Anordnung zur selbsttätigen Reinigung von Fenstern

Abstract

 @ Anordnung zur selbsttätigen Reinigung von Fenstern, auf denen sich eine Fremdschicht aus Schmutz, Wasser, Schnee oder dergleichen ablagern kann, insbesondere von Fenstern zum Durchtritt einer Meßstrahlung in Wolkenhöhen- und Sichtweitenmeßgeräten. Gemäß der Erfindung ist ein Sender (13) zum Aussenden von Licht auf die Fläche des zu reinigenden Fensters (3) vorhanden, sowie ein Empfänger (15) zum Empfang des von der Fremdschicht auf dem Fenster (3) reflektierten Lichtes. Ferner ist ein Glied vorhanden, welches den vom Empfänger (15) gelieferten Meßwert für das reflektierte Licht mit einem vorgegebenen Vergleichswert vergleicht und beim Überschreiten des Vergleichswertes eine Reinigungsvorrichtung (18) für das Fenster in Gang setzt und nach erfolgter Reinigung wieder stillsetzt. Bei einem Wolkenhöhen- und Sichtweitenmeßgerät können der dort vorhandene Sender (1), der Empfänger (6, 7) und die Steuer- und Rechnereinheit (8) selbst zur Messung der Fremdschicht auf dem Fenster verwendet werden, wobei diese Messung durch eine spezielle Meßsequenz erfolgt, die nicht mit dem normalen Betriebsablauf zur Messung der Wolkenhöhe oder Sichtweite kollidiert.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur selbsttätigen Reinigung von Fenstern gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

[0002] Ein wichtiges Anwendungsgebiet für eine solche Anordnung sind Wolkenhöhen- und Sichtmeßgeräte sowie bestimmte Arten von Abstandsmeßgeräten, die alle nach dem Prinzip des optischen Radars arbeiten, was bedeutet, daß kurze Lichtimpulse von einem Sender ausgesandt werden. Wenn der Lichtimpuls eine Wolke oder irgendeinen anderen reflektierenden Gegenstand trifft, treten an diesem Gegenstand Reflexionen auf, und ein kleiner Teil des reflektierten Lichtes wird von dem Empfänger des Meßgerätes, der neben dem Sender angeordnet ist, aufgefangen. Die Zeit, die das Licht für das Durchlaufen der Strecke vom Sender zum reflektierenden Gegenstand und von diesem zurück zum Empfänger braucht, wird gemessen, und hieraus läßt sich aufgrund der bekannten Lichtgeschwindigkeit die Wolkenhöhe bzw. die Sichtstrecke oder der Abstand berechnen.

[0003] Sender und Empfänger sind in einen sog. Sendeempfänger (transceiver) eingebaut, der auch die Optik und die erforderliche elektronische Ausrüstung enthält. Das ausgesandte Licht passiert ein Senderfenster, und das reflektierte Licht passiert ein Empfängerfenster, bevor es über die Empfängeroptik zu einem Signaldetektor gelangt.

[0004] Es ist sehr wichtig, daß die genannten Fenster des Sendeempfängers nicht durch eine Fremdschicht aus Schmutz, Regen, Schnee o. dgl. verunreinigt sind, da diese Schicht den Durchtritt der Lichtsignale erschweren würde. Bisher wurden diese Fenster manuell gereinigt. Dabei werden gewisse Reinigungsintervalle eingehalten, die - je nach den örtlichen Verhältnissen - von einer Woche bis zu einem Monat variieren können.

[0005] Es hat sich gezeigt, daß eine Fremdschicht aus beispielsweise Wassertropfen auf den Fenstern eine Dämpfung des am Signaldetektor eintreffenden reflektierten Lichtes von etwa einem Viertel bis einem Sechstel verursachen kann im Vergleich zu sauberen Fenstern. Da das erfaßbare reflektier6-te Licht ohnehin nur ein sehr kleiner Teil des ausgesandten Lichtimpulses ist, hat die weitere Reduzierung der empfangenen Signalstärke durch eine Fremdschicht auf den Fenstern eine unsichere Messung zur Folge. Die an die Signaldetektoren zu stellenden hohen Ansprüche werden dadurch noch weiter vergrößert.

[0006] Eine Reinigung der Fenstergläser darf möglichst keine Kratzer verursachen, da diese unerwünschte Reflektionen und eine unerwünschte Ausbreitung des Lichtsignals zur Folge haben. Aus diesem Grunde können Fensterwischer mit Wischerblättern, wie sie beispielsweise zur Reinigung von Scheinwerfern und Fenstern von Autos verwendet werden, nicht verwendet werden, und zwar auch nicht in Verbindung mit einer Spülflüssigkeit, da sie verhältnismäßig stark gegen das Glas andrücken.

[0007] Insbesondere bei Wolkenhöhenmeßgeräten, bei welchen die Fensterflächen in der horizontalen Ebene liegen, werden die vom Signaldetektor erfaßten Signale durch Niederschlag in Form von Regen und Schnee auf den Fenstern stark reduziert. Bei der bisher bekannten Art der Reinigung ergibt sich hierbei auch die Unannehmlichkeit, daß gerade bei schlechtem Wetter die Notwendigkeit besteht, zum Sendeempfänger zu gehen, um die Fenster zu reinigen. Diese Reinigung muß während der gesamten Dauer eines Niederschlags fortlaufend durchgeführt werden, um die Fenster ausreichend sauber zu halten.

[0008] Da das Herabfallen von Schmutz und anderen Substanzen zeitlich völlig unregelmäßig erfolgt, ist die häufig empfohlene Reinigung in periodischen Abständen keine Garantie dafür, daß die durch eine Fremdschicht auf den Fenstern verursachte Dämpfung ausreichend klein bleibt.

[0009] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art zu entwickeln, die in zuverlässiger und bequemer Weise für eine selbsttätige Reinigung von Fenstern sorgt, und die insbesondere zur Reinhaltung der Fenster von Wolkenhöhen- und Sichtmeßgeräten geeignet ist.

[0010] Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, die erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.

[0011] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

[0012] Mit einer Anordnung gemäß der Erfindung ist es möglich, die oben genannten Schwierigkeiten zu beseitigen. Der Verschmutzungsgrad der Fenster wird kontinuierlich überwacht, und sobald eine bestimmte Verschmutzungsgrenze überschritten ist, wird eine Reinigungsvorrichtung in Gang gesetzt, die Wasser und Schmutz vom Fenster entfernt. Die Anordnung ist so ausgebildet, daß keine Kratzer auf den Fensterflächen entstehen. Wenn die Fenster sauber sind oder ein ausreichender Sauberkeitsgrad erreicht worden ist, wird die Reinigungsvorrichtung stillgesetzt.

[0013] Auf diese Weise wird erreicht, daß stets ein genau definiertes oberes Dämpfungsniveau und somit eine genau definierte maximal mögliche Signalschwächung durch die auf dem Glas vorhandene Fremdschicht gegeben ist. Dies hat zur Folge, daß der Signaldetektor und die übrige Elektronik besser für die eigentliche Messung genutzt werden können, wodurch die Leistung des Meßgerätes erheblich verbessert wird.

[0014] Die Anordnung gemäß der. Erfindung ist so ausgebildet, daß sie bei einem Wolkenhöhen- oder Sichtmeßgerät dessen normalen Betriebsablauf nicht beeinflußt.

[0015] Das Fensterglas, das in Meßgeräten verwendet wird, in denen eine Meßstrahlung durch das Glas tritt, ist normalerweise antireflektionsbehandelt, um nicht selbst eine größere Dämpfung der Lichtsignale zu verursachen.

[0016] Wenn auf dem Senderfenster beispielsweise eines Wolkenhöhenmeßgerätes eine Fremdschicht aus beispielsweise Regentropfen liegt, treten an dieser Schicht Reflexionen auf. Die Anordnung gemäß der Erfindung benutzt das auf diese Weise reflektierte Licht als Information darüber, daß eine Fremdschicht, z.B. Regen oder Schnee, auf der Außenseite des Fensters liegt. Die Logikeinheit des Wolkenhöhenmeßgerätes verarbeitet die gemessenen Reflektionswerte, und wenn das gemessene Reflexionssignal einen bestimmten Wert überschreitet, wird eine Reinigungsvorrichtung aktiviert. Die Reinigungsvorrichtung kann in der Weise arbeiten, daß sie unter hohem Druck stehende Luft am Fenster entlangbläst. Eine andere Möglichkeit besteht in der Verwendung eines hin- und herschwingenden oder rotierenden Trockenarmes, der nahe an der Glasoberfläche liegt, einen auf das Glas gerichteten offenen Spalt oder eine Lochreihe hat, wobei Druckluft und/oder eine Spülflüssigkeit derart durch den hohlen Trockenarm zugeführt wird, daß sich zwischen dem Trockenarm und dem Glas ein Film oder ein Schleier aus Druckluft und/oder Flüssigkeit bildet und über das Glas hinweggleitet. Der Reinigungsablauf kann so gesteuert werden, daß zunächst eine Spülung und anschließend ein Trocknen durch Blasen mit erwärmter Hochdruckluft längs zum Fenster erfolgt. Wenn der Meßwert für das an der Oberfläche des Glases reflektierte Licht Null wird oder einen niedrigen Vergleichswert unterschreitet, wird die Reinigungsvorrichtung stillgesetzt.

[0017] Anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung angewendet bei einem Meßgerät zur Messung der Wolkenhöhe oder der Sichtweite,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Anordnung gemäß der Erfindung angewendet bei einem gleichen Meßgerät wie in Fig. 1.

[0018] Das in den Figuren 1 und 2 gleichermaßen dargestellte Meßgerät zur Messung der Wolkenhöhe, der Sichtweite oder eines Abstandes umfaßt die Teile 1 bis 9. Das Meßgerät arbeitet nach dem Prinzip des optischen Radars. Zum Senderteil gehören der Sender 1, die Sendeoptik 2 und das Senderfenster 3. Zum Empfängerteil gehören das Empfängerfenster 4, die Empfängeroptik 5, der Empfänger 6 und der Signaldetektor 7. Der Prozessor 8 enthält die elektronische Ausrüstung, die unter anderem den Lasersender aktiviert und den Meßverlauf steuert, die Impulse zählt und Daten 9 zu schreibenden und/oder anzeigenden Geräten überträgt.

[0019] Zu der Reinigungsanordnung gemäß der Erfindung gehören in Fig. 1 ein Lichtleiter 10 und ein Speiseglied 11 für die Reinigungsvorrichtung 12. Im übrigen bedient sich die Reinigungsanordnung der im Meßgerät bereits vorhandenen Sende- und Empfängereinheiten.

[0020] Die Reinigungsanordnung gemäß Figur 2 enthält einen eigenen Sender 13 mit Speiseglied 14 und einen eigenen Empfänger 15 mit Signaldetektor 16 sowie die Reinigungsvorrichtung 18 mit Speiseglied 17, über welches die Reinigungsvorrichtung eingeschaltet wird.

[0021] Beide Ausführungsformen der Erfindung arbeiten nach dem gleichen Prinzip. Die auf der Außenseite des Senderfensters vorhandene Fremdschicht (Schmutz, Schnee, Regen) wird dadurch erfaßt, daß die von dieser Schicht reflektierte Strahlung gemessen wird. Da der räumliche Abstand zwischen Senderfenster und Empfängerfenster klein ist, kann davon ausgegangen werden, da3 die Fremdschicht auf beiden Fenstern gleich ist. Im Prinzip kann auch ein gemeinsames Fenster für den Sender und Empfänger vorhanden sein. Die von der Fremdschicht (z.B. Wassertropfen) auf der Außenseite des Fensters reflektierte Strahlung wird auf den Empfänger geleitet und steuert die Einschaltung des Reinigungsaggregats 12 bzw. 17.

[0022] Bei der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform werden Sender und Empfänger des Meßgerätes selbst genutzt, um eine eventuelle Fremdschicht zu erkennen. Das von der Außenseite des Senderfensters 3 reflektierte Licht wird gesammelt und über den Lichtleiter 10 direkt zum Empfänger 6 geleitet. Im Prozessor 8 ist für diese Reflexionsmessung eine besondere Meßfolge programmiert, und das entsprechende reflektierte Signal wird von dem Prozessor verarbeitet. Die Reflexionsmessung zur Erfassung der Fremdschicht wird vom Prozessor so gesteuert, daß sie entweder vor oder nach einer Wolkenhöhen- oder Sichtmessung erfolgt, um die letztere nicht zu stören. Der Wert des gemessenen reflektierten Lichtes wird im Prozessor 8 mit einem vorgegebenen Vergleichswert verglichen, der der maximal zulässigen Verschmutzung des Senderfensters entspricht. Wird der Vergleichswert überschritten, so geht vom Prozessor 8 ein Signal an das Speiseglied 11, welches die Reinigungsvorrichtung 12 in Gang setzt.

[0023] In der Ausführungsform nach Figur 2 gehört zur Reinigungsanordnung ein eigener Sender 13 mit einem eigenen Speiseglied 14 für die Beleuchtung des Senderfensters 3 sowie ein eigener Empfänge@Xit Detektor 16 zur Messung des vom Senderfenster reflektierten Lichtes. Der Prozessor 8 übernimmt in dieser Reinigungsanordnung die gleiche Funktion wie in Figur 1. Er steuert also den Sender 13 und Empfänger 15, wandelt das reflektierte Licht in einen Meßwert für den Verschmutzungsgrad des Fensters um, vergleicht diesen Wert mit einem vorgegebenen Vergleichswert, der der höchst zulässigen Verschmutzung entspricht, und aktiviert das Speiseglied 17 der Reinigungsvorrichtung 18, wenn der Meßwert den Vergleichswert überschreitet.

[0024] Bei den Reinigungsvorrichtungen 12 und 18 in Figur 1 bzw. Figur 2 handelt es sich um dieselbe Vorrichtung, die jedoch, wie bereits erwähnt, in verschiedener Weise ausgebildet sein kann. In ihrer einfachsten Form kann die Vorrichtung ein Hochdruckaggregat sein, welches erwärmte Luft an den Fenstern 3 und 4 entlangbläst. In Gebieten mit starker Luftverunreinigung, z.B. Industriegebieten, wo mit einer starken Verschmutzung der Fenstergläser zu rechnen ist, kann zur Erzielung einer besseren Reinigungswirkung eine ergänzte Reinigungsvorrichtung verwendet werden. Die Ergänzung kann aus einem hin- und herschwingenden oder rotierenden Wischerblatt mit weicher Anlagekante an der Außenseite des Senderfensters bestehen. Wegen der hierbei auftretenden Kratzgefahr ist es zweckmäßig, den weichen Teil des Wischerblattes durch einen Trockenarm zu ersetzen, der einen auf das Glas gerichteten offenen Spalt oder eine Lochreihe hat, durch den/die Druckluft oder Spülflüssigkeit zugeführt wird, so daß sich ein Film aus Druckluft oder Flüssigkeit zwischen dem Fensterglas und dem nahe über dem Glas sich bewegenden Trockenarm ausbildet. Der Reinigungsvorgang kann beispielsweise in der Art programmiert werden, daß zunächst ein Spülen und anschließend ein Trocknen durch das Beblasen mit erwärmter Druckluft stattfindet.

[0025] Bei beiden Ausführungsformen wird die Reinigungsvorrichtung automatisch stillgesetzt, nachdem das Fenster gereinigt worden ist, d.h., sobald kein oder-nur eine geringe Menge von Licht an der Außenseite des Fensters reflektiert wird.

[0026] Eine Anordnung nach der Erfindung ist nicht auf die gezeigten beiden Ausführungsformen beschränkt, sondern kann im Rahmen des offenbarten Erfindungsgedankens in vielfacher Weise variiert werden.

[0027] Die Messung kann natürlich sowohl am Sender- und Empfängerfenster vorgenommen werden oder nur an einem der Fenster. Wird die Messung am Empfängerfenster durchgeführt, so wird bei der Ausführung nach Figur 1 ein Lichtleiter verwendet, der Licht vom Sender zur Beleuchtung des Empfängerfensters überträgt. Die Ausführungsform gemäß Figur 2 kann für das Empfängerfenster in gleicher Weise wie für das Senderfenster verwendet werden. Es kann auch nur mit einem separaten Sender 13 und beispielsweise dem eigenen Empfänger 6 des Wolkenhöhenmeßgerätes gearbeitet werden, wobei der Empfänger 6 die durch die Femdschicht auf dem Fensterglas bedingten Reflexionen auffängt. Wenn störende Reflexionen von der Fremdschichtmessung auf dem Glas auftreten können oder wenn das Wolkenhöhenmeßsystem des Wolkenhöhenmeßgeräts benutzt wird, muß das Messen der Fensterfremdschicht auf solche Weise vorgenommen werden, daß die Wolkenhöhen- oder Sichtmessung nicht gestört wird.

Ansprüche

1. Anordnung zur selbsttätigen Reinigung von Fenstern, auf denen sich eine Fremdschicht aus Schmutz, Wasser, Schnee o. dgl. ablagern kann, insbesondere von Fenstern zum Durchtritt einer Meßstrahlung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sender (13)zum Aussenden von Licht auf die Fläche des zu reinigenden Fensters vorhanden ist daß ein Empfändes ger (15, 16) zum Empfang/von der Fremdschicht auf dem Fenster (3) reflektierten Lichtes vorhanden ist, und daß ein Glied vorhanden ist, welches den vom Empfänger (15, 16) gelieferten Meßwert für das reflektierte Licht mit einem vorgegebenen Vergleichswert vergleicht und beim Überschreiten des Vergleichswertes ein Signal erzeugt, welches die Reinigungsvorrichtung (18) für das Fenster in Gang setzt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Glied zur Verarbeitung des Meßsignals vom Empfänger (15, 16) ein Stoppsignal an die Reinigungsvorrichtung liefert, wenn der Meßwert für das reflektierte Licht unter einen bestimmten Vergleichswert sinkt.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zu reinigenden Fenster(3, 4) zu dem Sender-und/oder Empfänger eines Wolkenhöhen- oder Sichtweitenmeßgerätes gehören, welches nach dem Prinzip des optischen Radars arbeitet, und daß das genannte Glied zur Verarbeitung des Meßsignals vom Empfänger (15, 16) in der Steuer- und Recheneinheit (8) des Wolkenhöhenmeßgerätes integriert ist, welche die Zusammenwirkung zwischen Lichtemittierung und Lichterfassung für die normale Wolken- oder Sichtmessung einerseits und für die Lichtemittierung und Lichterfassung zur Erkennung der Fremdschicht auf dem Fenster andererseits derart steuert, daß die letztgenannte Lichtemittierung und Lichterfassung als eine spezielle Meßsequenz während des normalen Betriebes zur Messung der Wolkenhöhe oder Sichtweite erfolgt.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Sender für das Licht zur Erfassung der Fremdschicht auf dem Fenster der Sender(1)des Wolkenhöhen-oder Sichtweitenmeßgerätes dient und/oder als Empfänger für das von der Fremdschicht des Fensters reflektierten Lichtes der Empfänger (6, 7) des Wolkenhöhen- oder Sichtweitenmeßgerätes dient.

5. Anordnung nach einem dervorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Übertragung des der Messung der Fremdschicht dienenden Lichtes vom Sender zum Fenster und/oder vom Fenster zum Empfänger optische Lichtleiter (10) vorhanden sind, die mit einer optischen Linse versehen sein können.

6. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der separate Sender (13) zur Messung der Fremdschicht auf das Empfängerfenster (4) gerichtet ist und daß der Empfänger (6, 7) des Wolkenhöhen- oder Sichtmessers dazu vorgesehen ist, auch das von der Fremdschicht auf dem Empfängerfenster reflektierte Licht zu erfassen.

7. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (1) des Wolkenhöhen- oder Sichtweitenmeßgeräts dazu vorgesehen ist, Licht zur Erfassung der Fremdschicht auf das Fenster (3) des Senders zu senden und daß der separat angeordnete Empfänger (15, 16) das vom Senderfenster an der Fremdschicht reflektierte Licht erfaßt.

8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsvorrichtung (12, 18) aus einem Hochdruckluftaggregat besteht, das Luft, die erwärmt sein kann, an den Fensterflächen entlangbläst.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsvorrichtung (12, 18) auch ein hin- und herschwingendes oder rotierendes Wischerblatt mit weicher Anlegekante enthält.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der weiche Teil des Wischerblattes durch einen Trokkenarm ersetzt ist, der einen auf die Fensterfläche gerichteten offenen Spalt oder eine Lochreihe hat, und daß durch diesen hohlen Trockenarm Druckluft oder Flüssigkeit derart zugeführt werden kann, daß sich bei Betrieb zwischen Trockenarm und Fenster ein Film aus Druckluft oder Flüssigkeit bildet.

Zeichnung