Vorrichtung mit deren Hilfe die Innenwand eines Rohres gereinigt und/oder mit einem Schutzanstrich versehen werden kann Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, mit deren Hilfe die Innenwand eines Rohres gereinigt und/oder mit einem Schutzanstrich versehen werden kann. Solche Vorrichtungen sind an sich bekannt. Sie weisen aber nur einen, in einer Drehrichtung arbeitenden Satz von Arbeitsgeräten auf. Demzufolge hinterlassen solche Geräte z. B. beim Entrosten immer einen gewis sen Schatten hinter den Köpfen von Nieten. Da aber die Haltbarkeit eines Anstriches stark von der Reinheit des Untergrundes abhängt, sollte die Fläche keine solche Schatten aufweisen und lupenrein sein. Ein weiterer Nachteil bisher bekannter Reinigungsgeräte, die z. B.
ganz vorne einen Fräskopf trugen, war das Fehlen einer ausreichenden Führung. Bei stark verunreinigten Rohren mit z. B. einer dicken Kalk-Rostkruste musste der Fräskopf sich selber seinen Weg im Rohr suchen. Insbesondere ergaben sich dann in Rohrbögen oder Krümmungen Schwierigkeiten. So ist es schon vorge kommen, dass der Fräskopf nicht der Krümmung folgte und sich stattdessen durch die Rohrwand hindurcharbei tete.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung, die einen An triebsmotor aufweist, welcher die Arbeitsgeräte der Vorrichtung antreibt, während diese durch das Rohr bewegt wird, will diesen Nachteil vermeiden. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass der Antriebsmotor zwei Sätze von Arbeitsgeräten in gegenläufigem Drehsinn zentrisch zur Rohrmittenachse treibt und dass mindestens zwei Sätze von Führungsrollen angeordnet sind, von welchen min destens ein Satz in Fahrtrichtung vor den Arbeitsgeräten liegt, der die Vorrichtung bei ihrer Fahrt durch das Rohr lenkt, in Bögen führt und die Arbeitsgeräte im Rohr zentriert.
In der beigefügten Zeichnung sind Ausführungsbei spiele des Erfindungsgegenstandes vereinfacht dargestellt und ist dessen Wirkung erläutert: Fig. 1 zeigt eine Reinigungsvorrichtung für Hoch druck-Wasserrohre in Seitenansicht und teilweise im Schnitt; Fig. 2a & b Arbeitsgeräte der Vorrichtung nach Fig. 1 in Ansicht von vorne entlang den Schnittlinien II-11 bzw. III-111 in Fig. 1; Fig. 3 einen Schnitt durch das Getriebe der Vorrich tung nach Fig. 1 in grösserem Masstab;
Fig. 4 eine Variante des Getriebes nach Fig. 3 im Schnitt; Fig. 5 eine Reinigungsvorrichtung für Kanalisations- oder Gasrohre mit einem Wassermotor, in Seitenan sicht; Fig. 6 eine Anstreichvorrichtung mit einem Luftmo tor in Seitenansicht und Fig. 7 eine schematische Darstellung des Anstreich- vorganges mittels einer Vorrichtung nach Fig. 6.
<I>Reinigungsvorrichtung für</I> Hochdruck-Wasserroh- re Bei Hochdruck-Wasserrohren, wie z. B. den Druck rohren für die Wasserzufuhr zu einer Turbine steht genügend Wasser unter ausreichendem Druck zur Verfügung, um den Antriebsmotor der Reinigungsvor richtung als Wasserturbine auszuführen. In Fig. 1 ist eine solche Vorrichtung dargestellt. Von links nach rechts in der Figur sieht man einen Satz von Führungs rollen 10, zwei Arbeitsgeräte 20 mit einem dazwischen angeordneten Getriebe 30 und eine Antriebsturbine 40, deren Laufrad direkt mit dem rückwärtigen Arbeitsgerät gekuppelt ist.
All ediese Teile sind auf einem zentralen Tragrohr 50 befestigt. Der Satz von Führungsrollen umfasst eine vordere, auf dem Tragrohr 50 befestigte Muffe 101, welche Ohren 102 trägt, an denen mittels Bolzen 103 Arme 104 angelenkt sind, die an ihren äusseren Enden Rollen 105 tragen. Eine zweite Muffe 106 ist verschiebbar auf dem Rohr 50 angeordnet. Sie trägt ebenfalls Ohren 107, an denen mittels Bolzen 108 Laschen 109 angelenkt sind, die mittels Bolzen 110 mit dem mittleren Teil der Arme 104 verbunden sind. Auf diese Weise ist ein schirmge- stellartiges Gelenksystem gebildet.
Ein axiales Verschieben der Muffe 106 auf dem Rohr 50 bewirkt, dass die Rollen 105 sich gemeinsam nach aussen oder nach innen bewegen.
An den Muffen 101 und 106 sind gleichmässig am Umfang verteilt, drei oder vier solcher Gelenksysteme angeordnet, so dass auch jeweils drei um 120 oder vier um 90 versetzte Rollen 105 an der Rohrinnenwand anliegen. Zwischen den Ohren auf den Muffen 101, 106 sind Halter 111, 112 angeordnet, die eine Stellvorrich tung tragen. Diese umfasst eine im vorderen Halter 111 drehbar gelagerte Spindel 113 und eine im rückwärtigen Halter 112 befestigte Federbüchse 114. Die Spindel ist mit einem Aussengewinde versehen, mit dessen Hilfe die Muffe 106 zur Muffe 101 hin gezogen werden kann, sodass die Rollen 105 nach aussen schwenken. Auf diese Weise lässt sich der Rollensatz auf verschiedene Rohr lichtweiten einstellen.
Die in der Büchse114angeord- nete Feder sorgt dafür, dass die Rollen mit Druck an der Innenwand W des Rohres anliegen. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass das Tragrohr 50 und damit die ganze Vorrichtung immer zentrisch im Rohr geführt ist. Findet beispielsweise bei einer Rohrabzweigung eine der Rollen 105 keinen Halt mehr, so kann sie trotzdem nicht ausfedern. Verringert oder vergrössert sich aber die Lichtweite des Rohres, so können die Rollen gemeinsam dieser Änderung in gewissen Grenzen (begrenzt durch den Federweg der Feder in der Büchse 114) folgen. <I>Die Arbeitsgeräte</I> Die Figuren 1, 2a und 2b zeigen die in zwei Sätzen angeordneten Arbeitsgeräte, die in gegenläufigem Dreh sinn getrieben werden.
Jeder Satz ist für sich auf einer um das Tragrohr 50 drehbar angeordneten Trommel befestigt. Jede Trommel 201, 202 hat dazu zwei Flan schen 203, 204 an welche verschiedene Arbeitsgeräte nach Bedarf angeschraubt werden können. Die Arbeits räte und insbesondere deren Werkzeuge können daher dem Arbeitsvorgang und den speziellen Anforderungen jeweils angepasst werden. Jedes Arbeitsgerät umfasst zwei Halter 205, die mittels Schrauben 206 an die Flansche 203, bzw. 204 angeschraubt sind. Mittels eines Bolzens 207 ist zwischen den Haltern ein Tragarm 208, der das Werkzeug 209 trägt, schwenkbar angelenkt. Ein Blattfederpaket 210 drückt den Tragarm mit dem Werkzeug gegen die Rohrinnenwand W.
Jeder Tragarm hat einen einstellbaren Anschlag 211, der verhindert, dass der Arm mit dem Werkzeug zu weit nach aussen schwenkt, wenn kein Widerstand von der Rohrwand vorhanden ist, wie z. B. bei einer Rohrabzweigung. Dieser Fall ist in Fig. 2a links dargestellt. Das Werkzeug ist von seiner Arbeitslage in die Lage 209' nach aussen geschwenkt, kann aber bei seiner Weiterbewegung wie der auf die Rohrinnenwand zurückgelangen. Ein zweiter Anschlag 211' verhindert, dass bei einem Schlag das Werkzeug zu weit nach innen durchfedert. In den Figuren 2a und 2b ist der Drehsinn der Arbeitsgeräte durch die Pfeile X und Y angedeutet.
Die eigentlichen Werkzeuge 209 werden der jeweili gen Arbeit angepasst. Zum Entfernen von Kalk oder Rost verwendet man beispielswise gehärtete, verzahnte, lose auf einer Achse angeordnete Scheiben, wie in Fig. 1 und 2a angedeutet ist. Zum Anbringen eines Anstriches dagegen tragen die Arbeitsgeräte als Werkzeuge drehba re Bürsten oder Rollen, wie in Figur 2b mit 260 angedeutet ist.
Zwischen den beiden Trommeln 201, 202 liegt das Gegenlaufgetriobe 30, welches dazu dient, die beiden Sätze von Arbeitsgeräten in gegenläufigem Drehsinn zu treiben. <I>Das</I> Gegenlaufgetriebe Figur 3 zeigt das bei der Vorrichtung nach Fig. 1 verwendete Getriebe im Schnitt. Man sieht hier das zentrale Tragrohr 50, das beim Getriebe 30 einen verdickten Teil 501 aufweist. Auf dem Tragrohr 50 sind auf Kugellagern 301 die Trommeln 202, 203 drehbar gelagert. Auf dem verdickten Teil<B>501</B> des Tragrohres sind zwei Kegelräder 302 drehbar gelagert, die mit Kegelradkränzen 303 kämmen.
Die Kegelradkränze 303 sind mit den Flanschen 203 204 der Trommeln 201, 202 fest verbunden. Wird daher das Tragrohr mit dem verdickten Teil 501 festgehalten, so dass es sich nicht drehen kann und treibt man eine der Trommeln an, so dreht sich die andere Trommel in gegenläufigem Sinn. Bei der Vorrichtung nach Fig. 1 ist das Turbinenlaufrad 403 direkt mit einem Flansch 204' der Trommel 202 verbunden.
Das Getriebe ist nach aussen hin durch einen zweiteiligen Mantel abgedeckt. Dieser umfasst einen Mantelteil 304, der fest mit dem Flansch 203 und einen Mantelteil 305, der fest mit dem Flansch 204 verbunden ist, Teil 304 überlappt Teil 305 und ein Dichtungsring 306 sorgt für die Abdichtung. <I>Die Antriebsturbine</I> (Fig. 1 und Fig. 3) Die Antriebsturbine umfasst drei Hauptteile: einen Schirm aus Segmenten 401, ein Leitrad mit Schaufeln 402 und ein Laufrad 403. Schirm und Leitrad sind drehfest mit dem Tragrohr 50 verbunden, während das Laufrad um das Tragrohr drehbar ist.
Das Leitrad umfasst einen Kranz von Leitschaufeln 402, die in der Mitte auf einem Rohrstück 404, aussen an einem Kranz 405 befestigt sind. Das Rohrstück 404 ist so bemessen, dass es auf dem Tragrohr 50 drehfest angeschraubt werden kann. Aussen am Kranz 405 sind Schirmsegmen te 401 um Bolzen 406 schwenkbar angelenkt. Am äusseren Ende trägt jedes Segment 401 eine Führungs rolle 407 und bei der Rollenachse 407 ist jeweils eine Strebe 408 angelenkt, die zu einem Zapfen 409 eines Ohres 410 führt. Die Ohren sind auf einer Muffe 411 befestigt, die axial verschiebbar auf dem Tragrohr 50 angeordnet ist.
Es ist eine grössere Anzahl von Schirm segmenten (zwölf bis 16 Stück) angeordnet, die sich überlappen und eine möglichst gute Abdichtung gegen die Rohrinnenwand W ergeben. Die einzelnen Schirmseg mente sind über Streben 408 und die Muffe miteinander verbunden und können- sich nur in gegenseitiger Abhän gigkeit bewegen und dem Rohrdurchmesser anpassen. Wie bei den Führungsrollen und bei den Arbeitsgeräten, entstehen daher beim Überfahren einer Rohrabzweigung keine Schwierigkeiten. Zudem kann sich der Schirm dem Rohrdurchmesser anpassen, wenn dieser kleiner oder grösser wird. Die Rollen 407 dienen zugleich der Führung im Rohr.
Rechts in der Zeichnung ist durch die Wellenlinien das Wasser angedeutet, welches die Turbi ne und damit die Arbeitsgeräte treibt. Der statische Druck des Wassers schiebt die ganze Vorrichtung in Richtung des Pfeiles V durch das Rohr. Damit der Vorschub nicht zu rasch erfolgt, wird die Vorrichtung mittels einer am rechten Ende des Rohres 50 angebrach ten Öse 502 und eines daran angehängten Seiles 503 gebremst. Mittels einer nicht dargestellten Winde wird das Seil 503 mit einer für den Reinigungsvorgang erforderlichen Vorschubgeschwindigkeit gefiert.
Das Abwasser der Turbine fliesst in der Vorschub richtung V ab und spült dabei anfallende Rost- und Kalkteilchen bei der Reinigung weg. Über die Arbeits weise und den Einsatzbereich dieser Vorrichtung wird noch näher eingegangen.
Reinigungsvorrichtung <I>für</I> Kanalisations- <I>Gas- und</I> send andern <I>Rohren</I> (Fig. 5) Steht nicht genügend Wasser zur Verfügung oder ist der Druck ungenügend, um damit eine Turbine zu treiben für die Arbeitsgeräte der Vorrichtung, so kann man diese mit Hilfe eines Wassermotors treiben, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Diese Vorrichtung umfasst im wesentlichen die bereits beschriebenen Teile, nur ist die Wasserturbine durch einen Wassermotor 60 mit Aussen läufer ersetzt.
Auf dem zentralen Tragrohr 50 sind von links nach rechts montiert: ein erster Führungsrollensatz 10, zwei gegenläufig getriebene Arbeitsgeräte 20 mit dem dazwi schenliegenden Getriebe 30, ein Wassermotor 60 und ein zweiter Führungsrollensatz 10'. Der Wassermotor ist als Aussenläufermotor ausgebildet. Dieser Läufer 601 ist direkt mit einem Flansch 204 der Trommel 202 verbunden, während der stationäre Teil 602 innen liegt und auf dem Tragrohr 50 drehfest angeordnet ist. Das als Treibmittel dienende Wasser wird durch einen Schlauch 504 zugeführt, der mittels einer Kupplung 505 mit dem Rohr 50 verbunden ist. Das Wasser gelangt durch das Rohr 50 zum Stator 602 und tritt durch Öffnungen 603 im Rotor wieder aus.
Auch hier dient das Abwasser des Motors zum Wegspülen der bei der Reinigung anfallenden Teilchen. Ein solcher Wassermo tor braucht erheblich weniger Wasser als die in Fig. 1 dargestellte Turbine. Anderseits fällt hier aber auch die vom statischen Druck des Wassers herrührende Vor schubkraft weg. Demzufolge muss die Vorrichtung nach Fig. 5 mittels einer Seilwinde und eines Seiles 506 in Richtung V durch das Rohr hindurchgezogn werden. <I>Vorrichtung zum Anbringen eines Schutzanstriches</I> (Fig. 6 und 7) Figur 6 zeigt eine Vorrichtung zum Anbringen eines Schutzanstriches.
Im Gegensatz zu den bereits beschrie benen Reinigungsvorrichtungen muss der Antrieb hier mittels eines Luft- oder Elektromotors erfolgen, weil der Anstrich auf die trockene Rohrinnenwand aufgebracht werden muss. In Figur 6 ist eine Vorrichtung dargestellt, deren Arbeitsgeräte von einem, mit einem Reduktionsge triebe zusammengebauten Elektromotor 70 getrieben werden. In der Zeichnung von links nach rechts, umfasst die Vorrichtung zwei gegenläufige Arbeitsgeräte 20 mit einem dazwischen angeordneten Getriebe 30', zwei Sätze von Führungsrollen 10, 10' und den Motor mit Reduk tionsgetriebe 70. Alle diese Teile sind auf dem Tragrohr 50 angeordnet.
Der Antrieb der Arbeitsgeräte erfolgt hier mittels einer im Rohr 50 gelagerten Antriebswelle 510 (Fig. 4).
Die Arbeitsgeräte tragen als Werkzeuge Bürsten oder Rollen, welche die Ansichtfarbe oder -Masse bei ihrer gegenläufigen Drehung auf der Rohrwand verteilen. Wie diese Schutzanstrichfarbe oder -Masse zu den Bürsten oder Rollen gelangt, wird später beschrieben.
Infolge des zentralen Antriebes ist das Gegenlaufge- triebe ein wenig anders ausgebildet als das bei Figur 3 beschriebene Getriebe. Das hier verwendete Getriebe 30' ist in Fig. 4 im Schnitt dargestellt. Gleiche Teile sind mit denselben Bezugszahlen wie bei Fig. 3 versehen.
Während der verdickte hohle Teil 501 der Welle 50 bei der Ausführung nach Fig. 3 nur einen durchgehen den Zapfen enthält, auf dem sich die konischen Zahnrä der 302 frei drehen können, enthält dieser Teil bei der Ausführung nach Fig. 4 ein weiteres Kegelradpaar 310, 311.
Die Welle 510 ist mittels eines Kugellagers 312 zentrisch im Rohr 50 gelagert. An ihrem Ende ist drehfest das Kegelrad 310 befestigt, das mit dem Kegelrad 311 kämmt. Kegelrad 311 (konisches Zahn rad) ist auf der Welle 313 mittels eines Keiles befestigt, sodass es diese Welle treiben kann. Die Welle 313 durchsetzt das Gehäuse 501 und trägt aussen die konischen Zahnräder 302, 302'. Eines dieser Zahnräder, 302', ist auf der Welle 313 fest verkeilt, während das andere Zahnrad 302 auf der Welle frei drehbar ist.
Treibt man nun die Welle 510 an, so treibt diese über die konischen Zahnräder 310, 311 die Welle 313 an und diese treibt über das konische Zahnrad 302' die beiden konischen Zahnkränze 303 in gegenläufigem Drehsinn.
In Fig. 6 ist durch den Pfeil V angedeutet, dass die Vorschubrichtung nach rechts gerichtet ist. Die beiden Sätze von Führungsrollen 10, 10' sind daher in Vor schubrichtung vor den Arbeitsgeräten angeordnet. Der Vorschub erfolgt mittels eines Seiles 511, welches die Vorrichtung durch das Rohr zieht, und die Stromzufuhr erfolgt mittels eines Kabls <B>512.</B>
Figur 7 zeigt schematisch den Arbeitsvorgang beim Aufbringen eines Schutzanstriches mittels eines Gerätes etwa nach Fig. 6. Die Figur zeigt einen nach oben gekrümmten Rohrabschnitt. Im Rohr befinden sich von links nach rechts : die Anstreichvorrichtung A mit einem Luftmotor 71 und drei auf Rollen laufende Farbkessel 80, 81, 82. Die Anstreichvorrichtung und die Farbkessel sind wie die Wagen eines Eisenbahnzuges miteinander gekuppelt und werden gemeinsam mittels einer Winde von einem Zugseil 550 langsam in Richtung des Pfeiles V durch das Rohr gezogen.
Der Luftmotor wird dabei durch einen Schlauch 551 mit Druckluft gespeist. Die Abluft entweicht bei den Öffnungen 72 aus dem Motor und erzeugt damit eine für das Trocknen des Anstriches förderlichen Luftstrom durch das Rohr. Zugleich mit dem Zugseil wird natürlich auch der Schlauch auf der Trommel einer Winde am Ende des Rohres aufgewik- kelt. Die Farbkessel 80 und 81 enthalten die Schutzan- strichfarbe und Kessel 82 enthält zusätzlich oder aus- schliesslich einen Druckgasbehälter,
dessen Gas die Farbe in den Kesseln unter Druck setzt. Mittels eines nicht dargestellten Regulierventils wird dieser Druck möglichst konstant gehalten.
Der der Anstreichvorrichtung am nächsten liegende Kessel 80 hat ein genau einregulierbares Auslaufventil 800 aus dem die Schutzanstrichfarbe F mit genau dosierter Ausflussgeschwindigkeit ausfliesst. Die gegen läufig rotierenden Arme der Arbeitsgeräte mit den Farbrollen oder Bürsten verteilen die Farbe gleichmässig entlang der Innenwand des Rohres. Die gegenläufige Bewegung wirkt sich auch hier sehr vorteilhaft aus, da bei Rohrüberlappung und Nieten keine nicht durch Farbe benetzten Stellen verbleiben. Sollen mehrere Schichten aufgetragen werden, so wird man den ganzen Anstreich-Zug mehrmals durch das Rohr hindurch ziehen.
Statt mit einem Luftmotor 71 kann als Antriebs motor für die Arbeitsgeräte auch ein Elektromotor 70 wie bei Fig. 6 verwendet werden. Ein Luftmotor vermei det aber jegliche Explosionsgefahr, was bei Gas oder Ölleitungen wichtig ist. Anwendungsmöglichkeiten Bei Reinigungsarbeiten wird man vorzugsweise Vor richtungen mit einem Wassermotor oder einer Wasser turbine für den Antrieb der Arbeitsgeräte verwenden. Man verwendet sie deshalb, weil der Abwasserstrom die bei der Reinigung anfallenden Partikel wegschwemmt. Ausnahmsweise kann man auch einen Luft- oder Elektromotor für den Antrieb einer Reinigungsvorrich tung verwenden. Es muss dann aber möglich sein die Rost- und Kalkteilchen auf andere Weise zu entfer nen.
Dies ist beispielsweise dann möglich, wenn der Rohrdurchmesser so gross ist, dass das Rohr begehbar ist und die Teilchen mit einem Staubsauger aufgenom men werden können.
Zum Anstreichen kann nur ein Luft oder Elektromo tor verwendet werden.
Die Vorschubrichtung ist in den Zeichnungen durch den Pfeil V angedeutet. Man sieht daraus, dass immer mindestens ein Satz von Führungsrollen (10) den Ar beitsgeräten voranläuft und diese im Rohr lenkt und zentriert. Der zweite Satz von Führungsrollen (407, 10') liegt bei den Reinigungsvorrichtungen nach Fig. 1 und Fig.5 hinter den Arbeitsgeräten. Diese sind dadurch gut zentriert. Bei der Anstreichvorrichtung nach Fig. 6 dagegen sind beide Sätze von Führungsrollen (10, 10') in Fahrtrichtung vor den Arbeitsgeräten angeordnet.
Man könnte natürlich auch eine Reinigungsvorrich tung aufbauen, bei der wie in Fig. 6 die beiden Sätze von Führungsrollen auf einer Seite der Arbeitsgeräte ange ordnet sind.