DE19856168C2 - Automatische Reinigungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Reinigungsvorrichtung mit einem Reinigungskopf mit Reinigungsmitteln und mit einer Motor/Getriebeeinrichtung, die bezüglich der zu reinigenden Fläche hinter dem Reinigungskopf angeordnet und über eine An­ triebswelle mit den Reinigungsmitteln gekoppelt ist. Die Reini­ gungsvorrichtung ist zum automatischen Reinigen von Fenster­ flächen und Gebäudefassaden geeignet, sie ist aber beispiels­ weise auch einsetzbar, um die Unterseite eines gläsernen Daches eines Bahnhofs zu reinigen.

Die Reinigungsvorrichtung kann dabei ein entlang der Gebäudefas­ sade verfahrbar aufgehängtes Gestell haben, auf dem ein Mani­ pulator angeordnet ist, wie dies beispielsweise in der DE 44 15 434 A1 offenbart ist. Der Manipulator kann beispielsweise Schlitten enthalten, die den Reinigungskopf der Reinigungsvor­ richtung über die zu reinigende Fläche führen.

Der Reinigungskopf kann als Reinigungsmittel Bürsten haben, ohne daß die Erfindung hierauf beschränkt ist. Es kommen auch andere motorgetriebene Reinigungsmittel in Betracht.

Die DE 197 15 564 A1 offenbart eine automatische Reinigungsvor­ richtung, deren Reinigungskopf mit dem Manipulator über eine Verbindungseinrichtung kraftschlüssig verbunden ist, die beim Auftreffen des Reinigungskopfs eine Relativbewegung zwischen einer Reinigungsbürsten haltenden inneren Baugruppe und dem Gehäuse zuläßt, wenn eine vorgegebene Federkraft überschritten wird. Die hierdurch hervorgerufene Auslenkung wird von Sensoren erfaßt und als Stellsignal für die Antriebseinrichtung verwen­ det, die den Reinigungskopf über die zu reinigende Fläche führt.

Bei einer Reinigungsvorrichtung der betrachteten Art ist der Mo­ tor von einem Führungsgehäuse umgeben, das mit dem Manipulator verbunden ist und von diesem beim Reinigungsvorgang geführt wird. Da der Reinigungskopf, der vor dem Motor und dem Führungs­ gehäuse sitzt, ein beträchtliches Gewicht hat, treten große Kräfte auf, die aufgenommen werden müssen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für dieses Problem eine bessere Lösung zu finden, als sie der Stand der Technik bisher bietet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Pa­ tentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in Unteransprü­ chen gekennzeichnet.

Die Erfindung sieht vor, daß die Anordnung aus Reinigungskopf und Motor/Getriebeeinrichtung mittels einer Lagereinrichtung in einem Führungsgehäuse gelagert ist und daß hinter der Motor/- Getriebeeinrichtung ein Ausgleichsgewicht angeordnet ist, das mit der Motor/Getriebeeinrichtung gekoppelt ist und durch das die gesamte Anordnung aus Reinigungskopf, Motor/Getriebeein­ richtung und Ausgleichsgewicht im wesentlichen bezüglich der Lagereinrichtung im Gleichgewicht gehalten wird.

Dies bedeutet, daß die Drehmomente, die der Reinigungskopf, der Motor, das Getriebe und das Ausgleichsgewicht um die Lagerein­ richtung erzeugen, sich im wesentlichen aufheben, d. h. daß die Summe dieser Drehmomente im wesentlichen gleich Null ist.

Mit großem Vorteil ist vorgesehen, daß die Lagereinrichtung die Motor/Getriebeeinrichtung in allen Richtungen schwenkbar in dem Führungsgehäuse hält, wobei die Motor/Getriebeeinrichtung in dem Führungsgehäuse kardanisch aufgehängt ist. Diese kardanische Aufhängung erfolgt zweckmäßigerweise zwischen dem Getriebe und dem Motor. Das Getriebe kann aber auch zwischen Lagerung und Motor angeordnet sein.

Das Führungsgehäuse ist zweckmäßigerweise ein langgestrecktes, vorzugsweise querschnittlich rechteckiges Rohr, in dem zumindest der Motor und das Ausgleichsgewicht untergebracht sind. In aller Regel dürfte das Führungsrohr auch Platz zur Unterbringung des Getriebes - sofern dieses vorgesehen ist - bieten.

Die Antriebswelle kann eine Kardanwelle sein, wenn der Reini­ gungskopf schwenkbar gegenüber dem Führungsgehäuse angeordnet ist und/oder das Kopfgehäuse gegenüber den in dem Reinigungskopf angeordneten Reinigungsmitteln verschiebbar ist, was weiter unten noch näher erläutert wird.

Mit Vorteil wird vorgeschlagen, daß sich das Führungsrohr gegen­ über dem Reinigungskopf beim Auftreffen auf ein Hindernis ver­ schiebt. Dabei wird der Motor ausgelenkt. Hebel mit Federn, die weiter unten beschrieben werden, drücken das Ausgleichsgewicht und somit auch den Motor nach Freigabe des Kopfes wieder in Mittenstellung zurück.

Die Verschiebung des Kopfes gegenüber dem Führungsrohr beim Auf­ treffen eines Hindernisses bewirkt demnach einen Schwenkvorgang des Motors innerhalb des Führungsgehäuses, der von einer Sensor­ einrichtung erfaßt wird, die daraufhin ein entsprechendes Steu­ ersignal an die Antriebseinrichtung des Manipulators abgibt, so daß ein weiterer Antrieb des Reinigungskopfes in der blokkierten Richtung unterbleibt. Das Steuersignal kann beispielsweise dazu verwendet werden, daß der Reinigungskopf nun über eine vorbe­ stimmte Strecke entlang eines Fensterrahmens geführt und dann in entgegengesetzter Richtung zeilenförmig die Fensterfläche ab­ fährt, wobei bei der Entfernung des Kopfgehäuses vom Fensterrah­ men die Zentriereinrichtung die Verschwenkung der Motor/Getrie­ beeinheit und der Antriebswelle rückgängig macht.

In näherer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Zentriereinrichtung an einer schwenkbaren Stange angebracht ist, die mit einem Ende im Zentrum des Führungsgehäuses gelenkig gelagert ist und mit dem anderen Ende gelenkig mit dem Motor verbunden ist, so daß die Stange bei der Auslenkung des Motors um den abgewandten Gelenkpunkt verschwenkt wird. Die Zentner­ einrichtung kann mehrere federbeaufschlagte Stützglieder haben, die schwenkbar an mit der Stange oder gegebenenfalls an dem mit diesem befestigten Ausgleichsgewicht angebrachten Trägern befe­ stigt sein können und sich an der Innenwand des Führungsgehäuses abstützen. Wenn das Führungsgehäuse ein querschnittlich recht­ eckiges Rohr ist, enthält die Zentriereinrichtung bevorzugt vier solcher federbeaufschlagter Stützglieder, von denen jeweils eines an einer zugehörigen Innenwand des Führungsrohres anliegt.

Wenn der Reinigungskopf auf ein Hindernis auftritt und der oben beschriebene Schwenkvorgang der mit dem Reinigungskopf gekop­ pelten Bauteile erfolgt, wird eines der Stützglieder gegen Federkraft einwärts geschwenkt, wobei diese Federkraft bestrebt ist, diesen Schwenkvorgang rückgängig zu machen.

Nach einem weiteren wesentlichen Gesichtspunkt der Erfindung ist vorgesehen, daß der Reinigungskopf schwenkbar mit dem Führungs­ gehäuse verbunden ist. Dies ist immer dann erforderlich, wenn das Führungsgehäuse nicht immer so zu der zu reinigenden Fläche ausgerichtet werden kann, daß seine Längsachse senkrecht zu der zu reinigenden Fläche verläuft. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn gekrümmte Fassadenflächen oder im Winkel zueinander angeordnete Scheiben zu reinigen sind und der Manipulator mit dem von ihm ergriffenen Führungsrohr nicht entsprechend ver­ schwenkt werden kann.

In näheren Einzelheiten wird vorgeschlagen, daß der Reinigungs­ kopf über vorzugsweise vier Schwenkstreben mit einer Gelenkein­ richtung gekoppelt ist, die beim Verschwenken des Kopfgehäuses von den Schwenkstreben schräggestellt wird. Die Gelenkeinrich­ tung ist zweckmäßigerweise über ebenfalls bevorzugt vier Par­ allelstreben mit dem Führungsgehäuse verbunden.

Die Schwenkstreben sind in einem solchen Winkel zueinander geneigt angeordnet, daß der Schnittpunkt ihrer Mittelachsen etwa auf der zu reinigenden Fläche (oder in einem kleinen Abstand davon) liegt. Hierdurch wird erreicht, daß die Kräfte, die bei der Bewegung des Reinigungskopfs über die zur reinigende Fläche einwirken, nicht zu einer Kippbewegung des Reinigungskopfs führen können.

Die vorliegende Erfindung sieht demnach eine Reinigungsvorrich­ tung vor, bei der die Anordnung aus Reinigungskopf und Motor durch Anordnung eines Ausgleichsgewichts, das mit dem Motor gekoppelt ist, bezüglich ihrer Lagerung im Gleichgewicht gehal­ ten ist. Nach einem zusätzlichen Gesichtspunkt der Erfindung ist der Motor gelenkig mit dem Reinigungskopf gekoppelt und wird beim Auftreffen des Reinigungskopfes auf ein Hinder­ nis innerhalb des Führungsgehäuses verschwenkt, wobei diese Verschwenkung nach Freigabe des Reinigungskopfes selbst­ tätig von einer mit dem Motor verbundenen Zentriereinrichtung rückgängig gemacht wird.

Die Verbindung des Motors bzw. gegebenenfalls des mit dem Motor verbundenen Getriebes mit dem Reinigungskopf erfolgt über eine Gelenkeinrichtung, die ein torsionssteifes Rohr enthält, so daß sich der Reinigungskopf beim außermittigen Auftreffen auf ein Hindernis nicht gegenüber dem Führungsrohr verdrehen kann, was zur Folge haben könnte, daß der Antrieb des Manipulators nicht abgestellt wird. Auch dies ist ein wesentlicher Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfol­ genden Beschreibung sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipskizze der Gewichtsverhältnisse;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Anordnung aus Reini­ gungskopf und Führungsrohr mit zugehörigen Bauteilen;

Fig. 3 eine Querschnittsdarstellung der Lagerung des Motors in dem Führungsgehäuse und

Fig. 4 einen Längsschnitt in einer um 90° versetzten Ebene in einem Zustand, in dem der Reinigungskopf auf ein Hindernis aufgetroffen ist und gegenüber dem Führungs­ gehäuse verschwenkt ist.

Es wird zunächst auf die Prinzipskizze gemäß Fig. 1 Bezug genom­ men, die rein schematisch einen Reinigungskopf 1 mit einem Gewicht G1, ein Getriebe 2 mit einem Gewicht G2, einen Motor 3 mit einem Gewicht G3 und ein Ausgleichsgewicht 4 zeigt, dessen Gewicht mit G4 bezeichnet ist. Das Getriebe 2 und der Motor 3 sind über einen Adapter 5 (Fig. 2) starr miteinander verbunden und mittels einer Lagereinrichtung 6 allseitig schwenkbar in einem Führungsrohr 7 gelagert. Eine Antriebswelle 8 verbindet den Motor 3 bzw. sein Getriebe 2 mit den Reinigungsmitteln des Reinigungskopfs 1, die bei der in den Fig. 2 und 4 darge­ stellten Ausführungsform durch rotierende Reinigungsbürsten 9 gebildet sind. Die Antriebswelle 8 ist eine Kardanwelle und an Gelenken 10 und 11 gegeneinander schwenkbar.

Der Reinigungskopf 1 ist über vier Schwenkstreben 12 mit einer Gelenkeinrichtung 13 verbunden, die ihrerseits über vier Paral­ lelführungsstreben 14 mit dem Führungsrohr 7, beispielsweise im Bereich der Lagereinrichtung 6 verbunden sind.

Das Ausgleichsgewicht 4 ist an einer Stange 15 befestigt, die mit ihrem von dem Motor 3 abgewandten Ende mittig in dem Füh­ rungsrohr angelenkt ist (Gelenkpunkt 16). Das andere Ende 17 der Stange 15 ist gelenkig mit dem Motor 3 verbunden.

Die Anordnung ist so getroffen, daß die Summe der Momente der Gewichte G1, G2, G3 und G4 um die Drehachse A, die durch die Gelenkeinrichtung 6 verläuft, gleich Null ist. Dies hat zur Folge, daß die Mittellängsachse der Getriebe/Motoreinrichtung 2, 3 des Stabes 15 und die Antriebswelle 8 mit der Längsachse des Führungsrohres 7 zusammenfallen, d. h. die Anordnung aus Reini­ gungskopf 1, Antriebswelle 8, Streben 12, 14, Motor/Getriebeein­ heit 2, 3, Ausgleichsgewicht 4 mit Stab 15 befindet sich im nicht-ausgelenkten Zustand.

Die Fig. 2 und 4 zeigen die nähere Ausgestaltung der erfin­ dungsgemäßen Anordnung. Fig. 2 zeigt dabei einen nicht-ausge­ lenkten Zustand. Die Zentriereinrichtung, die die miteinander fluchtende Anordnung der einzelnen Bauteile mit Federkraft aufrecht erhalten will, enthält vier Stützglieder 18, die je­ weils um Gelenkpunkte 19 an Querträgern 20 schwenkbar sind und durch Federn 21 so vorgespannt sind, daß ihre an dem vom Angriff der Federn 21 abgewandten Ende angebrachten Kontaktglieder 22 gegen die Innenwand des Führungsrohres 7 abgedrückt werden.

Die Gelenkeinrichtung 13 zwischen dem Getriebe 2 und dem Reini­ gungskopf 1 enthält ein torsionssteifes Rohr 23 mit Gelenken, wobei diese Gelenkeinrichtung verhindert, daß sich der Reini­ gungskopf 1 gegenüber dem Führungsrohr 7 verdrehen läßt.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch die kardanische Lagerung 6 des Motors in dem Gehäuse 7, die ein Schwenken in alle Richtun­ gen ermöglicht.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Zustand ist der Reinigungskopf 1 gegenüber dem Führungsrohr 7 leicht gekippt, wodurch die Schwenkstreben 12 aus der mit ihren Achsen 24 in Fig. 2 darge­ stellten Lage in die mit den Achsen 25 dargestellte Lage in Fig. 4 verschwenkt sind. Der Schnittpunkt der Achsen 26 befin­ det sich nahe der zu reinigenden Fläche.

Außerdem ist das Kopfgehäuse 27 mit der in Fig. 4 oberen Rand­ kante auf ein Hindernis wie einen Fensterrahmen aufgetroffen, wodurch das Kopfgehäuse 27 gegenüber den Reinigungsbürsten 9 verschoben wird. Dies hat zur Folge, daß die Kardanwelle 8 an ihren Gelenkpunkten 10 und 11 gegeneinander verschwenkt werden und daß die Getriebe/Motoranordnung 2, 3 sowie die Stange 15 entsprechend verschwenkt werden, wobei das in der Figur untere Stützglied 18 einwärts gedrückt und die zugehörige Feder 21 weiter gespannt wird. Diese Feder 21 macht die Auslenkung rück­ gängig, wenn das Kopfgehäuse 27 wieder freigegeben wird.

Claims (10)

1. Automatische Reinigungsvorrichtung mit einem Reinigungskopf mit Reinigungsmitteln und mit einer Motor/Getriebeeinrichtung, die hinter dem Reinigungskopf angeordnet ist und über eine Antriebswelle mit den Reinigungsmitteln gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung aus Reinigungskopf (1) und Motor/Getriebeein­ richtung (2, 3) mittels einer Lagereinrichtung (6) in einem Führungsgehäuse (7) gelagert ist und daß hinter der Motor/Ge­ triebeeinrichtung (2, 3) ein mit dieser verbundenes Ausgleichs­ gewicht (4) angeordnet ist, durch das die gesamte Anordnung im wesentlichen im Gleichgewicht gehalten wird.

2. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinrichtung (6) die Mo­ tor/Getriebeeinrichtung (3, 2) schwenkbar in dem Führungsgehäuse (7) hält.

3. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinrichtung (6) eine karda­ nische Aufhängeeinrichtung enthält.

4. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinrichtung (6) zwischen dem Getriebe (2) und dem Motor (3) angeordnet ist.

5. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsgehäuse (7) ein lang­ gestrecktes Rohr ist, in dem zumindest der Motor (3) und das Ausgleichsgewicht (4) untergebracht sind.

6. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Reinigungskopf verschiebbar gegenüber dem Führungsrohr angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorwelle (1) die Motor/Getriebeeinrichtung (3, 2) und gegebenenfalls das Ausgleichsgewicht (4) bei der Verschiebung des Kopfgehäuses (27) gegeneinander verschwenkt werden und daß bei Freigabe des Kopfgehäuses (27) eine Zentriereinrichtung (18, 19, 21, 22) die Verschwenkung rückgängig macht.

7. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Zentriereinrichtung mit federbeaufschlagten Stützgliedern (18) an der Innenwand des Führungsgehäuses (7) abstützt und bei Auslenkung in dem Füh­ rungsgehäuse eine entsprechende Rückstellkraft erzeugt.

8. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Reinigungskopf (1) schwenkbar mit dem Führungsgehäuse (7) verbunden ist.

9. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfgehäuse (27) über Schwenk­ streben (12) mit einer Gelenkeinrichtung (13) gekoppelt ist, die bei einem Verschwenken des Kopfgehäuses (27) verschwenkt wird.

10. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkeinrichtung (13) über Parallelstreben (14) mit dem Führungsgehäuse (7) verbunden ist.