| Ansprüche 1. Hubschrauberbasiertes Reinigungsgerät, bestehend aus einem Hubschrauber 1, an dem oder in dem - ein Tank 2 mit einer Reinigungsflüssigkeit 3 sowie - ein Halterahmen 4 befestigt sind, - an dem auf einer Längsseite 41 eine längliche Waschlanze 5 befestigt ist, durch welche die Reinigungsflüssigkeit 3 zur Spitze 51 der Waschlanze 5 verbringbar ist und - an dem eine Pumpe 71 mit einem Antrieb 72 zur Förderung des Reinigungsmittels 3 montiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite des Tanks 2 in der Normalposition des Hubschraubers 1 gegenüber der Horizontalen zumindest teilweise geneigt verläuft, so dass sich der Rest der Reinigungsflüssigkeit 3 zum größeren Teil auf einer relativ sehr kleinen Fläche sammelt und in unmittelbarer Nähe dieser Fläche der Ansaugstutzen eines Rohres oder eines Schlauches angeordnet ist, welches (r) mit der Pumpe 71 verbunden ist. 2. Reinigungsgerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite des Tanks etwa ein Segment eines Hohlkegelstumpfes oder einer hohlen Pyramide ist. 3. Reinigungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Tank 2 wenigstens ein Schwabbelblech eingebaut ist. Reinigungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Waschlanze 5 gegenüber dem Halterahmen 54 in zwei Freiheitsgraden verschwenkbar ist. Reinigungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der Ausleger 6 wenigstens um eine vertikale Verschwenkachse gegenüber dem Halterahmen 4 verschwenkbar ist - und eine Koppelstange - jeweils gelenkig mit dem Ausleger 6 und mit der Waschlanze 5 verbunden ist und - dabei parallel zur Verbindungslinie zwischen den Schwenkachsen des Auslegers 6 und der Waschlanze 5 verläuft. Reinigungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze 51 der Waschlanze 5 über den Flugkreis der Rotorblätter des Hubschraubers 1 herausragt. Reinigungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Spitze 51 der Waschlanze 5 wenigstens eine Waschdüse angeordnet ist, aus der die Reinigungsflüssigkeit 3 austritt und diese Waschdüse kegelförmig verschwenkbar ist. Reinigungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Spitze 51 der Waschlanze 5 als zusätzliche Reinigungsmechanik wenigstens - eine Bürste oder - eine rotierende Bürste und/oder - ein Waschlappen oder - wenigstens ein rotierender Waschlappen angebracht ist. 9. Reinigungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Spitze 51 der Waschlanze 5 ein Verlängerungsrohr verschwenkbar angebracht ist, an dessen freiem Ende eine Waschdüse und/oder eine Reinigungsmechanik angeordnet sind und dass mit einem Hilfsaktor, wie z.B. einer Feder oder einem Pneumatikzylinder von der Waschlanze 5 abspreizbar ist. 10. Reinigungsgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass am freien Ende des Verlängerungsrohres ein Abstandsmessgerät, wie z.B. ein Ultraschallsensor, angebracht ist, mittels dessen der Hilfsaktor ansteuerbar ist, so dass ein konstanter Abstand zwischen der Reinigungsmechanik und einer zu reinigenden Oberfläche einstellbar ist. 11. Reinigungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Waschlanze 5 zwei Handgriffe in Griffweite eine im Innenraum des Helikopters 1 sitzenden Bedienperson angebracht sind. 12. Reinigungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Waschlanze 5 durch zwei Hauptaktoren bewegbar ist, deren Wirkungsrichtung um etwa 90 Grad gegeneinander versetzt ist. 13. Reinigungsgerät nach den vorhergehenden Ansprüchen 11 und/oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Hauptaktoren durch je eine Bedientaste aktivierbar sind, die in der Nähe von oder auf den Handgriffen angeordnet sind. 14. Reinigungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Hauptaktoren durch je einen Sensor für die in Wirkrichtung der Hauptaktoren von den Handgriffen ausgeübte Kraft aktivierbar sind. 15. Reinigungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Hauptaktoren durch zwei, um etwa 90 Grad in ihrer Wirkungsrichtung gegeneinander versetzte Sensoren steuerbar sind. 16. Reinigungsgerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sensor den Abstand von der zu reinigenden Fläche entlang einer etwa senkrecht zu dieser Fläche ausgerichteten Linie erfasst und der zweite Sensor die Ausrichtung etwa entlang einer zu dieser Fläche tangential verlaufenden Linie aufnimmt. 17. Reinigungsgerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass durch den zweiten Sensor ein Hell-Dunkel-Kontrast auf der zu reini- genden Fläche erfassbar ist, wie z.B. die Kante einer Linie 18. Reinigungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch den zweiten Sensor ein auf oder unterhalb der zu reinigenden Fläche verlegter Draht erfassbar ist, der ein elektromagnetisches Feld abstrahlt. 19. Reinigungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Waschdüse und/oder die Reinigungsmechanik eine Fläche entlang einer wellenförmigen oder mäandrierenden Linie gereinigt werden kann. 20. Reinigungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Waschlanze 5 eine Kamera befestigt ist. 21. Reinigungsgerät nach dem vorhergehenden Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass zu jeder Aufnahme der Kamera auch der Ort der jeweiligen Aufnahme speicherbar ist. 22. Reinigungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende des Heckauslegers 11 vom Hubschrauber 1 ein seitlicher Luftaustritt 12 angeordnet ist, aus dem während des Fluges ein Luftstrom zum Ausgleich des Giermomentes vom Rotor austritt. 23. Reinigungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden der Rotorblätter des Hubschraubers 1 durch ein Seil und/oder durch gelenkig angebundene Stäbe miteinander verbunden sind. 24. Anwendung eines Reinigungsgerätes nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass damit die Rotorblätter von Windrädern gereinigt werden. 25. Anwendung eines Reinigungsgerätes nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigung an der obersten Kante eines Rotorblattes beginnt und sich von dort aus etwa senkrecht nach unten fortsetzt. Anwendung eines Reinigungsgerätes nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass damit die Dächer von und/oder die Aufbauten auf Kirchtürmen, Funktürmen, und anderen, hoch aufragenden und schwer zugänglichen Bauwerken sowie Firmensymbole, Kühltürme, chemische Anlagen und ähnliches gereinigt werden und auch inspiziert und/oder dokumentiert werden können. |
Die Erfindung bezieht sich auf ein hubschrauberbasiertes Reinigungsgerät, bestehend aus einem Hubschrauber an dem oder in dem ein Tank mit einer Reinigungsflüssigkeit sowie ein Halterahmen befestigt sind, an dem auf einer Längsseite eine längliche Waschlanze befestigt ist, durch welche die Reinigungsflüssigkeit zur Spitze der Waschlanze verbringbar ist und an dem eine Pumpe mit einem Antrieb zur Förderung des Reinigungsmittels montiert ist.
Die äußere Reinigung von hochaufragenden Objekten, die höher als die von einer Person hebbare Hand hinaus reicht, erfordert den Einsatz von Hilfsmitteln, um vom Erdboden oder der umgebenden Fläche aus diese Objekte zu erreichen. Für sehr geringe Höhen reicht das Anlehnen einer Leiter, größere Höhen werden durch teleskopier- bare oder zusammenfaltbare Ausleger erreicht.
Alternativ werden von der höchsten Kante aus an Seilen Arbeitsflächen herunter gelassen. Oft sind die Halterungen für die Seile auch Davits genannt, auf Rollen entlang der Kante verschiebbar, wie es z.B. für die Außenreinigung von Fenstern an Hochhäusern bekannt ist. Eine andere, größere Kenntnisse verlangende Alternative sind bergsteigerisch geschulte Personen, die sich von einem sehr hohen Punkt aus an Seilen auf die zu reinigende Fläche herunter lassen, diese reinigen und sich dann wieder empor ziehen. Eine solche Methode der Reinigung ist z.B. für die Rotorblätter von großen Windrädern bekannt. Wenn die Anlagen so groß sind, dass die Rotorblätter vom Boden aus nicht mehr mit vertretbarem Aufwand, z.B. durch mobile Hebebühnen, erreichbar sind, werden die Rotorblätter in eine senkrecht nach unten weisende Position verbracht und blockiert.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Dann seilen sich Reinigungsmitarbeiter von der Gondel aus ab und reinigen die Rotorblätter.
Diese Aufgabe ist bereits für an Land stehende Windkraftanlagen im Schnitt alle zwei Jahre erforderlich, da durch angewehte und/oder vom Regen aufgebrachte Ablagerungen die Rauhigkeit der Oberfläche so stark zunimmt, dass von einem wesentlichen Absinken des Wirkungsgrades der Stromerzeugung berichtet worden ist.
Für sog.„Off-Shore-Windkraftanlagen" auf offener See ist durch die Ablagerung von Salzkristallen auf den Rotorblättern eine noch höhere Frequenz der Reinigung erforderlich.
Eine andere Reinigungsaufgabe in großer Höhe und mit sehr schwieriger Zugänglichkeit sind die Isolatoren von Hochspannungsleitungen. Durch Ablagerungen auf den Isolatoren und deren Durchfeuchtung kann es zu Überschlägen an Hochspannungsleitungen kommen, in deren Folge die gesamte Leitung stillgelegt werden muss, um den jeweiligen Isolator wieder zu reparieren. Nicht nur durch den Ausfall der Energieversorgung, sondern auch für das Aufnehmen des heruntergefallenen Stromleiters sowie für das Besteigen des Strommastes werden enorme Aufwendungen erforderlich.
Für diese Reinigungsaufgabe beschreibt das Patent JP 020 68 297 Helikopter, an denen eine Waschlanze befestigt ist, an deren Spitze eine Waschdüse befestigt ist, die über eine Pumpe mit einem separaten Antrieb mit Reinigungsflüssigkeit aus einem Tank versorgt wird. Der so ausgerüstete Helikopter wird von seinem Piloten z.B. entlang den Isolatoren von Hochspannungsleitungen gesteuert, so dass aus der Spitze der Waschlanze austretende Reinigungsflüssigkeit mit hohem Druck auf die Isolatoren trifft und durch die Kraft des Aufpralls darauf befindliche Verunreinigungen löst und fort spült.
Eine Einschränkung bei der Anwendung eines so ausgerüsteten Hubschraubers ist, dass zu seiner Betätigung eine über das schiere
Fliegen eines Helikopters weit hinaus reichende Erfahrung und regelmäßige Übung des Helikopterpiloten erforderlich ist. Zusätzlich zu der Aufgabe eines fortlaufend möglichst genauen Positionierens der Waschlanze über der zu reinigenden Fläche muss der Helikopterpilot den störenden Einfluss von Böen ausgleichen. Eine weitere Störung kann dadurch hervorgerufen werden, dass der Ausstoß der Reinigungsflüssigkeit schlagartig unterbrochen wird.
Eine Ursache für eine abrupte Unterbrechung des Flusses des Reinigungsmittels kann eine Windböe sein, die den Helikopter kurz vor dem vollständigen Entleeren des Tanks mit der Reinigungsflüssigkeit trifft. Um diese Böe auszugleichen, ist eine Änderung der Lage des Helikopters erforderlich, wodurch sich auch der Flüssigkeitsspiegel in dem fast entleerten Tank für die Reinigungsflüssigkeit ändert.
Diese Änderung kann so stark sein, dass der Ansaugstutzen des Rohres oder des Schlauches an der Förderpumpe schlagartig keine Reinigungsflüssigkeit mehr aufnimmt. Dadurch gerät Luft in die Hochdruckleitung von der Pumpe bis zur Spitze der Waschlanze, so dass schlagartig und für den Piloten unerwartet keine Reinigungsflüssigkeit mehr ausgestoßen wird. Die dadurch verursachte Rück- stoßkraft verleiht durch den in Bezug auf den Hubschrauber extrem großen Hebelarm der Lanze dem Helikopter ein spürbares Impulsmoment, das durch eine entsprechende Gegenbewegung des am Steuerknüppels kompensiert werden muss. In Praxisversuchen hat sich dieses Impulsdrehmoment als beherrschbar erwiesen, wenn es vom Piloten rechtzeitig und wenigstens zum größten Teil kompensiert wird. In kritischen Situationen, bei denen sich dieser Effekt mit anderen Störungen überlagert, kann es jedoch dazu führen, dass der Hubschrauber eine so große Bewegung ausführt, dass er mit dem zu reinigen Objekt kollidiert und darauf hin abstürzt.
Auf diesem Hintergrund hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, die für ein Reinigungsgerät an einem Hubschrauber notwendigen Komponenten so auszuführen, anzuordnen und auszustatten, dass ihr Betrieb auch in kritischen Fluglagen - wie z.B. bei Böen - so wenige Rückwirkungen auf das Fluggerät ausübt, wie nur irgend möglich.
Als Lösung lehrt die Erfindung, dass die Unterseite des Tanks in der Normalposition des Hubschraubers gegenüber der Horizontalen zumindest teilweise geneigt verläuft, so dass sich der Rest der Reinigungsflüssigkeit zum größeren Teil auf einer relativ sehr kleinen Fläche sammelt und in unmittelbarer Nähe dieser Fläche der Ansaugstutzen eines Rohres oder eines Schlauches angeordnet ist, welches (r) mit der Pumpe verbunden ist. Dadurch wird erreicht, dass stets - unabhängig von der exakten Ausrichtung des Hubschraubers gegenüber der Horizontalen - der Ansaugstutzen der Pumpe Reinigungsflüssigkeit ansaugen und bis zur Düse an der Spitze der Waschlanze fördern kann.
Dadurch wird sichergestellt, dass von der Düse an der Spitze der Waschlanze nicht plötzlich und unerwartet Impulse ausgelöst werden, die den Hubschrauber aus einer zwar für den Piloten stressigen, aber noch beherrschbaren Situation eine instabile oder andere nicht mehr beherrschbare Fluglage bringen. Je nach dem verwendeten Druck der Reinigungsflüssigkeit, der ausgestoßenen Menge sowie der Länge der Waschlanze in Relation zum tragenden Hubschrauber, wäre es ohne eine weitere Störung durchaus möglich, den resultierenden Drehmomentenstoß auf das Fluggerät abzufangen.
Kritisch kann es jedoch dann werden, wenn unerwarteter Weise ein Windstoß die Lage des Helikopters so weit verändert, das auch noch die Pumpe für die Reinigungsflüssigkeit leerfällt, obwohl noch so viel Reinigungsflüssigkeit im Tank ist, dass ein solcher Ausfall eigentlich nicht zu erwarten ist.
Dann können sich die aus beiden Effekten entstehenden Drehmomentstöße überlagern und im Extremfall den Helikopter in eine instabile Fluglage bringen, die zum Absturz führen kann.
In einer weiter verfeinerten Ausführungsform schlägt die Erfindung deshalb vor, dass die Unterseite des Tanks wie ein Segment eines Hohlkegelstumpfes oder einer hohlen Pyramide geformt ist. Je nach der gewählten Neigung der Flächen und der Unterseite kann dann auch bei einer stark geneigten Fluglage des Helikopters die Pumpe immer noch Reinigungsflüssigkeit ansaugen und ungehindert weiter austreten lassen. Dadurch wird nicht nur die Bearbeitungsdauer verkürzt, sondern auch vor allem die Sicherheit gegenüber unerwarteten Luftstößen spürbar erhöht.
Eine weitere Ausführungsvariante mit einer Erhöhung der Sicherheit gegen Instabilitäten in der Fluglage des Helikopters durch Ausbleiben des Stromes der Reinigungsflüssigkeit ist der Einbau wenigstens eines sog.„Schwabbelbleches" im Tank. Diese Schwabbelbleche sind in Normallage des Hubschraubers etwa senkrecht im Tank an- geordnet. Sie verhindern, dass sich im Tank größere Wellen bilden können, die das Ansaugen der Reinigungsflüssigkeit schlagartig unterbrechen können.
Im Folgenden sind noch andere Merkmale aufgelistet, die in Verbindung mit einem sicheren und stetigen Fluss des Reinigungsmittels dafür sorgen, dass die Sicherheit der Flugbewegung und die Leichtigkeit der Manövrierung weiter erhöht wird und dadurch die fliegerische Belastung für den Piloten sinkt. Dafür wird vorgeschlagen, dass die Waschlanze gegenüber dem Halterahmen in zwei Freiheitsgraden verschwenkbar ist. Der Vorteil ist, dass die exakte Positionierung der Waschlanze nicht ausschließlich durch die Bewegung des Helikopters erreicht werden muss, sondern der Helikopter nur eine Grobpositionierung vornimmt. Die Reinpositionierung wird dann durch die Bewegungen der Waschlanze erreicht.
Dabei entsteht jedoch eine fliegerische Erschwernis dadurch, dass das Verschwenken der Waschlanze zur Seite hin zwar die Sichtbarkeit ihrer Spitze sehr verbessert, aber dabei auch die Schwerpunktlage des Fluggerätes verändert. Der Pilot muss sich also beim Verschwenken der Lanze nicht nur auf die dadurch geänderte Position einstellen, sondern zusätzlich auch mit einer Änderung des Schwerpunktes fertig werden. Um ihm diese zusätzliche Aufgabe zu ersparen, schlägt die Erfindung vor, dass nicht nur die Waschlanze gegenüber dem Helikopter verschwenkbar ist, sondern auch der Ausleger auf der gegenüberliegenden Seite des Helikopters, auf dem die Pumpe und der Antrieb zur Förderung des Reinigungsmittels angeordnet sind.
Damit der Schwerpunkt unabhängig vom Schwenkwinkel der Waschlanze an einem bestimmten Punkt stationär verbleibt, wird eine Kop- pelstange jeweils gelenkig mit dem Ausleger und mit der Wasch lanze verbunden, wobei sie etwa parallel zur Verbindungslinie zwischen den Schwenkachsen des Auslegers und der Waschlanze verläuft. Dadurch wird erreicht, dass bei jedem Schwenkwinkel der Wasch- lanze die Schwenkachsen am Halterahmen und die beiden
Schwenkachsen an der Koppelstange ein Parallelogramm bilden. Wenn die Waschlanze näher an die Längsachse des Helikopters herangeschwenkt wird, wird auch der Ausleger näher an dessen Längsachse herangeschwenkt, so dass der Schwerpunkt sich nicht verschiebt.
Für eine erhöhte Sicherheit beim Manövrieren des Hubschraubers ist es sinnvoll, dass die Spitze der Waschlanze über den Flugkreis der Rotorblätter des Hubschraubers herausragt. Dadurch wird die Gefahr der Kollision der Hubschrauberblätter mit dem zu reinigenden Objekt deutlich reduziert.
Um die erforderliche Genauigkeit beim Steuern des Hubschraubers weiter zu verringern, schlägt die Erfindung vor, dass an der Spitze der Waschlanze eine Düse angeordnet ist, aus der die Reinigungsflüssigkeit fächerförmig oder kegelförmig austritt. Dazu soll die Düse verschwenkbar angeordnet werden und sich entweder entlang einer Geraden oszillierend bewegen oder auf einem Kreis. Dadurch bewegt sich der Strahl aus der Düse auf einer fächerförmigen oder hohlkegelförmigen Fläche. Der Vorteil ist, dass von der Spitze der
Waschlanze her ein Streifen mit Reinigungsflüssigkeit beaufschlagt wird, wodurch in gleichem Maße die erforderliche Positioniergenauigkeit reduziert wird, was den fliegerischen Aufwand entsprechend herab setzt. Für eine weitere Verbesserung der Reinigungswirkung wird vorgeschlagen, dass an der Spitze der Waschlanze als zusätzliche Reinigungsmechanik wenigstens eine Bürste oder eine rotierende Bürste und/oder ein Waschlappen oder wenigstens ein rotierender Waschlappen angebracht ist. Eine derartige Reinigungsmechanik verstärkt die Reinigungswirkung nachhaltig und ermöglicht so ein schnelleres Überfliegen der zu reinigenden Fläche, was im Endeffekt einer Reduzierung des fliegerischen Aufwandes gleichkommt.
Eine weitere deutliche Erleichterung für die Aufgabe des Piloten wird dadurch erreicht, dass an der Spitze der Waschlanze ein Verlängerungsrohr verschwenkbar angebracht ist, an dessen freiem Ende die Waschdüse oder die Reinigungsmechanik angeordnet sind. Dieses Verlängerungsrohr wird durch einen Hilfsaktor, wie z.B. eine Feder oder einen Pneumatikzylinder abgespreizt. Dadurch wird die Genauigkeit, mit welcher der Pilot der Kontur der zu reinigenden Fläche nachfliegen muss, weiter reduziert. Solange er eine Fläche erreicht, die innerhalb des Verschwenkbereiches des Verlängerungsrohres angeordnet ist, ist eine ausreichende Reinigung der Fläche gesichert.
Alternativ zu einer direkt berührenden Reinigungsmechanik und einem Hilfsaktor mit einer möglichst konstanten Anpresskraft kann die Reinigung auch indirekt ausschließlich durch die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit erreicht werden. Dann ist ein bestimmter Abstand der Düse zu der zu reinigenden Fläche erforderlich. Um auch für diese Betriebsart eine selbsttätige Abstandsregelung zu erreichen, schlägt die Erfindung vor, dass an der Waschlanze ein Ab- standsmessgerät, wie z.B. ein Ultraschallsensor angebracht ist, der den Abstand zu der zu reinigenden Fläche misst ist und den Aktor zur Verstellung des Schwenkwinkels des Verlängerungsrotors an- steuert. Dadurch wird ein Lageregelkreis aufgebaut, der einen konstanten Abstand zwischen der Waschdüse und/oder einer Reinigungsmechanik und der zu reinigenden Oberfläche einregelt.
Alternativ dazu kann die Positionierarbeit des Piloten zu einem Teil auf einen zweiten Bedienmann übertragen werden, indem an der Waschlanze zwei Handgriffe angebracht sind, die in Griffweite einer im Innenraum des Helikopters sitzenden Bedienperson angeordnet sind. Über diese Handgriffe kann der zweite Mann im Helikopter die Waschlanze manövrieren und damit den Piloten von einem Großteil seiner Aufgabe entlasten.
Dieser zweite Bedienmann kann in dem einfachsten Fall die Waschlanze ausschließlich manuell bewegen.
Um jedoch versehentliche durch ein Nachlassen der Kräfte verursachte und schlagartige Ausschläge der Waschlanze zu vermeiden, schlägt die Erfindung vor, dass die Waschlanze durch zwei Hauptaktoren bewegbar ist, deren Wirkungsrichtung um etwa 90 Grad gegeneinander versetzt ist. Dadurch kann die Waschlanze nicht nur in einer, sondern in zwei Richtungen bewegt werden, mit ihrer Spitze also ein Kugelsegment beschreiben. Diese beiden Hauptaktoren können z.B. durch je eine Bedientaste vom Bedienmann aktiviert werden. Wenn die Hauptaktoren nicht eine so hohe Selbsthemmung aufweisen, dass sie in ihrem passiven Zustand die Bewegung der Waschlanze blockieren, ist es sinnvoll, die Bedientasten in die Nähe oder auf die Handgriffe zu verlegen, mit denen der Bedienmann die Waschlanze steuert. Dann wird die Haltearbeit durch den Bedienmann mit unterstützt und die Aktoren verstärken die vom Bedienmann beabsichtigten Bewegungen. Da eine derartige Bedienung insoweit gewöhnungsbedürftig ist, als dass sie dem Bedienmann zusätzlich zu der Absicht, die Waschlanze in eine bestimmte Richtung zu bedienen, auch noch die zeitgerechte Betätigung der Bedientaste abverlangt, ist es für eine vereinfachte Bedienung sinnvoll, die Aktoren als Servoeinrichtung anzusteuern, d.h. eine Erfassung für die vom Bedienmann über die Handgriffe auf die Waschlanze ausgeübte Kraft einzubauen und durch diese Sensoren die Aktoren zu aktivieren. Dazu wird in aller Regel eine proportionale Erfassung der vom Bedienmann ausgeübten Kraft erforderlich sein, die dann wiederum mit einer proportionalen Ansteuerung der
Hauptaktoren korrelieren muss. Dann ist eine Servounterstützung der Hauptaktoren für den Bedienmann möglich: Die von ihm in eine bestimmte Richtung ausgeübte Kraft wird direkt proportional durch die Hauptaktoren verstärkt. Damit steigt nicht nur der Bedienkomfort für den Bedienmann, sondern vor allem auch die Sicherheit bei der
Positionierung der Waschlanze deutlich.
Alternativ zu der Steuerung durch einen Bedienmann ist es denkbar, dass die Bewegung der Waschlanze durch zwei um etwa 90 Grad in ihrer Wirkungsrichtung gegeneinander versetzte Sensoren gesteuert wird, die ihrerseits die beiden Hauptaktoren regelt.
Von diesen beiden Sensoren erfasst sinnvoller Weise der erste Sensor den Abstand von der zu reinigenden Fläche entlang einer etwa senkrechten zu dieser Fläche ausgerichteten Linie. Der zweite Sensor erfasst die Ausrichtung in der zu reinigenden Fläche, also entlang zu dieser Fläche jeweils tangential verlaufenden Linie. Das könnte z.B. die Kante eines Rotorblattes eines Windrades sein. Denkbar ist auch eine auf dem Rotorblatt aufgemalte Linie mit einem deutlichen Hell-Dunkel-Kontrast gegenüber der übrigen Fläche. Entlang der
Kante einer solchen Linie kann der zweite Sensor die Spitze der Waschlanze führen. Alternativ dazu ist ein auf oder unterhalb der zu reinigenden Fläche verlegter Draht mit einem elektromagnetischem Feld denkbar, der von einem entsprechenden Sensor erfasst wird.
Eine weitere, vorteilhafte Ausstattungsvariante erhöht die Sicherheit des Betriebes für den Antrieb der Pumpe: Wenn dafür ein Verbrennungsmotor eingesetzt wird, so muss er seine Verbrennungsluft ansaugen. Bei höheren Geschwindigkeiten des Fluggerätes wird die Strömungsgeschwindigkeit so hoch, dass der vom Verbrennungsmotor erzeugte Unterdruck nicht mehr für den sicheren Luftansaug ausreicht und der Motor stehen bleibt. Dann muss der Pilot weder landen und am Boden den außen am Ausleger montierten Verbrennungsmotor wieder in Betrieb setzen.
Um das zu vermeiden, wird ein Schlauch oder ein Rohr vorgeschlagen, über den der Verbrennungsmotor aus dem Innenraum des Hubschraubers oder aus einem anderen Bereich mit reduzierter Strömungsgeschwindigkeit die Verbrennungsluft ansaugt.
Da die Rotorblätter eines Windrades nahe der Wurzel sehr breit sind und erst in der Nähe ihrer Spitze so schmal sind, dass sie mit nur einem einzigen Überfahren durch die Waschdüse in Längsrichtung gereinigt werden können, schlägt die Erfindung vor, dass die Waschdüse und/oder die Reinigungsmechanik entlang einer wellenförmigen oder einer mäandrierenden Linie bewegt werden um die gesamte Fläche zu bestreichen.
Diese Linie kann z.B. der Bedienmann erzeugen, indem er die Spitze der Waschlanze entsprechend bewegt. Bei einer automatischen An- steuerung der Waschlanze ist es sinnvoll, dass eine entsprechende Wellenlinie oder eine entsprechend mäanderförmige Linie wie z. B. ein farblich kontrastierender Streifen auf dem Rotorblatt aufgebracht wird. Alternativ möglich ist ein entsprechend geführter Antennendraht, der ein elektromagnetisches Feld abstrahlt, der von einem Sensor an der Spitze der Lanze empfangen wird.
Als eine weitere Ausstattungsvariante schlägt die Erfindung vor, dass an der Waschlanze eine Kamera befestigt ist. Damit wird die Inspektion der zu reinigenden oder der bereits gereinigten Fläche möglich. Wenn das Ergebnis der Inspektion archiviert wird, ist es sinnvoll, zu den Bildern auch den Ort der jeweiligen Aufnahme zu speichern, also bei einem Windrad z.B. die Bezeichnung des Rotorblattes, die Nennung der Vorder- oder der Rückseite sowie den Abstand von dem zentralen Drehpunkt.
Als eine weitere Option schlägt die Erfindung vor, dass ein Hubschrauber verwendet wird, der an seinem Heckausleger keinen Rotor zum Drehmomentausgleich bewegt, sondern am Ende des Heckauslegers einen seitlichen Luftaustritt aufweist, aus dem während des Fluges ein Luftstrom zum Ausgleich des Giermomentes vom Rotor austritt. Der entscheidende Vorteil ist, dass bei versehentlichem Berühren eines festen Gegenstandes nicht sogleich zwangsläufig die Zerstörung des Heckrotors und damit der sichere Absturz folgt. Vielmehr kann dann auch z.B. bei einer plötzlichen Böe - und einer daraus folgenden Touchierung des Heckauslegers der Helikopter seinen Flug fortsetzen.
Im gleichen Sinne ist es denkbar, dass die Enden der Rotorblätter durch ein Seil oder durch gelenkig angebundene Stäbe miteinander verbunden werden. Dadurch könnte erreicht werden, dass bei einem ungewollten Versatz des Hubschraubers und einer dadurch resultierenden Berührung der Rotorblätter mit einem Festgegenstand, der dann ansonsten sichere Absturz vermieden werden könnte. Zu beachten ist, dass ein solches Seil auf Grund des sehr großen Radius und der hohen Umfangsgeschwindigkeit außerordentlich hohen Zentrifugalkräften ausgesetzt ist. Deshalb ist ein Seil mit extremer Zug- festigkeit und gleichzeitig möglichst geringem Gewicht erforderlich.
Ferner müssen die Rotorblätter die daraus entstehende Zentrifugalkraft mit der gebotenen Sicherheit tragen können.
Für den Normalbetrieb muss mit einer sehr hohen Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen werden können, dass das Seil selber reißt und/oder sich von den Enden der Rotorblätter löst, weil anderenfalls durch die damit entstehende, extreme Unwucht ein Absturz nicht mehr vermeidbar wäre.
Ein Hubschrauber, der wie zuvor beschrieben ausgestattet ist, ist dadurch zur Reinigung von ansonsten sehr schwer zugänglichen Flächen geeignet. Ein besonders interessanter Anwendungsfall ist die Reinigung der Rotorblätter von Windrädern. Wie bereits erwähnt, werden schon an Land durch Verunreinigungen die Leistungsfähigkeit des Windrades wesentlich reduziert. Bei den zunehmend im Meer errichteten Windrädern sind durch die Bildung von Salzkristallen, die Ablagerungen noch stärker und bilden sich in weit kürzerer Zeit. Erschwerend kommt hinzu, dass die Erreichbarkeit der Rotorblätter vom Wasser aus gegenüber einem Windrad auf dem Land dramatisch erschwert ist. Auch für die Reinigung der Rotorblätter von der Gondel aus durch Abseilen des Reinigungspersonales sind die Arbeitsbedingungen auf Grund des häufig sehr schlechten oder stürmischen Wetters stark eingeschränkt. Die verbleibenden, für die Reinigung gut geeigneten windarmen Zeitfenster, sind viel kürzer als an Land und müssen deshalb sehr viel intensiver genutzt werden. Deshalb bietet es sich hier als besonders vorteilhaft an, ein erfindungsgemäßes, hubschrauberbasiertes Reinigungsgerät einzusetzen. Im Vergleich zu einer manuellen Reinigung durch eine Reinigungsperson am Seil bietet diese Methode zahlreiche Vorteile: Nach dem Blockieren des Windrades kann nicht nur ein einziges, nach unten weisendes Rotorblatt gereinigt werden, sondern sämtliche Rotorblätter. Mit nur ganz geringer Leerzeit kann das Rotorblatt sowohl von seiner Vorderseite als auch von seiner Rückseite gesäubert werden.
Nach erfolgreicher Reinigung eines Windrades kann in sehr kurzer Zeit die Reinigung eines nächsten benachbarten Windrades begonnen werden. Es sind z.B. in einem Windpark für den Wechsel von einem Windrad zum nächsten nur relativ sehr kurze Zeiten erforderlich, da der Hubschrauber mit relativ hoher Geschwindigkeit direkt zum nächsten Windrad weiterfliegen kann. Im Vergleich dazu muss eine abgeseilte Reinigungsperson sich erst mühsam wieder bis zur Gondel hochziehen, dort das Seil und die übrige Ausrüstung sammeln, auf die Höhe des Wasserspiegels absteigen, mitsamt der Ausrüstung ein Boot besteigen und damit zum nächsten Windrad fahren.
Die Reinigung mit einem Hubschrauberbasierten Reinigungsgerät beginnt sinnvoller Weise an der obersten Kante eines Rotorblattes und setzt sich von dort aus etwa senkrecht nach unten fort. Dadurch wird erreicht, dass von der soeben gereinigten Fläche ablaufende Flüssigkeit darunter liegende Bereiche anfeuchtet, dort haftenden Dreck aufweicht und zu einem Teil bereits abspült. Es wird vermieden, dass ablaufendes Schmutzwasser bereits gereinigte Flächen erneut verdreckt. Ein erfindungsgemäßes, hubschrauberbasiertes Reinigungsgerät kann auch effektvoll zur Reinigung von Dächern oder Aufbauten auf Kirchtürmen, Funktürmen oder anderen hoch aufragenden und schwer zugänglichen Bauwerken eingesetzt werden. Sinnvoll ist die Anwendung auch bei großen Firmensymbolen, Kühltürmen, chemischen Anlagen oder anderen, sehr hoch aufragenden Bauten. Sie können mit dem erfindungsgemäßen Reinigungsgerät nicht nur gesäubert, sondern bei entsprechender Zusatzausrüstung auch inspiziert und/oder dokumentiert werden.
Im Folgenden sollen weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung anhand eines Beispiels näher erläutert werden. Dieses soll die Erfindung jedoch nicht einschränken, sondern nur erläutern. Es zeigt in schematischer Darstellung:
Figur 1 Seitenansicht eines hubschrauberbasierten Reinigungsgerätes
Figur 2 Wie Figur 1 , jedoch Aufsicht
Figur 3 Wie Figur 1 , jedoch Frontansicht
In Figur 1 ist ein erfindungsgemäßes Reinigungsgerät, das an einem Hubschrauber 1 befestigt ist, von der Seite her zu sehen. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Tank 2 mit der Reinigungsflüssigkeit 3 unterhalb des Hubschraubers 1 befestigt. Der Halterahmen 4 ist in dieser Ausführungsvariante in den Innenraum des Hubschraubers 1 eingebaut und ragt durch die - dafür entfernten - hinteren Türen des Hubschraubers zu beiden Seiten heraus. In der Seitenansicht der Figur 1 ist zu erkennen, wie die Waschlanze 5 auf dem Halterahmen 4 verschwenkbar montiert ist. An der Spitze 51 der Waschlanze 5 ist eine Waschdüse angeordnet, aus der die Reinigungsflüssigkeit 3 fächerförmig herausgedrückt werden kann.
Am Heckausleger 11 des Hubschraubers 1 ist zu erkennen, dass dort anstelle eines Heckrotors nur die Lamellen eines seitlichen Luftaustrittes 12 zu sehen sind. Im Flug wird aus diesem Luftaustritt 12 Luft herausgestoßen, die für den Drehmomentausgleich des Rotors sorgt.
In der Mitte von Figur 1 ist an der Unterseite der Kabine des Hubschraubers 1 der Tank 2 eingezeichnet, der die Reinigungsflüssigkeit 3 aufnimmt. Sehr gut wird das kennzeichnende Merkmal der Erfindung deutlich, nämlich dass die Unterseite des Tanks in der Normalposition des Hubschraubers gegenüber der Horizontalen geneigt verläuft. In Figur 1 ist gut nachvollziehbar, dass auch bei einer etwas geneigten Position des Hubschraubers 1 gegenüber der Horizontalen die letzten Reste des Kraftstoffes in die Mitte des Tanks 2 laufen. Dort ist der Ansaugstutzen der - in Figur 1 nicht sichtbaren - Pumpe 71 angeordnet, die die Reinigungsflüssigkeit 3 aus dem Tank 2 ansaugt und in die Waschlanze 5 drückt, aus deren Spitze 51 sie durch eine Düse austritt und den in Figur 1 dargestellten Fächer bildet.
Die in Figur 1 dargestellte Ausführungsform der Waschlanze 5 weist an ihrem hubschraubernahem Ende Handgriffe 52 auf, mit denen ein Bedienmann die Waschlanze 5 verschwenken kann. Dieser Bedienmann nimmt auf dem Boden der Kabine Platz und kann seine Füße auf einer Fußraste auf Höhe des Tanks 2 abstellen. In dieser Position gesichert kann er über die Handgriffe 52 die Waschlanze 5 manövrieren. In Figur 1 ist die Transportstellung der Waschlanze 5 dargestellt, nämlich eine nach vorn weisende Position. In dieser Position ist die Waschlanze 5 eingerastet, so dass sie sich nicht unbeabsichtigter Weise verschwenken kann. Nur in dieser Position ist es auch für den Piloten möglich, durch entsprechendes Manövrieren des Hubschraubers 1 eine Reinigung ohne den Bedienmann zum Manövrieren der Waschlanze 5 vorzunehmen.
In Figur 2 ist die Aufsicht auf ein erfindungsgemäßes Reinigungsgerät mit einem Hubschrauber 1 wie in Figur 1 dargestellt. Ins Auge fällt der Flugkreis der Enden der Rotorblätter des Hubschraubers 1 , der durch eine gestrichelte Linie markiert ist. In Figur 2 wird sofort deutlich, dass die Waschlanze 5 über den Flugkreis der Rotorblätter deutlich hinaus ragt. Damit ist während der Arbeit ein Kontakt der Rotorblätter mit dem zu reinigenden Gegenstand wenig wahrscheinlich.
In Figur 2 ist - ebenso wie in Figur 1 - die Waschlanze 5 in ihrer Transportstellung, also in Geradeausrichtung eingerastet, eingezeichnet. Zum Betrieb wird sie um ihre Verschwenkachse an der linken Längsseite 41 des Halterahmens 4 verschwenkt. Ein entscheidender Vorteil ist, dass in dieser Position der hinter dem Pilot in der zweiten - ausgehängten - Tür sitzende Bedienmann ein ungehindertes Sichtfeld auf die Spitze der Waschlanze und damit auf die gerade zu reinigende Fläche hat.
In Figur 2 wird deutlich, dass sich durch das Verschwenken der Waschlanze 5 aus ihrer Fahrtposition in die Arbeitsposition der Schwerpunkt des gesamten Hubschraubers nach links verschiebt. Zum Ausgleich ist an der rechten Längsseite 41 des Halterahmens 4 der Ausleger 6 befestigt, auf dem die Pumpe 71 mit dem Antrieb 72 montiert ist und aus dem Tank 2 Reinigungsflüssigkeit 3 ansaugt und durch die Waschlanze 5 bis zu deren Spitze 51 drückt, wo sie aus einer Waschdüse austritt und/oder eine Reinigungsmechanik in Bewegung setzt. In Figur 2 wird die Ausführungsvariante mit einem gleichsinnig zur
Waschlanze 5 verschwenkbarem Ausleger 6 sehr schön deutlich. Dadurch wird erreicht, dass bei der Fahrtposition der Waschlanze 5 auch der Ausleger 6 mit der darauf befestigten Pumpe 71 und dem Antrieb 72 verschwenkt wird und näher an das Flugzeug heranbe- wegt wird. Dadurch wird erreicht, dass unabhängig vom Schwenkwinkel der Waschlanze 5 der Schwerpunkt des Hubschraubers 1 etwa an derselben Stelle verbleibt.
Auch in Figur 3 wird deutlich, welch große Auskragung die Wasch- lanze 5 haben muss, damit sie mit dem gebotenen Sicherheitsabstand über die Spitzen der Rotorblätter des Hubschraubers 1 hinausragt. Es leuchtet sofort ein, dass sich dadurch der Schwerpunkt des Reinigungsgerätes und des Hubschraubers verschiebt. In Figur 3 ist gut nachvollziehbar, dass als„Gegengewicht" für die weit auskra- gende Waschlanze 5 der Ausleger 6 fungiert, an dessen Ende die
Pumpe 71 und deren Antrieb 72 montiert ist. In Figur 3 ist ebenfalls gut nachvollziehbar, dass bei einer Verschwenkung der Waschlanze 5 wirkungsvollerweise auch der Ausleger 6 mit verschwenkt wird. Figur 3 zeigt - ebenso wie Figur 1 - deutlich das kennzeichnende
Merkmal der Erfindung, nämlich, dass die Unterseite des Tanks in der Normalposition des Hubschraubers 1 gegenüber der horizontalen geneigt verläuft, so dass sich der letzte Rest der Reinigungsflüssigkeit 3 auf einer relativ sehr kleinen Fläche sammelt. Dadurch wird vermieden, dass sich durch hin- und herschwappende und/oder nur stoßweise angesaugte Reinigungsflüssigkeit 3 der Schwerpunkt des Hubschraubers 1 schlagartig verändert und es damit zu ungewollten Stößen in der Bewegung des Hubschraubers führt, die im Extremfall zu einer Kollision mit dem zu reinigenden Objekt und damit zu einem sicheren Absturz führen können.
Bezugszeichenliste
1 Hubschrauber
11 Heckausleger des Hubschraubers 1
12 seitlicher Luftaustritt am Heckausleger 1
2 Tank, zur Aufnahme der Reinigungsflüssigkeit 3, am Hubschrauber 1 befestigt
3 Reinigungsflüssigkeit im Tank 2
4 Halterahmen, am Hubschrauber 1 befestigt
41 Längsseite des Halterahmens 4
5 Waschlanze, am Halterahmen 4 befestigt
51 Spitze der Waschlanze 5
52 Handgriffe am Hubschraubernahen Ende der Waschlanze 5
6 Ausleger, am Halterahmen 4 befestigt, trägt Pumpe 71 71 Pumpe für Reinigungsflüssigkeit 3
72 Antrieb für Pumpe 71
Next Patent: DRIER FOR PRINTING SUBSTRATES