GEBIET DER ERFINDUNG
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für das pneumatische Entfernen
von Verschmutzungen von mindestens einer Oberfläche einer Verkehrsinfrastruktur, welche
Vorrichtung durch ein Fahrzeug entlang eines Verkehrsweges bewegbar ist, die Vorrichtung
umfassend mindestens eine Haube mit einer Öffnung, welche Öffnung in einem Betriebszustand
der Vorrichtung der zu reinigenden Oberfläche zugewandt ist, wobei mindestens eine
in der Haube angeordnete Blasluftdüse vorgesehen ist, durch welche Blasluftdüse Luft
in mindestens einer Blasrichtung ausblasbar ist, und wobei mindestens eine Saugöffnung
vorgesehen ist, durch welche Saugöffnung Luft aus der Haube abgesaugt werden kann.
STAND DER TECHNIK
[0002] Zum pneumatischen Entfernen von Verschmutzungen von mindestens einer Oberfläche einer
Verkehrsinfrastruktur sind aus dem Stand der Technik, z.B. aus der
DE 2452633 A1 oder der
FR 2999196 A1, Vorrichtungen bekannt, die durch ein Fahrzeug entlang eines Verkehrsweges bewegbar
sind. Mit Verkehrsinfrastruktur sind dabei typischerweise Straßen, Gleisanlagen oder
Tunnel mit mindestens einer Tunnelwand, gemeint. Diese bekannten Vorrichtungen weisen
jeweils eine Haube auf, deren Öffnung der zu reinigenden Oberfläche zugewandt ist
und in welcher sich mindestens eine Blasvorrichtung und mindestens eine Saugvorrichtung
befinden. Aus den Blasvorrichtungen strömt Luft mit einer Strömungsrichtung, die im
Wesentlichen parallel zur Öffnung der Haube verläuft, an die zu reinigende bzw. entlang
der zu reinigenden Oberfläche, wirbelt von dieser Verschmutzung auf und wird gemeinsam
mit dieser Verschmutzung durch die Saugvorrichtungen weggesaugt.
[0003] Um zu verhindern, dass aufgewirbelter Schmutz in die Umgebung geblasen wird, ist
es üblich, eine etwas größere Luftmenge pro Zeit zu saugen als zu blasen. Dadurch
wird an den unvermeidlichen Spalten zwischen den Rändern der Haube und der zu reinigenden
Oberfläche ein Luftstrom in die Haube hinein erzwungen.
[0004] Nachteilig an den bekannten Vorrichtungen ist, dass die zu reinigenden Oberflächen
in der Praxis meist nicht glatt, sondern rau sind und Vertiefungen aufweisen, in denen
Verschmutzungen festsitzen. Dies trifft insbesondere auf Asphaltflächen oder den Gleisoberbau
zu. Die mittels der Blasvorrichtungen eingeblasene Luft streicht über die Vertiefungen
hinweg und kann somit die in den Vertiefungen festsitzenden Verschmutzungen nicht
lösen.
AUFGABE DER ERFINDUNG
[0005] Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung für das pneumatische
Entfernen von Verschmutzungen von mindestens einer Oberfläche einer Verkehrsinfrastruktur
zur Verfügung zu stellen, die die oben genannten Nachteile überwindet. Insbesondere
sollen mittels der Vorrichtung raue Oberflächen oder Einbauten - insbesondere Kabelkanäle,
Signaleinrichtungen etc. - z.B. an Seitenwänden in Tunneln gründlich gereinigt werden
können.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
[0006] Zur Lösung der genannten Aufgabe ist es bei einer Vorrichtung für das pneumatische
Entfernen von Verschmutzungen von mindestens einer Oberfläche einer Verkehrsinfrastruktur,
welche Vorrichtung durch ein Fahrzeug entlang eines Verkehrsweges bewegbar ist, die
Vorrichtung umfassend mindestens eine Haube mit einer Öffnung, welche Öffnung in einem
Betriebszustand der Vorrichtung der zu reinigenden Oberfläche zugewandt ist, wobei
mindestens eine in der Haube angeordnete Blasluftdüse vorgesehen ist, durch welche
Blasluftdüse Luft in mindestens einer Blasrichtung ausblasbar ist, und wobei mindestens
eine Saugöffnung vorgesehen ist, durch welche Saugöffnung Luft aus der Haube abgesaugt
werden kann, erfindungsgemäß vorgesehen, dass die mindestens eine Blasrichtung der
mindestens einen Blasluftdüse eine Komponente normal zur Öffnung der Haube aufweist,
die größer ist als eine Komponente parallel zur Öffnung.
[0007] Die Blasrichtung lässt sich prinzipiell bzw. ganz allgemein in zwei Komponenten zerlegen,
wobei eine der zwei Komponenten normal zur Öffnung ist und die andere der zwei Komponenten
parallel zur Öffnung. Dies trifft insbesondere auf den Fall zu, wo ein Rand der Öffnung
in einer Ebene liegt.
[0008] Durch diese Auslegung der Blasrichtung der mindestens einen Blasluftdüse ist sichergestellt,
dass die ausgeblasene Luft auf bzw. in Richtung der zu reinigenden Oberfläche geblasen
wird. Die ausgeblasene Luft streicht also nicht über Unebenheiten oder Vertiefungen
der Oberfläche hinweg, sondern dringt in die Unebenheiten/Vertiefungen ein und bläst
die dort befindlichen Verunreinigungen heraus.
[0009] Wie bereits eingangs erwähnt, sind unter Verkehrsinfrastruktur typischerweise Straßen,
Gleisanlagen oder Tunnel mit mindestens einer Tunnelwand, zu verstehen. Der Verkehrsweg
ist typischerweise Teil der Verkehrsinfrastruktur.
[0010] Die Haube kann zumindest abschnittsweise geeignete Abdichtungen umfassen, beispielsweise
Bürsten oder mindestens eine Gummischürze, die im Betriebszustand bis zur zu reinigenden
Oberfläche reichen kann.
[0011] Bei der mindestens einen Blasluftdüse kann es sich z.B. um eine Venturidüse oder
eine Spiraldüse handeln.
[0012] Das Ausblasen aus der mindestens einen Blasluftdüse erfolgt in der Praxis in einem
Kegel mit einem gewissen Öffnungswinkel, der zwar sehr klein aber nicht exakt null
gehalten werden kann. D.h. mathematisch genau genommen liegen beim Ausblasen mehrere
Blasrichtungen fächer- bzw. kegelartig vor. Unter der Blasrichtung einer Blasluftdüse
ist daher grundsätzlich eine mittlere Blasrichtung zu verstehen, die dem Öffnungswinkel
null entspricht.
[0013] Darüberhinaus kann die Blasluftdüse so gestaltet sein, dass bewusst mehrere unterschiedliche
Blasrichtungen vorgesehen sind, z.B. indem sich die Blasluftdüse dreht, um ein spiralartiges
Ausblasen zu gewährleisten. In solchen Fällen weisen erfindungsgemäß alle diese Blasrichtungen
eine Komponente normal zur Öffnung der Haube auf, die größer ist als eine Komponente
parallel zur Öffnung.
[0014] Beim Ausblasen durch die mindestens eine Blasluftdüse bzw. durch alle Blasluftdüsen
wird somit insgesamt ein Blasluftstrom gebildet, der vornehmlich auf die zu reinigende
Oberfläche gerichtet ist. Genauer wird bei mehreren Blasluftdüsen durch jede einzelne
Blasluftdüse ein Einzelblasluftstrom erzeugt, wobei alle Einzelblasluftströme gemeinsam
den (gesamten) Blasluftstrom bilden.
[0015] Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Vorrichtung so ausgelegt, dass die Luft aus
der mindestens einen Blasluftdüse mit einer Blasgeschwindigkeit von mehr als 50 m/s
ausgeblasen wird. Diese hohe Blasluftgeschwindigkeit erlaubt es, den Abstand zur zu
reinigenden Oberfläche sehr groß zu wählen, typischerweise bis zu 950 mm. Entsprechend
ist es möglich, die Vorrichtung problemlos über Hindernisse, wie sie z.B. bei Gleisanlagen
anzutreffen sind, während des pneumatischen Reinigens zu führen, ohne dass das Reinigen
unterbrochen werden muss.
[0016] Gleichzeitig kann ein Blasdruck, mit dem die Luft aus der mindestens einen Blasluftdüse
austritt, relativ gering gehalten werden, typischerweise kleiner als 3,5 bar. Vorzugsweise
umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung eine entsprechende Überdruckquelle, z.B.
einen Kompressor, wobei die Überdruckquelle aufgrund des relativ geringen Blasdrucks
sehr vorteilhaft gestaltet werden kann, insbesondere mit einem geringen Energiebedarf,
einem geringen Platzbedarf sowie einem geringen Eigengewicht.
[0017] Die Luft, die aus der Haube durch deren mindestens eine Saugöffnung, die in Form
einer Düse ausgeführt sein kann, abgesaugt wird, bildet einen Saugluftstrom, der den
gelösten Schmutz mit sich trägt. Vorzugsweise ist die Vorrichtung derart ausgelegt,
dass im Betriebszustand der durch die mindestens eine Saugöffnung austretende Saugluftstrom
größer, besonders bevorzugt mindestens um einen Faktor 2 größer, als der Blasluftstrom
ist. D.h. in letzterem Fall weist der Saugluftstrom mehr als die doppelte Luftmenge
pro Zeit auf wie der gesamte Blasluftstrom. Hierdurch wird ein zuverlässiges Absaugen
des gelösten Schmutzes (und damit ein zuverlässiges Entfernen des Schmutzes von der
zu reinigenden Oberfläche) garantiert und verhindert, dass der abgeblasene Schmutz
bzw. Staub nicht bloß an der zu reinigenden Oberfläche verlagert wird.
[0018] Um den Saugluftstrom optimal zu gestalten, kann es vorgesehen sein, dass ein Randbereich
der Haube, welcher der zu reinigenden Oberfläche zugewandt liegt, mindestens eine
Zusatzöffnung aufweist, deren Querschnittsfläche mehrfach größer ist als die Querschnittsfläche
von Spalten zwischen sonstigen Bereichen der Haube und der zu reinigenden Oberfläche.
Bevorzugt befindet sich diese Zusatzöffnung an einem Bereich der Haube, welcher bei
der bestimmungsgemäßen Bewegung der Haube entlang der zu reinigenden Oberfläche hinten
liegt.
[0019] Die Zusatzöffnung kann insbesondere durch Aussparungen der Abdichtungen bzw. der
mindestens einen Gummischürze ausgebildet sein. Entsprechend steht die Zusatzöffnung
im Betriebszustand normal zur zu reinigenden Oberfläche und ist dieser nicht zugewandt.
Für einen optimalen Saugluftstrom ist die Fläche der Zusatzöffnung kleiner gleich
der Fläche, vorzugsweise stets kleiner als die Fläche, der Öffnung, die im Betriebszustand
der zu reinigenden Oberfläche zugewandt ist. Die Saugöffnung ist typischerweise kleiner
gleich der Zusatzöffnung, vorzugsweise kleiner als die Zusatzöffnung.
[0020] Weiters kann es vorgesehen sein, dass innerhalb der Haube der Saugluftstrom durch
Leitflächen und/oder durch die Anordnung von Saugluftdüsen in jenen Volumenbereich
der Haube geleitet wird, welcher sich über dem der besagten Zusatzöffnung horizontal
gegenüberliegenden Bereich der Haube befindet. Der Saugluftstrom weist dann - im Gegensatz
zum Blasluftstrom, der im Hinblick auf eine besonders starke Reinigungswirkung optimiert
ist - eine relativ starke Richtungskomponente parallel zu der zu reinigenden Oberfläche
bzw. zur Öffnung der Haube auf, um den Abtransport des gelösten Schmutzes zu garantieren,
wobei diese Richtungskomponente jedoch nicht notwendigerweise größer sein muss als
eine normal auf die Oberfläche bzw. Öffnung der Haube stehende Richtungskomponente.
[0021] Grundsätzlich ist zur Erzeugung des Saugluftstroms mindestens ein an sich bekanntes
Mittel bzw. eine an sich bekannte Unterdruckquelle, beispielsweise eine Pumpe oder
ein Gebläse oder ein Ventilator, vorgesehen, die vorzugsweise Teil der Vorrichtung
ist.
[0022] Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine elektronische Steuereinheit
auf, mittels der die Überdruckquelle und/oder die Unterdruckquelle (und damit der
Blasluftstrom und/oder der Saugluftstrom) steuerbar und/oder regelbar sind. Weiters
können Sensoren vorgesehen sein, die mit der elektronischen Steuereinheit verbunden
sein können. Bei den Sensoren kann es sich z.B. um Luftgeschwindigkeitssensoren sowie
um Sensoren, welche die Art und Menge der Verschmutzung detektieren können, handeln.
Vorzugsweise können mittels der elektronischen Steuereinheit, die die Messsignale
der Sensoren verarbeitet, der Blasluftstrom und der Saugluftstrom gesteuert bzw. geregelt
werden.
[0023] Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen,
dass mehrere Blasluftdüsen vorgesehen sind. Hierdurch kann einerseits einer spezifischen
Form der zu reinigenden Oberfläche Rechnung getragen werden, indem die Blasluftdüsen
entsprechend der spezifischen Form so angeordnet sind, dass die ausgeblasene Luft
direkt auf die zu reinigende Oberfläche trifft. Andererseits können große zu reinigende
Oberflächen zeitsparend gereinigt werden, indem mittels der mehreren Blasluftdüsen
die gesamte Oberfläche oder zumindest ein großer Teil davon gleichzeitig angeblasen
wird.
[0024] Insbesondere um große Flächen der mindestens einen zu reinigenden Oberfläche abzublasen,
ist es bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
vorgesehen, dass die Blasluftdüsen in einer Richtung normal zur Öffnung gesehen innerhalb
der Öffnung in zueinander versetzten Reihen angeordnet sind. Durch diese Anordnung
können Einzelblasluftströme über eine große Breite und zumindest abschnittsweise überlappend
erzeugt werden, was eine besonders gründliche Reinigung der Fläche sicherstellt.
[0025] Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen,
dass mindestens ein in der Haube angeordneter Druckluftbehälter vorgesehen ist, der
mit der mindestens einen Blasluftdüse verbunden ist und mit der mindestens einen Blasluftdüse
gemeinsam mindestens eine Blaslufteinheit ausbildet. Auf diese Weise wird ein konstanter
Blasdruck gewährleistet. Die Verbindung des Druckluftbehälters mit der mindestens
einen Blasluftdüse ist dabei klarerweise zumindest als fluidische Verbindung zu verstehen.
[0026] Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist vorgesehen, dass mehrere Blaslufteinheiten in der Haube angeordnet sind. Somit
können besonders große Flächen der mindestens einen zu reinigenden Oberfläche auf
einmal mit konstantem Blasdruck gereinigt werden. Selbst wenn diese Flächen räumlich
von einander beabstandet sind, können diese Flächen bei entsprechender Anordnung der
Blaslufteinheiten gleichzeitig abgeblasen bzw. gereinigt werden.
[0027] Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen,
dass die mindestens eine Blasluftdüse verschwenkbar ist. Vorzugsweise ist die mindestens
eine Blasluftdüse mitsamt der zugehörigen Blaslufteinheit verschwenkbar. Hierdurch
kann eine Anpassung der Ausrichtung der mindestens einen Blasluftdüse an die zu reinigende
Oberfläche erfolgen, um ein optimales Reinigungsergebnis zu erzielen.
[0028] Dabei können auch Schwenkmittel - z.B. Elektromotoren oder pneumatische oder hydraulische
Stellzylinder - vorgesehen sein, die mittels der elektronischen Steuereinheit angesteuert
werden können, um die Lage der mindestens einen Blasluftdüse bzw. der mindestens einen
Blaslufteinheit während des Betriebszustands zu ändern bzw. an die zu reinigende Oberfläche
anzupassen. Dies kann laufend in Abhängigkeit von Sensorsignalen erfolgen, welche
von Sensoren herrühren, die die Gestalt bzw. Form der zu reinigenden Oberfläche laufend
bestimmen.
[0029] Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist vorgesehen, dass die Blasluftdüsen derart relativ zueinander angeordnet sind,
dass im Betriebszustand die Blasluftdüsen zumindest teilweise auf zwei gegenüberliegenden
Seiten einer Schiene eines Gleises, vorzugsweise jeweils auf zwei gegenüberliegenden
Seiten jeder Schiene des Gleises, anordenbar sind, wobei die Blasrichtungen der Blasluftdüsen
eine zur jeweiligen Schiene weisende Komponente aufweisen. Eine optimale Reinigung
der Gleise bzw. Schienen wird hierdurch ermöglicht.
[0030] Dies schließt natürlich nicht aus, dass weitere Blasluftdüsen anders orientiert sind,
um z.B. von oben senkrecht auf die jeweilige Schiene zu blasen, um die gründliche
Reinigung der Schienen zu vervollkommnen.
[0031] Es sei bemerkt, dass die genannte Anordnung der Blasluftdüsen starr sein kann, es
aber natürlich auch nicht ausgeschlossen ist, dass die Blasluftdüsen bzw. deren Blaslufteinheit(en)
verschwenkbar sind.
[0032] Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist vorgesehen, dass mehrere Hauben vorgesehen sind, die vorzugsweise in einer Richtung
gesehen abschnittsweise überlappend angeordnet sind. Bei besagter Richtung kann es
sich insbesondere um die Fahrtrichtung des Fahrzeugs handeln, wobei die Fahrtrichtung
im Falle eines Schienenfahrzeugs mit der Richtung des Gleisverlaufs übereinstimmt.
Mittels dieser überlappenden Anordnung der Hauben lassen sich beispielsweise Tunnelwände
bzw. Abschnitte der Tunnelwände, insbesondere gekrümmte oder gebogene Abschnitte der
Tunnelwände, zuverlässig reinigen. Dabei sind die Hauben entsprechend der Krümmung
der zu reinigenden Tunnelwand bzw. -decke anordenbar.
[0033] Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen,
dass eine Hebevorrichtung vorgesehen ist, um die mindestens eine Haube zumindest normal
zur Öffnung bewegen zu können. Die Hebevorrichtung kann in an sich bekannter Weise
elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch arbeiten.
[0034] Mittels der Hebevorrichtung kann die Haube z.B. während Überstellungsfahrten in eine
Ruheposition gehoben/bewegt werden, in welcher ein Kontakt mit einem Untergrund, auf
dem das Fahrzeug sich bewegt, ausgeschlossen werden kann. Sobald die mindestens eine
zu reinigende Oberfläche erreicht ist, kann die Haube in die für die Durchführung
der Reinigung passende Position bewegt werden: Sofern z.B. der Untergrund zu reinigen
ist, kann die mindestens eine Haube aus der Ruheposition abgesenkt werden; sofern
z.B. eine Tunnelwand und/oder Tunneldecke zu reinigen ist, kann die mindestens eine
Haube aus der Ruheposition angehoben und ggf. in ihrer Lage an die zu reinigende Wand
oder Decke angepasst werden.
[0035] Vorzugsweise kann die Hebevorrichtung mittels der elektronischen Steuereinheit angesteuert
werden, ggf. unter Berücksichtigung der oben geschilderten Sensorsignale bzw. Messdaten
der Sensoren.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
[0036] Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnungen
sind beispielhaft und sollen den Erfindungsgedanken zwar darlegen, ihn aber keinesfalls
einengen oder gar abschließend wiedergeben.
[0037] Dabei zeigt:
- Fig. 1a
- eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei eine Fahrtrichtung
in der Schnittebene liegt
- Fig. 1b
- eine schematische Schnittansicht der Vorrichtung aus Fig. 1a, wobei die Schnittebene
normal auf die Fahrtrichtung steht
- Fig. 2
- eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer schematischen
Darstellung analog zu Fig. 1a, wobei die Vorrichtung ein Leitblech aufweist
- Fig. 3a
- eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer schematischen
Darstellung analog zu Fig. 1a, wobei die Vorrichtung zur Reinigung von Gleisen ausgelegt
ist
- Fig. 3b
- die Vorrichtung aus Fig. 3a in einer schematischen Darstellung analog zu Fig. 1b
- Fig. 4
- eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer schematischen
Darstellung analog zu Fig. 1a, wobei die Vorrichtung zwei Blaslufteinheiten aufweist
- Fig. 5
- ein Detail einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer
schematischen Darstellung analog zu Fig. 3b, wobei die Vorrichtung eine speziell für
die Reinigung von Schienen ausgelegte Anordnung von Blasluftdüsen aufweist
- Fig. 6
- eine schematische Aufsicht auf die Blasluftdüsen der Blaslufteinheit einer weiteren
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
- Fig. 7
- eine schematische Seitenansicht einer auf einem Schienenfahrzeug montierten erfindungsgemäßen
Vorrichtung
- Fig. 8
- eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer schematischen
Darstellung analog zu Fig. 1b, wobei die Vorrichtung zur Reinigung von Tunnelwänden
ausgelegt ist
- Fig. 9
- eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur Reinigung von Tunnelwänden, wobei die Vorrichtung drei Hauben aufweist
und wobei aus Übersichtsgründen nur die drei Hauben und das Schienenfahrzeug, auf
dem die Vorrichtung montiert ist, gezeigt sind
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
[0038] In der schematischen Schnittansicht der Fig. 1a ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung
1 für das pneumatische Entfernen von Verschmutzungen von mindestens einer Oberfläche
4 (z.B. einer Straßenoberfläche) einer Verkehrsinfrastruktur erkennbar, wobei die
Vorrichtung 1 durch ein Fahrzeug (in Fig. 1a nicht dargestellt) entlang eines Verkehrsweges
(z.B. einer Straße) in einer Fahrtrichtung 26 - vor und zurück - bewegbar ist. Die
Vorrichtung 1 umfasst eine Haube 2 mit einer Öffnung 3, welche Öffnung 3 in einem
Betriebszustand der Vorrichtung 1 der zu reinigenden Oberfläche 4 zugewandt ist, wobei
der Betriebszustand in Fig. 1a gezeigt ist.
[0039] In der Haube 2 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel mehrere Blasluftdüsen 8 quer
zur Fahrtrichtung 26 angeordnet (vgl. Fig. 1b), durch welche Blasluftdüsen 8 Luft
in jeweils einer Blasrichtung 9 ausblasbar ist, wobei durch jede einzelne Blasluftdüse
8 ein Einzelblasluftstrom erzeugt wird und alle Einzelblasluftströme gemeinsam einen
(gesamten) Blasluftstrom 23 bilden. Weiters umfasst die Vorrichtung 1 eine Saugöffnung
10, durch welche Saugöffnung 10 Luft aus der Haube 2 abgesaugt werden kann, wobei
im gezeigten Ausführungsbeispiel der Fig. 1a und Fig. 1b die Saugöffnung 10 gegenüberliegend
zur Öffnung 3 angeordnet ist.
[0040] Die Oberfläche 4 ist nicht perfekt glatt, sondern rau, sodass sich Schmutz in Vertiefungen
ansammeln kann. Um den Schmutz von der Oberfläche 4 - und damit aus den Vertiefungen
- optimal lösen zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Blasrichtungen
9 der Blasluftdüsen 8 jeweils eine Komponente normal zur Öffnung 3 der Haube 2 aufweisen,
die größer ist als eine Komponente parallel zur Öffnung 3. Im gezeigten Ausführungsbeispiel
der Fig. 1a und Fig. 1b weisen die Blasrichtungen 9 daher entsprechend nach unten
in Richtung Oberfläche 4.
[0041] Das Ausblasen aus den Blasluftdüsen 8 erfolgt in den gezeigten Ausführungsbeispielen
in einem Kegel mit einem gewissen Öffnungswinkel, der zwar sehr klein aber nicht exakt
null gehalten werden kann. D.h. mathematisch genau genommen liegen beim Ausblasen
mehrere Blasrichtungen fächer- bzw. kegelartig vor. Unter der Blasrichtung 9 einer
Blasluftdüse 8 ist daher grundsätzlich eine mittlere Blasrichtung zu verstehen, die
dem Öffnungswinkel null entspricht und in den Figuren mittels Pfeilen, die zwischen
skizzierten Kegelmantellinien angeordnet sind, gekennzeichnet ist.
[0042] Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 1 so ausgelegt, dass die Luft
aus den Blasluftdüsen 8 mit einer mit einer Blasgeschwindigkeit von mehr als 50 m/s
ausgeblasen wird. Diese hohe Blasluftgeschwindigkeit erlaubt es, den Abstand zur zu
reinigenden Oberfläche 4 sehr groß zu wählen, typischerweise bis zu 950 mm. Entsprechend
ist es möglich, die Vorrichtung 1 problemlos über Hindernisse (Unebenheiten der Fahrbahn;
oder Einbauten zwischen oder neben Schienen von Gleisen wie z.B. Sicherheitsvorrichtungen,
Radlenker, Signale, Kabeltrassen etc.) während des pneumatischen Reinigens zu führen,
ohne dass das Reinigen unterbrochen werden muss.
[0043] Mittels einer Hebevorrichtung 16 (vgl. Fig. 7), die beispielsweise einen Hydraulikzylinder
umfassen kann, kann die Haube 2 in einer normal auf die Öffnung 3 stehenden Hebe-
und Senkrichtung 30 bewegt werden, womit auch der oben genannte Abstand zur Oberfläche
4 einstellbar ist. Ein mit der Haube 2 verbundenes Fahrgestell 17 sorgt dafür, dass
dabei eine Mindesthöhe bzw. ein Mindestabstand nicht unterschritten werden kann.
[0044] Weiters ist die Vorrichtung 1 im gezeigten Ausführungsbeispiel so ausgelegt, dass
ein Blasdruck, mit dem die Luft aus den Blasluftdüsen 8 austritt, kleiner als 3,5
bar gehalten wird.
[0045] Um Blasluftgeschwindigkeit und Blasluftdruck präzise konstant halten zu können, ist
im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Druckluftbehälter 11 vorgesehen, an welchen
die Blasluftdüsen 8 unmittelbar anschließen und mit dem die Blasluftdüsen 8 somit
fluidisch und mechanisch verbunden sind. Der Druckluftbehälter 11 bildet mit den Blasluftdüsen
8 gemeinsam eine Blaslufteinheit 12 aus.
[0046] Die Blaslufteinheit 12 und somit auch alle Blasluftdüsen 8 der Blaslufteinheit 12
gemeinsam sind um eine Schwenkachse 27 verschwenkbar, um eine Anpassung der Blasrichtung
9 an die zu reinigende Oberfläche 4 zu ermöglichen. Im Ausführungsbeispiel der Fig.
1a und Fig. 1b liegt die Schwenkachse 27 horizontal und senkrecht zur Fahrtrichtung
26 bzw. liegt eine entsprechende Schwenkrichtung 28 in einer Ebene, die senkrecht
auf die Öffnung 3 steht und die parallel zur Fahrtrichtung 26 ist. Die Schwenkrichtung
28 deckt typischerweise einen Winkelbereich von -45° bis +45° ab.
[0047] Der Druckluftbehälter 11 wird mittels eines Kompressors (nicht dargestellt) der Vorrichtung
1 unter Druck gesetzt, indem der Kompressor Blasluft 29 in den Druckluftbehälter 11
pumpt, wobei entsprechende Zuleitungen für die Blasluft 29 von außerhalb der Haube
2 vorgesehen sind.
[0048] Der Blasluftstrom 23 trifft auf die Oberfläche 4 und wirbelt alle Materialien wie
Staub, Sand, Papier, Dosen etc. auf, die somit als aufgewirbelter Schmutz 25 bezeichnet
werden können bzw. diesen ausbilden. Der aufgewirbelte Schmutz 25 wird dann von einem
Saugluftstrom 24 erfasst und mit dem Saugluftstrom 24 durch die Saugöffnung 10 abgesaugt.
[0049] Der Saugluftstrom 24 stellt sich ein, indem Luft von außerhalb der Haube 2 angesaugt
wird. Zwar weist die Haube 2 Gummischürzen 18 bzw. Bürsten auf, die im Betriebszustand
als Abdichtung zur Oberfläche 4 hin fungieren, doch bleiben, wie aus Fig. 1a und Fig.
1b hervorgeht, Spalte zwischen den Gummischürzen 18 bzw. den Bürsten und der Oberfläche
4, durch die Luft von außen in die Haube 2 eintreten kann. Der Saugluftstrom 24 hat
dabei im Bereich nahe der Oberfläche 4 eine Richtungskomponente parallel zur Oberfläche
4 bzw. parallel zur Öffnung 3, die größer ist als normal zur Oberfläche 4 bzw. zur
Öffnung 3, wodurch ein problemloser Abtransport des von der Oberfläche 4 gelösten
Schmutzes 25 sichergestellt wird.
[0050] Um ein zuverlässiges Absaugen des aufgewirbelten Schmutzes 25 sicherzustellen, ist
die Vorrichtung 1 im gezeigten Ausführungsbeispiel derart ausgelegt, dass im Betriebszustand
der durch die Saugöffnung 10 austretende Saugluftstrom 24 mindestens um einen Faktor
2 größer ist als der Blasluftstrom 23.
[0051] Zum Ansaugen der Luft bzw. zum Erzeugen des Saugluftstroms 24 ist eine an sich bekannte
Unterdruckquelle (nicht dargestellt), wie z.B. eine Pumpe oder ein Gebläse oder ein
Ventilator, vorgesehen, wobei die Unterdruckquelle vorzugsweise Teil der Vorrichtung
1 ist.
[0052] Bei den gezeigten Ausführungsbeispielen sind eine elektronische Steuereinheit (nicht
dargestellt) sowie mit dieser zusammenwirkende Sensoren (nicht dargestellt) vorgesehen.
Bei den Sensoren handelt es sich um Luftgeschwindigkeitssensoren sowie um Sensoren,
welche die Art und Menge der Verschmutzung detektieren können. Mittels der elektronischen
Steuereinheit, die die Messsignale der Sensoren verarbeitet, können der Blasluftstrom
23 und der Saugluftstrom 24 gesteuert und geregelt werden.
[0053] Darüberhinaus sind Sensoren (nicht dargestellt) vorgesehen, die die Gestalt bzw.
Form der zu reinigenden Oberfläche 4 laufend bestimmen. Indem die elektronische Steuereinheit
auch die Messsignale dieser Sensoren auswertet, kann die elektronische Steuereinheit
einerseits Schwenkmittel (nicht dargestellt) - z.B. Elektromotoren oder pneumatische
oder hydraulische Stellzylinder - ansteuern, um die Blaslufteinheit 12 zu verschwenken.
Andererseits kann die Steuereinheit die Hebevorrichtung 16 ansteuern und somit während
des Betriebszustands eine entsprechend optimale Anpassung der Ausrichtung der Blasluftdüsen
8 und des Abstands der Haube 2 an die bzw. zur Oberfläche 4 vornehmen. Des Weiteren
kann die Steuereinheit die Luftmengen, insbesondere die Luftmengen pro Zeiteinheit,
des Blasluftstroms 23 und des Saugluftstroms 24 - unabhängig voneinander - regeln
und damit den jeweiligen Anforderungen anpassen.
[0054] Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform, bei der ein Leitblech 22 in der Haube 2 angeordnet
ist, um den Saugluftstrom 24 zu optimieren und damit die Absaug- und Reinigungsleistung
zu verbessern. Der Einsatz von derlei Leitblechen 22, die die Haube 2 in Segmente
unterteilen, ist insbesondere bei breiteren Hauben 2 vorteilhaft.
[0055] Fig. 3a und Fig. 3b zeigen eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
1 analog zu jener von Fig. 1a und Fig. 1b, wobei die Vorrichtung 1 jedoch für die
Reinigung eines Gleises 5 mit Schienen 14 ausgelegt ist. Dabei ist die Haube 2 normal
zur Fahrrichtung 26 so dimensioniert, dass beide Schienen 14 des Gleises 5 unter der
Haube 2 Platz finden, wobei die Gummischürzen 18 bzw. Bürsten außen an den Schienen
14 anliegen. Somit kann im Wesentlichen die gesamte Breite des Gleises 5 in einem
Reinigungsschritt gereinigt werden.
[0056] Das Fahrgestell 17 rollt auf den Schienen 14 ab.
[0057] Der restliche Aufbau der Vorrichtung 1 ist vollkommen analog zum Ausführungsbeispiel
der Fig. 1a und Fig. 1b, weshalb auf das oben Gesagte verwiesen wird.
[0058] Fig. 4 zeigt eine Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 analog zu jener der
Fig. 1a, wobei jedoch zwei Blaslufteinheiten 12 vorgesehen sind, die jeweils einen
Druckluftbehälter 11 und an diesen angeschlossene Blasluftdüsen 8 umfassen. Die Blaslufteinheiten
12 sind jeweils um eine Schwenkachse 27 in einer Schwenkrichtung 28 schwenkbar. Die
Schwenkachsen 27 liegen horizontal und senkrecht zur Fahrtrichtung 26 bzw. liegen
die Schwenkrichtungen 28 in einer Ebene, die senkrecht auf die Öffnung 3 steht und
die parallel zur Fahrtrichtung 26 ist. Wiederum decken die Schwenkrichtungen 28 jeweils
typischerweise einen Winkelbereich von -45° bis +45° ab.
[0059] Die Ausführungsvariante gemäß Fig. 4 eignet sich einerseits um besonders große bzw.
fest sitzende Verschmutzungen von der Oberfläche 4 zu entfernen. Andererseits kann
die Haube 2 relativ groß ausgeführt sein, um einen großen Teil der Oberfläche 4 auf
einmal zu reinigen.
[0060] Die Blaslufteinheiten 12 bzw. die Blasluftdüsen 8 der beiden Blaslufteinheiten 12
sind so geneigt, dass die Blasrichtungen 9 der Blasluftdüsen 8 der einen Blaslufteinheit
12 und die Blasrichtungen 9 der Blasluftdüsen 8 der anderen Blaslufteinheit 12 etwas
zueinander weisen, was wiederum das Ablösen starker Verschmutzungen von der Oberfläche
4 begünstigt.
[0061] Um einen optimalen Abtransport des aufgewirbelten Schmutzes 25 zu gewährleisten,
ist die Vorrichtung 1 so ausgelegt, dass zwei Saugluftströme 24 von einander gegenüberliegenden
Seiten der Haube 2 im Betriebszustand vorhanden sind, die beide durch die zentrale
Saugöffnung 10 abgeführt werden.
[0062] Fig. 5 zeigt ein Detail einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
1, welche für das Reinigen von Schienen 14 eines Gleises 5 optimiert ist. In diesem
Fall sind die Blasluftdüsen 8, 8' der Blaslufteinheit 12 so geformt und am Druckluftbehälter
11 angeordnet, dass die Schiene 14 nicht nur von oben, sondern auch seitlich angeblasen
wird. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist dabei eine Blasluftdüse 8 für das Anblasen
der Schiene 14 senkrecht von oben vorgesehen, wobei diese Blasluftdüse 8 zwischen
zwei weiteren Blasluftdüsen 8' angeordnet ist, die von gegenüberliegenden Seiten seitlich
auf die Schiene 14 gerichtet sind.
[0063] Die Haube 2 ist in diesem Fall so ausgelegt, dass im Betriebszustand die Gummischürzen
18 bzw. Bürsten nicht an der Schiene 14 anliegen, sondern seitlich von der Schiene
14 soweit beabstandet sind, dass das beidseitige seitliche Anblasen der Schiene 14
problemlos erfolgen kann. Darüberhinaus ist auch noch eine weitere Blasluftdüse 8
zwischen der Gummischürze 18 bzw. Bürsten und der einen seitlich auf die Schiene 14
gerichteten Blasluftdüse 8' angeordnet, um auch noch einen seitlich außerhalb der
Schiene 14 liegenden Bereich des Gleises 5 reinigen zu können.
[0064] Die Blasluftdüsen 8 können nicht nur in einer Reihe 13 angeordnet sein, sondern auch
in mehreren Reihen 13, was das Abblasen großer Flächen erleichtert. Fig. 6 illustriert
dies anhand einer Blaslufteinheit 12 mit zwei Reihen 13 von Blasluftdüsen 8. Von unten
gesehen bzw. in einer Richtung normal zur Öffnung 3 gesehen sind die Blasluftdüsen
8 innerhalb der Öffnung 3 somit in zueinander versetzten Reihen 3 angeordnet, wodurch
sich abschnittsweise überlappende Einzelblasströme ergeben, was eine besonders gründliche
Reinigung sicherstellt.
[0065] Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 kann an beliebigen Fahrzeugen, insbesondere sowohl
an Straßenfahrzeugen als auch an Schienenfahrzeugen 7, montiert werden. Dabei kann
die Vorrichtung 1 sowohl an der Fahrzeugfront als auch am Fahrzeugheck montiert werden.
Fig. 7 illustriert die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 am Heck eines
Schienenfahrzeugs 7, wobei die Vorrichtung 1 entsprechend für die Reinigung von Gleisen
5 optimiert ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist mindestens eine Absaugleitung
19 vorgesehen, um den mindestens einen Saugluftstrom 24, der den aufgewirbelten Schmutz
25 abtransportiert, abzuleiten, wobei der aufgewirbelte Schmutz 25 vom Saugluftstrom
24 abgeschieden und in einem Schmutzbehälter 31 des Schienenfahrzeugs 7 gespeichert
wird.
[0066] Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 eignet sich auch zur Reinigung von Tunnelwänden
6 oder Deckenbereichen 32 von Tunneln. Fig. 8 illustriert den Fall der Reinigung einer
Tunnelwand 6, an der Einbauten in Form von Signalvorrichtungen 20 und eines Kabelkanals
21 angeordnet bzw. befestigt sind. Die Vorrichtung 1 bzw. die Haube 2 wird zur Reinigung
so orientiert, dass die Öffnung 3 im Wesentlichen parallel zur Tunnelwand 6 ist, sodass
nicht nur die Tunnelwand 6, sondern insbesondere die genannten Einbauten abgeblasen
werden. Saugluftströme 24 können von mehreren Seiten der Haube 2 geführt und über
die zentrale Saugöffnung 10 abgesaugt werden. Die wunschgemäße Führung der Saugluftströme
24 wird dabei durch eine entsprechende Auslegung der Gummischürzen 18 bzw. Bürsten
sichergestellt. Mittels der Hebevorrichtung 16 kann die Haube 2 gezielt an die Tunnelwand
6 herangeführt werden.
[0067] Fig. 9 illustriert schließlich eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit mehreren Hauben 2, 15a, 15b, um einen gekrümmten bzw. gebogenen Deckenbereich
32 des Tunnels reinigen zu können. Die Hauben 2, 15a, 15b sind dabei so angeordnet,
dass sie in Fahrtrichtung 26 gesehen überlappen, wobei aus Klarheitsgründen in Fig.
9 nur die Hauben 2, 15a, 15b, aber keine anderen Elemente der Vorrichtung 1 dargestellt
sind. Mittels der Hebevorrichtung 16 können die Hauben 2, 15a, 15b gezielt an den
Deckenbereich 32 herangeführt werden, um den Deckenbereich 32 abblasen und somit reinigen
zu können.
BEZUGSZEICHENLISTE
[0068]
- 1
- Vorrichtung
- 2
- Haube
- 3
- Öffnung der Haube
- 4
- Zu reinigende Oberfläche
- 5
- Gleis
- 6
- Tunnelwand
- 7
- Schienenfahrzeug
- 8, 8'
- Blasluftdüse
- 9
- Blasrichtung
- 10
- Saugöffnung
- 11
- Druckluftbehälter
- 12
- Blaslufteinheit
- 13
- Reihe von Blasluftdüsen
- 14
- Schiene
- 15a, 15b
- Weitere Haube
- 16
- Hebevorrichtung
- 17
- Fahrgestell
- 18
- Gummischürze der Haube
- 19
- Absaugleitung
- 20
- Signalvorrichtung
- 21
- Kabelkanal
- 22
- Leitblech
- 23
- Blasluftstrom
- 24
- Saugluftstrom
- 25
- Aufgewirbelter Schmutz
- 26
- Fahrtrichtung
- 27
- Schwenkachse
- 28
- Schwenkrichtung
- 29
- Blasluft
- 30
- Hebe- und Senkrichtung
- 31
- Schmutzbehälter
- 32
- Deckenbereich
1. Vorrichtung (1) für das pneumatische Entfernen von Verschmutzungen von mindestens
einer Oberfläche (4, 5, 6) einer Verkehrsinfrastruktur, welche Vorrichtung (1) durch
ein Fahrzeug (7) entlang eines Verkehrsweges (5) bewegbar ist,
die Vorrichtung (1) umfassend mindestens eine Haube (2) mit einer Öffnung (3), welche
Öffnung (3) in einem Betriebszustand der Vorrichtung (1) der zu reinigenden Oberfläche
(4, 5, 6) zugewandt ist,
wobei mindestens eine in der Haube (2) angeordnete Blasluftdüse (8) vorgesehen ist,
durch welche Blasluftdüse (8) Luft in mindestens einer Blasrichtung (9) ausblasbar
ist,
und wobei mindestens eine Saugöffnung (10) vorgesehen ist, durch welche Saugöffnung
(10) Luft aus der Haube (2) abgesaugt werden kann,
dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Blasrichtung (9) der mindestens einen Blasluftdüse (8) eine Komponente
normal zur Öffnung (3) der Haube (2) aufweist, die größer ist als eine Komponente
parallel zur Öffnung (3).
2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Blasluftdüsen (8) vorgesehen sind.
3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Blasluftdüsen (8) in einer Richtung normal zur Öffnung (3) gesehen innerhalb
der Öffnung (3) in zueinander versetzten Reihen (13) angeordnet sind.
4. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein in der Haube (2) angeordneter Druckluftbehälter (11) vorgesehen ist,
der mit der mindestens einen Blasluftdüse (8) verbunden ist und mit der mindestens
einen Blasluftdüse (8) gemeinsam mindestens eine Blaslufteinheit (12) ausbildet.
5. Vorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Blaslufteinheiten (12) in der Haube (2) angeordnet sind.
6. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Blasluftdüse (8) verschwenkbar ist.
7. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6 und nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Blasluftdüsen (8) derart relativ zueinander angeordnet sind, dass im Betriebszustand
die Blasluftdüsen (8) zumindest teilweise auf zwei gegenüberliegenden Seiten einer
Schiene (14) eines Gleises (5), vorzugsweise jeweils auf zwei gegenüberliegenden Seiten
jeder Schiene (14) des Gleises (5), anordenbar sind, wobei die Blasrichtungen (9)
der Blasluftdüsen (8) eine zur jeweiligen Schiene (14) weisende Komponente aufweisen.
8. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Hauben (2, 15a, 15b) vorgesehen sind, die vorzugsweise in einer Richtung
gesehen abschnittsweise überlappend angeordnet sind.
9. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hebevorrichtung (16) vorgesehen ist, um die mindestens eine Haube (2) zumindest
normal zur Öffnung (3) bewegen zu können.