EP1587641A1 - Verfahren und vorrichtung zur behandlung von oberfl chen mit fl ssigkeitsstrahlen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur behandlung von oberfl chen mit fl ssigkeitsstrahlen

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Publication number
EP1587641A1
EP1587641A1 EP04706643A EP04706643A EP1587641A1 EP 1587641 A1 EP1587641 A1 EP 1587641A1 EP 04706643 A EP04706643 A EP 04706643A EP 04706643 A EP04706643 A EP 04706643A EP 1587641 A1 EP1587641 A1 EP 1587641A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
jet
nozzle
droplet
nozzles
fluid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04706643A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hugo Nagy
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Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP1587641A1 publication Critical patent/EP1587641A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G23/00—Working measures on existing buildings
    • E04G23/002—Arrangements for cleaning building facades
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/02—Cleaning by the force of jets or sprays
    • B08B3/024—Cleaning by means of spray elements moving over the surface to be cleaned
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B5/00—Cleaning by methods involving the use of air flow or gas flow
    • B08B5/02—Cleaning by the force of jets, e.g. blowing-out cavities

Definitions

  • the invention relates generally to the treatment of surfaces, in particular the cleaning of building or floor surfaces.
  • BESTATIGUNGSKOPIE Various methods are known from the prior art for the restoration of architectural monuments. Frequently used methods are wet or dry sandblowing, or also the microgranular scattering similar to these methods. At the
  • HU 209 962 also describes a method for cleaning the outer surfaces of a building, in which a high-pressure water jet is directed onto an impact surface and broken down into very fine water grains which are so small that they enter the pores in the surface cleaning surface can penetrate. This creates a good depth effect and dirt and deposits below the surface can be removed. Accordingly, the cleaning time is shortened and the abrasive effect compared to conventional high-pressure cleaning is reduced. However, the water grains are slowed down by the water film created during cleaning and their cleaning effect is reduced.
  • the present invention is therefore based on the object of enabling thorough and gentle cleaning of surfaces.
  • the invention provides a method for cleaning surfaces, in particular building or floor surfaces, in which - At least one droplet jet is directed onto a surface to be cleaned in such a way that at least a region of the surface is hit at different angles, wherein - The droplet jet is interrupted during predetermined time intervals.
  • a device according to the invention for cleaning surfaces which is particularly suitable for carrying out the method according to the invention, accordingly comprises
  • At least one device for generating a droplet jet with at least one nozzle at least one device for generating a droplet jet with at least one nozzle
  • a preferred embodiment of the method comprises the following steps:
  • time intervals mentioned are set as a function of the quality of the material to be cleaned and the nature of the surface or the degree of contamination as well as the liquid and the fluid used for the droplet jet.
  • the four time intervals can therefore have different values, which can also vary depending on the cleaning task.
  • the time intervals are preferably between 0.01 and 10 seconds each.
  • the inventive method has
  • the control device preferably has a control unit which comprises at least one microcontroller.
  • the jet or the nozzle can advantageously be moved in different ways.
  • the movement can comprise a pivoting movement, in particular a pivoting movement with a pivot axis lying essentially in the direction along the surface region to be cleaned, or parallel to the surface region.
  • a translational motion of the beam or the 'nozzle along one or two directions of the surface area is possible.
  • the beam is both pivoted and moved along the surface.
  • the device may comprise for moving the at least one nozzle means for pivoting of the nozzle and / or means for translating or • displacing the nozzle.
  • Droplet jet and / or the fluid jet a fan jet, which is generated for example by means of a suitable fan jet nozzle.
  • a fan jet is particularly advantageous in connection with a swiveled nozzle.
  • other beam shapes are also possible, such as
  • the droplet jet has droplets with a droplet diameter of less than or equal to 0.5 millimeter. Very good cleaning results can be achieved with the method according to the invention if 10 5 to 10 12 liquid drops per second and square decimeter are sprayed onto the surface to be cleaned.
  • Such droplet jets with fine droplets can be produced particularly advantageously by atomizing a liquid jet on an impact surface.
  • Suitable methods and devices in which a water jet is atomized on a baffle to generate a droplet jet are also known from HU 209 962 and DE 3738898, the disclosure of which is also made the subject of the present invention in its entirety.
  • a liquid is preferably sprayed from a nozzle under high pressure, the liquid preferably having a pressure of at least 1.5 bar, preferably a pressure in a range from 2 to 40 bar, particularly preferably a pressure in a range from 2 to 8 bar.
  • the liquid can be atomized as it emerges from the nozzle or, as described above, by hitting a baffle.
  • the diameter of the nozzle for generating the droplet jet is preferably between 0.02 mm and 3 mm, in particular between 0.05 mm and 0.75 mm.
  • a fluid comprising a gas or a mixture of gas and liquid is preferably expanded under high pressure from a nozzle, the pressure being at least 1.5 bar and preferably in a range from 2 to 10 bar.
  • the nozzle diameter for generating the fluid jet is preferably between 0.02 mm and 3 mm, in particular between 0.1 mm and 1.5 mm.
  • the cleaning is carried out using a plurality of nozzles or a plurality of droplet jets.
  • several droplet jets can advantageously be generated with nozzles arranged along a row.
  • a Nozzle console can be provided with a plurality of nozzles arranged along a row, which is moved, for example pivoted and / or translated, by means of a suitable device for moving the at least one nozzle.
  • the console is both pivoted and translated.
  • the device for moving the at least one nozzle comprises a device for pivoting and translating the nozzle console. The same applies to the fluid jets.
  • a further embodiment of the invention also comprises a plurality of cleaning heads, each with at least one nozzle or in each case a nozzle console with a plurality of nozzles.
  • a plurality of nozzles can furthermore be controlled individually or jointly or combined in at least two groups, or can be controlled or operated in connection with one another, depending on the arrangement of the nozzles and the
  • individual nozzles or groups of nozzles can advantageously be operated in succession.
  • the control of individual nozzles or groups of nozzles can be done in a simple manner by actuating one or more valve devices connected to the nozzles or their liquid supply. Solenoid valves are particularly suitable for this.
  • Different nozzles or groups of nozzles can also be provided for generating the droplet jets and for generating the fluid jets. At a Such an arrangement can also be switched between the two jet types essentially without a pause.
  • Droplet jets are generated with a first row of nozzles while the nozzles are pivoted along a predetermined angular range
  • the droplet jets are then interrupted, after a predetermined time interval droplet jets are then generated with a second row of nozzles, preferably arranged parallel to the first row, while the nozzles are swiveled along a predetermined angular range, and the droplet jets are then interrupted.
  • this method can also be extended to three or more rows of nozzles by continuing the process accordingly for the further rows of nozzles. This can be advantageous, inter alia, in the case of particularly powerful devices according to the invention, with which large areas can be processed quickly.
  • the process described above can be repeated one or more times. Once such a cleaning cycle has been completed, the first and second row of nozzles can be translated along the surface to be cleaned, in particular after the process has been completed or after the process has been repeated one or more times, in order to treat a further partial area of the surface to be cleaned.
  • the interruptions of the droplet jets it can also be provided in this variant of the method according to the invention to generate fluid jets and direct them onto the surface to be cleaned.
  • the device also has an electronic control device for controlling the cleaning process.
  • a suitable electronic or mechanical control device can advantageously also comprise a device for specifying the time intervals for the interruption of the droplet jet or for specifying the above-described first to fourth time intervals when using droplet and fluid jets and / or a device for adjusting the movement of the at least one nozzle ,
  • the device according to the invention can be easily set up and put into operation on site.
  • the device can include, among other things, a portable and / or dismountable frame device, which can be quickly set up in front of the surface to be cleaned in this way.
  • the position of the nozzle relative to the surface can also advantageously be adjusted by means of a suitable adjusting device before the device according to the invention is put into operation.
  • Fig. 1 is a partial view of an embodiment of a device according to the invention
  • Fig. 2 is a plan view of a cleaning head of the embodiment shown in Fig. 1, Fig. 3 using a schematic view
  • FIG. 1 shows a partial view of an embodiment of a device according to the invention for cleaning surfaces, in particular building or floor surfaces, which is designated as a whole by reference number 1.
  • the cleaning process is controlled by a control unit 4 with an electronic control device and a mechanical drive device.
  • Parameters for the temporal and local movement sequence can also preferably be entered and stored in the electronic control device of the control unit, so that the electronic control device together with a suitable input device as a device for setting the movement of the nozzle and / or as a device for specifying the time intervals for the Generation and interruption of the droplet and fluid jet is used.
  • Various predetermined parameters can also be stored in a memory of the electronic control device, which parameters can then be selected with an input device as predetermined cleaning processes.
  • Different cleaning processes can adapt to the properties of different materials to be cleaned be adjusted. For example, different materials such as sandstone or marble generally have different porosities, which affects, among other things, the rate at which the liquid film runs.
  • the device 1 comprises one or more devices for generating a Tropfchenstrahls and / or a fluid jet, 'wherein the means for generating a Tropfchenstrahls and / or a fluid jet in this
  • Embodiment comprises a nozzle bracket 11 which is connected to a connection 7 for supplying cleaning liquid or fluid (gas or gas / liquid mixture).
  • Several nozzles 12 are arranged along a row on the nozzle console 11. The liquid or
  • Fluid supply via the connection 7 can also be opened or interrupted by means of a manual shut-off valve 9.
  • the device for generating a droplet jet and / or fluid jet further comprises a pump device, not shown in FIG. 1, by means of which a liquid or a fluid at high pressure, preferably for liquids in a range from 2 to 40 bar and for gases preferably in a range from 2 to 10 bar.
  • the liquid or the fluid is supplied to the connection 7 via a pressure line.
  • Water is preferably used as the liquid and air as the fluid. However, it is also the use of other liquids, such as water with detergents, acidic or alkaline solutions depending on the intended use and the one to be removed
  • the changeover between the supply of liquid and fluid takes place via a suitable changeover valve and is preferred by the Control device of the control unit controlled.
  • the Control device of the control unit controlled When using different nozzles for the generation of the droplet jets and the fluid jets, separate pump devices, pressure lines and connections can also be provided.
  • the device according to the invention also includes a device for moving the at least one nozzle in order to hit areas of a surface to be cleaned at as many different angles as possible from the droplet jet.
  • This device comprises a pivotable or rotatable pipe coupling 10, with which the nozzle bracket 11 is rotatably or pivotally attached to a cleaning head 5, the nozzles 12 being arranged along the pivot axis. 2 additionally shows a supervision of the
  • the device for moving the nozzles 12 further comprises a device for pivoting the nozzles, or the nozzle console 11 with the nozzles 12.
  • the control unit 4 has a plurality of control connections 63 in order to be able to connect a plurality of cleaning heads to the control unit.
  • the drive crank can advantageously be designed for a pivoting range of at least -45 ° to + 45 ° around the rest or center position of the nozzle console 11, so that, with a suitable alignment of the cleaning head, areas on the to cleaning surface at angles of -45 ° to + 45 ° around its normal direction are hit by the droplet jets from the nozzles 12.
  • the Bowden cable 61 can also be attached to the drive crank 8 with a shorter lever arm, so that the mechanical path can be the same
  • the nozzles 12 can be designed as fan jet nozzles or, for example, also as cone jet nozzles. Several different types of nozzles can also be arranged on the nozzle console 11.
  • a device for interrupting the droplet jet or jets during predetermined time intervals or a device for switching between droplet and fluid jets is also provided in order to allow the liquid film formed by the sprinkling with the droplet jets to run off or a To allow drying of the surface.
  • the device comprises an electronic circuit device in the control unit 4, as well as one or more, via electrical feed lines 62 of the connecting line 6 with the electronic one
  • a common solenoid valve can be provided for all nozzles 12 of the nozzle console 11.
  • the nozzles 12 can also be divided into groups, each group being separate from the Control device is actuated by driving a solenoid valve. In this way, the groups of valves can also be operated one after the other by successively operating the valves, so that a region of the surface to be cleaned is successively hit by droplet jets from different nozzles from different directions.
  • the device 1 further comprises a frame tube 20 on which the cleaning head 5 with adjustable clamping elements 13, 15 and 17 and fastening rods is attached as an adjusting device.
  • the height of the cleaning head 5 can thus be roughly adjusted, for example when the frame tube 20 is installed vertically, and finely adjusted with respect to the height and the distance to a surface to be coated using the clamping elements 13 and 15.
  • the frame device with the frame tube 20 can be designed to be portable and / or dismantled in order to enable the device according to the invention to be set up on the surface to be cleaned.
  • the tensioning element can advantageously also be fastened to a shifting device fastened to the frame tube, the shifting device as well as the drive crank 8 by means of a suitable electromechanical
  • the device used for cleaning according to this embodiment of the method has two cleaning heads 51 and 52 with nozzle brackets 111 and 112 and corresponds essentially to the cleaning head 5 with nozzle bracket 11, as shown in FIGS. 1 and 2.
  • the cleaning heads 51 and 52 are arranged so that the nozzle brackets 111 and 112 are parallel to one another at approximately the same distance from the surface 3 of the body 2 and the nozzles are arranged in rows parallel to one another.
  • droplet jets 34 to 37 are generated with a first row of nozzles 12 and sprayed onto the surface 3, while the nozzles are pivoted along a predetermined angular range.
  • droplet jets 34 to 37 are generated from the nozzles 12 of the nozzle console 111 of the cleaning head 51, the nozzle console 111 being pivoted so that the
  • Droplet jets 34 to 37 sweep over an area of surface 3.
  • Fan jets are preferably used, which are generated by means of suitably designed nozzles, the jets advantageously being fanned out essentially perpendicular to the direction on the surface along which the jet travels when swiveled. In this way, a The largest possible area of the surface is covered with a single jet.
  • the droplet jets are then interrupted by interrupting the supply of liquid, for example by switching a solenoid valve, for a predetermined time interval, so that a liquid film which forms on the surface can run off or seep away.
  • the removal of the liquid film can be assisted by generating suitable fluid jets during the interruptions of the droplet jets.
  • the droplet jets 38 to 41 from the nozzles of the nozzle console 112 are also interrupted, so that the droplet jets hitting the surface 3 are in turn interrupted for a predetermined time interval.
  • This can in turn be supported by appropriate fluid jets.
  • This process in which groups of nozzles are operated in succession, can also be repeated one or more times, depending on the type of contamination.
  • the cleaning heads 51 and 52 are in a first position 30. The cleaning heads are then moved in a direction parallel to the surface to be cleaned from the first position 30 to a further position 32, and the process is repeated at this point.
  • Overlap area of the droplet jets are sprayed in this way by droplet jets from different directions, or are hit by a droplet jet from different directions.
  • two arbitrary regions 43 and 45 of the surface 3 are selected by way of example in FIG. 3.
  • each of these areas 43 and 45 is already hit from four different directions, as can be seen from the arrows pointing to the respective areas.
  • the nozzles of the nozzle console 112, which are arranged in series along the pivot axis, are furthermore offset from the nozzles of the nozzle console 111 along this direction. This ensures that these directions are not only in one plane, but within a cone.
  • the swivel range of the nozzle consoles 111 and 112 and their distance from the surface 3 is also selected such that the droplet jets lie on or within a cone with an opening angle of at least 45 °, preferably with the cone axis in the normal direction of the surface. In this way it is achieved that the droplet jets can reach impurities in pores 36 in the surface particularly well and thus also remove impurities below the surface. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Um eine gründliche und schonende Reinigung von Oberflächen, insbesondere von Gebäude- oder Bodenflächen zu ermöglichen, sieht die Erfindung ein Verfahren zur Reinigung von Oberflächen vor, wobei - zumindest ein Tröpfchenstrahl (34 - 41) auf eine zu reinigende Oberfläche (3) derart gerichtet wird, dass wenigstens ein Bereich (43, 45) der Oberfläche (3) unter verschiedenen Winkeln vom Tröpfchenstrahl (34 - 41) getroffen wird, und wobei - der Tröpfchenstrahl (34 - 41) während vorgegebener Zeitintervalle unterbrochen wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Oberflächen mit Flüssigkeitsstrahlen
Besehreibung
Die Erfindung betrifft allgemein die Behandlung von Oberflächen, insbesondere die Reinigung von Gebäude- oder Bodenflächen.
Die Substanz vieler Baudenkmäler wird unter anderem durch die zunehmende Umweltverschmutzung bedroht. Zu der Erhaltung historischer Gebäude sind aufwendige Restaurierungen erforderlich, die erhebliche Kosten verursachen. Besonders betroffen sind dabei Baudenkmäler, bei denen Kalkstein oder Sandstein als Baumaterial verwendet wurde. Gerade diese Baustoffe sind aber aufgrund ihrer leichten Bearbeitbarkeit besonders häufig verwendet worden. Kalziumkarbonat, welches in beiden Gesteinsarten vorkommt, ist chemisch wenig resistent und wird beispielsweise durch sauren Regen angegriffen. Dabei kommt es unter anderem auch durch die im sauren Regen vorhandene Schwefelsäure unter Reaktion mit dem mineralischen Kalziumkarbonat zur Bildung von Gips. Dieser füllt Poren im Gestein aus und sprengt dieses schließlich auf. Problematisch ist bei der Restaurierung historischer Gemäuer dabei auch die Entfernung solcher Gipsablagerungen unterhalb der Oberfläche.
BESTATIGUNGSKOPIE Zur Restauration von Baudenkmälern sind verschiedene Methoden aus dem Stand der Technik bekannt. Vielfach angewendete Verfahren sind das Nass- oder Trockensandblasen, oder auch die zu diesen Verfahren ähnliche Mikrokornstreuung. Beim
Nasssandblasen wird Sand über einen Mischkopf unter Drücken von 120 bis 150 Bar mit Wasser vermischt und auf die zu behandelnde Oberfläche gesprüht. Beim Trockensandblasen, beziehungsweise Sandstrahlen der Oberflächen wird der Sand von einem Pressluftstrahl mitgerissen und auf die Oberfläche geblasen. Diese Verfahren haben jedoch gravierende Nachteile. Die Verfahren wirken unter anderem hochgradig abrasiv. Sie erhalten daher die ursprüngliche Struktur des Steins nicht, sondern tragen vielmehr die Oberfläche ab. Dies wirkt sich unter anderem auch deshalb besonders schädlich auf den
Zustand des Gesteins aus, da die Härte der Steinoberfläche im allgemeinen nicht gleichmäßig ist . Vielfach ist sogar die Abriebfestigkeit der zu entfernenden Schmutzschicht höher als die des Steins selbst . Dies führt zu einem sehr ungleichmäßigen Abtrag und damit zu einer Aufrauung oder dem Einfügen von Mulden und Wellen in die Oberfläche. Zudem wird die ursprüngliche Struktur des Steins, wie etwa Kantenprofile und Reliefs geglättet, so dass die vorhandenen Strukturen verändert und so der ursprüngliche Zustand mehr und mehr zerstört wird. Schließlich wird die Oberflächenrauhigkeit durch eine Sandstrahlbehandlung um ein Vielfaches vergrößert. Dadurch verschmutzt der Stein anschließend noch schneller und wird stärker durch Umwelteinflüsse angegriffen. Zudem können sich bei diesen Verfahren Feinststäube entwickeln, die sehr ungesund sind. Diese Nachteile weisen in geringerem Maße auch Mischverfahren, wie etwa die Yos-Technik auf, bei welcher Streukörner zusammen mit Wassertröpfchen in einem Luftstrom vermischt unter Hochdruck auf die Oberfläche gesprüht werden. Zur Reinigung verschmutzter Steinoberflächen sind auch verschiedene chemische Verfahren bekannt geworden, die aber, wie beispielsweise bei Verwendung saurer oder alkalischer Chemikalien den Stein ebenfalls angreifen, oder schlecht umweltverträglich sind, oder auch lange Einwirkungszeiten bei gewissen Mindesttemperaturen benötigen.
Eine moderne Methode ist auch die Laserbehandlung. Dabei brennt der gebündelte Laser die oberflächliche Schmutzschicht ab. Dabei wird die Steinoberfläche ohne Zerstörung gereinigt. Hier besteht allerdings der Nachteil, dass der Stein durch die intensive Bestrahlung verfärbt werden kann. Außerdem können Gipseinlagerungen unter der Oberfläche nicht entfernt werden. Aus der DE 197 49 981 ist außerdem ein Verfahren zur Abtragung von Oberflächenverunreinigungen metallischer, organischer oder mineralischer Untergründe bekannt, bei welcher die Oberfläche mit einem dünnen Wasserfilm überzogen und dann anschließend mit einem fokussierten Laser bestrahlt wird. Im Fluidfilm kommt es so zu einer explosionsartigen
Verdampfung des Wassers, wodurch die Kontaminationen abgelöst werden. Bei diesem wie auch bei anderen Verfahren unter Einsatz von Lasern besteht allerdings unter anderem der Nachteil, dass diese Verfahren sehr langsam arbeiten und teuer sind.
Gegenüber der abrasiven Mikrokornstreuung ist die Verwendung von Hochdruck-Wasserstrahlen, wie sie bei üblichen Hochdruckreinigern eingesetzt werden, wesentlich schonender. Allerdings ist hier nachteilig, dass der Wasserstrahl die
Oberfläche im wesentlichen nur aus einer Richtung oder unter einem begrenzten Einfallswinkelbereich trifft. Um damit eine gründliche Reinigung zu erzielen, muss die Oberfläche zum Teil sehr lange besprüht werden. Bei der Hochdruckreinigung treten außerdem große Mengen Wasser als kontinuierlicher Strahl aus . Ein solcher Wasserstrahl kann dabei ähnlich abrasive Wirkungen entfalten, wie das Nass- oder Trockensandblasen.
In der HU 209 962 wird ferner ein Verfahren zur Reinigung für die Außenflächen eines Gebäudes beschrieben, bei welchem ein Hochdruck-Wasserstrahl auf eine Prallfläche gelenkt und dort in sehr feine Wasserkörner zerlegt wird, die so klein sind, dass sie in die Poren in der zu reinigenden Oberfläche eindringen können. Dadurch wird eine gute Tiefenwirkung erzeugt und Verschmutzungen und Ablagerungen unterhalb der Oberfläche können entfernt werden. Dementsprechend wird die Reinigungszeit verkürzt und die abrasive Wirkung gegenüber einer konventionellen Hochdruckreinigung reduziert. Allerdings werden die Wasserkörner durch den bei der Reinigung entstehenden Wasserfilm gebremst und deren reinigende Wirkung so reduziert.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine gründliche und schonende Reinigung von Oberflächen zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird bereits in höchst überraschend einfacher Weise durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, sowie eine Vorrichtung gemäß Anspruch 26 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche .
Dementsprechend sieht die Erfindung ein Verfahren zur Reinigung von Oberflächen, insbesondere von Gebäude- oder Bodenflächen vor, bei welchem - zumindest ein Tröpfchenstrahl auf eine zu reinigende Oberfläche derart gerichtet wird, daß wenigstens ein Bereich der Oberfläche unter verschiedenen Winkeln getroffen wird, wobei - der Tröpfchenstrahl während vorgegebener Zeitintervalle unterbrochen wird.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Reinigung von Oberflächen, die insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist, umfasst demgemäss
- zumindest eine Einrichtung zur Erzeugung eines Tropfchenstrahls mit zumindest einer Düse,
- eine Einrichtung zur Bewegung der zumindest einen Düse derart, dass wenigstens ein Bereich einer zu reinigenden Oberfläche- unter verschiedenen Winkeln vom Strahl getroffen wird, sowie
- eine Einrichtung zur Unterbrechung des Tropfchenstrahls während vorgegebener Zeitintervalle.
Durch das Unterbrechen des Tropfchenstrahls während der vorgegebenen Zeitintervalle wird ein Ablaufen oder Versickern der sich auf der zu reinigenden Oberfläche aus dem Tropfchenstrahl niederschlagenden Flüssigkeit ermöglicht . Auf diese Weise wird eine dämpfende Wirkung eines sich auf der Oberfläche bildenden Flüssigkeitsfilms auf die auftreffenden Flüssigkeitströpfchen vermindert . Ein solcher Flüssigkeitsfilm würde ansonsten besonders in den Poren der Oberfläche haften bleiben und die Wirkung des Tropfchenstrahls behindern. Durch das erfindungsgemäße Verfahren, beziehungsweise die erfindungsgemäße Vorrichtung kann so, indem in den Unterbrechungsintervallen bei der Behandlung der Flüssigkeitsfilm wenigstens teilweise abgeführt wird, eine besonders .gute Tiefenwirkung bei der Reinigung erzielt werden. Außerdem wird auch der für die Reinigung erforderliche Flüssigkeits- und Energieverbrauch deutlich gegenüber anderen Verfahren verringert. Wird als Flüssigkeit zur Erzeugung des Tropfchenstrahls außerdem Wasser verwendet, so ist das Verfahren zudem überaus umwe11freundlich.
Um in den Zeitintervallen, in denen der Tropfchenstrahl unterbrochen ist, das Abführen des gebildeten Flüssigkeitsfilms zu unterstützen beziehungsweise die
Trocknung der zu reinigenden Oberfläche zu bewirken, wird vorteilhaft zumindest ein Fluidstrahl auf wenigstens einen Bereich der zu reinigenden Oberfläche gerichtet . Das Fluid kann dabei ein Gas oder eine Mischung eines Gases und einer Flüssigkeit umfassen. Am einfachsten und preisgünstigsten kann Pressluft als Fluid verwendet werden. Abhängig von der für den Tröpfchenstrahl verwendeten Reinigungsflüssigkeit können aber auch andere Gase eingesetzt werden. Eine Mischung aus Gas und Flüssigkeit als Fluid kann beispielsweise während des Abführens des Flüssigkeitsfilms beziehungsweise während der Trocknung der Oberfläche gleichzeitig noch eine reinigende Wirkung haben. Eine Mischung aus Gas und Flüssigkeit kann sich auch allein daraus ergeben, dass für beide Strahlarten die gleichen Düsen verwendet werden.
Die Verwendung der gleichen Düsen für beide Strahlarten ist der Einfachheit halber bevorzugt. Aufgrund der erforderlichen Umschaltung zwischen den Strahlarten kommt es in diesem Fall in der Regel zu Pausen in der Strahlerzeugung. Dementsprechend umfasst eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens die folgenden Schritte:
- Erzeugen von zumindest einem Tröpfchenstrahl während eines ersten Zeitintervalls, - Unterbrechen der Strahlerzeugung während eines zweiten Zeitintervalls,
- Erzeugen von zumindest einem Fluidstrahl während eines dritten Zeitintervalls, und - Unterbrechen der Strahlerzeugung während eines vierten Zeitintervalls, wobei diese Schritte ein- oder mehrmals wiederholt werden können.
Die genannten Zeitintervalle werden in Abhängigkeit der Qualität des zu reinigenden Materials und der Beschaffenheit der Oberfläche beziehungsweise des Verschmutzungsgrads sowie der für den Tröpfchenstrahl verwendeten Flüssigkeit und des verwendeten Fluids eingestellt. Die vier Zeitintervalle können daher unterschiedliche Werte haben, die außerdem abhängig von der Reinigungsaufgabe variieren können.
Bevorzugt liegen die Zeitintervalle jeweils zwischen 0,01 und 10 Sekunden.
Um definierte Vorgaben bezüglich der Zeitintervalle möglichst genau einhalten zu können, weist die erfindungsgemäße
Vorrichtung zur Steuerung bevorzugt eine Steuereinheit auf, die zumindest einen Mikrokontroller umfasst .
Ferner wird, indem der Tröpfchenstrahl einen zu reinigenden Bereich der Oberfläche unter verschiedenen Winkeln trifft, eine sehr gründliche Reinigung ermöglicht, da die Tröpfchen auf diese Weise in Poren vorhandene Verschmutzungen oder Ablagerungen unter weitgehender Vermeidung von Abschattungseffekten erreichen und so entfernen können. So können auch beispielsweise Gipsablagerungen, die tief in Poren sitzen, weitgehend ohne Zerstörung der Oberfläche entfernt werden. Selbst verhältnismäßig weiche Materialien, wie beispielsweise Edelputz-Verzierungen oder Bemalungen auf Fassaden können so gereinigt werden, dass der Originalzustand erhalten bleibt. Es ist ebenfalls von Vorteil, wenn der Fluidstrahl die Oberfläche unter verschiedenen Winkeln trifft, da hierdurch das Abführen eines sich bildenden Flüssigkeitsfilms begünstigt wird.
Um einen zu reinigenden Bereich der Oberfläche unter verschiedenen Winkeln mit dem Tröpfchenstrahl und/oder dem Fluidstrahl zu erreichen, kann der Strahl, beziehungsweise die Düse vorteilhaft auf verschiedene Weisen bewegt werden. Beispielsweise kann die Bewegung eine Schwenkbewegung umfassen, insbesondere eine Schwenkbewegung mit einer im wesentlichen in Richtung entlang des zu reinigenden Oberflächenbereichs, beziehungsweise parallel zum Oberflächenbereich liegenden Schwenkachse . Auch eine translatorische Bewegung des Strahls oder der' Düse entlang einer oder zweier Richtungen des Oberflächenbereichs ist möglich. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Strahl dabei sowohl geschwenkt, als auch entlang der Oberfläche bewegt. Dementsprechend kann die Einrichtung zur Bewegung der zumindest einen Düse eine Einrichtung zum Schwenken der Düse und/oder eine Einrichtung zum Translatieren oder• Verschieben der Düse umfassen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der
Tröpfchenstrahl und/oder der Fluidstrahl einen Fächerstrahl, der beispielsweise mittels einer geeigneten Fächerstrahl-Düse erzeugt wird. Ein derartiger Strahl ist insbesondere in Verbindung mit einer geschwenkten Düse vorteilhaft . Ebenso sind aber auch andere Strahlformen, wie beispielsweise
Kegelstrahlen möglich, beispielsweise in Verbindung mit einer rotierend oder nur entlang der Oberfläche translatierend bewegten Düse. Der Winkelbereich, unter dem der Tröpfchenstrahl und/oder der Fluidstrahl den Bereich der Oberfläche trifft, kann vorteilhaft im Bereich von zumindest -45° bis +45° um die Normalenrichtung des Bereichs liegen. Besonders vorteilhaft ist es dabei auch, wenn die Einfallsrichtungen des Tropfchenstrahls nicht nur in einer zum Bereich der Oberfläche nicht parallelen Ebene liegen. Vielmehr ist es auch von Vorteil, wenn die verschiedenen Einfallsrichtungen des Tropfchenstrahls auf und/oder innerhalb eines Kegels liegen. Bevorzugt liegt dabei die Kegelachse im wesentlichen in Normalenrichtung. 'Für eine gute Reinigungswirkung ist es dabei außerdem von Vorteil, wenn der Öffnungswinkel des Kegels zumindest 45° beträgt. Um eine Überstreichung der Oberfläche mit Tröpfchenstrahlen unter diesen Winkeln zu ermöglichen, kann die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Einrichtung zum Schwenken der Düse vorteilhaft für einen Schwenkbereich von zumindest 90° ausgelegt sein.
Die Reinigungswirkung bei gegebener Flüssigkeitsmenge wird im allgemeinen um so besser, je mehr Flüssigkeitströpfchen die Oberfläche berieseln. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist dabei der Tröpfchenstrahl Tröpfchen mit einem Tropfchendurchmesser kleiner oder gleich 0,5 Millimeter auf. Sehr gute Ergebnisse bei der Reinigung können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erreicht werden, wenn 105 bis 1012 Flüssigkeitstropfen pro Sekunde und Quadratdezimeter auf die zu reinigende Oberfläche gespritzt werden.
Derartige Tröpfchenstrahlen mit feinen Tröpfchen können besonders vorteilhaft durch das Zerstäuben eines Flüssigkeitsstrahles an einer Prallfläche erzeugt werden. Geeignete Verfahren und Einrichtungen, bei welchen zur Erzeugung eines Tropfchenstrahls ein Wasserstrahl an einer Prallfläche zerstäubt wird, sind auch aus der HU 209 962 und der DE 3738898 bekannt, deren Offenbarungsgehalt vollumfänglich auch zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemacht wird.
Vorzugsweise wird ferner zur Erzeugung des Tropfchenstrahls eine Flüssigkeit unter Hochdruck aus einer Düse gesprüht wobei die Flüssigkeit vorzugsweise mit einem Druck von zumindest 1,5 bar, bevorzugt mit einem Druck in einem Bereich von 2 bis 40 bar, besonders bevorzugt mit einem Druck in einem Bereich von 2 bis 8 bar beaufschlagt wird. Die Flüssigkeit kann dabei direkt beim Austreten aus der Düse, oder, wie oben beschrieben durch Auftreffen auf eine Prallfläche zerstäubt werden. Vorzugsweise liegt der Durchmesser der Düse zur Erzeugung des Tropfchenstrahls zwischen 0,02 mm und 3 mm, insbesondere zwischen 0,05 mm und 0, 75 mm.
Zur Erzeugung des Fluidstrahls wird vorzugsweise ein Fluid, umfassend ein Gas oder eine Mischung aus Gas und Flüssigkeit, unter Hochdruck aus einer Düse expandiert, wobei der Druck zumindest 1,5 bar beträgt und bevorzugt in einem Bereich von 2 bis 10 bar liegt. Der Düsendurchmesser für die Erzeigung des Fluidstrahls liegt bevorzugt zwischen 0,02 mm und 3 mm, insbesondere zwischen 0,1 mm und 1,5 mm.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung form der Erfindung wird das Reinigen unter Einsatz mehrerer Düsen, beziehungsweise mehrerer Tropfchenstrahlen durchgeführt . Vorteilhaft können zum Beispiel mehrere Tropfchenstrahlen mit entlang einer Reihe angeordneten Düsen erzeugt werden. Dazu kann eine Düsenkonsole mit mehreren entlang einer Reihe angeordneten Düsen vorgesehen sein, die mittels einer geeigneten Einrichtung zur Bewegung der zumindest einen Düse bewegt, also beispielsweise geschwenkt und/oder translatiert wird. Gemäß einer Variante dieser Ausführungsform wird dabei die Konsole sowohl geschwenkt, als auch translatiert. Dementsprechend umfasst bei dieser Variante die Einrichtung zur Bewegung der zumindest einen Düse eine Einrichtung zum Schwenken und Translatieren der Düsenkonsole . Entsprechendes gilt für die Fluidstrahlen.
Um größere Flächen gleichzeitig bearbeiten zu können, umfasst eine weitere Ausführungsform der Erfindung außerdem mehrere Reinigungskδpfe mit jeweils zumindest einer Düse oder jeweils einer Düsenkonsole mit mehreren Düsen.
Vorteilhaft können mehrere Düsen ferner jeweils einzeln, gemeinsam oder in zumindest zwei Gruppen zusammengefasst, beziehungsweise miteinander verbunden angesteuert oder betrieben werden, um je nach Anordnung der Düsen und dem
Ablauf des Reinigungsvorgangs eine gute Winkelverteilung der auf einen zu reinigenden Bereich der Oberfläche auftreffenden Tröpfchenstrahlen zu erreichen. Insbesondere können dabei mit Vorteil einzelne Düsen oder Gruppen von Düsen nacheinander betrieben werden. Das Ansteuern jeweils einzelne Düsen oder Gruppen von Düsen kann in einfacher Weise durch Betätigen einer oder mehrerer an den Düsen beziehungsweise deren Flüssigkeitszufuhr angeschlos ener Ventileinrichtungen. Besonders geeignet sind dafür insbesondere Magnetventile .
Auch können unterschiedliche Düsen oder Gruppen von Düsen jeweils für die Erzeugung der Tröpfchenstrahlen und für die Erzeugung der Fluidstrahlen vorgesehen sein. Bei einer solchen Anordnung kann auch im wesentlichen ohne Pause zwischen den beiden Strahlarten umgeschaltet werden.
Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass
- Tröpfchenstrahlen mit einer ersten Reihe von Düsen erzeugt werden, während die Düsen entlang eines vorgegebenen Winkelbereiches geschwenkt werden,
- die Tropfchenstrahlen dann unterbrochen, - nach vorgegebenem Zeitintervall dann Tröpfchenstrahlen mit einer zweiten, zur ersten Reihe bevorzugt parallel angeordneten Reihe von Düsen erzeugt werden, während die Düsen entlang eines vorgegebenen Winkelbereiches geschwenkt werden, und - die Tröpfchenstrahlen dann unterbrochen werden.
Anstelle mit zwei Reihen von Düsen kann dieses Verfahren auch auf drei oder mehr Düsenreihen erweitert werden, indem der Vorgang entsprechend für die weiteren Düsenreihen fortgesetzt wird. Dies kann unter anderem bei besonders leistungsstarken erfindungsgemäßen Vorrichtungen, mit denen schnell große Flächen bearbeitet werden können, von Vorteil sein.
Der oben beschriebene Vorgang kann ein- oder mehrmals wiederholt werden. Ist ein solcher Reinigungszyklus abgeschlossen, so können die erste und zweite Reihe von Düsen, insbesondere nach Ablauf des Vorgangs oder nach Ablauf ein- oder mehrmaliger Wiederholung des Vorgangs entlang der zu reinigenden Oberfläche translatiert werden, um einen weiteren Teilbereich der zu reinigenden Oberfläche zu behandeln. Während der Unterbrechungen der Tröpfchenstrahlen kann auch in dieser Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, Fluidstrahlen zu erzeugen und auf die zu reinigende Oberfläche zu richten.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist diese außerdem eine elektronische Steuerungseinrichtung zur Steuerung des Reinigungsablaufs auf .
Vorteilhaft kann eine geeignete elektronische oder mechanische Steuerungseinrichtung auch eine Einrichtung zur Vorgabe der Zeitintervalle der Unterbrechung des Tropfchenstrahls beziehungsweise zur Vorgabe der oben beschriebenen ersten bis vierten Zeitintervalle bei Einsatz von Tröpfchen- und Fluidstrahlen und/oder eine Einrichtung zur Einstellung der Bewegung der zumindest einen Düse umfassen.
Insbesondere um Gebäude und Denkmäler zu reinigen, ist es schließlich von Vorteil, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung leicht vor Ort aufgestellt und in Betrieb genommen werden kann. Dazu kann die Vorrichtung unter anderem eine tragbare und/oder zerlegbare Gestelleinrichtung umfassen, die auf diese Weise schnell vor der zu reinigenden Oberfläche aufstellbar ist. Mittels einer geeigneten Justiereinrichtung kann außerdem vorteilhaft vor der Inbetriebnahme der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Position der Düse zur Oberfläche- eingestellt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend genauer anhand bevorzugter Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Dabei verweisen gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche Teile.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Teilansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 2 eine Aufsicht auf einen Reinigungskopf der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform, Fig. 3 anhand einer schematischen Ansicht und
Fig. 4 anhand einer schematischen Aufsicht auf eine zu reinigende Oberfläche Verfahrensschritte gemäß einer Ausführungsform der Erfindung
In Fig. 1 ist eine Teilansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Reinigung von Oberflächen, insbesondere von Gebäude- oder Bodenflächen dargestellt, die als Ganzes mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist. Der Reinigungsvorgang wird bei dieser Ausführungsform durch eine Steuereinheit 4 mit elektronischer Steuerungseinrichtung und mechanischer Antriebseinrichtung gesteuert . Bevorzugt können auch Parameter für den zeitlichen und örtlichen Bewegungsablauf eingegeben und in der elektronischen Steuerungseinrichtung der Steuereinheit gespeichert werden, so dass die elektronische Steuerungseinrichtung zusammen mit einer geeigneten Eingabeeinrichtung als Einrichtung zur Einstellung der Bewegung der Düse und/oder als Einrichtung zur Vorgabe der Zeitintervalle für die Erzeugung und Unterbrechung des Tröpfchen- und Fluidstrahls dient. In einem Speicher der elektronischen Steuerungseinrichtung können auch verschiedene vorgegebene Parameter abgespeichert sein, die dann mit einer Eingabeeinrichtung als vorgegebene Reinigungsabläufe ausgewählt werden können. So können verschiedene Reinigungsabläufe an die Eigenschaften verschiedener Materialien zu reinigender Oberflächen angepasst sein. Beispielsweise weisen verschiedene Materialien wie etwa Sandstein oder Marmor im allgemeinen unterschiedliche Porositäten auf, was unter anderem die Geschwindigkeit des Ablaufens des Flüssigkeitsfilms beeinflusst.
Die Vorrichtung 1 weist eine oder mehrere Einrichtungen zur Erzeugung eines Tropfchenstrahls und/oder eines Fluidstrahls auf,' wobei die Einrichtung zur Erzeugung eines Tropfchenstrahls und/oder eines Fluidstrahls in dieser
Ausführungsform eine Düsenkonsole 11 umfasst, die mit einem Anschluss 7 zur Zuführung von Reinigungsflüssigkeit beziehungsweise Fluid (Gas oder Gas/Flüssigkeit-Gemisch) verbunden ist. Auf der Düsenkonsole 11 sind mehrere Düsen 12 entlang einer Reihe angeordnet. Die Flüssigkeits- bzw.
Fluidzufuhr über den Anschluss 7 kann außerdem mittels eines manuellen Sperrventils 9 geöffnet oder unterbrochen werden.
Die Einrichtung zur Erzeugung eines Tropfchenstrahls und/oder Fluidstrahls umfasst ferner eine in Fig. 1 nicht dargestellte Pumpeinrichtung, mittels welcher eine Flüssigkeit bzw. ein Fluid mit Hochdruck, für Flüssigkeiten bevorzugt in einem Bereich von 2 bis 40 bar und für Gase bevorzugt in einem Bereich von 2 bis 10 bar beaufschlagt wird. Die Flüssigkeit bzw. das Fluid wird über eine Druckleitung dem Anschluss 7 zugeführt. Bevorzugt wird als Flüssigkeit Wasser und als Fluid Luft verwendet. Es ist jedoch auch die Verwendung anderer Flüssigkeiten, wie beispielsweise von mit Detergenzien versetztem Wasser, sauren oder alkalischen Lösungen je nach Einsatzzweck und der zu entfernenden
Verunreinigungen möglich. Die Umsc altung zwischen Zufuhr von Flüssigkeit und Fluid erfolgt über ein geeignetes Umsehaltventil und wird bevorzugt von der Steuerungseinrichtung der Steuereinheit gesteuert . Bei Verwendung unterschiedlicher Düsen für die Erzeugung der Tröpfchenstrahlen und der Fluidstrahlen können auch getrennte Pumpeinrichtungen, Druckleitungen und Anschlüsse vorgesehen werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst außerdem eine Einrichtung zur Bewegung der zumindest einen Düse, um Bereiche einer zu reinigenden Oberfläche unter jeweils möglichst vielen verschiedenen Winkeln vom Tropfchenstrahl zu treffen. Diese Einrichtung umfasst eine schwenkbare oder drehbare Rohrkupplung 10, mit welcher die Düsenkonsole 11 dreh- oder schwenkbar an einem Reinigungskopf 5 befestigt ist, wobei die Düsen 12 entlang der Schwenkachse angeordnet sind. Fig. 2 zeigt dazu ergänzend eine Aufsicht auf den
Reinigungskopf der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform. Die Einrichtung zur Bewegung der Düsen 12 umfasst ferner eine Einrichtung zum Schwenken der Düsen, beziehungsweise der Düsenkonsole 11 mit den Düsen 12. Dazu ist eine Äntriebskurbel 8, die an der Düsenkonsole 11 befestigt ist, sowie eine von einem elektronischen Schaltkreis der Steuereinheit 4 gesteuerten elektromechanische Antriebseinrichtung, welche die Antriebskurbel 8 betätigt, vorgesehen. Die Betätigung erfolgt dabei über einen Bowdenzug 61 einer Verbindungsleitung 6 von der Steuereinheit 4 zum Reinigungskopf 5. Die Steuereinheit 4 weist mehrere Steueranschlüsse 63 auf, um mehrere Reinigungskδpfe an die Steuereinheit anschließen zu können.
Vorteilhaft kann die Antriebskurbel für einen Schwenkbereich von mindestens -45° bis +45° um die Ruhe- oder Mittenstellung der Düsenkonsole 11 ausgelegt sein, so dass bei geeigneter Ausrichtung des Reinigungskopfes Bereiche auf der zu reinigenden Oberfläche unter Winkeln von -45° bis +45° um deren Normalenrichtung von den Tröpfchenstrahlen aus den Düsen 12 getroffen werden. Der Bowdenzug 61 kann auch mit einem kürzeren Hebelarm an der Antriebskurbel 8 befestigt werden, so dass sich bei gleichem Weg der mechanischen
Antriebseinrichtung der Steuereinheit 4 eine entsprechend größere Auslenkung des Hebelarms 8 und damit ein größerer Winkelbereich der Schwenkbewegung der Düsenkonsole 11 ergibt.
Die Düsen 12 können als Fächerstrahl-Düsen oder beispielsweise auch als Kegelstrahl-Düsen ausgebildet sein. Auch können auf der Düsenkonsole 11 mehrere verschiedene Düsentypen angeordnet sein.
Für die Vorrichtung 1 ist außerdem eine Einrichtung zur Unterbrechung des oder der Tropfchenstrahlen während vorgegebener Zeitintervalle bzw. eine Einrichtung zur Umschaltung zwischen Tröpfchen- und Fluidstrahlen vorgesehen, um ein Ablaufen des durch die Berieselung mit den Tröpfchenstrahlen auf der zu reinigenden Oberfläche entstehenden Flüssigkeitsfilms bzw. eine Trocknung der Oberfläche zu ermöglichen. Die Vorrichtung umfasst eine elektronische Schaltungseinrichtung in der Steuereinheit 4, sowie ein oder mehrere, über elektrische Zuleitungen 62 der Verbindungsleitung 6 mit der elektronischen
Schaltungseinrichtung verbundene elektromechanische Magnetventile im Reinigungskopf 5, mit welchen durch Schließen oder Öffnen die Zufuhr über den Anschluss 7 zu den Düsen der Düsenkonsole 11 und damit auch der Strahl unterbrochen oder fortgesetzt werden kann. Es kann ein gemeinsames Magnetventil für alle Düsen 12 der Düsenkonsole 11 vorgesehen sein. Die Düsen 12 können auch in Gruppen unterteilt sein, wobei jede Gruppe separat von der Steuereinrichtung durch Ansteuern eines Magnetventils betätigt wird. Auf diese Weise können die Gruppen von Ventilen durch aufeinanderfolgendes Betätigen der Ventile auch nacheinander betätigt werden, so dass ein Bereich der zu reinigenden Oberfläche nacheinander von Tröpfchenstrahlen verschiedener Düsen aus verschiedenen Richtungen getroffen wird.
Die Vorrichtung 1 umfasst ferner ein Gestellrohr 20, an welchem der Reinigungskopf 5 mit einstellbaren Spannelementen 13, 15 und 17 und Befestigungsstangen als Justiereinrichtung angebracht ist. Mit dem Spannelement 17 kann so beispielsweise bei vertikaler Aufstellung des Gestellrohres 20 die Höhe des Reinigungskopfes 5 grob eingestellt und unter Verwendung der Spannelemente 13 und 15 fein bezüglich der Höhe und dem Abstand zu einer zu beschichtenden Oberfläche eingestellt werden. Die Gestelleinrichtung mit dem Gestellrohr 20 kann tragbar und/oder zerlegbar konstruiert sein, um das Aufstellen der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor Ort an der zu reinigenden Oberfläche zu ermöglichen.
Das Spannelement kann vorteilhaft auch an einer am Gestellrohr befestigten Verschiebeeinrichtung befestigt sein, wobei die Verschiebeeinrichtung ebenso wie die Antriebskurbel 8 mittels einer geeigneten elektromechanischen
Antriebseinrichtung gesteuert durch eine elektronische Steuerungseinrichtung der Steuereinheit 4 betätigt wird. Auf diese Weise kann neben einer Schwenkbewegung der Düsenkonsole um die Schwenkachse 24 auch eine Translation der Düsenkonsole 11 entlang der Translationsrichtung 22 vorgenommen und eingestellt werden, so dass die Einrichtung zur Bewegung der zumindest einen Düse auch eine Einrichtung zum Translatieren der Düse umfasst . Im folgenden wird eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens näher anhand der Figuren 3 und 4 erläutert . Dabei zeigt Fig. 3 eine Ansicht und Fig. 4 eine schematische Aufsicht auf eine zu reinigende Oberfläche 3 eines Körpers 2, sowie Verfahrensschritte gemäß einer Aμsführungsform der Erfindung.
Die zur Reinigung gemäß dieser Ausführungsform des Verfahrens verwendete Vorrichtung weist zwei Reinigungskδpfe 51 und 52 mit Düsenkonsolen 111 und 112 auf und entsprechen im wesentlichen dem Reinigungskopf 5 mit Düsenkonsole 11, wie er in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Die Reinigungsköpfe 51 und 52 sind dabei so angeordnet, dass die Düsenkonsolen 111 und 112 parallel zueinander unter etwa gleichem Abstand zur Oberfläche 3 des Körpers 2 stehen und deren Düsen in zueinander parallelen Reihen angeordnet sind.
Zunächst werden gemäß dieser Ausführungsform des Verfahrens Tröpfchenstrahlen 34 bis 37 mit einer ersten Reihe von Düsen 12 erzeugt und auf die Oberfläche 3 gesprüht, während die Düsen entlang eines vorgegebenen Winkelbereiches geschwenkt werden. Dazu werden aus den Düsen 12 der Düsenkonsole 111 des Reinigungskopfes 51 Tröpfchenstrahlen 34 bis 37 erzeugt, wobei die Düsenkonsole 111 geschwenkt wird, so dass die
Tröpfchenstrahlen 34 bis 37 einen Bereich der Oberfläche 3 überstreichen.
Dabei werden vorzugsweise Fächerstrahlen eingesetzt, die mittels geeignet ausgebildeter Düsen erzeugt werden, wobei die Strahlen vorteilhaft im wesentlichen senkrecht zu der Richtung auf der Oberfläche, entlang welcher der Strahl bei Schwenken wandert, aufgefächert ist. Auf diese Weise wird ein möglichst großer Bereich der Oberfläche mit einem einzelnen Strahl überstrichen.
Anschließend werden die Tröpfchenstrahlen durch Unterbrechung der Flüssigkeitszufuhr, beispielsweise durch Schalten eines Magnetventils für ein vorgegebenes Zeitintervall unterbrochen, so dass ein Flüssigkeitsfilm, der sich auf der Oberfläche bildet, ablaufen oder versickern kann. Das Abführen des Flüssigkeitsfilms kann unterstützt werden durch Erzeugen von geeigneten Fluidstrahlen während der Unterbrechungen der Tropfchenstrahlen.
Daraufhin werden nach Ablauf des vorgegebenen Zeitintervalls dann Tröpfchenstrahlen mit einer zweiten, zur ersten Reihe parallel angeordneten Reihe von Düsen erzeugt, während die Düsen entlang eines vorgegebenen Winkelbereiches geschwenkt werden. Dazu wird durch Schalten eines weiteren Magnetventils die Reinigungsflüssigkeit zu der weiteren Düsenkonsole 112 des Reinigungskopfes 52 geleitet, so dass die Besprühung der Oberfläche 3, nun aus den Düsen 12 der Düsenkonsole 112 fortgesetzt wird, wobei die Düsenkonsole 112 ebenfalls geschwenkt wird und einen Bereich der Oberfläche überstreicht, der teilweise mit dem durch die Düsen 12 der Düsenkonsole 111 überstrichenen Bereich überlappt. Daraufhin werden auch die Tropfchenstrahlen 38 bis 41 aus den Düsen der Düsenkonsole 112 unterbrochen, so dass die auf die Oberfläche 3 treffenden Tröpfchenstrahlen wiederum für ein vorgegebenes Zeitintervall unterbrochen werden. Dies kann wiederum durch entsprechende Fluidstrahlen unterstützt werden. Dieser Vorgang, bei welchem Gruppen von Düsen nacheinander betrieben werden, kann je nach Verschmutzungsart auch ein- oder mehrmals wiederholt werden. Während dieses Vorgangs befinden sich die Reinigungsköpfe 51 und 52 an einer ersten Position 30. Anschließend werden die Reinigungsköpfe entlang einer Richtung parallel zu der zu reinigenden Oberfläche von der ersten Position 30 zu einer weiteren Position 32 verfahren, und der Vorgang an dieser Stelle wiederholt .
Bereiche oder Punkte der Oberfläche, die im
Überlappungsbereich der Tropfchenstrahlen liegen, werden auf diese Weise von Tröpfchenstrahlen aus unterschiedlichen Richtungen besprüht, beziehungsweise aus unterschiedlichen Richtungen von einem Tröpfchenstrahl getroffen. Zur Verdeutlichung sind in Fig. 3 beispielhaft zwei beliebige Bereiche 43 und 45 der Oberfläche 3 ausgewählt. Nach dem einmaligen Translatieren der Reinigungsköpfe 51 und 52 und dem Durchführen des oben beschriebenen Vorgangs wird jeder dieser Bereiche 43 und 45 bereits aus vier verschiedenen Richtungen getroffen, wie anhand der auf die jeweiligen Bereiche gerichteten Pfeile zu erkennen ist . Die entlang der Schwenkachse in Reihe angeordneten Düsen der Düsenkonsole 112 sind ferner zu den Düsen der Düsenkonsole 111 entlang dieser Richtung versetzt angeordnet. Damit wird erreicht, dass diese Richtungen nicht nur in einer Ebene liegen, sondern innerhalb eines Kegels. Vorzugsweise wird dabei der Schwenkbereich der Düsenkonsolen 111 und 112 und deren Abstand zur Oberfläche 3 außerdem so gewählt, dass die Tröpfchenstrahlen auf oder innerhalb eines Kegels mit einem Öffnungswinkel von zumindest 45°, vorzugsweise mit Kegelachse in Normalenrichtung der Oberfläche liegen. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Tröpfchenstrahlen besonders gut auch Verunreinigungen in Poren 36 in der Oberfläche erreichen können und dort somit auch Verunreinigungen unterhalb der Oberfläche beseitigen. Bezugszeichenliste
1 Vorrichtung zur Reinigung von Oberflächen
2 Körper
3 Oberfläche von 2
4 Steuereinheit
5, 51, 52 Reinigungskopf
6 Verbindungsleitung
61 Bowdenzug
62 Elektrische Zuleitung
63 Steueranschlüsse an Steuereinheit 4
7 Anschluss
8 Antriebskurbel
9 manuelles Sperrventil
10 Rohrkupplung
11, 111, Düsenkonsole
112
12 Düse
13, 15, 17 Spannelement
19 Befestigungsstangen
20 Gestellrohr
22 Translationsrichtung
24 Schwenkachse
Positionen der Reinigungsköpfe 51, 52
34 - 41 Trδ fchen trahlen
36 Pore

Claims

Patentansprüche :
1. Verfahren zur Reinigung von Oberflächen, insbesondere von Gebäude- oder Bodenflächen, wobei
- zumindest ein Tröpfchenstrahl (34 - 41) auf eine zu reinigende Oberfläche (3) derart gerichtet wird, dass wenigstens ein Bereich (43, 45) der Oberfläche (3) unter verschiedenen Winkeln vom Tropfchenstrahl (34 - 41) getroffen wird, . dadurch gekennzeichnet, dass
- der zumindest eine Tropfchenstrahl (34 - 41) während vorgegebener Zeitintervalle unterbrochen wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während der Zeitintervalle, in denen der zumindest eine Tröpfchenstrahl (34 - 41) unterbrochen ist, zumindest ein Fluidstrahl, bestehend aus einem Gas oder aus einer Mischung eines Gases und einer Flüssigkeit, auf den wenigstens einen Bereich (43, 45) der zu reinigenden Oberfläche (3) gerichtet wird.
3. Verfahren gemäß Anspruch 2 , gekennzeichnet durch die Schritte: - Erzeugen von zumindest einem Tröpfchenstrahl (34 - 41) während eines ersten ZeitIntervalls,
- Unterbrechen der Strahlerzeugung während eines zweiten Zeitintervalls,
- Erzeugen von zumindest einem Fluidstrahl während eines dritten Zeitintervalls, und
- Unterbrechen der Strahlerzeugung während eines vierten Zeitintervalls .
4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste, zweite, dritte und vierte Zeitintervall jeweils eine vorgegebene Dauer hat, die vorzugsweise jeweils zwischen 0,01 und 10 Sekunden liegt.
5.. Verfahren gemäß. Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte ein- oder mehrmals wiederholt werden.
6. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tropfchenstrahl (34 - 41) und/oder der Fluidstrahl um eine insbesondere im wesentlichen entlang des Oberflächenbereichs verlaufende Schwenkachse (24) geschwenkt wird.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tröpfchenstrahl (34 - 41) und/oder der Fluidstrahl entlang des Bereichs (43, 45) der Oberfläche (3) translatorisch bewegt wird.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tröpfchenstrahl (34 - 41) und/oder der Fluidstrahl einen Fächerstrahl oder einen Kegelstrahl umfasst .
9. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich (43, 45) der Oberfläche (3) unter Winkeln im Bereich von -45° bis +45° um eine Normalenrichtung des Bereichs vom Tröpfchenstrahl (34 - 41) und/oder vom Fluidstrahl getroffen wird.
10. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiedenen Einfallsrichtungen des Tropfchenstrahls und/oder Fluidstrahls auf und/oder innerhalb eines Kegels mit einem Öffnungswinkel von zumindest 45°, vorzugsweise mit Kegelachse in Normalenrichtung liegen.
11. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Tröpfchenstrahl (34 - 41) mit Tröpfchen, die einen Durchmesser kleiner oder gleich 0,5 Millimeter aufweisen, auf den Bereich der Oberfläche (3) gerichtet wird.
12. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tröpfchenstrahl (34 - 41) durch Zerstäuben eines Flüssigkeitsstrahles an einer Prallfläche erzeugt wird.
13. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung des Tröpfchenstrahls (34 - 41) eine Flüssigkeit unter Hochdruck aus einer Düse (12) gesprüht wird, vorzugsweise unter einem Druck von zumindest 1,5 Bar, bevorzugt unter einem Druck in einem Bereich von 2 bis 40 Bar, besonders bevorzugt unter einem Druck in einem Bereich von 2 bis 8 Bar.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit aus einer Düse mit einem Durchmesser zwischen 0,02 mm und 3 mm, insbesondere zwischen 0,05 mm und 0,75 mm, gesprüht wird.
15. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung des Fluidstrahls ein Fluid, bestehend aus einem Gas oder aus einer Mischung eines Gases und einer Flüssigkeit, unter Hochdruck aus einer Düse (12) expandiert wird, vorzugsweise unter einem Druck von zumindest 1,5 Bar, besonders bevorzugt unter einem Druck in einem Bereich von 2 bis 10 Bar.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid aus einer Düse mit einem Durchmesser zwischen 0,02 mm und 3 mm, insbesondere zwischen 0,1 mm und 1,5 mm, expandiert wird.
17. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Tröpfchenstrahlen (34 - 41) auf die Oberfläche (3) gerichtet werden.
18. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Fluidstrahlen auf die Oberfläche (3) gerichtet werden.
19. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem zumindest einen Tröpfchenstrahl (34 - 41) 105 bis 1012 Flüssigkeitstropfen pro Sekunde und Quadratdezimeter auf die Oberfläche (3) gespritzt werden.
20. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Düsen (12) zur Erzeugung von Tröpfchenstrahlen (34 - 41) und/oder zur Erzeugung von Fluidstrahlen jeweils einzeln oder in zumindest zwei Gruppen zusammengefasst betrieben werden.
21. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Düsen oder Gruppen von Düsen zur Erzeugung von Tröpfchenstrahlen (34 - 41) und/oder zur Erzeugung von Fluidstrahlen nacheinander betrieben werden.
22. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Tröpfchenstrahlen (34 - 41) mit entlang einer Reihe angeordneten Düsen (12) erzeugt werden.
23. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- Tropfchenstrahlen (34 - 37) und/oder Fluidstrahlen mit einer ersten Reihe von Düsen (12) erzeugt werden, während die Düsen entlang eines vorgegebenen Winkelbereiches geschwenkt werden,
- die Tröpfchenstrahlen (34 - 41) und/oder Fluidstrahlen dann unterbrochen werden,
- nach vorgegebenem Zeitintervall dann Tröpfchenstrahlen (38 - 41) und/oder Fluidstrahlen mit einer zweiten, zur ersten Reihe bevorzugt parallel angeordneten Reihe von Düsen erzeugt werden, während die Düsen (12) entlang eines vorgegebenen Winkelbereiches geschwenkt werden, und - die Tröpfchenstrahlen (34 - 41) und/oder Fluidstrahlen dann unterbrochen werden.
24. Verfahren gemäß Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorgang ein- oder mehrmals wiederholt wird.
25. Verfahren gemäß Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Reihe von Düsen (12) , insbesondere nach Ablauf des Vorgangs gemäß Anspruch 14 oder nach Ablauf ein- oder mehrmaliger Wiederholung des Vorgangs entlang der zu reinigenden Oberfläche (3) translatiert werden.
26. Vorrichtung (1) zur Reinigung von Oberflächen, insbesondere von Gebäude- oder Bodenflächen, welche - zumindest eine Einrichtung zur Erzeugung eines Tropfchenstrahls (34 - 41) und/oder Fluidstrahls mit zumindest einer Düse (12) , -eine Einrichtung zur Bewegung der zumindest einen Düse (12) derart, dass wenigstens ein Bereich einer zu reinigenden Oberfläche (3) unter verschiedenen Winkeln vom Strahl (34 - 41) getroffen wird, gekennzeichnet durch -eine Einrichtung zur Unterbrechung des Tropfchenstrahls und/oder Fluidstrahls während vorgegebener Zeitintervalle.
27. Vorrichtung gemäß Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Bewegung der zumindest einen
Düse (12) eine Einrichtung zum Schwenken der Düse (12) umfasst.
28. Vorrichtung gemäß Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Bewegung der zumindest einen Düse (12) eine Einrichtung zum Translatieren der Düse (12) umfasst.
29. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (12) eine Fächerstrahl-
Düse oder eine Kegelstrahl-Düse umfasst.
30. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Düse (12) einen Durchmesser zwischen 0,02 mm und 3 mm, zum Expandieren von Flüssigkeiten insbesondere zwischen 0,05 mm und 0,75 mm und zum Expandieren von Gasen insbesondere zwischen 0,01 mm und 1,5 mm, aufweist.
31. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 26 bis- 30, gekennzeichnet durch zumindest eine Düsenkonsole (11, 111, 112) mit mehreren Düsen (12) .
32. Vorrichtung gemäß Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen (12) der Düsenkonsole (11, 111, 112) entlang einer Reihe angeordnet sind.
33. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 26 bis 32, gekennzeichnet durch mehrere Reinigungsköpfe mit jeweils zumindest einer Düse (12) oder einer Düsenkonsole (11, 111, 112) mit mehreren Düsen.
34. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 26 bis 33, mit mehreren Düsen, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen (12) zur Erzeugung von Tröpfchenstrahlen und/oder Fluidstrahlen jeweils einzeln, gemeinsam oder in zumindest zwei Gruppen miteinander verbunden angesteuert sind.
35. Vorrichtung gemäß Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils einzelne Düsen oder Gruppen von Düsen an einer Ventileinrichtung, insbesondere an einem Magnetventil angeschlossen sind.
36. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 26 bis 35, gekennzeichnet durch eine elektronische Steuerungseinrichtung zur Steuerung des Reinigungsablaufs .
37. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 26 bis 36, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Vorgabe der Zeitintervalle der Unterbrechung des Tropfchenstrahls (34 - 41) und/oder Fluidstrahls.
38. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 26 bis 37, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Einstellung der Bewegung der Düse (12) .
39. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 26 bis 38, gekennzeichnet durch eine Justiereinrichtung (13, 15, 17) zur Einstellung der Position der Düse (12) zur Oberfläche (3) .
40. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 26 bis 39, gekennzeichnet durch eine tragbare oder zerlegbare Gestelleinrichtung (19, 20) .
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