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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen von Scheiben nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine mobile, sich selbst bewegende Reinigungseinrichtung für senkrechte Glasflächen, zur Entfernung des Algenbesatzes an den Innenwänden eines Aquariums mit einer Dockingstation zur automatischen Bereitschaft der Reinigung. Die Reinigungseinrichtung besteht aus einem Kletterfahrzeug, das zur Richtungsänderung mit Querantriebselementen ausgestattet ist.
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In der Aquaristik ist das Problem des Algenbesatzes an der Innenwand der mit Süß- oder Salzwasser gefüllten Behälter zur Zucht und Beobachtung von Wassertieren bekannt.
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Um die Durchsicht und Sauberkeit an den Aquarienscheiben zu erhalten ist es erforderlich in bestimmten Intervallen den Belag an der Innenseite zu entfernen.
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Ansammlungen von Algen an der Innenwand von Aquarien werden bekannterweise von Hand mit so genannten Reinigungsmagneten, die über die Scheiben geführt werden, entfernt. Ein Nachteil der herkömmlichen Methode besteht darin, dass Verschmutzungen an der Innenseite der Scheiben in zeit- und kräfteaufwändigen Verfahren ausgeführt werden müssen.
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Vorrichtungen und Verfahren zur Reinigung von Aquariumsfenstern sind in vielen Ausführungen bekannt. So ist aus der Patentschrift
EP 1139729 ein Verfahren vorgestellt, bei dem ein inneres mit einem Magnet versehenes Element von einem äußeren, ebenso magnetischen Element, die sich anziehen, durch das Bewegen des äußeren Elements das mit einer reinigenden Schicht versehene innere Element über die Innenseite der Scheibe zu bewegen, um den Reinigungsvorgang auszuführen.
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Um die Beanspruchung der Hände zu vermindern ist in dem Patent
DE 3630324 ein elektrisches Scheibenreinigungsgerät für Aquarien vorgestellt, das eine Rotationsbewegung durch den in einem Gehäuse befindlichen Elektromotor auf die Reinigungsmagnete bewirkt.
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Es ist weiterhin bekannt, dass das Reinigen von Scheiben, seien es Aquarienscheiben, Fensterscheiben oder Scheiben von Automobilen mit so genannten Reinigungsmagneten auch automatisch durchgeführt werden kann.
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Eine automatische Aquarienreinigung mittels kraftschlüssig verbundenen Magneten, das den Reinigungsvorgang in Abwesenheit des Besitzers automatisch durchführt, ist in dem Patent
WO 2006/078921 vorgestellt.
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Das zu erwartende und auftretende Problem bei diesen bisher bekannten Technologien zur automatischen Reinigung besteht darin, dass die Innenfläche nicht ganz von dem Reinigungsgerät erfasst wird und Reste von Algenansatz auf den Glasflächen haften bleiben. Des Weiteren sichert der Antrieb wie in dem Patent
WO 2006/078921 beschrieben keine sichere Bewegungs- und Richtungsvorgabe. Die in dem Patent vorgeschlagene Reinigung führt eine Zick-Zack Bewegung aus, in der es nicht möglich ist die Verschmutzung ganz abzureiben, so dass Reste des Besatzes vorhanden bleiben und den sauberen Gesamteindruck des Aquariums beeinträchtigen.
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Die oben erwähnte, unter magnetischer Anziehungskraft sich bewegende Apparatur, hat jedoch nicht die Möglichkeit mit einem bestimmten Versatz eine Reinigungsbahn überlappend abzufahren.
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Des Weiteren wurden für Fensterreinigungen nicht wenige Anwendungen patentiert, die mittels magnetischer Anziehungskraft beide Seiten eines Fensters automatisch reinigen können. In dem Patent
DE 19928869 ist ein Verfahren zur Fensterreinigung beschrieben, in dem ein elektromotorisch antreibbares Laufelement untergebracht ist um eine autonome Reinigung zu ermöglichen.
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Dabei ist die Reinigungsvorrichtung jeweils an eine Kontaktleiste (12-V-Stromschiene) anfahrbar. Diese Maßnahme, das Anbringen einer 12-V-Stromschiene, ist für den Reinigungsvorgang an Aquariumsscheiben nicht vorteilhaft.
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Diese Eingrenzung der Reinigungsleistung und die Einschränkung des Säuberungsprozesses fordert eine Weiterentwicklung hin zu einem verbesserten Reinigungssystem und führt zu der nachstehend näher erläuterten Erfindung.
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Ausgehend von dem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde eine methodische Scheibenreinigung zu schaffen, die zu erheblich verbesserten Leistungen führt.
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Der Erfindung liegt weitergehend die Aufgabe zugrunde mittels der programmierten Auslösung des Arbeitsvorganges ein unabhängig von der Anwesenheit des Betreibers oder des Reinigungspersonals funktionierendes Gerät zu gewährleisten, das ein optimales Reinigungsergebnis liefert.
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Zur Lösung des Problems geht die Erfindung von den eingangs beschriebenen aber unzulänglichen konventionellen Reinigungsvorgängen aus und schlägt dahingehend zur Verbesserung einen Reinigungsautomatismus vor, der mit einem hybriden Kletterfahrzeug entlang der Außenscheibe mit Hilfe von Magneten den inneren Reinigungsteil auf vorgesehenen Reinigungsbahnen bewegt.
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Um eine möglichst genaue Richtungsänderung vornehmen zu können, ist das Fahrzeug sowohl mit Kletterraupen, als auch mit Querantriebselementen ausgestattet.
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Die Hybride Gestaltung des Fahrzeugs mit den zwei getrennten Antrieben, einmal die Vorwärts und Rückwärtsbewegung mit der Raupeneinheit und andererseits die seitliche Bewegung mit den gleit/rollfähigen Querantriebselementen, ermöglicht einen rechtwinkligen Richtungswechsel zum Versetzen des Fahrzeugs in eine neue Reinigungsbahn. Berücksichtigt wurde, dass die Fahrzeuge und Reinigungsmagnete in verschiedenen Größen abhängig von der Größe der zu reinigenden Glasfläche gefertigt werden müssen, um zu gewährleisten sowohl kleinere Glasflächen als auch große Reinigungseinheiten autonom zu reinigen.
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In einer bevorzugten Ausführung sind die Magnete in den umlaufenden Raupen angeordnet, so dass sich bei einer Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung auf der Außenseite der Scheibe das an der Innenseite durch magnetische Kraft angezogene Reinigungsteil bewegt und den Algenbesatz von der Glasscheibe abzieht.
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Das Fahrzeug enthält wenigstens einen Motor zum Antrieb der Antriebsachsen und damit der Raupeneinrichtung, so dass das Fahrzeug auf der Oberfläche einer Scheibe fahren kann. Eine Änderung der Fahrtrichtung wird nicht, wie bisher im Stand der Technik bekannt, durch einen Unterschied der Drehgeschwindigkeit der beiden Endlosbänder bewirkt, sondern durch den Einsatz von Querantriebselementen, die bei den Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen des Fahrzeugs in versenktem Zustand sind. Sie werden erst aktiviert, wenn eine entsprechende Richtungsänderung angestrebt wird.
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Das Bestreben die Scheibenreinigung eine vollkommen autonome Arbeit ausführen zu lassen fordert den Einsatz von Sensoren, die eine Begrenzung erkennen und dem Fahrzeug entsprechende Befehle übermittelt.
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Beim Ereichen des oberen oder unteren Randes der Scheibe werden die versenkten Querantriebselemente in der waagrechten Laufrichtung aktiviert und das Fahrzeug um einen Wert versetzt, der der Breite des inneren Reinigungsteiles minus einem Wert X entspricht; damit bei senkrechte Reinigung mit dem Raupenfahrzeug die zu reinigende Fläche mit dem Wert X doppelt gereinigt wird und somit gewährleistet ist, dass keine Streifen entstehen.
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Es ist ein bekannter Sachverhalt, dass besonders in öffentlichen Einrichtungen wie Hotels, Büros oder Versammlungsstätten sehr große Aquarien in bestimmten Zeitabschnitten gereinigt werden müssen. Hier besteht die Forderung nach einem automatischen Gerät, das während des Reinigungsprozesses nicht von dem anwesenden Publikum beschädigt oder abgenommen werden kann. In einer dafür vorgesehenen Ausgestaltung der Erfindung ist das Kletterfahrzeug mit einer runden Abdeckung versehen, die ein Greifen des Fahrzeugs verhindert.
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Wenn sich das Kletterfahrzeug (7) an der senkrechten Scheibe bewegt, wird der Reinigungsmagnet durch die Magnetkräfte ebenfalls bewegt und kann die Reinigungsarbeit leisten.
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Die der Scheibe zugewandten Seite des Reinigungsmagneten ist mit einem Material versehen, das die Algen durch eine leicht scheuernde Abrasion entfernt.
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Die auf den Kettengliedern aufgebrachten Magnete sind mit einem Belag versehen, um sowohl die Scheibe vor Kratzern zu schützen, als auch eine Haftung auf der glatten Fläche zu erzeugen. Bei Einsatz des Kletterfahrzeugs in Aquarien ist es besonders wichtig, dass die Fortbewegungen des Reinigungsmagneten mit Rücksicht auf die Wasserbewegungen im Becken möglichst langsam durchgeführt werden.
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Es ist gewünscht, dass das Kletterfahrzeug mit großer Genauigkeit geradlinig in der gewünschten Richtung fährt, unabhängig von der Ebenheit der Wand oder Scheibe oder dem nicht ausbalanciertem Gewicht des Fahrzeugs. Hierzu ist eine Steuerung vorgesehen, die einen Abweichungswinkel in Bezug auf die gewünschte Wegstrecke misst und eine gegebene Abweichung ausgleicht.
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Der Hauptbestandteil des Kletterfahrzeugs sind die Transportketten mit mindestens einem Antriebsmotor für Vorwärts und Rückwärtsfahrt.
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Aufgrund der vorgeschlagenen Anordnung werden die Raupenketten über Kettenräder geführt. Die Kettenräder sind mit dem mindestens einen Antriebsmotor für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt mit Ketten- oder Zahnriemenantrieben verbunden. Besonders vorteilhaft zur Richtungsänderung sind die erfindungsgemäßen versenkbaren gleit/rollfähigen Querantriebselemente an der Fahrzeugunterseite.
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Die Bewegung des hybriden Fahrzeugs, sei es als Raupenfahrzeug in einer Vorwärts- oder Rückwärtsfahrtrichtung oder als Fahrzeug in einer horizontalen Richtung, bewirkt, dass der Reinigungsmagnet dieser Bewegung folgt und mit der angebrachten Reinigungsvorrichtung die zu reinigende Fläche von Ablagerungen und Schmutz befreit.
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In einer weiteren Ausführung sind die Raupenglieder mit Permanent Elektromagneten versehen, die es ermöglichen im Fahrbetrieb die in Fahrtrichtung befindlichen Magnetkettenglieder zu magnetisieren und die entgegen der Fahrrichtung befindlichen Kettenglieder zu neutralisieren. Das Magnetisieren und Neutralisieren erfolgt nur kurzzeitig, weshalb im Fahrbetrieb nur wenig elektrische Leistung zusätzlich benötigt wird. Bei Stromausfall bleibt die Magnetkraft erhalten und der Kraftschluss mit dem Innen- bzw. Reinigungsmagneten ist gewährleistet.
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Der Antrieb der Raupenkette und der Räder ist über einen in der Kletterraupe vorgesehenen Energiespeicher, z. B. eine Batterie möglich, die in der mit einer Energiequelle verbundenen Servicestation nach jedem Reinigungsvorgang aufgeladen werden kann.
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Das erfindungsgemäße Hybrid-Fahrzeug in Verbindung mit dem Reinigungsmagneten beinhaltet eine hohe Zuverlässigkeit der Reinigungsleistung und deckt einen klar definierten Einsatzbereich ab. Durch die logische Verbindung von Kletterfahrzeug, seitlicher Versetzung durch Querantriebselemente und dem mit Magneten versehenen Reinigungsteil ergibt sich eine optimale Reinigungsvorrichtung.
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Das magnetische Innenteil ist so konstruiert, dass bei Entfernen des Raupenfahrzeugs und somit einer Unterbrechung der magnetischen Anziehungskraft die Möglichkeit besteht, dass das Innenteil im Wasser aufschwimmt.
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Die Antriebseinheit ist fernsteuerbar und/oder programmierbar zu gestalten, damit die Reinigungsflächen zum einen selbstständig abgearbeitet werden können, zum anderen bei Bedarf ferngesteuert bedient werden können.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist am oberen Rand des Beckens eine Sensoreinrichtung angebracht, die den Impuls steuert den Raupenantrieb zu stoppen und die Querelemente aus der abgesenkten Position in Fahrtposition zu bringen, um sich dann in einem 90 Grad Winkel zur Fahrtrichtung um den vorher bestimmten Wert zu bewegen. Nach zurücklegen der festgelegten Strecke werden die Querantriebselemente wieder in versenkte Position gebracht und das Raupenfahrzeug bewegt sich abwärts.
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Um an der Innenfläche die untere Begrenzung oder andere Widerstände zu ertasten ist der Reinigungsmagnet ebenfalls mit einem Sensor ausgestattet, der bei Berührung mit einem Widerstand, einer Begrenzung, oder dergleichen, das Fahrzeug über Funk anhält. Dazu ist der Reinigungsmagnet mit einer entsprechenden Einrichtung ausgestattet.
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Es ist möglich die Vorrichtung mit einem Schmutzsensor auszustatten, damit der Reinigungsvorgang nur dann gestartet wird wenn ein bestimmter Verschmutzungsgrad vorhanden ist.
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Als mobiles Gerät ist die Reinigungseinheit auch zum Fensterreinigen geeignet und mit einer entsprechenden Ladestation ausgerüstet.
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Das Reinigungselement für den Reinigungsmagneten wird vorteilhafterweise aus einem Mikrofaser-Werkstoff sein, es ist jedoch verständlich, die am besten geeigneten Werkstoffe zur Reinigung auszuwählen.
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Eine Steuereinheit gibt die Impulse zum Starten und Unterbrechen sowie der zeitliche Abfolge der Reinigung.
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In einer bevorzugten Ausführung ist das Raupenfahrzeug am vorderen und unteren Ende, sowie seitlich jeweils mit Sensoren ausgerüstet, mit denen eine Überprüfung der Scheibe vorgenommen wird. Dabei werden die Sensoren sowohl induktive Näherungssensoren als auch kapazitive und optische Sensoren verwendet.
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Die Erfindung wird nachfolgend ohne Beschrankung des Erfindergedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
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1. zeigt die seitliche Ansicht des Reinigungsfahrzeugs
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2 zeigt die Ansicht der Unterseite des Reinigungsfahrzeugs
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3 zeigt das Reinigungsschema mit äußerem und innerem Element
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4 zeigt die Anordnung des Reinigungsvorgangs an der Scheibe
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1 Zeigt das Raupenfahrzeug (1) mit den umlaufenden Kettengliedern (4).
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Die zu einer umlaufenden Kette (5) verbundenen Kettenglieder (4) sind mit einer Halterung (6) für die Magnete versehen. Die Magnete (4) sind stabförmig ausgebildet und werden von der Vorrichtung (6) in ihrer Position gehalten. Die umlaufende Kette (5) wird von dem Raupenantrieb (8) in Bewegung versetzt.
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2. Zeigt die Unterseite des erfindungsgemäßen Raupenfahrzeugs (1) mit den stabförmigen Haftmagneten (4) und den Querantriebselementen (7). Die Darstellung gibt hier 4 Räder wieder, die bei Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Raupenfahrzeugs in abgesenkter Position sind. In Weiterbildungen kann die Anzahl der Räder verringert oder erhöht werden, oder anstelle von Rädern ebenso alle gängigen gleit- und rollbeweglichen Einrichtungen vorgesehen werden. Die elektronischen und elektrischen Einheiten sind verdeckt in einem Rahmen (9) untergebracht.
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Die Darstellung in 3 gibt den Einsatz der Reinigungseinheit an einer Scheibe wieder.
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Das Raupenfahrzeug (1) bewegt durch Kletterbewegungen und Richtungsänderungen den Reinigungsmagneten (2) entlang einer Reinigungsbahn auf der Scheibe (12). In der Zeichnung ist das Raupenfahrzeug (1) in einer Vorwärtsbewegung dargestellt, wobei das hintere, sich von der Scheibe ablösende Kettenglied, (3b) entmagnetisiert wird. Der vordere Kraftmagnet (3a) wird magnetisiert, nachdem er mit der Scheibe (12) in Kontakt gekommen ist. In einer bevorzugten Ausgestaltung des Raupenfahrzeugs (1) sind die Permanent-Elektromagnete als neutralisierbare Permanentmagnete ausgeführt. Dabei wird dem permanent magnetischen Kern mittels Erregerstrom eine Magnetkraft induziert, die der Magnetkraft des Permanentmagneten entgegenwirkt. Die induzierte Magnetkraft kann die Magnetkraft des Permanentmagneten neutralisieren.
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Im Ruhezustand oder bei Stromausfall sind das Raupenfahrzeug und der Reinigungsmagnet durch die Magnetkraft der Permanentmagnete kraftschlüssig verbunden.
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4 zeigt eine Glasscheibe (12) auf der das Raupenfahrzeug seine Reinigungsbahnen abfährt. Das Raupenfahrzeug ist mit der Oberseite dargestellt, auf der sich das Bedientableau (10) befindet. Das Raupenfahrzeug (1) bewegt sich vorwärts bis zum Ende der Glasscheibe (12) und hält an; dann werden die Querantriebselemente (7) aktiviert und das Fahrzeug wird um einen Wert 1 versetzt, um in der Abwärtsbewegung die Reinigung durchzuführen. Hierbei ergibt sich eine Überlappung der Reinigungsbahnen (11) um den Wert x, der eine streifenfreie Reinigung gewährleistet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kletterfahrzeug
- 2
- Reinigungsmagnet
- 3
- Haftmagnete
- 3a
- Haftmagnet magnetisiert
- 3b
- Haftmagnet neutralisiert
- 4
- Kettenglied
- 5
- umlaufende Kette
- 6
- Halterung für Haftmagnete
- 7
- Querantriebselement
- 8
- Raupenantrieb
- 9
- Rahmen
- 10
- Bedientableau
- 11
- Reinigungsbahn
- 12
- Scheibe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1139729 [0005]
- DE 3630324 [0006]
- WO 2006/078921 [0008, 0009]
- DE 19928869 [0011]
