DE4038662A1 - Verfahren und vorrichtung zum reinigen von gegenstaenden, insbesondere kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Reinigen von Gegenständen, insbesondere Kraftfahrzeugen, mit Wasser­ strömen oder Wasserstrahlen, die mit Bewegungsenergie auf den Gegenstand auftreffen. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei den bekannten Waschanlagen für Kraftfahrzeuge werden die Kraftfahrzeuge bei fortlaufender Benetzung durch Wasser­ ströme oder Wasserstrahlen, denen ein Reinigungsmittel zugesetzt ist, mittels rotierender Bürsten gereinigt. Dabei erfolgt das Ablösen des Schmutzes vom Kraftfahrzeug im wesentlichen durch die Bürsten, wobei dem Wasser nur eine Spülfunktion zukommt, um eine Beschädigung des Lackes zu vermeiden, wenn man diesen mit trockenen Bürsten zu reinigen versuchen würde. Für diese Art der Reinigung sind verhält­ nismäßig aufwendige Waschstraßen erforderlich, die eine hohe Investition verursachen. Auch erfordert der Waschvorgang eine gewisse Zeitdauer und einen verhältnismäßig hohen Wassereinsatz verbunden mit viel Reinigungsmittel, um auch stark verschmutzte Fahrzeuge sauber zu bekommen. Dies führt einerseits zu einer starken Belastung des Abwassers durch die Reinigungsmittel und andererseits kann eine länger anhaltende Einwirkung der rotierenden Bürsten auf den Lack der Kraftfahrzeuge zu einer Beschädigung des Lackes führen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, mit deren Hilfe die Kosten der Reinigungsanlage gesenkt werden können und eine schonende Reinigung der Gegenstände, insbesondere Kraftfahrzeuge, bei Verringerung der Umweltbelastung und bei Verkürzung der Reinigungszeit erzielbar ist.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren der Oberbegriff des Anspruches 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß den Wasserströmen oder Wasserstrahlen zusätzlich zu der Bewegungsenergie eine Schwingungsenergie in Bewegungsrich­ tung der Wasserströme oder Wasserstrahlen aufgeprägt wird.

Hierdurch ist es möglich, die Reinigung bei verringertem Einsatz von Reinigungsmitteln durchzuführen, wobei auch die Einwirkung durch Bürsten eventuell entfallen kann. Für den Fall, daß eine Bürstenreinigung trotzdem notwendig ist, kann diese eingeschränkt werden. Je nach Umfang der Bürstenreini­ gung ergibt sich hieraus eine entsprechende kürzere Reini­ gungszeit und eine entsprechende kleinere Anlage. Hierdurch können die Anlagekosten gesenkt werden. Durch den verminder­ ten Bürsteneinsatz und insbesondere dann, wenn die Bürsten vollständig entfallen können, erfolgt die Reinigung wesent­ lich schonender, da der mechanische Abtrieb durch die Bürsten vermindert ist oder eventuell vollständig entfällt. Für den Fall, daß die Bürsten vollständig entfallen können, ergeben sich auch noch weitere Vorteile, die darin bestehen, daß zusätzliche Aufbauten, wie Dachgepäckträger nicht abgenommen werden müssen, was häufig umständlich ist und außerdem können diese Zusatzaufbauten bei der Reinigung des Kraftfahrzeuges gleich mitgereinigt werden. Dies erspart eine separate Reinigung solcher Aufbauten.

Die Schwingungsenergie kann in vorteilhafter Weise durch Schallenergie und vorzugsweise in Form von Ultraschall aufgebracht werden.

Es ist aber auch möglich, die Schwingungsenergie durch kurzzeitig aufeinander folgende Unterbrechung der Wasser­ ströme oder Wasserstrahlen zu erzeugen, wobei in vorteil­ hafter Weise die Unterbrechungen durch Stauflächen erzeugt werden, die in die Wasserströme oder Wasserstrahlen hinein- und wieder herausbewegt werden.

Zur Durchführung des Verfahrens kann eine Vorrichtung vorgesehen sein, die eine Wasserleiteinrichtung und eine oder mehrere Austrittsdüsen umfaßt und daß ein Schallgene­ rator in der Wasserleiteinrichtung vorgesehen ist, dessen Schallwellen in Richtung der Austrittsdüsen gerichtet sind.

Die Wasserleiteinrichtung kann einen Druckbehälter mit einer mehrerer Austrittsdüsen umfassen, in welchem der Schallgene­ rator angeordnet ist.

In vorteilhafter Weise kann der Schallgenerator ein Ultra­ schallerzeuger sein.

Für die Erzeugung von Ultraschall können verschiedene Vorrichtungen zum Einsatz kommen. Eine vorteilhafte Ausge­ staltung eines Ultraschallerzeugers kann darin bestehen, daß der Ultraschallerzeuger eine in den Wasserweg vor der Austrittsdüse eingebaute schwingfähige Platte mit Schneide oder eine Metallzung nach Art einer Pohlmannschen Pfeife aufweist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann darin bestehen, daß der Ultraschallerzeuger ein Gehäuse mit einer geschlos­ senen ringförmigen Umlaufbahn für eine Kugel aufweist, daß die Wasserleiteinrichtung die Umlaufbahn tangential durch­ setzt und daß das Gehäuse vor der Austrittsdüse angeordnet ist. Dabei wird durch den Wasserstrahl innerhalb der Wasserleiteinrichtung, die die Umlaufbahn durchsetzt, die Kugel auf der Umlaufbahn bewegt, die nach jeweils einem Umlauf in den Wasserstrahl eintritt und diesen kurzzeitig komprimiert, wodurch Schwingungsenergie innerhalb des Was­ serstrahles erzeugt wird.

Zur Erzeugung von Schwingungsenergie ist es auch in vorteilhafter Weise möglich, daß in den Weg der Wasserströme oder Wasserstrahlen ein rotierender Zerhacker angeordnet ist. Dieser Zerhacker weist Stauflächen auf, die aufgrund seiner Rotation kurzzeitig in den Wasserstrin bzw. in die Wasserstrahlen eindringen, wodurch diese in ihrer konti­ nuierlichen Strömung unterbrochen werden, was zu einem pulsierenden Bewegungsablauf führt.

Als Zerhacker kann ein angetriebenes axiales oder radiales Turbinenrad, eine angetriebene Lochscheibe oder ein ange­ triebener Propeller dienen. Grundsätzlich ist jede mecha­ nische Vorrichtung einsetzbar, die zu kurzzeitigen Unter­ brechungen der Wasserströme oder Wasserstrahlen führt.

Der Zerhacker kann unmittelbar durch die Bewegungsenergie der Wasserströme oder Wasserstrahlen antreibbar sein, was beispielsweise bei einer Lochscheibe dadurch erzielt werden kann, daß die Löcher der Lochscheibe durch Bohrungen gebildet sind, die schräg zur Achse der Lochscheibe verlaufen, wodurch das durch diese schräge Bohrunen hin­ durchtretende Wasser die Lochscheibe in Umdrehung versetzt.

Der Zerhacker kann auch durch jede beliebige Antriebs­ vorrichtung, wie z. B. einen Elektromotor antreibbar sein. Vorzugsweise kann die Antriebsvorrichtung als Wasserturbine ausgebildet sein, die von dem für die Reinigung vorgesehenen Wasser antreibbar ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläu­ tert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein axiales Turbinenrad als Zerhacker für Wasser­ ströme bzw. Wasserstrahlen;

Fig. 2 ein radiales Turbinenrad als Zerhacker;

Fig. 3 eine Lochscheibe als Zerhacker;

Fig. 4 eine erste Ausfhrungsform einer Antriebsvorrich­ tung für ein Turbinenrad;

Fig. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Antriebs­ vorrichtung für ein Turbinenrad;

Fig. 6 einen Druckbehälter mit einem Schallerzeuger zur Erzeugung von Schwingungsenergie;

Fig. 7 einen waagrechten Schnitt durch einen nach Art einer Pohlmannschen Pfeife aufgebauten Ultra­ schallerzeuger;

Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII in Fig. 7;

Fig. 9 einen vertikalen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Ultraschallerzeugers;

Fig. 10 einen Schnitt nach der Linie X-X in Fig. 9.

In den Fig. 1 bis 5 sind Vorrichtungen dargestellt, mit deren Hilfe die Wasserströme oder Wasserstrahlen laufend kurzfristig unterbrochen werden, so daß eine pulsierende Bewegung der Wasserströme oder Wasserstrahlen eintritt.

Aufgrund der Unterbrechung eines Wasserstrahles wird dieser an der Fläche, die den Strahl kurzfristig unterbricht, d. h. an der der Strahl kurzfristig gestaut wird, in eine Schwingungsbewegung versetzt, die in Richtung der Strahl­ richtung Schwingungen erzeugt, wodurch die so erzeugten einzelnen Strahlabschnitte mit höherer Energie auf den zu reinigenden Gegenstand auftreffen.

In Fig. 1 ist ein axiales Turbinenrad in schematischer Form dargestellt, welches mit 1 bezeichnet ist. Ein durch einen Pfeil 6 angedeuteter Wasserstrahl wird beim Durchtritt durch das axiale Turbinenrad in mehrere Abschnitte zerhackt und tritt aus dem Turbinenrad in Form von einzelnen aufeinander­ folgenden Wasserstrahlabschnitten aus. Dieser zerhackte Wasserstrahl ist durch einen gestrichelten Pfeil 9 ange­ deutet.

Fig. 2 zeigt ebenfalls in schematischer Form ein radiales Turbinenrad, wobei der Wasserstrahl 6 im Zentrum des Turbinenrades aus einer nicht dargestellten Spritzvorrich­ tung austritt und durch die Schaufeln des Turbinenrades, das ebenfalls wie im Falle der Fig. 1 angetrieben wird, in einzelne Strahlabschnitte zerhackt wird, so daß ein aus vielen einzelnen Strahlabschnitten zusammengesetzter Wasser­ strahl entsteht, der auch hier als unterbrochener Pfeil 9 dargestellt ist.

In Fig. 3 ist als Zerhacker eine Lochscheibe dargestellt, die ebenfalls in Umdrehung versetzt wird, so daß ein kontinuierlicher durch einen durchgehenden Pfeil 6 angedeu­ teter Wasserstrahl beim Auftreffen auf die Scheibe durch eine kreisförmig angeordnete Lochreihe 10 in einen unter­ brochenen Strahl zerhackt wird, der als unterbrochener Pfeil 9 angedeutet ist.

Bei allen Ausführungsformen nach den Fig. 1 bis 3 werden die Zerhacker, d. h. die Turbinenräder 1 und 2 und die Lochscheibe 3 durch den Strahl 6 angetrieben, wobei der Antrieb aufgrund des Auftreffens des Strahles 6 auf die schräg angeordneten Schaufeln im Falle der Turbinenräder nach Fig. 1 und 2 diese in Umdrehung versetzt, während bei Fig. 3 der Antrieb dieser Scheibe dadurch erfolgt, daß die Lochreihe 10 aus schräg zur Scheibenachse verlaufenden Bohrungen gebildet ist, so daß beim auftreffen des Strahles auf die schräge Bohrungswand ebenfalls eine in Umfangs­ richtung wirkende Kraftkomponente entsteht, die die Scheibe in Rotation versetzt.

Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 4 und 5 ist wiederum eine Lochscheibe 3 vorgesehen, die im Falle der Fig. 4 durch eine Wasserturbine 4 angetrieben wird, welche ihrerseits durch das für die Reinigung vorgesehene Wasser in Umdrehung versetzt wird. Bei der Ausgestaltung nach Fig. 5 ist ein Elektromotor 5 zum Antrieb der Lochscheibe 3 vorgesehen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 gelangt das durch einen Pfeil 6 angedeutete Wasser in einen Druckbehälter 8, der an seiner dem Einlaß 11 für das Wasser gegenüberliegenden Ende eine Ausströmdüse 12 aufweist aus welcher das für die Reinigung vorgesehene Wasser in Strahlenform austritt, wobei der austretende Strahl hier wiederum durch einen unterbro­ chenen Pfeil 9 angedeutet ist. Bei dieser Ausgestaltung ist innerhalb des Behälters ein Schallgenerator 13, vorzugsweise Ultraschallgenerator vorgesehen, der Schallwellen aussendet, die in Richtung des austretenden Strahles 9 ausgerichtet sind und so diesem austretenden Strahl eine zusätzliche Schwingungsenergie auftragen.

In den Fig. 7 und 8 ist ein Ultraschallerzeuger nach Art einer Pohlmannschen Pfeife dargestellt. Diese umfaßt ein in eine nicht dargestellte Wasserleitung einsetzbares Gehäuse 14, das auf der einen Seite einen Gewindeanschluß 15 für ein wasserleitendes Rohr der nicht dargestellten Wasserleitein­ richtung aufweist, aus dem Wasser in einen engen Kanal 16 in Richtung des Pfeiles 17 gedrückt wird. Der Kanal mündet mit einer Düse 18 in einen Hohlraum 19 innerhalb des Gehäuses 14 ein, in welchem in Strömungsrichtung eine schwingfähige Platte 20 mittels Zapfen 20a eingesetzt ist. Die Platte 20 weist eine vorder und eine hinter Schneide 21 auf. Durch das Anströmen dieser Platte 20 mittels des aus der Düse 18 austretenden Wasserstrahles, der mit hohem Druck auf die Schneide 21 auftrifft, wird die Platte in Schwingungen mit Ultraschallfrequenz versetzt.

Die Fig. 9 und 10 zeigen einen weiteren Ultraschaller­ zeuger, der ein Gehäuse 22 mit einer Gewindebohrung 23 für den Anschluß eines wasserführenden Rohres einer nicht dargestellten Wasserleiteinrichtung, eine gegenüberliegende Austrittsdüse 24 und einen die Anschlußbohrung 23 und die Düse 24 verbindenden Kanal 25 aufweist. Der Kanal 25 durchsetzt eine innerhalb des Gehäuses 22 ausgebildete Umlaufbahn 26 für eine Kugel 27, die durch den Wasserstrahl auf der Umlaufbahn 26 angetrieben wird, welcher von der Anschlußbohrung 23 zur Austrittsdüse 24 unter hohem Druck strömt, da dieser Kanal 25 einen wesentlich engeren Durchmesser als die Anschlußbohrung 23 aufweist, der Wasser in Richtung des Pfeiles 28 zugeführt wird. Dabei wird die Kugel durch den Wasserstrahl in Richtung des Pfeiles 29 auf der Umlaufbahn 26 bewegt und tritt nach jedem Umlauf wieder in den Wasserstrahl innerhalb des Kanales 25 ein, so daß dieser Wasserstrahl kurzzeitig komprimiert wird, wodurch Schwingungen mit Ultraschallfrequenz erzeugt werden. Der so mit Ultraschallenergie beaufschlagte Wasserstrahl tritt dann aus der Düse 24 aus.

Claims (19)

1. Verfahren zum Reinigen von Gegenständen, insbesondere Kraftfahrzeugen mit Wasserströmen oder Wasserstrahlen, die mit Bewegungsenergie auf den Gegenstand auftreffen, dadurch gekennzeichnet, daß den Wasserströmen oder Wasserstrahlen zusätzlich zu der Bewegungsenergie eine Schwingungsenergie in Bewegungsrichtung der Wasserströme oder Wasserstrahlen aufgeprägt wird.

2. Verfahren nach Anspruch, 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsenergie durch Schallenergie aufgebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch, 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Schallenergie in Form von Ultraschall aufgebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsenergie durch kurzzeitig aufeinanderfol­ gender Unterbrechungen der Wasserströme oder Wasser­ strahlen erzeugt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechungen durch Stauflächen erzeugt werden, die in die Wasserströme oder Wasserstrahlen hinein- und wieder herausbewegt werden.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß je eine Wasserleiteinrichtung und eine oder mehrere Austritts­ düsen (12, 24) umfaßt, und daß ein Schallgenerator (13, 14, 22) in der Wasserleiteinrichtung vorgesehen ist, dessen Schallwellen in Richtung der Austrittsdüsen (12, 24) gerichetet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserleiteinrichtung einen Druckbehälter (8) mit einer oder mehrerer Austrittsdüsen (12) umfaßt, in welchem der Schallgenerator (13) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich­ net, daß der Schallgenerator (13) ein Ultraschaller­ zeuger ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschallerzeuger eine in den Wasserweg vor der Austrittsdüse eingebaute schwingfähige Platte (20) mit Schneide (21) oder eine Metallzunge nach Art einer Pohlmannschen Pfeife aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschallerzeuger ein Gehäuse (22) mit einer geschlossenen ringförmigen Umlaufbahn (26) für eine Kugel (27) aufweist, daß die Wasserleiteinrichtung die Umlaufbahn (26) tangential durchsetzt und daß das Gehäuse (22) vorder Austrittsdüse (24) angeordnet ist.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1, 4 oder 5, dadurch gekennnzeichnet, daß in den Weg der Wasserströme oder Wasserstrahlen ein rotierender Zerhacker (1, 2, 3) angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Zerhacker ein angetriebenes axiales Turbinenrad (1) ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Zerhacker ein angetriebenes radiales Turbinenrad (2) ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Zerhacker eine angetriebene Lochscheibe (3) ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Zerhacker ein angetriebener Propeller ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Zerhacker (1, 2, 3) unmittelbar durch die Bewegungsenergie der Wasserströme oder Wasser­ strahlen antreibbar ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 14 und 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Löcher der Lochscheibe (3) durch Bohrungen gebildet sind, die schräg zur Achse der Lochscheibe (3) verlaufen.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Zerhacker (1, 2, 3) durch eine Antriebsvorrichtung (4, 5) antreibbar ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung als Wasserturbine (4) ausgebildet ist, die von dem für die Reinigung vorge­ sehenen Wasser antreibbar ist.