DE19716741C2 - Vorrichtung zum Reinigen der Flächen einer Glaskonstruktion - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen der Flächen einer Glaskonstruktion.

In letzter Zeit werden verstärkt Hallen aus Glas bzw. mit großen Glasflächen gebaut, wobei die Glasscheiben an Glashalterungen einer Gitternetzkonstruktion, die als Außen- oder Innenskelett ausgebildet ist, gehal­ ten werden. Häufig sind derartige Hallen so ausgebil­ det, daß die Glasscheiben ausgehend von dem Scheitel­ punkt des Daches jeweils zu der vorhergehenden Schei­ be um einen bestimmten Winkel geneigt sind, wobei im unteren Hallenbereich beispielsweise eine Scheiben­ neigung von 70° vorgesehen sein kann.

Aufgrund dieser Glaskonstruktion ist das Problem der Außenreinigung der Glasflächen aufgetreten. Eine ma­ nuelle Reinigung verursacht auf Dauer sehr hohe Be­ triebskosten.

Die EP 0 505 956 A1 beschreibt eine Reinigungsvorrich­ tung für senkrechte Fassaden, die ein Antriebsteil und einen Reinigungsteil mit Bürsten aufweist. Das Antriebsteil ist mit an Rampen befestigten Saugnäpfen und einem Motor mit Übertragungselementen für den An­ trieb der Rampen versehen. Die Fassade weist Nuten auf, in denen mit einem die Elemente des Reinigungs- und Antriebsteils aufnehmenden Tragrahmen verbundene Schienen geführt sind.

DE 27 37 619 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Reinigen von Dachkanten von Traglufthallen, die einen Wagen mit Laufrädern und rotierenden Reinigungsbürsten um­ faßt, wobei als Antriebsmittel zwei Zugseile angrei­ fen, mit welchen der Wagen gezogen werden kann.

Aus der JP 08256963 A ist ein Dachreinigungsroboter bekannt, der einen auf Schienen verfahrbaren Dachwa­ gen und eine in eine die Richtung des Dachwagens kreuzende Richtung selbstangetriebene Reinigungsein­ heit aufweist. Die Reinigungseinheit umfaßt eine Mehrzahl von in der Höhe verstellbaren selbstange­ triebenen Rädern.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Reinigen der Flächen einer Glaskon­ struktion zu schaffen, die eine automatisierte Reini­ gung der Glasflächen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.

Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnah­ men sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesse­ rungen möglich.

Dadurch, daß ein mit Rädern versehener Tragrahmen vorgesehen ist, an dem ein Antrieb für mindestens ein Rad, eine senkrecht zur Verfahrrichtung angeordnete Walzenbürste, eine einen Schlauch aufnehmende Schlauchtrommel, wobei der Schlauch mit einem Vertei­ lersystem zum Zuführen von Wasser zum Bereich des als Walzenbürsten ausgebildetes walzenförmiges Reini­ gungselement verbunden ist, eine mindestens eine elektrische Leitung aufnehmende Kabeltrommel und min­ destens eine ein Halteseil aufnehmende Seiltrommel befestigt ist und eine Steuer-Regeleinrichtung vorge­ sehen ist, die den Antrieb für das mindestens eine Rad und für Antriebe der Schlauchtrommel, Kabeltrom­ mel und Seiltrommel steuert bzw. regelt, wird ein Ro­ boter zur automatisierten Reinigung der Glasflächen zur Verfügung gestellt. Der Roboter wird an minde­ stens einem auf einer Seiltrommel vorgesehenen Seil bei schrägen Flächen herabgelassen bzw. gehalten. Da weiterhin die Kabeltrommel und die Schlauchtrommel vorgesehen sind, von denen beim Verfahren der Wasser­ schlauch bzw. die elektrische Leitung abgewickelt werden, entsteht auf dem Glas beim Verfahren keine Reibung durch das Seil bzw. die elektrische Leitung bzw. den Schlauch auf dem Glas.

Vorteilhaft ist, daß als Tellerbürsten ausgebildete Reinigungselemente seitlich von dem Tragrahmen aus- und eingefahren werden können, da dadurch auch die im Bereich von außenliegenden Konstruktionselementen der Glaskonstruktion vorhandenen Glasflächen gereinigt werden können. Dabei ist die Tellerbürste an einer Schwenkkopfkonstruktion befestigt, die zusätzlich verbesserte Möglichkeiten zur Reinigung von verdeck­ ten Bereichen bietet. Eine vorteilhafte Ausbildung besteht darin, daß die Steuereinrichtung die Dreh­ richtung der Reinigungswalze und der Reinigungsele­ mente abhängig von der Ein- und Ausfahrbewegung steu­ ern kann, wodurch der gelöste Schmutz in Verfahrrich­ tung transportiert wird.

Die vorgesehene Regeleinrichtung ermöglicht eine syn­ chrone Regelung des Abwickelns des Seils von der Seiltrommel, des Schlauchs von der Schlauchtrommel und der elektrischen Leitung(en) von der Kabeltrommel abhängig von der Zugkraft der Elemente.

Ausfahrbare, an dem Tragrahmen angeordnete Gleit­ schienen gestatten ein Abdrücken des Roboters bzw. des Tragrahmens an außenliegenden Konstruktionsele­ menten der Glaskonstruktion.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Reinigen von Glasflächen.

In der Figur ist ein Roboter 1 dargestellt, der auf einem Glasdach bzw. einer Glasumhüllung einer Halle verfährt und dabei die Glasfläche entsprechend seiner Breite reinigt. Dabei ist die dargestellte Ausfüh­ rungsform für die Reinigung einer Gitternetzkonstruk­ tion geeignet, die ihrerseits von einer Tragkonstruk­ tion in großem Abstand gehalten wird und ein Raster vorgegebener Abmessung bildet. Die Glasscheiben sind dabei an Glashalterungen unter der Gitternetzkon­ struktion angebracht.

Der Reinigungsroboter weist einen Tragrahmen 2 auf, an dem die notwendigen Bauteile befestigt sind. An dem Tragrahmen 2 sind an allen vier Ecken freilaufen­ de Räder 4 angebracht, die vorzugsweise eine Teflon­ beschichtung aufweisen. Weiterhin ist in dem Ausfüh­ rungsbeispiel an dem hinteren Teil in Fahrtrichtung gesehen des Tragrahmens 2 mittig ein beispielsweise von einem Elektromotor angetriebenes Rad vorgesehen, das den Tragrahmen auf waagerechten Glasflächen be­ wegt. In Fahrtrichtung gesehen vorn an dem Tragrahmen 2, das heißt senkrecht zur Verfahrrichtung, ist eine Walzenbürste 3 befestigt, die sich über die gesamte Breite des Tragrahmens 2 erstreckt. Seitlich des Tragrahmens 2 erstrecken sich lineare Arme 5, an de­ ren Enden über Schwenkkopfanordnungen 6 Tellerbürsten 7 befestigt sind. Die Arme 5 sind ein- und ausfahrbar und werden von einem elektrischen Motor 8 über Zahn­ riemen angetrieben.

Weiterhin sind an bzw. auf dem Tragrahmen 2 eine Ka­ beltrommel 9 mit Antriebsmotor und eine Schlauchtrom­ mel 10 mit Antriebsmotor angebracht. Die Kabeltrommel 9 nimmt ein eine oder mehrere elektrische Leitungen, die zumindest zur Spannungsversorgung der auf dem Tragrahmen 2 gelagerten elektrischen Teile dient, als Kabel auf, während die Schlauchtrommel 10 einen Was­ serschlauch aufnimmt. Kabel und Wasserschlauch werden beim Verfahren des Roboters 1 abgewickelt. Das Schlauchende des auf der Schlauchtrommel 10 vorgese­ henen Schlauchs ist mit einem nicht dargestellten Wasserverteilungssystem versehen, das über Düsen Was­ ser in den Bereich der Walzenbürste 3 und der Teller­ bürsten 7 spritzt.

Am hinteren Ende des Tragrahmens 2 sind zwei Seil­ trommeln 11 angeordnet, die so weit wie möglich nach außen versetzt sind. Auf den Seiltrommeln 11 sind nicht dargestellte Seile aufgewickelt, die normaler­ weise als Sicherheitsseile gegen Abstürzen des Robo­ ters 1 dienen und die beim Verfahren des Roboters 1 von den Seiltrommeln 11 abgewickelt werden. Bei ge­ krümmten oder geneigten Glasflächen dienen sie außer­ dem zum Hochziehen des Roboters 1. Die Seiltrommeln 11 sind jeweils mit einem einen Elektromotor aufwei­ senden Trommelantrieb 13 verbunden.

Der Tragrahmen 2 ist mit seitlichen Gleitschienen 12 versehen, die über pneumatische Kolben 15 aus- und einfahrbar sind und die zum Abdrücken an außenliegen­ den Konstruktionsteilen dienen. Die Druckluft für die pneumatischen Bauteile werden über einen nicht darge­ stellten, am Tragrahmen befestigten Kompressor gewon­ nen.

Weiterhin ist dem Roboter 1 eine nicht dargestellte Steuer- und Regeleinrichtung zugeordnet, die auf dem Tragrahmen 2 vorgesehen sein kann, die aber auch ge­ trennt von dem Roboter 1 angeordnet sein kann, wobei dann über elektrische Steuerleitungen die Steuer- und Regelsignale zugeführt werden. Die Steuer- und Regel­ einrichtung ist als Mikrocomputer oder als PC ausge­ bildet und dient zur Steuerung des Antriebs des nicht dargestellten angetriebenen Rades und der Motoren 8 für das Ein- und Ausfahren der Arme 5 sowie der Schwenkköpfe 6. Die von der Kabeltrommel 9, der Schlauchtrommel 10 und der Seiltrommeln 11 auf- und abgewickelten Kabel, Schlauch und Seile müssen straff ohne Schleifen auf der Glasfläche abgelegt bzw. auf­ genommen werden, und zwar in synchroner Weise, und zu diesem Zweck sind Regelkreise vorgesehen, über die von der Steuer- und Regeleinrichtung die Antriebe der Kabeltrommel 9, der Schlauchtrommel 10 und der Seil­ winden 11 geregelt werden. Dazu sind den Seiltrommeln 11 je eine als Seilzugsensoren 14 ausgebildete Meß­ einrichtung zur Messung der Seilzugkraft zugeordnet. Die Zugkraft, die auf das Kabel der Kabeltrommel 9 und den Schlauch der Schlauchtrommel 10 jeweils wirkt, wird über die Leistung der elektrischen An­ triebsmotoren der Trommeln 9, 10 detektiert. Abhängig von den Sensorsignalen der Seilzugsensoren 14 und der über die Motorleistungen gewonnenen Zugkräfte regelt die Steuer- und Regeleinrichtung die jeweiligen An­ triebe derart, daß Seile, Kabel und Schlauch straff abgelegt werden, so daß keine Reibung auf den Glas­ flächen entsteht.

Dem Roboter 1 ist ein Befahranlagenwagen, der nicht dargestellt ist, zugeordnet, der am oberen Scheitel­ punkt einer Halle angeordnet ist und mit Elektroan­ trieben und Wegmeßgeräten versehen ist, über die er in Richtung der Hallenachse bewegt wird. Die Seile der Seiltrommeln 11 des Roboters 1 sind mit dem Be­ fahranlagenwagen verbunden ebenso wie das Kabel der Kabeltrommel und der Schlauch der Schlauchtrommel. Auf dem Befahranlagenwagen ist die Spannungsversor­ gung vorgesehen, die über das Kabel der Kabeltrommel 9 den Roboter 1 mit der notwendigen Spannung versorgt und weiterhin ist eine gleichfalls als Mikrocomputer oder PC ausgebildete Steuereinrichtung vorgesehen. Auf dem Befahranlagenwagen befindet sich weiterhin eine Kreiselpumpe, die mit dem Schlauch der Schlauch­ trommel 10 des Roboters 1 und mit einem langen Schlauch, der das Bewässerungssystem anzapft, verbun­ den ist und den notwendigen Druck für das Wasser lie­ fert. Außerdem weist der Befahranlagenwagen minde­ stens eine automatische Aufnahmevorrichtung auf, von der der zugeordnete Roboter 1 auf der Glasfläche ab­ gesetzt bzw. von der Glasfläche aufgenommen wird.

Für die Reinigung beispielsweise einer Halle mit ei­ ner Länge von 250 m, einer Höhe von ca. 27 m und ei­ ner Breite von ca. 80 m ist ein Befahranlagenwagen mit zwei Robotern 1 vorgesehen. Die Aufnahmevorrich­ tung setzt den jeweiligen Roboter 1 an dem Scheitel­ punkt der Glasfläche zwischen zwei Konstruktionsele­ menten des Rasters der Gitternetzschale ab und der Roboter bewegt sich langsam vom Scheitelpunkt ab­ wärts, wobei im waagerechten Bereich das Antriebsrad den Roboter antreibt. In den schrägen Bereichen der Glashalle kann das Antriebsrad hochgezogen werden und der Roboter wird über die sich von den Seiltrommeln 11 abwickelnden und an der Befahranlage befestigten Seile abgelassen. Die Reinigung wird während der Ab­ wärtsbewegung des jeweiligen Roboters 1 auf der Glas­ fläche mittels der Walzenbürsten 3 und seitlich des Roboters 1 mittels der Tellerbürsten 7 durchgeführt.

Die Bürsten werden über das Verteilersystem bzw. die Düsen des Verteilersystems mit Wasser beaufschlagt. Bei jeder Abwärtsbewegung des Roboters wird ein Hal­ lensegment mit beispielsweise einer Breite von ca. 3 m gereinigt. Zwischen den Glasabhängungen, die bei­ spielsweise einen Abstand von 1,7 m aufweisen, rei­ nigt der Roboter 1 über diese Breite mit der Walzen­ bürste 3. Um die Glasabhängungen, die durch die au­ ßenliegende Gitternetzschale der Hallenkonstruktion bedingt sind, umfahren zu können, werden die seitli­ chen Arme 5 ein- und ausgefahren. Die Tellerbürsten 7 werden über die Schwenkköpfe 6 geschwenkt, wodurch auch im verdeckten Bereich hinter den Glasabhängungen gereinigt werden kann. Die Arme können beispielsweise über 80 cm ausgefahren werden. Während des Verfahrens des Roboters werden die seitlichen Arme in Abhängig­ keit zu der gewählten Verfahrgeschwindigkeit des Ro­ boters ständig ein- und ausgefahren, um die gesamte seitliche Glasfläche zu reinigen. Allerdings kann der Antrieb 13 der Seiltrommeln 11 und/oder des Antriebs­ rades auch so gesteuert bzw. geregelt werden, daß der Roboter jeweils beim Ausfahren der Arme 5 anhält, vorrückt und für das Einfahren wieder anhält. Bei Erreichen einer Glasabhängung bleibt der Roboter ste­ hen und die Tellerbürste 7 wird mit dem jeweiligen Schwenkkopf 6 in den Bereich hinter der Glasabhängung nach vorne gedreht und die Arme werden eingefahren. Direkt an der Glasabhängung wird der Schwenkkopf wie­ der betätigt und die Tellerbürste 7 reinigt um die Glasabhängung.

Die Bürsten 3, 7 werden mit über den Schlauch der Schlauchtrommel 10 zugeführtem auf 40° erwärmtem Was­ ser ohne Reinigungszusätze beaufschlagt. Die Walzen­ bürste 3 weist die zu der Walzenbürstenmitte hin län­ ger werdenden Borsten auf, da durch das Eigengewicht des Roboters 1 sich die Glasscheiben leicht durchbie­ gen und es kann ein gleichmäßiger Anpreßdruck der Borsten auf das Glas gewährleistet werden. Während der Abwärtsfahrt dreht sich die Walzenbürste entgegen der Fahrtrichtung, um den gelösten Schmutz nach unten wegzuspülen. Die Tellerbürsten 7 besitzen zwei Dreh­ richtungen, die in Abhängigkeit der Ein- und Ausfahr­ bewegung von der Steuereinrichtung unterschiedlich angesteuert werden, um den gelösten Schmutz in Ver­ fahrrichtung zu transportieren. Während des Verfah­ rens des Roboters 1 werden der Schlauch und das Kabel sowie die Seile geregelt so abgelegt, daß sie straff sind und keine Schlaufen bilden.

Das Wasser wird aus dem vorhandenen Bewässerungssy­ stem für das Hallendach entnommen, wobei dieses be­ reits deionisiert wird, so daß keine Wasserflecken gebildet werden. Hierzu wird das Bewässerungssystem angezapft und das Wasser wird dem Befahranlagenwagen über einen langen Schlauch in einer Energiekette zu­ geführt. Die auf dem Befahranlagenwagen angeordnete Kreiselpumpe erhöht den Druck auf einen bei dem er­ forderlichen Durchfluß benötigten festen Wert und bewirkt somit eine gleichmäßige Benetzung der Bürsten und der Glasscheiben. Das Wasser wird dem Roboter über den Wasserschlauch zugeführt und über Düsen hin­ ter die Bürsten gespritzt.

Nach dem Reinigen eines Segments wird der jeweilige Roboter über die Seile nach oben zum Scheitelpunkt der Halle verfahren bzw. gezogen, wobei Kabel, Schlauch und Seile geregelt aufgewickelt werden. Wäh­ rend der Aufwärtsbewegung wird Wasser über die Düsen auf die Glasfläche gespritzt, um eventuelle Spuren der Roboterräder wegzuspülen. Die Aufnahmevorrichtung des Befahranlagenwagens nimmt die jeweiligen Roboter hoch, verfährt zum nächsten Segment, wobei über ge­ eignete Sensoren die Mitte des Segments bestimmt wird, und die Roboter werden wieder abgesetzt. Auf diese Weise werden hintereinander alle Segmente einer Glashalle gereinigt.

Der Roboter 1 ist auch für eine Reinigung von Glas­ flächen mit innenliegender Trägerkonstruktion geeig­ net, wobei in einem solchen Falle die ausfahrbaren Arme 5 mit den Tellerbürsten nicht notwendig sind, wodurch der Roboter sehr viel schneller verfahren werden kann.

Claims (15)

1. Vorrichtung zum Reinigen der Fläche einer Glas­ konstruktion mit einem mittels eines Antriebs verfahrbaren Tragrahmen (2), mit dem mindestens ein senkrecht zur Fahrtrichtung angeordnetes walzenförmiges Reinigungselement (3) verbunden ist, dem ein Verteilersystem zum Zuführen von Wasser zum Bereich des walzenförmigen Reini­ gungselementes zugeordnet ist, mit mindestens einer am Tragrahmen befestigten, ein Halteseil aufnehmenden angetriebenen Seiltrommel und einer Steuereinrichtung, die den Antrieb zum Verfahren des Tragrahmens und den Antrieb der Seiltrommel steuert, wobei die Antriebe an dem Tragrahmen befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragrahmen (2) mit Rädern (4) versehen ist, die auf der Glasfläche abrollen, wobei min­ destens eines der Räder (4) von dem Antrieb an­ getrieben wird und daß an dem Tragrahmen (2) ei­ ne einen Schlauch aufnehmende Schlauchtrommel (10) und mindestens eine elektrische Leitung aufnehmende Kabeltrommel (9) befestigt ist, wo­ bei die Steuereinrichtung eine Regeleinrichtung aufweist, die die Antriebe der Schlauchtrommel (10) und der Kabeltrommel (9) abhängig von der Zugkraft des Schlauchs und der der elektrischen Leitung regelt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die walzenförmigen Reinigungsele­ mente als Walzenbürste ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei außenliegenden Konstruk­ tionselementen der Glasflächenkonstruktion an dem Tragrahmen (2) seitlich ein- und ausfahrbare Reinigungselemente (7) angeordnet sind, die von der Steuereinrichtung gesteuert werden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Reinigungselemente jeweils an einem Schwenkkopf (6) eines ein- und ausfahrba­ ren Arms (5) befestigt sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Reinigungselemente als Tellerbürsten (7) ausgebildet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrich­ tung die Drehrichtung der Walzenbürste (3) und/oder der Reinigungselemente (7) steuert.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung eines gleichmäßigen Anpreßdrucks der Walzenbürste (3) auf dem Glas die Borsten der Walzenbürste zur Mitte hin länger werden.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung den Antrieb der Seiltrommeln (11) abhängig von der Zugkraft regelt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe für die Schlauch- und Kabeltrommel (9, 10) Elektromoto­ ren umfassen und daß die Zugkraft des Schlauchs und der elektrischen Leitung über die Motorlei­ stung erfaßt wird.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens einen Seiltrommel (11) eine Meßeinrichtung (14) zum Messen der Seilzugkraft zugeordnet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Schlauchtrommel (10), Kabeltrommel (9) und/oder Seiltrommel (11) derart synchron geregelt werden, daß der abge­ wickelte Schlauch, die abgewickelte elektrische Leitung und/oder das abgewickelte Seil straff ohne Schlaufen auf die Glaskonstruktion abgelegt werden.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Tragrahmen (2) seitlich ausfahrbare Gleitschienen (12) zum Abdrücken an Konstruktionselementen der Glaskon­ struktion vorgesehen sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine angetriebene Rad von der Glasfläche abhebbar ausgebildet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Befahranlagenwa­ gen mit mindestens einer Aufnahmevorrichtung für den Tragrahmen (2) mit daran angeordneten Ele­ menten vorgesehen ist, wobei das Halteseil der mindestens einen Seiltrommel an dem Befahranla­ genwagen befestigt ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Befahranlagenwagen mit einem Elektroantrieb zum Verfahren und zum Weiter­ transport des aufgenommenen Tragrahmens mit Ele­ menten aufweist.