DE19715564C2 - Reinigungskopf einer automatischen Reinigungsvorrichtung - Google Patents
Reinigungskopf einer automatischen ReinigungsvorrichtungInfo
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- Cleaning In General (AREA)
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Description
Die Erfindung betrifft einen Reinigungskopf einer automatischen
Reinigungsvorrichtung, mit der zur Vermeidung der arbeitsinten
siven, gefährlichen und kostspieligen menschlichen Arbeitskraft
Fensterscheiben bevorzugt von hohen Gebäuden automatisch gerei
nigt werden können.
Die Reinigungsvorrichtung enthält dabei ein entlang der Gebäude
fassade verfahrbar aufgehängtes Gestell, auf dem ein Manipulator
angeordnet ist, der beispielsweise Schlitten enthält, die in X-
Richtung und in Z-Richtung verfahrbar sind und dabei den Reini
gungskopf der Reinigungsvorrichtung über eine zu reinigende
Scheibe führen.
Der Reinigungskopf kann als Reinigungsmittel Bürsten haben, ohne
daß die Erfindung hierauf beschränkt ist. Es kommen auch andere
Reinigungsmittel in Betracht, beispielsweise kann der Reini
gungskopf mit Dampfdüsen versehen sein oder aber mit Ultraschall
arbeiten.
Aus der DE 40 16 719 A1 ist eine Fensterscheibenreinigungsvor
richtung bekannt, deren Reinigungskopf eine innere Baugruppe
aufweist, die gegenüber dem Gehäuse des Reinigungskopfes beweg
bar ist. Diese Baugruppe enthält ein Wischblatt, das von einem
Motor bewegt wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
automatische Reinigungsvorrichtung anzugeben, deren Reinigungs
kopf so über eine Fensterfläche führbar ist, daß er relativ zu
dieser keine unerwünschte Schwenkbewegung ausführt und daß keine
Probleme beim Auftreffen auf Fensterrahmen auftreten.
Diese Aufgabe wird da
durch gelöst, daß der Reinigungskopf in seinem Gehäuse eine
innere Baugruppe enthält, die gegen Federkraft sowohl in X-Rich
tung als auch in Z-Richtung relativ zu dem Gehäuse bewegbar ist.
Mit dieser Ausbildung werden stoßartige Krafteinwirkungen auf
das Gehäuse beim Auftreffen auf Fensterrahmen vermieden, indem
vorzugsweise nach Überschreiten einer vorgegebenen Federkraft
der Aufprall feder-elastisch gedämpft wird. Die Relativbewegung
zwischen der inneren Baugruppe des Reinigungskopfs und dem etwa
napfförmigen Gehäuse ist zudem nach einem weiteren Gesichtspunkt
der Erfindung durch eine Sensoreinrichtung erfaßbar und als
Steuersignal für den Antrieb des Reinigungskopfs verwendbar.
Wenn der Reinigungskopf über eine freie Fensterfläche geführt
wird, ohne in Kontakt mit dem Scheibenrand zugeraten, ist die
innere Baugruppe des Reinigungskopfs durch in allen vier Rich
tungen wirkende Federeinrichtungenm zentriert. Die Federkräfte
sind so groß, daß die innere Baugruppe bei ungehinderter Führung
des Reinigungskopfs über die Fensterfläche nicht aus der mit
tigen Ausgangsstellung ausgelenkt wird.
Die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, daß die relativ zu
dem Gehäuse bewegliche Baugruppe die Reinigungsmittel enthält,
obwohl dies bevorzugt ist. Es kann sich hierbei auch um ein
andersartiges federzentriertes Element handeln, das direkt oder
über Verbindungsglieder mit dem Manipulator verbunden ist.
Nach einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung ist der Reini
gungskopf über zwei in X-Richtung und zwei in Z-Richtung neben
einanderliegende Schwenkstreben mit dem Manipulator verbunden
ist, wobei die Schwenkstreben der beiden Schwenkstreben-Paare
derart schräg aufeinander zu laufen, daß sich ihre verlängerten
Mittelachse in der Ebene der Stirnfläche des Reinigungskopfs
schneiden. Dies bedeutet, daß der Schnittpunkt der von den
Schwenkstreben aufzunehmenden Druck- und Zugkräfte auf der
Scheibenoberfläche liegt, weshalb die bei der Bewegung des
Reinigungskopfs über die zu reinigende Scheibe auf das Gehäuse
einwirkenden Reibungskräfte keine Schwenkbewegung des Reini
gungskopfs gegenüber der Scheibe hervorrufen.
Dabei ist nicht gemeint, daß die Schwenkstreben direkt an dem
Manipulator, d. h. an der mit dem Reinigungskopf verbundenen
Führungseinrichtung angelenkt sein müssen, sondern sie können
mit dem Manipulator über ein oder mehrere Verbindungsglieder
kraftmäßig verbunden sein.
Die beiden Schwenkstreben-Paare sind in der X-Ebene und der Z-
Ebene angeordnet, und zwar symmetrisch zum Schnittpunkt der X-
und Z-Mittelachse des Reinigungskopfs.
Bevorzugt ist dabei, daß alle Schwenkstreben in demselben Nei
gungswinkel angeordnet sind. Dieser kann etwa 5° bis 15°, be
vorzugt ca. 10° zur Vertikalen betragen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Schwenkstre
ben mit einem Ende an dem Gehäuse des Reinigungskopfs, bei
spielsweise an von der weitgehend geschlossenen Rückwand des
Gehäuses außen vorstehenden Lagern mit einem Ende angelenkt
sein, während ihre anderen Enden an einer oberen Aufnahmeplatte
angelenkt sein können. Diese Aufnahmeplatte kann sich in einem
beispielsweise aus querschnittlich rechteckigen Rohren bestehen
den Rahmen befinden, über den der Manipulator mit der in dem
Gehäuse des Reinigungskopfs angeordneten Baugruppe fest ver
bunden ist, die in dem Gehäuse federzentriert ist. Die innere
Baugruppe wird vorzugsweise nur dann gegenüber dem Gehäuse
verschoben, wenn eine vorgegebene Federkraft überschritten wird.
Dies ist dann der Fall, wenn das Gehäuse an einen Fensterrahmen
anstößt.
Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung ist der Manipulator über
den Rahmen, der auch als Teil des Manipulators betrachtet werden
kann, mit der inneren Baugruppe fest verbunden, so daß die
innere Baugruppe von dem Manipulator bewegt wird und hierbei das
Gehäuse des Reinigungskopfs mitnimmt.
Wenn das Gehäuse aber auf einen Fensterrahmen auftrifft, findet
in der betreffenden Richtung eine Relativbewegung zwischen der
inneren Baugruppe und dem Gehäuse statt, wobei gewährleistet
sein muß, daß der Reinigungskopf hierbei keine Kippbewegung
ausführt.
Zu diesem Zweck wird vorgeschlagen, daß eine untere Konsolenein
richtung mit dem Rahmen fest verbunden ist, und daß eine Pa
rallelogrammführung zwischen der unteren Konsoleneinrichtung und
der oberen Aufnahmeplatte, an der die Schwenkstreben befestigt
sind, angeordnet ist. Diese Parallelogrammführung kann vier
parallel zueinander angeordnete, beidseitig gelenkig gelagerte
Streben enthalten, wobei diese vier Streben so angeordnet sind,
daß sie die Eckpunkte eines gedachten Quadrats bilden. In der
nicht-ausgelenkten Ausgangslage der inneren Baugruppe in dem
Gehäuse verlaufen die Streben senkrecht zur Ebene der unteren
Konsoleneinrichtung und der oberen Aufnahmeplatte.
Die Streben können an ihren Enden über Kardangelenke mit der
Konsoleneinrichtung und der oberen Aufnahmeplatte verbunden
sein. Es können aber auch andere Gelenkeinrichtungen verwendet
werden.
Durch diese Parallelführung ist gewährleistet, daß der Rahmen
bei der Relativbewegung zwischen der inneren Baugruppe und dem
Gehäuse des Reinigungskopfs keine Kippbewegung ausführt, wodurch
dann auch keine Kippkräfte auf den Reinigungskopf ausgeübt
werden.
Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, daß zwischen der oberen
Aufnahmeplatte und dem Rahmen zwei Sensoreinrichtungen angeord
net sind, von denen einer in X-Richtung und einer in Z-Richtung
wirksam ist. Diese beiden Sensoren messen die Verschiebung der
inneren Baugruppe gegenüber dem Gehäuse. Die erfaßte Relativbe
wegung wird als Steuerbewegung für die Bewegung des Reinigungs
kopfs über die Scheibe verwendet, und zwar einmal zum Abschalten
des Antriebs in der Richtung, in der der Reinigungskopf auf den
Scheibenrand aufgetroffen ist, und zum anderen zum Führen des
Reinigungskopfs entlang des betreffenden Fensterrandes.
Durch die erfindungsgemäße Verbindung zwischen dem Reinigungs
kopf und dem Manipulator, d. h. der Antriebseinheit des Reini
gungskopfs kann ein Winkelversatz zwischen dem Reinigungskopf
und einer zu reinigenden Scheibe problemlos ausgeglichen werden.
Obwohl eine beträchtliche Schieflage zwischen der Scheibe und
dem Reinigungskopf auftreten kann, mit Toleranzen von beispiels
weise 2 cm auf 2 m Länge, gleicht sich das Gehäuse der Scheibe
infolge der Anordnung der Schwenkstreben an. Die Schwenkstreben
nehmen nur Zug- und Druckkräfte auf, jedoch keine Biegekräfte,
die eine Kippbewegung hervorrufen könnten. Torsionskräfte werden
aber aufgenommen.
Die Verbindung des Rahmens mit der inneren Baugruppe kann durch
Öffnungen in der Rückwand des Gehäuses erfolgen, wobei diese
durch Faltenbälge abgedichtet werden können. Zur Mittenzentrie
rung der inneren Baugruppe können in jeder Richtung zwei Feder
einrichtung vorgesehen sein, die erst nach überschreiten einer
vorgegebenen Kraft eine Relativbewegung zwischen dem Gehäuse und
der inneren Baugruppe zulassen.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfol
genden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Ver
bindungseinrichtung zwischen einem Reinigungskopf und einem
Manipulator einer automatischen Reinigungsvorrichtung. Dabei
zeigen:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines
Reinigungskopfs mit der daran befestigten Ver
bindungseinrichtung;
Fig. 2 eine Aufsicht auf den unteren Teil des Gehäuses
des Reinigungskopfs und der Verbindungseinrich
tung;
Fig. 3 einen Querschnitt durch die Anordnung gemäß Fig.
1 entlang der Linie A-A in Fig. 2 in vergrößerter
Darstellung und
Fig. 4 eine Aufsicht auf den Bereich der oberen Auf
nahmeplatte der Anordnung gemäß Fig. 1.
In den Fig. 1 bis 3 ist ein Reinigungskopf 1 einer automa
tischen Scheibenreinigungsvorrichtung abgebildet, von dem im
Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung nur das im Grundriß
rechteckige, allgemein glocken- oder napfförmige Gehäuse 2 und
eine darin angeordnete, allgemein mit dem Bezugszeichen 3 be
zeichnete Baugruppe interessiert, die im dargestellten Falle
Reinigungsbürsten enthält und gegenüber dem Gehäuse in allen
Richtungen um beispielsweise 18 mm verschiebbar ist. Hierzu sind
zwischen der Baugruppe 3 und dem Gehäuse 2 in X-Richtung und Z-
Richtung wirkende Federeinrichtungen angeordnet, die in den
Zeichnungen nicht dargestellt sind.
Die Reinigungselemente, die nicht unbedingt Bürsten sein müssen,
sind an einem gemeinsamen Träger 4 befestigt, der zur Verlage
rung der inneren Baugruppe 3 auf weiter unten beschriebene Weise
mit einem Manipulator verbunden ist. Der Reinigungskopf 1 kann
beispielsweise von einem Manipulator über eine Fensterscheibe
bewegt werden, der auf einem an Seilen an einer Gebäudefassade
aufgehängten Gestell in X-Richtung und Z-Richtung auf Schienen
verfahrbare Schlitten enthält, die beispielsweise von zugehöri
gen Motoren durch Riemen antreibbar sind, die über an den Enden
der Schienen angebrachte Seilrollen verlaufen und mit ihren
Enden an den Schlitten befestigt sind. Diese Antriebs- oder
Bewegungseinrichtung ist mit dem Reinigungskopf 1 gekoppelt.
Die hierzu vorgesehene Verbindungseinrichtung ist in Fig. 1
allgemein mit dem Bezugszeichen 5 bezeichnet und enthält einen
Rahmen 6, der zwei U-förmige, querschnittlich rechteckige Rohre
7 enthält, die über untere Konsolen 8 miteinander verbunden
sind, deren Rückwand 9 an den Rohren 7 befestigt ist und diese
damit verbindet und deren um 90° abgewinkelte Abschnitte 10 die
unteren Lager für eine weiter unten zu beschreibende Parallelo
grammführung halten.
An der Wand 9 der beiden gegenüberliegenden Konsolen 8 ist
jeweils mittig eine kurze Stütze 11 angebracht, beispielsweise
angeschweißt, die die in Fig. 1 rechte Abschlußwand 12 des
Gehäuses 2 durchgreifen und an dem Träger 4 der inneren Baugrup
pe befestigt, beispielsweise angeschraubt, angeschweißt oder
dergleichen sind.
Hierzu sind zwei Öffnungen 13 in der Wand 12 ausgebildet, die in
Fig. 2 gestrichelt angedeutet sind (Bezugszeichen 13). Diese
Öffnungen ermöglichen es, daß die innere Baugruppe 3 in dem
Gehäuse 2 des Reinigungskopfs um bis zu 18 mm in Fig. 2 sowohl
nach oben und unten als auch nach rechts und links verlagert
werden kann. Der Rand der Öffnungen 13 verläuft demnach im
Abstand von 18 mm um die Außenkontur der Stützen bzw. Rohre 11
herum.
Zur Abdichtung der Öffnungen 13 sind in den Figuren nicht dar
gestellte Faltenbälge vorgesehen, die die Stützen 11 dicht
umfassen und deren Bewegung in der Öffnung 13 zulassen.
Die U-förmigen Rahmen 7 sind auf nicht dargestellte Weise mit
dem Manipulator bzw. der Antriebseinrichtung des Reinigungs
kopfes verbunden, wobei die Rahmen 7 natürlich noch durch weite
re Querstreben oder Wände miteinander verbunden sein können.
Eine in Fig. 4 in einer Aufsicht dargestellte obere Aufnahme
platte 14 ist über vier Schwenkstreben 15 mit der Wand 12 des
Gehäuses 2 verbunden. Die unteren Gelenke 16 sind kreuzförmig
angeordnet und können - obwohl dies in Fig. 2 anders dargestellt
ist - identisch ausgebildet sein. Die unteren Gelenkpunkte können
durch an der Gehäusewand angesetzte, nach oben (Fig. 3) über
stehende Lappen 17 gebildet sein, die paarweise nebeneinander
angeordnet sind, so daß ein Schwenkstreben-Paar 15 in der Z-
Ebene liegt, während das andere Schwenkstreben-Paar 15 in der X-
Ebene angeordnet ist, und zwar jeweils symmetrisch zum Mittel
punkt 18 des Reinigungskopfs 1.
Die Schwenkstreben 15 der beiden Schwenkstreben-Paare sind in
demselben Winkel von etwa 10° zur Senkrechten geneigt angeordnet
und laufen aufeinander zu, so daß der Schnittpunkt ihrer Mittel
achsen 19 als Momentanpol 20 auf der Scheibe 21 (Fig. 3) liegt.
Hierdurch ist erreicht, daß die Reibungskräfte, die bei der Be
wegung des Reinigungskopfs über die Scheibe auf das Gehäuse 2
einwirken, nicht das Bestreben haben, eine Kippbewegung des
Reinigungskopfs auszulösen. Die Schwenkstreben 15 nehmen nur
Zug- und Druckkräfte, nicht jedoch Biegemomente auf.
Die obere Aufnahmeplatte 14 ist ferner über vier zur Parallel
führung vorgesehene Streben 24 mit den unteren Konsolen 8 ver
bunden. Die Befestigung an den unteren Konsolen 8 und der oberen
Aufnahmeplatte 14 erfolgt beispielsweise über Kardangelenke, die
in Fig. 2 schematisch mit dem Bezugszeichen 25 angedeutet sind.
An der oberen Aufnahmeplatte 14 sind zwei Sensoren 26 befestigt,
die zwischen den Rahmen 7 und der Aufnahmeplatte 14 wirksam
sind, wobei einer der Sensoren die Relativbewegung zwischen der
inneren Baugruppe 4 und dem Rand des Gehäuses 2 in X-Richtung
mißt, während der andere Sensor 26 die Relativbewegung in Z-
Richtung erfaßt. Die erfaßten Werte werden als Steuersignale der
Steuereinrichtung des Reinigungskopfs 1 zugeführt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: solan
ge der Reinigungskopf über eine zu reinigende Fensterscheibe
geführt wird, ohne an einen Fensterrahmen anzustoßen, befindet
sich die innere Baugruppe 3 in der durch die nicht dargestellte
Federeinrichtung zentrierten Mittelstellung. Der Manipulator
überträgt die Antriebskraft dabei auf den inneren Träger 4,
wobei das Gehäuse über die allseitig wirksame Federeinrichtung
mitgeführt wird, solange der Schwellwert dar Federeinrichtung
nicht überschritten wird, bei dem eine Auslenkung stattfindet.
Dies ist erst dann der Fall, wenn das Gehäuse 2 an einen Fen
sterrahmen anstößt.
Dieser Zustand ist in Fig. 3 angedeutet. Wenn eine Umfangswand
27 des Gehäuses 2 an einen Scheibenrand 28 anstößt, wird die
nicht dargestellte Federeinrichtung verformt, so daß die innere
Baugruppe 3 sich um bis 18 mm der zugeordneten Gehäusewand 27
annähert, ohne daß die Erfindung auf dieses Maß beschränkt ist.
Da der Rahmen 5, der mit dem Manipulator verbunden ist oder als
Teil des Manipulators betrachtet werden kann, fest mit der inne
ren Baugruppe 3 verbunden ist, verlagert sich der Rahmen 5
gegenüber dem Gehäuse 2 entsprechend, wobei der Rahmen 5 durch
die Parallelführung der Streben 24 in paralleler Lage zu sich
verbleibt und keine Kippbewegung ausführt. Die Verlagerung zwi
schen dem Rahmen 5 und der oberen Aufnahmeplatte 14 wird durch
den zugeordneten Sensor 26 erfaßt.
Claims (12)
1. Automatische Reinigungsvorrichtung mit einem Reinigungskopf,
der von einem Manipulator über eine zu reinigende Scheibe beweg
bar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Reinigungskopf (1) in seinem Gehäuse (2) eine innere
Baugruppe (3) aufweist, die gegen Federkraft in Querrichtung (X-
Richtung) und Längsrichtung (Z-Richtung) des Gehäuses (2) rela
tiv zu diesem bewegbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Reinigungskopf (1) über zwei in
X-Richtung und zwei in Z-Richtung nebeneinander liegende
Schwenkstreben (15) direkt oder indirekt mit dem Manipulator
verbunden ist, wobei die Schwenkstreben (15) der beiden Schwenk
streben-Paare derart schräg aufeinander zu laufen, daß sich ihre
verlängerten Mittelachsen in der Ebene der Stirnfläche (23) des
Reinigungskopfs (1) schneiden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß alle Schwenkstreben (15) der zwei
Schwenkstreben-Paare in demselben Neigungswinkel angeordnet
sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkstreben (15) mit einem
Ende an dem Gehäuse (Wand 12) des Reinigungskopfs (1) und mit
ihrem anderen Ende an einer oberen Aufnahmeplatte (14) angelenkt
sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Manipulator über einen Rahmen
(5) mit der inneren Baugruppe (3) fest verbunden ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die innere Baugruppe (3) nur dann
gegenüber dem Gehäuse (2) verschiebbar ist, wenn eine vorgegebe
ne Federkraft überschritten wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, daß eine untere Konsoleneinrichtung (8)
mit dem Rahmen (5) fest verbunden ist und daß eine Parallelo
grammführung (24) zwischen der unteren Konsoleneinrichtung (8)
und der oberen Aufnahmeplatte (14) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Parallelogrammführung vier
parallel zueinander angeordnete, beidseitig gelenkig gelagerte
Streben (24) enthält.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Streben (24) an ihren Enden über
Kardangelenke (25) mit der Konsoleneinrichtung (8) und der
oberen Aufnahmeplatte (14) verbunden sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der oberen Aufnahmeplatte
(14) und dem Rahmen (5) ein in X-Richtung wirksamer Sensor (26)
und ein in Z-Richtung wirksamer Sensor (26) angeordnet sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die von den Sensoren (26) erfaßte
Relativbewegung der inneren Baugruppe (3) als Steuersignal für
die Bewegung des Reinigungskopfs (1) über eine zu reinigende
Scheibe verwendet wird.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die innere Baugruppe (3) die Reini
gungsmittel enthält.
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