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 Baustart für Smartes Quartier Durlach: Wärmepumpen und Photovoltaik halbieren CO2-Emissionen in Bestandsgebäuden
25.05.2020 | Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE

nachricht Denkmaltechnologie im Rampenlicht
08.05.2020 | Hochschule Coburg

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: Neuartiges Covid-19-Schnelltestverfahren auf Basis innovativer DNA-Polymerasen entwickelt

Eine Forschungskooperation der Universität Konstanz unter Federführung von Professor Dr. Christof Hauck (Fachbereich Biologie) mit Beteiligung des Klinikum Konstanz, eines Konstanzer Diagnostiklabors und des Konstanzer Unternehmens myPOLS Biotec, einer Ausgründung aus der Arbeitsgruppe für Organische Chemie / Zelluläre Chemie der Universität Konstanz, hat ein neuartiges Covid-19-Schnelltestverfahren entwickelt. Dieser Test ermöglicht es, Ergebnisse in der Hälfte der Zeit zu ermitteln – im Vergleich zur klassischen Polymerase-Ketten-Reaktion (PCR).

Die frühe Identifikation von Patienten, die mit dem neuartigen Coronavirus (SARS-CoV-2) infiziert sind, ist zentrale Voraussetzung bei der globalen Bewältigung...

Im Focus: Textilherstellung für Weltraumantennen startet in die Industrialisierungsphase

Im Rahmen des EU-Projekts LEA (Large European Antenna) hat das Fraunhofer-Anwendungszentrum für Textile Faserkeramiken TFK in Münchberg gemeinsam mit den Unternehmen HPS GmbH und Iprotex GmbH & Co. KG ein reflektierendes Metallnetz für Weltraumantennen entwickelt, das ab August 2020 in die Produktion gehen wird.

Beim Stichwort Raumfahrt werden zunächst Assoziationen zu Forschungen auf Mond und Mars sowie zur Beobachtung ferner Galaxien geweckt. Für unseren Alltag sind...

Im Focus: Biotechnologie: Enzym setzt durch Licht neuartige Reaktion in Gang

In lebenden Zellen treiben Enzyme biochemische Stoffwechselprozesse an. Auch in der Biotechnologie sind sie als Katalysatoren gefragt, um zum Beispiel chemische Produkte wie Arzneimittel herzustellen. Forscher haben nun ein Enzym identifiziert, das durch die Beleuchtung mit blauem Licht katalytisch aktiv wird und eine Reaktion in Gang setzt, die in der Enzymatik bisher unbekannt war. Die Studie ist in „Nature Communications“ erschienen.

Enzyme – in jeder lebenden Zelle sind sie die zentralen Antreiber für biochemische Stoffwechselprozesse und machen dort Reaktionen möglich. Genau diese...

Im Focus: Biotechnology: Triggered by light, a novel way to switch on an enzyme

In living cells, enzymes drive biochemical metabolic processes enabling reactions to take place efficiently. It is this very ability which allows them to be used as catalysts in biotechnology, for example to create chemical products such as pharmaceutics. Researchers now identified an enzyme that, when illuminated with blue light, becomes catalytically active and initiates a reaction that was previously unknown in enzymatics. The study was published in "Nature Communications".

Enzymes: they are the central drivers for biochemical metabolic processes in every living cell, enabling reactions to take place efficiently. It is this very...

Im Focus: Innovative Sensornetze aus Satelliten

In Würzburg werden vier Kleinst-Satelliten auf ihren Start vorbereitet. Sie sollen sich in einer Formation bewegen und weltweit erstmals ihre dreidimensionale Anordnung im Orbit selbstständig kontrollieren.

Wenn ein Gegenstand wie der Planet Erde komplett ohne tote Winkel erfasst werden soll, muss man ihn aus verschiedenen Richtungen ansehen und die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Gebäudewärme mit "grünem" Wasserstoff oder "grünem" Strom?

26.05.2020 | Veranstaltungen

Dresden Nexus Conference 2020 - Gleicher Termin, virtuelles Format, Anmeldung geöffnet

19.05.2020 | Veranstaltungen

Urban Transport Conference 2020 in digitaler Form

18.05.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Wie sich Nervenzellen zum Abruf einer Erinnerung gezielt reaktivieren lassen

29.05.2020 | Biowissenschaften Chemie

Wald im Wandel

29.05.2020 | Agrar- Forstwissenschaften

Schwarzer Stickstoff: Bayreuther Forscher entdecken neues Hochdruck-Material und lösen ein Rätsel des Periodensystems

29.05.2020 | Materialwissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics