DE19716741C2 - Vorrichtung zum Reinigen der Flächen einer Glaskonstruktion - Google Patents
Vorrichtung zum Reinigen der Flächen einer GlaskonstruktionInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen
der Flächen einer Glaskonstruktion.
In letzter Zeit werden verstärkt Hallen aus Glas bzw.
mit großen Glasflächen gebaut, wobei die Glasscheiben
an Glashalterungen einer Gitternetzkonstruktion, die
als Außen- oder Innenskelett ausgebildet ist, gehal
ten werden. Häufig sind derartige Hallen so ausgebil
det, daß die Glasscheiben ausgehend von dem Scheitel
punkt des Daches jeweils zu der vorhergehenden Schei
be um einen bestimmten Winkel geneigt sind, wobei im
unteren Hallenbereich beispielsweise eine Scheiben
neigung von 70° vorgesehen sein kann.
Aufgrund dieser Glaskonstruktion ist das Problem der
Außenreinigung der Glasflächen aufgetreten. Eine ma
nuelle Reinigung verursacht auf Dauer sehr hohe Be
triebskosten.
Die EP 0 505 956 A1 beschreibt eine Reinigungsvorrich
tung für senkrechte Fassaden, die ein Antriebsteil
und einen Reinigungsteil mit Bürsten aufweist. Das
Antriebsteil ist mit an Rampen befestigten Saugnäpfen
und einem Motor mit Übertragungselementen für den An
trieb der Rampen versehen. Die Fassade weist Nuten
auf, in denen mit einem die Elemente des Reinigungs-
und Antriebsteils aufnehmenden Tragrahmen verbundene
Schienen geführt sind.
DE 27 37 619 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Reinigen
von Dachkanten von Traglufthallen, die einen Wagen
mit Laufrädern und rotierenden Reinigungsbürsten um
faßt, wobei als Antriebsmittel zwei Zugseile angrei
fen, mit welchen der Wagen gezogen werden kann.
Aus der JP 08256963 A ist ein Dachreinigungsroboter
bekannt, der einen auf Schienen verfahrbaren Dachwa
gen und eine in eine die Richtung des Dachwagens
kreuzende Richtung selbstangetriebene Reinigungsein
heit aufweist. Die Reinigungseinheit umfaßt eine
Mehrzahl von in der Höhe verstellbaren selbstange
triebenen Rädern.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine
Vorrichtung zum Reinigen der Flächen einer Glaskon
struktion zu schaffen, die eine automatisierte Reini
gung der Glasflächen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale
des Hauptanspruchs gelöst.
Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnah
men sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesse
rungen möglich.
Dadurch, daß ein mit Rädern versehener Tragrahmen
vorgesehen ist, an dem ein Antrieb für mindestens ein
Rad, eine senkrecht zur Verfahrrichtung angeordnete
Walzenbürste, eine einen Schlauch aufnehmende
Schlauchtrommel, wobei der Schlauch mit einem Vertei
lersystem zum Zuführen von Wasser zum Bereich des als
Walzenbürsten ausgebildetes walzenförmiges Reini
gungselement verbunden ist, eine mindestens eine
elektrische Leitung aufnehmende Kabeltrommel und min
destens eine ein Halteseil aufnehmende Seiltrommel
befestigt ist und eine Steuer-Regeleinrichtung vorge
sehen ist, die den Antrieb für das mindestens eine
Rad und für Antriebe der Schlauchtrommel, Kabeltrom
mel und Seiltrommel steuert bzw. regelt, wird ein Ro
boter zur automatisierten Reinigung der Glasflächen
zur Verfügung gestellt. Der Roboter wird an minde
stens einem auf einer Seiltrommel vorgesehenen Seil
bei schrägen Flächen herabgelassen bzw. gehalten. Da
weiterhin die Kabeltrommel und die Schlauchtrommel
vorgesehen sind, von denen beim Verfahren der Wasser
schlauch bzw. die elektrische Leitung abgewickelt
werden, entsteht auf dem Glas beim Verfahren keine
Reibung durch das Seil bzw. die elektrische Leitung
bzw. den Schlauch auf dem Glas.
Vorteilhaft ist, daß als Tellerbürsten ausgebildete
Reinigungselemente seitlich von dem Tragrahmen aus-
und eingefahren werden können, da dadurch auch die im
Bereich von außenliegenden Konstruktionselementen der
Glaskonstruktion vorhandenen Glasflächen gereinigt
werden können. Dabei ist die Tellerbürste an einer
Schwenkkopfkonstruktion befestigt, die zusätzlich
verbesserte Möglichkeiten zur Reinigung von verdeck
ten Bereichen bietet. Eine vorteilhafte Ausbildung
besteht darin, daß die Steuereinrichtung die Dreh
richtung der Reinigungswalze und der Reinigungsele
mente abhängig von der Ein- und Ausfahrbewegung steu
ern kann, wodurch der gelöste Schmutz in Verfahrrich
tung transportiert wird.
Die vorgesehene Regeleinrichtung ermöglicht eine syn
chrone Regelung des Abwickelns des Seils von der
Seiltrommel, des Schlauchs von der Schlauchtrommel
und der elektrischen Leitung(en) von der Kabeltrommel
abhängig von der Zugkraft der Elemente.
Ausfahrbare, an dem Tragrahmen angeordnete Gleit
schienen gestatten ein Abdrücken des Roboters bzw.
des Tragrahmens an außenliegenden Konstruktionsele
menten der Glaskonstruktion.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der
Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden
Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt
eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zum Reinigen von Glasflächen.
In der Figur ist ein Roboter 1 dargestellt, der auf
einem Glasdach bzw. einer Glasumhüllung einer Halle
verfährt und dabei die Glasfläche entsprechend seiner
Breite reinigt. Dabei ist die dargestellte Ausfüh
rungsform für die Reinigung einer Gitternetzkonstruk
tion geeignet, die ihrerseits von einer Tragkonstruk
tion in großem Abstand gehalten wird und ein Raster
vorgegebener Abmessung bildet. Die Glasscheiben sind
dabei an Glashalterungen unter der Gitternetzkon
struktion angebracht.
Der Reinigungsroboter weist einen Tragrahmen 2 auf,
an dem die notwendigen Bauteile befestigt sind. An
dem Tragrahmen 2 sind an allen vier Ecken freilaufen
de Räder 4 angebracht, die vorzugsweise eine Teflon
beschichtung aufweisen. Weiterhin ist in dem Ausfüh
rungsbeispiel an dem hinteren Teil in Fahrtrichtung
gesehen des Tragrahmens 2 mittig ein beispielsweise
von einem Elektromotor angetriebenes Rad vorgesehen,
das den Tragrahmen auf waagerechten Glasflächen be
wegt. In Fahrtrichtung gesehen vorn an dem Tragrahmen
2, das heißt senkrecht zur Verfahrrichtung, ist eine
Walzenbürste 3 befestigt, die sich über die gesamte
Breite des Tragrahmens 2 erstreckt. Seitlich des
Tragrahmens 2 erstrecken sich lineare Arme 5, an de
ren Enden über Schwenkkopfanordnungen 6 Tellerbürsten
7 befestigt sind. Die Arme 5 sind ein- und ausfahrbar
und werden von einem elektrischen Motor 8 über Zahn
riemen angetrieben.
Weiterhin sind an bzw. auf dem Tragrahmen 2 eine Ka
beltrommel 9 mit Antriebsmotor und eine Schlauchtrom
mel 10 mit Antriebsmotor angebracht. Die Kabeltrommel
9 nimmt ein eine oder mehrere elektrische Leitungen,
die zumindest zur Spannungsversorgung der auf dem
Tragrahmen 2 gelagerten elektrischen Teile dient, als
Kabel auf, während die Schlauchtrommel 10 einen Was
serschlauch aufnimmt. Kabel und Wasserschlauch werden
beim Verfahren des Roboters 1 abgewickelt. Das
Schlauchende des auf der Schlauchtrommel 10 vorgese
henen Schlauchs ist mit einem nicht dargestellten
Wasserverteilungssystem versehen, das über Düsen Was
ser in den Bereich der Walzenbürste 3 und der Teller
bürsten 7 spritzt.
Am hinteren Ende des Tragrahmens 2 sind zwei Seil
trommeln 11 angeordnet, die so weit wie möglich nach
außen versetzt sind. Auf den Seiltrommeln 11 sind
nicht dargestellte Seile aufgewickelt, die normaler
weise als Sicherheitsseile gegen Abstürzen des Robo
ters 1 dienen und die beim Verfahren des Roboters 1
von den Seiltrommeln 11 abgewickelt werden. Bei ge
krümmten oder geneigten Glasflächen dienen sie außer
dem zum Hochziehen des Roboters 1. Die Seiltrommeln
11 sind jeweils mit einem einen Elektromotor aufwei
senden Trommelantrieb 13 verbunden.
Der Tragrahmen 2 ist mit seitlichen Gleitschienen 12
versehen, die über pneumatische Kolben 15 aus- und
einfahrbar sind und die zum Abdrücken an außenliegen
den Konstruktionsteilen dienen. Die Druckluft für die
pneumatischen Bauteile werden über einen nicht darge
stellten, am Tragrahmen befestigten Kompressor gewon
nen.
Weiterhin ist dem Roboter 1 eine nicht dargestellte
Steuer- und Regeleinrichtung zugeordnet, die auf dem
Tragrahmen 2 vorgesehen sein kann, die aber auch ge
trennt von dem Roboter 1 angeordnet sein kann, wobei
dann über elektrische Steuerleitungen die Steuer- und
Regelsignale zugeführt werden. Die Steuer- und Regel
einrichtung ist als Mikrocomputer oder als PC ausge
bildet und dient zur Steuerung des Antriebs des nicht
dargestellten angetriebenen Rades und der Motoren 8
für das Ein- und Ausfahren der Arme 5 sowie der
Schwenkköpfe 6. Die von der Kabeltrommel 9, der
Schlauchtrommel 10 und der Seiltrommeln 11 auf- und
abgewickelten Kabel, Schlauch und Seile müssen straff
ohne Schleifen auf der Glasfläche abgelegt bzw. auf
genommen werden, und zwar in synchroner Weise, und zu
diesem Zweck sind Regelkreise vorgesehen, über die
von der Steuer- und Regeleinrichtung die Antriebe der
Kabeltrommel 9, der Schlauchtrommel 10 und der Seil
winden 11 geregelt werden. Dazu sind den Seiltrommeln
11 je eine als Seilzugsensoren 14 ausgebildete Meß
einrichtung zur Messung der Seilzugkraft zugeordnet.
Die Zugkraft, die auf das Kabel der Kabeltrommel 9
und den Schlauch der Schlauchtrommel 10 jeweils
wirkt, wird über die Leistung der elektrischen An
triebsmotoren der Trommeln 9, 10 detektiert. Abhängig
von den Sensorsignalen der Seilzugsensoren 14 und der
über die Motorleistungen gewonnenen Zugkräfte regelt
die Steuer- und Regeleinrichtung die jeweiligen An
triebe derart, daß Seile, Kabel und Schlauch straff
abgelegt werden, so daß keine Reibung auf den Glas
flächen entsteht.
Dem Roboter 1 ist ein Befahranlagenwagen, der nicht
dargestellt ist, zugeordnet, der am oberen Scheitel
punkt einer Halle angeordnet ist und mit Elektroan
trieben und Wegmeßgeräten versehen ist, über die er
in Richtung der Hallenachse bewegt wird. Die Seile
der Seiltrommeln 11 des Roboters 1 sind mit dem Be
fahranlagenwagen verbunden ebenso wie das Kabel der
Kabeltrommel und der Schlauch der Schlauchtrommel.
Auf dem Befahranlagenwagen ist die Spannungsversor
gung vorgesehen, die über das Kabel der Kabeltrommel
9 den Roboter 1 mit der notwendigen Spannung versorgt
und weiterhin ist eine gleichfalls als Mikrocomputer
oder PC ausgebildete Steuereinrichtung vorgesehen.
Auf dem Befahranlagenwagen befindet sich weiterhin
eine Kreiselpumpe, die mit dem Schlauch der Schlauch
trommel 10 des Roboters 1 und mit einem langen
Schlauch, der das Bewässerungssystem anzapft, verbun
den ist und den notwendigen Druck für das Wasser lie
fert. Außerdem weist der Befahranlagenwagen minde
stens eine automatische Aufnahmevorrichtung auf, von
der der zugeordnete Roboter 1 auf der Glasfläche ab
gesetzt bzw. von der Glasfläche aufgenommen wird.
Für die Reinigung beispielsweise einer Halle mit ei
ner Länge von 250 m, einer Höhe von ca. 27 m und ei
ner Breite von ca. 80 m ist ein Befahranlagenwagen
mit zwei Robotern 1 vorgesehen. Die Aufnahmevorrich
tung setzt den jeweiligen Roboter 1 an dem Scheitel
punkt der Glasfläche zwischen zwei Konstruktionsele
menten des Rasters der Gitternetzschale ab und der
Roboter bewegt sich langsam vom Scheitelpunkt ab
wärts, wobei im waagerechten Bereich das Antriebsrad
den Roboter antreibt. In den schrägen Bereichen der
Glashalle kann das Antriebsrad hochgezogen werden und
der Roboter wird über die sich von den Seiltrommeln
11 abwickelnden und an der Befahranlage befestigten
Seile abgelassen. Die Reinigung wird während der Ab
wärtsbewegung des jeweiligen Roboters 1 auf der Glas
fläche mittels der Walzenbürsten 3 und seitlich des
Roboters 1 mittels der Tellerbürsten 7 durchgeführt.
Die Bürsten werden über das Verteilersystem bzw. die
Düsen des Verteilersystems mit Wasser beaufschlagt.
Bei jeder Abwärtsbewegung des Roboters wird ein Hal
lensegment mit beispielsweise einer Breite von ca.
3 m gereinigt. Zwischen den Glasabhängungen, die bei
spielsweise einen Abstand von 1,7 m aufweisen, rei
nigt der Roboter 1 über diese Breite mit der Walzen
bürste 3. Um die Glasabhängungen, die durch die au
ßenliegende Gitternetzschale der Hallenkonstruktion
bedingt sind, umfahren zu können, werden die seitli
chen Arme 5 ein- und ausgefahren. Die Tellerbürsten 7
werden über die Schwenkköpfe 6 geschwenkt, wodurch
auch im verdeckten Bereich hinter den Glasabhängungen
gereinigt werden kann. Die Arme können beispielsweise
über 80 cm ausgefahren werden. Während des Verfahrens
des Roboters werden die seitlichen Arme in Abhängig
keit zu der gewählten Verfahrgeschwindigkeit des Ro
boters ständig ein- und ausgefahren, um die gesamte
seitliche Glasfläche zu reinigen. Allerdings kann der
Antrieb 13 der Seiltrommeln 11 und/oder des Antriebs
rades auch so gesteuert bzw. geregelt werden, daß der
Roboter jeweils beim Ausfahren der Arme 5 anhält,
vorrückt und für das Einfahren wieder anhält. Bei
Erreichen einer Glasabhängung bleibt der Roboter ste
hen und die Tellerbürste 7 wird mit dem jeweiligen
Schwenkkopf 6 in den Bereich hinter der Glasabhängung
nach vorne gedreht und die Arme werden eingefahren.
Direkt an der Glasabhängung wird der Schwenkkopf wie
der betätigt und die Tellerbürste 7 reinigt um die
Glasabhängung.
Die Bürsten 3, 7 werden mit über den Schlauch der
Schlauchtrommel 10 zugeführtem auf 40° erwärmtem Was
ser ohne Reinigungszusätze beaufschlagt. Die Walzen
bürste 3 weist die zu der Walzenbürstenmitte hin län
ger werdenden Borsten auf, da durch das Eigengewicht
des Roboters 1 sich die Glasscheiben leicht durchbie
gen und es kann ein gleichmäßiger Anpreßdruck der
Borsten auf das Glas gewährleistet werden. Während
der Abwärtsfahrt dreht sich die Walzenbürste entgegen
der Fahrtrichtung, um den gelösten Schmutz nach unten
wegzuspülen. Die Tellerbürsten 7 besitzen zwei Dreh
richtungen, die in Abhängigkeit der Ein- und Ausfahr
bewegung von der Steuereinrichtung unterschiedlich
angesteuert werden, um den gelösten Schmutz in Ver
fahrrichtung zu transportieren. Während des Verfah
rens des Roboters 1 werden der Schlauch und das Kabel
sowie die Seile geregelt so abgelegt, daß sie straff
sind und keine Schlaufen bilden.
Das Wasser wird aus dem vorhandenen Bewässerungssy
stem für das Hallendach entnommen, wobei dieses be
reits deionisiert wird, so daß keine Wasserflecken
gebildet werden. Hierzu wird das Bewässerungssystem
angezapft und das Wasser wird dem Befahranlagenwagen
über einen langen Schlauch in einer Energiekette zu
geführt. Die auf dem Befahranlagenwagen angeordnete
Kreiselpumpe erhöht den Druck auf einen bei dem er
forderlichen Durchfluß benötigten festen Wert und
bewirkt somit eine gleichmäßige Benetzung der Bürsten
und der Glasscheiben. Das Wasser wird dem Roboter
über den Wasserschlauch zugeführt und über Düsen hin
ter die Bürsten gespritzt.
Nach dem Reinigen eines Segments wird der jeweilige
Roboter über die Seile nach oben zum Scheitelpunkt
der Halle verfahren bzw. gezogen, wobei Kabel,
Schlauch und Seile geregelt aufgewickelt werden. Wäh
rend der Aufwärtsbewegung wird Wasser über die Düsen
auf die Glasfläche gespritzt, um eventuelle Spuren
der Roboterräder wegzuspülen. Die Aufnahmevorrichtung
des Befahranlagenwagens nimmt die jeweiligen Roboter
hoch, verfährt zum nächsten Segment, wobei über ge
eignete Sensoren die Mitte des Segments bestimmt
wird, und die Roboter werden wieder abgesetzt. Auf
diese Weise werden hintereinander alle Segmente einer
Glashalle gereinigt.
Der Roboter 1 ist auch für eine Reinigung von Glas
flächen mit innenliegender Trägerkonstruktion geeig
net, wobei in einem solchen Falle die ausfahrbaren
Arme 5 mit den Tellerbürsten nicht notwendig sind,
wodurch der Roboter sehr viel schneller verfahren
werden kann.
Claims (15)
1. Vorrichtung zum Reinigen der Fläche einer Glas
konstruktion mit einem mittels eines Antriebs
verfahrbaren Tragrahmen (2), mit dem mindestens
ein senkrecht zur Fahrtrichtung angeordnetes
walzenförmiges Reinigungselement (3) verbunden
ist, dem ein Verteilersystem zum Zuführen von
Wasser zum Bereich des walzenförmigen Reini
gungselementes zugeordnet ist, mit mindestens
einer am Tragrahmen befestigten, ein Halteseil
aufnehmenden angetriebenen Seiltrommel und einer
Steuereinrichtung, die den Antrieb zum Verfahren
des Tragrahmens und den Antrieb der Seiltrommel
steuert, wobei die Antriebe an dem Tragrahmen
befestigt sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Tragrahmen (2) mit Rädern (4) versehen
ist, die auf der Glasfläche abrollen, wobei min
destens eines der Räder (4) von dem Antrieb an
getrieben wird und daß an dem Tragrahmen (2) ei
ne einen Schlauch aufnehmende Schlauchtrommel
(10) und mindestens eine elektrische Leitung
aufnehmende Kabeltrommel (9) befestigt ist, wo
bei die Steuereinrichtung eine Regeleinrichtung
aufweist, die die Antriebe der Schlauchtrommel
(10) und der Kabeltrommel (9) abhängig von der
Zugkraft des Schlauchs und der der elektrischen
Leitung regelt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die walzenförmigen Reinigungsele
mente als Walzenbürste ausgebildet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß bei außenliegenden Konstruk
tionselementen der Glasflächenkonstruktion an
dem Tragrahmen (2) seitlich ein- und ausfahrbare
Reinigungselemente (7) angeordnet sind, die von
der Steuereinrichtung gesteuert werden.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Reinigungselemente jeweils an
einem Schwenkkopf (6) eines ein- und ausfahrba
ren Arms (5) befestigt sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, da
durch gekennzeichnet, daß die Reinigungselemente
als Tellerbürsten (7) ausgebildet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrich
tung die Drehrichtung der Walzenbürste (3)
und/oder der Reinigungselemente (7) steuert.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung eines
gleichmäßigen Anpreßdrucks der Walzenbürste (3)
auf dem Glas die Borsten der Walzenbürste zur
Mitte hin länger werden.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung
den Antrieb der Seiltrommeln (11) abhängig von
der Zugkraft regelt.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe für die
Schlauch- und Kabeltrommel (9, 10) Elektromoto
ren umfassen und daß die Zugkraft des Schlauchs
und der elektrischen Leitung über die Motorlei
stung erfaßt wird.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens einen
Seiltrommel (11) eine Meßeinrichtung (14) zum
Messen der Seilzugkraft zugeordnet ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß Schlauchtrommel
(10), Kabeltrommel (9) und/oder Seiltrommel (11)
derart synchron geregelt werden, daß der abge
wickelte Schlauch, die abgewickelte elektrische
Leitung und/oder das abgewickelte Seil straff
ohne Schlaufen auf die Glaskonstruktion abgelegt
werden.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß an dem Tragrahmen
(2) seitlich ausfahrbare Gleitschienen (12) zum
Abdrücken an Konstruktionselementen der Glaskon
struktion vorgesehen sind.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine
angetriebene Rad von der Glasfläche abhebbar
ausgebildet ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Befahranlagenwa
gen mit mindestens einer Aufnahmevorrichtung für
den Tragrahmen (2) mit daran angeordneten Ele
menten vorgesehen ist, wobei das Halteseil der
mindestens einen Seiltrommel an dem Befahranla
genwagen befestigt ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Befahranlagenwagen mit einem
Elektroantrieb zum Verfahren und zum Weiter
transport des aufgenommenen Tragrahmens mit Ele
menten aufweist.
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