Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Autonome Fensterreiniger effizient entwickeln und realisieren

20.11.2001


Nie mehr schmutzige Glasfassaden: Peter Schmidt, Uwe Bräuning, Florian Simons und Kai Wegener mit einem ihrer Fensterputzroboter - ©Fraunhofer IPA/Anne Mildner


Ein neues Baukastensystem ermöglicht es, maßgeschneiderte Lösungen für autonome Fassadenreinigungsroboter zu erstellen und gleichzeitig Zeit, Kosten und Risiken bei der Entwicklung und Realisierung zu minimieren. Uwe Bräuning, Peter Schmidt, Florian Simons und Kai Wegener wurden dafür mit dem Fraunhofer IPA Innovationspreis 2001 ausgezeichnet.

Stahl- und Glaskonstruktionen prägen mehr und mehr die Erscheinungsform moderner und zukünftiger Bauwerke. Die - bislang unvermeidliche - äußere und innere Verschmutzung der Glaselemente beeinträchtigt ihr Aussehen allerdings sehr schnell erheblich. Glasfassaden müssen deshalb zwar regelmäßig gereinigt werden, entsprechende bauliche Vorkehrungen gibt es jedoch nur selten. Das macht die anfallenden Reinigungsarbeiten zeitaufwendig, teuer und häufig auch gefährlich. Automatisierte Fassaden- und Fensterreinigungssysteme können den Personalaufwand sowie Kosten und Risiken reduzieren. Bereits bestehende Reinigungssysteme sind in der Regel Einzellösungen, die auf eine Fassade und ihre Besonderheiten zugeschnitten wurden. Selbst auf ähnliche Bauwerke lassen sie sich gar nicht oder nur mit sehr viel Aufwand übertragen.

Uwe Bräuning, Peter Schmidt, Florian Simons und Kai Wegener vom Fraunhofer IPA haben ein Baukastensystem entwickelt, mit dem es möglich ist, maßgeschneiderte Lösungen für autonome Fassadenreinigungsroboter zu erstellen, dabei jedoch Zeit, Kosten und Risiken in der Entwicklung und Realisierung zu minimieren. "Wo immer es geht, greifen wir auf bewährte Fremd- und Eigenlösungen für die Teilsysteme Bewegen, Halten, Steuern, Regeln und Reinigen zurück", sagt Projektleiter Uwe Bräuning. "Nach der Analyse des Bauwerks wählen wir die geeigneten Module aus, passen sie an und optimieren schließlich das Gesamtsystem", beschreibt er die übliche Vorgehensweise. Technisches Hauptziel ist die Minimierung des Gewichts der einzelnen Teilsysteme, um sie handlicher zu machen und ihre Energieaufnahme zu reduzieren. Zudem sollen die Reinigungsroboter noch kleiner und damit für den Einsatz im Haushalt attraktiver werden. "Dabei hält das Baukastensystem die Entwicklungs- und Anschaffungskosten im Zaum und einfache und energiesparende Systeme sorgen für niedrige Betriebs- und Wartungskosten", bringt Steuerungstechniker Kai Wegener die wirtschaftlichen Ziele auf den Punkt.

Beim Teilsystem Bewegen ist für den Reinigungsvorgang ein kontinuierlicher Bewegungsablauf von Vorteil. Hier hat sich das Prinzip der technischen Raupe bewährt: An einem umlaufenden Riemen oder einer Kette befinden sich in bestimmten Abständen Haltemodule, die kontinuierlich auf die Fassade aufgesetzt und wieder abgehoben werden - sich dort festhalten und wieder lösen und den Roboter die Fassade entlang transportieren. Ein anderes Prinzip ist das des Sliding Frame. Hier werden zwei Rahmen abwechselnd gegeneinander verschoben, was eine schrittweise Vorwärtsbewegung erzeugt. Auf ihn greifen die IPA-Ingenieure zurück, wenn Hindernisse überwunden werden müssen. Er ist auch für Arbeiten gut geeignet, die an einer festen Stelle ausgeführt werden müssen und keine kontinuierliche Bewegung über eine lange Strecke erfordern.

Das Teilsystem Halten orientiert sich an der Fassadenoberfläche. "Entsprechend ihrer geometrischen und oberflächentechnischen Eigenschaften funktioniert das Haltemodul über Formschluss, Reibschluss, Vakuumtechnik oder Magnetismus", zählt Konstrukteur Florian Simons die verschiedenen Optionen auf. Bei der Vakuumtechnik gibt es aktive und passive Sauger. Aktive Sauger sind notwendig, wenn das gesamte System an der zu befahrenden Oberfläche verweilen und dabei gesichert werden muss. Passive Sauger benötigen keine Vakuumpumpe. Sie haften durch bloßes aufsetzen und andrücken an der Oberfläche. Dadurch sind kleine, leichte und energiesparende Reinigungssysteme möglich. Zum Reinigen selbst setzen die Stuttgarter Entwickler neben den klassischen Verfahren wie Teller- und Walzenbürsten oder Ultraschall verstärkt auch neue Methoden ein. "Beispielsweise testen wir derzeit den Einsatz von Mikrofasertüchern", berichtet Peter Schmidt, der für die Reinigungstechnik zuständig ist. Das neueste Wundermittel aus dem heimischen Putzschrank "ist leicht, verbraucht keine Energie und Reinigungsleistung und -qualität stimmen auch", hat er festgestellt.

Ingenieure des Fraunhofer IPA haben bereits eine Befahranlage zum Säubern einer Kaufhaus-Außenfassade in Köln entwickelt und arbeiten derzeit an einem System zur Reinigung der Fensterscheiben im Innern des tunnelartig gewölbten Glasdachs des neuen Lehrter Bahnhofes in Berlin. Bereits realisiert ist ein kleiner, autonomer Reinigungsroboter für Fenster im Haushaltsbereich. Solche Kletterroboter lassen sich jedoch nicht nur zur Fassadenreinigung einsetzen. Längst übernehmen sie auch Inspektions- und Wartungsaufgaben, beispielsweise an Brücken, in Industrietanks oder Kernkraftwerken. Das am Fraunhofer IPA entwickelte Baukastensystem ermöglicht es, an eine bestehende Kletterplattform über entsprechende Schnittstellen verschiedene Werkzeuge anzuschließen. "Und während die Roboter reinigen, warten oder inspizieren, könnten sie gleichzeitig auf ihrem Rücken Werbeschilder über die Fassade tragen", meinen die IPA-Entwickler.

Ihr Ansprechpartner für weitere Informationen:
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Dipl.-Ing. Uwe Bräuning
Telefon: 0711/970-1330, Telefax: 0711/970-1008, E-Mail: uxb@ipa.fhg.de

Dipl.-Ing. Michaela Neuner | idw

Weitere Berichte zu: Fassade Fensterreiniger IPA

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Architektur Bauwesen:

nachricht Neues Forschungsprojekt: Vorausschauende Techniken für Fassaden und Beleuchtung von Bürogebäuden
17.07.2017 | Technische Universität Kaiserslautern

nachricht „Mein Ideenhaus“ – Das neue Aktionshaus von Baufritz
10.07.2017 | Bau-Fritz GmbH & Co. KG, seit 1896

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Architektur Bauwesen >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Physiker designen ultrascharfe Pulse

Quantenphysiker um Oriol Romero-Isart haben einen einfachen Aufbau entworfen, mit dem theoretisch beliebig stark fokussierte elektromagnetische Felder erzeugt werden können. Anwendung finden könnte das neue Verfahren zum Beispiel in der Mikroskopie oder für besonders empfindliche Sensoren.

Mikrowellen, Wärmestrahlung, Licht und Röntgenstrahlung sind Beispiele für elektromagnetische Wellen. Für viele Anwendungen ist es notwendig, diese Strahlung...

Im Focus: Physicists Design Ultrafocused Pulses

Physicists working with researcher Oriol Romero-Isart devised a new simple scheme to theoretically generate arbitrarily short and focused electromagnetic fields. This new tool could be used for precise sensing and in microscopy.

Microwaves, heat radiation, light and X-radiation are examples for electromagnetic waves. Many applications require to focus the electromagnetic fields to...

Im Focus: Navigationssystem der Hirnzellen entschlüsselt

Das menschliche Gehirn besteht aus etwa hundert Milliarden Nervenzellen. Informationen zwischen ihnen werden über ein komplexes Netzwerk aus Nervenfasern übermittelt. Verdrahtet werden die meisten dieser Verbindungen vor der Geburt nach einem genetischen Bauplan, also ohne dass äußere Einflüsse eine Rolle spielen. Mehr darüber, wie das Navigationssystem funktioniert, das die Axone beim Wachstum leitet, haben jetzt Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) herausgefunden. Das berichten sie im Fachmagazin eLife.

Die Gesamtlänge des Nervenfasernetzes im Gehirn beträgt etwa 500.000 Kilometer, mehr als die Entfernung zwischen Erde und Mond. Damit es beim Verdrahten der...

Im Focus: Kohlenstoff-Nanoröhrchen verwandeln Strom in leuchtende Quasiteilchen

Starke Licht-Materie-Kopplung in diesen halbleitenden Röhrchen könnte zu elektrisch gepumpten Lasern führen

Auch durch Anregung mit Strom ist die Erzeugung von leuchtenden Quasiteilchen aus Licht und Materie in halbleitenden Kohlenstoff-Nanoröhrchen möglich....

Im Focus: Carbon Nanotubes Turn Electrical Current into Light-emitting Quasi-particles

Strong light-matter coupling in these semiconducting tubes may hold the key to electrically pumped lasers

Light-matter quasi-particles can be generated electrically in semiconducting carbon nanotubes. Material scientists and physicists from Heidelberg University...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

10. Uelzener Forum: Demografischer Wandel und Digitalisierung

26.07.2017 | Veranstaltungen

Clash of Realities 2017: Anmeldung jetzt möglich. Internationale Konferenz an der TH Köln

26.07.2017 | Veranstaltungen

2. Spitzentreffen »Industrie 4.0 live«

25.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Heilpflanze Arnika ist in Norddeutschland genetisch arm dran

27.07.2017 | Biowissenschaften Chemie

Drei Generationen an Sternen unter einem Dach

27.07.2017 | Physik Astronomie

Kieler Projekt „FucoSan – Gesundheit aus dem Meer“ erhält 2,2 Millionen Euro

27.07.2017 | Förderungen Preise