DE19838072A1 - Reinigungsvorrichtung für Fenster-, Dach- und Fassadenflächen - Google Patents

Abstract

Die Reinigungsvorrichtung enthält einen Reinigungskopf mit vorzugsweise rotierenden Reinigungsmitteln, die von einem Antriebsmotor angetrieben werden, und einer Pumpeneinrichtung, die dem Reinigungskopf eine Reinigungsflüssigkeit zuführt, die mittels einer Saugeinrichtung wieder abgesaugt wird. Der Reinigungskopf ist gelenkig an einem Teleskoprohr befestigt und wird beim Reinigungsvorgang durch Unterdruck an die zu reinigende Fläche angesaugt und an dieser gehalten. Der Wasserbehälter, die Pumpeneinrichtung und die Saugeinrichtung sind in einem Rucksack untergebracht, den die Bedienungsperson beim Reinigungsvorgang trägt. Die Drehzahl des Antriebsmotors wird elektronisch durch eine Komparatorschaltung auf einen Sollwert eingestellt, ohne daß hierzu ein Tachogenerator erforderlich ist, wodurch das Gewicht des Reinigungskopfes, an dem der Antriebsmotor angebracht ist, erheblich reduziert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung für Fenster-, Dach- und Fassadenflächen oder dergleichen, mit einem Reini­ gungskopf mit vorzugsweise wenigstens einem rotierenden Reini­ gungsmittel, das von einem Antriebsmotor angetrieben wird, und mit einer Pumpeneinrichtung, die dem Reinigungskopf eine Reini­ gungsflüssigkeit zuführt, die mittels einer Saugeinrichtung wieder abgesaugt wird, so daß die Reinigungsflüssigkeit in einem stetigen Kreislauf zirkuliert.

Derartige Reinigungsvorrichtungen sind in vollautomatischer Ausführung bekannt und werden beispielsweise auf Liftkörben oder Gondeln angeordnet, die an Seilen vom Dach eines Hochhauses herabhängen und beispielsweise an Schienen geführt werden, die an der Fassade befestigt sind. Es sind auch schon halbautoma­ tische Reinigungsvorrichtungen dieser Art vorgeschlagen worden, die von einer in dem Liftkorb oder der Gondel stehenden Bedie­ nungsperson über die Fensterflächen geführt werden, während der eigentliche Reinigungsvorgang unter ständiger Zufuhr und Ab­ saugen von Reinigungsflüssigkeit automatisch abläuft.

Derartige vollautomatische oder halbautomatische Reinigungsvor­ richtungen sind zum Reinigen großer Flächen beispielsweise an Hochhäusern geeignet, wo sich der Einsatz eines solchen Reini­ gungsautomaten rentiert.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Reinigungsvorrichtung anzugeben, die zum Reinigen verhältnis­ mäßig kleiner Flächen geeignet ist, die schwer zugänglich sein können, wie z. B. hoch angebrachte Fenster in Treppenhäusern, Wintergartendächern von innen und außen usw. Derartige Flächen werden bisher mit einem beträchtlichen Risiko für die ausfüh­ rende Person von hohen, schwer zu positionierenden Leitern aus geputzt, oder es ist erforderlich, mit einem erheblichen Aufwand ein Arbeitsgerüst aufzustellen.

Für dieses Problem soll die Erfindung eine bessere Lösung bie­ ten.

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

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen gekennzeichnet.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Reinigungskopf an einem Rohr befestigt, das von einer Bedienungsperson gehalten wird und dessen Länge vorzugsweise auf den jeweiligen Anwendungsfall einstellbar ist. Hierzu ist das Rohr vorzugsweise als Teleskop­ rohr ausgebildet.

Der Reinigungskopf ist gelenkig an dem Rohr befestigt und er wird beim Reinigungsvorgang durch Unterdruck an die zu reinigen­ de Fläche angesaugt, der so groß ist, daß der Reinigungskopf praktisch durch den Unterdruck an der zu reinigenden Fläche ge­ halten ist, so daß keine Kraft aufgewendet werden muß, um ihn an die zu reinigende Fläche anzudrücken. Hierdurch ist es ermög­ licht, daß eine Bedienungsperson auch bei einer Länge des Teles­ koprohres von etwa 2,5 bis 4,0 m den Reinigungskopf ohne großen Kraftaufwand über eine Fensterfläche oder dergleichen führen kann.

Der Reinigungskopf gleitet dabei auf einer Wasserschicht über die zu reinigende Fläche, die dadurch entsteht, daß aus hydros­ tatischen Lagern des Reinigungskopfes beim Reinigungsvorgang Wasser austritt, wobei diese hydrostatischen Lager zumindest in den Eckbereichen des Reinigungskopfes ausgebildet sind. Hierzu sind Bohrungen in kleinen Stirnflächen des Reinigungskopfes ausgebildet, denen durch Leitungen von der Pumpeneinrichtung Reinigungsflüssigkeit zugeführt wird.

Die Pumpeneinrichtung führt außerdem verhältnismäßig große Mengen an Reinigungsflüssigkeit in wenigstens eine Reinigungs­ kammer des Reinigungskopfes ein, in der beispielsweise rotieren­ de Bürsten oder Rotoren mit Wischerblättern angeordnet sein können, die beim Reinigungsvorgang an die zu reinigende Fläche angedrückt werden und dort befindliche Schmutzpartikel lösen.

Durch einen am Rand des Reinigungskopfes umlaufenden Absaugkanal wird ein kräftiger Unterdruck erzeugt, der das gesamte Wasser/­ Schmutzpartikel/Luft-Gemisch aus dem Reinigungskopf absaugt, wobei der resultierende Sog den Gesamtdruck der Reinigungsflüs­ sigkeit beträchtlich übersteigt, so daß der Reinigungskopf im wesentlichen durch die Saugkraft an der zu reinigenden Fläche gehalten wird.

Durch die Zirkulation verhältnismäßig großer Mengen von Reini­ gungsflüssigkeit und durch das mit beträchtlicher Saugkraft erfolgte Abführen des Wasser/Schmutzpartikel/Luft-Gemisches erfolgt ein hochgradig wirksamer Reinigungsvorgang, ohne daß hierzu Abstreifer erforderlich sind, die bei herkömmlichen Haushalts-Reinigungsgeräten verhindern, daß Wasser auf zu reini­ genden Scheibe zurückbleibt. Da bei der erfindungsgemäßen Rei­ nigungsvorrichtung der Reinigungskopf keinen Abstreifer hat, kann der Reinigungskopf in jeder Richtung frei über die zu reinigende Fläche bewegt werden, wobei er wegen seiner Lagerung auf einer Wasserschicht ohne nennenswerten Widerstand über eine Scheibe, aber auch über eine Fassadenfläche gleitet.

Dies ermöglicht es, daß eine Bedienungsperson den Reinigungskopf auch dann leicht über eine Fensterfläche oder dergleichen führen kann, wenn der Reinigungskopf an einem sehr langen Rohr ange­ bracht ist. Damit sind z. B. hoch angebrachte Fenster in Treppen­ häusern und Wintergartendächer an der Unterseite von einem sicheren Standort am Boden aus zu putzen.

Weiter wird vorgeschlagen, daß das vorzugsweise verlängerbare Rohr, das auch aus mehreren Rohrstücken zusammengesteckt sein kann, über einen Schlauch mit einem Wasserbehälter verbunden ist, der mit der Saugeinrichtung versehen ist, die das Wasser/­ Schmutz/Luft-Gemisch aus dem Reinigungskopf durch das Rohr und den Schlauch in den Wasserbehälter einsaugt, wobei die Luft wieder aus dem Behälter austritt.

Der Wasserbehälter ist über eine Zuführleitung mit dem Reini­ gungskopf verbunden, die ihrerseits mit der Pumpeneinrichtung und mit einer Filtereinrichtung versehen ist, die die Reini­ gungsflüssigkeit von Verschmutzungen befreit, bevor sie wieder dem Reinigungskopf zugeführt wird. Die Zuführleitung verläuft zweckmäßigerweise teilweise durch den Schlauch und durch das Teleskoprohr in den Reinigungskopf, wo sie die hydrostatischen Lager und die Reinigungskammer mit Wasser (dem natürlich Reini­ gungsmittel beigegeben sein können) versorgt.

Nach einem weiteren wesentlichen Gesichtspunkt der Erfindung sind der Wasserbehälter mit der Saugeinrichtung, die Pumpen­ einrichtung und die Filtereinrichtung mit den zugehörigen Lei­ tungen zu einem tragbaren Aggregat zusammengefaßt. Diese Be­ standteile der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung können in einem Behälter untergebracht sein, der am Boden abstellbar sein kann. Vorzugsweise befindet sich das Aggregat in einem Rucksack oder einem rucksackähnlichen Behälter, der von der Bedienungs­ person beim Reinigungsvorgang auf dem Rücken getragen werden kann. In dem Rucksack sind bevorzugt auch Akkus zum Antrieb der Pumpeneinrichtung, der Saugeinrichtung und des Antriebsmotors untergebracht, wobei aber auch vorgesehen sein kann, daß der Antrieb direkt über Kabel vom Netz erfolgt.

Nach dem Aufsetzen des Reinigungskopfs auf eine zu putzende Fläche wird durch Betätigung einer Ein-Taste nacheinander das Sauggebläse, die Wasserversorgung und der Antriebsmotor für die Bürsten oder dergleichen eingeschaltet. Bei Beendigung des Putzvorgangs wird durch Drücken der Aus-Taste zunächst die Wasserzufuhr und der Antriebsmotor abgeschaltet, wobei das Sauggebläse eine definierte Zeit weiterläuft, um das im Reini­ gungskopf befindliche Wasser vollständig abzusaugen. Wenn in dieser Zeit der Bediener den Reinigungskopf weiter auf der zu putzenden Fläche bewegt, wird das Absaugen der letzten Wasser­ reste noch verbessert. Nach dem zeitverzögerten Abschalten des Sauggebläses wird der Reinigungskopf vom Bediener abgehoben und gegebenenfalls auf die nächste zu reinigende Fläche aufgesetzt.

Da die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung manuell betätigt wird, ist es wichtig, daß der Antriebsmotor für die rotierenden Reinigungsmittel ein möglichst geringes Gewicht hat. Der An­ triebsmotor ist an dem Reinigungskopf angebracht und wird dem­ nach zusammen mit dem Reinigungskopf mittels des unter Umständen sehr langen Teleskoprohres bewegt.

Bei den zur Verfügung stehenden Antriebsmotoren ist normalerwei­ se ein Getriebe zur Anpassung an die erforderliche Drehzahl der rotierenden Reinigungsmittel notwendig. Die Anordnung eines Getriebes würde aber das Gewicht des Reinigungskopfes erheblich erhöhen und damit dessen Handhabbarkeit beeinträchtigen.

Normalerweise wird die Motordrehzahl durch das Absenken der Versorgungsspannung reduziert. Bedingt durch die Charakteristik des Motors bildet sich hierdurch eine sehr weiche Motorkennlinie aus, d. h. die Drehzahl des Motors hängt sehr stark von der Belastung ab. Hierdurch würde die Reinigungsleistung der Reini­ gungsvorrichtung erheblich beeinträchtigt.

Dies könnte durch den Anbau eines Tachogenerators kompensiert werden, was wiederum eine Gewichtserhöhung durch das Zusatzgerät und die Zusatzverkabelung zur Folge hätte.

Die vorliegende Erfindung löst dieses Problem durch eine Korn­ paratorschaltung, die den folgenden Aufbau hat.

Die Soll-Drehzahl des Antriebsmotors wird in Form einer Spannung am Komparator angelegt. Gleichzeitig liegt dort die Ist-Drehzahl an, die auf die weiter unten angegebene Art taktweise ermittelt wird. Wenn ein Vergleich der Soli-Drehzahl mit der Ist-Drehzahl ergibt, daß die letztere zu klein ist, schaltet der Komparator durch und legt eine Drehzahl-Anforderungsspannung an eine Frei­ gabestufe an. Wenn die Drehzahl zu hoch ist, wird der Motor durch eine Bremseinheit entsprechend gebremst.

Die Freigabestufe wird von einem Taktgeber gesteuert, wodurch zyklisch ein Signal an eine Schaltstufe und an einen Meßzyklus- Block abgegeben wird.

Die Schaltstufe schaltet den Motor in einer festgelegten Zeit zwischen einer Motorfreigabe, in der der Motor die rotierenden Reinigungsmittel antreibt, und einer kurzen Generatorphase um, die beispielsweise eine Millisekunde lang sein kann und in der der Motor dann als Generator läuft, wobei die Generatorspannung die zugehörige Ist-Motordrehzahl angibt.

Während dieses Meßzyklus wird die jeweilige Ist-Motordrehzahl, die aus der Generatorspannung des Antriebsmotors ermittelt wurde, in einem Drehzahlspeicher zwischengespeichert.

In der Zeit, in der die Schaltstufe angesteuert wird, beschleu­ nigt der Motor, sofern der Komparator eine solche Beschleunigung anfordert, weil die Ist-Drehzahl kleiner als die Soll-Drehzahl ist.

Im Wechselspiel dieser Baugruppen stellt sich exakt die Drehzahl ein, die vom Sollwertgeber vorgegeben wird. Die Belastung des Motors spielt dabei keine Rolle. Dies gilt solange, bis die Belastung die Leistungsobergrenze des Antriebsmotors erreicht.

Es ist demnach ein Verfahren zur Einstellung der Drehzahl eines Elektromotors mit Permanentmagnet auf einen vorgegebenen Soll­ wert vorgesehen, bei dem der Motor in vorgegebenen Zeitabständen so umgeschaltet wird, daß er eine kurze Zeitspanne lang als Generator läuft, wobei dessen Spannung gemessen und daraus die jeweilige Ist-Drehzahl abgeleitet wird. Diese wird mit der vorgegebenen Soll-Drehzahl verglichen. Ist die Ist-Drehzahl zu klein, wird die Drehzahl des Motors durch ein Steuersignal entsprechend erhöht.

Diese belastungsunabhängige elektronische Drehzahlregelung für Gleichstrommotoren mit Permanentmagneten ist nicht nur für Reinigungsvorrichtungen verwendbar, sondern für vielfältige Anwendungsgebiete geeignet, so daß es sich hierbei um eine unabhängige Erfindung handelt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfol­ genden Beschreibung sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eine Ausführungs­ form einer manuell geführten Reinigungsvorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Reinigungs­ vorrichtung, teilweise im Vertikalschnitt;

Fig. 3 eine Stirnansicht eines Reinigungskopf mit hydro­ statischen Lagern und

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Komparatorschaltung für einen Antriebsmotor.

Fig. 1 zeigt eine Bedienungsperson, die an einem langen Tele­ skoprohr 1 einen Reinigungskopf 2 hält, der über ein Gelenk 3 mit dem Teleskoprohr 1 verbunden ist. An das untere Ende des Teleskoprohres 1 schließt ein Schlauch 4 an, der zu einem Ruck­ sackaggregat 5 führt, in dem sich -siehe Fig. 2- ein Wasser­ behälter 6, ein von einem Elektromotor 7 angetriebenes Saugge­ bläse 8, eine von einem weiteren Elektromotor 9 angetriebene Waserpumpe 10 und eine Filtereinrichtung 11 befinden.

Der Reinigungskopf 2 enthält eine rotierende Bürste 12, zu deren Antrieb ein Elektromotor 13 an der bezüglich der zu reinigenden Fläche rückwärtigen Seite des Reinigungskopfs 2 angebracht ist.

Der Reinigungskammer 14 des Reinigungskopfs 2 wird die Reini­ gungsflüssigkeit durch eine Zuführleitung 15 zugeführt, die durch das Teleskoprohr 1 und teilweise durch den Schlauch 4 verläuft.

Die Reinigungskammer 14 ist von einem umlaufenden Saugkanal 16 umgeben, aus dem das Wasser/Schmutzpartikel/Luft-Gemisch durch den von der Saugeinrichtung 8 erzeugten Unterdruck durch das Teleskoprohr 1 und den Schlauch 4 ins Innere des Behälters 6 abgesaugt wird, wobei sich das Schmutzwasser in dem Behälter 6 am Boden sammelt und die Abluft aus dem oberen Bereich des Behälters 6 entweicht.

Die Wasserpumpe 10 pumpt Schmutzwasser durch die Filtereinrich­ tung 11, aus dem gereinigtes Wasser austritt, das in einem stetigen Kreislauf wieder dem Reinigungskopf 2 zugeführt wird.

Die Reinigungsflüssigkeit tritt in dem Reinigungskopf 2 nicht nur zwischen den Borsten 17 der rotierenden Bürste aus, wo sie gegen die zu reinigende Fläche gesprüht wird, sondern auch aus Bohrungen 18 in Stirnflächen 19 im Bereich der Ecken des Reini­ gungskopfs 2 (Fig. 3). Hier bildet die Reinigungsflüssigkeit hydrostatische Lager, auf denen der Reinigungskopf 2 auf der zu reinigenden Fläche gleitet. Der Druck, mit dem die Reinigungs­ flüssigkeit aus den Bohrungen 18 austritt, ist einstellbar, beispielsweise durch Drosseleinrichtungen in den zu den Öff­ nungen 18 führenden Leitungen, so daß die Dicke der die hydro­ statischen Lager bildenden Wasserschicht an den jeweiligen Anwendungsfall anpaßbar ist.

Das Blockschaltbild der Fig. 4 zeigt eine elektronische Dreh­ zahlregelung für einen Gleichstromotor 20 mit Permanentmagnet. Ein Taktgeber 21 wirkt so mit einer Schaltstufe 22 zusammen, daß der Motor 20 entweder freigegeben ist oder über eine an den Motor angepaßte Zeit von z. B. 1/2 ins pro 2 ins den Motor als Ge­ nerator laufen läßt. Ein Meßblock 23 wird entsprechend von dem Taktgeber 21 zwischen Nichtmessen und Messen gesteuert, wobei in dem Meßzyklus (wenn der Motor als Generator läuft) die Genera­ torspannung gemessen wird, aus der die jeweilige Ist-Motordreh­ zahl ermittelt wird, die in einem Drehzahlspeicher 24a zwischen­ gespeichert wird.

An einem Komparator 24 liegt einerseits die jeweilige Ist-Dreh­ zahl aus dem Drehzahlspeicher 24a und andererseits die Soll-Dreh­ zahl in Form einer vorgegebenen Spannung an. Wenn bei der Frei­ gabe des Motors ein Vergleich der Drehzahlen ergibt, daß die Ist-Drehzahl zu klein ist, schaltet der Komparator durch und legt eine Drehzahl-Anforderungsspannung an eine Freigabestufe 25 an, so daß dann, wenn die Schaltstufe angesteuert wird, der Motor entsprechend beschleunigt.

Mit dem Bezugszeichen 26 ist in dem Blockschaltbild die elek­ trische Versorgungseinrichtung bezeichnet, 27 bezeichnet eine weitere Schaltstufe.

Mit der elektronischen Drehzahlregelung kann beispielsweise ein Motor, der für eine max. Drehzahl von 6000 U/min ausgelegt, auf eine Drehzahl von 3000 U/min eingestellt werden.

Claims (9)

1. Reinigungsvorrichtung für Fenster-, Dach- und Fassadenflä­ chen, mit einem Reinigungskopf mit wenigstens einem vorzugsweise rotierenden Reinigungsmittel, das von einem Antriebsmotor ange­ trieben wird, und einer Pumpeneinrichtung, die dem Reinigungs­ kopf eine Reinigungsflüssigkeit zuführt, die mittels einer Saugeinrichtung wieder abgesaugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Reinigungskopf (2) an einem Rohr (1) befestigt ist, das von einer Bedienungsperson gehalten wird, daß der Reinigungskopf (2) an dem Rohr angelenkt ist, und daß der Reinigungskopf (2) beim Reinigungsvorgang durch Unterdruck an die zu reinigende Fläche angesaugt und daran gehalten ist.

2. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr ein Teleskoprohr ist.

3. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch das Rohr über einen Schlauch (4) mit einem Wasserbehäl­ ter (6) verbunden ist, der mit der Saugeinrichtung (8) versehen ist, die das Wasser/Schmutz/Luft-Gemisch aus dem Reinigungskopf (2) durch das Rohr (1) und den Schlauch (4) in den Wasserbehäl­ ter (6) einsaugt.

4. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserbehälter (6) über eine Zuführleitung (15) mit dem Reinigungskopf (2) verbunden ist, die mit der Pumpeneinrichtung (10) und einer Filtereinrichtung (11) versehen ist und teilweise durch den Schlauch (4) und durch das Teleskoprohr (1) verläuft.

5. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserbehälter (6), die Pumpen­ einrichtung (10) und die Saugeinrichtung (8) zu einem tragbaren Aggregat zusammengefaßt sind.

6. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Aggregat in einem Rucksack untergebracht ist.

7. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (20) mit einer Komparatorschaltung versehen ist, die taktweise die jeweilige aus der Generatorspannung des Antriebsmotors ermittelte Ist- Drehzahl mit einer vorgegebenen Soll-Drehzahl vergleicht und bei zu niedriger Ist-Drehzahl diese erhöht.

8. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Taktgeber (21) zyklisch ein Signal an eine Schaltstufe (22) und einen Meßzyklusblock (23) abgibt.

9. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß während des Meßzyklus die jeweilige Motordrehzahl in einem Drehzahlspeicher (24) zwischengespeichert wird.