DE4415434C2 - Automatische Reinigungsvorrichtung für Fenster- und/oder Fassadenflächen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Reinigungsvorrichtung insbesondere für die Fenster eines hohen Bauwerks wie eines Wol­ kenkratzers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung ist aber auch zum automatischen Reinigen von Fassadenflächen und dergleichen einsetzbar.

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

In der US-PS 3,344,454 ist eine automatische Reinigungsvorrich­ tung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 offen­ bart. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird der Reinigungskopf mittels zweier teleskopartig ausfahrbarer Stangen gegen die zu reinigende Fensterscheibe gedrückt, wobei die Teleskopstangen an Schlitten befestigt sind, mit denen der Reinigungskopf sowohl aufwärts und abwärts als auch horizontal über eine Fensterfläche bewegbar ist. Wenn diese Reinigungsvorrichtung beispielsweise durch starke Windböen an einem hohen Gebäude in eine Pendelbewe­ gung um die obere Aufhängung versetzt wird, hat dies zur Folge, daß der starr von den ausfahrbaren Stangen gehaltene Reinigungs­ kopf von der Fensterfläche abhebt und wieder gegen diese an­ schlägt, weshalb nicht nur kein wirkungsvoller Reinigungsvorgang möglich ist, sondern auch die Gefahr besteht, daß die Scheibe von dem Reinigungskopf zerbrochen wird.

Aus der DE 23 54 800 A1 ist ein automatisches Fassadenreini­ gungsgerät bekannt, dessen Reinigungskopf Antriebsrollen auf­ weist, auf denen das Gerät entlang der zu reinigenden Fläche verfahrbar ist. Die Rollen sind mit Elektromagneten versehen, die mit metallischen U-Schienen zusammenwirken, die in die Gebäudefassade eingelassen sind. Durch die magnetische Anzie­ hungskraft werden die Rollen entlang der U-Schienen geführt. Eine ähnliche magnetische Führung ist bei der aus der US-PS 4,955,924 bekannten Scheibenreinigungsvorrichtung bekannt.

Eine teilweise flexible Halterung eines Reinigungskopfs einer automatischen Reinigungsvorrichtung ist der US-PS 3,344,454 zu entnehmen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatische Reinigungsvorrichtung der eingangs genannten Art so weiter zu entwickeln, daß es zur Ausführung automatischer Reini­ gungsarbeiten besser geeignet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.

Die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung enthält ein entlang einer Gebäudefassade oder dergleichen verfahrbar aufgehängtes Gehäuse, in dem sich unter anderem ein Behälter für Reinigungs­ flüssigkeit befinden kann, einen an dem Gehäuse befestigten Versorgungsarm, der unter anderem mit der Reinigungsquelle verbundene Zuführleitungen sowie Absaugleitungen enthält, wobei die letztere mit einer Unterdruckquelle verbunden sein kann, und einen Reinigungskopf, der bevorzugt an dem freien Ende des Versorgungsarms angebracht ist und Mittel zum Reinigen der Fenster- oder Fassadenfläche enthält.

Diese Mittel umfassen in einer besonders bevorzugten Ausfüh­ rungsform der Erfindung mindestens einen Waschpropeller mit Düsen, bevorzugt Hochdruckdüsen, womit dieser einen Reinigungs­ vorgang ähnlich einer Spülmaschine ausführen kann.

Die Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt, sondern es können auch andere Mittel zum Reinigen der Fensterfläche vorge­ sehen sein, die eventuell - entsprechend dem jeweiligen Anwen­ dungszweck und Verschmutzungsgrad- austauschbar sein können. Es können beispielsweise auch feststehende Hochdruckdüsen und Wischerblätter vorgesehen sein, die mechanisch hin- und herbe­ weglich sind.

Das Gehäuse, das beispielsweise die Form eines oben offenen Arbeitskorbs haben kann, ist zweckmäßigerweise an einem Kran oder einer Laufkatze aufgehängt, die auf Schienen verfahrbar ist, die zweckmäßigerweise auf dem Dach des Gehäuses angebracht sein können.

Der Kran bzw. die Laufkatze erhält die Befehle über eine Fern­ steuerung, die ein Computer ausführt. An einer Home-Basis, die zweckmäßigerweise aus einem PC und einem Monitor besteht, können Befehle eingegeben, Informationen abberufen und Korrekturen durchgeführt werden.

Die einzigen Wartungsarbeiten bestehen im wesentlichen darin, das Gehäuse bzw. den Korb mit Flüssigkeiten aufzutanken, wobei hier außer Wasser chemische Reinigungszusätze in einem Zusatz­ behälter untergebracht sein können.

Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, daß in dem aufgehängten Gehäuse ein Kompressor und eine Heizeinrichtung für die Reini­ gungsflüssigkeit sowie die zugehörigen Leitungen angeordnet sind. Auch eine Pumpe kann in dem Gehäuse vorgesehen sein.

Der Versorgungsarm hat unter anderem die Aufgabe, den am freien Ende gehaltenen Reinigungskopf in die Arbeitsposition an der Fensterscheibe oder Fassadenfläche zu bringen. Hierzu kann der Versorgungsarm ganz oder teilweise teleskopartig ein- und aus­ fahrbar sein, bevorzugt mittels hydraulischer oder pneumatischer Zylinder.

Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß zumindest der vordere Endabschnitt des Versorgungsarms in einem ersten Zustand biegsam und in einem zweiten Zustand starr ist. Hierzu besteht der vor­ dere Endabschnitt des Versorgungsarms aus mehreren gelenkig miteinander verbundenen, in dem ersten Zustand zueinander be­ weglichen Gliedern, die bevorzugt mittels eines den Versorgungs­ arm durchgreifenden, an dem vordersten Glied befestigten Spann­ glied in den zweiten Zustand, d. h. zu einem starren Rohr, ver­ bindbar sind.

Der hintere Endabschnitt des Versorgungsarms ist zweckmäßiger­ weise starr ausgebildet und schwenkbar an dem Gehäuse gelagert, wobei er sowohl in der horizontalen als auch in der vertikalen Richtung frei schwenkbar sein sollte. Hierzu ist der Versorgung­ sarm zweckmäßigerweise auf einem Kugelgelenk gelagert, welches sich auf einem mit dem Gehäuse verbundenen Träger befinden kann.

Des weiteren wird vorgeschlagen, daß an dem Gehäuse ein Aus­ legerarm angebracht ist, an dem der Reinigungskopf aufgehängt ist. Der Auslegerarm kann - nach Art eines Kranarmes - schwenk­ bar befestigt und mittels einer Kraftquelle bewegbar sein, um den Reinigungskopf an die Fensterscheibe zu führen. Der Aus­ legerarm kann an seinem freien Ende einen zweiten, angelenkten Zusatzarm haben, der in einem veränderbaren Winkel zu dem Aus­ legerarm verläuft, wobei zwischen den beiden Armen eine hydrau­ lische oder pneumatische Zylinder/Kolbenanordnung vorgesehen sein kann, um den in diesem Fall von dem Zusatzarm gehaltenen Reinigungskopf in die Arbeitsposition zu bewegen. Es versteht sich, daß auch der eigentliche Auslegerarm auf entsprechende Weise hydraulisch oder pneumatisch bewegbar sein kann.

Der Reinigungskopf hat bevorzugt die Form eines an einer Stirn­ seite offenen, im übrigen allseitig geschlossenen Kastens, wobei am Rand der Öffnung zweckmäßigerweise eine umlaufende Dichtung, beispielsweise eine Dichtlippe, angeordnet sein kann, so daß der Reinigungskopf dicht an die zu reinigende Fläche anschließen kann. Hierdurch soll erreicht werden, daß während des Reini­ gungsvorgangs die eingesetzte Flüssigkeit im Innenbereich des Reinigungskopfs verbleibt, um dort nach ihrem Einsatz wieder abgesaugt zu werden. Insbesondere am unteren Rand der offenen Seite sollte die Dichtung ein Auslaufen der Flüssigkeit nach unten verhindern, was zweckmäßigerweise auch zumindest für den unteren Bereich der seitlichen Ränder zutrifft.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Reinigungskopf Laufrollen aufweisen, auf denen er entlang der zu reinigenden Fläche verfahrbar ist. Diese Laufrollen können ganz oder teil­ weise von einem Motor angetrieben werden. Ihre Position sollte so eingestellt sein, daß sie in Kontakt mit der zu reinigenden Fläche stehen, während gleichzeitig die Randdichtung (die bei­ spielsweise durch elastisch verformbare, gummiartige Lippen gebildet sein kann) für die erforderliche Abdichtung sorgen.

Der Reinigungskopf wird durch den Versorgungsarm mit den erfor­ derlichen Medien wie Reinigungsflüssigkeit sowie mit Energie versorgt. Hierzu verlaufen durch den Versorgungsarm zweckmäßig­ erweise ein Zuflußschlauch, ein Abflußschlauch, eine Absauglei­ tung, ein Unterdruckschlauch sowie die erforderlichen Stromka­ bel.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist der Reinigungs­ kopf ferner mit einem Elektromagneten versehen, der mit einem hinter der zu reinigenden Scheibe geführten, eine Eisenplatte enthaltenden Schlitten zusammenwirkt, um den Reinigungskopf auf der zu reinigenden Fläche zu halten. Dabei kann der Eisenplat­ tenschlitten auf Rollen oder auf eine Schiene dicht hinter der Scheibe angeordnet sein. Am Rahmen des Fensters kann auch eine Eisenplattenschlittentasche mit einem Scharnier befestigt sein.

Der bevorzugt auf Gummirollen gelagerte Elektromagnetschlitten wirkt mit dem hinter der Scheibe befindlichen, aus einem magne­ tisierbaren Material bestehenden Plattenschlitten so zusammen, daß der Reinigungskopf an der Scheibe festgehalten wird. Bis der am Reinigungskopf angebrachte Elektromagnetschlitten den Ei­ senschlitten gefunden hat, wird der Reinigungskopf bevorzugt durch Unterdruck am Fenster gehalten. Ein Sensor zeigt dem Elektromagnetschlitten die Position des Stahlplattenschlittens an, und wenn sich beide Schlitten gegenüberstehen, sitzt der Reinigungskopf bei eingeschaltetem Elektromagnetschlitten fest an der Scheibe. Der zuvor aufgebrachte Unterdruck kann reduziert werden und zur Absaugung des Waschwassers dienen. Wenn die Scheibe gereinigt und bevorzugt durch Zuführung von Druckluft getrocknet ist, kehrt der Stahlplattenschlitten in seine Tasche am Rahmen des Fensters zurück, wobei der Unterdruck kurzzeitig eingeschaltet wird. Anschließend kann der Reinigungskopf durch seinen Hydralikarm zur nächsten zu reinigenden Fensterfläche gefahren werden.

An dem an dem Kran aufgehängten Gehäuse ist - zurückversetzt - eine Videokamera angebracht, die optische Informationen an den Computer weiterleitet. Der Computer führt den Reinigungskopf an die Fensterscheibe, woraufhin die Putz- und Trocknungsvorgänge eingeleitet werden, wozu zuvor die Oberflächenverschmutzung der Scheiben von der Videokamera erfaßt und vom Computer ausgewertet werden kann. Hieraus kann auch festgelegt werden, wann der nächste Reinigungsvorgang ausführt werden soll.

Das erfindungsgemäße Reinigungssystem führt - gesteuert durch das Computerprogramm und die von der Videokamera gelieferten Infor­ mationen - automatisch den Reinigungsvorgang einer ganzen Fen­ sterfront eines Gebäudes aus. Dabei können über eine Fernsteue­ rung Befehle eingegeben werden, die in das Programm eingreifen. Die Reinigungsvorrichtung ist nicht windempfindlich, da der Reinigungskopf beispielsweise durch Unterdruck, magnetisch oder auf andere geeignete Weise an der zu reinigenden Fläche gehalten ist und über einen wenigstens teilweise flexiblen Versorgungsarm mit dem aufgehängten Gehäuse bzw. Liftkorb verbunden ist.

Der Reinigungskopf wird - gegebenenfalls mit Hilfe hydraulisch gesteuerter Ausleger - an die Scheibenfläche geführt und saugt sich dort bevorzugt durch ein Vakuum an. Der Antrieb des Reini­ gungskopfs kann in diesem untergebracht sein. Beim Reinigungs­ vorgang ist der Versorgungsarm bzw. Hydraulikschlauch flexibel, so daß er allen Lateralbewegungen folgen kann.

Die Reinigungsflüssigkeit kann in dem Gehäuse bzw. Liftkorb aufbereitet und für das nächste Fenster wieder verwendet werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfol­ genden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Reinigungsvorrichtung. Dabei zeigen:

Fig. 1 das Reinigungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung beim Einsatz an einer Häuserfassade in einer Stirn­ ansicht und einer Seitenansicht;

Fig. 2 eine Ansicht des aufgehängten Gehäuses, in einem vergrößerten Maßstab als in Fig. 1;

Fig. 3 eine Seitenansicht des Gehäuses mit den daran befe­ stigten Armen und dem Reinigungskopf;

Fig. 4 eine Aufsicht auf das aufgehängte Gehäuse bzw. Lift­ korb mit dem schwenkbar angeordneten Versorgungsarm;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des Vorderabschnitts des Versorgungsarms;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des hinteren, starren Abschnitts des Versorgungsarms;

Fig. 7 eine Ansicht des hinter einer zu reinigenden Scheibe angeordneten Stahlplattenschlittens;

Fig. 8 eine Ansicht eines an dem Reinigungskopf angebrachten Elektromagnetschlittens;

Fig. 9 die Anordnung des Elektromagnetschlittengehäuses an dem Reinigungskopf und

Fig. 10 eine Ansicht der Reinigungsmittel des Reinigungskopfs.

Fig. 1 zeigt links eine Stirnansicht und rechts eine Seiten­ ansicht der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung, die ein Gehäuse bzw. einen Liftkorb 1 enthält, der an Seilen 2 an einem Kran 3 aufgehängt ist, der auf Schienen auf dem Dach des Gebäu­ des verfahrbar ist.

Der Liftkorb 1 trägt mittels eines Rahmens 4 einen schwenkbar befestigten Versorgungsarm 5, der auf einem Kugelgelenk 6 derart gelagert ist, daß er sowohl in horizontaler als auch in ver­ tikaler Richtung schwenkbar ist. Außerdem ist ein Auslegearm 7 an dem Liftkorb 1 angebracht, der beispielsweise mittels nicht dargestellter Kolben-Zylinderanordnungen positioniert werden kann und an seinem freien Ende eine Seilrolle 8 trägt, über die ein Seil 9 geführt ist, an dem ein Reinigungskopf 10 befestigt ist, der außerdem an dem vorderen Ende des Versorgungsarms 5 angebracht ist.

Der Auslegearm 7 kann teleskopartig verlängerbar sein, um die Positionierung des Reinigungskopfes 10 zu bewirken oder zu unterstützen.

Der Versorgungsarm 5 hat einen rückwärtigen, starren Abschnitt 11, an dessen Ende ein Gegengewicht 12 befestigt ist. Der vor­ dere Abschnitt 13 des Versorgungsarms 5 besteht aus gelenkig miteinander verbundenen Gliedern 14, so daß der vordere Ab­ schnitt 13 biegsam bzw. verformbar ist und der Bewegung des Reinigungskopfs 10 folgen kann.

An der dem Gebäude zugewandten Seite des Gehäuses 1 ist ein federbeaufschlagtes Rad 15 angebracht, und es befindet sich eine Videokamera 16 am Reinigungskopf 10 sowie eine weitere Videoka­ mera 17 an dem Liftkorb 1. Die Videokameras geben ihre Signale an einen zur Steuerung des Reinigungssystems vorgesehenen Compu­ ter (nicht dargestellt) ab, der die Signale verarbeitet.

Die Aufsicht auf den Liftkorb 1 läßt einen Wasserbehälter 18, einen Chemikalienbehälter 19 und einen Kompressor 20 mit Um­ lauferhitzer und Filter erkennen. Die Bewegungsmöglichkeiten des Versorgungsarms 5 sind in dieser Figur ebenfalls angedeutet. Außerdem ist in dem Reinigungskopf 10 ein in Fig. 10 größer dargestellter Waschpropeller 21 erkennbar.

Fig. 5 zeigt den vorderen Endabschnitt 13 des Versorgungsarms 5. Dieser Endabschnitt 13 könnte als "Hydraulikschlange" bezeichnet werden und enthält eine Vielzahl von einzelnen Gliedern 21a, die solange relativ zueinander beweglich sind, wie ein mit einem Hydraulikzylinder 22 verbundenes Zugseil 23, welches an dem vordersten Glied 21a befestigt ist, ungespannt bleibt. Durch Spannen des Zugseils 23 wird der vordere Abschnitt 13 starr bzw. unbeweglich.

In dem Versorgungsarm 5 sind ein Unterdruckschlauch 23, eine elektrische Leitung 24, ein Zuflußschlauch 25, ein Abfluß­ schlauch 26 sowie eine Absaugleitung 27 untergebracht. Es ver­ steht sich, daß diese Leitungen bzw. Schläuche in dem Reini­ gungskopf 10 bzw. dem Liftkorb 5 an die entsprechenden Aggregate angeschlossen sind.

Fig. 6 zeigt den starren Teil 11 des Versorgungsarms 5. Dieser enthält zwei Hydraulikzylinder 28 und 29 sowie eine Einstell­ halterung 30. Der Hydraulikzylinder 28 dient dazu, bei starrem vorderen Abschnitt 13 des Versorgungsarms 5 den Reinigungskopf 10 vorzurücken (eventuell zusammen mit dem Auslegerarm 7). Der Hydraulikzylinder 29 dient dem Ausgleichen des Hebelarms. Die Einstellhalterung 30 ist für eine primäre Einstellung vorgese­ hen.

Fig. 7 zeigt eine Ansicht eines Stahlplattenschlittens 31, der hinter jedem Fenster in einer Tasche 32 (s. Fig. 9) sitzen kann, die über ein Scharnier am Fensterrand befestigt ist.

Der Stahlplattenschlitten 31 enthält eine Stahlplatte 32, ein Stahlplattenschlittengehäuse 33 sowie Hartgummirollen 34.

Der Stahlplattenschlitten 31 wirkt mit seinem Gegenstück, näm­ lich einem Elektromagnetschlitten 35 zusammen, der einen Elek­ tromagneten 36 und ein Elektromagnetschlitten 37 enthält. Auch hier sind Hartgummirollen 38 vorgesehen.

Wie Fig. 9 zeigt, sitzt das Elektromagnetschlittengehäuse 37 auf einer Drehspindel 38, die mittels eines Motors 39 drehbar ist, um auf diese Weise das Elektromagnetschlittengehäuse 37 entlang der Spindel hin- oder herzubewegen, wie durch die Pfeile A und B angedeutet ist.

Fig. 10 zeigt in einer Ansicht des Reinigungskopfs 10 den be­ reits weiter oben erwähnten Waschpropeller 21, der aus Hoch­ druckdüsen 40 Reinigungsflüssigkeit gegen die zu reinigende Fläche sprühen kann. Der Reinigungskopf arbeitet bei dieser Ausführungsform nach dem Prinzip einer Spülmaschine, wobei am Rand des Reinigungskopfs 10 (nicht dargestellte) Dichtungen für einen dichten Abschluß mit der zu reinigenden Fläche sorgen. Antriebsrollen 41 sind soweit zurückversetzt, daß sie die Dicht­ wirkung der Dichtlippen nicht beeinträchtigen, stehen jedoch mit der Fensterfläche in Berührung, um den Reinigungskopf 10 entlang der Reinigungsfläche verfahren zu können. Die Gummiantriebs­ rollen 41 sind in allen Richtungen beweglich.

Durch die horizontal durchlaufende Spindel 38 kann der Stahl­ plattenschlitten 32 entweder rechts oder links am Fensterrahmen untergebracht sein und dementsprechend aus der Tasche herausge­ holt werden.

Während der Elektromagnetschlitten 37 unterwegs nach seinem Partner 32 ist, hält sich der Reinigungskopf 10 durch Unterdruck am Fenster fest und bewegt sich so nahe wie möglich an den Fensterrand.

Claims (8)

1. Automatische Reinigungsvorrichtung für Fenster- und/oder Fassadenflächen eines Bauwerks, mit einem entlang der Gebäudefassade verfahrbar aufgehängten Gehäu­ se, das mit einem Versorgungsarm verbunden ist, der Zuführ- und Absaugleitungen für eine Reinigungsflüssigkeit enthält und an seinem freien Ende mit einem Reinigungskopf verbunden ist, der mit Mitteln zum Reinigen der Fenster- und/oder Fassadenflächen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der vordere Endabschnitt (13) des Versorgungsarms (5) in einem ersten Zustand biegsam und in einem zweiten Zustand starr ist, wobei der vordere Endabschnitt (13) des Versorgungsarms (5) aus mehreren gelenkig miteinander verbundenen, in dem ersten Zustand zueinander beweglichen Gliedern (21a) besteht, die mittels eines den Versorgungsarm (5) durchgreifenden, an dem vordersten Glied befestigten Spannglied (23) in dem zweiten Zustand zu einem starren Rohr verbindbar sind.

2. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Versorgungsarm (5) teleskopartig ein- und ausfahrbar ist.

3. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein hinterer Endabschnitt (11) des Versorgungsarms (5) starr ausgebildet und schwenkbar an dem Liftkorb (1) gelagert ist.

4. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Versorgungsarm (5) sowohl hori­ zontal als auch vertikal schwenkbar ist.

5. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gehäuse (1) ferner ein Aus­ legerarm (7) befestigt ist, an dem der Reinigungskopf (10) aufgehängt ist.

6. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Reinigungskopf (10) die Form eines an einer Seite offenen, ansonsten allseitig geschlossenen Kastens hat, an dessen Rand eine umlaufende Dichtung angebracht ist.

7. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Reinigungskopf (10) einen Wasch­ propeller (21) mit Düsen (40), vorzugsweise Hochdruckdüsen, und einen Antriebsmotor für den Waschpropeller (21) aufweist.

8. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß alle Bewegungsabläufe und Arbeits­ gänge von einem Computer gesteuert werden.