DE10303565A1

DE10303565A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Oberflächen mit Flüssigkeitsstrahlen

Info

Publication number: DE10303565A1
Application number: DE2003103565
Authority: DE
Inventors: Hugo Nagy
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-01-30
Filing date: 2003-01-30
Publication date: 2004-08-12
Also published as: EP1587641A1; WO2004067195A1

Abstract

Um eine gründliche und schonende Reinigung von Oberflächen, insbesondere von Gebäude- oder Bodenflächen, zu ermöglichen, sieht die Erfindung ein Verfahren zur Reinigung von Oberflächen vor, wobei DOLLAR A - zumindest ein Tröpfchenstrahl (34-41) auf eine zu reinigende Oberfläche (3) derart gerichtet wird, daß wenigstens ein Bereich (43, 45) der Oberfläche (3) unter verschiedenen Winkeln vom Tröpfchenstrahl (34 - 41) getroffen wird, und wobei DOLLAR A - der Tröpfchenstrahl (34 - 41) während vorgegebener Zeitintervalle unterbrochen wird.

Description

Die Erfindung betrifft allgemein die Behandlung von Oberflächen, insbesondere die Reinigung von Gebäude- oder Bodenflächen.

Die Substanz vieler Baudenkmäler wird unter anderem durch die zunehmende Umweltverschmutzung bedroht. Zu der Erhaltung historischer Gebäude sind aufwendige Restaurierungen erforderlich, die erhebliche Kosten verursachen. Besonders betroffen sind dabei Baudenkmäler, bei denen Kalkstein oder Sandstein als Baumaterial verwendet wurde. Gerade diese Baustoffe sind aber aufgrund ihrer leichten Bearbeitbarkeit besonders häufig verwendet worden. Kalziumkarbonat, welches in beiden Gesteinsarten vorkommt, ist chemisch wenig resistent und wird beispielsweise durch sauren Regen angegriffen. Dabei kommt es unter anderem auch durch die im sauren Regen vorhandene Schwefelsäure unter Reaktion mit dem mineralischen Kalziumkarbonat zur Bildung von Gips. Dieser füllt Poren im Gestein aus und sprengt dieses schließlich auf. Problematisch ist bei der Restaurierung historischer Gemäuer dabei auch die Entfernung solcher Gipsablagerungen unterhalb der Oberfläche.

Zur Restauration von Baudenkmälern sind verschiedene Methoden aus dem Stand der Technik bekannt. Vielfach angewendete Verfahren sind das Naß- oder Trockensandblasen, oder auch die zu diesen Verfahren ähnliche Mikrokornstreuuung. Beim Naßsandblasen wird Sand über einen Mischkopf unter Drücken von 120 bis 150 Bar mit Wasser vermischt und auf die zu behandelnde Oberfläche gesprüht. Beim Trockensandblasaen, beziehungsweise Sandstrahlen der Oberflächen wird der Sand von einem Preßluftstrahl mitgerissen und auf die Oberfläche geblasen. Diese Verfahren haben jedoch gravierende Nachteile. Die Verfahren wirken unter anderem hochgradig abrasiv. Sie erhalten daher die ursprüngliche Struktur des Steins nicht, sondern tragen vielmehr die Oberfläche ab. Dies wirkt sich unter anderem auch deshalb besonders schädlich auf den Zustand des Gesteins aus, da die Härte der Steinoberfläche im allgemeinen nicht gleichmäßig ist. Vielfach ist sogar die Abriebfestigkeit der zu entfernenden Schmutzschicht höher als die des Steins selbst. Dies führt zu einem sehr ungleichmäßigen Abtrag und damit zu einer Aufrauhung oder dem Einfügen von Mulden und Wellen in die Oberfläche. Zudem wird die ursprüngliche Struktur des Steins, wie etwa Kantenprofile und Reliefs geglättet, so daß die vorhandenen Strukturen verändert und so der ursprüngliche Zustand mehr und mehr zerstört wird. Schließlich wird die Oberflächenrauhigkeit durch eine Sandstrahlbehandlung um ein Vielfaches vergrößert. Dadurch verschmutzt der Stein anschließend noch schneller und wird stärker durch Umwelteinflüsse angegriffen. Zudem können sich bei diesen Verfahren Feinststäube entwickeln, die sehr ungesund sind. Diese Nachteile weisen in geringerem Maße auch Mischverfahren, wie etwa die Yos-Technik auf, bei welcher Streukörner zusammen mit Wassertröpfchen in einem Luftstrom vermischt unter Hochdruck auf die Oberfläche gesprüht werden.

Zur Reinigung verschmutzter Steinoberflächen sind auch verschiedene chemische Verfahren bekannt geworden, die aber, wie beispielsweise bei Verwendung saurer oder alkalischer Chemikalien den Stein ebenfalls angreifen, oder schlecht umweltverträglich sind, oder auch lange Einwirkungszeiten bei gewissen Mindesttemperaturen benötigen.

Eine moderne Methode ist auch die Laserbehandlung. Dabei brennt der gebündelte Laser die oberflächliche Schmutzschicht ab. Dabei wird die Steinoberfläche ohne Zerstörung gereinigt. Hier besteht allerdings der Nachteil, daß der Stein durch die intensive Bestrahlung verfärbt werden kann. Außerdem können Gipseinlagerungen unter der Oberfläche nicht entfernt werden. Aus der DE 197 49 981 ist außerdem ein Verfahren zur Abtragung von Oberflächenverunreinigungen metallischer, organischer oder mineralischer Untergründe bekannt, bei welcher die Oberfläche mit einem dünnen Wasserfilm überzogen und dann anschließend mit einem fokussierten Laser bestrahlt wird. Im Fluidfilm kommt es so zu einer explosionsartigen Verdampfung des Wassers, wodurch die Kontaminationen abgelöst werden. Bei diesem wie auch bei anderen Verfahren unter Einsatz von Lasern besteht allerdings unter anderem der Nachteil, daß diese Verfahren sehr langsam arbeiten und teuer sind.

Gegenüber der abrasiven Mikrokornstreuung ist die Verwendung von Hochdruck-Wasserstrahlen, wie sie bei üblichen Hochdruckreinigern eingesetzt werden, wesentlich schonender. Allerdings ist hier nachteilig, daß der Wasserstrahl die Oberfläche im wesentlichen nur aus einer Richtung oder unter einem begrenzten Einfallswinkelbereich trifft. Um damit eine gründliche Reinigung zu erzielen, muß die Oberfläche zum Teil sehr lange besprüht werden. Bei der Hochdruckreinigung treten außerdem große Mengen Wasser als kontinuierlicher Strahl aus. Ein solcher Wasserstrahl kann dabei ähnlich abrasive Wirkungen entfalten, wie das Naß- oder Trockensandblasen.

In der HU 209 962 wird ferner ein Verfahren zur Reinigung für die Außenflächen eines Gebäudes beschrieben, bei welchem ein Hochdruck-Wasserstrahl auf eine Prallfläche gelenkt und dort in sehr feine Wasserkörner zerlegt wird, die so klein sind, daß sie in die Poren in der zu reinigenden Oberfläche eindringen können. Dadurch wird eine gute Tiefenwirkung erzeugt und Verschmutzungen und Ablagerungen unterhalb der Oberfläche können entfernt werden. Dementsprechend wird die Reinigungszeit verkürzt und die abrasive Wirkung gegenüber einer konventionellen Hochdruckreinigung reduziert. Allerdings werden die Wasserkörner durch den bei der Reinigung entstehenden Wasserfilm gebremst und deren reinigende Wirkung so reduziert.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine gründliche und schonende Reinigung von Oberflächen zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird bereits in höchst überraschend einfacher Weise durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, sowie eine Vorrichtung gemäß Anspruch 17 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.

Dementsprechend sieht die Erfindung ein Verfahren zur Reinigung von Oberflächen, insbesondere von Gebäude- oder Bodenflächen vor, bei welchem

– zumindest ein Tröpfchenstrahl auf eine zu reinigende Oberfläche derart gerichtet wird, daß wenigstens einen Bereich der Oberfläche unter verschiedenen Winkeln getroffen wird, wobei
– der Tröpfchenstrahl während vorgegebener Zeitintervalle unterbrochen wird. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Reinigung von Oberflächen, die insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist, umfaßt demgemäß
– zumindest eine Einrichtung zur Erzeugung eines Tröpfchenstrahls mit zumindest einer Düse,
– eine Einrichtung zur Bewegung der zumindest einen Düse derart, daß wenigstens ein Bereich einer zu reinigenden Oberfläche unter verschiedenen Winkeln vom Strahl getroffen wird, sowie
– eine Einrichtung zur Unterbrechung des Tröpfchenstrahls während vorgegebener Zeitintervalle.

Durch das Unterbrechen des Tröpfchenstrahls während der vorgegebenen Zeitintervalle wird ein Ablaufen oder Versickern der sich auf der zu reinigenden Oberfläche aus dem Tröpfchenstrahl niederschlagenden Flüssigkeit ermöglicht. Auf diese Weise wird eine dämpfende Wirkung eines sich auf der Oberfläche bildenden Flüssigkeitsfilms auf die auftreffenden Flüsigkeitströpfchen vermindert. Ein solcher Flüssigkeitsfilm würde ansonsten besonders in den Poren der Oberfläche haften bleiben und die Wirkung des Tröpfchenstrahls behindern. Durch das erfindungsgemäße Verfahren, beziehungsweise die erfindungsgemäße Vorrichtung kann so, indem in den Unterbrechungsintervallen bei der Behandlung der Flüssigkeitsfilm wenigstens teilweise abgeführt wird, eine besonders gute Tiefenwirkung bei der Reinigung erzielt werden. Außerdem wird auch der für die Reinigung erforderliche Flüssigkeits- und Energieverbrauch deutlich gegenüber anderen Verfahren verringert. Wird als Flüssigkeit zur Erzeugung des Tröpfchenstrahls außerdem Wasser verwendet, so ist das Verfahren zudem überaus umweltfreundlich.

Ferner wird, indem der Tröpfchenstrahl einen zu reinigenden Bereich der Oberfläche unter verschiedenen Winkeln trifft, eine sehr gründliche Reinigung ermöglicht, da die Tröpfchen auf diese Weise in Poren vorhandene Verschmutzungen oder Ablagerungen unter weitgehender Vermeidung von Abschattungseffekten erreichen und so entfernen können. So können auch beispielsweise Gipsablagerungen, die tief in Poren sitzen, weitgehend ohne Zerstörung der Oberfläche entfernt werden. Selbst verhältnismäßig weiche Materialien, wie beispielsweise Edelputz-Verzierungen oder Bemalungen auf Fassaden können so gereinigt werden, daß der Originalzustand erhalten bleibt.

Um einen zu reinigenden Bereich der Oberfläche unter verschiedenen Winkeln mit dem Tröpfchenstrahl zu erreichen, kann der Tröpfchenstrahl, beziehungsweise die Düse vorteilhaft auf verschiedene Weisen bewegt werden. Beispielsweise kann die Bewegung eine Schwenkbewegung umfassen, insbesondere eine Schwenkbewegung mit einer im wesentlichen in Richtung entlang des zu reinigenden Oberflächenbereichs, beziehungsweise parallel zum Oberflächenbereich liegenden Schwenkachse. Auch eine translatorische Bewegung des Strahls oder der Düse entlang einer oder zweier Richtungen des Oberflächenbereichs ist möglich. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Strahl dabei sowohl geschwenkt, als auch entlang der Oberfläche bewegt. Dementsprechend kann die Einrichtung zur Bewegung der zumindest einen Düse eine Einrichtung zum Schwenken der Düse und/oder eine Einrichtung zum Translatieren oder Verschieben der Düse umfassen.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfaßt der Tröpfchenstrahl einen Fächerstrahl, der beispielsweise mittels einer geeigneten Fächerstrahl-Düse erzeugt wird. Ein derartiger Strahl ist insbesondere in Verbindung mit einer geschwenkten Düse vorteilhaft. Ebenso sind aber auch andere Strahlformen, wie beispielsweise Kegelstrahlen möglich, beispielsweise in Verbindung mit einer rotierend oder nur entlang der Oberfläche translatierend bewegten Düse.

Der Winkelbereich, unter dem der Tröpfchenstrahl den Bereich der Oberfläche trifft, kann vorteilhaft im Bereich von zumindest –45° bis +45° um die Normalenrichtung des Bereichs liegen. Besonders vorteilhaft ist es dabei auch, wenn die Einfallsrichtungen des Tröpfchenstrahls nicht nur in einer zum Bereich der Oberfläche nicht parallelen Ebene liegen. Vielmehr ist es auch von Vorteil, wenn die verschiedenen Einfallsrichtungen des Tröpfchenstrahls auf und/oder innerhalb eines Kegels liegen. Bevorzugt liegt dabei die Kegelachse im wesentlichen in Normalenrichtung. Für eine gute Reinigungswirkung ist es dabei außerdem von Vorteil, wenn der Öffnungswinkel des Kegels zumindest 45° beträgt. Um eine Überstreichung der Oberfläche mit Tröpfchenstrahlen unter diesen Winkeln zu ermöglichen, kann die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Einrichtung zum Schwenken der Düse vorteilhaft für einen Schwenkbereich von zumindest 90° ausgelegt sein.

Die Reinigungswirkung bei gegebener Flüssigkeitsmenge wird im allgemeinen um so besser, je mehr Flüssigkeitströpfchen die Oberfläche berieseln. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist dabei der Tröpfchenstrahl Tröpfchen mit einem Tröpfchendurchmesser kleiner oder gleich 0,5 Millimeter auf. Sehr gute Ergebnisse bei der Reinigung können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erreicht werden, wenn 10⁵ bis 10¹² Flüssigkeitstropfen pro Sekunde und Quadratdezimeter auf die zu reinigende Oberfläche gespritzt werden.

Derartige Tröpfchenstrahlen mit feinen Tröpfchen können besonders vorteilhaft durch das Zerstäuben eines Flüssigkeitsstrahles an einer Prallfläche erzeugt werden. Geeignete Verfahren und Einrichtungen, bei welchen zur Erzeugung eines Tröpfchenstrahls ein Wasserstrahl an einer Prallfläche zerstäubt wird, sind auch aus der HU 209 962 und der DE 3738898 bekannt, deren Offenbarungsgehalt vollumfänglich auch zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemacht wird.

Vorzugsweise wird ferner zur Erzeugung des Tröpfchenstrahls eine Flüssigkeit unter Hochdruck aus einer Düse gesprüht wobei die Flüssigkeit vorzugsweise mit einem Druck von zumindest 1,5 Bar, besonders bevorzugt mit einem Druck in einem Bereich von 2 bis 8 Bar beaufschlagt wird. Die Flüssigkeit kann dabei direkt beim Austreten aus der Düse, oder, wie oben beschrieben durch Auftreffen auf eine Prallfläche zerstäubt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Reinigen unter Einsatz mehrerer Düsen, beziehungsweise mehrerer Tröpfchenstrahlen durchgeführt. Vorteilhaft können zum Beispiel mehrere Tröpfchenstrahlen mit entlang einer Reihe angeordneten Düsen erzeugt werden. Dazu kann eine Düsenkonsole mit mehreren entlang einer Reihe angeordneten Düsen vorgesehen sein, die mittels einer geeigneten Einrichtung zur Bewegung der zumindest einen Düse bewegt, also beispielsweise geschwenkt und/oder translatiert wird. Gemäß einer Variante dieser Ausführungsform wird dabei die Konsole sowohl geschwenkt, als auch translatiert. Dementsprechend umfaßt bei dieser Variante die Einrichtung zur Bewegung der zumindest einen Düse eine Einrichtung zum Schwenken und Translatieren der Düsenkonsole.

Um größere Flächen gleichzeitig bearbeiten zu können, umfaßt eine weitere Ausführungsform der Erfindung außerdem mehrere Reinigungsköpfe mit jeweils zumindest einer Düse oder jeweils einer Düsenkonsole mit mehreren Düsen.

Vorteilhaft können mehrere Düsen ferner jeweils einzeln, gemeinsam oder in zumindest zwei Gruppen zusammengefaßt, beziehungsweise miteinander verbunden angesteuert oder betrieben werden, um je nach Anordnung der Düsen und dem Ablauf des Reinigungsvorgangs eine gute Winkelverteilung der auf einen zu reinigenden Bereich der Oberfläche auftreffenden Tröpfchenstrahlen zu erreichen. Insbesondere können dabei mit Vorteil einzelne Düsen oder Gruppen von Düsen nacheinander betrieben werden. Das Ansteuern jeweils einzelne Düsen oder Gruppen von Düsen kann in einfacher Weise durch Betätigen einer oder mehrerer an den Düsen beziehungsweise deren Flüssigkeitszufuhr angeschlossener Ventileinrichtungen. Besonders geeignet sind dafür insbesondere Magnetventile.

Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß

– Tröpfchenstrahlen mit einer ersten Reihe von Düsen erzeugt werden, während die Düsen entlang eines vorgegebenen Winkelbereiches geschwenkt werden,
– die Tröpfchenstrahlen dann unterbrochen,
– nach vorgegebenem Zeitintervall dann Tröpfchenstrahlen mit einer zweiten, zur ersten Reihe bevorzugt parallel angeordneten Reihe von Düsen erzeugt werden, während die Düsen entlang eines vorgegebenen Winkelbereiches geschwenkt werden, und
– die Tröpfchenstrahlen dann unterbrochen werden.

Anstelle mit zwei Reihen von Düsen kann dieses Verfahren auch auf drei oder mehr Düsenreihen erweitert werden, indem der Vorgang entsprechend für die weiteren Düsenreihen fortgesetzt wird. Dies kann unter anderem bei besonders leistungsstarken erfindungsgemäßen Vorrichtungen, mit denen schnell große Flächen bearbeitet werden können, von Vorteil sein.

Der oben beschriebene Vorgang kann ein- oder mehrmals wiederholt werden. Ist ein solcher Reinigungszyklus abgeschlossen, so können die erste und zweite Reihe von Düsen, insbesondere nach Ablauf des Vorgangs oder nach Ablauf ein- oder mehrmaliger Wiederholung des Vorgangs entlang der zu reinigenden Oberfläche translatiert werden, um einen weiteren Teilbereich der zu reinigenden Oberfläche zu behandeln.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist diese außerdem eine elektronische Steuerungeinrichtung zur Steuerung des Reinigungsablaufs.

Vorteilhaft kann eine geeignete elektronische oder mechanische Steuerungeinrichtung auch eine Einrichtung zur Vorgabe der Zeitintervalle der Unterbrechung des Tröpfchenstrahls und/oder eine Einrichtung zur Einstellung der Bewegung der zumindest einen Düse umfassen.

Insbesondere um Gebäude und Denkmäler zu reinigen, ist es schließlich von Vorteil, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung leicht vor Ort aufgestellt und in Betrieb genommen werden kann. Dazu kann die Vorrichtung unter anderem eine tragbare und/oder zerlegbare Gestelleinrichtung umfassen, die auf diese Weise schnell vor der zu reinigenden Oberfläche aufstellbar ist. Mittels einer geeigneten Justiereinrichtung kann außerdem vorteilhaft vor der Inbetriebnahme der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Position der Düse zur Oberfläche eingestellt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend genauer anhand bevorzugter Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Dabei verweisen gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche Teile.
Es zeigen:
1 eine Teilansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
2 eine Aufsicht auf einen Reinigungskopf der in 1 gezeigten Ausführungsform,
3 anhand einer schematischen Ansicht und
4 anhand einer schematischen Aufsicht auf eine zu reinigende Oberfläche Verfahrensschritte gemäß einer Ausführungsform der Erfindung
In 1 ist eine Teilansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Reinigung von Oberflächen, insbesondere von Gebäude- oder Bodenflächen dargestellt, die als Ganzes mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist. Der Reinigungsvorgang wird bei dieser Ausführungsform durch eine Steuereinheit 4 mit elektronischer Steuerungseinrichtung und mechanischer Antriebseinrichtung gesteuert. Bevorzugt können auch Parameter für den zeitlichen und örtlichen Bewegungsablauf eingegeben und in der elektronischen Steuerungseinrichtung der Steuereinheit gespeichert werden, so daß die elektronische Steuerungseinrichtung zusammen mit einer geeigneten Eingabeeinrichtung als Einrichtung zur Einstellung der Bewegung der Düse und/oder als Einrichtung zur Vorgabe der Zeitintervalle der Unterbrechung des Tröpfchenstrahls dient. In einem Speicher der elektronischen Steuerungseinrichtung können auch verschiedene vorgegebene Parameter abgespeichert sein, die dann mit einer Eingabeeinrichtung als vorgegebene Reinigungsabläufe ausgewählt werden können. So können verschiedene Reinigungsabläufe an die Eigenschaften verschiedener Materialien zu reinigender Oberflächen angepaßt sein. Beispielsweise weisen verschiedene Materialien wie etwa Sandstein oder Marmor im allgemeinen unterschiedliche Porösitäten auf, was unter anderem die Geschwindigkeit des Ablaufens des Flüssigkeitsfilms beeinflußt. Durch Wahl Die Vorrichtung 1 weist eine oder mehrere Einrichtungen zur Erzeugung eines Tröpfchenstrahls auf, wobei die Einrichtung zur Erzeugung eines Tröpfchenstrahls in dieser Ausführungsform eine Düsenkonsole 11 umfaßt, die mit einem Flüssigkeitsanschluß 7 zu Zuführung von Reinigungsflüssigkeit verbunden ist. Auf der Düsenkonsole 11 sind mehrere Düsen 12 entlang einer Reihe angeordnet. Die Flüssigkeitszufuhr über den Flüssigkeitsanschluß 7 kann außerdem mittels eines manuellen Sperrventils 9 geöffnet oder unterbrochen werden.
Die Einrichtung zur Erzeugung eines Tröpfchenstrahls umfaßt ferner eine in 1 nicht dargestellte Pumpeinrichtung, mittels welcher eine Flüssigkeit mit Hochdruck, bevorzugt in einem Bereich von 2 bis 8 Bar beaufschlagt wird. Die Flüssigkeit wird über eine Druckleitung dem Anschluß 7 zugeführt. Bevorzugt wird als Flüssigkeit Wasser verwendet. Es ist jedoch auch die Verwendung anderer Flüssigkeiten, wie beispielsweise von mit Detergenzien versetztem Wasser, sauren oder alkalischen Lösungen je nach Einsatzzweck und der zu entfernenden Verunreinigungen möglich.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt außerdem eine Einrichtung zur Bewegung der zumindest einen Düse, um Bereiche einer zu reinigenden Oberfläche unter jeweils möglichst vielen verschiedenen Winkeln vom Tröpfchenstrahl zu treffen. Diese Einrichtung umfaßt eine schwenkbare oder drehbare Rohrkupplung 10, mit welcher die Düsenkonsole 11 dreh- oder schwenkbar an einem Reinigungskopf 5 befestigt ist, wobei die Düsen 12 entlang der Schwenkachse angeordnet sind. 2 zeigt dazu ergänzend eine Aufsicht auf den Reinigungskopf der in 1 dargestellten Ausführungsform. Die Einrichtung zur Bewegung der Düsen 12 umfaßt ferner eine Einrichtung zum Schwenken der Düsen, beziehungsweise der Düsenkonsole 11 mit den Düsen 12. Dazu ist eine Antriebskurbel 8, die an der Düsenkonsole 11 befestigt ist, sowie eine von einem elektronischen Schaltkreis der Steuereinheit 4 gesteuerten elektromechanische Antriebseinrichtung, welche die Antriebskurbel 8 betätigt, vorgesehen. Die Betätigung erfolgt dabei über einen Bowdenzug 61 einer Verbindungsleitung 6 von der Steuereinheit 4 zum Reinigungskopf 5. Die Steuereinheit 4 weist mehrere Steueranschlüsse 63 auf, um mehrere Reinigungsköpfe an die Steuereinheit anschließen zu können.
Vorteilhaft kann die Antriebskurbel für einen Schwenkbereich von mindestens –45° bis +45° um die Ruhe- oder Mittenstellung der Düsenkonsole 11 ausgelegt sein, so daß bei geeigneter Ausrichtung des Reinigungskopfes Bereiche auf der zu reinigenden Oberfläche unter Winkeln von –45° bis +45° um deren Normalenrichtung von den Tröpfchenstrahlen aus den Düsen 12 getroffen werden. Der Bowdenzug 61 kann auch mit einem kürzeren Hebelarm an der Antriebskurbel 8 befestigt werden, so daß sich bei gleichem Weg der mechanischen Antriebseinrichtung der Steuereinheit 4 eine entsprechend größere Auslenkung des Hebelarms 8 und damit ein größerer Winkelbereich der Schwenkbewegung der Düsenkonsole 11 ergibt.
Die Düsen 12 können als Fächerstrahl-Düsen oder beispielsweise auch als Kegelstrahl-Düsen ausgebildet sein. Auch können auf der Düsenkonsole 11 mehrere verschiedene Düsentypen angeordnet sein.
Für die Vorrichtung 1 ist außerdem eine Einrichtung zur Unterbrechung des oder der Tröpfchenstrahlen während vorgegebener Zeitintervalle vorgesehen, um ein Ablaufen des durch die Berieselung mit den Tröpfchenstrahlen auf der zu reinigenden Oberfläche entstehenden Flüssigkeitsfilms zu ermöglichen. Die Vorrichtung umfaßt eine elektronische Schaltungseinrichtung in der Steuereinheit 4, sowie ein oder mehrere, über elektrische Zuleitungen 62 der Verbindungsleitung 6 mit der elektronischen Schaltungseinrichtung verbundene elektromechanische Magnetventile im Reinigungskopf 5, mit welchen durch Schließen oder Öffnen die Flüssigkeitszufuhr über den Anschluß 7 zu den Düsen der Düsenkonsole 11 und damit auch der Tröpfchenstrahl unterbrochen oder fortgesetzt werden kann. Es kann ein gemeinsames Magnetventil für alle Düsen 12 der Düsenkonsole 11 vorgesehen sein. Die Düsen 12 können auch in Gruppen unterteilt sein, wobei jede Gruppe separat von der Steuereinrichtung durch Ansteuern eines Magnetventils betätigt wird. Auf diese Weise können die Gruppen von Ventilen durch aufeinanderfolgendes Betätigen der Ventile auch nacheinander betätigt werden, so daß ein Bereich der zu reinigenden Oberfläche nacheinander von Tröpfchenstrahlen verschiedener Düsen aus verschiedenen Richtungen getroffen wird.
Die Vorrichtung 1 umfaßt ferner ein Gestellrohr 20, an welchem der Reinigungskopf 5 mit einstellbaren Spannelementen 13, 15 und 17 und Befestigungsstangen als Justiereinrichtung angebracht ist. Mit dem Spannelement 17 kann so beispielsweise bei vertikaler Aufstellung des Gestellrohres 20 die Höhe des Reinigungkopfes 5 grob eingestellt und unter Verwendung der Spannelemente 13 und 15 fein bezüglich der Höhe und dem Abstand zu einer zu beschichtenden Oberfläche eingestellt werden. Die Gestelleinrichtung mit dem Gestellrohr 2 kann tragbar und/oder zerlegbar konstruiert sen, um das Aufstellen der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor Ort an der zu reinigenden Oberfläche zu ermöglichen.
Das Spannelement kann vorteilhaft auch an einer am Gestellrohr befestigten Verschiebeeinrichtung befestigt sein, wobei die Verschiebeeinrichtung ebenso wie die Antriebskurbel 8 mittels einer geeigneten elektromechanischen Antriebseinrichtung gesteuert durch eine elektronische Steuerungseinrichtung der Steuereinheit 4 betätigt wird. Auf diese Weise kann neben einer Schwenkbewegung der Düsenkonsole um die Schwenkachse 24 auch eine Translation der Düsenkonsole 11 entlang der Translationsrichtung 22 vorgenommen und eingestellt werden, so daß die Einrichtung zur Bewegung der zumindest einen Düse auch eine Einrichtung zum Translatieren der Düse umfaßt.
Im folgenden wird eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens näher anhand der 3 und 4 erläutert. Dabei zeigt 3 eine Ansicht und 4 eine schematische Aufsicht auf eine zu reinigende Oberfläche 3 eines Körpers 3, Verfahrensschritte gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Die zur Reinigung gemäß dieser Ausführungsform des Verfahrens verwendete Vorrichtung weist zwei Reinigungsköpfe 51 und 52 mit Düsenkonsolen 111 und 112 auf und entsprechen im wesentlichen dem Reinigungskopf 5 mit Düsenkonsole 11, wie er in den 1 und 2 dargestellt ist. Die Reinigungsköpfe 51 und 52 sind dabei so angeordnet, daß die Düsenkonsolen 111 und 112 parallel zueinander unter etwa gleichem Abstand zur Oberfläche 3 des Körpers 2 stehen und deren Düsen in zueinander parallelen Reihen angeordnet sind.
Zunächst werden gemäß dieser Ausführungsform des Verfahrens Tröpfchenstrahlen 34 bis 37 mit einer ersten Reihe von Düsen 12 erzeugt und auf die Oberfläche 2 gesprüht, während die Düsen entlang eines vorgegebenen Winkelbereiches geschwenkt werden. Dazu werden aus den Düsen 12 der Düsenkonsole 111 des Reinigungskopfes 51 Tröpchenstrahlen 34 bis 37 erzeugt, wobei die Düsenkonsole 111 geschwenkt wird, so daß die Tröpfchenstrahlen 34 bis 37 einen Bereich der Oberfläche 2 überstreichen.
Dabei werden vorzugsweise Fächerstrahlen eingesetzt, die mittels geeignet ausgebildeter Düsen erzeugt werden, wobei die Strahlen vorteilhaft im wesentlichen senkrecht zu der Richtung auf der Oberfläche, entlang welcher der Strahl bei Schwenken wandert, aufgefächert ist. Auf diese Weise wird ein möglichst großer Bereich der Oberfläche mit einem einzelnen Strahl überstrichen.
Anschließend werden die Tröpfchenstrahlen durch Unterbrechung der Flüssigkeitszufuhr, beispielsweise durch Schalten eines Magnetventils für ein vorgegebenes Zeitintervall unterbrochen, so daß ein Flüssigkeitsfilm, der sich auf der Oberfläche bildet, ablaufen oder versickern kann.
Daraufhin werden nach Ablauf des vorgegebenen Zeitintervalls dann Tröpfchenstrahlen mit einer zweiten, zur ersten Reihe parallel angeordneten Reihe von Düsen erzeugt, während die Düsen entlang eines vorgegebenen Winkelbereiches geschwenkt werden. Dazu wird durch Schalten eines weiteren Magnetventils die Reinigungsflüssigkeit zu der weiteren Düsenkonsole 112 des Reinigungskopfes 52 geleitet, so daß die Besprühung der Oberfläche 2, nun aus den Düsen 12 der Düsenkonsole 112 fortgesetzt wird, wobei die Düsenkonsole 112 ebenfalls geschwenkt wird und einen Bereich der Oberfläche überstreicht, der teilweise mit dem durch die Düsen 12 der Düsenkonsole 111 überstrichenen Bereich überlappt. Daraufhin werden auch die Tröpfchenstrahlen 38 bis 41 aus den Düsen der Düsenkonsole 112 unterbrochen, so daß die auf die Oberfläche 2 treffenden Tröpfchenstrahlen wiederum für ein vorgegebenes Zeitintervall unterbrochen werden. Dieser Vorgang, bei welchem Gruppen von Düsen nacheinander betrieben werden, kann je nach Verschmutzungsart auch ein- oder mehrmals wiederholt werden. Während dieses Vorgangs befinden sich die Reinigungsköpfe 51 und 52 an einer ersten Position 30.
Anschließend werden die Reinigungsköpfe entlang einer Richtung parallel zu der zu reinigenden Oberfläche von der ersten Position 30 zu einer weiteren Position 32 verfahren, und der Vorgang an dieser Stelle wiederholt.
Bereiche oder Punkte der Oberfläche, die im Überlappungsbereich der Tröpfchenstrahlen liegen, werden auf diese Weise von Tröpfchenstrahlen aus unterschiedlichen Richtungen besprüht, beziehungsweise aus unterschiedlichen Richtungen von einem Tröpfchenstrahl getroffen. Zur Verdeutlichung sind in 3 beispielhaft zwei beliebige Bereiche 43 und 45 der Oberfläche 2 ausgewählt. Nach dem einmaligen Translatieren der Reinigungsköpfe 51 und 52 und dem Durchführen des oben beschriebenen Vorgangs wird jeder dieser Bereiche 43 und 45 bereits aus vier verschiedenen Richtungen getroffen, wie anhand der auf die jeweiligen Bereiche gerichteten Pfeile zu erkennen ist. Die entlang der Schwenkachse in Reihe angeordneten Düsen der Düsenkonsole 112 sind ferner zu den Düsen der Düsenkonsole 111 entlang dieser Richtung versetzt angeordnet. Damit wird erreicht, daß diese Richtungen nicht nur in einer Ebene liegen, sondern innerhalb eines Kegels. Vorzugsweise wird dabei der Schwenkbereich der Düsenkonsolen 111 und 112 und deren Abstand zur Oberfläche 2 außerdem so gewählt, daß die Tröpfchenstrahlen auf oder innerhalb eines Kegels mit einem Öffnungswinkel von zumindest 45°, vorzugsweise mit Kegelachse in Normalenrichtung der Oberfläche liegen. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Tröpfchenstrahlen besonders gut auch Verunreinigungen in Poren 36 in der Oberfläche erreichen können und dort somit auch Verunreinigungen unterhalb der Oberfläche beseitigen.

1: Vorrichtung zur Reinigung von Oberflächen
2: Körper
3: Oberfläche von 2
4: Steuereinheit
5, 51, 52: Reinigungskopf
6: Verbindungsleitung
61: Bowdenzug
62: Elektrische Zuleitung
63: Steueranschlüsse an Steuereinheit 4
7: Flüssigkeitsanschluß
8: Antriebskurbel
9: manuelles Sperrventil
10: Rohrkupplung
11, 111, 112: Düsenkonsole
12: Düse
13, 15, 17: Spannelement
19: Befestigungsstangen
20: Gestellrohr
22: Translationsrichtung
24: Schwenkachse
30, 32: Positionen der Reinigungsköpfe 51, 52
34 – 41: Tröpfchenstrahlen
36: Pore

Claims

Verfahren zur Reinigung von Oberflächen, insbesondere von Gebäude- oder Bodenflächen, wobei – zumindest ein Tröpfchenstrahl (34 – 41) auf eine zu reinigende Oberfläche (3) derart gerichtet wird, daß wenigstens ein Bereich (43, 45) der Oberfläche (3) unter verschiedenen Winkeln vom Tröpfchenstrahl (34 – 41) getroffen wird, dadurch gekennzeichnet, daß – der Tröpfchenstrahl (34 – 41) während vorgegebener Zeitintervalle unterbrochen wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tröpfchenstrahl (34 – 41) insbesondere um eine im wesentlichen entlang des Oberflächenbereichs verlaufende Schwenkachse (24) geschwenkt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tröpfchenstrahl (34 – 41) entlang des Bereichs (43, 45) der Oberfläche (3) translatorisch bewegt wird.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Tröpfchenstrahl (34 – 41) einen Fächerstrahl oder einen Kegelstrahl umfaßt.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich (43, 45) der Oberfläche (3) unter Winkeln im Bereich von –45° bis +45° um eine Normalenrichtung des Bereichs vom Strahl (34 – 41) getroffen wird.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Einfallsrichtungen des Tröpfchenstrahls auf und/oder innerhalb eines Kegels mit einem Öffnungswinkel von zumindest 45°, vorzugsweise mit Kegelachse in Normalenrichtung liegen.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Tröpfchenstrahl (34 – 41) mit Tröpfchen, die einen Durchmesser kleiner oder gleich 0,5 Millimeter aufweisen, auf den Bereich der Oberfläche (3) gerichtet wird.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Tröpfchenstrahl (34 – 41) durch Zerstäuben eines Flüssigkeitsstrahles an einer Prallfläche erzeugt wird.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Tröpfchenstrahls (34 – 41) eine Flüssigkeit unter Hochdruck aus einer Düse (12) gesprüht wird, vorzugsweise mit unter einem Druck von zumindest 1,5 Bar, besonders bevorzugt unter einem Druck in einem Bereich von 2 bis 8 Bar.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Tröpfchenstrahlen (34 – 41) auf die Oberfläche (3) gerichtet werden .
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem zumindest einen Tröpfchenstrahl (34 – 41) 10⁵ bis 10¹² Flüssigkeitstropfen pro Sekunde und Quadratdezimeter auf die Oberfläche (3) gespritzt werden.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Düsen (12) zur Erzeugung von Tröpfchenstrahlen (34 – 41) jeweils einzeln oder in zumindest zwei Gruppen zusammengefaßt betrieben werden.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Düsen zur Erzeugung von Tröpfchenstrahlen (34 – 41) oder Gruppen von Düsen nacheinander betrieben werden.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Tröpfchenstrahlen (34 – 41) mit entlang einer Reihe angeordneten Düsen (12) erzeugt werden.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß – Tröpfchenstrahlen (34 – 37) mit einer ersten Reihe von Düsen (12) erzeugt werden, während die Düsen entlang eines vorgegebenen Winkelbereiches geschwenkt werden, – die Tröpfchenstrahlen (34 – 41) dann unterbrochen, – nach vorgegebenem Zeitintervall dann Tröpfchenstrahlen (38 – 41) mit einer zweiten, zur ersten Reihe bevorzugt parallel angeordneten Reihe von Düsen erzeugt werden, während die Düsen (12) entlang eines vorgegebenen Winkelbereiches geschwenkt werden, und – die Tröpfchenstrahlen (34 – 41) dann unterbrochen werden.
Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorgang ein- oder mehrmals wiederholt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Reihe von Düsen (12), insbesondere nach Ablauf des Vorgangs gemäß Anspruch 14 oder nach Ablauf ein- oder mehrmaliger Wiederholung des Vorgangs entlang der zu reinigenden Oberfläche (3) translatiert werden.
Vorrichtung (1) zur Reinigung von Oberflächen, insbesondere von Gebäude- oder Bodenflächen, welche – zumindest eine Einrichtung zur Erzeugung eines Tröpfchenstrahls (34 – 41) mit zumindest einer Düse (12), – eine Einrichtung zur Bewegung der zumindest einen Düse (12) derart, daß wenigstens ein Bereich einer zu reinigenden Oberfläche (3) unter verschiedenen Winkeln vom Strahl (34 – 41) getroffen wird, gekennzeichnet durch – eine Einrichtung zur Unterbrechung des Tröpfchenstrahls während vorgegebener Zeitintervalle.
Vorrichtung gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bewegung der zumindest einen Düse (12) eine Einrichtung zum Schwenken der Düse (12) umfaßt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bewegung der zumindest einen Düse (12) eine Einrichtung zum Translatieren der Düse (12) umfaßt.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (12) eine Fächerstrahl-Düse oder eine Kegelstrahl-Düse umfaßt.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 17 bis 20, gekennzeichnet durch zumindest eine Düsenkonsole (11, 111, 112) mit mehreren Düsen (12).
Vorrichtung gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (12) der Düsenkonsole (11, 111, 112) entlang einer Reihe angeordnet sind.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 17 bis 22, gekennzeichnet durch mehrere Reinigungsköpfe mit jeweils zumindest einer Düse (12) oder einer Düsenkonsole (11, 111, 112) mit mehreren Düsen.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 17 bis 23, mit mehreren Düsen, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (12) zur Erzeugung von Tröpfchenstrahlen jeweils einzeln, gemeinsam oder in zumindest zwei Gruppen miteinander verbunden angesteuert sind.
Vorrichtung gemäß Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils einzelne Düsen oder Gruppen von Düsen an einer Ventileinrichtung, insbesondere an einem Magnetventil angeschlossen sind.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 17 bis 25, gekennzeichnet durch eine elektronische Steuerungeinrichtung zur Steuerung des Reinigungsablaufs.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 17 bis 26, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Vorgabe der Zeitintervalle der Unterbrechung des Tröpfchenstrahls (34 – 41).
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 17 bis 27, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Einstellung der Bewegung der Düse (12).
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 17 bis 28, gekennzeichnet durch eine Justiereinrichtung (13, 15, 17) zur Einstellung der Position der Düse (12) zur Oberf läche (3).
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 17 bis 29, gekennzeichnet durch eine tragbare oder zerlegbare Gestelleinrichtung (19, 20).