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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur optischen Markierung eines
potentiellen Gefahrenbereichs einer Maschine, insbesondere eines
autonom arbeitenden Fensterreinigers.
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Die
Anforderungen an die Arbeitssicherheit für Maschinen und
maschinelle Anlagen sind in weiten Bereichen stringenten Richtlinien
und Normen unterworfen, wobei generell bei automatisiert arbeitenden
Maschinen aufgrund des oftmals komplexen Arbeitsablaufs ein höheres
Gefährdungsrisiko existiert, als bei manuell gesteuerten
Maschinen.
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Aus
diesem Grunde kommt der Absicherung bzw. Markierung des potentiellen
Gefahrenbereichs der Maschinen der durch die Bewegung einzelner Bauelemente
oder durch Lage- bzw. Ortsänderung der Maschine oftmals
dynamischen Veränderungen unterworfen ist, eine entscheidende
Bedeutung zu. In diesem Zusammenhang sind auch die beispielsweise
aus dem
US-Patent 7,093,318 bekannten
autonom arbeitenden Oberflächenbearbeitungssysteme sowie
die aus der
EP 1 237
456 B1 bekannten autonom arbeitenden Fensterreiniger zu
nennen, die in jüngster Zeit zur regelmäßig
erforderlichen Reinigung der nicht zuletzt durch die moderne Glasarchitektur
stetig wachsenden Fassaden- bzw. Fensterflächen eingesetzt
werden. Neben der hierdurch erreichten Verringerung der Anzahl der
an der Gebäudefassade eingesetzten und somit absturzgefährdeten
Fachkräfte wird auch eine signifikante Senkung der Betriebskosten
als ein ausschlaggebender Faktor beim Unterhalt einer baulichen
Anlagen ermöglicht. Ein wesentlicher Nachteil dieser nicht über
fest installierte Drahtseile gesicherten Maschinen, sowie anderer
automatisiert arbeitender Maschinen ist, dass die Absicherung bzw.
Markierung des jeweiligen dynamischen Gefahrenbereichs bislang personal-
und kostenintensive Absperrmaßnahmen, z. B. mittels Trassierbändern,
Leitpfosten, Absperrgittern, oder dergleichen, erforderlich macht,
wobei das erhebliche Risiko einer subjektiven Fehleinschätzung des
abzusichernden Bereichs gegeben ist.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Markierung
eines potenziellen Gefahrenbereichs einer Maschine anzugeben, bei
der diese Nachteile nicht gegeben sind.
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Diese
Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass der
Maschine ein Lasermodul zugeordnet ist, das derart gelagert ist,
dass dessen Lichtstrahl unabhängig von der räumlichen
Orientierung der Maschine durch statische oder dynamische Ablenkung
um eine parallel zur Schwerkraft nach unten weisenden Achse bewegbar
ist, so dass eine Markierung zumindest der äußeren
Grenzen des Gefahrenbereichs ermöglicht ist.
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Der
durch die Erfindung erreichte Vorteil besteht im Wesentlichen darin,
dass der jeweils aktuelle Gefahrenbereich einer Maschine unabhängig
von deren räumlichen Ausrichtung auf objektive Weise gesichert
werden kann. Hierdurch ist insbesondere auch bei dem Einsatz bei
einem autonom arbeitenden Fensterreiniger eine von der örtlichen
Topographie weitgehend unabhängige Markierung des durch einen
möglichen Absturz gefährdeten Bereichs ermöglicht.
Darüber hinaus bietet die erfindungsgemäße
Vorrichtung den Vorteil, daß die Markierung eines unnötig
großen Gefahrenbereichs und damit die unerwünschte
Beeinträchtigung anderer Infrastruktur vermieden wird und
zugleich der bisher notwendige Personaleinsatz für die
Absicherung derartiger Gefahrenbereiche reduziert sowie die durch
mechanischen Absperrvorrichtungen wie z. B. Trassierbänder,
Leitpfosten, Absperrgitter oder dergleichen verursachten Kosten
reduziert werden.
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Vorteilhafterweise
weist das Lasermodul ein Grundgehäuse und eine in diesem
angeordnete Laserdiode auf, wobei in den Strahlengang des Lasers ein
Drehprisma eingebracht ist, durch das der Laserstrahl um einen definierten
Winkel ablenkbar ist. Hierdurch wird zum einen eine gegenüber äußeren
physikalischen und chemischen Einflüssen unempfindliche
Ausführung des Lasermoduls ermöglicht. Weiterhin
stellt die Laserdiode eine besonders kostengünstige und
im Energieverbrauch gegenüber anderen Lasertypen hoch effiziente
Strahlungsquelle dar, so daß ein von äußerer
Energieversorgung autarker Einsatz der Vorrichtung auf einfache
Weise ermöglicht ist. Der Einsatz eines Drehprismas erlaubt
hierbei zudem auf kostengünstige Weise eine besonders störunanfällige
aber zugleich präzise Ablenkung des Laserstrahls um einen
vordefinierten Winkel.
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Im
Hinblick auf eine Verbesserung der visuellen Wahrnehmbarkeit des
markierten Gefahrenbereichs durch sich nähernde Personen
ist es gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung vorgesehen, dass der von dem Lasermodul abgegebene
Laserstrahl gepulst ist und/oder optisch als Linienlichtstrahl ausgebildet
ist.
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Zur
weiteren Reduktion ungünstiger Effekte äußerer
physikalischer oder chemischer Einflussgrößen
ist weiterhin vorgesehen, dass das Lasermodul in einem den Austritt
des Laserstrahls ermöglichenden Schutzgehäuse
angeordnet ist. Hierbei ist es ganz besonders bevorzugt, dass das
Schutzgehäuse eine sphärische Kuppel aufweist,
deren Sphärenabschnitt wenigstens dem einer Halbkugel entspricht und
dass die Kuppel aus einem gegenüber UV-Strahlung, sowie
mechanischen und chemischen Einflüssen unempfindlichen
Material, insbesondere Polycarbonat, gebildet ist.
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Vorteilhafterweise
ist das Schutzgehäuse an der Maschine oder einem an der
Maschine angeordneten Auslegerelement gelenkig, insbesondere mittels
eines Kugelgelenks angeschlossen. Hierdurch wird eine von der räumlichen
Orientierung der Maschine unabhängige Ausrichtung des in
dem Schutzgehäuse angeordneten Lasermoduls entlang der Schwerkraft
nach unten ermöglicht.
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Ferner
ist es besonders bevorzugt, dass das Lasermodul zwischen den zwei
Schenkeln einer gabelförmigen Halterung um eine erste Drehachse
verschwenkbar angeordnet ist und dass die Halterung ein Achselement
aufweist, das in dem Schutzgehäuse rotatorisch verstellbar
gelagert ist. Hierdurch wird eine von der räumlichen Orientierung
der Maschine unabhängige Ausrichtung des Lasermoduls entlang der
Schwerkraft auf einfache Weise ermöglicht. Hierbei ist
es besonders bevorzugt, dass auf dem Achselement ein Trageelement
zur exzentrischen Aufnahme des Energiespeichers drehfest angeordnet
ist, wobei die Ausrichtung der Laserdiode aus dem auf das quer zur
Schwerkraft stehende Achselement einwirkenden Kraftvektor abgeleitet
ist.
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Zur
Erhöhung der Wartungs- sowie Reparaturfreundlichkeit der
Vorrichtung ist ferner vorgesehen, dass das Schutzgehäuse
zur lösbaren Anordnung in einem der Maschine zugeordneten
Aufnahmeelement vorgesehen ist, wobei zur Sicherung des Schutzgehäuses
in Aufnahmestellung ein Bajonettverschluss vorgesehen ist. Hierdurch
wird zudem ein einfacher Austausch sowie die einfache Anbringung der
Vorrichtung an verschiedenen Positionen einer oder mehrerer Maschinen
ermöglicht.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung beträgt
der Ablenkungswinkel des aus dem Drehprisma austretenden Laserstrahls
zu dem in das Drehprisma einfallenden Laserstrahl 22,5°,
so dass der Durchmesser des auf dem ebenen Boden markierten Gefahrenbereichs
dem Abstand der Maschine von der Bodenfläche entspricht.
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Zur
rotatorischen Verstellung des Drehprismas ist gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ein in dem Grundgehäuse
angeordneter Antrieb, insbesondere ein Elektromotor, vorgesehen.
Hierbei ist es besonders bevorzugt, dass dem Antrieb und dem Drehprisma
ein Zugmittelgetriebe zwischengeschaltet ist. Neben dem hohen Grad
der dadurch erreichten Wartungsfreundlichkeit wird hierdurch wird
eine präzise und zuverlässige Verstellung des
Drehprismas auf einfache und kostengünstige Weise ermöglicht.
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Zum
Zwecke einer von einer äußeren Energieversorgung
unabhägigen Funktion der Vorrichtung ist gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass dem Antrieb ein wiederverwendbarer
elektrochemischer oder elektrischer Energiespeicher zugeordnet ist.
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Im
Folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiel näher erläutert;
es zeigen:
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1 eine
Vorrichtung zur optischen Markierung eines potenziellen Gefahrenbereichs
einer Maschine,
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2 ein
Lasermodul,
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3 eine
schematische Darstellung der Markierung eines potenziellen Gefahrenbereichs
einer Maschine mittels eines Laserstrahls,
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4 eine
schematische Darstellung des freischwingenden Lasermoduls in überhängender Stellung,
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5 eine
der 4 entsprechende Darstellung bei anderer räumlicher
Ausrichtung,
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6 eine
Vorrichtung bei Anordnung in einem Schutzgehäuse,
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7 eine
der 6 entsprechende Vorrichtung,
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8 eine
der 6 entsprechende Vorrichtung bei Anordnung auf
einer Maschine,
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9 eine
der 7 entsprechende Darstellung bei anderer räumlicher
Ausrichtung der Maschine.
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9 eine
der 9 entsprechende Vorrichtung bei Anordnung an einem
Auslegerelement.
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In
der 1 ist eine Vorrichtung zur optischen Markierung
des potenziellen Gefahrenbereichs einer Maschine, hier eines autonom
arbeitenden Fensterreinigers dargestellt. Der Maschine ist ein Lasermodul 1 zugeordnet,
das derart gelagert ist, dass dessen Lichtstrahl unabhängig
von der räumlichen Orientierung der Maschine durch dynamische Ablenkung
um eine parallel zur Schwerkraft nach unten weisende Achse bewegbar
ist, wodurch vorliegend entsprechend der Darstellung in 3 die
Markierung der äußeren Grenzen des Gefahrenbereichs ermöglicht
ist.
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Das
Lasermodul 1 weist ein Grundgehäuse 2 und
eine in diesem angeordnete Laserdiode 3 auf. In dem Strahlengang
des Lasers ist ein Drehprisma 4 eingebracht, durch das
der Laserstrahl entsprechend der Darstellung in 3 um
einen definierten Winkel ablenkbar ist. Der von dem Lasermodul 1 abgegebene
Laserstrahl kann hierbei kontinuierlich oder auch gepulst sein.
Im Rahmen der Erfindung ist es dabei auch vorstellbar, dass der
Laserstrahl optisch als Linienstrahl ausgebildet ist, wodurch nicht
nur die äußeren Grenzen des Gefahrenbereichs,
sondern auch dessen Grundfläche markiert werden können.
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Das
Lasermodul 1 ist in einem den Austritt des Laserstrahls
ermöglichenden Schutzgehäuse 5 angeordnet,
das eine sphärische Kuppel 6 aufweist. Der Sphärenabschnitt
entspricht wenigstens dem einer Halbkugel, so dass einen ungehinderter
Austritt des Laserstrahls ermöglicht ist. Die Kuppel 6 ist
aus einem gegenüber UV-Strahlung sowie mechanischen und
chemischen Einflüssen unempfindlichen Material, in dem
hier dargestellten Ausführungsbeispiel beispielsweise aus
Polycarbonat, gebildet. Dieses Schutzgehäuse 5 kann
gelenkig, insbesondere mittels eines Kugelgelenks an der Maschine
oder einem an der Maschine angeordneten Auslegerelement angeschlossen
sein.
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Wie
insbesondere aus den 1 sowie 6 bis 10 hervorgeht,
ist das Lasermodul 1 zwischen den zwei Schenkeln 7 einer
gabelförmigen Halterung 8 um eine erste Drehachse
verschwenkbar angeordnet. Die Halterung 8 weist hierbei
ein Achselement 9 auf, das in dem Schutzgehäuse 5 rotatorisch
verstellbar gelagert ist. Auf dem Achselement 9 ist zusätzlich
ein Tragelement 10 zur exzentrischen Aufnahme eines Energiespeichers 11,
hier eines Akkumulators, drehfest angeordnet, wobei die räumliche
Ausrichtung der Laserdiode 3 aus dem auf das quer zur Schwerkraft
stehenden Achselement 9 einwirkenden Kraftvektor abgeleitet
ist. Das Schutzgehäuse 5 ist zur lösbaren
Anordnung in einem der Maschine zugeordneten Aufnahmeelement 12 vorgesehen,
wobei zur Sicherung des Schutzgehäuses in Aufnahmestellung
in hier nicht näher dargestellter Weise ein Bajonettverschluss
vorgesehen ist.
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Zur
rotatorischen Verstellung des Drehprismas 4 ist ein in
dem Grundgehäuse 2 angeordneter Elektromotor 13 vorgesehen,
wobei die Kraftübertragung zwischen der Antriebswelle 14 des
Elektromotors 13 und dem Drehprisma 4 mittels
eines Zugmittelgetriebes 15 erfolgt.
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Der
Ablenkungswinkel des aus dem Drehprisma austretenden Laserstrahls
zu dem in das Drehprisma 4 einfallenden Laserstrahl beträgt
bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel 22,5°. Somit
entspricht der Durchmesser eines gemäß 3 auf
eine ebene Bodenfläche projizierten Kreises dem Abstand
des Lasermoduls bzw. der Maschine zu der Bodenfläche.
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Zur
Erhöhung der Sichtbarkeit des für ein Objekt fallenden
Laserstrahls können verschiedene Leistungsklassen und auch
Laser anderer Wellenlängen gewählt werden, wobei
die Wahl der eingesetzten Wellenlänge insbesondere auch
von der spektralen Empfindlichkeit des menschlichen Auges bei Tageslicht
oder aber im Dunkeln abhängig zu machen ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 7093318 [0003]
- - EP 1237456 B1 [0003]