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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung von Oberflächen, insbesondere von Solaranlagen auf Dächern.
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Derartige Vorrichtungen sind prinzipiell aus dem Stand der Technik bekannt und umfassen eine zylinderförmige Bürste mit bezüglich ihrer Längsachse radial nach außen weisenden Borsten, wobei die Bürste um die Längsachse, welche parallel zu der zu reinigenden Oberfläche verläuft, in Rotation versetzt werden kann.
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Nachteilig kann sich bei Vorrichtungen der vorgenannten Bauart der relativ große Durchmesser der zylindrischen Bürste auswirken, und zwar insbesondere dann, wenn im Bereich von wie auch immer gearteten Aufbauten oberhalb der jeweils zur reinigenden Fläche nur eine relativ geringe lichte Höhe zur Verfügung steht. Eine Durchmesserreduzierung könnte hier meist keine Abhilfe schaffen, da die Halterung der Bürste nicht entsprechend beliebig in der Größe bzw. Höhe reduziert werden könnte und zudem eine zu dünne Zylinderbürste andere Nachteile mit sich brächte.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, welche eine zuverlässige und effiziente Reinigung einer Oberfläche auch unter beengten Platzverhältnissen ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, welche umfasst:
einen Träger und wenigstens zwei mit dem Träger verbundene Reinigungsorgane, welche jeweils eine Bürste und einen Fluidantrieb für die Bürste umfassen, mit dem die Bürste um eine senkrecht zu einer Arbeitsfläche der Bürste verlaufende Achse in Rotation versetzbar ist, wobei die Reinigungsorgane derart am Träger angeordnet sind, dass die Arbeitsflächen der Bürsten zumindest im Wesentlichen eine gemeinsame Arbeitsebene definieren.
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Ein Vorteil der Erfindung ist, dass die Bürsten vergleichsweise flach ausgeführt werden können, ohne Einbußen bei der Reinigungswirkung in Kauf nehmen zu müssen. Folglich können für zylindrische Bürsten, die stets einen bestimmten Mindestdurchmesser aufweisen müssen, um brauchbare Reinigungsergebnisse zu liefern, schwer oder überhaupt nicht zugängliche Bereiche, z. B. unter Aufbauten oder Verstrebungen, mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung problemlos erreicht und gereinigt werden.
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Ferner ist von Vorteil, dass durch die senkrecht zur Rotationsachse verlaufende Arbeitsfläche ein vergleichsweise großer Arbeitsradius erzielt werden kann, d. h. es können bei entsprechend gewählten Abmessungen der Bürste relativ weit von der Rotationsachse entfernt liegende Bereiche der Oberfläche bearbeitet werden. Dieser Vorteil ist auch dann gegeben, wenn die Bürsten nicht vollflächig mit Borsten versehen werden, da aufgrund einer Bewegung der Vorrichtung bzw. des mit den Bürsten versehenen Trägers über die zu reinigende Fläche auch z. B. ein ringförmiger ”Borstenkranz” alle Bereiche der zu reinigenden Fläche überstreicht.
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Die erfindungsgemäße Ausgestaltung ermöglicht es außerdem, insgesamt eine vergleichsweise große Arbeitsfläche zu schaffen, wenn die Bürsten zumindest im Wesentlichen vollflächig mit Borsten versehen sind.
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Selbst bei vollflächiger Beborstung der Bürsten wird überraschenderweise zumindest auf relativ glatten Flächen eine hohe Betriebssicherheit auch dann erzielt, wenn die für den Rotationsantrieb der Bürsten zur Verfügung stehende Energie bzw. Leistung begrenzt ist, was insbesondere bei einem Fluidantrieb für den Rotationsantrieb der Bürsten der Fall ist. Die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung kann folglich besonders vorteilhaft zur Reinigung von Glasflächen und insbesondere von Oberflächen von Solaranlagen eingesetzt werden, deren Reinigung aufgrund des steigenden Bedarfs an erneuerbaren Energien eine immer größere Bedeutung zukommt.
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Der Einsatz von wenigstens zwei rotierenden Bürsten bringt nicht nur eine relativ große Arbeitsfläche mit sich, sondern kann bei geeigneter Wahl des relativen Drehsinns der Bürsten, insbesondere einem paarweise entgegengesetzten Drehsinn bei einer geraden Anzahl von Bürsten gleicher Größe bzw. gleicher Beborstung, sicherstellen, dass keine resultierende Bewegungskomponente entsteht, die durch den Benutzer oder eine Führung kompensiert werden müsste. Ein Gegenlauf benachbarter Bürsten vermeidet außerdem Leistungsverluste im Falle einander überlappender bzw. miteinander ”kämmender” Beborstungen, was bewusst vorgesehen werden kann, um eine vollflächige Reinigung zu gewährleisten.
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Weitere Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind auch in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung angegeben.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Träger gleichzeitig als Zuleitung eines Fluids zu den Reinigungsorganen ausgebildet. Dieses vereinfacht den Aufbau der Vorrichtung, da auf zusätzliche Leitungen wie beispielsweise Schläuche verzichtet werden kann.
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Weiterhin bevorzugt umfasst der Träger eine quer zu den Drehachsen der Bürsten verlaufende Fluidzufuhrleitung, an welche die Reinigungsorgane jeweils radial angeschlossen sind. Unter der Bezeichnung ”radial angeschlossen” ist in diesem Zusammenhang zu verstehen, dass das den Reinigungsorganen zuzuführende Fluid durch eine in der Wandung der Leitung ausgebildete Anschlussöffnung oder -bohrung zu den Reinigungsorganen gelangen kann, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn sich die Drehachsen der Bürsten außerhalb des Trägers befinden, d. h. wenn die Drehachsen den Träger nicht schneiden. Diese Ausführungsform ermöglicht einen einfachen Aufbau der Vorrichtung, wobei außerdem die Fluidzufuhrleitung auf diese Art und Weise der Zufuhr des Fluids zu einer beliebigen Anzahl von Reinigungsorganen dienen kann.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der Träger eine quer zu den Drehachsen der Bürsten verlaufende Fluidzufuhrleitung, an welche die Reinigungsorgane jeweils axial endseitig angeschlossen sind, wobei insbesondere die axialen Austrittsenden der Fluidzufuhrleitung jeweils als Bestandteil des Fluidantriebs ausgebildet sind oder mit dem Fluidantrieb zusammenwirken. Hierdurch kann eine besonders platzsparende Ausgestaltung realisiert werden. Zudem sind keine Radialbohrungen zum Anschluss der Reinigungsorgane erforderlich. Wenn die axialen Austrittsenden der Fluidzufuhrleitung jeweils als Bestandteil sowohl der Fluidzufuhrleitung als auch des Fluidantriebs oder für ein Zusammenwirken mit dem Fluidantrieb ausgebildet sind, dann kommt den Austrittsenden in vorteilhafter Weise eine Doppelfunktion zu, was den Aufbau der Vorrichtung vereinfacht.
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Der Träger weist bevorzugt wenigstens ein Gelenk auf, mit dem die Neigung einer Fluidzufuhrleitung und/oder einer Führungseinrichtung für die Reinigungsorgane gegenüber der Arbeitsebene angepasst werden kann.
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Bevorzugt sind die Reinigungsorgane jeweils als Teller- oder Flachbürsten ausgebildet. Unter einer Teller- oder Flachbürste ist in Bezug auf die vorliegende Erfindung eine Bürste zu verstehen, bei der die Breite bzw. der Durchmesser der Arbeitsfläche größer, insbesondere wesentlich größer, als die Höhe der Bürste ist. Ein flach bauender Arbeitsbereich einer Reinigungsvorrichtung mit rotierenden Bürsten ist – wie vorstehend bereits erwähnt – hinsichtlich der Bearbeitung schwer zugänglicher Bereich generell von Vorteil. Ferner ermöglicht dies eine kompakte Bauart und insbesondere eine Verringerung der Höhe der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Somit befindet sich der Schwerpunkt der Vorrichtung beim Betrieb in relativ geringem Abstand zu der zu reinigenden Oberfläche, was die Führung der Vorrichtung über die Oberfläche und die Aufrechterhaltung eines gleichmäßigen Kontaktes zwischen den Arbeitsflächen der Bürsten und der Oberfläche während einer Reinigungsfahrt erleichtert. Besonders bevorzugt weisen die Teller- oder Flachbürsten eine runde Form, insbesondere eine Kreisform, auf.
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Die Reinigungsorgane umfassen bevorzugt jeweils eine mittels des Fluids beaufschlagbare Turbineneinrichtung, die über eine Getriebeanordnung mit der drehbar gelagerten Bürste antriebswirksam gekoppelt ist. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Turbineneinrichtungen und/oder Getriebeanordnungen benachbarter Bürsten derart ausgelegt, dass die benachbarten Bürsten zueinander gegenläufig in Rotation versetzbar sind. Des Weiteren bevorzugt wird das für den Fluidantrieb genutzte Antriebsfluid nach dem Austritt aus dem Fluidantrieb als Reinigungsfluid genutzt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Träger als ein Profilelement ausgebildet oder umfasst der Träger ein Profilelement, wobei das Profilelement zumindest eine Leitung für ein Fluid und an der Außenseite wenigstens eine sich in Längsrichtung erstreckende, insbesondere hinterschnittene, Vertiefung oder Nut aufweist, welche zur stufenlos längsverstellbaren Aufnahme von Zusatzeinrichtungen ausgebildet ist. Somit kommt dem Träger eine Doppelfunktion zu, was den Aufbau der Vorrichtung weiter vereinfacht. Des Weiteren kann ein derartiges Profilelement vergleichsweise kostengünstig in jeder beliebigen Länge hergestellt werden.
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Für ein derartiges Profilelement und/oder für dessen Verwendung in einer Vorrichtung der hier angegebenen Art wird auch unabhängig als weiterer Aspekt der Erfindung Schutz beansprucht.
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Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
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1A und 1B: eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,
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2A bis 2E: eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, welche mit einer Führungseinheit gekoppelt ist, und
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3A und 3B: Einsatzmöglichkeiten einer Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform.
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Wie in 1A und 1B gezeigt, umfasst eine Vorrichtung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen langgestreckten Träger 12 und zwei axial an den sich gegenüberliegenden Enden des Trägers 12 angeordnete Reinigungsorgane 14.
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Der Träger 12 weist mittig zwischen den beiden Reinigungsorganen 14 ein Gelenk 16 auf, in welches ein Anschlussorgan 18 eingelassen ist, das zum Anschluss einer externen Fluidzufuhrleitung, insbesondere eines Schlauchs oder einer Lanze, ausgebildet ist. Mit Hilfe des Gelenks 16 kann die Neigung der externen Fluidzufuhrleitung gegenüber einer Arbeitsebene angepasst werden. Der Träger 12 ist auf beiden Seiten des Anschlussorgans 18 mit einem sich in axialer Richtung erstreckenden Durchgang versehen und dient als Fluidzufuhrleitung 20 von dem Anschlussorgan 18 zu den beiden Reinigungsorganen 14.
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Die Reinigungsorgane 14 sind axial endseitig an die Fluidzufuhrleitung 20 angeschlossen. Dazu ist an beiden Enden der Fluidzufuhrleitung 20 jeweils ein axiales Austrittsende 26 vorgesehen, welches bezüglich der Längsachse des Trägers 12 abgewinkelt und auf die Schaufeln 28 eines Turbinenrades 30 eines Fluidantriebs 22 des Reinigungsorgans 14 ausgerichtet ist. Das Turbinenrad 30 ist über eine Getriebeanordnung 32 mit einer drehbar gelagerten Teller- oder Flachbürste 34 antriebswirksam gekoppelt.
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Die insofern jeweils einen Bestandteil des Fluidantriebs 22 bildenden, über den äußeren Mantel des Trägers 12 hinaus vorstehenden und in das Gehäuse des Reinigungsorgans 14 hinein ragenden Austrittsabschnitte 26 können jeweils endseitig als Düse ausgebildet oder mit einem Düsenelement versehen sein.
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Das in 1A und 1B linke Reinigungsorgan 14 ist zur Veranschaulichung des Aufbaus des Fluidantriebs 22 ohne Abdeckung 24 gezeigt.
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Die Teller- oder Flachbürsten 34 sind kreisförmig ausgebildet, wobei ihr Durchmesser wesentlich größer als ihre Höhe ist und die Borstenenden eine im Wesentlichen ebene Arbeitsfläche 35 definieren, wobei die Arbeitsflächen 35 der beiden Bürsten 34 in einer gemeinsamen Ebene 37 liegen. Weiterhin sind die Teller- oder Flachbürsten 34 jeweils mittels des Fluidantriebs 22 um eine senkrecht zu der Arbeitsfläche 35 verlaufende Achse, welche eine gedachte Verlängerung des Trägers 12 schneidet, in Rotation versetzbar.
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Zum Betrieb der Vorrichtung 10 kann diese beispielsweise an einen nicht dargestellten handelsüblichen Hochdruckreiniger angeschlossen werden.
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Das unter Druck zugeführte Fluid tritt über das Anschlussorgan 18 in die beiden Abschnitte der Fluidzufuhrleitung 20 des Trägers 12 ein und gelangt über die axialen Austrittsenden 26 auf die Schaufeln 28 der Turbinenräder 30, wodurch diese in eine Rotationsbewegung versetzt werden, welche jeweils über die Getriebeanordnung 32 eine Rotationsbewegung der Bürste 34 bewirkt. Das für den Fluidantrieb 22 genutzte Antriebsfluid wird nach dem Austritt aus dem Fluidantrieb als Reinigungsfluid genutzt, indem es aus der mit der Beborstung versehenen Fläche der Bürste 34 austritt.
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Die Bürsten 34 werden gegenläufig angetrieben, so dass durch die sich geringfügig im Sinne einer zusammenhängenden Arbeitsfläche überlappenden Beborstungen (vgl. 1B) keine Leistungsverluste auftreten. Ein Gegenlauf ist aber nicht zwingend, d. h. die Bürsten 34 können grundsätzlich auch gleichlaufend angetrieben werden.
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Zu den Fluidantrieben 22 ist noch zu bemerken, dass die Anordnung aus Turbine und Getriebe auch anders gewählt werden kann, insbesondere mit dem Ziel, die Turbine in einem möglichst großen Abstand von der Drehachse mit dem Fluid zu beaufschlagen. Um die Drehbewegung eines Turbinenrades auf einen ebenfalls radial außen liegenden Zahnkranz der Bürste 34 zu übertragen, kann eine Getriebeanordnung vorgesehen werden, die in zwei oder nach mehr Ebenen wirksam ist, die längs der Drehachse übereinander liegen.
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Die 2A bis 2E zeigen eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 10 umfasst ebenfalls einen Träger 12 und zwei Reinigungsorgane 14, die hier bezüglich der Längserstreckung des Trägers 12 seitlich angeordnet sind.
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Wie besonders 2C, 2D und 2E entnommen werden kann, ist der Träger 12 als Profilelement mit kreisförmiger Außengrundform ausgebildet. Der Träger 12 umfasst eine zentral innerhalb des Querschnitts des Trägers 12 verlaufende, im Querschnitt kreisförmige Fluidzufuhrleitung 20. Somit kann der Träger 12 in einer Funktion als Fluidzufuhrleitung 20 dienen.
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An der Außenseite des Trägers 12 sind zwei diametral einander gegenüberliegende, hinterschnittene Vertiefungen 38 vorgesehen. Diese Vertiefungen 38 dienen zur Aufnahme von Zusatzeinrichtungen wie z. B. Führungseinrichtungen 36, auf die an dieser Stelle nicht näher eingegangen werden soll. Die Zusatzeinrichtungen können stufenlos entlang der Längserstreckung des Trägers 12 verstellt werden, so dass die Reinigungsvorrichtung den jeweiligen Erfordernissen angepasst werden kann. Insbesondere kann so schnell und einfach die Spurbreite der Führungseinrichtungen 36 an die Breite von Solaranlagenmodulen 46 (vgl. 3) angepasst werden.
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Weiterhin weist die Wandung der Fluidzufuhrleitung 20 in den 2A bis 2E nicht dargestellte Radialbohrungen auf, die zum Anschluss der Reinigungsorgane 14 an die Leitung 20 dienen. Dieser Anschluss kann derart ausgebildet sein, dass eine axiale Abdichtung der Leitung 20 gewährleistet ist und keine zusätzlichen Abdichtmaßnahmen erforderlich sind.
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Die Reinigungsorgane 14 entsprechen hinsichtlich Aufbau und Funktion jenen der zuvor beschriebenen Ausführungsform.
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Die 3A und 3B zeigen eine Vorrichtung 10 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Betrieb bei der Reinigung einer Solaranlage 40, die eine Mehrzahl von z. B. durch geradlinige Stege oder Vertiefungen voneinander getrennten Modulen oder Elementen 46 aufweist. Die Versorgung mit dem Antriebs- und Reinigungsfluid erfolgt gemäß 3A mittels eines Schlauchs 42, während in der Anordnung gemäß 3B hierfür eine Teleskoplanze 44 vorgesehen ist. Dabei kann der Schlauch 42 oder die Teleskoplanze 44 an einen nicht dargestellten handelsüblichen Hochdruckreiniger angeschlossen sein.
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Die Vorrichtung 10 wird mit Hilfe der Führungseinrichtung 36 längs der Trennlinien zwischen den Solarelementen 46 geführt, während die Oberfläche der Solarelemente gereinigt wird. Der Vortrieb der Vorrichtung 10 kann bei geneigten Flächen unter Ausnutzung der Schwerkraft erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann eine Antriebsvorrichtung vorgesehen sein oder eine manuelle Bewegung erfolgen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Vorrichtung
- 12
- Träger
- 14
- Reinigungsorgan
- 16
- Gelenk
- 18
- Anschlussorgan
- 20
- Fluidzufuhrleitung
- 22
- Fluidantrieb
- 24
- Abdeckung
- 26
- axiales Austrittsende
- 28
- Schaufel
- 30
- Turbineneinrichtung, Turbinenrad
- 32
- Getriebeanordnung
- 34
- Bürste, Teller- oder Flachbürste
- 35
- Arbeitsfläche
- 36
- Führungseinrichtung
- 37
- Ebene, Arbeitsebene
- 38
- Vertiefung
- 40
- Solaranlage
- 42
- Schlauch
- 44
- Teleskoplanze
- 46
- Solaranlagenmodul
