anpassungen durchgeführt kann dies mit der Zeit zu nicht zufriedenstellenden Behandlungsergebnissen führen. Andererseits kann es bei zu dichtem Kontakt zum Fahrzeug oder bei zu hohen Drehzahlen zu Schäden an Bauteilen, wie z.B. Außenspiegeln oder Scheibenwischern, kommen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anlage der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche auch dann ein zufriedenstellendes Behandlungsergebnis einer Fahrzeugoberfläche bereitstellen, wenn sich die mechanischen Parameter der Behandlungselemente, beispielsweise durch Gebrauch, Alterung oder Verschleiß, verändert haben. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Anlage mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Fahrzeugoberfläche mittels zumin- dest einer rotierenden Behandlungsbürste behandelt, wobei die Behandlungsbürste Behandlungselemente umfasst, deren Oberflächen bei der Behandlung mit der Fahrzeugoberfläche in reibenden Kontakt gebracht werden. Bei dem Verfahren wird eine Referenzmessung durchgeführt, bei der die Behandlungsbürste in Rotation versetzt wird und in eine definierte Position relativ zu einem Referenzelement bewegt wird, so dass die Oberfläche der Behandlungselemente in reibenden Kontakt mit der Oberfläche der Referenzelemente gebracht werden, und dabei wird der Wert der Reibungskraft direkt oder indirekt gemessen. Bei der Behandlung der Fahrzeugoberfläche wird die Behandlungsbürste in Abhängigkeit von dem bei der Referenzmessung gemesse- nen Wert der Reibungskraft geregelt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorteilhafterweise eine Anpassung der Regelung der Behandlungsbürste bei der Behandlung der Fahrzeugoberfläche an absolute Materialveränderungen der Behandlungselemente möglich. Auf diese Weise kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhafterweise sichergestellt werden, dass das Behandlungsergebnis dauerhaft auch dann zufriedenstellend ist, wenn sich die mechanischen Parameter der Behandlungselemente, beispielsweise durch Gebrauch, Alterung oder Verschleiß, verändern. Bei bekannten Verfahren, bei denen beispielsweise die Leistungsaufnahme des Motors mit einem Referenzwert verglichen wird, können nur relative Schwankungen der Antriebseinheit im Leerlauf ausgeglichen werden.
Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Referenzmessung bei einer bekannten Position der Behandlungsbürste relativ zu dem Referenzelement durchgeführt wird, ist der Wert der Reibungskraft, die bei der Rotation der Behandlungsbürste zwischen den Behandlungselementen und dem Referenzelement wirken, nicht von etwaigen Unterschieden des Abstands der Behandlungsbürste von dem Referenzelement abhängig. Die Behandlungsbürste weist somit eine definierte Eintauchtiefe in Bezug auf das Referenzelement auf. Da die Referenzmessung mittels eines Referenzelements durchge- führt wird, dessen Position und Geometrie bekannt ist, können etwaige Veränderungen der mechanischen Parameter der Behandlungselemente reproduzierbar erfasst werden. Eine solche reproduzierbare Erfassung ist nicht durch eine Messung beispielsweise der Leistungsaufnahme des Motors für die Behandlungsbürste möglich, während diese mit ihren Behandlungselementen an der Fahrzeugoberfläche reibt, da die exakte Position der Fahrzeugoberfläche relativ zu der Behandlungsbürste nicht ausreichend genau bekannt ist. Auch bei der Messung der Leistungsaufnahme im Leerlauf der Behandlungsbürste, können keine Veränderungen der mechanischen Parameter der Behandlungselemente erfasst werden. Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei der Referenzmessung zunächst die Behandlungsbürste in Rotation versetzt und dann wird sie in die definierte Position relativ zu dem Referenzelement bewegt. Während der Bewegung der Behandlungsbürste in Richtung des Referenzelements können dann Werte der Reibungskraft direkt oder indirekt in Abhängigkeit von dem Abstand der Behand- lungsbürste von dem Referenzelement, d. h. der Eintauchtiefe, erfasst werden. Während der Bewegung der Behandlungsbürste in Richtung des Referenzelements bleibt dabei insbesondere die Drehzahl konstant. Vorteilhafterweise können in diesem Fall die erfassten Werte für die Reibungskraft bei geringeren Eintauchtiefen auch bei der Regelung der Behandlungsbürste bei der Behandlung der Fahrzeugoberfläche verwendet werden. Alternativ wäre es jedoch auch möglich, dass die Behandlungsbürste zunächst in die definierte Position relativ zu dem Referenzelements bewegt wird und erst dann in Rotation versetzt wird. Der Wert der Reibungskraft bei der Referenzmessung kann beispielsweise mittels der Leistungsaufnahme gemessen werden, die erforderlich ist, um die Behandlungsbürste bei einer bestimmten Drehzahl in Rotation zu halten. Beispielsweise kann die Leistungsaufnahme des Motors erfasst werden, welcher die Behandlungsbürste in Rotation versetzt. In diesem Fall wird die Reibungskraft somit indirekt gemessen. Die direkte oder indirekte Messung der Reibungskraft kann jedoch auch auf andere, an sich bekannte Weise erfolgen.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei der Behandlung der Fahrzeugoberfläche die Leistungsaufnahme der Behandlungsbürsten in Ab- hängigkeit von dem gemessenen Wert der Reibungskraft geregelt. Die Leistungsaufnahme der Behandlungsbürste wird somit nicht, wie aus dem Stand der Technik bekannt, auf einen festen, vorab definierten Wert geregelt, sondern auf einen Wert, welcher sich aus der Referenzmessung ergibt, die mittels des Referenzelements durchgeführt wird.
Der Sollwert der Leistungsaufnahme der Behandlungsbürste bei der Behandlung der Fahrzeugoberfläche bei einer bestimmten Eintauchtiefe entspricht insbesondere dem gemessenen Wert der Leistungsaufnahme der Behandlungsbürste bei dieser Eintauchtiefe bei der Referenzmessung. Diese Ausgestaltung wird insbesondere dann gewählt, wenn die Fläche, an welcher die Behandlungsbürste bei der Referenzmessung anliegt in etwa dieselbe Größe hat wie die Fläche, an welcher die Behandlungsbürste bei der Behandlung der Fahrzeugoberfläche anliegt. Hierdurch wird vorteilhafterweise erreicht, dass absolute Materialänderungen bei den Behandlungselementen so berücksichtigt werden können, dass dauerhaft ein zufriedenstellendes Behandlungsergebnis erzielt wird.
Die Eintauchtiefe ist dabei die Differenz des Radius der Behandlungsbürste bei der Drehgeschwindigkeit, mit welcher die Behandlungsbürste in Betrieb in Rotation versetzt wird, und dem Abstand der Drehachse der Behandlungsbürste von der zu behan- delnden Oberfläche. Die Eintauchtiefe gibt somit an, wie die Behandlungselemente an der zu behandelnden Oberfläche reiben.
Wenn bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Seitenfläche des Fahrzeugs behandelt wird, dann wird insbesondere die Höhe des Fahrzeugs gemessen und bei der Behandlung der Fahrzeugoberfläche wird der Sollwert der Leistungsaufnahme der Behandlungsbürste bei einer bestimmten Eintauchtiefe der Behandlungsbürste in Abhängigkeit von dem gemessenen Wert der Leistungsaufnahme der Behandlungsbürste bei dieser Eintauchtiefe bei der Referenzmessung und in Ab- hängigkeit von der gemessenen Höhe des Fahrzeugs gewählt. Hierdurch wird erreicht, dass die Fläche, an welcher die Behandlungsbürste bei der Referenzmessung anliegt, gegebenenfalls größer oder kleiner ist als die Fläche, an welcher die Behandlungsbürste bei der Behandlung der Seitenfläche des Fahrzeugs anliegt. Durch die unterschiedlich großen Flächen ergibt sich jeweils eine andere Leistungsaufnahme der Behand- lungsbürste. Dies kann bei dieser Ausgestaltung dadurch ausgeglichen werden, dass die Höhe und damit die Größe der Fläche bei der Behandlung der Seitenfläche des Fahrzeugs berücksichtigt wird. Die Höhe des Fahrzeugs kann beispielsweise mittels einer Dachbürste bestimmt werden. Eine Messeinrichtung einer solchen Dachbürste erfasst die Höhe der Dachbürste an einer bestimmten Längsposition des Fahrzeugs während der Behandlung durch die Bürste. Diese Höhe entspricht der Fahrzeughöhe mit einem entsprechenden Offset. Der Verlauf der Dachbürstenhöhe über das Fahrzeug wird in der Steuerung der Fahrzeugwaschanlage gespeichert und steht dann als zweidimensionale Fahrzeugkontur zur Verfügung. Diese kann dann bei der Behandlung der Seitenfläche des Fahrzeugs berücksichtigt werden. Hierbei kann auch berück- sichtigt werden, an welcher Position in Längsrichtung sich die Behandlungsbürste befindet. Der Sollwert der Leistungsaufnahme kann in diesem Fall in Abhängigkeit von der Höhe des Fahrzeugs bei der Position der Behandlungsbürste in Längsrichtung des Fahrzeugs gewählt werden. Bei einer anderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Dachfläche des Fahrzeugs behandelt. Da sich in diesem Fall nicht so große Schwankungen der Breite der Fahrzeuge ergeben, kann der Sollwert der Leistungsaufnahme der Behandlungsbürste bei der Behandlung des Fahrzeugs dann dem gemessenen Wert der Leistungsaufnahme der Behandlungsbürste bei der Referenzmessung entsprechen oder unabhängig von der Geometrie des Fahrzeugs aus diesem Wert berechnet werden.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei der Behandlung der Fahrzeugoberfläche die Leistungsaufnahme bis zum Erreichen des Sollwerts der Leistungsaufnahme der Behandlungsbürste bei der bestimmten Eintauchtiefe in Abhängigkeit von den erfassten Werten der Leistungsaufnahme der Behandlungsbürste bis zu dieser Eintauchtiefe bei der Referenzmessung bestimmt. Bei der Referenzmessung wird somit eine Kurve erfasst, welche die Leistungsaufnahme in Abhängigkeit von der Eintauchtiefe angibt. Diese Kurve wird dann bei der Behandlung der Fahrzeugoberfläche verwendet, um die Leistungsaufnahme bis zum Erreichen einer bestimmten Eintauchtiefe zu regeln, wobei beim Erreichen der bestimmten Eintauchtiefe der Sollwert für die Leistungsaufnahme für diese Eintauchtiefe erreicht wird. Hierdurch wird erreicht, dass der Sollwert für die Leistungsaufnahme sehr schnell und genau er- reicht wird und außerdem auch die Leistungsaufnahme bei geringeren Eintauchtiefen in Abhängigkeit von der Referenzmessung geregelt wird.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird anhand der Werte der Reibungskraft, die während der Bewegung der Behandlungsbürste in Richtung des Referenzelements erfasst worden sind, bestimmt, ob die Behandlungselemente der Behandlungsbürste auszutauschen sind. Wenn beispielsweise die Kurve, welche die Leistungsaufnahme in Abhängigkeit von der Eintauchtiefe bei der Referenzmessung beschreibt, sehr flach ist, d. h. wenn sich die Leistungsaufnahme mit größer werdender Eintauchtiefe gar nicht oder nur sehr geringfügig vergrößert, ist dies ein Anzeichen dafür, dass die Behandlungselemente verschlissen sind und ausgetauscht werden sollten. In diesem Fall kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Hinweis dafür ausgegeben werden, dass die Behandlungselemente ersetzt werden sollten. Wenn bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bei der Referenzmessung festgestellt wurde, dass beispielsweise auf Grund von Verschleißerscheinungen der Behandlungsbürste eine geringere Reibungskraft zwischen den Behandlungselementen und der Referenzfläche wirkt, kann diese Veränderung bei der Behandlung der Fahrzeugoberfläche dadurch ausgeglichen werden, dass die Drehzahl der Behandlungsbürste, und damit die Leistungsaufnahme, erhöht wird. Auch hierdurch wird sichergestellt, dass ein dauerhaft zufriedenstellendes Behandlungsergebnis erzielt wird. Dabei wird allerdings sichergestellt, dass die Drehzahl nicht einem bestimmten Grenzwert überschreitet, bei dem Beschädigungen des Fahrzeugs auftreten können. Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Referenzmessung zyklisch durchgeführt. Die Behandlungsbürste wird dann bei der Behandlung der Fahrzeugoberfläche insbesondere in Abhängigkeit von dem bei der letzten Referenzmessung gemessenen Wert der Reibungskraft geregelt. Beispielsweise können Referenzmessungen in bestimmten Zeitabständen oder vor jeder Behandlung einer Fahrzeugoberfläche durchgeführt werden. Das Zeitintervall für die zyklisch durchgeführten Referenzmessungen kann in Abhängigkeit von Erfahrungswerten zur Alterung und zum Verschleiß der Behandlungselemente durchgeführt werden. Hierdurch wird erreicht, dass die Referenzmessung die Behandlung der Fahrzeugoberfläche nicht unnötig häufig verzögert, gleichzeitig jedoch Veränderungen der mechanischen Parameter der Behandlungselemente bei der Behandlung der Fahrzeugoberfläche in ausreichendem Maße berücksichtigt werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Referenzmessung nach einem Austausch der Behandlungselemente durchgeführt. Die Behandlungsbürste wird bei der Behandlung der Fahrzeugoberfläche dann insbesondere in Abhängigkeit von dem bei der letzten Referenzmessung gemessenen Wert der Reibungskraft geregelt. Wenn die Behandlungselemente erneuert oder durch andersartige Behandlungselemente ersetzt werden, ergibt sich ein anderer Wert für die Rei- bungskraft, die zwischen den Behandlungselementen der Behandlungsbürste und der zu behandelnden Fahrzeugoberfläche wirkt. Durch die Durchführung einer Referenzmessung nach einem Austausch der Behandlungselemente wird sichergestellt, dass die Steuerung der Behandlungsbürste zu einem zufriedenstellenden Behandlungsergebnis führt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden separate Referenzmessungen für entgegengesetzte Drehrichtungen bei der Rotation der Behandlungsbürste durchgeführt. Die Behandlungsbürste wird dann bei der Behandlung der Fahrzeugoberfläche in Abhängigkeit von dem Wert der Reibungskraft gere- gelt, der bei der letzten Referenzmessung für den Drehsinn gemessen wurde, mit dem die Behandlungsbürste bei der Behandlung der Fahrzeugoberfläche rotiert wird. Insbesondere bei neuen Behandlungsbürsten kann es vorkommen, dass aufgrund der Lagerung der Behandlungsbürste die Behandlungselemente eine Vorzugsrichtung hinsichtlich der Drehrichtung der Behandlungsbürste aufweisen. Eine solche Vorzugsrichtung kann durch die separat durchgeführten Referenzmessungen für entgegengesetzte Drehrichtungen bei der nachfolgenden Behandlung der Fahrzeugoberfläche berücksichtigt werden. Die gemessenen Werte für die Reibungskraft für die separaten Referenzmessungen gleichen sich üblicherweise mit der Zeit an. Wenn die gemessenen Werte eine vorab festgelegte Toleranz unterschritten haben, kann das Verfahren so durchgeführt werden, dass auf die separaten Referenzmessungen für entgegengesetzte Drehrichtungen verzichtet wird, und nur noch eine Referenzmessung für eine festgelegte Drehrichtung durchgeführt wird. Bei der Referenzmessung kann beispielsweise die Behandlungsbürste in Richtung des Referenzelements bewegt werden, bis die Behandlungsbürste eine definierte Eintauchtiefe in Bezug auf das Referenzelement besitzt. Da die Behandlungsbürste zumeist eine Zustellbewegung zu der behandelnden Fahrzeugoberfläche ausführen kann, kann diese Bewegungsmöglichkeit auch genutzt werden, um die Behandlungsbürste dem Referenzelement zuzustellen. Dies hat den Vorteil, dass das Referenzelement ortsfest montiert sein kann.
Die erfindungsgemäße Anlage zum Behandeln der Oberfläche eines Fahrzeugs um- fasst eine rotierbar um eine Drehwelle gelagerte Behandlungsbürste, die einen mit der Drehwelle gekoppelten Motor und Behandlungselemente für einen reibenden Kontakt mit der Fahrzeugoberfläche aufweist. Die Anlage umfasst ferner ein Referenzelement zum Durchführen einer Referenzmessung und eine Steuereinheit, die mit dem Motor gekoppelt ist und mittels derer zur Durchführung der Referenzmessung die Behand- lungsbürste in Rotation versetzbar und in eine definierte Position relativ zu dem Referenzelement bewegbar ist, so dass die Oberflächen der Behandlungselemente in reibenden Kontakt mit der Oberfläche des Referenzelements gebracht werden, und dabei der Wert einer Reibungskraft direkt oder indirekt messbar ist. Die Behandlungsbürste ist dann mittels der Steuereinheit bei der Behandlung der Fahrzeugoberflächen in Ab- hängigkeit von dem bei der Referenzmessung gemessenen Wert der Reibungskraft regelbar. Zusätzlich können Werte der Reibungskraft bei der Referenzmessung direkt oder indirekt messbar sein, während die rotierende Behandlungsbürste in Richtung des Referenzelements bewegt wird. Die Behandlung der Fahrzeugoberflächen kann dann auch in Abhängigkeit von den bei der Referenzmessung gemessenen Werten der Rei- bungskraft bei der Bewegung in Richtung der definierten Position relativ zu dem Referenzelement mittels der Steuereinheit durchgeführt werden.
Die Behandlungsanlage ist insbesondere zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens ausgebildet. Sie weist somit auch dieselben Vorteile wie das erfin- dungsgemäße Verfahren auf.
Bei der Behandlungsanlage handelt es sich insbesondere um eine Waschanlage zum Reinigen der Oberfläche eines Fahrzeugs. Die Waschanlage kann als Portalanlage, Nutzfahrzeugwaschanlage oder als Waschstraße ausgebildet sein. Bei der Behand- lungsbürste kann es sich um eine Seitenbürste oder eine Dachbürste handeln.
Gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage umfasst diese einen Bürs- tenspritzschutz, der benachbart zu der Behandlungsbürste angeordnet ist. Dieser Bürs- tenspritzschutz stellt die Funktion des Referenzelements bereit. In diesem Fall muss somit kein gesondertes Referenzelement vorgesehen sein. Die Anlage ist so ausgebildet, dass mittels der Steuereinheit die Behandlungsbürste in Richtung des Bürsten- spritzschutzes bewegt werden kann, um die Referenzmessung auszuführen. Hierfür ist der Bürstenspritzschutz in geeigneter Weise mit ausreichender Stabilität befestigt.
Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anlage ist die Drehwelle der Behandlungsbürste so gelagert, dass die Behandlungsbürste in einer zur Drehwelle senkrechten Richtung bewegbar ist, wobei die Behandlungsbürste sowohl in Richtung des Fahrzeugs als auch in Richtung des Referenzelements, beispielsweise des Bürsten- spritzschutzes, bewegbar ist.
Die Oberfläche des Referenzelements besitzt insbesondere eine definierte Oberflä- chenrauigkeit. Die Oberfläche des Referenzelements ist ferner so gebildet, dass sich die Oberflächenrauigkeit über die übliche Lebensdauer der Anlage nicht verändert, wenn Referenzmessungen mittels des Referenzelements durchgeführt werden. Die Oberfläche des Referenzelements ähnelt dabei insbesondere der üblichen Oberfläche eines Fahrzeugs, insbesondere im Hinblick auf den Reibungskoeffizienten zwischen der Oberfläche und den Behandlungselementen der Behandlungsbürste. Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug zu der Zeichnung erläutert.
Die Figur zeigt schematisch wesentliche Elemente eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Behandlungsanlage.
Das im Folgenden beschriebene Ausführungsbeispiel betrifft eine Waschanlage 1 für ein Fahrzeug 2. Es kann sich dabei um eine Waschstraße oder eine Portalanlage handeln. Die Waschanlage 1 umfasst als Behandlungsbürste eine Waschbürste 3, die rotierbar um eine Drehwelle 5 gelagert ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Waschbürste 3 als Seitenwaschbürste ausgebildet. Die Drehwelle 5 ist mit einem Motor 4 gekoppelt, welcher als Antriebsmotor für die Drehbewegung der Waschbürste 3 dient. Radial außen sind an der Waschbürste 3 an sich bekannte Behandlungselemente 6 einem Trägerelement 10 befestigt. Der von den Behandlungselementen 6 gebildete Umfang ist in Fig. 1 im Ruhezustand der Waschbürste 3 durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Bei einer Rotation der Waschbürste 3 bewegen sich die Behandlungselemente 6 aufgrund der Zentrifugalkraft nach außen. Der Umfang, der durch die Behandlungselemente 6 bei einer Rotation im Betrieb der Waschbürste 3 gebildet wird, ist durch eine strichpunktierte Linie in der Figur dargestellt. Der Radius ist in diesem Fall R. Es wird in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, dass die Figur keine maßstabgetreue Darstellung ist. Auf der von dem Fahrzeug 2 abgewandten Seite der Waschbürste 3 ist ein Bürsten- spritzschutz 7 angeordnet. Der Bürstenspritzschutz 7 ist als schalenförmig gewölbtes Schild ausgebildet, wobei die Wölbung konzentrisch zu der Waschbürste 3 ist.
Die Waschbürste 3 ist mit einer Zustelleinheit 9 gekoppelt. Mittels der Zustelleinheit 9 kann die Waschbürste 3 in Richtung des Pfeils A hin und her bewegt werden. Sie kann somit insbesondere in Richtung der Oberfläche des Fahrzeugs 2 bewegt werden. Diese Bewegung sowie die Rotation der Waschbürste 3 werden mittels einer Steuereinheit 8 gesteuert bzw. geregelt. Die Waschbürste 3 kann insbesondere bis zu einer bestimmten Eintauchtiefe zur Oberfläche des Fahrzeugs 2 bewegt werden. Die Eintauch- tiefe gibt dabei an, wie weit die Fahrzeugoberfläche in die aufgrund der Rotation radial nach außen abstehenden Behandlungselemente 6 eintaucht. Die Eintauchtiefe ist dabei die Differenz des Radius R und des Abstands der Achse der Waschbürste 3 von der Fahrzeugoberfläche. Eine solche Waschbürste 3 ist an sich bekannt und wird daher nicht weiter im Detail erläutert.
Bei der erfindungsgemäßen Waschanlage 1 ist der Bürstenspritzschutz 7 ausgebildet, ein Referenzelement 7 bereitzustellen. Bei anderen Ausführungsbeispielen könnte das Referenzelement 7 jedoch auch von einem separaten Teil bereitgestellt werden. Mittels des Referenzelements 7 wird eine Referenzmessung durchgeführt, wie es später erläutert wird.
Ferner ist die Steuereinheit 8 eingerichtet, die Waschbürste 3 in einer Richtung A senk- recht zur Drehwelle 4 auf das Referenzelement 7 zuzubewegen, bis der Abstand der Achse der Waschbürste 3 von dem Referenzelement 7 einen definierten Wert erreicht hat, welcher in der Steuereinheit 8 gespeichert ist. Beispielsweise kann die Drehwelle 5 mittels der Zustelleinheit 9 in einer Richtung senkrecht zur Drehwelle 5 bewegt werden. Die Steuereinheit 8 ist eingerichtet, die Waschbürste 3 in Rotation zu versetzen und in eine bestimmte Position zu verfahren. Der Abstand der Waschbürste 3 von dem Referenzelement ist in diesem Fall derart, dass bei der Rotation der Waschbürste 3 die Behandlungselemente 6 in reibenden Kontakt mit der Oberfläche des Referenzelements 7 sind. Die Position der Waschbürste 3 relativ zu dem Referenzelement 7 entspricht somit einer bestimmten Eintauchtiefe. Die Steuereinheit 8 steuert die Waschbürste 3 so an, dass die Drehgeschwindigkeit einem bestimmten, in der Steuereinheit 8 gespeicherten Wert entspricht. Dieser Wert korrespondiert mit einer üblichen Drehgeschwindigkeit, wie sie auch bei der Behandlung der Fahrzeugoberfläche 2 angesteuert wird. Die Steuereinheit 8 ist eingerichtet, in diesem rotierenden Zustand der Waschbürste 3 die Leistungsaufnahme zu messen, die erforderlich ist, um die Waschbürste 3 in Rotation zu halten. Es wird somit die Leistungsaufnahme des Motors 4 erfasst. Hierfür können beispielsweise die Stromaufnahme, die Spannung und die Phasenlage des Motors 4 gemessen werden, aus deren Messwerten dann die Leistungsaufnahme berechnet wird. Die Steuereinheit 8 ist eingerichtet, die Werte dieser Leistungsaufnahme bei der Referenzmessung zusammen mit etwaigen Metadaten, wie der Eintauchtiefe, dem Zeitpunkt der Referenzmessung und dem Typ der Behandlungselemente 6 zu speichern.
Der als Referenzelement 7 wirkende Bürstenspritzschutz 7 weist für die Referenzmes- sung eine der Waschbürste 3 zugewandte Oberfläche auf, die eine Oberflächenrauig- keit besitzt, welche ähnlich der Oberflächenrauigkeit einer Fahrzeugoberfläche ist. Ferner ist diese Oberfläche so beständig, dass sich die Oberflächenrauigkeit auch bei einer großen Anzahl von Referenzmessungen nicht verändert. Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben:
Bei der Erstinbetriebnahme der vorstehend beschriebenen Waschbürste 3 werden zunächst zwei Referenzmessungen durchgeführt. Hierfür wird die Waschbürste 3 mittels des Motors 4 in Rotation versetzt und mittels der Zustelleinheit 9 in Richtung des Referenzelements 7 bewegt, bis die Achse der Waschbürste 3 eine definierte Position und somit einen bestimmten Abstand von dem Referenzelement 7 hat. Dieser Abstand entspricht einer bestimmten Eintauchtiefe der Waschbürste 3 zu Referenzelement 7. Während der Bewegung der Waschbürste 3 in Richtung des Referenzelements 7 rotiert sie mit einer festen Drehzahl, und zwar in einer ersten Drehrichtung. Die Drehzahl der Waschbürste 3 entspricht dabei der Drehzahl, welche auch beim Waschen des Fahrzeugs 2 mittels der Waschbürste 3 verwendet wird. Während der Rotation der Waschbürste 3 sind die Behandlungselemente 6 in reibendem Kontakt mit der Oberfläche des Referenzelements 7. Im Vergleich zu einer Rotation der Waschbürste 3 im Leerlauf, d. h. ohne Kontakt zu einer Oberfläche, erhöht sich die Leistungsaufnahme des Motors 4, wenn die Behandlungselemente in reibendem Kontakt mit der Oberfläche des Referenzelements 7 sind. Die Leistungsaufnahme des Motors 4 während der Bewegung der Waschbürste 3 in Richtung des Referenzelements sowie bei der Endposition der Waschbürste 3 bei der definierten Eintauchtiefe wird mittels der Steuereinheit 8 ge- messen und in einem Speicher in Abhängigkeit von der Eintauchtiefe zusammen mit dem Zeitpunkt der Referenzmessung sowie der Drehrichtung und ggf. der Drehzahl während der Referenzmessung gespeichert. Es wird somit eine Kurve aufgenommen, welche die Leistungsaufnahme des Motors 4 in Abhängigkeit von der Eintauchtiefe angibt.
Anschließend wird eine entsprechende Referenzmessung durchgeführt, wobei jedoch die Waschbürste 3 in eine entgegengesetzte Drehrichtung rotiert. Auch in diesem Fall wird der gemessene Wert der Leistungsaufnahme des Motors 4 in Abhängigkeit von der Eintauchtiefe zusammen mit dem Zeitpunkt der Referenzmessung sowie der Drehrichtung und ggf. der Drehzahl während der Referenzmessung gespeichert. Bei der Erstinbetriebnahme der Waschbürste kann Leistungsaufnahme des Motors 4 bei der Referenzmessung von der Drehrichtung abhängen, da die Waschbürste 3 aufgrund der vorherigen Lagerung eine bestimmte Vorzugsrichtung hat.
Nachdem die Referenzmessung abgeschlossen ist, wird die Waschbürste 3 mittels der Zustelleinheit 9 wieder zurück in die in der Figur gezeigte Ruheposition verfahren. Wenn nun ein Fahrzeug 2 mittels der Waschbürste 3 in der Waschanlage 1 gereinigt werden soll, wird die Waschbürste 3 auf an sich bekannte Weise in Rotation versetzt und mit der Zustelleinheit 9 in Richtung der Oberfläche des Fahrzeugs 2 bewegt. Die maximale Eintauchtiefe der Waschbürste 3 in Bezug auf die Oberfläche des Fahrzeugs 2 wird dabei so gewählt, wie die Endposition der Eintauchtiefe bei der zuvor durchgeführten Referenzmessung. Dabei reiben die Oberflächen der Behandlungselemente 6 an der Fahrzeugoberfläche, um diese zu reinigen. Mittels der Steuereinheit 8 wird da- bei die Leistungsaufnahme des Motors 4 wie folgt geregelt:
In einem Verfahrensschritt, welcher der Reinigung mit der Waschbürste 3 vorangeht, wird die Höhe des zu reinigenden Fahrzeugs 2 oder genauer die Höhenkontur dieses Fahrzeugs 2 gemessen. Dieser Schritt ist optional und kann weggelassen werden, wenn die Höhe des Referenzelements 7 in etwa der Höhe des Fahrzeugs 2 entspricht. Der Sollwert der Leistungsaufnahme des Motors 4 für die maximale Eintauchtiefe der Waschbürste 3 hängt dann von derjenigen Leistungsaufnahme ab, welche bei der Referenzmessung für dieselbe Drehrichtung bei derselben Eintauchtiefe zuletzt gespeichert wurde. Beispielsweise kann der Sollwert der Leistungsaufnahme bei der Behand- lung der Fahrzeugoberfläche von der Leistungsaufnahme abhängen, welche bei der Referenzmessung für dieselbe Drehrichtung bei derselben Eintauchtiefe zuletzt gespeichert wurde, sowie von der Höhe des Fahrzeugs 2 bzw der Höhe des Fahrzeugs 2 bei der aktuellen Position der Waschbürste 3 in Längsrichtung des Fahrzeugs 2 abhängen. Wenn das Referenzelement 7 in etwa dieselbe Höhe wie das Fahrzeug 2 hat, kann der Sollwert der Leistungsaufnahme bei der Behandlung der Fahrzeugoberfläche auch derjenigen Leistungsaufnahme entsprechen, welche bei der Referenzmessung für dieselbe Drehrichtung bei derselben Eintauchtiefe zuletzt gespeichert wurde. Während sich die Waschbürste 3 der maximalen Eintauchtiefe annähert, wird die Leistungsaufnahme des Motors 4 bei einer Eintauchtiefe in Abhängigkeit von den erfassten Werten der Leistungsaufnahme der Waschbürste 3 bei der Referenzmessung bei einer entsprechenden Eintauchtiefe geregelt. Zusätzlich kann diese Leistungsaufnahme beim Annähern ggf. auch in Abhängigkeit von der Höhe des Fahrzeugs 2 bzw der Hö- he des Fahrzeugs 2 bei der aktuellen Position der Waschbürste 3 in Längsrichtung des Fahrzeugs 2 bestimmt werden. Die Kurve der Leistungsaufnahme in Abhängigkeit von der Eintauchtiefe bei der Behandlung der Fahrzeugoberfläche entspricht insbesondere der bei der Referenzmessung aufgenommenen Kurve. Wenn während des Waschvorgangs die Waschbürste 3 mit einer entgegengesetzten Drehrichtung gedreht wird, wird die Leistungsaufnahme des Motors 4 mittels der Steuereinheit 8 entsprechend geregelt, so dass sie von derjenigen Leistungsaufnahme abhängt bzw. derjenigen Leistungsaufnahme entspricht, welche zuletzt bei einer Referenzmessung für diese Drehrichtung gespeichert wurde, sowie ggf. auch von der Höhe des Fahrzeugs 2 bzw der Höhe des Fahrzeugs 2 bei der aktuellen Position der Waschbürste 3 in Längsrichtung des Fahrzeugs 2 abhängt.
Nach Beendigung des Waschvorgangs wird die Waschbürste 3 mittels der Zustelleinheit 9 wieder zurück in die Ruheposition verfahren.
Auf diese Weise werden anschließend weitere Waschvorgänge für Fahrzeuge 2 durchgeführt. Nach einem bestimmten Zeitintervall oder nach einer bestimmten Anzahl von Waschvorgängen werden erneut zwei Referenzmessungen für die beiden Drehrichtungen, wie vorstehend beschrieben, durchgeführt. Wenn sich bei den beiden Refe- renzmessungen für die entgegengesetzten Drehrichtungen ergibt, dass die Leistungsaufnahme unabhängig von der Drehrichtung ist, wird bei folgenden Referenzmessungen nur noch eine Referenzmessung für eine Drehrichtung durchgeführt. Die Regelung der Waschbürste 3 wird anschließend bei Waschvorgängen für Fahrzeuge 2 unabhängig von der Drehrichtung geregelt.
Bei den zyklisch durchgeführten Referenzmessungen kann sich ergeben, dass die Leistungsaufnahme des Motors 4 geringer wird. Der Grund hierfür ist, dass die Behandlungselemente 6 sich mit der Zeit abnutzen und sich ggf. auch die Zahl der Behandlungselemente 6 verringert, da beispielsweise Borsten oder dergleichen ausfallen. Hierdurch wird der Wert der Reibungskraft zwischen den Behandlungselementen 6 und dem Referenzelement 7 verringert, so dass eine geringere Leistungsaufnahme des Motors 4 erforderlich ist, um die Waschbürste mit der definierten Drehzahl bei einer bestimmten Eintauchtiefe in Rotation zu versetzen. Da bei sich anschließenden Waschvorgängen die Leistungsaufnahme des Motors 4 auf den Wert geregelt wird, welcher sich bei der letzten Referenzmessung ergeben hat, ist es möglich, absolute Veränderungen der mechanischen Parameter der Behandlungselemente zu kompensieren. Wenn der Wert der Leistungsaufnahme des Motors 4 bei der Referenzmessung einen bestimmten Grenzwert unterschritten hat, kann bei dem Verfahren vorgesehen sein, dass die Drehzahl erhöht wird. Hierbei darf jedoch eine obere Grenze für die Drehzahl nicht überschritten werden, um Beschädigungen des Fahrzeugs zu verhindern. Durch die größere Drehzahl kann der Verschleiß der Behandlungselemente 6 in begrenztem Umfang ausgeglichen werden. Der Sollwert für die Leistungsaufnahme des Motors 4 kann in diesem Fall relativ zu dem gemessenen Wert bei der Referenzmessung um einen gewissen Prozentsatz heraufgesetzt werden, um die veränderte Drehzahl relativ zu der Drehzahl bei der Referenzmessung zu berücksichtigen. Schließlich kann ein Mindestwert für die Leistungsaufnahme des Motors 4 bei der Referenzmessung festgelegt sein. Wird diese Mindestwert unterschritten, wird ausgegeben, dass die Behandlungselemente 6 auszutauschen sind. Das Erfordernis, die Behandlungselemente 6 auszutauschen, kann auch anhand der erfassten Kurve für die Leistungsaufnahme in Abhängigkeit von der Eintauchtiefe bestimmt werden. Nach je- dem Austausch der Behandlungselemente 6 wird erneut eine Referenzmessung oder es werden zwei Referenzmessungen für entgegengesetzte Drehrichtungen durchgeführt, wie es vorstehend beschrieben wurde.
Wenn es sich bei der Waschbürste 3 um eine Dachbürste handelt, kann die Leistungs- aufnähme der Waschbürste 3 auf entsprechende Weise geregelt werden. Das Referenzelement 7 kann in diesem Fall ein Spritzschutz für die Dachbürste sein.
Bezugszeichenliste
1 Behandlungsanlage
2 Fahrzeug
3 Behandlungsbürste; Waschbürste
4 Motor
5 Drehwelle
6 Behandlungselemente
7 Bürstenspritzschutz; Referenzelement 8 Steuereinheit
9 Zustelleinheit
10 Trägerelement

Claims

Patentansprüche
Verfahren zum Behandeln der Oberfläche eines Fahrzeugs
(2), bei dem
die Fahrzeugoberfläche mittels zumindest einer rotierenden Behandlungsbürste (3) behandelt wird, wobei die Behandlungsbürste (3) Behandlungselemente (6) umfasst, deren Oberflächen bei der Behandlung mit der Fahrzeugoberfläche in reibenden Kontakt gebracht werden,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Referenzmessung durchgeführt wird, bei der die Behandlungsbürste (3) in Rotation versetzt wird und in eine definierte Position relativ zu einem Referenzelement (7) bewegt wird, so dass die Oberflächen der Behandlungselemente (6) in reibenden Kontakt mit der Oberfläche des Referenzelements (7) gebracht werden, und dabei der Wert der Reibungskraft direkt oder indirekt gemessen wird, und
die Behandlungsbürste (3) bei der Behandlung der Fahrzeugoberfläche in Abhängigkeit von dem bei der Referenzmessung gemessenen Wert der Reibungskraft geregelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei der Referenzmessung zunächst die Behandlungsbürste (3) in Rotation versetzt wird und dann in die definierte Position relativ zu dem Referenzelement (7) bewegt wird, wobei während der Bewegung der Behandlungsbürste (3) in Richtung des Referenzelements (7) Werte der Reibungskraft direkt oder indirekt in Abhängigkeit von dem Abstand der Behandlungsbürste (3) von dem Referenzelement (7) erfasst werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert der Reibungskraft bei der Referenzmessung mittels der Leistungsaufnahme gemessen wird, die erforderlich ist, um die Behandlungsbürste
(3) bei einer bestimmten Drehzahl in Rotation zu halten.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Behandlung der Fahrzeugoberfläche eine Leistungsaufnahme der Behandlungsbürste (3) in Abhängigkeit von dem gemessenen Wert der Reibungskraft geregelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Seitenfläche des Fahrzeugs behandelt wird, die Höhe des Fahrzeugs gemessen wird und bei der Behandlung der Fahrzeugoberfläche der Sollwert der Leistungsaufnahme der Behandlungsbürste (3) bei einer bestimmten Eintauchtiefe der Behandlungsbürste (3) in Abhängigkeit von dem gemessenen Wert der Leistungsaufnahme der Behandlungsbürste (3) bei dieser Eintauchtiefe bei der Referenzmessung und in Abhängigkeit von der gemessenen Höhe des Fahrzeugs gewählt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Behandlung der Fahrzeugoberfläche die Leistungsaufnahme bis zum Erreichen des Sollwerts der Leistungsaufnahme der Behandlungsbürste (3) bei der bestimmten Eintauchtiefe in Abhängigkeit von den erfassten Werten der Leistungsaufnahme der Behandlungsbürste (3) bis zu dieser Eintauchtiefe bei der Referenzmessung bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der Werte der Reibungskraft, die während der Bewegung der Behandlungsbürste (3) in Richtung des Referenzelements (7) erfasst worden sind, bestimmt wird, ob die Behandlungselemente (6) der Behandlungsbürste (3) auszutauschen sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzmessung zyklisch durchgeführt wird und die Behandlungsbürste (3) bei der Behandlung der Fahrzeugoberfläche in Abhängigkeit von dem bei der letzten Referenzmessung gemessenen Wert der Reibungskraft geregelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzmessung nach einem Austausch der Behandlungselemente (6) durchgeführt wird und die Behandlungsbürste (3) bei der Behandlung der Fahrzeugoberfläche in Abhängigkeit von dem bei der letzten Referenzmessung gemessenen Wert der Reibungskraft geregelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass separate Referenzmessungen für entgegengesetzte Drehrichtungen bei der Rotation der Behandlungsbürste (3) durchgeführt werden und die Behandlungsbürste (3) bei der Behandlung der Fahrzeugoberfläche in Abhängigkeit von dem Wert der Reibungskraft geregelt wird, der bei der letzten Referenzmessung für die Drehrichtung gemessen wurde, mit der die Behandlungsbürste (3) bei der Behandlung der Fahrzeugoberfläche rotiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Referenzmessung die Behandlungsbürste (3) in Richtung des Referenzelements (7) bewegt wird, bis die Behandlungsbürste (3) eine definierte Eintauchtiefe in Bezug auf das Referenzelement (7) besitzt.
12. Anlage zum Behandeln der Oberfläche eines Fahrzeugs (2) mit
einer rotierbar um eine Drehwelle (5) gelagerten Behandlungsbürste (3), die einen mit der Drehwelle (5) gekoppelten Motor (4) und Behandlungselemente (6) für einen reibenden Kontakt mit der Fahrzeugoberfläche umfasst,
gekennzeichnet durch
ein Referenzelement (7) zum Durchführen einer Referenzmessung und eine Steuereinheit (8), die mit dem Motor (4) gekoppelt ist und mittels derer zur Durchführung der Referenzmessung die Behandlungsbürste (3) in Rotation versetzbar und in eine definierte Position relativ zu dem Referenzelement (7) bewegbar ist, so dass die Oberflächen der Behandlungselemente (6) in reiben- den Kontakt mit der Oberfläche des Referenzelements (7) gebracht werden, und dabei der Wert der Reibungskraft direkt oder indirekt messbar ist,
wobei die Behandlungsbürste (3) mittels der Steuereinheit (8) bei der Behandlung der Fahrzeugoberfläche in Abhängigkeit von dem bei der Referenzmessung gemessenen Wert der Reibungskraft regelbar ist.
13. Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage einen Bürstenspritzschutz (7) umfasst, der benachbart zu der Behandlungsbürste (3) angeordnet ist, und der Bürstenspritzschutz (7) die Funktion des Referenzelements (7) bereitstellt.
14. Anlage nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehwelle (5) der Behandlungsbürste (3) so gelagert ist, dass die Behandlungsbürste (3) in einer zur Drehwelle (5) senkrechten Richtung bewegbar ist, wobei die Behandlungsbürste (3) sowohl in Richtung des Fahrzeugs (2) als auch in Richtung des Referenzelements (7) bewegbar ist.
15. Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Referenzelements (7) eine definierte Oberflächenrauigkeit besitzt.
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