EP4039576B1 - Abreinigungssystem zum abreinigen von partikeln von einer äusseren oberfläche eines wasserfahrzeuges oder eines wasserbauwerkes und mobile transportvorrichtung - Google Patents

Abreinigungssystem zum abreinigen von partikeln von einer äusseren oberfläche eines wasserfahrzeuges oder eines wasserbauwerkes und mobile transportvorrichtung Download PDF

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EP4039576B1
EP4039576B1 EP22153569.3A EP22153569A EP4039576B1 EP 4039576 B1 EP4039576 B1 EP 4039576B1 EP 22153569 A EP22153569 A EP 22153569A EP 4039576 B1 EP4039576 B1 EP 4039576B1
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EP
European Patent Office
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cleaning
water
cleaning device
adapter
brush roller
Prior art date
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EP22153569.3A
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EP4039576A1 (de
EP4039576B8 (de
Inventor
Bernd Christof
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CHRISTOF, BERND
Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of EP4039576B1 publication Critical patent/EP4039576B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B59/00—Hull protection specially adapted for vessels; Cleaning devices specially adapted for vessels
    • B63B59/06—Cleaning devices for hulls
    • B63B59/08—Cleaning devices for hulls of underwater surfaces while afloat
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A46—BRUSHWARE
    • A46B—BRUSHES
    • A46B13/00—Brushes with driven brush bodies or carriers
    • A46B13/02—Brushes with driven brush bodies or carriers power-driven carriers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B1/00—Cleaning by methods involving the use of tools
    • B08B1/10—Cleaning by methods involving the use of tools characterised by the type of cleaning tool
    • B08B1/12—Brushes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B1/00—Cleaning by methods involving the use of tools
    • B08B1/30—Cleaning by methods involving the use of tools by movement of cleaning members over a surface
    • B08B1/32—Cleaning by methods involving the use of tools by movement of cleaning members over a surface using rotary cleaning members
    • B08B1/34—Cleaning by methods involving the use of tools by movement of cleaning members over a surface using rotary cleaning members rotating about an axis parallel to the surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B2203/00—Details of cleaning machines or methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B2203/02—Details of machines or methods for cleaning by the force of jets or sprays
    • B08B2203/0229—Suction chambers for aspirating the sprayed liquid

Definitions

  • the invention relates to a cleaning system for cleaning particles from an outer surface of a watercraft or a water structure, wherein the cleaning system has a floating system carrier device and a cleaning device that can float in the water, wherein the system carrier device has a drive for moving in water and a suction pump and the cleaning device has at least one brush roller for moving and for cleaning the particles from the outer surface and the system carrier device and the cleaning device can be connected to one another via a detachable supply and disposal connection.
  • the invention also relates to a mobile transport device.
  • antifouling coatings are used, which permanently release toxic substances (biocides) into the surrounding water.
  • antifouling coatings are not particularly suitable for ships due to the constantly changing routes, the different levels of growth in different bodies of water and the different regional Legislation on antifouling coatings difficult to apply.
  • Biocide-free, cleanable hard coatings are increasingly being used, particularly in coastal waters and lakes, which, with additional mechanical help, can keep ship and boat hulls free of growth. On the one hand, these coatings clean themselves when the ship moves regularly and at a correspondingly fast speed, with the growth being largely removed by water resistance. However, in the case of stationary hydraulic structures and boats that rarely move, additional mechanical cleaning of the underwater area is required. Both with biocide-containing antifouling coatings, especially with the high growth intensity in seawater, and with cleanable, non-toxic hard coatings, mechanical cleaning of the growth must therefore be carried out at regular intervals.
  • the WO 2019/012184 A1 a treatment system for underwater surfaces and for removing particles with a brush device, which has a drain line and a pump with a Treatment unit is connected, whereby the treatment unit can be installed on a watercraft.
  • the rotating brushes are arranged directly on the underwater surface for cleaning and a drain opening of the drain line is attached to the side of the brushes surrounded by an apron and a housing.
  • the WO 2018/096214 A1 discloses a remotely operated underwater vehicle (ROV) which travels on a continuous rail along a ferrous surface by means of wheels and has a brush unit for cleaning in its front area, which lies directly against the surface to be cleaned.
  • ROV remotely operated underwater vehicle
  • WO 2018/147746 A1 describes a cleaning device for cleaning underwater structures, such as cage nets, with a mouthpiece attached to a remotely operated vehicle and connected via a suction line to an ejector, which is arranged either on a floating platform or directly on a ship.
  • the ejector and the ship are connected via a drive fluid channel for supplying the ejector with a drive fluid and a waste water channel for conveying the waste water with cleaned material from the ejector to a treatment unit on board the ship.
  • WO 2019/203729 A1 discloses a cleaning machine for cleaning underwater vessels with retractable and extendable brushes.
  • the cleaning machine is lowered into the sea by means of a cable, whereby the cable is connected to a crane or to a launch and recovery system. and the retrieval system is provided by a service vessel.
  • the cleaning machine moves underwater using thrusters.
  • the object of the invention is to improve the state of the art.
  • a cleaning system for cleaning particles from an outer surface of a watercraft or a water structure
  • the cleaning system has a floating system carrier device and a cleaning device that can float in the water
  • the system carrier device has a drive for moving in the water and a suction pump
  • the cleaning device has at least one brush roller for moving and cleaning the particles from the outer surface and the system carrier device and the cleaning device can be connected to one another via a detachable supply and disposal connection
  • the at least one brush roller is arranged in and/or on a suction area of the cleaning device and the system carrier device has a filter system for separating cleaned particles from the water, so that the water with the particles cleaned by means of the at least one brush roller can be conveyed through the filter system via the suction area, the supply and disposal connection due to a negative pressure generated by the suction pump and the particles can be separated by means of the filter system
  • the system carrier device has an adapter unit for receiving the Cleaning device such that the Cleaning device can be used above a waterline
  • This provides a self-sufficient cleaning system with which underwater vessels and underwater structures as well as structures above the waterline can be easily and automatically cleaned of growth. It is particularly advantageous that the cleaning system does not require a human to dive or bring a watercraft back to land to remove the growth.
  • the two-part design of the cleaning system with the system carrier device, which floats and moves on the water surface, and the cleaning device, which floats in the water and can therefore be used underwater, provides a user-friendly cleaning system without a high level of technical effort.
  • the cleaning system can also be used flexibly and mobile. It is particularly advantageous that the system carrier device can be used to individually move the cleaning device to the location of the desired cleaning, such as an underwater ship, a navigation sign or a lock gate, in the water and/or to bring it directly into the water on site.
  • biocide-containing antifouling paints on ship hulls can be dispensed with, and the cleaning system is individual and flexible to Can be used to clean biocide-free, mechanically cleanable hard coatings.
  • the cleaning system therefore helps to reduce the burden on the water and the environment.
  • the cleaned particles are not released into the surrounding water, as happens with conventional mechanical cleaning work underwater, but that the cleaned particles are held in the suction area of the cleaning device and are sucked out through the supply and disposal connection using the suction pump, which, like the filter system for separating the cleaned particles sucked out with the water, is located in the system carrier device. Due to this arrangement of the filter system in the system carrier device floating on the water surface, the cleaned particles can be easily removed from the filter system and disposed of on land, for example. In addition, the actual filters and/or filter media of the filter system can be cleaned and/or backwashed more easily on the water surface.
  • the suction pump and the filter system for separating the cleaned particles from the water are arranged in close proximity but spatially separated from the cleaning device on the floating system carrier device, the cleaning device itself is free of a filter system and a pump and is therefore smaller, lighter and more flexibly maneuverable.
  • a key idea of the invention is that, due to the design of the cleaning system from at least two components with the cleaning device that works under water, which only removes the growth and thus the particles at the location of the external surface to be cleaned, and the system carrier device that can be moved on the water, which serves both to supply energy to the cleaning device and to separate the cleaned particles from the sucked-in water by means of the integrated filter system, a flexible, easy-to-use and environmentally friendly cleaning system is provided. It is particularly advantageous here that all functions of the cleaning device can be controlled and/or regulated under water automatically and/or by an operator using the system carrier device, without the operator having to dive.
  • the particles cleaned by the brush roller are held directly within the suction area and conveyed upwards with the water through the disposal connection (e.g. a suction hose) into the system carrier device on the water surface and through the filter system to separate the cleaned particles from the water.
  • the disposal connection e.g. a suction hose
  • the cleaning device can also be used to clean surfaces of the watercraft or hydraulic structures above the water, such as Removal of rust film from scattered deck coatings or airborne particles from shipping signs. To do this, simply adjust the brush roller accordingly.
  • a "cleaning system” is in particular a device for cleaning particles and/or fouling from an external technical surface of an object which is in particular partially or completely in water.
  • the cleaning system is in particular constructed in two parts from a floating system carrier device and a cleaning device which can float in the water, whereby both can be connected by means of a detachable and/or pluggable supply and disposal connection.
  • the system carrier device and the cleaning device of the cleaning system are constantly connected to one another via the supply and disposal connection.
  • the "system carrier device” (also called system carrier) is in particular a mobile and floating unit.
  • the system carrier device can in particular be a watercraft.
  • the system carrier device in particular has a power supply unit, such as an accumulator or a battery.
  • the system carrier device can also have a power generator, such as a solar cell and/or a solar module.
  • the cleaning system is in particular designed as a hybrid, whereby, independent of its existing battery supply, energy can be fed in directly from an external on-board network or from a jetty, so that unlimited energy is available.
  • the system carrier device has in particular the filter system, an operating system and/or an adapter system.
  • the system carrier device in particular has its own drive or several of its own drives, so that the user can move it automatically to the ships or water structures to be cleaned.
  • a drive can be, for example, a transverse thrust control system, such as a bow or stern thruster, a propeller and/or a driven ship's screw.
  • the system carrier device can have a main drive with two transverse thruster units or with two rotatable propeller units. In the case of two rotatable propeller units, the feed on the system carrier device is optimally available in every position by rotating the two propeller units by 360° each. This means that sufficient contact pressure of the cleaning device and/or the brushes can be ensured even when cleaning above the waterline.
  • the system carrier device in particular has a suction pump.
  • the system carrier device can have one or more ballast plates on its outside, especially in the underwater area. Furthermore, the system carrier device can have a steering system and one or more wheels and/or can be operated via radio. This makes the mobile cleaning system In particular, it is designed in such a way that one person can launch and unload the entire system from a trailer via a ramp at any time using radio. As soon as the cleaning system is in the water, the system carrier device can be moved to a jetty via radio, where the operator goes to an operating station and/or into a cockpit.
  • a “suction pump” is in particular a pump that generates a vacuum.
  • the suction height of the suction pump is adjusted to the length of the disposal connection (suction hose).
  • an additional supply pump for example a submersible pump of the disposal connection, can also be connected in between.
  • a suction pump is preferably a self-priming pump, such as a positive displacement pump.
  • a self-priming bilge pump with a volume flow of 14,000 liters per hour can be used as a suction pump, which is arranged approx. 0.1 m below the waterline in the system carrier device, while the cleaning device with the suction opening is approx. 2 m under water and the pressure line to the filter system is approx. 0.5 m above water, so that a maximum water flow flows into the filter system with a height difference of 2.5 m.
  • a "detachable supply and disposal connection” has in particular an electrical connection and a fluid connection between the system carrier device and the cleaning device.
  • the detachable supply and Disposal connection has in particular an electrical supply cable and a suction hose.
  • the electrical supply cable for supplying power to the cleaning device through the system carrier device can in particular be routed separately and/or bundled with the suction hose (disposal connection).
  • the detachable supply and disposal connection can also have other cables, such as signal cables for transmitting information.
  • the cables are in particular designed to be waterproof. All cables and the at least one suction hose can in particular also be routed together in a flexible surrounding hose.
  • the disposal connection and thus the suction hose can, for example, be a conventional suction/pressure hose.
  • the detachable supply and disposal connection and/or the respective cable and the suction hose can in particular be plugged into their respective ends on the system carrier device and the cleaning device.
  • the "cleaning device” has in particular at least one brush roller and a suction area.
  • the suction area can be limited in particular by one brush roller or several brush rollers, guide plates and/or buoyancy bodies.
  • the buoyancy body or several buoyancy bodies serve to adjust and/or align the cleaning device, which in particular is floating, in the water.
  • the suction area is in particular on the underside of the cleaning device partially or completely open and therefore not filled with brushes. This means that the suction area, which is open at the bottom, lies directly on this side of the technical surface to be cleaned.
  • the cleaning device can also have additional wheels for movement and feed.
  • the cleaning device can also have a drive, such as a propeller or several propellers.
  • a drive such as a propeller or several propellers.
  • two propellers can also be arranged outside the actual suction space between the brush rollers and the buoyancy bodies, so that no cleaned particles can escape due to the propeller flow.
  • one or more propellers provide the necessary contact pressure of the cleaning device on the surface to be cleaned under water. This ensures that the required contact pressure of the brush rollers is maintained, especially when the cleaning device is moving along a vertical surface.
  • a "brush roller” is in particular a brush with a continuous cylindrical body which has bristles on its outer surface.
  • the cylindrical body (roller) in particular is not permeable to water.
  • the brush roller in particular has a shaft and/or axis running through the middle in the longitudinal direction.
  • the shaft and/or axis can be designed, for example, as a hollow shaft in which in which a motor is arranged for the rotary drive of the brush roller.
  • the hollow space not occupied by the motor serves in particular as a buoyancy body.
  • the hollow shaft is made of plastic in particular.
  • a brush roller can also be a knobbed and/or rag roller or another cleaning attachment.
  • the brush attachment can comprise alloyed wire and/or plastic bristles.
  • the brush roller in particular has a very high and almost gapless attachment of brush fibers.
  • a belt brush can also be used, for example.
  • the brush roller is in particular interchangeable and for this purpose has, for example, a quick-release fastener.
  • the brush roller or rollers are optimally placed on the technical surface to be cleaned in particular via brush roller kinematics, each having a tension spring and a pivot point. This means that even irregularly shaped structures such as underwater hulls, sheet pile walls, lock gates, buoys, floating jetties, offshore components and the like can be cleaned optimally and over their entire surface.
  • one or more brush rollers By specifically arranging one or more brush rollers in the cleaning device, one limits the suction area to the outside of the surrounding water and prevents the escape of cleaned particles from the suction area.
  • several brush rollers surround the suction area, which is open at the bottom, which specifically encloses the suction area and prevents particles from escaping from the suction area.
  • brush rollers in contrast to cup brushes, have the advantage of gentle cleaning, since no shellfish, such as barnacles, are ground up on the painted surface of the object to be cleaned by the rotation of the brush rollers, whereas with cup brushes the bristle ends come into contact with a much longer stretch of the surface to be cleaned, which is detrimental, and damage to coatings is therefore unavoidable.
  • a “filter system” is in particular a device for removing cleaned-off growth and/or particles from water.
  • a filter system in particular has one or more water filters.
  • the filter system can in particular have a surface filter and/or a depth filter.
  • the filter system can have two sieve filters connected in parallel. In principle, however, the filter system can use any known filter that is suitable for removing the respective particle size.
  • a filter of the filter system can also be an automatic backwash filter.
  • the filter system in particular has two easily removable sieve filter baskets.
  • the filter of the filter system in particular has a filter fineness of a range from 10 ⁇ m to 2 mm, in particular from 10 ⁇ m to 1 mm, preferably from 50 ⁇ m to 500 ⁇ m.
  • Particles refers to any form, type and size of deposits, growth and/or fouling that is on the outside of a technical surface. Particles can contain inorganic and/or organic material. Particles can be dispersions or suspensions. Particles include algae, sand, barnacles, dust, but also colloidal dispersed proteins.
  • the cleaning device has a second brush roller, a third brush roller and/or further brush rollers, wherein two brush rollers can each be driven in parallel or in opposite directions to one another.
  • the arrangement of two or more brush rollers improves the cleaning performance.
  • the shielding of the cleaned particles from the surrounding water in the suction area is increased and thus the suction is improved.
  • Several brush rollers can be arranged next to each other and/or one behind the other.
  • the flow of the water with the cleaned particles can be influenced.
  • the cleaning device has two brush rollers driven in opposite directions at the outermost edge of the suction area, whereby the cleaned particles reach the middle of the suction area and thus in the immediate vicinity of the suction opening of the suction hose.
  • the suction area with a square or rectangular basic shape is limited by opposing buoyancy bodies, in particular on the other two side walls.
  • the flow in the suction area can be influenced by specifically arranged guide plates and the water with the cleaned particles can be guided to the suction opening of the suction hose.
  • a "second, third and/or further brush roller” is, in particular in terms of design and function, a brush roller as defined above.
  • the cleaning device has a pressing unit for pressing the brush roller or brush rollers onto the external surface.
  • technical depressions or elevations on the external surface can also be optimally cleaned in this way.
  • the “pressing unit” can be, for example, the brush kinematics described above or another This could be a pressure mechanism for the brush roller or brush rollers.
  • the cleaning device, the brush roller or the brush rollers have a buoyancy body.
  • One or more buoyancy bodies of the cleaning device can be used to float the cleaning device in the water and to specifically adjust its position and orientation in the water.
  • the roller of a brush roller can also be designed as a buoyancy body, which can be advantageous when cleaning the underside of a structure, such as a floating pontoon.
  • the system carrier device can have an operating system with an operating station for controlling and/or regulating the system carrier device and the cleaning device.
  • the system carrier can have an open or closed cockpit with an operator station.
  • the operator sitting in the system carrier controls the required Movements of the cleaning device as well as the system carrier device itself.
  • the operator can control all drives of both components of the cleaning system.
  • the operator station can also be equipped with a video screen for monitoring the cleaning activities to be carried out.
  • the operating system also has a control cabinet, which is arranged, for example, behind the seat back of the operator station.
  • 24 V batteries for example, can be arranged on the floor of the cockpit.
  • a charger with a 220 V mains connection integrated in the system carrier device can be used to charge these batteries.
  • the current state of the battery capacity is displayed digitally in the operating system.
  • the system carrier has an external power supply connection for the charger.
  • an operating console can be provided, which is connected in particular via a spiral cable to a control cabinet of the operating system, whereby the operating console is placed on the cleaning device.
  • the operating system is designed in such a way that a user, after appropriate instruction, can drive and operate the cleaning system independently at different locations.
  • the system carrier device has an adapter unit for receiving the cleaning device in such a way that the cleaning device can be used above a waterline.
  • the cleaning device can also be moved to hard-to-reach places using the system carrier device and cleaned.
  • the adapter unit is arranged on the system carrier device, the adapter unit with the attached cleaning device is directly in the operator's field of vision.
  • the adapter unit is preferably arranged on the outside of the bow of the system carrier device in front of the operator in the direction of travel, depending on the orientation of the operator's station.
  • the "adapter unit” is in particular a separate unit that can be arranged on the outside of the system carrier device.
  • the adapter unit can be moved, rotated, pivoted and/or moved in particular vertically on the system carrier device.
  • the adapter unit can also have an additional drive, for example a transverse thruster.
  • a transverse thruster Preferably, however, a single transverse thruster unit is arranged in and/or on the system carrier.
  • the adapter unit is arranged on the bow side of the system carrier device.
  • a "waterline” is in particular the line resulting from an intersection of the water surface with the side of a ship or a hydraulic structure.
  • the waterline also includes a waterline as a colored stripe on the construction waterline.
  • the adapter unit has an adapter holder, in particular an extendable and/or pivotable adapter holder, for receiving the cleaning device.
  • the adapter holder can be pivoted in the horizontal direction, in particular in an angular range of 0° to 180°, in particular up to 120°, preferably up to 90°, from its basic position.
  • the adapter holder is preferably extendable and retractable.
  • the adapter holder of the adapter unit also serves to hold the cleaning device stationary during transport of the cleaning system.
  • the adapter unit has an adjusting device for moving the adapter unit and/or the cleaning device.
  • the adjustment device has a vertical lifting device with a drive for vertically moving the cleaning device, in particular over a water line, a rotating device for rotating the adapter unit and/or the cleaning device, a pivoting device for pivoting the cleaning device and/or a retracting and/or ejecting device for horizontally moving the cleaning device.
  • the vertical lifting device with the drive can be arranged within the adapter unit in order to move the cleaning device up and down.
  • the adapter unit itself can be moved up and down on a vertical surface of the system carrier device by means of a vertical lifting device and thus the cleaning device can be moved vertically up and down accordingly.
  • the adapted cleaning device and thus the brushes can be rotated with the adapter unit using the rotating device in order to obtain a safer parking position and to enable optimal cleaning overhead and/or above water.
  • the adapter unit can rotate around its own axis using the rotating device.
  • the cleaning device floating in the water can be retracted, for example, using a cable pull with a cable hook at the end.
  • the cleaning device is manually suspended in the water and pulled onto the adapter unit and positioned on an adjusting bolt.
  • the cleaning system comprises a camera system and/or a lighting system for monitoring the cleaning of the outer surface and/or for inspecting the cleaned outer surface.
  • the cleaning system preferably has two camera and lighting systems, one camera and lighting system being arranged on the adapter unit and the second camera and lighting system being arranged on the cleaning device.
  • the cleaning device can display the condition of the underwater hull, for example, directly on the video screen integrated in the cockpit, particularly when visibility is sufficient underwater, and the entire cleaning process can be monitored and adjusted.
  • the underwater camera and lighting system can therefore assess the cleaning success based on the condition before and after cleaning, and after cleaning, damaged areas on the coating or structure of the ship can be identified directly on the screen in the cockpit of the system carrier device without the need for divers.
  • the operating system allows the user to specifically influence the cleaning result themselves by operating it themselves, supported by the visualization, and to directly identify weak points underwater.
  • the object is achieved by a mobile transport device, in particular a motor vehicle trailer, with a manipulation unit for introducing a cleaning system into a body of water and/or for removing the cleaning system from the body of water, wherein the mobile transport device has a cleaning system as described above.
  • the cleaning system can be transported to different piers, marinas and shipyards using the mobile transport device and can be brought in and/or out of the water directly from land using the manipulator integrated in the mobile transport device.
  • a manipulator can be a crane or a slipway, for example.
  • the A complete system is provided in the form of a mobile transport device, by means of which the user can independently introduce and remove the cleaning system from a body of water, drive the cleaning system to the object in the water to be cleaned, carry out testing and cleaning activities above and below the water and dispose of the cleaned particles on land in an environmentally friendly manner.
  • a photovoltaic system can be installed on the trailer roof to charge an on-board battery of the cleaning system and/or the system carrier device during journeys between uses.
  • a cleaning system 101 comprises a system carrier device 103 and a cleaning device 105 (in Figure 1 in plan view of the underside of the cleaning device 105).
  • the system carrier device 103 and the cleaning device 105 are connected to one another by means of a plug-in suction hose 107 and a plug-in power supply line 109.
  • the suction hose 107 and the power supply line 109 are guided individually, but are tied together at several points.
  • the system carrier device 103 has a filter system 111. Aligned towards the bow, the system carrier 103 has an internal cockpit 121 with a seat 123 for an operator. Behind the seat back is a charger 127 for charging batteries 129 arranged on the floor of the cockpit 121. Furthermore, a power supply 131 with a 220 V mains connection for the charger 127 is arranged at the top of the bow of the system carrier device 103 in order to charge the batteries 129 when required.
  • an adapter system 161 is arranged on two guide rails 177 so as to be vertically movable in the lifting direction 172 on the system carrier device 103.
  • the adapter system 161 can be rotated in a direction of rotation 162 relative to the system carrier device 103 by means of a rotating device (not visible) arranged inside the adapter system 161.
  • the adapter system 161 has an adapter rod 163 for receiving the cleaning device 105, which is attached to the Figure 1 not shown top side has a corresponding counter adapter holder.
  • the system carrier device 103 is equipped with the adapter system 161 for a waterline 191 is designed which corresponds to the design waterline.
  • a distance of an upper edge of the system support device 103 to the waterline 191 is approximately 0.45 m.
  • the system support device 103 with the connected adapter system 161 has a width of 0.70 m, a length of 2.30 m and a height of 1.10 m.
  • the system support device 103 has a total weight (including fittings and ballast plates) of approximately 400 kg.
  • the adapter rod 163 of the adapter system 161 can be extended horizontally in a retraction and extension direction 164 and can be pivoted in a pivoting direction 165 to accommodate and move the cleaning device 105.
  • the adapter rod 163 can be pivoted horizontally by 90° in the pivoting direction 165.
  • a lighting and camera system 167 is arranged on both sides of the adapter rod 163 (see Figure 4 ) .
  • the adapter system 161 is held movably on the two guide rails 177 by means of a vertical lifting device 170.
  • the adapter system 161 can be moved in the lifting direction 172 in an up and down movement 201 by means of the vertical lifting device 170.
  • the vertical lifting device 170 has a DC motor as a drive 171, which is installed on the bow-side front wall of the system carrier device 103. Since the drive 171 is arranged above the waterline 191, it does not have to be sealed by a watertight housing.
  • a cable drum 169 is installed on an output shaft of the drive 171.
  • a wire rope 173 is wound up or down on the cable drum 169 depending on the lifting height of the adapter system 161.
  • the adapter system 161 has guide rollers 175, which prevent jamming in the guide rails 177.
  • the maximum stroke length of the vertical lifting device 170 is limited by means of a sensor 179.
  • a transverse thruster 207 is arranged below the vertical lifting device 170 in the adapter system 161 (see Figure 8 ).
  • the cleaning device 105 has two buoyancy bodies 141 as side walls ( Fig.2 ).
  • a rubber wheel 143 is inserted into the respective underside of the two buoyancy bodies 141 for a feed movement of the cleaning device 105.
  • Two brush rollers 145 are each rotatably mounted at the opposite ends of the buoyancy bodies 141.
  • the cleaning device 105 has a brush roller kinematics 122 for each brush roller 145, which comprises a tension spring 153 and a pivot point 155 for pressing the brush roller 145 onto a surface to be cleaned (see Fig.3 ).
  • the opposing brush rollers 145 and the opposing buoyancy bodies 141 form a suction area 145 inside the underside of the cleaning device 105 ( Fig.2 ).
  • the end of the suction hose 107 plugged into the cleaning device 105 ends open in this suction area 147.
  • a propeller 149 is arranged at the lower edge of the suction area 147.
  • the cleaning device 105 also has a lighting and camera system 151 on its bow side.
  • the cleaning device has a width of 0.50 m, a length of 0.70 m and a height of 0.35 m and a weight of approximately 23 kg.
  • the filter system 111 arranged at the rear in the system carrier device 103 has two filter baskets 113, which can be inserted into a filter basket holder 115 for filtering the extracted water with the cleaned particles (see Figure 5 ).
  • the two filter baskets 113 each have a filter fineness of 200 ⁇ m.
  • the filter system 111 is connected via a pipeline to a suction pump 117 and further to the suction hose 107, which is led to the cleaning device 105.
  • a main drive 203 and a stern-side transverse thruster 205 are also arranged.
  • the cleaning system 101 with the cleaning device 105 coupled to the adapter system 161 has been loaded onto a car trailer 183.
  • the car trailer has a swivel crane 185.
  • the loaded cleaning system 101 with the system carrier device 103, the connected adapter system 161 and the cleaning device 103 held thereon is moved to a pier 187.
  • the cleaning system 101 is craned out over the pier 187 on the water side and lowered into the water 193, so that the craned out cleaning system 181 (in Figure 10 shown in dashed lines and referred to below as cleaning system 101) floats on the water.
  • An operator (not shown) climbs from pier 187 into the cockpit 121 and takes a seat on the seat 123.
  • the operator moves the cleaning system 101 by means of the main drive 203 and the two transverse thrusters 205 and 207 of the system carrier device 103 to a ship wall 195 to be cleaned of growth.
  • the cleaning device 105 is automatically uncoupled from the adapter rod 163 of the adapter system 161 above the waterline 191 and lowered into the water.
  • the cleaning device 105 then sinks in a floating manner and is moved to the ship's wall 195 by the operator in the cockpit 121 using its propeller 149. Due to the movement of the propeller 149, the cleaning device 105 is pressed with its underside against the ship's wall 195. The cleaning device 105 moves along the ship's wall 195 using the driven rubber wheels 143. The growth is cleaned off the ship's wall 195 using the brush rollers 145 rotating in opposite directions, whereby the cleaned particles collect in the suction area 147 due to the opposite direction of rotation and are conveyed with the water into the filter system 111 via the suction opening of the suction hose 107 due to a negative pressure of the suction pump 117.
  • the cleaned particles are retained in the filter baskets 113 according to the filter fineness, while the filtered water flows back into the surrounding water 193 by gravity.
  • the filter baskets 113 are manually removed by the operator when the cleaning system 101 is back on the pier 187 and the The cleaned particles are disposed of on land. Since the ship's hull 195 is a biocide-free coated underwater surface, the cleaned and filtered particles can be composted on land.
  • each brush roller 145 is optimally placed against the ship's wall 195 for complete cleaning by means of the brush roller kinematics 152 based on the respective pivot point 155 and the respective tension spring 153.
  • the tension springs 153 and the supporting buoyancy bodies 145 press the counter-rotating brush rollers 145 against the ship's wall 195 to be cleaned.
  • This brush roller kinematics 152 ensures that the brush rollers 145 cling to convex surfaces, attachments 197 and recesses 199 of the ship's wall 195 with the required contact pressure. This ensures optimal cleaning of the ship's wall 195 of growth.
  • the cleaning device 105 is moved by the operator in the cockpit 121 to the water surface to the adapter system 161 and there coupled by the adapter system 161 via the extended adapter rod 163 to the top of the cleaning device 105.
  • the adapter rod 163 is then moved back into the interior of the adapter system 161 so that the cleaning device 105 rests against the outer wall of the adapter system 161.
  • the operator now moves the cleaning system 101 to the ship's wall 195 above the waterline of the ship (not shown) and cleans the ship's wall 195 above the waterline using the brush rollers 145 of the coupled cleaning system 105, which are now aligned laterally.
  • the cleaning device 105 coupled to the adapter system 161 is moved up and down accordingly due to the movement of the vertical lifting device 170.
  • These work processes are monitored and adjusted by the operator via visualization using the lighting and camera system 167 of the adapter system 161.
  • the operator drives the cleaning system 101 back to the pier 187 using the main drive 203 and the transverse thrusters 205 and 207.
  • the cleaning system 101 is then craned in using the swivel crane 185 of the car trailer 183 and placed on the car trailer 183.
  • the cleaning system 101 can then be driven by the operator directly to the next location using the car trailer 183.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Abreinigungssystem zum Abreinigen von Partikeln von einer äußeren Oberfläche eines Wasserfahrzeuges oder eines Wasserbauwerkes, wobei das Abreinigungssystem eine schwimmbare Systemträgereinrichtung und eine im Wasser schwebbare Reinigungseinrichtung aufweist, wobei die Systemträgereinrichtung einen Antrieb zum Fortbewegen in Wasser und eine Absaugpumpe aufweist und die Reinigungseinrichtung mindestens eine Bürstenwälze zum Fortbewegen und zum Abreinigen der Partikel von der äußeren Oberfläche aufweist und die Systemträgereinrichtung und die Reinigungseinrichtung über eine lösbare Versorgungs- und Entsorgungsverbindung miteinander verbindbar sind. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine mobile Transportvorrichtung.
  • An technischen Oberflächen, wie beispielsweise Schiffrümpfen und wasserbaulichen Anlagen, findet eine unerwünschte Ansiedlung von Organismen (Fouling) vor allem unter Wasser statt. Um dem Fouling entgegenzuwirken, werden herkömmliche Antifouling-Beschichtungen eingesetzt, welche permanent toxisch Stoffe (Biozide) in das umgebende Wasser abgeben. Antifouling-Beschichtungen sind bei Schiffen jedoch aufgrund der permanent wechselnden Fahrtrouten, der unterschiedlichen Bewuchsintensität in den verschiedenen Gewässern und den unterschiedlichen regionalen Gesetzgebungen zu Antifouling-Beschichtungen schwierig einsetzbar.
  • Vor allem in küstennahen Gewässern und Seen werden zunehmend biozidfreie, reinigungsfähige Hartbeschichtungen eingesetzt, durch welche mit zusätzlicher mechanischer Hilfe Schiffs- und Bootsrümpfe frei von Bewuchs gehalten werden können. Zum einen erfolgt bei diesen Beschichtungen eine Selbstabreinigung bei einer regelmäßigen, entsprechend schnellen Schiffsbewegung, bei der der Aufwuchs größtenteils durch den Wasserwiderstand entfernt wird. Bei stationären Wasserbauwerken und selten fahrenden Booten muss jedoch eine zusätzliche mechanische Reinigung des Unterwasserbereiches erfolgen. Sowohl bei biozidhaltigen Antifouling-Beschichtungen, vor allem bei den hohen Bewuchsintensitäten im Meerwasser, als auch bei reinigungsfähigen, nicht toxischen Hartbeschichtungen muss somit in regelmäßigen Abständen eine mechanische Abreinigung des Bewuchses erfolgen.
  • Hierzu werden üblicherweise Taucher eingesetzt, welche mit rein mechanischen Handverfahren den Unterwasserrumpf reinigen. Bei Dockaufenthalten von Seeschiffen oder beim Einholen von kleineren Booten an Land können deren Unterwasserrümpfe auch an Land, beispielsweise mittels eines Hochdruckreinigers, von Bewuchs abgereinigt werden.
  • Des Weiteren ist aus der WO 2019/012184 A1 ein Behandlungssystem für Unterwasserflächen und zur Entfernung von Partikeln mit einem Bürstengerät bekannt, welches über eine Abflussleitung und eine Pumpe mit einer Behandlungseinheit verbunden ist, wobei die Behandlungseinheit auf einem Wasserfahrzeug installierbar ist. Im Bürstengerät sind die drehbaren Bürsten direkt auf der Unterwasseroberfläche zum Abreinigen angeordnet und eine Ablauföffnung der Ablaufleitung ist seitlich an den Bürsten umgeben von einer Schürze und einem Gehäuse befestigt.
  • Die WO 2018/096214 A1 offenbart ein ferngesteuertes Unterwasserfahrzeug (ROV), welches mittels Rädern auf einer durchgehenden Schiene an einer eisenhaltigen Oberfläche fährt und in seinem vorderen Bereich eine Bürsteneinheit zum Reinigen aufweist, welche unten direkt an der zu reinigenden Oberfläche anliegt.
  • WO 2018/147746 A1 beschreibt eine Reinigungsvorrichtung zum Reinigen von Unterwasserstrukturen, wie Käfignetzen, mit einem Mundstück befestigt an einem Remotely Operated Vehicle und verbunden über eine Saugleitung mit einem Ejektor, welcher entweder auf einer schwimmenden Plattform oder direkt auf einem Schiff angeordnet ist. Der Ejektor und das Schiff sind über einen Antriebsfluidkanal zum Versorgen des Ejektors mit einem Antriebsfluid und einem Abwasserkanal zum Fördern des Abwasser mit abgereinigten Material von dem Ejektor zu einer Behandlungseinheit an Bord des Schiffes verbunden.
  • WO 2019/203729 A1 offenbart eine Reinigungsmaschine zum Reinigen von Unterwasserschiffen mit ein- und ausfahrbare Bürsten. Die Reinigungsmaschine wird mittels Tragkabel ins Meer abgelassen, wobei die Tragkabel mit einem Kran oder mit einem Rückholsystem (Launch and Recovery System) verbunden sind, und das Rückholsystem von einem Serviceschiff bereitgestellt wird. Die Fortbewegung der Reinigungsmaschine erfolgt unter Wasser mit Strahlrudern.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, den Stand der Technik zu verbessern.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch ein Abreinigungssystem zum Abreinigen von Partikeln von einer äußeren Oberfläche eines Wasserfahrzeuges oder eines Wasserbauwerks, wobei das Abreinigungssystem eine schwimmbare Systemträgereinrichtung und eine im Wasser schwebbare Reinigungseinrichtung aufweist, wobei die Systemträgereinrichtung einen Antrieb zum Fortbewegen im Wasser und eine Absaugpumpe aufweist und die Reinigungseinrichtung mindestens eine Bürstenwalze zum Fortbewegen und zum Abreinigen der Partikel von der äußeren Oberfläche aufweist und die Systemträgereinrichtung und die Reinigungseinrichtung über eine lösbare Versorgungs- und Entsorgungsverbindung miteinander verbindbar sind, wobei die mindestens eine Bürstenwalze in und/oder an einem Absaugbereich der Reinigungseinrichtung angeordnet ist und die Systemträgereinrichtung ein Filtersystem zum Abtrennen von abgereinigten Partikeln aus dem Wasser aufweist, sodass das Wasser mit den mittels der mindestens einen Bürstenwalze abgereinigten Partikeln über den Absaugbereich, die Versorgungs- und Entsorgungsverbindung aufgrund eines von der Absaugpumpe erzeugten Unterdruckes durch das Filtersystem förderbar ist und die Partikel mittels des Filtersystems abtrennbar sind, wobei die Systemträgereinrichtung eine Adaptereinheit zum Aufnehmen der Reinigungseinrichtung derart aufweist, dass die Reinigungseinrichtung oberhalb einer Wasserlinie einsetzbar ist.
  • Somit wird ein autarkes Abreinigungssystem bereitgestellt, mit welchem Unterwasserschiffe und Unterwasserstrukturen sowie Strukturen oberhalb der Wasserlinie in einfacher Weise automatisch von Bewuchs abreinigbar sind. Es ist besonders vorteilhaft, dass das Abreinigungssystem zum Abreinigen des Bewuchses weder einen Taucheinsatz durch einen Menschen, noch ein Einholen eines Wasserfahrzeuges an Land bedarf.
  • Durch die zweiteilige Ausbildung des Abreinigungssystems mit der Systemträgereinrichtung, welche auf der Wasseroberfläche schwimmbar und fortbewegbar ist, und der Reinigungseinrichtung, welche im Wasser schwebbar und somit unter Wasser einsetzbar ist, wird ohne hohen technischen Aufwand ein bedienerfreundliches Abreinigungssystem bereitgestellt. Neben der einfachen Bedienbarkeit lässt sich das Abreinigungssystem dadurch auch flexibel und mobil einsetzen. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, dass mittels der Systemträgereinrichtung die Reinigungseinrichtung individuell zum Ort der gewünschten Reinigung, wie einem Unterwasserschiff, einem Schifffahrtszeichen oder einem Schleusentor, im Wasser gefahren und/oder vor Ort direkt ins Wasser eingebracht werden kann.
  • Folglich kann auf biozidhaltige Antifouling-Anstriche an Schiffrümpfen verzichtet werden, und das Abreinigungssystem ist individuell und flexibel zum Abreinigen von biozidfreien, mechanisch reinigbaren Hartbeschichtungen einsetzbar. Somit trägt das Abreinigungssystem zur Entlastung des jeweiligen Gewässers und der Umwelt bei.
  • Diesbezüglich ist es besonders vorteilhaft, dass die abgereinigten Partikel nicht in das umliegende Wasser abgegeben werden, wie dies bei konventionellen mechanischen Abreinigungsarbeiten Unterwasser erfolgt, sondern dass die abgereinigten Partikel im Absaugbereich der Reinigungseinrichtung gehalten und durch die Versorgungs- und Entsorgungsverbindung mittels der Absaugpumpe abgesaugt werden, welche sich wie das Filtersystem zum Abtrennen der mit dem Wasser abgesaugten abgereinigten Partikel in der Systemträgereinrichtung befindet. Aufgrund dieser Anordnung des Filtersystems in der auf der Wasseroberfläche schwimmenden Systemträgereinrichtung, können die abgereinigten Partikel aus dem Filtersystem in einfacher Weise entnommen und beispielsweise an Land entsorgt werden. Zudem können die eigentlichen Filter und/oder Filtermedien des Filtersystems an der Wasseroberfläche einfacher gereinigt und/oder rückgespült werden.
  • Dadurch, dass die Absaugpumpe und das Filtersystem zum Abtrennen der abgereinigten Partikel vom Wasser zwar in räumlicher Nähe, jedoch räumlich getrennt von der Reinigungseinrichtung auf der schwimmenden Systemträgereinrichtung angeordnet sind, ist die Reinigungseinrichtung selbst frei von einem Filtersystem und einer Pumpe und weist dadurch eine geringere, leichter und flexibler manövrierbare Baugröße auf.
  • Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung beruht darauf, dass aufgrund der Ausbildung des Abreinigungssystems aus mindestens zwei Komponenten mit der unter Wasser arbeitbaren Reinigungseinrichtung, welche lediglich am Ort der abzureinigenden äußeren Oberfläche den Bewuchs und somit die Partikel entfernt, und der auf dem Wasser fahrbaren Systemträgereinrichtung, welche sowohl der energetischen Versorgung der Reinigungseinrichtung als auch mittels des integrierten Filtersystems der Abtrennung der abgereinigten Partikel vom angesaugten Wasser dient, ein flexibel einsetzbares, leicht zu bedienendes und umweltfreundliches Abreinigungssystem bereitgestellt wird. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, dass mittels der Systemträgereinrichtung automatisch und/oder mittels eines Bedieners sämtliche Funktionen des Reinigungsgerätes unter Wasser frei von einem Taucheinsatz des Bedieners steuer- und/oder regelbar sind. Aufgrund der Verwendung von mindestens einer Bürstenwalze, welche bei Rotation an ihren Borsten weitgehend wasserundurchlässig ist, am und/oder im Absaugbereich der Reinigungseinrichtung werden die von der Bürstenwalze abgereinigten Partikel direkt innerhalb des Absaugbereiches gehalten und durch die Entsorgungsverbindung (beispielsweise einen Absaugschlauch) mit dem Wasser nach oben in die Systemträgereinrichtung an der Wasseroberfläche und durch das Filtersystem zur Abtrennung der abgereinigten Partikel vom Wasser gefördert.
  • Zudem ist die Reinigungseinrichtung auch zur Reinigung von Flächen des Wasserfahrzeuges oder Wasserbauwerkes oberhalb des Wassers einsetzbar, wie beispielsweise zur Entfernung von Flugrost von eingestreuten Decksbeschichtungen oder aus der Luft abgelagerten Partikeln von Schifffahrtszeichen. Hierzu wird lediglich die Bürstenwalze entsprechend angepasst.
    • Folgendes Begriffliche sei erläutert:
  • Ein "Abreinigungssystem" ist insbesondere eine Vorrichtung zum Abreinigen von Partikeln und/oder von Fouling von einer äußeren technischen Oberfläche eines Gegenstandes, welcher insbesondere teilweise oder vollständig sich im Wasser befindet. Das Abreinigungssystem ist insbesondere zweiteilig aus einer schwimmbaren Systemträgereinrichtung und einer im Wasser schwebbaren Reinigungseinrichtung aufgebaut, wobei beide mittels einer lös- und/oder steckbaren Versorgungs- und Entsorgungsverbindung verbindbar sind. Im Betrieb ist die Systemträgereinrichtung und die Reinigungseinrichtung des Abreinigungssystems ständig miteinander über die Versorgungs- und Entsorgungsverbindung verbunden.
  • Die "Systemträgereinrichtung" (auch Systemträger genannt) ist insbesondere eine mobile und schwimmbare Einheit. Bei der Systemträgereinrichtung kann es sich insbesondere um ein Wasserfahrzeug handeln. Die Systemträgereinrichtung weist insbesondere eine Spannungsversorgungseinheit auf, wie beispielsweise einen Akkumulator oder eine Batterie. Die Systemträgereinrichtung kann aber auch einen Stromerzeuger aufweisen, wie beispielsweise eine Solarzelle und/oder ein Solarmodul. Das Abreinigungssystem ist insbesondere als Hybrid ausgebildet, wodurch unabhängig von seiner vorhandenen Batterieeinspeisung Energie direkt aus einem fremden Bordnetz oder von einem Steg zusätzlich eingespeist werden kann, damit unbegrenzt Energie zur Verfügung stehen kann. Des Weiteren weist die Systemträgereinrichtung insbesondere das Filtersystem, ein Bediensystem und/oder ein Adaptersystem auf. Die Systemträgereinrichtung weist insbesondere einen eigenen Antrieb oder mehrere eigene Antriebe auf, sodass es durch den Anwender selbsttätig zu den zu reinigenden Schiffen oder Wasserbauten verholt werden kann. Bei einem Antrieb kann es sich beispielsweise um eine Querstrahlsteueranlage, wie einem Bug- oder Heckstrahlruder, einen Propeller und/oder eine angetriebene Schiffsschraube handeln. Beispielsweise kann die Systemträgereinrichtung einem Hauptantrieb mit zwei Querstrahlrudereinheiten oder mit zwei verdrehbaren Propellereinheiten aufweisen. Im Falle von zwei verdrehbaren Propellereinheiten steht insbesondere der Vorschub an der Systemträgereinrichtung durch Verdrehen der zwei Propellereinheiten um jeweils 360° in jeder Position optimal zur Verfügung. Dadurch kann auch beim Reinigen oberhalb der Wasserlinie ein ausreichender Anpressdruck der Reinigungseinrichtung und/oder der Bürsten gewährleistet werden. Zudem weist die Systemträgereinrichtung insbesondere eine Absaugpumpe auf. Zur räumlichen Ausrichtung und Stabilität kann die Systemträgereinrichtung an ihrer Außenseite, insbesondere im Unterwasserbereich, eine Ballastplatte oder mehrere Ballastplatten aufweisen. Des Weiteren kann die Systemträgereinrichtung eine Lenkung und eine Rad oder mehrere Räder aufweisen und/oder über Funk bedient werden. Dadurch ist das mobile Abreinigungssystem insbesondere derart ausgebildet, dass eine Person jederzeit über Funk das gesamte System aus einem Anhänger über eine Rampe ein- und ausslippen kann. Sobald sich das Abreinigungssystem im Wasser befindet, kann über Funk die Systemträgereinrichtung zu einem Steg verholt werden, wo der Bediener sich an einen Bedienplatz und/oder in ein Cockpit begibt.
  • Bei einer "Absaugpumpe" handelt es sich insbesondere um eine einen Unterdruck erzeugende Pumpe. Hierbei ist die Saughöhe der Absaugpumpe entsprechend der Länge der Entsorgungsverbindung (Absaugschlauch) angepasst. Um sehr große Saughöhen zu überwinden, kann auch zusätzlich eine Zulieferpumpe, beispielsweise eine Tauchpumpe der Entsorgungsverbindung, zwischengeschaltet sein. Bei einer Absaugpumpe handelt es sich bevorzugt um eine selbstansaugende Pumpe, wie beispielsweise eine Verdrängerpumpe. Als Absaugpumpe kann beispielweise eine selbstansaugende Bilgenpumpe mit einem Volumenstrom von 14.000 Liter pro Stunde verwendet werden, welche ca. 0,1 m unter der Wasserlinie in der Systemträgereinrichtung angeordnet ist, während sich die Reinigungseinrichtung mit der Ansaugöffnung ca. 2 m unter Wasser und die Druckleitung zum Filtersystem ca. 0,5 m über Wasser befinden, sodass bei einer Höhendifferenz von 2,5 m ein maximaler Wasserstrom in das Filtersystem fließt.
  • Eine "lösbare Versorgungs- und Entsorgungsverbindung" weist insbesondere eine elektrische Verbindung und eine Fluidverbindung zwischen der Systemträgereinrichtung und der Reinigungseinrichtung auf. Die lösbare Versorgungs- und Entsorgungsverbindung weist insbesondere ein elektrisches Versorgungskabel und einen Absaugschlauch auf. Das elektrische Versorgungskabel zur Spannungsversorgung der Reinigungseinrichtung durch die Systemträgereinrichtung kann insbesondere separat und/oder gebündelt mit dem Absaugschlauch (Entsorgungsverbindung) geführt sein. Des Weiteren kann die lösbare Versorgungs- und Entsorgungsverbindung auch weitere Kabel, wie beispielsweise Signalkabel zur Informationsübertragung, aufweisen. Die Kabel sind insbesondere wasserfest ausgeführt. Alle Kabel und der mindestens eine Absaugschlauch können insbesondere auch in einem flexiblen umgebenden Schlauch gemeinsam geführt sein. Bei der Entsorgungsverbindung und somit dem Absaugschlauch kann es sich beispielsweise um einen konventionellen Saug-/Druckschlauch handeln. Die lösbare Versorgungs- und Entsorgungsverbindung und/oder das jeweilige Kabel und der Absaugschlauch sind insbesondere steckbar an ihrem jeweiligen Ende an der Systemträgereinrichtung und der Reinigungseinrichtung verbindbar.
  • Die "Reinigungseinrichtung" weist insbesondere mindestens eine Bürstenwalze und einen Absaugbereich auf. Der Absaugbereich kann insbesondere durch eine Bürstenwalze oder mehrere Bürstenwalzen, Leitbleche und/oder Auftriebskörper begrenzt sein. Der Auftriebskörper oder mehrere Auftriebskörper dienen zum Ausjustieren und/oder zum Ausrichten der insbesondere schwebenden Reinigungseinrichtung im Wasser. Der Absaugbereich ist insbesondere an der Unterseite der Reinigungseinrichtung teilweise oder vollständig offen und somit gerade nicht durch Bürsten ausgefüllt. Somit liegt der unten offene Ansaugbereich selbst direkt mit dieser Seite an der abzureinigenden technischen Oberfläche an. Neben einer Bürstenwalze oder mehreren Bürstenwalzen zum Abreinigen und zum Fortbewegen auf der technischen Oberfläche, kann die Reinigungseinrichtung auch weitere Räder für die Fortbewegung und den Vorschub aufweisen. Zur autarken Bewegung im Wasser kann die Reinigungseinrichtung zudem einen Antrieb, wie beispielsweise einen Propeller oder mehrere Propeller, aufweisen. Des Weiteren können beispielsweise auch zwei Propeller außerhalb des eigentlichen Absaugraumes zwischen den Bürstenwalzen und den Auftriebskörpern angeordnet sein, sodass keine abgereinigten Partikel aufgrund der Propellerströmung entweichen können. Zudem wird durch einen Propeller oder werden durch mehrere Propeller ein erforderlicher Anpressdruck der Reinigungseinrichtung an die zu reinigende Oberfläche unter Wasser bereitstellt. Dadurch wird der erforderliche Anpressdruck der Bürstenwalzen vor allem bei Bewegung der Reinigungseinrichtung entlang einer senkrechten Fläche gehalten.
  • Eine "Bürstenwalze" ist insbesondere eine Bürste mit einem durchgehenden zylindrischen Körper, welcher an seiner Außenoberfläche geborstet ist. Hierbei ist insbesondere der zylindrische Körper (Walze) nicht wasserdurchlässig. Die Bürstenwalze weist insbesondere eine mittig in Längsrichtung durchgehende Welle und/oder Achse auf. Die Welle und/oder Achse kann beispielsweise als Hohlwelle ausgebildet sein, in welcher ein Motor zum rotativen Antrieb der Bürstenwalze angeordnet ist. Der nicht vom Motor eingenommene Hohlraum dient insbesondere als Auftriebskörper. Die Hohlwelle weist insbesondere Kunststoff auf. Dadurch, dass die Bürsten entsprechend der jeweiligen Bürstenfaserlänge nur am äußeren Durchmesser der Walze angeordnet sind, wird vorteilhaft der Wasserdurchtritt durch die Bürstenwalze aufgrund des massiven zylindrischen Körpers reduziert. Zudem sind insbesondere die Borsten der Bürste bei ihrer Rotation im Wesentlichen nicht wasserdurchlässig. Bei einer Bürstenwalze kann es sich auch um eine Noppen- und/oder Lappenwalze oder einen anderen Abreinigungsbesatz handeln. Beispielsweise kann der Bürstenbesatz legierten Draht und/oder Kunststoffborsten aufweisen. Die Bürstenwalze weist insbesondere einen sehr hohen und nahezu lückenlosen Besatz der Bürstenfasern auf. Anstelle von zwei sich gegenüber angeordneten Bürstenwalzen kann beispielsweise auch eine Riemenbürste verwendet werden. Die Bürstenwalze ist insbesondere austauschbar und weist dazu beispielsweise einen Schnellverschluss auf. Die Bürstenwalze oder -walzen werden insbesondere über eine Bürstenwalzenkinematik aufweisend jeweils eine Zugfeder und einen Drehpunkt optimal an die zu reinigende technische Oberfläche angelegt. Dadurch können auch unregelmäßig geformte Strukturen, wie Unterwasserschiffe, Spundwände, Schleusentore, Bojen, Schwimmstege, Offshore-Komponenten und ähnliches optimal und ganzflächig gereinigt werden.
  • Durch gezielte Anordnung von einer Bürstenwalze oder mehreren Bürstenwalzen in der Reinigungseinrichtung wird zum einen der Absaugbereich nach außen zum umgebenden Wasser begrenzt und ein Austritt von abgereinigten Partikeln aus dem Absaugbereich verhindert. Insbesondere umgeben mehrere Bürstenwalzen seitlich den nach unten offenen Absaugbereich, wodurch der Absaugbereich gezielt umschlossen und ein Austritt von Partikeln aus dem Absaugbereich verhindert wird. Zum anderen weisen Bürstenwalzen im Gegensatz zu Topfbürsten den Vorteil einer schonenden Reinigung auf, da kein Zermahlen von angewachsenen Schalentieren, wie Seepocken, auf der Lackoberfläche des zu reinigenden Objektes durch die Rotation der Bürstenwalzen erfolgt, während bei Topfbürsten die Borstenenden eine wesentlich längere Strecke der zu reinigenden Oberfläche nachteilig berühren und dadurch Beschädigungen an Beschichtungen unausweichlich sind.
  • Ein "Filtersystem" ist insbesondere eine Einrichtung zum Entfernen von abgereinigten Bewuchs und/oder Partikeln aus Wasser. Ein Filtersystem weist insbesondere einen Wasserfilter oder mehrere Wasserfilter auf. Das Filtersystem kann insbesondere einen Oberflächenfilter und/oder einen Tiefenfilter aufweisen. Beispielsweise kann das Filtersystem zwei parallel geschaltete Siebfilter aufweisen. Prinzipiell kann das Filtersystem jedoch jeden bekannten Filter, der für die Entfernung der jeweiligen Partikelgröße geeignet ist, verwenden. Bei einem Filter des Filtersystems kann es sich auch um einen automatischen Rückspülfilter handeln. Bevorzugt weist das Filtersystem insbesondere zwei einfach entnehmbare Siebfilterkörbe auf. Der Filter des Filtersystems weist insbesondere eine Filterfeinheit in einem Bereich von 10 µm bis 2 mm, insbesondere von 10 µm bis 1 mm, bevorzugt von 50 um bis 500 um auf.
  • Unter "Partikel" wird jede Form, Art und Größe von Ablagerung, Bewuchs und/oder Fouling bezeichnet, welcher sich auf der Außenseite einer technischen Oberfläche befindet. Partikel können insbesondere anorganisches und/oder organisches Material aufweisen. Bei Partikeln kann es sich neben Dispersionen auch um Suspensionen handeln. Bei Partikeln handelt es sich beispielsweise um Algen, Sand, Seepocken, Staub, aber auch um kolloidale dispers gelöste Proteine.
  • In einer weiteren Ausführungsform des Abreinigungssystems weist die Reinigungseinrichtung eine zweite Bürstenwalze, eine dritte Bürstenwalze und/oder weitere Bürstenwalzen auf, wobei zwei Bürstenwalzen jeweils zueinander gleichläufig oder gegenläufig antreibbar sind.
  • Durch die Anordnung von zwei oder mehreren Bürstenwalzen wird die Abreinigungsleistung verbessert. Zusätzlich wird durch die Erhöhung der Anzahl der Bürstenwalzen auch die Abschirmung der abgereinigten Partikel gegenüber dem Umgebungswasser im Absaugbereich erhöht und somit die Absaugung verbessert. Mehrere Bürstenwalzen können insbesondere nebeneinander und/oder hintereinander angeordnet sein. Bevorzugt begrenzen zumindest zwei gegenüberliegend angeordnete Bürstenwalzen von außen den Absaugbereich.
  • Durch einen jeweils gegenläufigen oder gleichläufigen Antrieb zweier sich gegenüberstehender Bürstenwalzen kann insbesondere die Strömung des Wassers mit den abgereinigten Partikeln beeinflusst werden. Bevorzugt weist die Reinigungseinrichtung am äußersten Rand des Absaugbereiches zwei gegenläufig angetriebene Bürstenwalzen auf, wodurch die abgereinigten Partikel in die Mitte des Absaugbereiches und somit in die unmittelbare Nähe der Absaugöffnung des Absaugschlauches gelangen. Hierbei wird der Absaugbereich bei einer quadratischen oder rechteckigen Grundform insbesondere an den beiden anderen Seitenwänden durch gegenüberliegende Auftriebskörper begrenzt. Zusätzlich kann die Strömungsführung im Absaugbereich durch gezielt angeordnete Leitbleche beeinflusst und das Wasser mit den abgereinigten Partikeln zur Absaugöffnung des Absaugschlauches geführt werden.
  • Bei einer "zweiten, dritten und/oder weiteren Bürstenwalze" handelt es sich insbesondere in der Ausgestaltung und Funktion um eine oben definierte Bürstenwalze.
  • Um die jeweilige Bürstenwalze optimal an die zu reinigende äußere Oberfläche anzulegen und/oder eine unterschiedliche Bewuchsdicke zu entfernen, weist die Reinigungseinrichtung eine Anpresseinheit zum Anpressen der Bürstenwalze oder der Bürstenwalzen an die äußere Oberfläche auf. Zudem können dadurch auch technische Vertiefungen oder Erhöhungen der äußeren Oberfläche optimal abgereinigt werden.
  • Bei der "Anpresseinheit" kann es sich beispielsweise um die oben beschriebene Bürstenkinematik oder eine andere Anpressmechanik für die Bürstenwalze oder Bürstenwalzen handeln.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist oder weisen die Reinigungseinrichtung, die Bürstenwalze oder die Bürstenwalzen einen Auftriebskörper auf.
  • Durch einen oder mehrere Auftriebskörper der Reinigungseinrichtung kann ein schwebender Zustand des Reinigungsgerätes im Wasser und gezielt seine Lage und Ausrichtung im Wasser aus justiert werden. Beispielsweise kann auch die Walze einer Bürstenwalze als Auftriebskörper ausgestaltet sein, welches im Falle der Reinigung einer Unterseite eines Bauwerkes, wie beispielsweise einem schwimmenden Ponton, vorteilhaft sein kann.
  • Alternativ oder ergänzend zu einer automatischen Steuerung oder Fernsteuerung des Abreinigungssystems kann die Systemträgereinrichtung ein Bediensystem mit einem Bedienplatz zum Steuern und/oder Regeln der Systemträgereinrichtung und der Reinigungseinrichtung aufweisen.
  • Dadurch kann sich ein Bediener direkt auf der Systemträgereinrichtung befinden und diese und die Reinigungseinrichtung unter Wasser fahren, steuern und/oder regeln.
  • Dazu kann der Systemträger beispielsweise ein offenes oder geschlossenes Cockpit mit einem Bedienplatz aufweisen. Der im Systemträger sitzende Bediener steuert beispielsweise über einen Touch-Bildschirm und Joystick die erforderlichen Bewegungen der Reinigungseinrichtung als auch der Systemträgereinrichtung selber. Insbesondere kann der Bediener alle Antriebe beider Bestandteile des Abreinigungssystemes regeln. Zusätzlich kann der Bedienplatz auch mit einem Videobildschirm zur Überwachung der durchzuführenden Reinigungstätigkeiten ausgestattet sein. Das Bediensystem weist des Weiteren einen Steuerschrank auf, welcher beispielsweise hinter der Sitzlehne des Bedienplatzes angeordnet ist. Für die Bereitstellung der erforderlichen Energien können beispielsweise 24 V-Akkumulatoren am Boden des Cockpits angeordnet sein. Ein in der Systemträgereinrichtung integriertes Ladegerät mit 220 V-Netzanschluss kann zum Aufladen dieser Akkumulatoren verwendet werden. Der jeweilige Ist-Zustand der Akkumulatorkapazität wird im Bediensystem digital angezeigt. Zudem weist der Systemträger einen externen Stromeinspeiseanschluss für das Ladegerät auf. Um zusätzlich horizontale Flächen auf z.B. Schiffsdecks mit der Reinigungseinrichtung zu reinigen, kann eine Bedienkonsole vorgesehen sein, welche insbesondere über ein Spiralkabel mit einem Steuerschrank des Bediensystems verbunden sein, wobei die Bedienkonsole auf die Reinigungseinrichtung aufgesetzt wird.
  • Prinzipiell ist das Bediensystem derart ausgestaltet, dass ein Nutzer, nach einer entsprechenden Einweisung, das Abreinigungssystem unabhängig an verschiedenen Orten selbst fahren und bedienen kann.
  • Erfindungsgemäß weist die Systemträgereinrichtung eine Adaptereinheit zum Aufnehmen der Reinigungseinrichtung derart auf, dass die Reinigungseinrichtung oberhalb einer Wasserlinie einsetzbar ist.
  • Neben dem Abreinigen von Bewuchs oberhalb der Wasserlinie und/oder des Wasserpasses mittels der an der Adaptereinheit aufgenommenen Reinigungseinrichtung kann dadurch die Reinigungseinrichtung auch gezielt an schwer zugängliche Stellen mittels der Systemträgereinrichtung herangefahren und diese gereinigt werden. Dadurch, dass die Adaptereinheit an der Systemträgereinrichtung angeordnet ist, befindet sich die Adaptereinheit mit der angekoppelten Reinigungseinrichtung direkt im Blickfeld des Bedieners. Dazu ist die Adaptereinheit bevorzugt entsprechend der Ausrichtung des Bedienplatzes vor dem Bediener in Fahrtrichtung an der Außenseite am Bug der Systemträgereinrichtung angeordnet.
  • Die "Adaptereinheit" ist insbesondere eine separate Einheit, welche an der Außenseite der Systemträgereinrichtung anordenbar ist. Die Adaptereinheit ist insbesondere vertikal an der Systemträgereinrichtung verschiebbar, drehbar, schwenkbar und/oder verfahrbar. Neben einer Aufnahme für das Reinigungsgerät kann die Adaptereinheit auch einen zusätzlichen Antrieb, beispielsweise ein Querstrahlruder, aufweisen. Bevorzugt ist eine einzige Querstrahlrudereinheit jedoch in und/oder an dem Systemträger angeordnet. Bevorzugt ist die Adaptereinheit bugseitig an der Systemträgereinrichtung angeordnet.
  • Eine "Wasserlinie" ist insbesondere die Linie, welche sich aus einem Schnitt der Wasseroberfläche mit der Bordwand eines Schiffes oder eines Wasserbauwerkes ergibt. Die Wasserlinie umfasst auch einen Wasserpass als Farbstreifen auf der Konstruktionswasserlinie.
  • Um eine Kollision der Systemträgereinrichtung mit dem zu reinigenden Objekt zu vermeiden und die Reinigungseinrichtung an schwer zugänglichen Stellen der zu reinigenden Oberflächen zu bringen, weist die Adaptereinheit eine Adapteraufnahme, insbesondere eine ausfahrbare und/oder schwenkbare Adapteraufnahme, zum Aufnehmen der Reinigungseinrichtung auf.
  • Die Adapteraufnahme ist in horizontaler Richtung insbesondere in einem Winkelbereich von 0° bis 180°, insbesondere bis zu 120°, bevorzugt bis zu 90°, von ihrer Grundposition aus schwenkbar.
  • Um die Reinigungseinrichtung leichter aus dem Wasser aufzunehmen, ist die Adapteraufnahme bevorzugt aus- und einfahrbar. Neben dem festen Halten der Reinigungseinrichtung beim Reinigen ober- und unterhalb der Wasserlinie, dient die Adapteraufnahme der Adaptereinheit auch zum ortsfesten Halten der Reinigungseinrichtung während eines Transports des Abreinigungssystems.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die Adaptereinheit eine Verstellvorrichtung zum Bewegen der Adaptereinheit und/oder der Reinigungseinrichtung auf.
  • Dadurch kann die Position und/oder die räumliche Ausrichtung der Adaptereinheit und/oder der Reinigungseinrichtung zu der Systemträgereinrichtung und/oder der Reinigungseinrichtung zu der Adaptereinheit verändert werden. Folglich können unterschiedlichste Strukturen, wie ein Unterwasserschiff, eine Spundwand, ein Schwimmsteg und/oder ein Schifffahrtszeichen optimal unter gezielter Ausrichtung der Reinigungseinrichtung und/oder der Bürsten gereinigt werden.
  • Zur flexiblen räumlichen Ausrichtung weist die Verstellvorrichtung eine Vertikalhubeinrichtung mit einem Antrieb zum vertikalen Bewegen der Reinigungseinrichtung, insbesondere über eine Wasserlinie, eine Dreheinrichtung zum Drehen der Adaptereinheit und/oder der Reinigungseinrichtung, eine Schwenkeinrichtung zum Schwenken der Reinigungseinrichtung und/oder eine Einzieh- und/oder Ausbringeinrichtung zum horizontalen Bewegen der Reinigungseinrichtung auf.
  • Somit sind mittels der Verstellvorrichtung alle Bewegungen, wie Drehen, Schwenken, vertikaler Hub und horizontales Einziehen und/oder Ausfahren, ermöglicht, um die Reinigungseinrichtung auch in und über der Wasserlinie dementsprechend bewegen zu können. Dazu kann die vertikale Hubeinrichtung mit dem Antrieb innerhalb der Adaptereinheit angeordnet sein, um die Reinigungseinrichtung hoch und runter zu bewegen. Ebenso kann die Adaptereinheit selbst mittels einer Vertikalhubeinrichtung an einer vertikalen Fläche der Systemträgereinrichtung hoch und runter und somit die aufgenommene Reinigungseinrichtung entsprechend vertikal auf und ab bewegt werden.
  • Mittels der Dreheinrichtung kann die adaptierte Reinigungseinrichtung und somit die Bürsten mit der Adaptereinheit gedreht werden, um eine sicherere Parkposition zu erhalten sowie um optimale Reinigungen über Kopf und/oder über Wasser zu ermöglichen. Bevorzugt kann sich die Adaptereinheit mittels der Dreheinrichtung um die eigene Achse drehen.
  • Mittels der Einzieh- und/oder Ausbringeinrichtung kann das Einziehen der sich im Wasser befindlichen, schwebenden Reinigungseinrichtung beispielsweise über einen Seilzug erfolgen, an dessen Ende sich ein Seilhaken befindet. Die Reinigungseinrichtung wird im Wasser manuell eingehängt und an die Adaptereinheit auf einen Justierbolzen gezogen und positioniert.
  • Um eine Visualisierung des Zustandes des Unterwasserschiffes und/oder Unterwasserbauwerkes sowie eine Videoüberwachung zu ermöglichen, weist das Abreinigungssystem ein Kamerasystem und/oder ein Beleuchtungssystem zum Überwachen des Abreinigens der äußeren Oberfläche und/oder zur Inspektion der abgereinigten, äußeren Oberfläche auf.
  • Bevorzugt weist das Abreinigungssystem jeweils zwei Kamera- und Beleuchtungssystem auf, wobei das eine Kamera- und Beleuchtungssystem an der Adaptereinheit und das zweite Kamera- und Beleuchtungssystem an der Reinigungseinrichtung angeordnet sind. Durch eine Kamera oder mehrere Kameras an der Reinigungseinrichtung kann insbesondere bei ausreichender Sicht unter Wasser der Zustand beispielsweise des Unterwasserschiffes direkt auf dem im Cockpit integrierten Videobildschirm angezeigt werden sowie der gesamte Reinigungsvorgang überwacht und angepasst werden. Durch das unter Wasser taugliche Kamera- und Beleuchtungssystem kann somit der Reinigungserfolg aufgrund des Zustandes vor und nach der Abreinigung beurteilt sowie nach der Abreinigung Schadstellen an der Beschichtung oder der Struktur des Schiffes ohne Tauchereinsatz direkt am Bildschirm im Cockpit der Systemträgereinrichtung erkannt werden. Somit kann mittels des Bediensystems der Anwender durch eigene Bedienung unterstützt durch die Visualisierung das Reinigungsergebnis selbst gezielt beeinflussen und Schwachstellen unter Wasser direkt erkennen.
  • In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine mobile Transportvorrichtung, insbesondere Kraftfahrzeuganhänger, mit einer Manipulationseinheit zum Einbringen eines Abreinigungssystems in ein Gewässer und/oder zum Ausbringen des Abreinigungssystems aus dem Gewässer, wobei die mobile Transportvorrichtung ein zuvor beschriebenes Abreinigungssystem aufweist.
  • Mittels der mobilen Transportvorrichtung kann das Abreinigungssystem zu unterschiedlichen Piers, Marinas und Werften transportiert und mittels des in der mobilen Transportvorrichtung integrierten Manipulators direkt von Land in das Wasser aus- und/oder eingebracht werden. Bei einem Manipulator kann es sich beispielsweise um einen Kran oder eine Slipp-Einrichtung handeln. Somit wird mittels der mobilen Transportvorrichtung ein Gesamtsystem bereitgestellt, mittels welchem der Anwender unabhängig selbst das Abreinigungssystem in ein Gewässer ein- und ausbringen, das Abreinigungssystem zum zu reinigenden Objekt im Wasser fahren, Prüf- und Reinigungstätigkeiten über und unter dem Wasser durchführen und die abgereinigten Partikel umweltbewusst am Festland entsorgen kann.
  • Zusätzlich kann an dem Anhängerdach eine Photovoltaikanlage installiert sein, um eine bordeigene Batterie des Abreinigungssystems und/oder der Systemträgereinrichtung bei Fahrten zwischen den Einsätzen zu laden.
  • Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen
    • Figur 1
    eine dreidimensionale Darstellung eines Abreinigungssystems mit einer Systemträgereinrichtung verbunden mit einem Reinigungsgerät,
    Figur 2
    eine dreidimensionale Darstellung des Reinigungsgeräts mit Draufsicht auf seine Unterseite,
    Figur 3
    eine Seitenaufsicht auf das Reinigungsgerät an einer Schiffswand mit zwei inneren Ausschnitten einer Bürstenwalzenkinematik,
    Figur 4
    eine dreidimensionale Darstellung eines Adaptersystems an der Systemträgereinrichtung am Bug der Systemträgereinrichtung,
    Figur 5
    eine dreidimensionale Darstellung eines Filtersystems am Heck der Systemträgereinrichtung,
    Figur 6
    eine schematische Schnittdarstellung einer Vertikalhubeinrichtung der Adaptereinheit an der Systemträgereinrichtung,
    Figur 7
    eine dreidimensionale Darstellung eines Hauptantriebs am Heck der Systemträgereinrichtung,
    Figur 8
    eine dreidimensionale Darstellung eines unteren Ausschnittes des Adaptersystems mit einem Querstrahlruder,
    Figur 9
    eine dreidimensionale Darstellung des Hecks der Systemträgereinrichtung mit einem Querstrahlruder, und
    Figur 10
    eine schematische Darstellung der Draufsicht auf einen PKW-Anhänger mit dem darauf angeordneten Abreinigungssystem und in gestrichelter Darstellung das ausgekrante Abreinigungssystem.
  • Ein Abreinigungssystem 101 weist eine Systemträgereinrichtung 103 und ein Reinigungsgerät 105 (in Figur 1 in Draufsicht auf die Unterseite des Reinigungsgerätes 105) auf. Die Systemträgereinrichtung 103 und das Reinigungsgerät 105 sind mittels eines steckbaren Absaugschlauches 107 und einer steckbaren Energieversorgungsleitung 109 miteinander verbunden. Der Absaugschlauch 107 und die Energieversorgungsleitung 109 sind einzeln geführt, aber an mehreren Stellen zusammengebunden.
  • Heckseitig weist die Systemträgereinrichtung 103 ein Filtersystem 111 auf. Zum Bug ausgerichtet weist der Systemträger 103 innenliegend ein Cockpit 121 mit einem Sitz 123 für einen Bediener auf. Hinter der Sitzlehne befindet sich ein Ladegerät 127 zum Laden von am Boden des Cockpits 121 angeordneten Akkumulatoren 129. Des Weiteren ist oben am Bug der Systemträgereinrichtung 103 eine Stromeinspeisung 131 mit einem 220 V-Netzanschluss für das Ladegerät 127 angeordnet, um die Akkumulatoren 129 bei Bedarf aufzuladen.
  • Am Bug der Systemträgereinrichtung 103 ist ein Adaptersystem 161 an zwei Führungsschienen 177 vertikal beweglich in Hubrichtung 172 an der Systemträgereinrichtung 103 angeordnet. Mittels einer in Fig. 1 nicht sichtbaren, innen in dem Adaptersystem 161 angeordneten Dreheinrichtung ist das Adaptersystem 161 in einer Drehrichtung 162 gegenüber der Systemträgereinrichtung 103 drehbar. Das Adaptersystem 161 weist eine Adapterstange 163 zur Aufnahme des Reinigungsgerätes 105 auf, welches an der in Figur 1 nicht gezeigten Oberseite eine entsprechende Gegenadapteraufnahme aufweist. Bei Einsatz im Wasser 193 ist die Systemträgereinrichtung 103 mit dem Adaptersystem 161 für eine Wasserlinie 191 ausgelegt, welche der Konstruktionswasserlinie entspricht. Ein Abstand einer Oberkante der Systemträgereinrichtung 103 zur Wasserlinie 191 beträgt ca. 0,45 m. Die Systemträgereinrichtung 103 mit dem verbundenen Adaptersystem 161 weist eine Breite von 0,70 m, eine Länge von 2,30 m und eine Höhe von 1,10 m auf. Die Systemträgereinrichtung 103 weist ein Gesamtgewicht (inklusive Einbauten und Ballastplatten) von ca. 400 kg auf.
  • Die Adapterstange 163 des Adaptersystems 161 ist horizontal in einer Einzugs- und Auszugsrichtung 164 ausfahrbar und in einer Schwenkrichtung 165 schwenkbar zur Aufnahme und Bewegung des Reinigungsgerätes 105. Die Adapterstange 163 ist horizontal in der Schwenkrichtung 165 um 90° schwenkbar. Beidseitig der Adapterstange 163 ist ein Beleuchtungs- und Kamerasystem 167 angeordnet (siehe Figur 4) .
  • Das Adaptersystem 161 wird an den beiden Führungsschienen 177 mittels einer Vertikalhubeinrichtung 170 beweglich gehalten. Mittels der Vertikalhubeinrichtung 170 ist das Adaptersystem 161 in der Hubrichtung 172 in einer Auf- und Abbewegung 201 verfahrbar. Dazu weist die Vertikalhubeinrichtung 170 einen Gleichstrommotor als Antrieb 171 auf, welcher an der bugseitigen Stirnwand der Systemträgereinrichtung 103 installiert ist. Da der Antrieb 171 oberhalb der Wasserlinie 191 angeordnet ist, muss dieser nicht über ein wasserdichtes Gehäuse abgedichtet sein. An einer Abtriebswelle des Antriebes 171 ist eine Seiltrommel 169 installiert. Auf der Seiltrommel 169 wird je nach Hubhöhe des Adaptersystems 161 ein Drahtseil 173 auf- oder abgewickelt. Des Weiteren weist das Adaptersystem 161 Führungsrollen 175 auf, welche ein Festklemmen in den Führungsschienen 177 verhindern. Mittels eines Sensors 179 wird die maximale Hublänge der Vertikalhubeinrichtung 170 begrenzt. Unterhalb der Vertikalhubeinrichtung 170 ist im Adaptersystem 161 ein Querstrahlruder 207 angeordnet (siehe Figur 8).
  • Das Reinigungsgerät 105 weist zwei Auftriebskörper 141 als Seitenwände auf (Fig. 2). In die jeweilige Unterseite der beiden Auftriebskörper 141 ist jeweils ein Gummirad 143 für eine Vorschubbewegung des Reinigungsgerätes 105 eingebracht. Zwei Bürstenwalzen 145 sind jeweils an den gegenüberstehenden Enden der Auftriebskörper 141 drehbar gelagert. Innenliegend weist das Reinigungsgerät 105 für jede Bürstenwalze 145 eine Bürstenwalzenkinematik 122 auf, welche jeweils eine Zugfeder 153 und einen Drehpunkt 155 zum Anpressen der Bürstenwalze 145 an eine zu reinigende Oberfläche umfasst (siehe Fig. 3). Die sich gegenüberstehenden Bürstenwalzen 145 und die sich gegenüberstehenden Auftriebskörper 141 bilden im Inneren auf der Unterseite des Reinigungsgeräts 105 einen Absaugbereich 145 aus (Fig. 2). Das am Reinigungsgerät 105 eingesteckte Ende des Absaugschlauches 107 endet offen in diesem Absaugbereich 147. Am unteren Rand des Absaugbereichs 147 ist ein Propeller 149 angeordnet. Des Weiteren weist das Reinigungsgerät 105 an seiner Bugseite ein Beleuchtungs- und Kamerasystem 151 auf. Das Reinigungsgerät weist eine Breite von 0,50 m, eine Länge von 0,70 m und eine Höhe von 0,35 m sowie ein Gewicht von ca. 23 kg auf.
  • Das heckseitig in der Systemträgereinrichtung 103 angeordnete Filtersystem 111 weist zwei Filterkörbe 113 auf, welche in einer Filterkorb-Aufnahme 115 zum Filtrieren des abgesaugten Wassers mit den abgereinigten Partikeln einsetzbar ist (siehe Figur 5). Die beiden Filterkörbe 113 weisen jeweils eine Filterfeinheit von 200 um auf. Das Filtersystem 111 ist über eine Rohrleitung mit einer Absaugpumpe 117 und weiter mit dem Absaugschlauch 107 verbunden, welcher bis zum Reinigungsgerät 105 geführt ist.
  • Im Heck des Systemträgers 103 (siehe Figur 7 und 9) ist zudem ein Hauptantrieb 203 und ein heckseitiges Querstrahlruder 205 angeordnet.
  • Das Abreinigungssystem 101 mit dem am Adaptersystem 161 angekoppelten Reinigungsgerät 105 ist auf einen PKW-Anhänger 183 aufgeladen worden. Der PKW-Anhänger weist einen Schwenkkran 185 auf.
  • Mit dem PKW-Anhänger 183 und dem Abreinigungssystem 101 werden nachfolgende Arbeitsschritte ausgeführt:
  • Mittels des PKW-Anhängers 183 wird das aufgeladene Abreinigungssystem 101 mit der Systemträgereinrichtung 103, dem verbundenen Adaptersystem 161 und dem daran gehaltenen Reinigungsgerät 103 an einen Pier 187 verfahren. Mittels des Schwenkkrans 185 wird das Abreinigungssystem 101 über den Pier 187 wasserseitig ausgekrant und ins Wasser 193 abgelassen, sodass das ausgekrante Abreinigungssystem 181 (in Figur 10 gestrichelt dargestellt und im nachfolgenden als Abreinigungssystem 101 bezeichnet) auf dem Wasser schwimmt. Ein nicht-gezeigter Bediener steigt vom Pier 187 in das Cockpit 121 ein und nimmt auf dem Sitz 123 Platz. Der Bediener fährt das Abreinigungssystem 101 mittels des Hauptantriebes 203 und der beiden Querstrahlruder 205 und 207 der Systemträgereinrichtung 103 zu einer von Bewuchs abzureinigenden Schiffswand 195. In der Nähe der Schiffswand 195 wird automatisch das Reinigungsgerät 105 von der Adapterstange 163 des Adaptersystems 161 oberhalb der Wasserlinie 191 abgekoppelt und ins Wasser gelassen.
  • Daraufhin sinkt das Reinigungsgerät 105 schwebend ab und wird mittels seines Propellers 149 vom Bediener im Cockpit 121 gesteuert an die Schiffswand 195 verfahren. Aufgrund der Bewegung des Propellers 149 wird das Reinigungsgerät 105 mit seiner Unterseite an die Schiffswand 195 angepresst. Über die angetriebenen Gummiräder 143 bewegt sich das Reinigungsgerät 105 entlang der Schiffswand 195 fort. Hierbei wird mittels der gegenläufig drehenden Bürstenwalzen 145 der Bewuchs von der Schiffswand 195 abgereinigt, wobei aufgrund der gegenläufigen Drehrichtung sich die abgereinigten Partikel im Absaugbereich 147 sammeln und über die Absaugöffnung des Absaugschlauches 107 aufgrund eines Unterdruckes der Absaugpumpe 117 mit dem Wasser in das Filtersystem 111 gefördert werden. Durch einen Siebeffekt der Filterkörbe 113 des Filtersystems 111 werden die abgereinigten Partikel entsprechend der Filterfeinheit in den Filterkörben 113 zurückgehalten, während das filtrierte Wasser durch Gravitation zurück in das umgebende Wasser 193 fließt. Nach erfolgter Abreinigung werden die Filterkörbe 113, wenn das Abreinigungssystem 101 wieder am Pier 187 anliegt, manuell vom Bediener entnommen und die abgereinigten Partikel werden an Land entsorgt. Da es sich bei der Schiffswand 195 um eine biozidfrei beschichtete Unterwasserfläche handelt, können die abgereinigten und gefilterten Partikel an Land kompostiert werden.
  • Aufgrund von Anbauten 197 und Vertiefungen 199 an der Schiffswand 195 wird für eine vollständige Abreinigung jede Bürstenwalze 145 optimal an die Schiffswand 195 mittels der Bürstenwalzenkinematik 152 aufgrund des jeweiligen Drehpunkts 155 und der jeweiligen Zugfeder 153 angelegt. Durch die Zugfedern 153 und die unterstützenden Auftriebskörper 145 werden die gegenläufigen Bürstenwalzen 145 gegen die zu reinigende Schiffswand 195 gedrückt. Mittels dieser Bürstenwalzenkinematik 152 wird sichergestellt, dass sich die Bürstenwalzen 145 an konvexen Flächen, Anbauten 197 und Vertiefungen 199 der Schiffswand 195 mit einem erforderlichen Anpressdruck anschmiegen. Dadurch wird eine optimale Abreinigung der Schiffswand 195 von Bewuchs sichergestellt.
  • Über das Beleuchtungs- und Kamerasystem 151 des Reinigungsgerätes 105 und einen Videobildschirm im Cockpit 121 werden die gesamten oben beschriebenen Arbeitsgänge visuell von dem Bediener überwacht und entsprechend gesteuert.
  • Nach vollständigem Abreinigen der Schiffswand 195 wird das Reinigungsgerät 105 vom Bediener im Cockpit 121 an die Wasseroberfläche zum Adaptersystem 161 verfahren und dort vom Adaptersystem 161 über die ausgefahrene Adapterstange 163 an der Oberseite des Reinigungsgeräts 105 angekoppelt. Anschließend wird die Adapterstange 163 in das Innere des Adaptersystems 161 zurückgefahren, sodass das Reinigungsgerät 105 an der Außenwand des Adaptersystems 161 anliegt. Der Bediener fährt nun das Abreinigungssystem 101 an die Schiffswand 195 über die Wasserlinie des nicht gezeigten Schiffes und reinigt mittels der nun seitlich ausgerichteten Bürstenwalzen 145 des angekoppelten Reinigungssystems 105 die Schiffswand 195 oberhalb der Wasserlinie. Hierzu wird das an dem Adaptersystem 161 angekoppelte Reinigungsgerät 105 aufgrund der Bewegung der Vertikalhubeinrichtung 170 entsprechend auf- und abbewegt. Über eine Visualisierung mittels des Beleuchtungs- und Kamerasystems 167 des Adaptersystems 161 werden diese Arbeitsvorgänge vom Bediener überwacht und angepasst. Nachdem das Abreinigen der Schiffswand 195 oberhalb der Wasserlinie des nicht gezeigten Schiffes abgeschlossen ist, fährt der Bediener das Abreinigungssystem 101 mittels des Hauptantriebs 203 und der Querstrahlruder 205 und 207 zurück an den Pier 187. Anschließend wird das Abreinigungssystem 101 mittels des Schwenkkrans 185 des PKW-Anhängers 183 eingekrant und auf den PKW-Anhänger 183 verbracht. Daraufhin kann das Abreinigungssystem 101 vom Bediener mittels des PKW-Anhängers 183 direkt zu einem nächsten Einsatzort gefahren werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 101 Abreinigungssystem
    • 103 Systemträgereinrichtung
    • 105 Reinigungsgerät
    • 107 Absaugschlauch
    • 109 Energieversorgungsleitung
    • 111 Filtersystem
    • 113 Filterkorb
    • 115 Filterkorb-Aufnahme
    • 117 Absaugpumpe
    • 121 Cockpit
    • 123 Sitz
    • 127 Ladegerät
    • 129 Akkumulatoren
    • 131 Stromeinspeisung
    • 141 Auftriebskörper
    • 143 Gummirad
    • 145 Bürstenwalze
    • 147 Absaugbereich
    • 149 Propeller
    • 151 Beleuchtungs- und Kamerasystem
    • 152 Bürstenwalzenkinematik
    • 153 Zugfeder
    • 155 Drehpunkt
    • 161 Adaptersystem
    • 162 Drehrichtung
    • 163 Adapterstange
    • 164 Einzugs- und Auszugrichtung
    • 165 Schwenkrichtung
    • 167 Beleuchtungs- und Kamerasystem
    • 169 Seiltrommel
    • 170 Vertikalhubeinrichtung
    • 171 Antrieb
    • 172 Hubrichtung
    • 173 Drahtseil
    • 175 Führungsrolle
    • 177 Führungsschiene
    • 179 Sensor
    • 181 ausgekrantes Abreinigungssystem
    • 183 PKW-Anhänger
    • 185 Schwenkkran
    • 187 Pier
    • 191 Wasserlinie
    • 193 Wasser
    • 195 Schiffswand
    • 197 Anbauten
    • 199 Vertiefung
    • 201 Auf- und Abbewegung
    • 203 Hauptantrieb
    • 205 Querstrahlruder (Heck)
    • 207 Querstrahlruder (Bug)

Claims (10)

  1. Abreinigungssystem (101) zum Abreinigen von Partikeln von einer äußeren Oberfläche (195) eines Wasserfahrzeuges oder eines Wasserbauwerkes, wobei das Abreinigungssystem (101) eine schwimmbare Systemträgereinrichtung (103) und eine im Wasser schwebbare Reinigungseinrichtung (105) aufweist, wobei die Systemträgereinrichtung (103) einen Antrieb (203) zum Fortbewegen im Wasser und eine Absaugpumpe (117) aufweist und die Reinigungseinrichtung (105) mindestens eine Bürstenwalze (145) zum Fortbewegen und zum Abreinigen der Partikel von der äußeren Oberfläche (195) aufweist und die Systemträgereinrichtung (103) und die Reinigungseinrichtung (105) über eine lösbare Versorgungs- und Entsorgungsverbindung (107, 109) miteinander verbindbar sind, wobei die mindestens eine Bürstenwalze (145) in und/oder an einem Absaugbereich (147) der Reinigungseinrichtung (105) angeordnet ist und die Systemträgereinrichtung (103) ein Filtersystem (111) zum Abtrennen von abgereinigten Partikeln aus dem Wasser aufweist, sodass das Wasser mit den mittels der mindestens einen Bürstenwalze (145) abgereinigten Partikeln über den Absaugbereich (147), die Versorgungs- und Entsorgungsverbindung (107, 109) aufgrund eines von der Absaugpumpe (117) erzeugten Unterdruckes durch das Filtersystem (111) förderbar ist und die Partikel mittels des Filtersystems abtrennbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Systemträgereinrichtung (103) eine Adaptereinheit (161) zum Aufnehmen der Reinigungseinrichtung (105) derart aufweist, dass die Reinigungseinrichtung (105) oberhalb einer Wasserlinie (191) einsetzbar ist.
  2. Abreinigungssystem (101) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinrichtung (105) eine zweite Bürstenwalze (145), eine dritte Bürstenwalze und/oder weitere Bürstenwalzen aufweist, wobei zwei Bürstenwalzen jeweils zueinander gleichläufig oder gegenläufig antreibbar sind.
  3. Abreinigungssystem (101) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinrichtung (105) eine Anpresseinheit (152) zum Anpressen der Bürstenwalze oder der Bürstenwalzen (145) an die äußere Oberfläche (195) aufweist.
  4. Abreinigungssystem (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinrichtung (105), die Bürstenwalze oder die Bürstenwalzen (145) einen Auftriebskörper (141) aufweist oder aufweisen.
  5. Abreinigungssystem (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Systemträgereinrichtung (103) ein Bediensystem mit einem Bedienplatz (121) zum Steuern und/oder Regeln der Systemträgereinrichtung (103) und der Reinigungseinrichtung (105) aufweist.
  6. Abreinigungssystem (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Adaptereinheit (161) eine Adapteraufnahme (163), insbesondere eine ausfahrbare und/oder schwenkbare Adapteraufnahme (163), zum Aufnehmen der Reinigungseinrichtung (105) aufweist.
  7. Abreinigungssystem (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Adaptereinheit (161) eine Verstellvorrichtung zum Bewegen der Adaptereinheit (161) und/oder der Reinigungseinrichtung (105) aufweist.
  8. Abreinigungssystem (101) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtung eine Vertikalhubeinrichtung (170) mit einem Antrieb (171) zum vertikalen Bewegen der Reinigungseinrichtung (105), insbesondere über eine Wasserlinie (191), eine Dreheinrichtung zum Drehen der Adaptereinheit (161) und/oder der Reinigungseinrichtung (105), eine Schwenkeinrichtung zum Schwenken der Reinigungseinrichtung (105) und/oder eine Einzieh- und/oder Ausbringeinrichtung zum horizontalen Bewegen der Reinigungseinrichtung (105) aufweist.
  9. Abreinigungssystem (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abreinigungssystem (101) ein Kamerasystem und/oder ein Beleuchtungssystem (151, 167) zum Überwachen des Abreinigens der äußeren Oberfläche (195) und/oder zur Inspektion der abgereinigten, äußeren Oberfläche aufweist.
  10. Mobile Transportvorrichtung (183), insbesondere Kraftfahrzeuganhänger, mit einer Manipulatoreinheit (185) zum Einbringen eines Abreinigungssystems in ein Gewässer und/oder zum Ausbringen des Abreinigungssytems aus dem Gewässer, dadurch gekennzeichnet, dass die mobile Transportvorrichtung (183) ein Abreinigungssystem (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist.
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