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.