DE202021102157U1

DE202021102157U1 - Reinigungsgerät, welches insbesondere zur Reinigung von Solarmodulen geeignet ist

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Publication number: DE202021102157U1
Application number: DE202021102157.8U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-04-21
Filing date: 2021-04-22
Publication date: 2021-04-29
Anticipated expiration: 2031-04-23
Also published as: DE102021110079A1

Abstract

Reinigungsgerät (1), welches insbesondere zur Reinigung von Solarmodulen (26) geeignet ist, die mit einer für Sonnenlicht durchlässigen Oberfläche (27) und einem die Oberfläche (27) einfassenden Rahmenaufbau (28) versehen sind, wobei das Reinigungsgerät (1) mit einem Tragrahmen (2) und einer relativ zum Tragrahmen (2) bewegbar angeordneten ersten (3) und zweiten (4) Reinigungsbürste versehen ist, und das Reinigungsgerät (1) eine Antriebsvorrichtung (19) zur Betätigung der Reinigungsbürsten (3, 4) zur translatorischen Bewegung relativ zum Tragrahmen (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Reinigungsbürste (3) relativ zum Tragrahmen (2) entlang einer ersten Verlagerungsbahn (7) translatorisch bewegbar vorgesehen ist und die zweite Reinigungsbürste (4) relativ zum Tragrahmen (2) entlang einer zweiten Verlagerungsbahn (8) translatorisch bewegbar vorgesehen ist und die erste (7) und zweite (8) Verlagerungsbahn zumindest abschnittweise weitgehend rechtwinklig zueinander verlaufen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Reinigungsgerät, welches insbesondere zur Reinigung von Solarmodulen geeignet ist, die mit einer für Sonnenlicht durchlässigen Oberfläche und einem die Oberfläche einfassenden Rahmenaufbau versehen sind, wobei das Reinigungsgerät mit einem Tragrahmen und einer relativ zum Tragrahmen bewegbar angeordneten ersten und zweiten Reinigungsbürste versehen ist, und das Reinigungsgerät eine Antriebsvorrichtung zur Betätigung der Reinigungsbürsten zur translatorischen Bewegung relativ zum Tragrahmen aufweist, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es hat sich gezeigt, dass die Solarmodule von Photovoltaikanlagen insbesondere in den gemäßigten Regionen Mitteleuropas verschmutzen und nach ein paar Jahren Betriebslaufzeit eine messbare Abnahme des Wirkungsgrads bei der Stromerzeugung eintritt. Der Grad der Verschmutzung nimmt dabei in Abhängigkeit des Standorts solcher Photovoltaikanlagen laufend zu und kann beispielsweise in der Nähe von landwirtschaftlichen Nutzbetrieben oder Gewerbestandorten bereits nach einem Jahr der Nutzung der Photovoltaikanlagen im Bereich von 20 Prozent liegen.
Auch nehmen verschmutzungsbedingte Schadensbilder durch chemisch reaktiven Schmutz zu, wobei hierfür in der Regel Luftschadstoffe aus gewerblichen Produktionsprozessen und auch Abgase des Luftverkehrs, Schienenverkehrs und Stra-ßenverkehrs sowie von Heizungsanlagen für Gebäude ursächlich sind.
Solarmodule weisen üblicherweise eine für Sonnenlicht durchlässige Oberfläche, beispielsweise in der Form von Glas und einen diese Oberfläche einschließenden oder einfassenden Rahmenaufbau auf, der beispielsweise aus einem Aluminiumwerkstoff gefertigt sein kann. Zwischen den Profilen des Rahmenaufbaus und der lichtdurchlässigen Oberfläche ist ein Dichtungswerkstoff vorgesehen, der das Eintreten von Schmutz, Feuchtigkeit, Regenwasser, Schmelzwasser und dergleichen in den Innenraum des Solarmoduls mit den dort angeordneten Solarzellen verhindern soll.
Aufgrund der in gemäßigten Regionen auftretenden hohen Temperaturschwankungen ist dieser Aufbau und insbesondere der Dichtungswerkstoff hohen thermischen Belastungen ausgesetzt und der Dichtspalt zwischen der für Sonnenlicht durchlässigen Oberfläche und den Profilen des Rahmenaufbaus verändert sich aufgrund des Wärmeausdehnungskoeffizienten des in der Regel metallischen Werkstoffs des Rahmenaufbaus.
In diesem sich verändernden Dichtspalt können sich Flechten, Moose und Pilze ansammeln, was dazu führt, dass aufgrund des regelmäßig vorhandenen Wassers ein Wachstum dieser Pflanzen und Pilze stattfindet, was zur Beschädigung des Dichtungswerkstoffs führt und letztlich zum Eindringen von Feuchtigkeit und Schmutz in den Innenraum des Solarmoduls.
Bei einer mechanischen Reinigung der Solarmodule ist aufgrund der Tatsache, dass die Glasoberfläche zur Steigerung des Wirkungsgrads der Solarzellen in der Regel mit einer Antireflexbeschichtung versehen ist, darauf zu achten, dass diese Beschichtung nicht verkratzt oder beschädigt wird.
Zur Reinigung der Solarmodule werden oftmals handgeführte Bürstensysteme eingesetzt, welche zwar eine materialschonende Reinigung zulassen, bei der Anwendung dieser Bürstensysteme aber Fachwissen und handwerkliche Fertigkeiten benötigt werden und darüber hinaus der Einsatz dieser Bürstensysteme für den Benutzer körperlich anstrengend ist.
Es hat sich insbesondere gezeigt, dass die Beseitigung von Moosen, Flechten und Pilzen im Dichtspalt zwischen Glasoberfläche und Rahmenaufbau schwierig ist und daher die Reinigung unsachgemäß ausgeführt wird mit der Folge, dass die Gefahr von Beschädigungen des Solarmoduls durch den Eintritt von Fremdstoffen und Feuchtigkeit in den Innenraum des Solarmoduls über die Laufzeit zunimmt.
Neben diesen durch Moose, Flechten und Pilzen entstehenden Problemen sorgen auch Umwelteinflüsse und sich auf den Glasoberflächen ablagernde Partikel in der Form von Feinstäuben und Rußpartikel in Verbindung mit der am Einsatzort der Solarmodule vorhandenen Feuchtigkeit für die Bildung von harten Ablagerungen und Verschmutzungen an der Glasoberfläche.
An der Glasoberfläche anhaftende Partikel werden insbesondere nachts und daher zunehmender Feuchtigkeit angelöst und bei dann wieder steigenden Temperaturen, also insbesondere tagsüber, verfestigt und dienen somit weiteren Partikeln als Ankerpunkte, sodass sich Partikelkonglomerate einstellen.
Solarmodule werden oftmals an ihren Standorten mit Anstellwinkeln größer 15 Grad ausgerichtet, sodass die anhaftenden und aufgrund der Feuchtigkeit aus der Umgebung wieder angelösten Partikelkonglomerate aufgrund der Schwerkraft strichförmige oder streifenförmige Schmutzanhaftungen ausbilden, welche über zunehmende Laufzeit und der oftmals hohen Temperaturen an der Glasoberfläche harte, gleichsam gesinterte Partikelkonglomerate ausbilden.
Zur Automatisierung der Reinigung solcher Solarmodule wurden auch bereits rotierende Bürstensysteme eingesetzt, welche entweder manuell oder maschinell über die Oberflächen der Solarmodule geführt werden und dabei auch den Dichtspalt zwischen dem Rahmenaufbau und der Glasoberfläche der Solarmodule überstreichen. Hier hat sich insbesondere die Problematik gezeigt, dass durch die rotierenden Bürsten Schmutz, der von der Glasoberfläche gelöst wird, durch die Bürsten in den Spaltraum zwischen Glasoberfläche und den Profilen des Rahmenaufbaus gedrückt wird, was die Gefahr von Beschädigungen der Dichtung zwischen Glasoberfläche und den Profilen des Rahmenaufbaus weiter verstärkt.
Anhand der EP 2 379 954 B1 ist eine Vorrichtung zur Reinigung von Solaranlagen bekannt geworden, welche mit translatorisch verlagerbaren Reinigungsbürsten arbeitet, die in Längsrichtung der Solarmodule mit einer Vorschubbewegung geführt werden, wobei dieser Führungsbewegung eine oszillierende Bewegung quer zur Längsrichtung der Solarmodule überlagert wird. Diese bekannte Vorrichtung ist insbesondere dafür vorgesehen, in südlichen Regionen, beispielsweise Mittelmeerregionen, eingesetzt zu werden, in denen es zwar zur Ablagerung von Stäuben aus der Umgebung auf den Glasoberflächen kommt, die Belastung der Solarmodule aber durch Pflanzenwachstum gering ist. Aufgrund der oszillierenden Bewegung quer zur Längsrichtung der Solarmodule kommt es bei dieser bekannten Vorrichtung darüber hinaus dazu, dass gelöste Stäube in die Dichtflächen der Solarmodule gedrückt werden, also in den Dichtspaltraum zwischen der Glasoberfläche und den in Längsrichtung der Solarmodule verlaufenden Profilen des Rahmenaufbaus.
Anhand der DE 20 2011 005 524 U1 ist ein selbstfahrendes Reinigungsgerät zum Reinigen von Solarmodulen bekannt geworden, welches an einer jeweiligen Stirnseite zwei Reinigungsbürsten aufweist, welche ähnlich eines Scheibenwischerpaares eines Fahrzeugs eine bogenförmige Bewegung durchführen und dabei das Solarmodul reinigen.
Schließlich ist anhand der DE 20 2014 000 302 U1 ein Reinigungsgerät zum Reinigen von Solarmodulen bekannt geworden, welches zwei entgegengesetzt bewegbare Bürsten aufweist und zusätzlich eine Rotationsbürste besitzt.
Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Reinigungsgerät zu schaffen, welches insbesondere zur Reinigung von Solarmodulen vorgesehen ist und einerseits eine schonende Reinigung der Solarmodule ermöglicht und andererseits auch dem Problem der im Dichtspalt solcher Solarmodule zwischen der Oberfläche und dem die Oberfläche einschließenden Rahmenaufbau auftretenden Moosen, Flechten und Pilzen begegnet und eine effiziente Beseitigung dieser Ablagerungen ermöglicht. Darüber hinaus soll eine Reinigungsbürste zur Verwendung mit dem zu schaffenden Reinigungsgerät bestellt werden.
Die Erfindung weist zur Lösung dieser Aufgabe hinsichtlich des Reinigungsgeräts die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale auf. Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben. Darüber hinaus weist die Erfindung hinsichtlich der zu schaffenden Reinigungsbürste die im Anspruch 17 angegebenen Merkmale auf.
Die Erfindung schafft ein Reinigungsgerät, welches insbesondere zur Reinigung von Solarmodulen geeignet ist, die mit einer für Sonnenlicht durchlässigen Oberfläche und einem die Oberfläche einfassenden Rahmenaufbau versehen sind, wobei das Reinigungsgerät mit einem Tragrahmen und einer relativ zum Tragrahmen bewegbar angeordneten ersten und zweiten Reinigungsbürste versehen ist, und das Reinigungsgerät eine Antriebsvorrichtung zur Betätigung der Reinigungsbürsten zur translatorischen Bewegung relativ zum Tragrahmen aufweist, wobei sich das Reinigungsgerät dadurch auszeichnet, dass die erste Reinigungsbürste relativ zum Tragrahmen entlang einer ersten Verlagerungsbahn translatorisch bewegbar vorgesehen ist und die zweite Reinigungsbürste relativ zum Tragrahmen entlang einer zweiten Verlagerungsbahn translatorisch bewegbar vorgesehen ist und die erste und zweite Verlagerungsbahn zumindest abschnittsweise weitgehend rechtwinklig zueinander verlaufen.
Im Gegensatz zu den bekannten Reinigungsgeräten mit Rotationsbürsten arbeitet das erfindungsgemäße Reinigungsgerät ohne Rotationsbürsten, sondern mit mindestens zwei translatorisch verlagerbaren Reinigungsbürsten, die entlang von Verlagerungsbahnen translatorisch bewegt werden, welche zumindest abschnittsweise weitgehend rechtwinklig zueinander verlaufen.
Es bedeutet dies mit anderen Worten, dass auch dann, wenn das Reinigungsgerät auf der zu reinigenden Fläche angeordnet ist, bei der es sich beispielsweise um ein Solarmodul mit einer für Sonnenlicht durchlässigen Oberfläche und einem die Oberfläche einfassenden Rahmenaufbau handeln kann, und das Reinigungsgerät relativ zur zu reinigenden Fläche stillsteht, die erste Reinigungsbürste von der Antriebsvorrichtung zur Betätigung der Reinigungsbürsten entlang einer ersten Verlagerungsbahn betätigt oder bewegt werden kann und die zweite Reinigungsbürste von der Antriebsvorrichtung entlang einer zweiten Verlagerungsbahn betätigt oder bewegt werden kann. Dabei verläuft die erste Verlagerungsbahn im Winkel zur zweiten Verlagerungsbahn, wobei es sich bei diesem Winkel um einen 90 Grad Winkel handeln kann.
Dadurch, dass die erste Verlagerungsbahn im Winkel zur zweiten Verlagerungsbahn verläuft, werden die zu reinigenden Flächen durch die Verlagerungsbewegung der Reinigungsbürsten entsprechend einem rechtwinkligen Koordinatensystem mit Abszisse und Ordinate sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung von den Reinigungsbürsten gereinigt, womit bei vorstehend erwähnten strichförmigen oder streifenförmigen konglomeratartigen Schmutzanhaftungen eine gute Reinigungswirkung erzielt wird, da diese Schmutzanhaftungen gleichsam auseinandergezogen und aufgerissen werden und dann beispielsweise mittels eines über die Reinigungsbürsten ausgebrachten Spülstromes eines Reinigungsfluids in der Form von beispielsweise Wasser einfach weggespült werden können.
Auch sorgt diese Konfiguration dafür, dass ein Eckbereich eines Rahmenaufbaus des Solarmoduls mit sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung eines üblicherweise langgestreckten Solarmoduls verlaufenden Profilen des Rahmenaufbaus durch die Bewegung der Reinigungsbürsten entlang der beiden rechtwinklig zueinander verlaufenden Verlagerungsbahnen intensiv gereinigt wird und auch vermieden wird, dass Schmutzanhaftungen in den Bereich der Dichtfläche zwischen den Profilen und der für Sonnenlicht durchlässigen Glasflächen geschoben werden.
Die Reinigungsborsten der Reinigungsbürsten dringen in den Dichtflächenbereich ein und werden aufgrund der translatorischen Bewegung der Reinigungsbürsten unter Aufrechterhaltung einer Eingriffsstellung oder Berührung der Reinigungsborsten mit den im Dichtflächenbereich oder Dichtspalt befindlichen Ablagerungen in der Form von Staub, Moosen, Flechten oder Pilzen oder anderen Ablagerungen translatorisch entlang des Dichtflächenbereich bewegt und dies führt dazu, dass die genannten Fremdstoffe oder Ablagerungen gelockert oder gelöst werden. Durch eine Wiederholung der translatorischen Bewegung der Reinigungsbürsten beispielsweise in der Form einer oszillierenden Bewegung oder Hin- und Herbewegung entlang der ersten und/oder zweiten Verlagerungsbahn werden die Fremdstoffe oder Ablagerungen immer weiter gelockert und/oder gelöst, sodass sie dann über einen Spülstrom in der Form von Wasser einfach weggespült werden können. Durch den Einsatz eines solchen Spülstromes werden die Ablagerungen bereits während des Reinigungsvorgangs durch die Reinigungsbürsten angelöst und/oder beim Einsatz des Reinigungsgeräts mit einer Spülflüssigkeit aufgeweicht, sodass sie letztlich aus dem Dichtflächenspalt oder Dichtflächenbereich oder Dichtspalt herausgewaschen werden können.
Über eine entlang der jeweiligen Verlagerungsbahn der ersten und zweiten Reinigungsbürste oszillierenden Bewegung, also einer Hin- und Herbewegung wird zusätzlich erreicht, dass auch bei einer Vorschubbewegung des Reinigungsgeräts entlang der zu reinigenden Fläche diese Fläche mehrfach sowohl von der ersten Reinigungsbürste als auch von der zweiten Reinigungsbürste überstrichen wird und somit die an der zu reinigenden Fläche existierende Partikelanhaftung mehrfach sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung der zu reinigenden Fläche überstrichen wird, sich also sowohl die erste als auch die zweite Reinigungsbürste mehrfach über die zu reinigenden Fläche bewegt und zwar sowohl in Richtung der jeweils ersten und zweiten Verlagerungsbahn als auch in die jeweils entgegengesetzte Richtung der jeweils ersten und zweiten Verlagerungsbahn und über diesen wiederholten Kontakt der Reinigungsbürsten mit der zu reinigenden Fläche beziehungsweise der daran befindlichen Partikelanhaftung eine einerseits schonende andererseits effiziente Reinigungswirkung erzielt werden kann.
Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die erste und zweite Reinigungsbürste Reinigungsborsten aufweisen, welche an einer zu reinigenden Fläche in Anlage bringbar sind und mittels der translatorischen Bewegung der Reinigungsbürsten an der Fläche eine jeweilige Reinigungsfläche überstreichen, die einander zumindest teilweise überlappen. Damit wird erreicht, dass die zu reinigenden Fläche entlang der ersten und zweiten Verlagerungsbahn sowohl von der ersten Reinigungsbürste als auch von der zweiten Reinigungsbürste überstrichen wird und somit die dort anhaftenden Schmutzpartikel oder Ablagerungen in zueinander rechtwinkligen Richtungen von den Reinigungsbürsten erfasst werden, sodass auch bei einem intensiven Anhaften der Ablagerungen an der für Sonnenlicht durchlässigen Oberfläche die Ablagerungen auseinandergezogen werden und letztlich der Schmutzaufbau aufgebrochen wird. Die gelösten Partikel oder Ablagerungen können sodann über einen Spülmittelstrom in der Form von beispielsweise Wasser, welches über Schlauchverbindungen an die Reinigungsbürsten herangeführt wird, einfach und problemlos von der Glasoberfläche abgespült werden.
Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass der Tragrahmen Führungsaufnahmen aufweist, an denen die Reinigungsbürsten angeordnet sind und der Translationsweg der Reinigungsbürsten entlang der Führungsaufnahmen einstellbar ausgebildet ist. Mittels dieser Konfiguration wird erreicht, dass der Bereich der Überlappung der Reinigungsflächen, welcher sowohl von der ersten als auch von der zweiten Reinigungsbürste beim Reinigungsvorgang bei stationärem Reinigungsgerät überstrichen wird, eingestellt werden kann. Da das Reinigungsgerät beim Reinigungsvorgang üblicherweise mit einer Führungsbewegung entlang der Photovoltaikanlage beziehungsweise den Solarmodulen geführt wird, wobei dies einerseits manuell, andererseits aber auch zwangsgesteuert oder maschinell erfolgen kann, und die Reinigungsbürsten entlang der jeweiligen Verlagerungsbahn jeweils oszillierend hin und her bewegt werden, wird der Überlappungsbereich der Reinigungsflächen während des Reinigungsvorgangs mehrfach überstrichen, sodass es zu einer einerseits schonenden, andererseits aber auch intensiven Reinigung kommt und die Schmutzanhaftungen an der für Sonnenlicht durchlässigen Oberfläche zuverlässig entfernt werden und auch der jeweilige Dichtflächenbereich zwischen den Profilen des Tragrahmens und den Oberseiten der genannten Oberflächen mehrfach überstrichen beziehungsweise durchfahren wird, sodass die im Dichtflächenbereich oftmals mit hoher Haftkraft anhaftenden Ablagerungen gelockert und schließlich gelöst werden und mit einem Spülmittelstrom einfach entsorgt werden können.
Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Reinigungsgerät eine dritte Reinigungsbürste und eine vierte Reinigungsbürste aufweist, wobei die dritte Reinigungsbürste relativ zum Tragrahmen entlang einer dritten Verlagerungsbahn translatorisch bewegbar vorgesehen ist und die vierte Reinigungsbürste relativ zum Tragrahmen entlang einer vierten Verlagerungsbahn translatorisch bewegbar vorgesehen ist und die dritte und vierte Verlagerungsbahn zumindest abschnittsweise weitgehend rechtwinklig zueinander verlaufen.
Mit dieser Konfiguration wird erreicht, dass am Reinigungsgerät beziehungsweise seinem Tragrahmen insgesamt vier Reinigungsbürsten vorgesehen sind, welche bei einem rechtwinklig ausgebildeten Tragrahmen an den Längsseiten oder Querseiten angeordnet werden können, sodass sich an jeder Seite jeweils eine Reinigungsbürste angeordnet befindet und die erste und zweite Verlagerungsbahn der ersten und zweiten Reinigungsbürste jeweils zumindest abschnittsweise rechtwinklig aufeinander stehen und die dritte und vierte Verlagerungsbahn der dritten und vierten Reinigungsbürste jeweils zumindest abschnittsweise rechtwinklig aufeinander stehen. Diese Konfiguration sorgt letztlich dafür, dass an allen vier Längsseiten oder Querseiten des Tragrahmens jeweils eine Reinigungsbürste vorgesehen ist und jeweils die erste Verlagerungsbahn und dritte Verlagerungsbahn parallel zueinander verlaufen und die zweite Verlagerungsbahn und vierte Verlagerungsbahn parallel zueinander verlaufen.
Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Antriebsvorrichtung zur Betätigung der dritten und vierten Reinigungsbürste zur translatorischen Bewegung relativ zum Tragrahmen ausgebildet ist, wobei die erste Reinigungsbürste entlang der ersten Verlagerungsbahn in eine erste Richtung translatorisch verlagerbar ist und die dritte Reinigungsbürste entlang der dritten Verlagerungsbahn in eine zur ersten Richtung entgegengesetzte Richtung translatorisch verlagerbar ist und wobei die zweite Reinigungsbürste entlang der zweiten Verlagerungsbahn in eine zweite Richtung translatorisch verlagerbar ist und die vierte Reinigungsbürste entlang der vierten Verlagerungsbahn in eine zur zweiten Richtung entgegengesetzte Richtung translatorisch verlagerbar ist.
Diese Konfiguration sorgt dafür, dass die Antriebsvorrichtung die Reinigungsbürsten so bewegt, dass diese entlang der jeweiligen parallel verlaufenden Verlagerungsbahn in entgegengesetzte Richtungen bewegt werden und somit das Reinigungsgerät auf der zu reinigenden Fläche weitegehend stillsteht und einfach entlang der vom Benutzer des Reinigungsgeräts gewünschten Richtung auf der zu reinigenden Fläche mit geringem Kraftaufwand manuell bewegt werden kann, wobei hierzu am Reinigungsgerät beispielsweise eine Aufnahme vorgesehen ist, an der ein mit einem Handgriff versehener Führungsarm angeordnet werden kann, sodass der Benutzer des Reinigungsgeräts das Reinigungsgerät mit dem Führungsarm einfach und mit geringem Kraftaufwand entlang einer zu reinigenden Fläche führen kann.
Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Antriebsvorrichtung einen insbesondere elektrisch betätigten Antriebsmotor aufweist, der am Tragrahmen lösbar festgelegt ist und mittels einer externen oder einer am Reinigungsgerät vorgesehenen Energiequelle - beispielsweise eine wiederaufladbare Batterie - mit Antriebsenergie versorgbar ist.
Auf diese Weise kann der beispielsweise elektrisch betätigte Antriebsmotor in der Form eines am Tragrahmen befestigten Niederspannungs-Elektromotors mittels eines am Reinigungsgerät angeordneten, beispielsweise austauschbaren Batteriepacks mit elektrischer Antriebsenergie versorgt werden, um die Reinigungsbürsten anzutreiben, also jeweils entlang der jeweiligen Verlagerungsbahn translatorisch hin und her zu bewegen.
Der Antriebsmotor kann zur einfachen Zugänglichkeit am Tragrahmen ganz oben angeordnet werden und wird über eine Gehäusehaube abgedeckt, welche mittels eines elektrischen Schutzkontakts gesichert ist, sodass nach dem Abnehmen der Gehäusehaube die Versorgung des Antriebsmotors mit Antriebsenergie automatisch unterbrochen wird.
Wie es vorstehend bereits erwähnt wurde, zeichnet sich das erfindungsgemäße Reinigungsgerät dadurch aus, dass die Reinigungsbürsten translatorisch und nicht rotatorisch angetrieben werden und zwar entlang jeweiliger Verlagerungsbahnen, welche rechtwinklig zueinander ausgerichtet sind.
Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Antriebsvorrichtung eine Antriebseinrichtung aufweist, welche mit den Reinigungsbürsten zu deren Betätigung zur reziprozierenden Bewegung entlang der jeweiligen Verlagerungsbahn antriebsverbunden ist.
Es ist dabei nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Antriebseinrichtung ein vom Antriebsmotor angetriebenes Zahnrad aufweist, welches sich mit einem jeweiligen Bürstenzahnrad zum Antrieb einer jeweiligen Reinigungsbürste in kämmendem Eingriff befindet und das jeweilige Bürstenzahnrad mit einer jeweiligen Reinigungsbürste über eine am Bürstenzahnrad exzentrisch festgelegte Koppelstange verbunden ist. Der Antriebsmotor kann also ein zentrales Antriebszahnrads antreiben und jeder Reinigungsbürste ist ein angetriebenes Zahnrad zugeordnet, sodass bei einer Konfiguration mit vier Reinigungsbürsten vier angetriebene Zahnräder vorgesehen sind, an denen jeweils außermittig, also exzentrisch ein beispielsweise mit einem Kugelgelenk versehener Antriebszapfen vorgesehen ist, wobei das Kugelgelenk zur Abstützung einer Koppelstange dient, die beispielsweise hinsichtlich ihrer Länge eingestellt werden kann, und mit einer jeweiligen Reinigungsbürste gekoppelt ist, sodass durch diese Konfiguration die vom Antriebsmotor herbeigeführte Drehbewegung des Antriebszahnrads in eine Linearbewegung der Reinigungsbürsten übersetzt wird.
Durch die Längeneinstellbarkeit der Koppelstange kann der Translationsweg der Reinigungsbürsten entlang der jeweiligen Verlagerungsbahn eingestellt werden, sodass dadurch auch der Überlappungsbereich der Reinigungsflächen, die von benachbarten Reinigungsbürsten überstrichen werden, eingestellt werden kann.
Die Antriebsvorrichtung kann eine Kupplungseinrichtung in der Form beispielsweise einer Rutschkupplung aufweisen, sodass beispielsweise dann, wenn sich eine Reinigungsbürste in unvorhergesehener Weise im Dichtspalt zwischen Glasoberfläche und Rahmenprofil des Tragrahmens verhaken sollte, die Rutschkupplung automatisch die Kraftübertragung vom Antriebsmotor zu den Reinigungsbürsten unterbindet, sodass weder eine Beschädigung der Reinigungsbürsten noch des Dichtspalts zu befürchten ist.
Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung auch vorgesehen, dass die jeweilige Reinigungsbürste an einer jeweiligen Schlittenplatte lösbar festgelegt ist und die Schlittenplatte mit Wälzkörpern versehen ist, mittels derer die Schlittenplatte in der Führungsaufnahme translatorisch verschiebbar aufgenommen ist. Auf diese Weise wird eine reibungsarme Translationsbewegung der Schlittenplatten und damit der jeweiligen Reinigungsbürsten entlang der Verlagerungsbahnen erreicht und dadurch, dass die jeweilige Reinigungsbürste an der jeweiligen Schlittenplatte lösbar festgelegt werden kann, kann die Reinigungsbürste auch einfach ausgetauscht werden und gegen eine für den jeweiligen Anwendungsfall spezifische andere Reinigungsbürste ausgetauscht werden. Es ist also beispielsweise möglich, Reinigungsbürsten mit Reinigungsborsten mit unterschiedlicher Länge und/oder unterschiedlichem Härtegrad und/oder mehreren Borstenfeldern mit unterschiedlichen technischen Eigenschaften der jeweiligen Borsten an der Schlittenplatte festzulegen und somit ein dem jeweiligen Verschmutzungsgrad spezifisch angepasstes Reinigungsgerät bereitzustellen.
Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung auch vorgesehen, dass an einer Unterseite des Tragrahmens Laufräder vorgesehen sind, deren lichter Abstand zur Unterseite einstellbar ist derart, dass der Eingriffswinkel oder Kontaktwinkel der Reinigungsborsten zu einer zu reinigenden Fläche einstellbar ist.
Auf diese Weise rollt das Reinigungsgerät an der zu reinigenden Fläche an den beispielsweise mit einer Elastomerbeschichtung versehenen Laufrädern ab, was dafür sorgt, dass Beschädigungen an der Glasoberfläche und/oder den Profilen des Tragrahmens vermieden werden und dadurch, dass die Laufräder beispielsweise mittels eines Gewindeeingriffs relativ zum Tragrahmen eingestellt werden können, kann eine rasche Höhenverstellung des Tragrahmens erreicht werden. Dadurch kann auch der Kontaktwinkel oder Eingriffswinkel der Reinigungsborsten relativ zu der zu reinigenden Fläche eingestellt werden, womit auch die Kontaktzeit der Reinigungsborsten während der Translationsbewegung an der Ablagerung an der für Sonnenlicht durchlässigen Oberfläche oder den Ablagerungen im Dichtspalt verändert werden kann, da die Reinigungsborsten bei einem flacheren Kontaktwinkel länger an den Ablagerungen vorbeigeführt werden als bei einem steileren Kontaktwinkel.
Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung auch vorgesehen, dass die Reinigungsbürsten eine Aufnahmeeinrichtung für die Reinigungsborsten aufweisen und der Winkel der Aufnahmeeinrichtung relativ zum Tragrahmen einstellbar ist und hierdurch der Auflagewinkel der Reinigungsborsten an der zu reinigenden Fläche einstellbar ist. Mit dieser Konfiguration kann zusätzlich zur Möglichkeit der Veränderung des Abstands der Reinigungsbürste zur zu reinigenden Oberfläche über eine Veränderung des Abstands mittels einer Einstellung der Laufräder, wie sie vorstehend erläutert wurde, der Auflagewinkel der Reinigungsborsten an der zu reinigenden Fläche fein eingestellt werden.
Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung ein keilfömig ausgebildetes Einstellelement vorgesehen, welches zwischen der Aufnahmeeinrichtung und dem Tragrahmen angeordnet ist. Das keilfömig ausgebildete Einstellelement kann in einer Seitenansicht unterschiedliche Einstellwinkel aufweisen, sodass über verschiedene Einstellelemente unterschiedliche Auflagewinkel der Reinigungsborsten relativ zu der zu reinigenden Fläche herbeigeführt werden können.
Schließlich ist nach einer Weiterbildung der Erfindung auch ein Reinigungsgerät mit einem Führungselement vorgesehen, an dem der Tragrahmen lösbar festlegbar ist und das Führungselement am Rahmenaufbau eines Solarmoduls lösbar festlegbar ist, wobei der Tragrahmen relativ zum Führungselement winkeleinstellbar angeordnet ist derart, dass die erste und/oder zweite Verlagerungsbahn in einem Winkel im Bereich von 0 Grad bis 25 Grad relativ zur Längsrichtung eines die Oberfläche des Solarmoduls einfassenden Elements des Rahmenaufbaus ausgerichtet ist. Auf diese Weise kann das Reinigungsgerät relativ zu der zu reinigenden Fläche insgesamt in einem Winkel von beispielsweise 0 Grad bis 25 Grad aus der Parallelen heraus verschwenkt oder gedreht werden und somit eine Einstellung des Reinigungsgeräts hinsichtlich des Montagewinkels beispielsweise an einem verfahrbaren Hilfsrahmen herbeigeführt werden, mittels dessen das erfindungsgemäße Reinigungsgerät an Solarmodulen eines Solarparks eingesetzt werden kann.
Die Erfindung schafft darüber hinaus auch eine Reinigungsbürste zur Verwendung mit einem Reinigungsgerät, wie es vorstehend erläutert wurde, wobei die Reinigungsbürste eine Aufnahmeplatte zur Aufnahme der Reinigungsborsten besitzt und an der Aufnahmeplatte Flächenbereiche mit Reinigungsborsten unterschiedlicher Länge und/oder unterschiedlicher Härtegrade vorgesehen sind. Damit können Reinigungsbürsten bereitgestellt werden, welche für die spezifischen Anforderungen des jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden können, beispielsweise auch angepasst werden können hinsichtlich des Verschmutzungsgrads der zu reinigenden Fläche und/oder der Art der dort zu entfernenden Ablagerungen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:

1 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform eines Reinigungsgeräts nach der vorliegenden Erfindung;
2 eine Darstellung ähnlich derjenigen nach 1;
3 eine perspektivische Ansicht der Unterseite des Reinigungsgeräts nach 1;
4 eine schematische Darstellung mehrerer nebeneinander angeordneter Solarmodule;
5 eine perspektivische Darstellung eines Solarmoduls nach 4;
6 eine schematische Darstellung eines Rahmenaufbaus eines Solarmoduls;
7 eine Draufsichtansicht auf einen Tragrahmen des Reinigungsgeräts nach 1;
8 eine perspektivische Ansicht einer Reinigungsbürste des Reinigungsgeräts nach 1;
9 eine Draufsichtansicht von oben auf die Reinigungsbürste nach 8;
10 eine Draufsichtansicht von oben auf ein von einem Antriebsmotor des Reinigungsgeräts angetriebenes Zahnrad;
11 eine Draufsichtansicht auf ein mit dem Zahnrad kämmendes Bürstenzahnrad;
12 eine Draufsichtansicht auf eine Schlittenplatte zur Aufnahme einer Reinigungsbürste;
13 eine schematische Darstellung des Bewegungsmusters der Reinigungsbürsten des Reinigungsgeräts;
14 eine schematische Darstellung der Eingriffsstellung der Reinigungsbürsten am Tragrahmen;
15 eine schematische Darstellung einer winkelig angeordneten Reinigungsbürste;
16 eine Darstellung zur Erläuterung der Positionierung des Reinigungsgeräts relativ zum Rahmenaufbau eines Solarmoduls;
17 eine Darstellung ähnlich derjenigen nach 16, die eine Anordnung des Reinigungsgeräts am Rahmenaufbau des Solarmoduls im Winkel zeigt; und
18 zwei Darstellungen zur Erläuterung des Betriebs des Reinigungsgeräts an einem verfahrbaren Führungsrahmen für die Reinigung von Solarmodulen eines Solarparks.

1 der Zeichnung zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Reinigungsgeräts 1 nach der vorliegenden Erfindung. Das Reinigungsgerät 1 weist einen Tragrahmen 2 auf und besitzt bei der dargestellten Ausführungsform vier Reinigungsbürsten 3, 4, 5, 6, wie dies anhand von der 3 der Zeichnung ersichtlich ist, die eine perspektivische Ansicht der Unterseite des Reinigungsgeräts 1 nach 1 der Zeichnung zeigt.
Im Gegensatz zu dem bekannten Reinigungsgerät, welches mit einer Rotationsbürste arbeitet, zeichnet sich das erfindungsgemäße Reinigungsgerät 1 dadurch aus, dass die Reinigungsbürsten relativ zum Tragrahmen 2 translatorisch verlagert werden, also relativ zum Tragrahmen 2 entlang einer jeweiligen Verlagerungsbahn verlagert werden und dadurch auf der zu reinigenden Oberfläche ihre Reinigungswirkung ausüben und nicht rotatorisch angetrieben werden, um entsprechend einer Rotationsbürste relativ zu der zu reinigenden Oberfläche um eine horizontale Achse gedreht zu werden. Wie es vorstehend nämlich erläutert wurde, führt diese rotatorische Bewegung der Reinigungsbürste an der zu reinigenden Fläche dazu, dass von der zu reinigenden Oberfläche gelöster Schmutz in den Dichtspalt zwischen der zu reinigenden Oberfläche und dem Rahmenaufbau, der die Oberfläche umgibt oder einfasst, noch tiefer hineingedrückt wird, anstelle aus dem Dichtspalt entfernt zu werden.
Die dargestellte Ausführungsform des Reinigungsgeräts 1 weist vier Reinigungsbürsten auf, es ist aber auch eine Ausführungsform des Reinigungsgeräts 1 vorgesehen, welche mit nur zwei relativ zum Tragrahmen entlang einer jeweiligen Verlagerungsbahn translatorisch bewegbaren Reinigungsbürsten arbeitet. So ist auch eine Ausführungsform vorgesehen, bei der die in 3 der Zeichnung dargestellten Reinigungsbürsten 5, 6 weggelassen werden, also bei dieser Ausführungsform lediglich die Reinigungsbürsten 3, 4 vorgesehen sind.
13 der Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung des Bewegungsmusters der Reinigungsbürsten 3, 4, 5, 6 der dargestellten Ausführungsform des Reinigungsgeräts 1. Die erste Reinigungsbürste 3 bewegt sich dabei einer ersten Verlagerungsbahn 7 oszillierend hin und her, wie dies anhand der Pfeile 9 nach 13 der Zeichnung dargestellt ist. Die zweite Reinigungsbürste 4 bewegt sich entlang der zweiten Verlagerungsbahn 8 relativ zum schematisch dargestellten Tragrahmen 2 in oszillierender Weise, wie dies anhand der Pfeile 10 nach 13 der Zeichnung dargestellt ist. Die erste Verlagerungsbahn 7 verläuft dabei rechtwinklig zur zweiten Verlagerungsbahn 8, wie dies anhand von 13 der Zeichnung ersichtlich ist. Die in 3 der Zeichnung ersichtliche dritte Reinigungsbürste 5 verläuft entlang der in 13 der Zeichnung ersichtlichen dritten Verlagerungsbahn 11 in oszillierender Weise, wie dies anhand der Pfeile 12 der 13 der Zeichnung ersichtlich ist und die vierte Reinigungsbürste 6 bewegt sich entlang der vierten Verlagerungsbahn 13 nach 13 in oszillierender Weise hin und her, wie dies anhand der Pfeile 14 der Zeichnung ersichtlich ist.
Wenn sich das Reinigungsgerät 1 in Betrieb befindet, bewegt sich die erste Reinigungsbürste 3 entlang der ersten Verlagerungsbahn 7 in der Zeichnungsebene der 13 in Richtung nach unten in Richtung des Pfeils 15, während sich die dritte Reinigungsbürste 5 entlang der dritten Verlagerungsbahn 11 in Richtung des Pfeils 16 in der Zeichnungsebene der 13 nach oben bewegt, die beiden Reinigungsbürsten 3 und 5 führen also eine gegenläufige Bewegung aus.
Wenn die beiden Reinigungsbürsten 3, 5 entlang der jeweiligen Verlagerungsbahn ihre Endposition erreicht haben, dreht sich die Bewegungsrichtung der beiden Reinigungsbürsten 3, 5 um und diese Umkehr der Bewegungsrichtung der beiden Reinigungsbürsten 3, 5 führt dazu, dass sich die erste Reinigungsbürste 3 entlang der ersten Verlagerungsbahn 7 in der Zeichnungsebene der 13 in Richtung des Pfeils 16 nach oben bewegt, während sich die dritte Reinigungsbürste 5 entlang der dritten Verlagerungsbahn 11 in Richtung des Pfeils 15 nach unten bewegt.
Wenn sich die erste Reinigungsbürste 3 in der Zeichnungsebene der 13 entlang der ersten Verlagerungsbahn 7 in Richtung des Pfeils 15 nach unten bewegt, dann bewegt sich die zweite Reinigungsbürste 4 entlang der zweiten Verlagerungsbahn 8 in der Zeichnungsebene der 13 in Richtung des Pfeils 17 nach rechts, sodass sich die dritte Reinigungsbürste 5 entlang der dritten Verlagerungsbahn 11 in Richtung des Pfeils 16 in der Zeichnungsebene der 13 nach oben bewegen kann, ohne dass es zu einer Berührung zwischen der zweiten Reinigungsbürste 4 und der dritten Reinigungsbürste 5 kommen kann.
Während sich die zweite Reinigungsbürste 4 entlang der zweiten Verlagerungsbahn 8 in der Zeichnungsebene der 13 in Richtung des Pfeils 17 nach rechts bewegt, bewegt sich die vierte Reinigungsbürste 6 entlang der vierten Verlagerungsbahn 13 in Richtung des Pfeils 18 in der Zeichnungsebene der 13 nach links. Wenn die beiden Reinigungsbürsten 5, 6 entlang der jeweiligen Verlagerungsbahn 8, 13 ihre Endposition erreicht haben, dreht sich die Bewegungsrichtung der beiden Reinigungsbürsten 4 und 6 um und die zweite Reinigungsbürste bewegt sich entlang der zweiten Verlagerungsbahn 8 in der Zeichnungsebene der 13 in Richtung des Pfeils 18 nach links, während sich die vierte Reinigungsbürste 6 in der Zeichnungsebene der 13 in Richtung des Pfeils 17 nach rechts bewegt.
Auf diese Weise kommt es zu einer jeweils oszillierenden Bewegung oder Hin- und Herbewegung der Reinigungsbürsten 3, 4, 5, 6 entlang der Verlagerungsbahnen 7, 8, 11, 13 und diese Bewegung führt zu einer sanften und intensiven Reinigungswirkung der Reinigungsbürsten an der zu reinigenden Oberfläche und auch dazu, dass im Dichtspalt befindliche Ablagerungen entfernt werden.
Der Translationsweg der Reinigungsbürsten 3, 4, 5, 6 entlang der Verlagerungsbahnen 7, 8, 11, 13 kann eingestellt werden, sodass dann, wenn die Reinigungsbürsten ihren jeweiligen Umkehrpunkt entlang der Verlagerungsbahnen erreicht haben, eine von den Reinigungsbürsten überstrichene Reinigungsfläche ergibt, welche in 13 der Zeichnung exemplarisch mit dem rechteckigen Feld 16 dargestellt ist, wobei dieses Feld 16 sowohl von der ersten Reinigungsbürste 3 bei der Bewegung in Richtung des Pfeils 16 in der Zeichnungsebene der 13 erreicht wird, als auch von der zweiten Reinigungsbürste 4 während ihrer Bewegung in Richtung des Pfeils 17 nach 13 der Zeichnung. Hierdurch ergeben sich einander überschneidende Reinigungsflächen in den jeweiligen Bereichen der Translationsbewegungen der Reinigungsbürsten an deren jeweiligem Umkehrpunkt und damit eine intensive Reinigung der zu reinigenden Oberfläche.
Das Reinigungsgerät 1 weist zur Betätigung der Reinigungsbürsten 3, 4, 5 und 6 eine Antriebsvorrichtung 19 auf, welche bei der dargestellten Ausführungsform des Reinigungsgeräts 1 einen Elektromotor 20 umfasst, welche von einer Energiequelle der in dem Gehäuse 21, in dem auch der Elektromotor 20 angeordnet ist, angeordneten Batterie 62 gespeist wird, sodass das Reinigungsgerät 1 unabhängig von einer leitungsgebundenen Energiequelle betrieben werden kann.
Wie es anhand von 8 der Zeichnung ersichtlich ist, welche eine Reinigungsbürste zeigt, die als Reinigungsbürste 3, 4, 5, 6 an dem Reinigungsgeräts 1 zum Einsatz kommt, besitzt die Reinigungsbürste Reinigungsborsten 22, welche an der zu reinigenden Fläche in Anlage gebracht werden können. Darüber hinaus kann die Reinigungsbürste über näher anhand von 2 und 8 der Zeichnung ersichtliche Fluidleitungen 23 mit einem Reinigungsfluid in der Form von beispielsweise Wasser versorgt werden, welches über Anschlussverbindungen 24 an die Reinigungsbürsten geführt werden kann und über an der Unterseite der Reinigungsbürsten vorgesehene Sprühdüsen 25 auf die zu reinigende Oberfläche ausgebracht werden kann, wobei die Sprühdüsen anhand von 9 der Zeichnung ersichtlich sind.
Das Reinigungsgerät 1 ist insbesondere zur Reinigung von Solarmodulen 26 geeignet, welche schematisch anhand von 4 der Zeichnung ersichtlich sind. Die jeweiligen Solarmodule 26 besitzen dabei eine für Sonnenlicht durchlässige Oberfläche 27 und einen die Oberfläche 27 einschließenden Rahmenaufbau 28, wobei diese Konfiguration noch näher anhand von 6 der Zeichnung ersichtlich ist.
6 zeigt darüber hinaus einen Dichtspalt 29 mit einer jeweiligen Dichtungseinrichtung 30 zwischen der Oberfläche 27 und dem Rahmenaufbau 28, der bei der dargestellten Ausführungsform des Solarmoduls 26 ein U-förmiges Profil aufweist, welches die Oberfläche 27 und die im Innenraum 31 des Solarmoduls 26 angeordneten Solarzellen 63 einschließt.
Die Solarmodule 26 sind den eingangs bereits erwähnten Witterungseinflüssen ausgesetzt, was dazu führt, dass die Solarmodule 26 an der Oberfläche 27 Schmutzanhaftungen in der Form von in 5 der Zeichnung schematisch dargestellten Schmutzkonglomeraten 32 ausbilden und sich im Bereich der Dichtspalte 29 ebenfalls Ablagerungen in der Form von Schmutz, Flechten, Moosen und Pilzen ansammeln, wie dies eingangs bereits ausführlich erläutert wurde.
Das erfindungsgemäße Reinigungsgerät 1 löst diese Problematik, wie es näher anhand von 14 der Zeichnung ersichtlich ist, welche eine schematische Darstellung der Eingriffsstellung der exemplarisch dargestellten Reinigungsbürste 3 am Tragrahmen 2 zeigt.
Wie es ohne weiteres ersichtlich ist, reichen die Reinigungsborsten 22 bis in den Dichtspalt 29 zwischen dem Rahmenaufbau 28 und der Glasoberfläche beziehungsweise Oberfläche 27 des Solarmoduls 26. Da die Reinigungsbürste 3 aufgrund der translatorischen Verlagerungsbewegung entlang des Tragrahmens 2 während dieser Verlagerungsbewegung bei dem benachbart zum Rahmenaufbau 28 angeordneten Reinigungsgerät 1 verbleiben und dort oszillierend hin und her bewegt werden, erfassen die Reinigungsborsten 22 den Schmutzaufbau im Dichtspalt und lockern diesen und lösen ihn nach einer in Abhängigkeit der Konsistenz und des Aufbaus veränderlichen Zahl der Hin- und Herbewegungen, sodass die gelösten Ablagerungen über das von den Reinigungsbürsten ausgetragene Reinigungsfluids aus dem Dichtspalt 29 herausgespült werden und über die Oberfläche 27 des Solarmoduls 26 zusammen mit der Spülflüssigkeit abfließen können. In ähnlicher Weise werden durch die oszillierende Bewegung der Reinigungsbürsten die an der Oberfläche 27 anhaftenden Schmutzkonglomerate 32 gelockert und gelöst und fließen zusammen mit der Spülflüssigkeit über die Oberfläche 27 der Solarmodule ab.
Wie es anhand von 4. Zeichnung ersichtlich ist, besitzen die Solarmodule 26 sowohl an den Längsseiten als an den Querseiten Dichtspalte 29, welche zur Ansammlung der vorstehend bereits ausführlich erläuterten Ablagerungen neigen. Über ein einfaches Heranführen des Reinigungsgeräts 1 an den jeweiligen Eckbereich 33 zwischen den Längsseiten und Querseiten des Rahmenaufbaus 28 der Solarmodule 26 kann auch der oftmals stark verschmutzte Eckbereich 33 einfach und effizient gereinigt werden, da dieser Eckbereich aufgrund der Translationsbewegungen der jeweiligen Reinigungsbürsten effizient von den Reinigungsbürsten erreicht wird und darüber hinaus über die sich einstellende einander überlappende Reinigungsfläche 16, wie dies vorstehend anhand von 13 der Zeichnung erläutert wurde, insbesondere der Eckbereich 33 effizient gereinigt werden kann und während der Translationsbewegungen der Reinigungsbürsten abwechselnd sowohl von der ersten Reinigungsbürste 3 als auch von der zweiten Reinigungsbürste 4 erfasst wird beziehungsweise in ähnlicher Weise von der zweiten Reinigungsbürste 4 und der dritten Reinigungsbürste 5 am gegenüberliegenden Eckbereich 34 nach 4 und an den anderen Eckbereichen 35, 36 über die erste und dritte Reinigungsbürste 3, 5 sowie die vierte Reinigungsbürste 6 die jeweiligen Eckbereiche effizient erreicht und gereinigt werden. Auch die im Eckbereich im Dichtspaltbereich zwischen der Längsseite und Querseite des Rahmenaufbaus befindlichen Ablagerungen werden effizient erreicht, da dieser Dichtspaltbereich von den jeweiligen Reinigungsborsten der beiden Reinigungsbürsten mehrfach durchfahren wird.
7 der Zeichnung zeigt den Tragrahmen 2 in einer Draufsichtansicht. Wie es ohne weiteres ersichtlich ist, besitzt der Tragrahmen 24 Führungsaufnahmen 37, welche jeweils in der Form eines Langloches ausgebildet sind und der Aufnahme und Führung eines jeweiligen, in 12. Zeichnung dargestellten Führungsschlitten 38 in der Form einer Schlittenplatte 39 dient, an der über Bohrungen 40 eine jeweilige Reinigungsbürste lösbar festgelegt werden kann. Die Schlittenplatte 39 weist darüber hinaus austauschbare Wälzkörper 41 auf, die in Ausnehmungen des Tragrahmens 2 benachbart zu den Führungsaufnahmen 37 angeordnet werden können, sodass die Schlittenplatten 38 reibungsarm entlang der Führungsaufnahmen 37 oszillierend translatorisch bewegt werden können.
Die Führungsaufnahmen 37 legen gleichzeitig auch die jeweiligen Verlagerungsbahnen 7, 8, 11, 13 fest, entlang derer die Reinigungsbürsten 3, 4, 5, 6 translatorisch verlagert werden können. Wird die in der Zeichnungsebene der 7 obere Führungsaufnahme 42 betrachtet, weist diese eine Längsmittelachse 44 auf und die in der Zeichnungsebene der 7 auf der rechten Seite liegende Führungsaufnahme 43 weist eine Längsmittelachse 45 auf. Die Führungsaufnahmen 42, 43 definieren die Verlagerungsbahn 7 und 8, entlang derer sich die erste Reinigungsbürste 3 und die zweite Reinigungsbürste 8 translatorisch bewegen können. Die Verlagerungsbahnen 7 und 8 verlaufen daher entlang der entsprechenden Längsmittelachse 44, 45 und verlaufen daher rechtwinklig zueinander. Wenn das Reinigungsgerät 1 auf einer zu reinigenden Fläche angeordnet wird und in Betrieb gesetzt wird, sodass sich die Reinigungsbürsten translatorisch entlang der jeweiligen Führungsbahn oszillierend hin und her bewegen, so verlaufen die erste Verlagerungsbahn 7 und die zweite Verlagerungsbahn 8 rechtwinklig zueinander. In ähnlicher Weise verlaufen die dritte Verlagerungsbahn 11 und die vierte Verlagerungsbahn 14 rechtwinklig zueinander.
Wenn das Reinigungsgerät 1 entlang der zu reinigenden Fläche bewegt wird und sich dabei in Betrieb befindet, die Reinigungsbürsten also entlang der jeweiligen Verlagerungsbahn translatorisch bewegt werden, verlaufen die erste und zweite Verlagerungsbahn in jedem betrachteten Augenblick rechtwinklig zueinander, da die Führungsaufnahmen 37 in jedem betrachteten Augenblick rechtwinklig zueinander angeordnet sind.
Wie es anhand von 7 darüber hinaus ersichtlich ist, verlaufen einander gegenüberliegende Führungsaufnahmen 37 jeweils parallel zueinander, was dazu führt, dass die in 13 der Zeichnung dargestellte erste Verlagerungsbahn 7 parallel verläuft zu der dritten Verlagerungsbahn 11 und die zweite Verlagerungsbahn 8 parallel verläuft zu der vierten Verlagerungsbahn 13.
Das Bewegungsmuster der Reinigungsbürsten in der Form der ersten Reinigungsbürste 3 und der dritten Reinigungsbürste 5 zeichnet sich also dadurch aus, dass die Verlagerungsbahn 7, entlang der sich die erste Reinigungsbürste 3 translatorisch bewegt, parallel verläuft zu der Verlagerungsbahn 11, entlang der sich die dritte Reinigungsbürste 5 translatorisch bewegt und zwar so, dass die Bewegungsrichtung jeweils einander entgegengesetzt gerichtet ist, wie dies unter Bezugnahme auf 13 der Zeichnung vorstehend erläutert wurde.
In ähnlicher Weise verläuft das Bewegungsmuster der zweiten Reinigungsbürste 4 relativ zur vierten Reinigungsbürste 6 in jeweils zueinander entgegengesetzte Richtungen, wie dies ebenfalls anhand von 13 der Zeichnung vorstehend erläutert wurde. Die Bewegung der jeweiligen Reinigungsbürsten ist dabei entlang der jeweiligen Verlagerungsbahn reziprozierend.
Der in dem Gehäuse 21 angeordnete Elektromotor 20 weist eine in 1 der Zeichnung schematisch dargestellte Antriebswelle 46 auf, an der ein in 10 der Zeichnung dargestelltes Zahnrad 47 angeordnet ist. Zwischen der Antriebswelle 46 und dem Zahnrad 47 kann eine nicht näher dargestellte Rutschkupplung vorgesehen sein, welche die Momentenübertragung zwischen dem Elektromotor 20 und dem Zahnrad 47 unterbrechen kann. An dem Tragrahmen 2 ist ein einer jeweiligen Reinigungsbürste 3, 4, 5, 6 zugeordnetes und in 11 dargestelltes Bürstenzahnrad 48 drehbar aufgenommen und das jeweilige Bürstenzahnrad 48 befindet sich in einem kämmenden Eingriff mit dem Zahnrad 47. Die Drehbewegung des Zahnrads 47 führt also dazu, dass die jeweiligen Bürstenzahnräder 48 ebenfalls in Drehung versetzt werden. An dem Bürstenzahnrad 48 ist an einem jeweiligen Zapfen 49 eine Koppelstange 50 angelenkt. Das dem Anlenkpunkt 51 jeweils gegenüberliegende Ende der Koppelstange 50 besitzt einen zweiten Anlenkpunkt 52, der an einem jeweiligen Zapfen 53 der Schlittenplatte 39 angelenkt ist, sodass die Drehbewegung des jeweiligen Bürstenzahnrads 48 zu einer oszillierenden Translationsbewegung der Schlittenplatte 39 in der jeweiligen Führungsaufnahme 37 führt.
Dadurch, dass die Koppelstangen 50 längeneinstellbar ausgebildet sind und hierzu beispielsweise jeweils einen Gewindeabschnitt aufweisen kann, kann der Translationsweg der Schlittenplatte 39 entlang der jeweiligen Führungsaufnahme 37 eingestellt werden und damit auch der Translationsweg der jeweiligen Reinigungsbürste entlang der jeweiligen Verlagerungsbahn.
15 der Zeichnung zeigt eine schematische Ansicht einer relativ zur Schlittenplatte 39 im Winkel angeordneten Reinigungsbürste, exemplarisch dargestellt an der Reinigungsbürste 3, wobei zwischen der Schlittenplatte 39 und einer Aufnahmeeinrichtung 54 für die Reinigungsborsten 22 ein keilförmig ausgebildetes Einstellelement in der Form eines Einlegekeils 55 vorgesehen ist, mittels dessen der Auflagewinkel der Reinigungsborsten 22 relativ zu der zu reinigenden Fläche eingestellt werden kann. Über Einlegekeile 55 mit verschiedenen Keilwinkeln können somit unterschiedliche Auflagewinkel der Reinigungsborsten 22 relativ zu der zu reinigenden Fläche bereitgestellt werden.
Die Reinigungsborsten 22 sind an der Aufnahmeeinrichtung 54, welche eine Aufnahmeplatte zur Aufnahme der Reinigungsborsten darstellt, angeordnet und können in der Form von Reinigungsborsten unterschiedlicher Länge und/oder Härtegrade vorgesehen sein, sodass für einen jeweiligen Anwendungsfall angepasst Reinigungsbürsten zur Verfügung stehen.
3 der Zeichnung zeigt eine Ansicht auf des Reinigungsgerät 1 von unten mit am Tragrahmen 2 angeordneten Laufrädern 60, mittels derer das Reinigungsgerät 1 an der zu reinigenden Fläche, bei der es sich um die Oberfläche 27 und den Rahmenaufbau 28 sowie den Dichtspalt 29 eines Solarmoduls 26 handeln kann, bewegt werden kann, also beispielsweise mittels der in 1 der Zeichnung dargestellten Handgriffaufnahme 61, an der eine in der Zeichnung nicht näher dargestellte Verlängerung zur Führung des Reinigungsgeräts 1 durch einen Benutzer zur manuellen Bedienung des Reinigungsgeräts 1 angeordnet werden kann. Die Laufräder 60 können über einen jeweiligen Gewindeabschnitt hinsichtlich des lichten Abstands der Rollfläche der Laufräder 60 zur Unterseite des Tragrahmens 2 eingestellt werden, sodass der lichte Abstand der Unterseite des Tragrahmens 2 zur zu reinigenden Fläche eingestellt werden kann, womit auch der Anpressdruck der Reinigungsborsten auf der zu reinigenden Fläche für den jeweiligen Anwendungsfall spezifisch eingestellt werden kann.
16 der Zeichnung zeigt eine Darstellung zur Erläuterung der Positionierung des Reinigungsgeräts 1 relativ zum Rahmenaufbau 28 des Solarmoduls 26. Wie es ohne weiteres ersichtlich ist, ist bei dem dargestellten Anwendungsfall das Reinigungsgerät 1 derart am Solarmodul 28 angeordnet, dass die Verlagerungsbahnen parallel beziehungsweise im rechten Winkel zum Rahmenaufbau 28 verlaufen, während 17 eine Darstellung ähnlich derjenigen nach 16 zeigt, nach der das Reinigungsgerät 1 auch im Winkel, der beim dargestellten Anwendungsfall etwa 25 Grad beträgt, relativ zur Längsrichtung des Solarmoduls angeordnet werden kann, wobei hierzu auch ein schematisch dargestelltes Führungselement 56 vorgesehen sein kann, mittels dessen der vorgenannte Winkel vorbestimmt eingestellt werden kann.
Schließlich zeigt 18 der Zeichnung einen schematisch dargestellten Führungsrahmen 57, der insbesondere zur Anwendung in einem Solarpark vorgesehen ist und an dem das Reinigungsgerät 1 in Längsrichtung des Pfeils 58 nach 4 verfahren werden kann und auch entsprechend dem Pfeil 59 nach 18 in Querrichtung verfahren werden kann, wodurch große Flächenbereiche effizient und schnell gereinigt werden können, wobei hierzu auch ein motorischer Antrieb vorgesehen sein kann, mit dem das Reinigungsgerät sowohl in Richtung des Pfeils 58 als auch in Richtung des Pfeils 59 entlang der Solarmodule 26 bewegt werden kann, um große Flächenbereiche effizient reinigen zu können.
Obwohl das Reinigungsgerät nach der Erfindung vorstehend anhand eines Anwendungsfalls der Reinigung von Solarmodulen erläutert wurde, ist es hierauf nicht beschränkt, sondern kann auch zur Reinigung anderer flächiger Gegenstände eingesetzt werden, so beispielsweise zur Reinigung von Dachflächen, Pflasterflächen oder Solarziegelflächen.
Hinsichtlich vorstehend im Einzelnen nicht näher erläuterter Merkmale der Erfindung wird im Übrigen ausdrücklich auf die Patentansprüche und die Zeichnung verwiesen.
Bezugszeichenliste

1.: Reinigungsgerät
2.: Tragrahmen
3.: Erste Reinigungsbürste
4.: Zweite Reinigungsbürste
5.: Dritte Reinigungsbürste
6.: Vierte Reinigungsbürste
7.: Erste Verlagerungsbahn
8.: Zweite Verlagerungsbahn
9.: Pfeile
10.: Pfeile
11.: Dritte Verlagerungsbahn
12.: Pfeile
13.: Vierte Verlagerungsbahn
14.: Pfeile
15.: Pfeil
16.: Reinigungsfläche
17.: Pfeil
18.: Pfeil
19.: Antriebsvorrichtung
20.: Elektromotor
21.: Gehäuse
22.: Reinigungsborsten
23.: Fluidleitung
24.: Anschlussverbindung
25.: Sprühdüse
26.: Solarmodul
27.: Oberfläche
28.: Rahmenaufbau
29.: Dichtspalt
30.: Dichtungseinrichtung
31.: Innenraum
32.: Schmutzkonglomerat
33.: Eckbereich
34.: Eckbereich
35.: Eckbereich
36.: Eckbereich
37.: Führungsaufnahme
38.: Führungsschlitten
39.: Schlittenplatte
40.: Bohrung
41.: Wälzkörper
42.: Führungsaufnahme
43.: Führungsaufnahme
44.: Längsmittelachse
45.: Längsmittelachse
46.: Antriebswelle
47.: Zahnrad
48.: Bürstenzahnrad
49.: Zapfen
50.: Koppelstange
51.: Anlenkpunkt
52.: Anlenkpunkt
53.: Zapfen
54.: Aufnahmeeinrichtung
55.: Einlegekeil
56.: Führungselement
57.: Führungsrahmen
58.: Pfeil
59.: Pfeil
60.: Laufräder
61.: Handgriffaufnahme
62.: Batterie
63.: Solarzellen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2379954 B1 [0014]
DE 202011005524 U1 [0015]
DE 202014000302 U1 [0016]

Claims

Reinigungsgerät (1), welches insbesondere zur Reinigung von Solarmodulen (26) geeignet ist, die mit einer für Sonnenlicht durchlässigen Oberfläche (27) und einem die Oberfläche (27) einfassenden Rahmenaufbau (28) versehen sind, wobei das Reinigungsgerät (1) mit einem Tragrahmen (2) und einer relativ zum Tragrahmen (2) bewegbar angeordneten ersten (3) und zweiten (4) Reinigungsbürste versehen ist, und das Reinigungsgerät (1) eine Antriebsvorrichtung (19) zur Betätigung der Reinigungsbürsten (3, 4) zur translatorischen Bewegung relativ zum Tragrahmen (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Reinigungsbürste (3) relativ zum Tragrahmen (2) entlang einer ersten Verlagerungsbahn (7) translatorisch bewegbar vorgesehen ist und die zweite Reinigungsbürste (4) relativ zum Tragrahmen (2) entlang einer zweiten Verlagerungsbahn (8) translatorisch bewegbar vorgesehen ist und die erste (7) und zweite (8) Verlagerungsbahn zumindest abschnittweise weitgehend rechtwinklig zueinander verlaufen.
Reinigungsgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Reinigungsbürste (3, 4) Reinigungsborsten (22) aufweisen, welche an einer zu reinigenden Fläche in Anlage bringbar sind und mittels der translatorischen Bewegung der Reinigungsbürsten (3, 4) an der Fläche eine jeweilige Reinigungsfläche (16) überstreichen, die einander zumindest teilweise überlappen.
Reinigungsgerät (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragrahmen (2) Führungsaufnahmen (37) aufweist, an denen die Reinigungsbürsten (3, 4) angeordnet sind, und der Translationsweg der Reinigungsbürsten (3, 4) entlang der Führungsaufnahmen (37) einstellbar ausgebildet ist.
Reinigungsgerät (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungsgerät (1) eine dritte Reinigungsbürste (5) und eine vierte Reinigungsbürste (6) aufweist, wobei die dritte Reinigungsbürste (5) relativ zum Tragrahmen (2) entlang einer dritten Verlagerungsbahn (11) translatorisch bewegbar vorgesehen ist und die vierte Reinigungsbürste (6) relativ zum Tragrahmen (2) entlang einer vierten Verlagerungsbahn (13) translatorisch bewegbar vorgesehen ist und die dritte (11) und vierte (13) Verlagerungsbahn zumindest abschnittweise weitgehend rechtwinklig zueinander verlaufen.
Reinigungsgerät (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (7) und dritte (11) Verlagerungsbahn parallel zueinander verlaufen und die zweite (8) und vierte (13) Verlagerungsbahn parallel zueinander verlaufen.
Reinigungsgerät (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (19) zur Betätigung der dritten (5) und vierten (6) Reinigungsbürste zur translatorischen Bewegung relativ zum Tragrahmen (2) ausgebildet ist, wobei die erste Reinigungsbürste (3) entlang der ersten Verlagerungsbahn (7) in eine erste Richtung translatorisch verlagerbar ist und die dritte Reinigungsbürste (5) entlang der dritten Verlagerungsbahn (11) in eine zur ersten Richtung entgegengesetzte Richtung translatorisch verlagerbar ist, und wobei die zweite Reinigungsbürste (4) entlang der zweiten Verlagerungsbahn (8) in eine zweite Richtung translatorisch verlagerbar ist und die vierte Reinigungsbürste (6) entlang der vierten Verlagerungsbahn (13) in eine zur zweiten Richtung entgegengesetzte Richtung translatorisch verlagerbar ist.
Reinigungsgerät (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (19) einen insbesondere elektrisch betätigten Antriebsmotor (20) aufweist, der am Tragrahmen (2) lösbar festgelegt ist und mittels einer externen oder einer am Reinigungsgerät vorgesehenen Energiequelle (62) mit Antriebsenergie versorgbar ist.
Reinigungsgerät (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (19) eine Abtriebseinrichtung (46, 47, 48, 50) aufweist, welche mit den Reinigungsbürsten (3, 4, 5, 6) zu deren Betätigung zur reziprozierenden Bewegung entlang der jeweiligen Verlagerungsbahn (7, 8, 11, 13) antriebsverbunden ist.
Reinigungsgerät (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung ein vom Antriebsmotor (20) angetriebenes Zahnrad (47) aufweist, welches sich mit einem jeweiligen Bürstenzahnrad (48) zum Antrieb einer jeweiligen Reinigungsbürste (3, 4, 5, 6) in kämmendem Eingriff befindet und das jeweilige Bürstenzahnrad (48) mit einer jeweiligen Reinigungsbürste (3, 4, 5, 6) über eine am Bürstenzahnrad (48) exzentrisch festgelegte Koppelstange (50) verbunden ist.
Reinigungsgerät (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Reinigungsbürste (3, 4, 5, 6) an einer jeweiligen Schlittenplatte (39) lösbar festgelegt ist und die Schlittenplatte (39) mit Wälzkörpern versehen ist, mittels derer die Schlittenplatte (39) in der Führungsaufnahme (37) translatorisch verschiebbar aufgenommen ist.
Reinigungsgerät (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Unterseite des Tragrahmens (2) Laufräder (60) vorgesehen sind, deren lichter Abstand zur Unterseite einstellbar ist derart, dass der Eingriffswinkel oder Kontaktwinkel der Reinigungsborsten (22) zu einer zu reinigenden Fläche einstellbar ist.
Reinigungsgerät (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (19) ein öffenbares Gehäuse (21) aufweist, welches Mittel der Antriebsvorrichtung (1) abdeckt und das Gehäuse (21) einen Gehäusekontakt aufweist, der beim Schließen des Gehäuses (21) eine Energieversorgung der Mittel freigibt.
Reinigungsgerät (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eine Anschlußeinrichtung (24) zur fluidleitenden Verbindung einer Reinigungsmittel führenden Fluidleitung (23) mit dem Reinigungsgerät (1).
Reinigungsgerät (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsbürsten (3, 4, 5, 6) eine Aufnahmeeinrichtung (54) für die Reinigungsborsten (22) aufweisen und der Winkel der Aufnahmeeinrichtung (54) relativ zum Tragrahmen (2) einstellbar ist und hierdurch der Auflagewinkel der Reinigungsborsten (22) an der zu reinigenden Fläche einstellbar ist.
Reinigungsgerät (1) nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch ein keilfömig ausgebildetes Einstellelement (55) , welches zwischen der Aufnahmeeinrichtung (54) und dem Tragrahmen (2) angeordnet ist.
Reinigungsgerät (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einem Führungselement (56), an dem der Tragrahmen (2) lösbar festlegbar ist und das Führungselement (56) am Rahmenaufbau (28) eines Solarmoduls (26) lösbar festlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragrahmen (2) relativ zum Führungselement (56) winkeleinstellbar angeordnet ist derart, dass die erste (7) und/oder zweite (8) Verlagerungsbahn in einem Winkel im Bereich von 0 Grad bis 25 Grad relativ zur Längsrichtung eines die Oberfläche (27) des Solarmoduls (26) einfassenden Elements des Rahmenaufbaus (28) ausgerichtet ist.
Reinigungsbürste (3, 4, 5, 6) zur Verwendung mit einem Reinigungsgerät (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Reinigungsbürste (3, 4, 5, 6) eine Aufnahmeplatte (54) zur Aufnahme der Reinigungsborsten (22) besitzt und an der Aufnahmeplatte (54) Flächenbereiche mit Reinigungsborsten (22) unterschiedlicher Länge und/oder Härtegrade vorgesehen sind.