APPARATUS FOR AUTOMATICALLY CLEANING WINDOWS

Abstract: 1. Arrangement for automatically cleaning of windows on which an external coating of dirt, water, snow or the like may occur, particularly of windows adapted for the penetration of a measuring radiation, characterized in that a transmitter (13) is provided for emitting light on the surface of the window to be cleaned, that a receiver (15, 16) is provided for receiving the light reflected from the external coating on the window (3), and that their is a unit adapted to compare the measuring value for the reflected light supplied from the receiver (15, 16) with a preset value and to deliver a signal when the preset value is exceeded which signal starts the cleaning device (18) for the window.

Description: Anordnung zur selbsttätigen Reinigung von Fenstern Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur selbsttätigen Reinigung von Fenstern gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ein wichtiges Anwendungsgebiet für eine solche Anordnung sind Wolkenhöhen- und Sichtmessgeräte sowie bestimmte Arten von Abstandsmessgeräten, die alle nach dem Prinzip des optischen Radars arbeiten, was bedeutet, dass kurze Lichtimpulse von einem Sender ausgesandt werden. Wenn der Lichtimpuls eine Wolke oder irgendeinen anderen reflektierenden Gegenstand trifft, treten an diesem Gegenstand Reflexionen auf, und ein kleiner Teil des reflektierten Lichtes wird von dem Empfänger des Messgerätes, der neben dem Sender angeordnet ist, aufgefangen. Die Zeit, die das Licht für das Durchlaufen der Strecke vom Sender zum reflektierenden Gegenstand und von diesem zurück zum Empfänger braucht, wird gemessen, und hieraus lässt sich aufgrund der bekannten Lichtgeschwindigkeit die Wolkenhöhe bzw. die Sichtstrecke oder der Abstand berechnen. Sender und Empfänger sind in einen sog. Sendeempfänger (transceiver) eingebaut, der auch die Optik und die erforderliche elektronische Ausrüstung enthält. Das ausgesandte Licht passiert ein Senderfenster, und das reflektierte Licht passiert ein Empfängerfenster, bevor es über die Empfängeroptik zu einem Signaldetektor gelangt. Es ist sehr wichtig, dass die genannten Fenster des Sendeempfängers nicht durch eine Fremdschicht aus Schmutz, Regen, Schnee o. dgl. verunreinigt sind, da diese Schicht den Durchtritt der Lichtsignale erschweren würde. Bisher wurden diese Fenster manuell gereinigt. Dabei werden ge wisse Reinigungsintervalle eingehalten, die - jje nach den örtlichen Verhältnissen - von einer Woche bis zu einem Monat variieren können. Es hat sich gezeigt, dass eine Fremdschicht aus beispielsweise Wassertropfen auf den Fenstern eine Dämpfung des am Signaldetektor eintreffenden reflektierten Lichtes von etwa einem Viertel bis einem Sechstel verursachen kann im Vergleich zu sauberen Fenstern. Da das erfassbare reflektiaa te Licht ohnehin nur ein sehr kleiner Teil des ausgesandten Lichtimpulses ist, hat die weitere Reduzierung der empfangenen Signal stärke durch eine Fremdschicht auf den Fenstern eine unsichere Messung zur Folge. Die an die Signaldetektoren zu stellenden hohen Ansprüche werden dadurch noch weiter vergrössert. Eine Reinigung der Fenstergläser darf möglichst keine Kratzer verursachen, da diese unerwünschte Reflektionen und eine unerwünschte Ausbreitung des Lichtsignals zur Folge haben. Aus diesem Grunde können Fensterwischer mit Wischerblättern, wie sie beispielsweise zur Reinigung von Scheinwerfern und Fenstern von Autos verwendet werden, nicht verwendet werden, und zwar auch nicht in Verbindung mit einer Spülflüssigkeit, da sie verhältnismässig stark gegen das Glas andrücken. Insbesondere bei Wolkenhöhenmessgeräten, bei welchen die Fensterflächen in der horizontalen Ebene liegen, werden die vom Signaldetektor erfassten Signale durch Niederschlag in Form von Regen und Schnee auf den Fenstern stark reduziert. Bei der bisher bekannten Art der Reinigung-ergibt sich hierbei auch die Unannehmlichkeit, dass gerade bei schlechtem Wetter die Notwendigkeit besteht, zum Sendeempfänger zu gehen, um die Fenster zu reinigen. Diese Reinigung muss während der gesamten Dauer eines Niederschlags fortlaufend durchgeführt werden, um die Fenster ausreichend sauber zu halten. Da das Herabfallen von Schmutz und anderen Substanzen zeitlich völlig unregelmässig erfolgt, ist die häufig empfohlene Reinigung in periodischen Abständen keine Garantie dafür, dass die durch eine Fremdschicht auf den Fenstern verursachte Dämpfung ausreichend klein bleibt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art zu entwickeln, die in zuverlässiger und bequemer Weise für eine selbsttätige Reinigung von Fenstern sorgt, und die insbesondere zur Reinhaltung der Fenster von Wolkenhöhen- und Sichtmessgeräten geeignet ist. Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine ssnordnung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, die erfindungsgemäss die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt. Mit einer Anordnung gemäss der Erfindung ist es möglich, die oben genannten Schwierigkeiten zu beseitigen. Der Verschmutzungsgrad der Fenster wird kontinuierlich überwacht, und sobald eine bestimmte Verschmutzungsgrenze überschritten ist, wird eine Reinigungsvorrichtung in Gang gesetzt, die Wasser und Schmutz vom Fenster entfernt. Die Anordnung ist so ausgebildet, dass keine Kratzer auf den Fensterflächen entstehen. Wenn die Fenster sauber sind oder ein ausreichender Sauberkeitsgrad erreicht worden ist, wird die Reinigungsvorrichtung stillgesetzt. Auf diese Weise wird erreicht, dass stets ein genau definiertes oberes Dämpfungsniveau und somit eine genau definierte maximal mögliche Signal schwächung durch die auf dem Glas vorhandene Fremdschicht gegeben ist. Dies hat zur Folge, dass der Signaldetektor und die übrige Elektronik besser für die eigentliche Messung genutzt werden können, wodurch die Leistung des Messgerätes erheblich verbessert wird. Die Anordnung gemäss der Erfindung ist so ausgebildet, dass sie bei einem Wolkenhöhen- oder Sichtmessgerät dessen normalen Betriebsablauf nicht beeinflusst. Das Fensterglas, das in Messgeräten verwendet wird, in denen eine Messstrahlung durch das Glas tritt, ist normalerweise antireflektionsbehandelt, um nicht selbst eine grössere Dämpfung der Lichtsignale zu verursachen. Wenn auf dem Senderfenster beispielsweise eines Wolkenhöhenmessgerätes eine Fremdschicht aus beispielsweise Regentropfen liegt, treten an dieser Schicht Reflexionen auf. Die Anordnung gemäss der Erfindung benutzt das auf diese Weise reflektierte Licht als Information darüber, dass eine Fremdschicht, z.B. Regen oder Schnee, auf der Aussenseite des Fensters liegt. Die Logikeinheit des Wol kenhöhenmessgerätes verarbeitet die gemessenen Reflektionswerte, und wenn das gemessene Reflexionssignal einen be stimmten Wert überschreitet, wird eine Reinigungsvorrichtung aktiviert. Die Reinigungsvorrichtung kann in der Weise arbeiten, dass sie unter hohem Druck stehende Luft am Fenster entlangbläst. Eine andere Möglichkeit besteht in der Verwendung eines hin- und herschwingenden oder rotierenden Trockenarmes, der nahe an der Glasoberfläche liegt, einen auf das Glas gerichteten offenen Spalt oder eine Lochreihe hat, wobei Druckluft und/oder eine Spülflüssigkeit derart durch den hohlen Trockenarm zugeführt wird, dass sich zwischen dem Trockenarm und dem Glas ein Film oder ein Schleier aus Druckluft und/oder Flüssig- keit bildet und über das Glas hinweggleitet. Der Reinigungsablauf kann so gesteuert werden, dass zunächst eine Spülung und anschliessend ein Trocknen durch Blasen mit erwärmter Hochdruckluft längs zum Fenster erfolgt. Wenn der Messwert für das an der Oberfläche des Glases reflektierte Licht Null wird oder einen niedrigen Vergleichswert unterschreitet, wird die Reinigungsvorrichtung stillgesetzt. Anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel gemäss der Er findung angewendet bei einem Messgerät zur Messung der Wolkenhöhe oder der Sichtweite, Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Anord nung gemäss der Erfindung angewendet bei einem gleichen Messgerät wie in Fig. 1. Das in den Figuren 1 und 2 gleichermassen dargestellte Messgerät zur Messung der Wolkenhöhe, der Sichtweite oder eines Abstandes umfasst die Teile 1 bis 9. Das Messgerät arbeitet nach dem Prinzip des optischen Radars. Zum Senderteil gehören der Sender 1, die Sendeoptik 2 und das Senderfenster 3. Zum Empfängerteil gehören das Empfängerfenster 4, die Empfängeroptik 5, der Empfänger 6 und der Signaldetektor 7. Der Prozessor 8 enthält die elektronische Ausrüstung, die unter anderem den Lasersender aktiviert und den Messverlauf steuert, die Impulse zählt und Daten 9 zu schreibenden und/oder anzeigenden Geräten überträgt. Zu der Reinigungsanordnung gemäss der Erfindung gehören in Fig. 1 ein Lichtleiter 10 und ein Speiseglied 11 für die Reinigungsvorrichtung 12. Im übrigen bedient sich die Reinigungsanordnung der im Messgerät bereits vorhandenen Sende- und Empfängereinheiten. Die Reinigungsanordnung gemäss Figur 2 enthält einen eigenen Sender 13 mit Speiseglied 14 und einen eigenen Empfänger 15 mit Signaldetektor 16 sowie die Reinigungsvorrichtung 18 mit Speiseglied 17, über welches die Reinigungsvorrichtung eingeschaltet wird. Beide Ausführungsfomnen der Erfindung arbeiten nach dem gleichen Prinzip. Die auf der Aussenseite des Senderfensters vorhandene Fremdschicht (Schmutz, Schnee, Regen) wird dadurch erfasst, dass die von dieser Schicht reflektierte Strahlung gemessen wird. Da der räumliche Abstand zwischen Senderfenster und Empfängerfenster klein ist, kann davon ausgegangen werden, da3 die Fremdschicht auf beiden Fenstern gleich ist. Im Prinzip kann auch ein gemeinsames Fenster für den Sender und Empfänger vorhanden sein. Die von der Fremdschicht (z.B. Wassertropfen) auf der Aussenseite des Fensters reflektierte Strahlung wird auf den Empfänger geleitet und steuert die Einschaltung des Reinigungsaggregats 12 bzw. 17. Bei der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform werden Sender und Empfänger des Messgerätes selbst genutzt, um eine eventuelle Fremdschicht zu erkennen. Das von der Aussenseite des Senderfensters 3 reflektierte Licht wird gesammelt und über den Lichtleiter 10 direkt zum Empfänger 6 geleitet. Im Prozessor 8 ist für diese Reflexionsmessung eine besondere Messfolge programmiert, und das entsprechende reflektierte Signal wird von dem Prozessor verarbeitet. Die Reflexionsmessung zur Erfassung der Fremdschicht wird vom Prozessor so gesteuert, dass sie entweder vor oder nach einer Wolkenhöhen- oder Sichtmessung erfolgt, um die letztere nicht zu stören. Der Wert des gemessenen reflektierten Lichtes wird im Prozessor 8 mit einem vorgegebenen Vergleichswert verglichen, der der maximal zulässigen Verschmutzung des Senderfensters entspricht. Wird der Vergleichswert überschritten, so geht vom Prozessor 8 ein Signal an das Speiseglied 11, welches die Reinigungsvorrichtung 12 in Gang setzt. In der Ausführungsform nach Figur 2 gehört zur Reinigungsanordnung ein eigener Sender 13 mit einem eigenen Speiseglied 14 für die Beleuchtung des Senderfensters 3 sowie ein eigener Empfänger Nit Detektor 16 zur Messung des vom Senderfenster reflektierten Lichtes. Der Prozessor 8 übernimmt in dieser Reinigungsanordnung die gleiche Funktion wie in Figur 1. Er steuert also den Sender 13 und Empfänger 15, wandelt das reflektierte Licht in einen Messwert für den Verschmutzungsgrad des Fensters um, vergleicht diesen Wert mit einem vorgegebenen Vergleichswert, der der höchst zulässigen Verschmutzung entspricht, und aktiviert das Speiseglied 17 der Reinigungsvorrichtung 18, wenn der Messwert den Vergleichswert überschreitet. Bei den Reinigungsvorrichtungen 12 und 18 in Figur 1 bzw. Figur 2 handelt es sich um dieselbe Vorrichtung, die jedoch, wie bereits erwähnt, in verschiedener Weise ausgebildet sein kann. In ihrer einfachsten Form kann die Vorrichtung ein Hochdruckaggregat sein, welches erwärmte Luft an den Fenstern 3 und 4 entlangbläst. In Gebieten mit starker Luftverunreinigung, z.B. Industriegebieten, wo mit einer starken Verschmutzung der Fenstergläser zu rechnen ist, kann zur Erzielung einer besseren Reinigungswirkung eine ergänzte Reinigungsvorrichtung verwendet werden. Die Ergänzung kann aus einem hin- und herschwingenden oder rotierenden Wischerblatt mit weicher Anlagekante an der Aussenseite des Senderfensters bestehen. Wegen der hierbei auftretenden Kratzgefahr ist es zweckmässig, den weichen Teil des Wischerblattes durch einen Trockenarm zu ersetzen, der einen auf das Glas gerichteten offenen Spalt oder eine Lochreihe hat, durch den/die Druckluft oder Spülflüssigkeit zugeführt wird, so dass sich ein Film aus Druckluft oder Flüssigkeit zwischen dem Fensterglas und dem nahe über dem Glas sich bewegenden Trockenarm ausbildet. Der Reinigungsvorgang kann beispielsweise in der Art programmiert werden, dass zunächst ein Spülen und anschliessend ein Trocknen durch das Beblasen mit erwärmter Druckluft stattfindet. Bei beiden Ausführungsformen wird die Reinigungsvorrichtung automatisch stillgesetzt, nachdem das Fenster gereinigt worden ist, d.h., sobald kein oder aur eine geringe Menge von Licht an der Aussenseite des Fensters reflektiert wird. Eine Anordnung nach der Erfindung ist nicht auf die gezeigten beiden Ausführungsformen beschränkt, sondern kann im Rahmen des offenbarten Erfindungsgedankens in vielfacher Weise variiert werden. Die Messung kann natürlich sowohl am Sender- und Empfängerfenster vorgenommen werden oder nur an einem der Fenster. Wird die Messung am Empfängerfenster durchgeführt, so wird bei der Ausführung nach Figur 1 ein Lichtleiter verwendet, der Licht vom Sender zur Beleuchtung des Empfängerfensters überträgt. Die Ausführungsform gemäss Figur 2 kann für das Empfängerfenster in gleicher Weise wie für das Senderfenster verwendet werden. Es kann auch nur mit einem separaten Sender 13 und beispielsweise dem eigenen Empfänger 6 des Wolkenhöhenmessgerätes gearbeitet werden, wobei der Empfänger 6 die durch die Femdschicht auf dem Fensterglas bedingten Reflexionen auffängt. Wenn störende Reflexionen von der Fremdschichtmessung auf dem Glas auftreten können oder wenn das Wolkenhöhenmesssystem des Wolkenhöhenmessgeräts benutzt wird, muss das Messen der Fensterfremdschicht auf solche Weise vorgenommen werden, dass die Wolkenhöhen- oder Sichtmessung nicht gestört wird.

Claims: Patentansprüche 1. Anordnung zur selbsttätigen Reinigung von Fenstern, auf denen sich eine Fremdschicht aus Schmutz, Wasser, Schnee o. dgl. ablagern kann, insbesondere von Fenstern zum Durchtritt einer Messstrahlung, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sender (13) zum Aussenden von Licht auf die Fläche des zu reinigenden Fensters vorhanden ist dass ein Empfänger (15, 16) zum Empfang/von der Fremdschicht auf dem Fenster (3) reflektierten Lichtes vorhanden ist, und dass ein Glied vorhanden ist, welches den vom Empfänger (15, 16) gelieferten Messwert für das reflektierte Licht mit einem vorgegebenen Vergleichswert vergleicht und beim überschrei- ten des Vergleichswertes ein Signal erzeugt, welches die Reinigungsvorrichtung (18) für das Fenster in Gang setzt. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Glied zur Verarbeitung des Messsignals vom Empfänger (15, 16) ein Stoppsignal an die Reinigungsvorrichtung liefert, wenn der Messwert für das reflektierte Licht unter einen bestimmten Vergleichswert sinkt. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zu reinigenden Fenster(3, 4) zu dem Sender und/oder Empfänger eines Wolkenhöhen- oder Sicht weitenmessgerätes gehören, welches nach dem Prinzip des optischen Radars arbeitet, und dass das genannte Glied zur Verarbeitung des Messsignals vom Empfänger (15, 16) in der Steuer- und Recheneinheit (8) des Wolkenhöhenmessgerätes integriert ist, welche die Zusammenwirkung zwi- schen Lichtemittierung und Lichterfassung für die normale Wolken- oder Sichtmessung einerseits und für die Lichtemittierung und Lichterfassung zur Erkennung der Fremdschicht auf dem Fenster andererseits derart steuert, dass die letztgenannte Lichtemittierung und Lichterfassung als eine spezielle Messsequenz während des normalen Betriebes zur Messung der Wolkenhöhe oder Sichtweite erfolgt. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Sender für das Licht zur Erfassung der Fremdschicht auf dem Fenster der Sender (1) des Wolkenhöhenoder Sichtweitenmessgerätes dient und/oder als Empfänger für das von der Fremdschicht des Fensters reflektierten Lichtes der Empfänger (6, 7) des Wolkenhöhen- oder Sichtweitenmessgerätes dient. 5. Anordnung nach einem derrvorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur übertragung des der Messung der Fremdschicht dienenden Lichtes vom Sender zum Fenster und/oder vom Fenster zum Empfänger optische Lichtleiter (10) vorhanden sind, die mit einer optischen Linse versehen sein können, 6. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der separate Sender (13) zur Messung der Fremdschicht auf das Empfängerfenster (4) gerichtet ist und dass der Empfänger (6, 7) des Wolkenhöhen- oder Sichtmessers dazu vorgesehen ist, auch das von der Fremdschicht auf dem Empfängerfenster reflektierte Licht zu erfassen. 7. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (1) des Wolkenhöhen- oder Sichtweitenmessgeräts dazu vorgesehen ist, Licht zur Erfassung der Fremdschicht auf das Fenster (3) des Senders zu senden und dass der separat angeordnete Empfänger (15, 16) das vom Senderfenster an der Fremdschicht reflektierte Licht erfasst. 8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsvorrichtung (12, 18) aus einem Hochdruckluftaggregat besteht, das Luft, die erwärmt sein kann, an den Fensterflächen entlangbläst. 9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsvorrichtung (12, 18) auch ein hin- und herschwingendes oder rotierendes Wischerblatt mit weicher Anlegekante enthält. 10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der weiche Teil des Wischerblattes durch einen Trokkenarm ersetzt ist, der einen auf die Fensterfläche gerichteten offenen Spalt oder eine Lochreihe hat, und dass durch diesen hohlen Trockenarm Druckluft oder Flüssigkeit derart zugeführt werden kann, dass sich bei Betrieb zwischen Trockenarm und Fenster ein Film aus Druckluft oder Flüssigkeit bildet.

Inventors: LOFGREN, FOLKE, SODERSTROM, SVEN-ERIK, Löfgren, Folke, Söderström, Sven-Erik
Applicants: ASEA AB
Application year: 1983
Main classification: A47L1
IPC codes: G01S7, G01N21, A47L1