Vorrichtung zum Reinigen von planen Fensterflächen
Beim Reinigen von planen Flächen werden heute Routinetätigkeiten zunehmend von Automaten ggf. mit hohem Automatisierungsgrad ausgeführt. Dabei wird unter Nerwendung von Sensoren mit verschiedenen Neraiessungsfunktionen die zu reinigende Fensterfläche automatisch vermessen, so dass ein hoher autonomer Arbeitsgrad erreicht wird, der bis auf das Startsignal des Roboters reduzierbar ist.
Für den Reinigungsprozess werden feuchte Reinigungstücher mittels Saugnäpfen an der zu reinigenden Fensterscheibe gehalten und als Putzeinheit über das Putzobjekt bewegt.
Eine zweite Methode, die ebenfalls sehr häufig angewendet wird besteht darin, mittels Putzautomaten, die an Halte- und Hebeseilen über die zu reinigende Fläche bewegt werden und die außenseitig. an Schienen geführt werden [US-Patent Νr. 5,655,247 und 3,344,454] um die gewünschten Flächen zu reinigen.
Die erste Methode hat den Nachteil, dass während des gesamten Reinigungsprozesses die Haftung des Roboters an sehr verschmutzten Scheiben nicht gleichmäßig gewährleistet ist, da die Fortbewegung des Roboters über passiv arbeitende Saugnäpfe erfolgt. Die Haftsicherheit ist nicht während des gesamten Putzvorganges gegeben, d. h. es besteht die Ge- fahr, dass der Roboter von der Scheibe abfallt, dabei selber Schaden nimmt oder welchen in der Umgebung verursacht und dass der Wirkungsradius des Roboters auf die Abmessungen der Saugmanschette beschränkt ist.
Die zweite Methode erfordert seitliche Führungen und Halterungen, die fest stationär in- stalliert sein müssen und daher den Putzautomaten verteuern und ein aufwendiges Proze- dere bei einer Mehrfachnutzung für andere Scheiben erfordern und beim Versetzen auf weitere Putzflächen den Roboter unhandlich machen und deshalb eine multivalente Nutzung erschweren.
Weiter ist aus der DE 200 06 825 Ul ein Reinigungsgerät mit Schwammtuchrollen bekannt, die sich jedoch nur für leicht geneigte Glasoberflächen eignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Norrichtung zu schaffen, die während des gesamten Reinigungsprozesses eine ausreichende Haftung am Putzobjekt bei gleichbleibender hoher Reinigungsgüte gewährleistet.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Norrichtung zum selbstständigen Reinigen von Fensterscheiben, die auf einem Falz oder in einer besonderen Schiene eines oberen Rahmenteils des zu reinigenden Fensters fahrenden, mit Fahrrollenanordnungen und einem Fahrantrieb versehenen Läufer eine auf die zu reinigende Fensterscheibe ein- wirkende, mit einem Reinigungsvorrat und eine zwischen den Einheiten angeordnete Seilzuganordnung über die die Reinigungseinheit von dem Läufer abhängt.
Eine bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Transportseile die elektrischen Kabel für die Steuerung und Stromversorgung der Reinigungseinheit enthal- ten, oder die elektrischen Kabel selbst die Trageseile sind.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer Zeichnung erläutert sowie vorteilhafte Ausführungen und Einsatzmöglichkeiten genannt. Dabei zeigt:
Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau,
Fig. 2 Varianten der Ausführung des Läufers,
Fig. 3 den Läufer, und
Fig. 4 die Reinigungseinheit.
Der Fensterreinigungsroboter besteht aus drei Einheiten, dem Läufer 1, der Reinigungseinheit 2 und den Transportseilen 3. Der Läufer 1 bewegt sich oben auf und vor dem Fensterrahmen und wird geführt mittels Gleit- oder Rollenlagerung. Dadurch kann sich der Läufer 1 am Fensterrahmen 4 horizontal bewegen und führt die herabhängende Reinigungseinheit 2 über Seile 3, so dass die Reinigungseinheit 2 durch die Läuferbewegung horizontal mitgeführt wird und durch Auf- und Abwickeln der Seile 3 vertikal bewegt werden kann. Dadurch ist gewährleistet, dass die Reinigungseinheit 2 über die gesamte zu reinigende Fensterscheibe 5 bewegt werden kann.
Transportiert wird der Läufer 1 mittels eines Antriebsrads 11, das durch eine Andruckrolle 12 fest auf die Fensterfalz 10 gedrückt wird, so dass die Grundplatte 20, die Träger des Läufers 1 ist, bei Drehbewegungen des Antriebsrades 11 hin und her bewegt werden kann.
Befestigt werden kann der Läufer 1 unter Ausnutzung von natürlichen Falzen 10 des Fensterrahmens 4 oder eine standardmäßig gezielt in den Fensterrahmen 4 eingebaute Nut 14 oder Kante 15.
Wenn keine standardisierte Nut 14 oder Kante 15 am oder im Fensterrahmen 4 vorgesehen ist, sollte die Breite der Führung ggf. auf die Breite von Falz 10, Nut 14 und Kante 15 anpassbar sein, indem der Abstand der Andruckrolle 12 und des Antriebsrads 11 variierbar ausgeführt ist. Der Läufer 1 selbst sollte quer zum Fenster dreh- bzw. schwenkbar zur Führung gelagert sein, damit ein einfaches Aufsetzen des Läufers 1 möglich ist und kleine Unebenheiten der Fensterrahmenoberfläche [z. B. unterschiedlich dicke Lackierung] während der Hin- und Herbewegung ausgeglichen werden können; das Antriebsrad 11 ist als Widerlager auszuführen.
Sinnvoll wäre es, die Führung 13 so schmal zu gestalten, dass der Läufer 1 bei geschlos- senem Fenster an den Rahmen einhängbar ist und das Fenster für den Reinigungsvorgang geschlossen bleiben kann. Eine kostengünstige Variante ist ein Gleitlager 16, das in einer Nut 14 oder über eine Kante 15 läuft [siehe Fig. 2 d]. Verschiedene Führungsmöglichkeiten für den Läufer 1 zeigt Fig. 2.
Eine hinreichend große Reibung zwischen Antriebsrad 11 und Fensterrahmen wird dadurch erreicht, dass das Gewicht [insbesondere der Schwerpunkt] der Reinigungseinheit 2 und/oder des Läufers 1 vor dem Andruckpunkt des Antriebsrades liegt und durch das daraus resultierende Drehmoment eine hinreichend große Andruckkraft erzeugt wird.
Der Horizontalantrieb 21 und der Seilantrieb 22 sind am Läufer 1 so anzubringen, dass sie nicht nach hinten, nach oben und nach unten weit überstehen, um ggf. bei geschlossenen Fenstern zu reinigen und um den Reinigungsroboter in Fensternischen, die nach oben nicht viel Platz lassen, einzusetzen. Einen Querschnitt des Läufers zeigt Fig. 3.
Die Reinigungseinheit 2 wird durch zwei Seile 3 horizontal gehalten auf der Fensterscheibe 5 zum Zwecke der Reinigung hoch und runter bewegt. Beide Seile 3 sind weit außen anzubringen, dementsprechend auch die Seilführungen 23, damit eine optimale Stabilität der horizontalen Ausrichtung erhalten bleibt und der Schwerpunkt der Reinigungseinheit 2 zwischen der Fensterscheibe 5 und der Aufhängung oder unter der Aufhängung liegt, da- mit der Ansaugdruck nicht auch noch den Kontakt der Reinigungseinheit 2 zur Fensterscheibe 5 sicherstellen muß.
Beide Seile 3 sind durch zwei Einzelantriebe oder nur durch einen Seilantrieb mit getrennten Seilkammera [insbesondere Seilrollen 22] auf- und abrollbar.
Ersteres erlaubt eine saubere horizontale Ausrichtung der Reinigungseinheit 2, die insbe- siehe an der Ober- und Unterseite der Fensterscheibe 5 gewünscht ist, um die waagrechten Kanten optimal zu reinigen.
Letzteres setzt voraus, dass beide Seilkammern [Seilrollen] gleich groß sind und sich das Seil 3 nahezu gleich aufrollt [d.h. gleiche Seilstärke und Dicke der Wicklungen gegeben sind]. Diese Variante ist deutlich weniger aufwendig und erreicht eine sehr gute Kantenreinigung, wenn beide Seile 3 elastisch sind und solange auf- und abgeseilt wird, bis die Sensoren 25, jeweils ober- und unterseitig angebracht, anzeigen, dass die Reinigungseinheit 2 plan am Fensterrahmen 4 anliegt. Die Seilführungen 23 am Läufer 1 sind einstellbar auszuführen, um die Schwerpunktlage der Reinigungseinheit 2 an unterschiedliche dicke Fensterrahmen 4 anzupassen.
Die Reinigungseinheit 2 wird entweder durch Unterdruck, welcher durch ein Sauggebläse 36 erzeugt wird, oder durch ein Kippmoment in Richtung der Fensterscheibe 5, welches durch gezielte Verlagerung des Schwerpunktes der Reinigungseinheit 2 erzielt wird, an die zu reinigende Fläche gedrückt.
Konstruktiv kann die Reinigungseinheit 2 als offenes Gehäuse 30 hin zur Fensterscheibe 5 ausgeführt werden um als Saugglocke zu fungieren oder die Reinigungstücher dienen längs der Reinigungskanten 32 als Unterdruckabdichtung [siehe Fig. 4]. Zusätzlich verhindern die Reinigungstücher Kratzer auf der Fensterscheibe 5 und den Seitenteilen der Fensterrahmen 4, die durch die Kantenenden entstehen können, wenn die Tücher geringfügig über die Reinigungskanten 32 der Reinigungseinheit 2 ragen. Um die Funktionssicherheit beim Putzvorgang zu erhöhen ist eine Unterdruckmessung möglich, um die An- presskraf zu erfassen und ggf. anzupassen.
Zwei Mitnehmer 24 am Läufer 1 sind so angebracht, dass sie die Reinigungseinheit 2, wenn sie beim Reinigungsvorgang am oberen Fensterrahmen 4 angekommen ist, wie einen aufsteckbaren Kasten aufnehmen, um während des horizontalen Transports des Läu- fers 1 eine Schaukelbewegung der Reinigungseinheit 2 oder eine Verspannung der Seile 3 zu verhindern.
Die Reinigung selbst erfolgt mittels Reinigungstuch, das mit einer verdunstenden Reinigungslösung getränkt wird, damit die Reinigung rückstands-, tropfen- und streifenfrei erfolgt. Das Reinigungstuch ist ausgeführt als ein sehr reißfestes Mikrofasertuch.
Aus einem Vorratsbehälter 35, der auch die ReinigungsflüssigkeitZ-lösung enthält, wird das Reinigungstuch erneuert und dabei oben und unten an je einer Reinigungskante 32 aktiv vorbeigezogen [mit Relativbewegung], damit die wirksame Reinigungstuchfläche erneuert wird.
Dadurch wird gewährleistet, auch eine große Fensterfläche oder mehrere Fenster nacheinander gründlich zu reinigen. Der Vorratsbehälter 35 verhindert das Auslaufen der Rei- nigungsflüssigkeitΛ-lösung während des Reinigungsvorganges und das langsame Verdunsten der Flüssigkeit.
Der Vorratsbehälter 35 ist so zu gestalten, dass das Reinigungstuch faltenfrei herausgezogen werden kann. Vorteilhaft wäre eine lose Walze oder Rolle, auf der das Reinigungstuch aufgewickelt ist und durch einen Öffhungsschlitz, der mittels eines durch Federn gespannten Deckels verschlossen ist, über die ganze Breite gezogen wird.
Die Größe der zu reinigenden Fensterscheibe 5 wird durch taktile Sensoren derart ermittelt, indem an allen vier Seiten der Reinigungseinheit 2 zwei Berührungsschalter 37 angebracht werden. Sie sind so ausgerichtet, damit sie bei gleichzeitiger Auslösung die parallele Ausrichtung der Reinigungseinheit 2 zur jeweiligen Seite der Fensterrahmen 4 garantie- ren.
Die Berührungsschalter für die Horizontalbewegung 25 sollten vorzugsweise mit Rollen ausgestattet sein, um Schleifspuren am Fensterrahmen 4 zu vermeiden.
Der Fensterreinigungsroboter, bestehend aus Läufer 1 und Reinigungseinheit 2, kann in jeder beliebigen Position auf die Fensterscheibe 5 aufgesetzt werden. Nach dem Startsignal beginnt der Reinigungsvorgang und der Roboter vermisst die zu reinigende Fläche während des Putzvorgangesiehe Um den Reinigungsvorgang zeitlich zu minimieren, sollte die Startposition in einer Ecke der Fensterscheibe 5 erfolgen, vorzugsweise in einer der unteren.
Zur Energieoptimierung des Roboters können zusätzliche Steuerbefehle eingeführt werden, derart, dass z. B. der Andruck der Reinigungseinheit 2 an die Fensterscheibe 5 bei der Abwärtsbewegung verringert wird, wodurch die Einheit leichter nach unten rutscht und der Geräuschpegel während dieses Arbeitsganges verringert wird. Die Druckreduzierung bei der Abwärtsbewegung kann soweit vorgenommen werden, dass die Reinigungseinheit 2 ohne festen Kontakt mit der Fensterscheibe 5 nur abwärts bewegt wird und die Reinigung nur in der Aufwärtsbewegung erfolgt.
Die Energiezufuhr für den Läufer 1 und die Reinigungseinheit 2 erfolgt über flexible Ka- bei, wobei die Energie- und Steuerkabel für die Reinigungseinheit 2 in die Seilen 3 gedrillt sein kann oder die Kabel selbst werden als Führungsseile ausgeführt.
Eine autonome Versorgung beider Einheiten durch Akkumulatoren ist ebenfalls ausführbar.
Hierdurch vereinfacht sich die Inbetriebnahme ggf. auf das Einhängen des Läufers 1 in die Fensterfalz 10 und das Betätigen der Starttaste.