DE19609858A1 - Automatische Reinigungsvorrichtung mit umsetzbaren Stützbeinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein automatisches Reinigungssystem ins­ besondere für die Fenster eines hohen Bauwerks wie eines Wol­ kenkratzers. Die Erfindung ist aber auch zum automatischen Reinigen von Fassadenflächen oder dergleichen einsetzbar.

Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit der Reinigung von Fenstern beschrieben. Diese Arbeiten werden bisher immer noch von Hand ausgeführt, obwohl sie sehr arbeitsintensiv und mit hohen Kosten verbunden sind. Um die Fenster eines Wolken­ kratzers zu reinigen, sind mehrere Fensterputzer praktisch endlos im Einsatz, da nach Beendigung eines Reinigungszyklus mit dem nächsten Durchgang begonnen werden muß. Außerdem sind diese Reinigungsarbeiten sehr gefährlich und führen immer wieder zu schweren Unfällen.

Um hier Abhilfe zu schaffen, sind bereits automatische Reini­ gungsvorrichtungen vorgeschlagen worden, die ein an Seilen hängendes Gestell aufweisen, auf dem ein Reinigungskopf befe­ stigt ist, der durch eine Steuereinrichtung über die Fenster­ fläche geführt wird. Auf dem Gestell befinden sich die zugehöri­ gen Wassertanks, Energieerzeuger, Leitungen etc.

Das Gestell ist dabei an einem Kran oder einer Laufkatze aufge­ hängt, der bzw. die auf Schienen verfahrbar ist, die auf dem Dach des Gebäudes angebracht sind. Der Kran verfährt das Gestell von Fenster zu Fenster, um dort jeweils einen Reinigungsvorgang auszuführen.

Dabei besteht das Problem, daß das an Seilen hängende Gestell gegen Windböen gesichert sein muß, die ohne besondere Maßnahmen das Gestell in eine kräftige Pendelbewegung versetzen würden, bei denen natürlich kein Reinigungsvorgang möglich wäre und zudem die Gefahr der Beschädigung des Gestells und des Zerbre­ chens von Fensterscheiben bestünde. Dieses Problem ist einfach zu lösen, wenn Führungsschienen entlang der Fassaden anbringbar sind, an denen das Gestell auf Rollen ablaufen kann. Es ist aber aus verschiedenen Gründen häufig nicht möglich, derartige Füh­ rungsschienen an einem Gebäude anzubringen, weil dies beispiels­ weise den ästhetischen Eindruck des Gebäudes erheblich ver­ schlechtern kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, daß an Seilen hängende Gestell einer automatischen Reinigungsvor­ richtung ohne Führungsschienen an der Gebäudefassade gegen Windböen zu sichern, so daß die Funktionsfähigkeit der Reini­ gungsvorrichtung gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Pa­ tentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen gekennzeichnet.

Gemäß der vorliegenden Erfindung sind an dem Gestell wenigstens zwei umsetzbare Stützbeine vorgesehen, die mit Halteeinrichtun­ gen versehen sind, mit denen die Stützbeine lösbar an der Fassa­ denfläche befestigt werden können, wobei der Abstand zwischen dem so abgestützten Gestell und der Fassadenfläche stets kon­ stant bleibt. Dabei kann das Gestell für einen bestimmten Reini­ gungsvorgang, beispielsweise einer Fensterscheibe, an den Seilen stationär gehalten sein, während der von dem Manipulator bewegte Reinigungskopf zeilenweise die gesamte Fensterfläche abfährt, woraufhin die Stützbeine so umgesetzt werden, daß das Gestell vor der als nächstes zu reinigenden Fensterfläche angeordnet wird, indem es von den Seilen entweder herabgelassen oder hoch­ gezogen wird.

Es kann aber auch vorgesehen sein, daß das Gestell stufenweise abgesenkt wird, während die Stützbeine in ihrer Halteposition verbleiben, so daß auf jeder Stufe der Reinigungskopf einmal horizontal über die Fensterfläche geführt wird. Bei dieser Ausführungsform kann der Reinigungskopf an einem Schlitten befestigt sein, der auf horizontalen Schienen geführt wird, die auf dem Gestell angebracht sind, während bei der erstgenannten Ausführungsform der Manipulator durch einen Roboter gebildet sein kann, der in Gelenkbauweise ausgebildet ist.

Wenn das Gestell abgesenkt und hochgezogen wird, während die Stützbeine in den einmal eingenommenen Haltepositionen verblei­ ben, wird das Gestell durch die erfindungsgemäßen Stützbeine parallel zur Fassadenfläche geführt.

Die erfindungsgemäßen umsetzbaren Stützbeine halten das an den Seilen hängende Gestell sicher an der Fassadenfläche, so daß kräftige Windböen das Gestell nicht in Bewegung setzen können. Damit ist auch ausgeschlossen, daß der an dem Gestell befestigte Reinigungskopf auf die zu reinigende Fensterscheibe aufprallt oder von dieser zurückgezogen wird, so daß ein einwandfreier Reinigungsvorgang gewährleistet ist.

Die Halteeinrichtungen an den freien Enden der Stützbeine können z. B. Saugnäpfe aufweisen, wenn die Fassadenoberfläche glatt ist. Bevorzugt ist jedoch, daß als Halteeinrichtungen Magnete vorge­ sehen sind, die mit Metallplatten zusammenwirken, die an der Gebäudefassade angebracht sind.

Dabei ist besonders bevorzugt, daß als Magnete passive Magnete verwendet werden und daß die an der Gebäudefassade angebrachte Metallplatten magnetisierbar sind. Die passiven Magneten können mit Stromspulen versehen sein, die bei Stromeinwirkung die Magnetkraft aufheben.

Wenn nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung sowohl die Stirnseite der Magnete und die Außenflächen der Metallplatten mit identischen Riffelungen versehen sind, kann hierdurch die Haltekraft noch erhöht werden.

Bei dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden vor dem Umsetzen der Stützbeine zunächst mittels der Stromspulen die Magnetkräfte aufgehoben, die bis dahin das Gestell fest mit der Fassadenfläche verbunden hatten, woraufhin die Stützbeine auf die weiter unten beschriebene Weise umgesetzt werden. In der neu eingenommenen Position der Stützbeine werden dann die Magnete durch Abschalten der Stromspulen wieder in den wirksamen Zustand versetzt, in dem das Gestell fest an der Gebäudefläche befestigt ist. Es kann vorgesehen sein, daß das Gestell während des Umset­ zens der Stützbeine in eine neue Position abgesenkt oder angeho­ ben wird, oder dies kann nach erfolgter Umsetzung der Stützbeine geschehen.

Wie oben bereits erwähnt ist, besteht ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung darin, daß bei einer relativen Bewe­ gung zwischen dem Gestell und den Stützbeinen der Abstand des Gestells von der Fassadenfläche konstant bleibt. Dies bedeutet, daß beispielsweise dann, wenn ein Stützbein das Gestell an der Fassadenfläche befestigt, ein anderes Stützbein in eine neue Position verschwenkt werden kann und in dieser neuen Position an der Fassadenfläche befestigbar ist, so daß anschließend das erstere Stützbein ebenfalls in eine neue Position verschwenkt werden kann. Dies bedeutet auch, daß das Gestell bei in Haltepo­ sition verbleibenden Stützbeinen entlang der Fassadenfläche bewegt werden kann, wobei der Abstand zur Fassadenfläche kon­ stant bleibt, so daß der Reinigungskopf während der Bewegung des Gestells einen Reinigungsvorgang ausführen kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung bestehen die Stützfüße aus gelenkig miteinander verbundenen Stäben, die so zueinander angeordnet sind, daß sie eine Parallelführungseinrichtung bil­ den. Dabei ist jedes Stützbein mit dem als Strukturpunkt zu bezeichnenden Ende eines Stabes an dem Gestell angelenkt, und zwar so, daß das Stützbein um eine Achse schwenkbar ist, die senkrecht zur Bewegungsrichtung des Gestells verläuft. Dies bedeutet, daß dann, wenn das Gestell vertikal an einer Gebäude­ fassade verfahrbar ist, indem es entweder an den Seilen herabge­ lassen oder hochgezogen wird, die Stützbeine um eine horizontale Achse verschwenkbar sind, so daß die Stützbeine ebenfalls in vertikaler Richtung versetzbar bzw. umsetzbar sind.

Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf das vertikale Versetzen des Gestells beschränkt ist, sondern das Gestell kann auch in horizontaler Richtung oder entlang einer geneigten Fläche bewegbar sein, wobei dann die Stützbeine entsprechend umgesetzt werden.

Jedes Stützbein ist ferner z. B. mittels eines an einem sogenann­ ten Bezugspunkt angeordneten Gleitstücks oder dergleichen in einer Führungsschiene geführt, die parallel zur Fassadenfläche verläuft, und zwar in der Richtung, in der das Gestell bewegt oder verlagert wird, d. h. vorzugsweise in vertikaler Richtung. Wenn das Gebäude eine leicht konische Form hat mit einer geneig­ ten Gebäudefront, verläuft die Führungsschiene parallel zur Gebäudefront.

Ferner ist vorgesehen, daß jedes Stützbein ein aus vier Stäben gebildetes Gelenk-Parallelogramm enthält, das zwei gelenkig miteinander verbundene Haupt-Stäbe aufweist, von denen einer an seinem Ende den sogenannten Strukturpunkt hat, der an dem Gelenk angelenkt ist, während der andere Stab an seinem freien Ende mit der Halteeinrichtung, bevorzugt den Magneten, versehen ist. Das Gelenk-Parallelogramm enthält ferner zwei ebenfalls gelenkig miteinander verbundene Parallelführungsstäbe, die mit einem Ende jeweils an einem der beiden Hauptstäbe angelenkt sind. Diese Parallelführungsstäbe verlaufen parallel zu den beiden Haupt­ stäben.

Der Parallelführungsstab, der parallel zu dem mit dem Struktur­ punkt versehenen Hauptstab verläuft, hat einen überstehenden Endabschnitt, an dessen Ende sich der sogenannte Bezugspunkt befindet, der beispielsweise mittels eines Gleitstücks in der Führungsschiene geführt ist.

Beim Verschwenken der Stützbeine werden die Magnete entlang einer Geraden bewegt, die parallel zu der Führungsschiene liegt, d. h. die Magnete bewegen sich (bei aufgehobener Magnetkraft) beim Umsetzen der Stützbeine entlang der Fassadenfläche. Bei einwirkender Magnetkraft wird sofort eine stabile Verbindung zur Gebäudefassade hergestellt.

Wenn das Gestell an Seitenplatten jeweils ein Stützbein auf­ weist, kann ein Reinigungszyklus in der Weise erfolgen, daß bei einer durch die Seile des Gestells vorgegebenen Lage zunächst die beiden Stützbeine in der untersten Position (die durch die Führungsschiene vorgegeben ist) an der Gebäudefassade befestigt werden. Wenn der Reinigungskopf an einem Schlitten befestigt ist, der auf horizontalen Schienen des Gestells die Fensterflä­ che zeilenweise abfährt, kann stufenweise, d. h. für jede hori­ zontale Zeile, das Gestell an den Seilen abgesenkt werden, während die Stützbeine in ihrer Position verbleiben. Dies bedeu­ tet, daß das Gestell gegenüber den Stützbeinen stufenweise abgesenkt wird, wobei das Gestell durch die Stützbeine stets im selben Abstand zur Gebäudefassade gehalten wird.

Wenn die Stützbeine dabei ihre oberste Position erreichen, oder der Reinigungsvorgang an einem Fenster beendet ist und das Gestell zur nächsten Fensterfläche herabgelassen werden soll, kann zunächst ein Stützbein nach unten umgesetzt werden, während das andere Stützbein mit der Gebäudefläche verbunden bleibt und eine Pendelbewegung infolge Windeinwirkung verhindert. Wenn das umgesetzte Stützbein an der Fassadenfläche befestigt ist, kann das andere Stützbein nachgeholt werden. Dabei ist vorgesehen, daß die Halteeinrichtungen, bevorzugt die Magnete, um eine horizontale Achse schwenkbar an den freien Enden der zugehörigen Hauptstäbe der Stützbeine angebracht sind, während sie in der hierzu senkrechten Richtung (um die vertikale Achse) starr mit den Hauptstäben verbunden sind, so daß ein Stützbein das Gestell wenigstens vorübergehend im konstanten Abstand von der Gebäude­ front halten kann.

Aus Sicherheitsgründen kann aber auch vorgesehen sein, daß das Gestell mit vier Stützbeinen (oder mehr) versehen ist, wobei an beiden seitlichen Enden jeweils zwei Stützbeine vorgesehen sein können. Diese können getrennt angebracht sein und jeweils eine eigene Führungsschiene haben, wobei auch eine zu einer horizon­ talen Ebene spiegelbildliche Anordnung in Betracht kommt. Es können auch jeweils zwei Stützbeine in einem gemeinsamen Gelenk an dem Gestell angebracht sein und mit ihren Bezugspunkten in derselben Führungsschiene geführt sein.

Wenn vier Stützbeine vorgesehen sind, können jeweils zwei Stütz­ beine umgesetzt werden, während die beiden anderen Stützbeine mit der Gebäudefassade verbunden sind, wodurch auch beim Umset­ zen absolut sicher gewährleistet ist, daß das Gestell durch Windböen nicht in Bewegung gesetzt werden kann.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfol­ genden Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine geometrische Darstellung zur Erläuterung der Parallelumsetzung der Stützbeine;

Fig. 2 den Hauptbestandteil einer ersten Ausführungsform der automatischen Reinigungsvorrichtung mit vier Stützbei­ nen und

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform der Erfindung mit zwei Stützbeinen, von denen nur eins dargestellt ist.

Es wird zunächst auf Fig. 2 Bezug genommen, die auf weitgehend schematische Weise ein Gestell 1 zeigt, auf dessen Rahmen 2 zwei Wasserbehälter 3, ein Drucklufterzeuger 4, ein Unterdruckerzeu­ ger 5 sowie ein Heißdampferzeuger 6 befestigt sind. Außerdem sind auf dem Gestell nicht dargestellte Behälter für Sonderrei­ nigungsmittel, zwei bis drei Videokameras, eine Steuerungsrech­ nereinheit mit Interface zu einer Kontrollstation und eine Windmeßanlage angeordnet.

Auf zwei in der Gebrauchslage horizontal angeordneten Füh­ rungsschienen 7, die zwischen Seitenplatten 8 des Rahmens 2 verlaufen, ist ein Manipulator 9 angebracht, der in Längsrich­ tung entlang der Schienen verfahrbar ist und in Gelenkbauweise realisiert ist, so daß er um seine Grundplatte 10 in Richtung der Pfeile 11 drehbar und sein Ausleger in Richtung der Pfeile 12 und 13 schwenkbar ist. An seinem freien Ende trägt der Mani­ pulator 9 einen Reinigungskopf 14, der gelenkig gehalten ist. Der Manipulator 9 ist von pneumatischen Zylindern 15 bewegbar.

Das Gestell 1 hängt an zwei Seilen 16, die an den Seitenplatten 8 befestigt sind. Mittels Seilwinden ist das Gestell 1 heb- und senkbar, sowie an einem Kran oder einer Laufkatze entlang der Gebäudefassade in Längsrichtung verfahrbar.

An den beiden Seitenplatten 8 sind jeweils zwei Stützbeine 17 angebracht, die zunächst mit Bezug auf Fig. 1 näher erläutert werden.

Jedes Stützbein 17 besteht aus zwei Hauptstäben 18 und 19, die gelenkig miteinander verbunden sind. Am Ende des Hauptstabs 18 befindet sich der sogenannte Strukturpunkt 20, der an dem Ge­ stell 1, genauer gesagt an einer Seitenplatte 8 angelenkt ist. Ein Gelenk 21 verbindet die beiden Hauptstäbe 18, 19.

Zwei Parallelführungsstäbe 22 und 23 sind an den Hauptstäben 18 und 19 angelenkt und verlaufen parallel zu diesen. Der Parallel­ führungsstab 23, der parallel zu dem Hauptstab 18 verläuft, setzt sich über den Anlenkpunkt zu dem Parallelführungsstab 22 hinaus fort und endet in einem sogenannten Bezugspunkt 24. Der Bezugspunkt 24 ist in einer Führungsschiene (siehe Fig. 2) 25 geführt, beispielsweise mittels eines Gleitsteins.

Am freien Ende des Hauptstabes 19 befindet sich ein Magnet 26, mit dem sich das Stützbein 17 an einer magnetisierten Metall­ platte der nicht dargestellten Gebäudefassade festhält. Der an einer geeigneten Halterung befestigte Magnet 26 ist um eine Achse a schwenkbar, wie durch Pfeile in Fig. 2 angedeutet ist.

Wenn das Stützbein 17 um den Strukturpunkt 20, d. h. das Gelenk 20 verschwenkt und dabei der Bezugspunkt 24 (Gleitstein) in der geradlinigen Führungsschiene 25 geführt werden, bewegt sich das freie Ende des Hauptstabes 19 bzw. der dort angeordnete Magnet 26 auf einer Führungsstrecke 27, die parallel zu der Führungs­ schiene 25 verläuft.

Wenn demnach die Führungsschiene 25 vertikal verläuft, bewegt sich beim Umsetzen des Stützbeins 19 der Magnet 17 entlang der vertikalen Fassadenfläche 27.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 sind jeweils zwei Stützbei­ ne 17 an jeder Seitenplatte 8 vorgesehen, wobei diese einen gemeinsamen Strukturpunkt 20, d. h. ein gemeinsames Gelenk haben, an dem sie an der Seitenplatte 8 angebracht sind. Die Bezugs­ punkte 24 (Gleitsteine) sind in einer gemeinsamen Führungsschie­ ne 25 geführt.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 führt der Manipulator 9 den Reinigungskopf 14 in horizontalen Bahnen über eine Fensterflä­ che, wobei der Manipulator 9 die Führungsschienen abfährt. Durch Verschwenken des Auslegers kann dabei ein verhältnismäßig großer Bereich zeilenweise abgefahren werden.

Wenn die Fensterscheibe eine größere Höhe hat, als der Reini­ gungskopf 14 in einer Position des Gestells 1 erreichen kann, wird das Gestell 1 an den Seilen 16 abgesenkt, wobei die Stütz­ beine 17 in den Führungsschienen 25 geführt das Gestell in einem konstanten Abstand zur Fensterfläche halten.

Zum Einstellen einer neuen Höhenposition des Gestells an der Fassadenfläche können zunächst zwei Stützbeine 17, beispiels­ weise die beiden oberen Stützbeine, nach unten umgesetzt werden, während die beiden anderen Stützbeine mit der Gebäudefläche verbunden bleiben. Anschließend kann bei weiterem Absenken des Gestells 1 auch das andere Stützbeinpaar nach unten versetzt werden.

In Fig. 3 ist eine vereinfachte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der der Manipulator 9 durch einen entlang der Führungsschienen 7 verfahrbaren Schlitten 27 gebildet ist, aus dem eine Halterung 28 in einer auswählbaren Länge ausfahrbar ist, die an ihrem freien Ende den angelenkten Reinigungskopf 14 hält. Bei dieser Ausführungsform ist der Reinigungskopf demnach nur in horizontaler Richtung über die Fensterfläche bewegbar. Dies bedeutet, daß nach dem Abfahren einer Fensterzeile das Gestell 1 jeweils abgesenkt werden muß, wie durch den Pfeil 29 in Fig. 3 angedeutet ist.

Bei dieser Ausführungsform ist an den Seitenplatten 8 des Ge­ stells jeweils nur ein Stützbein 17 angeordnet (von denen nur eines dargestellt ist). Die Bestandteile dieser Stützbeine 17 sind mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet wie in den Fig. 1 und 2, weshalb hier auf eine Wiederholung der Be­ schreibung verzichtet werden kann.

Wenn an beiden seitlichen Enden des Gestells 1 jeweils zwei Stützbeine 17 angeordnet sind, brauchen diese nicht unbedingt in der in Fig. 2 dargestellten Weise miteinander verbunden sein. Vielmehr besteht auch die Möglichkeit, jeweils zwei Anordnungen gemäß Fig. 3 an jeder Seite vorzusehen, d. h. getrennte Stützbei­ ne 17 mit jeweils einem Anlenkpunkt 20 und einer zugehörigen Führungsschiene 25. Diese können auf geeignete Weise an dem Gestell befestigt sein, beispielsweise mittels jeweils zweier Seitenwände 8.

Claims (10)

1. Automatische Reinigungsvorrichtung für Fenster- und/oder Fassadenflächen eines Bauwerks oder dergleichen mit einem vor­ zugsweise an zwei Seilen hängenden Gestell, auf dem ein Manipu­ lator angeordnet ist, an dem wenigstens ein Reinigungskopf angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell (1) mit wenigstens zwei umsetzbaren Stützbeinen (7) versehen ist, die das Gestell (1) mit lösbar an der Fassa­ denfläche befestigbaren Haltern (26) abstützen, wobei der Ab­ stand zwischen dem Gestell (1) und der Fassadenfläche stets konstant bleibt.

2. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stützbeine (17) an den seitlichen Enden des Gestells (1) angeordnet sind.

3. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützbeine (17) aus gelenkig miteinander verbundenen Stäben (18, 19, 22, 23) bestehen, die eine Parallelführungseinrichtung bilden.

4. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Stützbein (17) mit einem Bezugspunkt (24) in einer Führungsschiene (15) geführt ist, die parallel zur Fassadenfläche verläuft.

5. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Stützbein (17) mit einem Strukturpunkt (20) an dem Gestell (1) angelenkt ist.

6. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Stützbein ein aus vier Stäben (18, 19, 22, 23) gebildetes Gelenk-Parallelogramm enthält.

7. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Halter Saugnäpfe aufweisen.

8. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Halter Magnete (26) sind und daß die Fassadenfläche mit Metallplatten versehen ist.

9. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete (26) passive Magnete sind und daß die Metallplatten magnetisierbar sind.

10. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete (26) mit Stromspulen versehen sind, die bei Stromeinwirkung die Magnetkraft aufheben.