CH708899A1 - Vorrichtung zur Fortbewegung in einem Innenbereich eines Rohrs. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Fortbewegung in einem Innenbereich eines Rohrs entlang einer Längsachse des Rohrs. Diese Vorrichtung (1) umfasst eine Antriebseinheit (2) und zwei durch die Antriebseinheit (2) miteinander verbundene, in einer Fortbewegungsrichtung der Vorrichtung (1) beabstandete Halteeinheiten (3.1, 3.2), wobei wenigstens eine der Halteeinheiten (3.1, 3.2) einen Querantrieb (7.1,... 7.6) sowie eine Mantelfläche (5.1, 5.2) zur Berührung einer Innenwand des Rohrs umfasst. Dabei ist eine auf der Mantelfläche (5.1, 5.2) verlaufende Kurve um eine in Fortbewegungsrichtung der Vorrichtung (1) ausgerichtete Mittelachse (4) der Vorrichtung (1) geschlossen. Weiter ist dabei die Halteeinheit (3.1, 3.2) mit dem Querantrieb (7.1,... 7.6) und der Mantelfläche (5.1, 5.2) im Bereich ihrer Mantelfläche (5.1, 5.2) durch den zugehörigen Querantrieb (7.1,... 7.6) elastisch deformierbar und dadurch ausgehend von einer Grundstellung in eine Haltestellung und zurück in die Grundstellung bringbar. Zudem umfasst die Mantelfläche (5.1, 5.2) der Halteeinheit (3.1, 3.2) mit dem Querantrieb (7.1,... 7.6) und der Mantelfläche (5.1, 5.2) zwei Punkte, an welchen in der Grundstellung der Halteeinheit (3.1, 3.2) eine in einer rechtwinklig zur Mittelachse (4) der Vorrichtung (1) verlaufenden Ebene bestimmte Krümmung der Mantelfläche (5.1, 5.2) gleich ist, und an welchen in der Haltestellung der Halteeinheit (3.1, 3.2) eine in der rechtwinklig zur Mittelachse (4) der Vorrichtung (1) verlaufenden Ebene bestimmte Krümmung der Mantelfläche (5.1, 5.2) unterschiedlich ist.

Description

Technisches Gebiet

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Fortbewegung in einem Innenbereich eines Rohrs entlang einer Längsachse des Rohrs. Die Vorrichtung umfasst eine Antriebseinheit und zwei durch die Antriebseinheit miteinander verbundene, in einer Fortbewegungsrichtung der Vorrichtung beabstandete Halteeinheiten. Wenigstens eine der Halteeinheiten umfasst einen Querantrieb sowie eine Mantelfläche zur Berührung einer Innenwand des Rohrs, wobei eine auf der Mantelfläche verlaufende Kurve um eine in Fortbewegungsrichtung der Vorrichtung ausgerichtete Mittelachse der Vorrichtung geschlossen ist. Diese Halteeinheit mit dem Querantrieb und der Mantelfläche ist im Bereich ihrer Mantelfläche durch den zugehörigen Querantrieb elastisch deformierbar und dadurch ausgehend von einer Grundstellung in eine Haltestellung und zurück in die Grundstellung bringbar.

Stand der Technik

[0002] Vorrichtungen, welche zum eingangs genannten technischen Gebiet gehören, sind bekannt. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise in der WO 2004/098 039 A2 des Centre National de la Recherche Scientifique und des Institut National Polytechnique de Toulouse beschrieben. Diese Vorrichtung umfasst eine vordere und eine hintere Klemme, um die Vorrichtung in einem Rohr zu halten, sowie eine Antriebseinheit, um einen Abstand zwischen den beiden Klemmen zu variieren. Um diese Vorrichtung in einem Rohr fortzubewegen, wird sie in einem ersten Schritt mit der ersten Klemme im Rohr gehalten, während die zweite Klemme gelöst wird. In einem zweiten Schritt wird der Abstand zwischen den beiden Klemmen vergrössert, sodass die zweite, gelöste Klemme in Bewegungsrichtung im Rohr bewegt wird. In einem dritten Schritt wird die Vorrichtung mit der zweiten Klemme im Rohr gehalten, wonach in einem vierten Schritt die erste Klemme gelöst wird. Danach wird die gelöste erste Klemme in einem fünften Schritt im Rohr nach vorne bewegt, indem der Abstand zwischen den beiden Klemmen verkürzt wird. Sobald der Abstand verkürzt ist, wird in einem sechsten Schritt die Vorrichtung wieder mit der ersten Klemme im Rohr gehalten. Danach beginnt der Bewegungsablauf wieder mit dem ersten Schritt, in welchem die Vorrichtung von der erst Klemme im Rohr gehalten wird, während die zweite Klemme gelöst wird.

[0003] Um die Vorrichtung im Rohr halten zu können, umfassen die beiden Klemmen je eine elastische, ringförmige Schale, welche mit der rotationssymmetrischen Achse parallel zur Längsachse des Rohrs ausgerichtet ist. Diese Schalen bestehen im Wesentlichen aus drei flachen Ringen, welche koaxial zueinander ausgerichtet und in Rohrlängsrichtung gesehen hintereinander angeordnet miteinander verbunden sind. Dabei sind die nach aussen zeigenden Flächen der drei Ringe in einem Winkel zueinander ausgerichtet. Die Fläche des mittleren Rings ist der Innenwand des Rohrs zugewandt und bildet daher die Mantelfläche der jeweiligen Klemme. Eine auf dieser Mantelfläche angeordnete Linie bildet eine um die rotationssymmetrische Achse der Schale verlaufende, geschlossene Kurve. Im Gegensatz zur Mantelfläche verlaufen die Flächen des vorderen und des hinteren Rings ausgehend vom Übergang zur Mantelfläche nach vorne bzw. nach hinten in Richtung einer Mittelachse der Vorrichtung. Wenn daher die inneren Ränder des vorderen und des hinteren Rings in Rohrlängsrichtung aufeinander zu bewegt werden, wird ein Neigungswinkel der Flächen dieser beiden Ringen erhöht. Dadurch wird der mittlere Ring mit der Mantelfläche von der Mittelachse der Vorrichtung weg gegen die Innenwand des Rohrs gedrückt. Entsprechend kann die Vorrichtung von der Klemme im Rohr gehalten werden.

[0004] Der Nachteil dieser Vorrichtung ist, dass die Schalen der Klemmen bei Torsionskräften sowie bei in Rohrlängsrichtung ausgerichteten Schärkräften zwischen dem inneren Rand des vorderen bzw. hinteren Rings sowie der Mantelfläche leicht deformiert werden. Entsprechend ist die Haltekraft der Vorrichtung im Rohr beschränkt. Daher kann die Vorrichtung nur eine beschränkte Vorschubkraft erzeugen, ohne dass sie im Rohr verrutscht. Ausserdem kann dadurch die Bewegung und Positionierung der Vorrichtung im Rohr nicht sehr präzise gesteuert werden, weil bereits eine leichte Deformation der ringförmigen Schalen zu einer Positionsänderung der Vorrichtung im Rohr führt.

[0005] Eine weitere zum eingangs genannten technischen Gebiet gehörende Vorrichtung ist in der DE 3 304 811 A1 der West Electric Co Ltd. beschrieben. Diese Vorrichtung umfasst eine Mehrzahl von gestapelten, kreisrunden, piezoelektrischen Scheiben. Dabei sind die einzelnen Scheiben durch eine Isolierschicht geschützt, wobei ihre Mantelfläche jeweils zusätzlich durch einen Ring aus Aluminium abgedeckt ist. Diese Ringe weisen jedoch keine geschlossene Kreisform auf, sondern sind in einem Bereich für die Durchführung von Anschlussdrähten geöffnet. Entsprechend ist eine auf der Mantelfläche eines der Ringe angeordnete Kurve nicht um die rotationssymmetrische Achse der zugehörigen Scheibe geschlossen. Dadurch bilden die Ringe jeweils eine Klammer mit zwei freien Enden, deren Abstand vergrössert werden kann, wenn sich der Durchmesser der zugehörigen piezoelektrischen Scheibe aufgrund einer angelegten Spannung ausdehnt. Genauso kann der Abstand zwischen den beiden freien Enden der Klammern aber auch verringert werden, wenn eine umgekehrte Spannung an der zugehörigen Scheibe angelegt wird, sodass der Durchmesser der Scheibe abnimmt und die Dicke der Scheibe zunimmt. Daher können sich die Scheiben je nach Richtung der angelegten Spannung gegen die Innenwand eines Rohrs absperren oder aber es kann ein Abstand zwischen den beiden zur jeweiligen Scheibe benachbarten Scheiben variiert werden. Entsprechend kann sich diese Vorrichtung aufgrund von angelegten Spannungen wie die in der WO 2004/098 039 A2 beschriebene Vorrichtung in einem Rohr fortbewegen.

[0006] Der Nachteil der in der DE 3 304 811 A1 beschriebenen Vorrichtung ist, dass das Rohr aufgrund der Durchführung für die Anschlussdrähte der Vorrichtung eine Ausnehmung entlang der Längsachse des Rohrs aufweisen muss und dass die Vorrichtung daher bei einer falschen Orientierung im Rohr leicht mit den Anschlussdrähten im Rohr verklemmen kann. Ausserdem ist die Haltekraft der Vorrichtung im Rohr beschränkt, weil die Ringe aus Aluminium gegenüber der zugehörigen piezoelektrischen Scheibe leicht verschoben werden können. Daher kann die Vorrichtung nur eine beschränkte Vorschubkraft erzeugen, ohne dass sie im Rohr verrutscht. Ausserdem kann die Bewegung und Positionierung der Vorrichtung im Rohr nicht sehr präzise gesteuert werden, weil bereits ein leichtes Verschieben der Ringe aus Aluminium zu einer Positionsänderung der Vorrichtung im Rohr führt.

Darstellung der Erfindung

[0007] Aufgabe der Erfindung ist es, eine dem eingangs genannten technischen Gebiet zugehörende Vorrichtung zur Fortbewegung in einem Innenbereich eines Rohrs entlang einer Längsachse des Rohrs zu schaffen, welche eine präzise Steuerung und Positionierung der Vorrichtung im Rohr ermöglicht, wobei die Vorrichtung eine grosse Vorschubkraft erzeugen kann.

[0008] Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert. Gemäss der Erfindung umfasst die Mantelfläche der Halteeinheit mit dem Querantrieb und der Mantelfläche zwei Punkte, an welchen in der Grundstellung der Halteeinheit eine in einer rechtwinklig zur Mittelachse der Vorrichtung verlaufenden Ebene bestimmte Krümmung der Mantelfläche gleich ist, und an welchen in der Haltestellung der Halteeinheit eine in der rechtwinklig zur Mittelachse der Vorrichtung verlaufenden Ebene bestimmte Krümmung der Mantelfläche unterschiedlich ist. Falls dabei die Schnittlinie zwischen der Mantelfläche und der rechtwinklig zur Mittelachse der Vorrichtung verlaufenden Ebene, welche durch den Punkt auf der Mantelfläche verläuft, an welchem die Krümmung der Mantelfläche zu bestimmen ist, differenzierbar ist, so ist der Begriff «Krümmung der Mantelfläche» im Sinne der mathematisch bestimmten Krümmung der Schnittlinie an diesem Punkt zu verstehen. Falls die Mantelfläche hingegen einen Knick aufweist und die Schnittlinie daher am Punkt, an welchem die Krümmung der Mantelfläche zu bestimmen ist, einen Knick aufweist und entsprechend nicht differenzierbar ist, so ist der Begriff «Krümmung der Mantelfläche» als Winkel zwischen den beiden Abschnitten der Schnittlinie beidseitig des Punkts zu verstehen.

[0009] Da die Krümmung der Mantelfläche an den beiden Punkten in der Grundstellung der Halteeinheit gleich ist, während sie sich in der Haltestellung der Halteeinheit unterscheidet, unterscheidet sich eine Form eines Querschnitts der Halteeinheit in der rechtwinklig zur Mittelachse der Vorrichtung verlaufenden Ebene zwischen der Grundstellung und der Haltestellung der Halteeinheit. Falls die Form des Querschnitts der Halteeinheit in der Grundstellung beispielsweise kreisförmig ist, so weist der Querschnitt in der Haltestellung keine Kreisform mit gleichem, kleinerem oder grösserem Durchmesser als in der Grundstellung auf, sondern ist gegenüber einer Kreisform deformiert, sodass die Krümmung der Mantelfläche an den beiden Punkten auf der Mantelfläche unterschiedlich ist. Falls der Querschnitt der Halteeinheit hingegen in der Grundstellung beispielsweise rechteckig mit geradlinigen Kanten ist, so kann der Querschnitt in der Haltestellung beispielsweise derart deformiert sein, dass die Kanten nicht mehr geradlinig, sondern gebogen sind. In diesem Fall liegen die beiden Punkte auf den Kanten des Querschnitts, welche in der Grundstellung geradlinig und in der Haltestellung gebogen sind. Falls der Querschnitt der Halteeinheit in der Grundstellung rechteckig mit geradlinigen Kanten ist, kann der Querschnitt in der Haltestellung aber auch derart deformiert sein, dass die Kanten des Querschnitts zwar wie in der Grundstellung geradlinig sind, dass aber die Winkel zwischen den Kanten nicht mehr rechtwinklig sind. In diesem Fall liegen die beiden Punkte auf den zwischen den Kanten angeordneten Knicken der Mantelfläche. Der Querschnitt der Halteeinheit kann in der Grundstellung aber auch eine beliebige andere Form als eine Kreisform oder eine rechteckige Form aufweisen. Zudem kann die Deformation des Querschnitts in der Haltestellung im Vergleich zur Form des Querschnitts in der Grundstellung unabhängig von der Form des Querschnitts der Halteeinheit in der Grundstellung auch als polygonartige Deformation bezeichnet werden, weil gemäss der Erfindung die Krümmung der Mantelfläche an den beiden Punkten in der Grundstellung der Halteeinheit gleich ist, während sie sich in der Haltestellung der Halteeinheit unterscheidet. Aufgrund dieser Deformation kann die Mantelfläche der Halteeinheit in der Haltestellung an wenigstens zwei Stellen gegen die Innenwand des Rohrs abgesperrt werden. Um dies zu erreichen, kann der elastisch deformierbare Bereich der Mantelfläche der Halteeinheit beispielsweise gegen die Grundstellung vorgespannt sein. In diesem Fall kann eine vom Querantrieb erzeugbare Kraft dazu dienen, die Halteeinheit im Bereich ihrer Mantelfläche elastisch zu deformieren, um die Halteeinheit in die Haltestellung zu bringen. Sobald dabei die Krafteinwirkung des Querantriebs wegfällt, wird die Halteeinheit aufgrund ihrer Elastizität in die Grundstellung zurück gebracht. Genauso kann der elastisch deformierbare Bereich der Mantelfläche der Halteeinheit aber beispielsweise auch gegen die Haltestellung vorgespannt sein. In diesem Fall kann eine vom Querantrieb erzeugbare Kraft dazu dienen, die Halteeinheit im Bereich ihrer Mantelfläche elastisch zu deformieren, um die Halteeinheit in die Grundstellung zu bringen. Sobald dabei die Krafteinwirkung des Querantriebs wegfällt, wird die Halteeinheit aufgrund ihrer Elastizität in die Haltestellung zurück gebracht. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass der elastisch deformierbare Bereich der Mantelfläche der Halteeinheit weder gegen die Grundstellung noch gegen die Haltestellung, sondern gegen eine zwischen diesen beiden Stellungen liegende Stellung vorgespannt ist. In diesem Fall kann eine vom Querantrieb erzeugbare Kraft sowohl dazu dienen, die Halteeinheit im Bereich ihrer Mantelfläche elastisch zu deformieren, um sie in die Haltestellung zu bringen, als auch dazu dienen, die Halteeinheit im Bereich ihrer Mantelfläche elastisch zu deformieren, um sie in die Grundstellung zu bringen.

[0010] Da die Deformation der Mantelfläche in der rechtwinklig zur Mittelachse der Vorrichtung verlaufenden Ebene stattfindet, weist die Halteeinheit mit der Mantelfläche und dem Querantrieb eine grosse Stabilität gegen Torsionskräfte und gegen entlang der Mittelachse der Vorrichtung ausgerichtete Schärkräfte auf. Da die Vorrichtung mit ihrer Mittelachse parallel zur Längsachse des Rohrs ausgerichtet im Rohr entlang dem Rohr bewegbar ist, bietet die Halteeinheit mit der Mantelfläche und dem Querantrieb dadurch eine grosse Stabilität gegen Torsionskräfte und gegen entlang der Längsachse des Rohrs ausgerichtete Kräfte. Entsprechend hat die Erfindung den Vorteil, dass eine präzise Steuerung und Positionierung der Vorrichtung im Rohr ermöglicht wird, wobei die Vorrichtung eine grosse Vorschubkraft erzeugen kann.

[0011] Bevorzugt umfasst der Querantrieb ein Antriebselement, welches derart ausgerichtet ist, dass eine von ihm bewirkte Kraft direkt in einer Ebene senkrecht zur Mittelachse der Vorrichtung ausgerichtet ist. Dies hat den Vorteil, dass die vom Antriebselement bewirkte Kraft ohne Umlenkung und ohne Hebelwirkung direkt dazu verwendet werden kann, die Halteeinheit von der Grundstellung in die Haltestellung, von der Haltestellung in die Grundstellung, oder sowohl von der Grundstellung in die Haltestellung als auch von der Haltestellung in die Grundstellung zu bringen.

[0012] Alternativ dazu besteht aber auch die Möglichkeit, dass der Querantrieb kein Antriebselement aufweist, welches derart ausgerichtet ist, dass eine von ihm bewirkte Kraft direkt in einer Ebene senkrecht zur Mittelachse der Vorrichtung ausgerichtet ist. So kann der Querantrieb beispielsweise ein oder mehrere Antriebselemente aufweisen, welche derart ausgerichtet sind, dass eine von ihnen bewirkte Kraft entlang der Mittelachse der Vorrichtung ausgerichtet ist. In diesem Fall kann die Kraft beispielsweise durch einen oder mehrere Hebel oder durch ein anderes Umlenksystem umgelenkt werden, um die Halteeinheit von der Grundstellung in die Haltestellung, von der Haltestellung in die Grundstellung, oder sowohl von der Grundstellung in die Haltestellung als auch von der Haltestellung in die Grundstellung zu bringen.

[0013] Falls der Querantrieb ein Antriebselement umfasst, welches derart ausgerichtet ist, dass eine von ihm bewirkte Kraft direkt in einer Ebene senkrecht zur Mittelachse der Vorrichtung ausgerichtet ist, so umfasst der Querantrieb in einer bevorzugten Variante zwei oder mehr Antriebselemente, welche derart ausgerichtet sind, dass eine von ihnen bewirkte Kraft jeweils direkt in der Ebene senkrecht zur Mittelachse der Vorrichtung ausgerichtet ist. Dies hat den Vorteil, dass die von den Antriebselementen bewirkte Kraft ohne Umlenkung direkt dazu verwendet werden kann, die Halteeinheit von der Grundstellung in die Haltestellung, von der Haltestellung in die Grundstellung, oder sowohl von der Grundstellung in die Haltestellung als auch von der Haltestellung in die Grundstellung zu bringen. Um dies zu erreichen, können die von den verschiedenen Antriebselementen bewirkten Kräfte beispielsweise alle in eine gleiche Richtung ausgerichtet sein. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass die Antriebselemente derart ausgerichtet sind, dass die von den verschiedenen Antriebselementen bewirkten Kräfte jeweils in eine andere Richtung in der Ebene senkrecht zur Mittelachse der Vorrichtung ausgerichtet sind. Dabei können sie beispielsweise jeweils radial von der Mittelachse der Vorrichtung weg gerichtet sein. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass sie nicht radial von der Mittelachse der Vorrichtung weg, sondern anders in der Ebene senkrecht zur Mittelachse der Vorrichtung ausgerichtet sind.

[0014] Unabhängig davon, ob der Querantrieb ein oder mehrere Antriebselemente umfasst, sind das eine oder die mehreren Antriebselemente vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie zwei Enden aufweisen, deren Abstand durch das jeweilige Antriebselement variiert werden kann. Dies hat den Vorteil, dass durch das oder die Antriebselemente auf einfache Art und Weise eine Kraft bereitgestellt werden kann, die Halteeinheit von der Grundstellung in die Haltestellung, von der Haltestellung in die Grundstellung, oder sowohl von der Grundstellung in die Haltestellung als auch von der Haltestellung in die Grundstellung zu bringen.

[0015] In einer vorteilhaften Variante davon sind das eine oder die mehreren Antriebselemente derart ausgerichtet, dass ein erstes ihrer Enden einer Mittelachse der Vorrichtung zugewandt ist, während ein zweites ihrer Enden radial von der Mittelachse der Vorrichtung abgewandt ist. Dies hat den Vorteil, dass eine optimale Kraftübertragung erreicht wird, da der oder die Bereiche der Mantelfläche, welche von der Mittelachse der Vorrichtung aus gesehen in radialer Richtung des oder der zweiten Enden des einen oder der mehreren Antriebselementen liegen, gegen die Innenwand des Rohrs abgesperrt werden, wenn die Halteeinheit von der Grundstellung in die Haltestellung gebracht wird und von der Innenwand des Rohrs wegbewegt werden, wenn die Halteeinheit von der Haltestellung in die Grundstellung gebracht wird.

[0016] Alternativ dazu besteht aber auch die Möglichkeit, dass das eine oder die mehreren Antriebseinheiten anders ausgerichtet sind.

[0017] Unabhängig davon, ob der Querantrieb ein oder mehrere Antriebselemente umfasst und wie das eine oder die mehreren Antriebselemente ausgerichtet sind, umfasst der Querantrieb vorteilhafterweise einen Piezoaktor als Antriebselement, wobei sich der Piezoaktor bei einer angelegten Spannung in einer Richtung ausdehnt. Dies hat den Vorteil, dass durch anlegen bzw. abschalten einer Spannung auf einfache Art und Weise die Kraft bereitgestellt werden kann, um die Halteeinheit von der Grundstellung in die Haltestellung, von der Haltestellung in die Grundstellung, oder sowohl von der Grundstellung in die Haltestellung als auch von der Haltestellung in die Grundstellung zu bringen.

[0018] Falls der Querantrieb mehr als ein Antriebselement umfasst, so umfasst er in einer bevorzugten Variante zwei Piezoaktoren als Antriebselemente, welche sich bei einer angelegten Spannung je in einer Richtung ausdehnen. In einer zweiten bevorzugten Variante umfasst der Querantrieb drei Piezoaktoren als Antriebselemente, welche sich bei einer angelegten Spannung je in einer Richtung ausdehnen. In einer dritten bevorzugten Variante hingegen umfasst der Querantrieb vier oder mehr Piezoaktoren als Antriebseinheiten, welche sich bei einer angelegten Spannung je in einer Richtung ausdehnen. Diese Varianten mit den zwei oder mehr Piezoaktoren als Antriebselemente haben den Vorteil, dass durch anlegen bzw. abschalten einer Spannung auf einfache Art und Weise die Kräfte bereitgestellt werden können, um die Halteeinheit von der Grundstellung in die Haltestellung, von der Haltestellung in die Grundstellung, oder sowohl von der Grundstellung in die Haltestellung als auch von der Haltestellung in die Grundstellung zu bringen. Dabei können die verschiedenen Piezoaktoren sowohl in einer gleichen Richtung als auch in unterschiedliche Richtungen ausgerichtet sein, wodurch die von ihnen erzeugte Kraft gleich ausgerichtet oder aber jeweils in eine andere Richtung ausgerichtet sein kann.

[0019] Falls der Querantrieb unabhängig von der Anzahl Piezoaktoren eines oder mehrere Antriebselemente umfasst, welche derart ausgerichtet sind, dass jeweils eine von ihm bewirkte Kraft direkt in einer Ebene senkrecht zur Mittelachse der Vorrichtung ausgerichtet ist, so sind der oder die Piezoaktoren bevorzugt derart ausgerichtet, dass sie sich bei einer angelegten Spannung in einer Richtung in der Ebene senkrecht zur Mittelachse der Vorrichtung ausdehnen. Dies hat den Vorteil, dass die von dem oder den Piezoaktoren bewirkte Kraft ohne Umlenkung direkt dazu verwendet werden kann, die Halteeinheit von der Grundstellung in die Haltestellung, von der Haltestellung in die Grundstellung, oder sowohl von der Grundstellung in die Haltestellung als auch von der Haltestellung in die Grundstellung zu bringen.

[0020] Alternativ dazu besteht aber auch die Möglichkeit, dass der Querantrieb keinen Piezoaktor umfasst. So kann er beispielsweise einen oder mehrere hydraulische oder andersartig ausgebildete Antriebelemente umfassen.

[0021] Bevorzugt ist die Mantelfläche einstückig gefertigt. Dies hat den Vorteil, dass die Mantelfläche keinen Übergang zwischen zwei verschiedenen Elementen aufweist und entsprechend mit geringeren Fertigungstoleranzen hergestellt werden kann. Daher kann die Halteeinheit mit dieser einstückig gefertigten Mantelfläche genauer an den Innenbereich des Rohrs angepasst werden. Dadurch genügt ein kleinerer Unterschied zwischen der Grundstellung und der Haltestellung der Halteeinheit, sodass die Halteeinheit in der Grundstellung im Rohr bewegbar ist und in der Haltestellung an wenigstens zwei Stellen gegen die Innenwand des Rohrs abgesperrt werden kann. Entsprechend genügt eine kleinere Deformation der Halteeinheit im Bereich der Mantelfläche, um die Halteeinheit von der Grundstellung in die Haltestellung und zurück zu bringen. Dieser Vorteil wird unabhängig davon erreicht, ob nur die Mantelfläche oder ob die Mantelfläche zusammen mit einem grossen Bereich der Halteeinheit einstückig gefertigt ist.

[0022] Alternativ zur einstückig gefertigten Mantelfläche besteht aber auch die Möglichkeit, dass die Mantelfläche aus mehr als aus einem Stück gefertigt ist. Eine derartige Alternative hat den Vorteil, dass die Halteeinheit mit der Mantelfläche einfacher und damit kostengünstiger herstellbar ist.

[0023] Vorteilhafterweise ist die Halteeinheit mit der Mantelfläche im Bereich der Mantelfläche aus Metall gefertigt. Dies hat den Vorteil, dass die Halteeinheit im Bereich der Mantelfläche elastisch biegbar und nur minimalst elastisch komprimierbar ist. Dadurch kann die Halteeinheit derart konstruiert werden, dass sie im Bereich der Mantelfläche deformierbar ist, um die Halteeinheit von der Grundstellung in die Haltestellung und zurück zu bringen. Gleichzeitig kann die Halteeinheit dadurch aber auch derart konstruiert werden, dass die Bereiche der Mantelfläche, welche in der Haltestellung gegen die Innenwand des Rohrs gedrückt werden, um die Vorrichtung im Rohr zu halten, nicht komprimiert werden können. Dadurch wird eine grössere Haltekraft der Vorrichtung im Rohr ermöglicht. Entsprechend kann die Vorrichtung eine grössere Vorschubkraft erzeugen, wobei die Vorrichtung gleichzeitig präzise im Rohr gesteuert und positioniert werden kann.

[0024] In einer ersten vorteilhaften Variante davon ist die Halteeinheit mit der Mantelfläche im Bereich der Mantelfläche aus Stahl gefertigt. Dies hat den Vorteil, dass eine hohe Elastizität der Halteeinheit im Bereich der Mantelfläche bei gleichzeitiger hoher Stabilität erreicht werden kann. In einer zweiten vorteilhaften Variante ist die Halteeinheit mit der Mantelfläche im Bereich der Mantelfläche aus Aluminium gefertigt. Dies hat den Vorteil, dass die Halteeinheit und damit auch die Vorrichtung ein geringeres Gewicht aufweist, als wenn die Halteeinheit im Bereich der Mantelfläche aus einem anderen Metall hergestellt ist. In einer dritten vorteilhaften Variante ist die Halteeinheit mit der Mantelfläche im Bereich der Mantelfläche aus einem anderen Metall als Stahl oder Aluminium gefertigt. Je nach Anwendungsbereich der Vorrichtung können dadurch auch andere Vorteile erreicht werden.

[0025] Als Alternative besteht aber auch die Möglichkeit, dass die Halteeinheit mit der Mantelfläche im Bereich der Mantelfläche aus einem anderen Material als aus Metall gefertigt ist. Je nach Material können dadurch unterschiedliche Vorteile erreicht werden. Beispielsweise kann eine grössere Haltekraft der Vorrichtung erreicht werden, wenn ein Material verwendet wird, welches beim Zusammenwirken mit der Innenwand des Rohrs einen grösseren Reibungskoeffizient aufweist. Durch Verwendung eines günstigeren und einfacher zu bearbeitenden Materials wie beispielsweise Kunststoff kann aber auch der Vorteil erreicht werden, dass die Vorrichtung kostengünstiger herstellbar ist.

[0026] Vorteilhafterweise bildet die Halteeinheit mit der Mantelfläche ein Festkörpergelenk, welches eine Deformierung der Halteeinheit im Bereich der Mantelfläche ermöglicht, um die Halteeinheit von der Grundstellung in die Haltestellung und zurück zu bringen. Dies hat den Vorteil, dass die Halteeinheit auf einfache Art und Weise stabil hergestellt werden kann. Um diesen Vorteil zu erreichen, spielt es keine Rolle, ob das Festkörpergelenkt eine elastische oder inelastische Deformation des beweglichen Festkörpers ermöglicht.

[0027] Alternativ dazu besteht aber auch die Möglichkeit, das die Halteeinheit mit der Mantelfläche andersartig ausgebildet ist und kein Festkörpergelenk bildet, welches eine Deformierung der Halteeinheit im Bereich der Mantelfläche ermöglicht, um die Halteeinheit von der Grundstellung in die Haltestellung und zurück zu bringen.

[0028] Bevorzugt ist die Halteeinheit mit der Mantelfläche derart geformt, dass ein Umfang der Mantelfläche unverändert bleibt, wenn die Halteeinheit im Bereich ihrer Mantelfläche durch den Querantrieb deformiert wird, um die Halteeinheit von der Grundstellung in die Haltestellung, von der Haltestellung in die Grundstellung, oder sowohl von der Grundstellung in die Haltestellung als auch von der Haltestellung in die Grundstellung zu bringen. Dies hat den Vorteil, dass die Deformation der Halteeinheit im Bereich ihrer Mantelfläche einfacher kontrollierbar ist.

[0029] In einer bevorzugten Variante davon ist die Halteeinheit mit der Mantelfläche derartig geformt, sodass sich der Umfang der Mantelfläche vergrössert, wenn die Halteeinheit im Bereich ihrer Mantelfläche durch den Querantrieb deformiert wird, um die Halteeinheit von der Grundstellung in die Haltestellung zu bringen. Dabei verkleinert sich der Umfang der Mantelfläche wieder, wenn die Halteeinheit von der Haltestellung in die Grundstellung gebracht wird. Dies hat den Vorteil, dass sich die Mantelfläche der Halteeinheit in der Haltestellung besser gegen die Innenwand des Rohrs abstützen kann.

[0030] Alternativ dazu ist die Halteeinheit mit der Mantelfläche andersartig geformt, sodass sich der Umfang der Mantelfläche verkleinert, wenn die Halteeinheit im Bereich ihrer Mantelfläche durch den Querantrieb deformiert wird, um die Halteeinheit von der Grundstellung in die Haltestellung zu bringen. Dabei vergrössert sich der Umfang der Mantelfläche wieder, wenn die Halteeinheit von der Haltestellung in die Grundstellung gebracht wird.

[0031] Vorteilhafterweise weist die Halteeinheit, welche die Mantelfläche umfasst, einen in einer senkrecht zur Längsachse der Vorrichtung ausgerichteten Ebene liegenden, kreisförmigen Querschnitt auf. Dies hat den Vorteil, dass die Mantelfläche auf einfache Art und Wiese mit geringen Fertigungstoleranzen hergestellt werden kann. In einer bevorzugten Variante davon weist die Halteeinheit, welche die Mantelfläche umfasst, einen in einer senkrecht zur Längsachse der Vorrichtung ausgerichteten Ebene liegenden, ovalen, dreieckigen, rechteckigen, quadratischen oder polygonalen Querschnitt auf. Alternativ dazu besteht aber auch die Möglichkeit, dass die Halteeinheit, welche die Mantelfläche umfasst, einen anderen Querschnitt aufweist. Je nach Querschnitt des Rohrs, in welchem die Vorrichtung fortbewegt werden soll, hat eine derartige Variante oder Alternative den Vorteil, dass der Querschnitt der Halteeinheit optimal dem Querschnitt des Rohrs angepasst werden kann.

[0032] Bevorzugt ist die Antriebseinheit zwischen den beiden Halteeinheiten angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass durch eine Änderung der Länge der Antriebseinheit auf einfache Art und Weise ein Abstand zwischen den beiden Halteeinheiten verändert werden kann. Alternativ dazu besteht aber auch die Möglichkeit, dass die Antriebseinheit nicht zwischen den beiden Halteeinheiten angeordnet ist. So kann die Antriebseinheit beispielsweise auch entlang der Längsachse der Vorrichtung gesehen von einer ersten Seite einer der Halteeinheiten bis auf eine zweite Seite dieser Halteeinheit reichen, sodass sie nur teilweise zwischen den beiden Halteeinheiten angeordnet ist.

[0033] Vorzugsweise weist die Halteeinheit, welche die Mantelfläche umfasst, ein Kupplungsstück auf, mit welchem sie an der Antriebseinheit befestigt ist. Dies hat den Vorteil, dass die Halteeinheit auf einfache Art und Weise an der Antriebseinheit befestigt werden kann. In einer bevorzugten Variante davon ist das Kupplungsstück in einem Zentrum der Halteeinheit angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass die Halteeinheit um die Mittelachse der Vorrichtung drehbar mit der Antriebseinheit verbunden werden kann. Dadurch kann einerseits die Gefahr eines Verkantens der Vorrichtung im Rohr reduziert werden. Andererseits kann dadurch aber mittels einer angetriebenen Drehbewegung der Halteeinheit relativ zur Antriebseinheit auch eine kontrollierte Drehung der Vorrichtung im Rohr ermöglicht werden. Unabhängig davon, ob die Halteeinheit drehbar mit der Antriebseinheit verbunden ist, kann durch die Anordnung des Kupplungsstücks im Zentrum der Halteeinheit ausserdem eine präzise Steuerung und Positionierung der Vorrichtung im Rohr ermöglicht werden, wobei die Vorrichtung eine grosse Vorschubkraft erzeugen kann. Hierzu genügt es, die Halteeinheit zusätzlich derart auszubilden, dass sie in der Haltestellung im Vergleich zur Grundstellung derart im Bereich ihrer Mantelfläche deformierbar ist, dass sie sich mit symmetrisch um die Mittelachse der Vorrichtung angeordneten Bereichen der Mantelfläche gegen die Innenwand des Rohrs abstützt, um die Vorrichtung im Rohr zu halten. Dadurch werden auf die Halteeinheit wirkende Torsionskräfte minimiert, wenn die in der Haltestellung an der Innenwand des Rohrs abgestützte Halteeinheit durch die Antriebseinheit mit einer entlang der Mittelachse der Vorrichtung wirkenden Kraft beaufschlagt wird. Diese Reduktion der Torsionskräfte reduziert die Gefahr einer ungewünschten elastischen oder inelastischen Verformung der Halteeinheit und ermöglicht dadurch eine präzisere Steuerung und Positionierung der Vorrichtung im Rohr.

[0034] Alternativ dazu besteht aber auch die Möglichkeit, dass das Kupplungsstück nicht im Zentrum der Halteeinheit angeordnet ist bzw. dass die Halteeinheit kein derartiges Kupplungsstück aufweist.

[0035] Vorzugsweise ist eine erste der beiden Halteeinheiten relativ zur zweiten der beiden Halteeinheiten um die Mittelachse der Vorrichtung drehbar, wobei die Vorrichtung einen Antrieb umfasst, um die erste der beiden Halteeinheiten kontrolliert relativ zur zweiten der beiden Halteeinheiten um die Mittelachse der Vorrichtung zu drehen. Dies hat den Vorteil, dass die Vorrichtung kontrolliert im Rohr um ihre Mittelachse gedreht werden kann.

[0036] In einer Variante davon umfasst die Vorrichtung keinen Antrieb, um die erste der beiden Halteeinheiten kontrolliert relativ zur zweiten der beiden Halteinheiten um die Mittelachse der Vorrichtung zu drehen, wobei aber eine erste der beiden Halteeinheiten dennoch relativ zur zweiten der beiden Halteeinheiten um die Mittelachse der Vorrichtung drehbar ist. Dies hat den Vorteil, dass die Gefahr eines Verkantens der Vorrichtung im Rohr geringer ist.

[0037] Alternativ dazu besteht aber auch die Möglichkeit, dass die beiden Halteeinheiten nicht relativ zueinander um die Mittelachse der Vorrichtung drehbar sind. Eine derartige Alternative hat den Vorteil, dass die Vorrichtung stabiler ist.

[0038] Vorteilhafterweise umfassen beide Halteeinheiten je einem Querantrieb und eine Mantelfläche zur Berührung einer Innenwand des Rohrs, wobei jeweils eine auf der entsprechenden Mantelfläche verlaufende Kurve um die in Fortbewegungsrichtung der Vorrichtung ausgerichtete Mittelachse der Vorrichtung geschlossen ist, wobei beide Halteeinheiten im Bereich ihrer Mantelfläche durch den zugehörigen Querantrieb elastisch deformierbar sind und dadurch ausgehend von der Grundstellung in die Haltestellung und zurück in die Grundstellung bringbar sind, wobei die Mantelflächen jeweils zwei Punkte umfassen, an welchen in der Grundstellung der jeweiligen Halteeinheit eine in der rechtwinklig zur Mittelachse der Vorrichtung verlaufenden Ebene bestimmte Krümmung der Mantelfläche gleich ist, und an welchen in der Haltestellung der jeweiligen Halteeinheit eine in der rechtwinklig zur Mittelachse der Vorrichtung verlaufenden Ebene bestimmte Krümmung der Mantelfläche unterschiedlich ist. Dabei können eine der beiden oder beide der Halteeinheiten eines oder mehrere der oben aufgeführten, weiteren Merkmale aufweisen. Unabhängig von solchen weiteren Merkmalen wird der Vorteil erreicht, dass bei beiden Halteeinheiten die Deformation der Mantelfläche jeweils in der rechtwinklig zur Mittelachse der Vorrichtung verlaufenden Ebene stattfindet. Dadurch weisen beide Halteeinheiten eine grosse Stabilität gegen Torsionskräfte und gegen entlang der Mittelachse der Vorrichtung ausgerichtete Schärkräfte auf. Da die Vorrichtung mit ihrer Mittelachse parallel zur Längsachse des Rohrs ausgerichtet im Rohr entlang dem Rohr bewegbar ist, bieten die Halteeinheiten dadurch eine grosse Stabilität gegen Torsionskräfte und gegen entlang der Längsachse des Rohrs ausgerichtete Kräfte. Entsprechend hat die Erfindung den Vorteil, dass unabhängig davon, durch welche der beiden Halteeinheiten die Vorrichtung gerade im Rohr gehalten wird, eine präzise Steuerung und Positionierung der Vorrichtung im Rohr ermöglicht wird, wobei die Vorrichtung eine grosse Vorschubkraft erzeugen kann.

[0039] Alternativ dazu besteht aber auch die Möglichkeit, dass nur eine der beiden Halteeinheiten eine derartige Mantelfläche und einen Querantrieb aufweist. Je nach Ausführung der anderen Halteeinheit hat dies den Vorteil, dass die Vorrichtung einfacher und kostengünstiger hergestellt werden kann.

[0040] Vorzugsweise umfasst die Antriebseinheit einen Längsantrieb, um eine entlang der Mittelachse der Vorrichtung gemessene Länge der Antriebseinheit zu verändern, wobei durch die Veränderung der Länge der Antriebseinheit ein Abstand zwischen den beiden Halteeinheiten veränderbar ist. Dies hat den Vorteil, dass die Vorrichtung auf einfache Art und Weise sehr präzis im Rohr bewegt und positioniert werden kann. Hierzu wird die Vorrichtung in einem ersten Schritt mit einer ersten der beiden Halteeinheiten in der Haltestellung im Rohr gehalten, während sich eine zweite der beiden Halteeinheiten in der Grundstellung befindet. In einem zweiten Schritt wird durch den Längsantrieb der Abstand zwischen den beiden Halteeinheiten vergrössert, sodass die zweite, sich in der Grundstellung befindende Halteeinheit in Fortbewegungsrichtung im Rohr bewegt wird. In einem dritten Schritt wird die Vorrichtung mit der zweiten Halteeinheit im Rohr gehalten, indem die zweite Halteeinheit in die Haltestellung gebracht wird. Danach wird in einem vierten Schritt die erste Halteeinheit in die Grundstellung gebracht und in einem fünften Schritt die erste, sich in der Grundstellung befindende Halteeinheit im Rohr in Fortbewegungsrichtung bewegt, indem der Abstand zwischen den beiden Halteeinheiten durch den Längsantrieb verkürzt wird. Sobald der Abstand verkürzt ist, wird in einem sechsten Schritt die Vorrichtung wieder mit der ersten Halteeinheit im Rohr gehalten, indem sie in die Haltestellung gebracht wird. Danach beginnt der Bewegungsablauf wieder mit dem ersten Schritt, in welchem die Vorrichtung von der ersten, sich in der Haltestellung befindenden Halteeinheit im Rohr gehalten wird, während die zweite Halteeinheit in die Grundstellung gebracht wird.

[0041] Alternativ zur Antriebseinheit mit Längsantrieb besteht aber auch die Möglichkeit, dass die Antriebseinheit andersartig ausgebildet ist und keinen Längsantrieb umfasst. In diesem Fall kann auch die Fortbewegung der Vorrichtung im Rohr andersartig vor sich gehen.

[0042] Falls die Antriebseinheit einen Längsantrieb umfasst, so umfasst der Längsantrieb vorzugsweise zwei Enden, deren Abstand kontrolliert verändert werden kann. Dies hat den Vorteil, dass die entlang der Mittelachse der Vorrichtung gemessene Länge der Antriebseinheit auf einfache Art und Weise kontrolliert verändert werden kann.

[0043] In einer vorteilhaften Variante davon ist der Längsantrieb derart ausgerichtet, dass sich seine beiden Enden auf einer Geraden befinden, welche parallel zur Mittelachse der Vorrichtung ausgerichtet ist. Dies hat den Vorteil, dass durch den Längsantrieb die Länge der Antriebseinheit auf einfache Art und Weise ohne Kraftumlenkung verändert werden kann.

[0044] In einer weiteren vorteilhaften Variante davon ist der Längsantrieb derart ausgerichtet, dass sich seine beiden Enden auf einer Geraden befinden, welche in einem Winkel zur Mittelachse der Vorrichtung ausgerichtet ist. In diesem Fall kann die Antriebseinheit einen oder mehrere Hebel oder ein andersartiges Umlenkmittel aufweisen, um die vom Längsantrieb erzeugte Kraft umzulenken und die entlang der Mittelachse der Vorrichtung gemessene Länge der Antriebseinheit zu verändern.

[0045] Alternativ dazu besteht aber auch die Möglichkeit, dass der Längsantrieb keine zwei Enden umfasst, deren Abstand kontrolliert veränderbar ist.

[0046] Falls die Antriebseinheit einen Längsantrieb umfasst, so umfasst der Längsantrieb bevorzugt einen Piezoaktor, welcher sich bei einer angelegten Spannung in eine Richtung ausdehnt. Dies hat den Vorteil, dass der Längsantrieb auf einfache Art und Weise gesteuert werden kann.

[0047] Alternativ dazu besteht aber auch die Möglichkeit, dass der Längsantrieb keinen Piezoaktor umfasst. So kann der Längsantrieb beispielsweise einen hydraulischen Antrieb umfassen.

[0048] Vorzugsweise umfasst die Antriebseinheit wenigstens einen elastischen Bereich, durch dessen elastische Bewegung eine entlang der Mittelachse der Vorrichtung gemessene Länge der Antriebseinheit veränderbar ist. Dies hat den Vorteil, dass die Länge der Antriebseinheit auf einfache Art und Weise reversibel veränderbar ist. Falls die Antriebseinheit dabei einen Längsantrieb umfasst, kann die Antriebseinheit beispielsweise gegen eine Minimallänge der Antriebseinheit vorgespannt sein und durch den Längsantrieb zu einer Maximallänge verlängert werden. Wenn die vom Längsantrieb bewirkte Kraft ausgeschaltet wird, kann die Antriebseinheit durch die Elastizität ihres elastischen Bereichs wieder zu ihrer Minimallänge verkürzt werden. Genauso kann die Antriebseinheit aber beispielsweise auch gegen die Maximallänge der Antriebseinheit vorgespannt sein und durch den Längsantrieb zu ihrer Minimallänge verkürzt werden. Wenn in diesem Fall die vom Längsantrieb bewirkte Kraft ausgeschaltet wird, kann die Antriebseinheit durch die Elastizität ihres elastischen Bereichs wieder zu ihrer Maximallänge verlängert werden. Weiter besteht aber auch die Möglichkeit, dass die Antriebseinheit gegen eine zwischen ihrer Minimallänge und ihrer Maximallänge liegende Länge vorgespannt ist und dass sie durch eine Krafteinwirkung des Längsantriebs sowohl in ihre Maximallänge verlängert als auch in ihre Minimallänge verkürzt werden kann.

[0049] Bevorzugt umfasst die Antriebseinheit ein Festkörpergelenk, durch dessen Bewegung eine entlang der Mittelachse der Vorrichtung gemessene Länge der Antriebseinheit veränderbar ist. Dies hat den Vorteil, dass die Länge der Antriebseinheit auf einfache Art und Weise reversibel veränderbar ist. Um diesen Vorteil zu erreichen, spielt es keine Rolle, ob das Festkörpergelenk eine elastische oder inelastische Deformation des beweglichen Festkörpers ermöglicht.

[0050] Alternativ dazu besteht aber auch die Möglichkeit, dass die Antriebseinheit keinen elastischen Bereich und kein Festkörpergelenk aufweist. In diesem Fall kann die Antriebseinheit beispielsweise eine Teleskopverbindung, zwei oder mehr schwenkbar miteinander verbundene Hebel oder ein andersartiges Gelenk umfassen, durch dessen Bewegung die entlang der Mittelachse der Vorrichtung gemessene Länge der Antriebseinheit veränderbar ist.

[0051] Bevorzugt ist die Antriebseinheit in einer Richtung quer zur Mittelachse der Vorrichtung biegbar. Dies hat den Vorteil, dass die Vorrichtung einfacher in einem gekrümmten Rohr bewegt werden kann.

[0052] Alternativ dazu besteht aber auch die Möglichkeit, dass die Antriebseinheit nicht in einer Richtung quer zur Mittelachse der Vorrichtung biegbar ist. Eine derartige Alternative hat den Vorteil, dass die Vorrichtung stabiler ist.

[0053] Vorteilhafterweise umfasst die Antriebseinheit beidseitig je ein Kupplungsstück mit welchen sie beidseitig je direkt oder indirekt mit einer der beiden Halteeinheiten verbindbar ist. Dies hat den Vorteil, dass die Vorrichtung auf einfache Art und Weise aus der Antriebseinheit und den beiden Halteeinheiten zusammengebaut werden kann.

[0054] Alternativ dazu besteht aber auch die Möglichkeit, dass die Antriebseinheit nicht beidseitig je ein Kupplungsstück umfasst. In diesem Fall kann die Vorrichtung auf andere Art und Weise aus der Antriebseinheit und den beiden Halteeinheiten zusammengebaut werden.

[0055] Bevorzugt umfasst die Vorrichtung drei oder mehr Halteeinheiten, wobei jeweils zwei Halteeinheiten durch eine Antriebseinheit miteinander verbunden sind. Dabei besteht die Möglichkeit, dass nur einseitig von einer Halteinheit eine Antriebseinheit angeordnet ist, oder dass beidseitig einer Halteeinheit je eine Antriebseinheit angeordnet ist. Die drei oder mehr Halteeinheiten, von welchen jeweils zwei durch eine Antriebseinheit miteinander verbunden sind, haben den Vorteil, dass die Vorrichtung flexibel gesteuert werden kann. So können bei Bedarf beispielsweise zwei oder mehr Antriebseinheiten gleichzeitig bewegt werden, um eine grössere Fortbewegungsgeschwindigkeit der Vorrichtung zu erreichen. Genauso kann bei Bedarf aber beispielsweise auch nur eine Antriebseinheit pro Schritt bewegt werden, um eine grössere Haltekraft im Rohr und entsprechend eine grössere Vorschubleistung der Vorrichtung zu erreichen.

[0056] In einer Variante dazu besteht aber auch die Möglichkeit, dass die Vorrichtung drei oder mehr Halteeinheiten umfasst, wobei wenigstens zwei der Halteeinheiten direkt miteinander verbunden sind und wobei wenigstens zwei der Halteeinheiten durch eine Antriebseinheit miteinander verbunden sind. Dies hat den Vorteil, dass eine nur unwesentlich längere Vorrichtung bereitgestellt werden kann, welche eine grössere Haltekraft im Rohr und entsprechend eine höhere Kraft in Längsrichtung des Rohrs erreichen kann.

[0057] Alternativ dazu besteht aber auch die Möglichkeit, dass die Vorrichtung nur zwei Halteeinheiten und nur eine Antriebseinheit umfasst.

[0058] Vorzugsweise ist die erfindungsgemässe Vorrichtung mit einem Rohr kombiniert, welches einen Innenbereich und eine Längsachse aufweist, wobei die Vorrichtung im Innenbereich des Rohrs entlang der Längsachse des Rohrs bewegbar ist. Dies hat den Vorteil, dass die Vorrichtung optimal auf das Rohr abgestimmt werden kann, in welchem sie fortbewegt werden soll.

[0059] Es besteht aber auch die Möglichkeit, die erfindungsgemässe Vorrichtung nicht mit einem Rohr zu kombinieren.

[0060] Falls die Vorrichtung mit einem Rohr kombiniert wird, so besteht zwischen dem Rohr und der einen oder mehreren Mantelflächen der Vorrichtung bevorzugt eine Spielpassung von 10 µm oder weniger, wenn sich die Vorrichtung mit ihrer Mittelachse parallel zur Längsachse des Rohrs ausgerichtet im Innenbereich des Rohrs befindet. Dies hat den Vorteil, dass ein kleiner Unterschied zwischen der Grundstellung und der Haltestellung der Halteeinheiten ausreicht, damit die Halteeinheiten in der Grundstellung im Rohr bewegbar sind und sich in der Haltestellung an wenigstens zwei Stellen gegen die Innenwand des Rohrs absperren können. Entsprechend genügt eine kleine Deformation der Halteeinheiten im Bereich der Mantelfläche, um Vorrichtung im Rohr zu halten.

[0061] In einer bevorzugten Variante davon besteht zwischen dem Rohr und der einen oder mehreren Mantelflächen der Vorrichtung eine Spielpassung von 5 µm oder weniger, wenn sich die Vorrichtung mit ihrer Mittelachse parallel zur Längsachse des Rohrs ausgerichtet im Rohr befindet. Dies hat den Vorteil, dass ein kleinerer Unterschied zwischen der Grundstellung und der Haltestellung der Halteeinheiten ausreicht, damit die Halteeinheiten in der Grundstellung im Rohr bewegbar sind und sich in der Haltestellung an wenigstens zwei Stellen gegen die Innenwand des Rohrs absperren können. Entsprechend genügt eine kleinere Deformation der Halteeinheiten im Bereich ihrer Mantelflächen, um Vorrichtung im Rohr zu halten.

[0062] Alternativ dazu besteht aber auch die Möglichkeit, dass eine Spielpassung zwischen dem Rohr und der einen oder mehreren Mantelflächen der Vorrichtung grösser als 10 µm ist, wenn sich die Vorrichtung mit ihrer Mittelachse parallel zur Längsachse des Rohrs ausgerichtet im Rohr befindet. Eine derartige Alternative hat den Vorteil, dass sowohl die Vorrichtung als auch das Rohr kostengünstiger hergestellt werden können, da eine geringere Fertigungstoleranz benötigt wird.

[0063] Falls die Vorrichtung mit einem Rohr kombiniert wird und falls die Mantelfläche oder die Mantelflächen der einen oder mehreren Halteeinheiten der Vorrichtung einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, weist der Innenbereich des Rohrs vorzugsweise einen in einer senkrecht zur Längsachse des Rohrs ausgerichteten Ebene liegenden, kreisförmigen Querschnitt auf. Falls die Mantelfläche oder die Mantelflächen der einen oder mehreren Halteeinheiten hingegen einen ovalen, dreieckigen, rechteckigen, quadratischen oder polygonalen Querschnitt aufweisen, so weist der Innenbereich des Rohrs vorzugsweise einen in einer senkrecht zur Längsachse des Rohrs ausgerichteten Ebene liegenden, ovalen, dreieckigen, rechteckigen, quadratischen bzw. polygonalen Querschnitt auf. Dies hat den Vorteil, dass der Querschnitt der einen oder mehreren Mantelflächen optimal dem Querschnitt des Rohrs angepasst ist.

[0064] Alternativ dazu besteht aber auch die Möglichkeit, dass der Querschnitt der einen oder mehreren Mantelflächen eine andere Form als der Querschnitt des Rohrs aufweist.

[0065] Falls die Vorrichtung mit einem Rohr kombiniert wird, so ist das Rohr vorteilhafterweise nahtlos gefertigt. Dies hat den Vorteil, dass das Rohr mit geringeren Fertigungstoleranzen und damit mit einer grösseren Passgenauigkeit zur Vorrichtung hergestellt werden kann.

[0066] Alternativ dazu besteht aber auch die Möglichkeit, dass das Rohr nicht nahtlos gefertigt ist. Eine derartige Alternative hat den Vorteil, dass das Rohr einfacher herstellbar ist. Dieser Vorteil ist besonders wichtig, wenn das Rohr eine grosse Länge aufweist, sodass eine nahtlose Herstellung des Rohrs schwierig und entsprechend teuer würde.

[0067] Falls die Vorrichtung mit einem Rohr kombiniert wird, so ist das Rohr bevorzugt aus Metall gefertigt. Dies hat den Vorteil, dass das Rohr besonders stabil ist. In einer ersten vorteilhaften Variante davon ist das Rohr aus Stahl gefertigt. In dieser Variante ist das Rohr vorzugsweise spannungsarm geglüht und anschliessend gehont oder rundgeschliffen. Dies hat den Vorteil, dass das Rohr verzugsfrei ist und entsprechend mit geringeren Fertigungstoleranzen hergestellt werden kann. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass das Rohr nicht spannungsarm geglüht ist. Dies hat den Vorteil, dass das aus Stahl gefertigte Rohr kostengünstiger hergestellt werden kann. In einer zweiten vorteilhaften Variante ist das Rohr aus Aluminium gefertigt. Dies hat den Vorteil, dass das Rohr nur ein geringes Gewicht aufweist. In einer dritten vorteilhaften Variante ist das Rohr aus einem anderen Metall als Stahl oder Aluminium gefertigt. Alternativ dazu besteht aber auch die Möglichkeit, dass das Rohr aus einem anderen Material als aus Metall gefertigt ist. Je nachdem, wo und unter welchen Umständen die Kombination der Vorrichtung und des Rohrs eingesetzt werden soll, kann auch ein aus einem anderen Material als Stahl oder Aluminium gefertigtes Rohr vorteilhaft sein.

[0068] Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche ergeben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen der Erfindung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0069] Die zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels verwendeten Zeichnungen zeigen: <tb>Fig. 1<SEP>eine Schrägansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung zur Fortbewegung in einem hier nicht gezeigten Rohr entlang der Längsachse des Rohrs, <tb>Fig. 2a , b<SEP>je eine Aufsicht auf die Vorrichtung, wobei die Vorrichtung jeweils um 90° um ihre Mittelachse gedreht dargestellt ist, <tb>Fig. 3<SEP>eine Schrägansicht eines Grundkörpers einer Axialführung der Vorrichtung, <tb>Fig. 4<SEP>eine Schrägansicht eines Grundkörpers einer Radialscheibe der Vorrichtung, <tb>Fig. 5<SEP>eine Explosionsdarstellung der Vorrichtung in einer Schrägansicht, <tb>Fig. 6a , b , c<SEP>je einen Querschnitt einer weiteren Ausführung einer Radialscheibe der Vorrichtung, und <tb>Fig. 7a – f<SEP>je einen Ausschnitt aus dem Bereich einer weiteren Ausführungsform einer Axialführung der Vorrichtung, welcher durch den Längsantrieb gestreckt werden kann.

[0070] Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Wege zur Ausführung der Erfindung

[0071] Fig. 1 zeigt eine Schrägansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung 1 zur Fortbewegung in einem hier nicht gezeigten Rohr entlang der Längsachse des Rohrs. Diese Vorrichtung 1 umfasst eine Axialführung 2, welche eine Antriebseinheit der Vorrichtung 1 bildet. Weiter umfasst sie eine erste und eine zweite Radialscheibe 3.1, 3.2, welche je eine Halteeinheit der Vorrichtung 1 bilden. Beide Radialscheiben 3.1, 3.2 weisen einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf und sind mit ihren rotationssymmetrischen Achsen koaxial zueinander ausgerichtet und über die zwischen den beiden Radialscheiben 3.1, 3.2 angeordnete Axialführung 2 miteinander verbunden. Dadurch bilden die beiden rotationssymmetrischen Achsen der Radialscheiben 3.1, 3.2 eine Mittelachse 4 der Vorrichtung 1. Diese Mittelachse 4 ist in der Fig. 1 als gestrichelte Linie dargestellt und erstreckt sich in der Darstellung von unten links nach oben rechts.

[0072] Die beiden Radialscheiben 3.1, 3.2 der Vorrichtung 1 umfassen je einen einstückig gefertigten Grundkörper 6.1, 6.2. Diese Grundkörper 6.1, 6.2 sind aus Stahl gefertigt und umfassen je eine um die Mittelachse 4 der Vorrichtung 1 verlaufende Mantelfläche 5.1, 5.2 zur Berührung einer Innenwand eines Rohrs. Dabei sind die Mantelflächen 5.1, 5.2 jeweils parallel zur Mittelachse 4 der Vorrichtung 1 ausgerichtet, wobei eine auf der jeweiligen Mantelfläche 5.1, 5.2 verlaufende Kurve um die Mittelachse 4 geschlossen ist. Dadurch sind die Mantelflächen 5.1, 5.2 der Innenwand des Rohrs zugewandt, wenn die Vorrichtung 1 mit der Mittelachse 4 parallel zur Längsachse des Rohrs ausgerichtet im Rohr angeordnet ist.

[0073] Die Grundkörper 6.1, 6.2 der beiden Radialscheiben 3.1, 3.2 weisen je sechs um die Mittelachse 4 angeordnete Öffnungen auf, welche parallel zur Mittelachse 4 verlaufend durch den jeweiligen Grundkörper 6.1, 6.2 reichen. Umlaufend um die Mittelachse 4 abgezählt ist in jeder zweiten Öffnung ein Querantrieb 7.1,... 7.6 eingesetzt, sodass in beiden Grundkörpern 6.1, 6.2 je drei Querantriebe 7.1,... 7.6 eingesetzt sind. Diese Querantriebe 7.1,... 7.6 umfassen jeweils ein erstes Ende, welches der Mittelachse 4 zugewandt ist, sowie ein zweites Ende, welches radial von der Mittelachse 4 abgewandt ist. Dabei ist bei jedem der Querantriebe 7.1,... 7.6 eine Verbindungslinie, welche vom ersten Ende zum zweiten Ende des jeweiligen Querantriebs 7.1,... 7.6 verläuft, senkrecht zur Mittelachse 4 ausgerichtet. Die Verbindungslinien, welche zu den drei Querantrieben 7.1,... 7.6 einer gleichen Radialscheibe 3.1, 3.2 gehören, schneiden sich zudem gegenseitig in einem Winkel von 120°. Entsprechend sind bei beiden Radialscheiben 3.1, 3.2 die zugehörigen drei Querantriebe 7.1,... 7.6 in einem Winkel von 120° zueinander ausgerichtet.

[0074] Wenn die Querantriebe 7.1,... 7.6 in die entsprechenden Öffnungen im jeweiligen Grundkörper 6.1, 6.2 eingesetzt werden, so wird der Bereich der Mantelfläche 5.1, 5.2 des jeweiligen Grundkörpers 6.1, 6.2, welcher von der Mittelachse 4 der Vorrichtung 1 her gesehen die jeweilige Öffnung nach aussen hin abgrenzt, etwas elastisch nach aussen bewegt. Sobald der jeweilige Querantrieb 7.1,... 7.6 eingesetzt ist, wird der entsprechende Bereich der Mantelfläche 5.1, 5.2 wieder losgelassen, sodass der jeweilige Querantrieb 7.1,... 7.6 in der Öffnung eingeklemmt wird. Dadurch sind die Radialscheiben 3.1, 3.2 gegen eine Grundstellung vorgespannt. In dieser Grundstellung werden die Mantelflächen 5.1, 5.2 überdreht oder rundgeschliffen, damit ein senkrecht zur Mittelachse 4 der Vorrichtung 1 ausgerichteter Querschnitt der Radialscheiben 3.1, 3.2 kreisförmig ist.

[0075] Um die jeweilige Radialscheibe 3.1, 3.2 aus der Grundstellung in eine Haltestellung zu bringen, wird der Abstand zwischen den beiden Enden der drei zur jeweiligen Radialscheibe 3.1, 3.2 gehörenden Querantriebe 7.1,... 7.6 vergrössert. Dadurch werden die drei Bereiche der Mantelfläche 5.1, 5.2 des jeweiligen Grundkörpers 6.1, 6.2, welche von der Mittelachse 4 der Vorrichtung 1 her gesehen radial ausserhalb der drei Querantriebe 7.1,... 7.6 liegen, etwas elastisch nach aussen bewegt. Gleichzeitig wird die Mantelfläche 5.1, 5.2 in den Bereichen der drei Öffnungen im Grundkörper 6.1, 6.2, in welchen kein Querantrieb 7.1,... 7.6 angeordnet ist, etwas elastisch zur Mittelachse 4 der Vorrichtung 1 gesenkt. Bei dieser Deformation wird der Umfang der Mantelfläche 5.1, 5.2 des jeweiligen Grundkörpers 6.1, 6.2 geringfügig vergrössert.

[0076] Um die jeweilige Halteeinheit 3.1,3.2 aus der Haltestellung zurück in die Grundstellung zu bringen, wird ein Abstand zwischen den beiden Enden der drei zur jeweiligen Radialscheibe 3.1, 3.2 gehörenden Querantrieben 7.1,... 7.6 reduziert. Aufgrund der elastischen Vorspannung im jeweiligen Grundkörper 6.1, 6.2 werden dabei die drei Bereiche der Mantelfläche 5.1, 5.2 des jeweiligen Grundkörpers 6.1, 6.2, welche von der Mittelachse 4 der Vorrichtung 1 her gesehen radial ausserhalb der drei Querantrieben 7.1,... 7.6 liegen, wieder zur Mittelachse 4 der Vorrichtung 1 hin bewegt. Gleichzeitig wird die Mantelfläche 5.1, 5.2 in den Bereichen der drei Öffnungen im Grundkörper 6.1, 6.2, in welchen kein Querantrieb 7.1,... 7.6 angeordnet ist, etwas nach aussen von der Mittelachse 4 der Vorrichtung 1 weg bewegt, bis der senkrecht zur Mittelachse 4 der Vorrichtung 1 ausgerichtete Querschnitt der Radialscheibe 3.1, 3.2 wieder kreisförmig ist.

[0077] Somit können die Radialscheiben 3.1, 3.2 ausgehend von ihrer Grundstellung in ihre Haltestellung gebracht werden, indem sie elastisch deformiert werden. Dabei ändert sich ihr Querschnitt von der Grundstellung mit einer Kreisform mit einem bestimmten Radius in eine Form, in welcher drei Bereiche der Mantelfläche 5.1,5.2 weiter von der Mittelachse 4 der Vorrichtung 1 entfernt sind als dieser Radius. Dabei sind diese drei Bereiche jeweils durch einen Bereich voneinander getrennt, in welchem sich die Mantelfläche 5.1, 5.2 näher an der Mittelachse 4 befindet als der Radius der Kreisform in der Grundstellung. Entsprechend kann die Deformation der Radialscheibe 3.1, 3.2 in der Haltestellung im Vergleich zur Form der Radialscheibe 3.1, 3.2 in der Grundstellung auch als polygonale Deformation bezeichnet werden. Ausserdem befinden sich bei dieser Deformation der Radialscheibe 3.1, 3.2 zwei Punkte auf der Mantelfläche 5.1, 5.2, an welchen in der Grundstellung der Radialscheibe 3.1, 3.2 eine in einer rechtwinklig zur Mittelachse 4 der Vorrichtung 1 verlaufenden Ebene bestimmte Krümmung der Mantelfläche 5.1, 5.2 gleich ist und an welchen in der Haltestellung der Radialscheibe 3.1, 3.2 eine in der rechtwinklig zur Mittelachse 4 der Vorrichtung 1 verlaufenden Ebene bestimmte Krümmung der Mantelfläche 5.1, 5.2 unterschiedlich ist.

[0078] Die Fig. 2a und 2b zeigen je eine Aufsicht auf die Vorrichtung 1. Dabei ist die Vorrichtung 1 in beiden Figuren so ausgerichtet, dass ihre Mittelachse 4 in der Darstellung jeweils vertikal von unten nach oben verläuft. Dadurch ist in beiden Figuren zu erkennen, dass die Axialführung 2 entlang der Mittelachse 4 der Vorrichtung 1 ausgerichtet ist und zwei Enden aufweist, welche je auf der Mittelachse 4 liegen. An jedem dieser beiden Enden der Axialführung 2 ist eine der beiden Radialscheiben 3.1, 3.2 befestigt.

[0079] Zwischen den beiden Enden weist die Axialführung 2 eine Öffnung 8 auf, welche rechtwinklig zur Mittelachse 4 der Vorrichtung 1 ausgerichtet ist durch die Axialführung 2 hindurch verläuft. Diese Öffnung 8 ist von zwei Seitenbändern 9.1, 9.2 umrandet, welche die beiden Enden der Axialführung 2 verbinden. Dabei verlaufen die beiden Seitenbänder 9.1, 9.2 nicht genau parallel zur Mittelachse 4, sondern sind in ihrem mittleren Bereich etwas bauchig von der Mittelachse 4 weg gebogen. In der Fig. 2a ist die Vorrichtung 1 derart um ihre Mittelachse 4 orientiert gezeigt, dass eine Aufsicht dieser Öffnung 8 zu sehen ist. In der Fig. 2b hingegen ist die Öffnung 8 nicht zu erkennen, da die Vorrichtung 1 im Vergleich zur Fig. 2a um 90° um die Mittelachse 4 gedreht dargestellt ist, sodass die Öffnung 8 in der Ebene der Figur verlaufend quer zur Mittelachse 4 durch die Axialführung 2 hindurch verläuft und entsprechend von einem Seitenband 9.1 der Axialführung 2 abgedeckt ist.

[0080] In der Öffnung 8 ist zwischen den beiden Enden der Axialführung 2 ein Längsantrieb 10 eingesetzt. Wenn dieser Längsantrieb 10 in die Öffnung 8 in der Axialführung 2 eingesetzt wird, werden die beiden Enden der Axialführung 2 etwas auseinander bewegt, sodass die beiden Seitenbänder 9.1, 9.2 elastisch gestreckt werden. Sobald der Längsantrieb 10 eingesetzt ist, werden die beiden Enden der Axialführung 2 losgelassen, sodass der Längsantrieb 10 in der Öffnung 8 eingeklemmt wird. Dadurch ist die Axialführung 2 gegen eine Minimallänge der Axialführung 2 vorgespannt. Ausgehend von dieser Minimallänge kann die Axialführung auf eine Maximallänge gestreckt werden, indem die beiden Enden des Längsantriebs 10, welche an die beiden Enden der Axialführung 2 anstossen, durch den Längsantrieb 10 auseinanderbewegt werden. Dadurch werden die beiden Seitenbänder 9.1, 9.2 elastisch gestreckt. Um die Axialführung 2 wieder in ihre Minimallänge zu bringen, genügt es, die beiden Enden des Längsantriebs 10 wieder aufeinander zu zu bewegen. Dabei werden aufgrund der Elastizität der beiden Seitenbänder 9.1, 9.2 auch die beiden Enden der Axialführung 2 wieder aufeinander zu bewegt, sodass sich die Axialführung 2 wieder auf ihre Minimallänge verkürzt.

[0081] Fig. 3 zeigt eine Schrägansicht eines Grundkörpers 11 der Axialführung 2. Ähnlich wie in der Fig. 1 ist der Grundkörper 11 dabei derart ausgerichtet, dass sich die als gestrichelte Linie dargestellte Mittelachse 4 der Vorrichtung 1 in der Darstellung von unten links nach oben rechts erstreckt.

[0082] Der in der Fig. 3 gezeigte Grundkörper 11 der Axialführung 2 ist einstückig aus Stahl gefertigt. An seinen beiden Längsenden weist er je ein Kupplungsstück 12.1, 12.2 auf, welches im Wesentlichen als koaxial zur Mittelachse 4 der Vorrichtung 1 ausgerichteter Zapfen ausgebildet ist. Dabei sind um die Basis des Zapfens herum jeweils parallel zur Mittelachse 4 ausgerichtete Gewindeöffnungen 13 für Schrauben angeordnet. Zur Montage der Vorrichtung 1 können die Grundkörper 6.1, 6.2 der Radialscheiben 3.1, 3.2 auf diese Zapfen aufgeschoben und mittels Schrauben am Grundkörper 11 der Axialführung 2 festgeschraubt werden.

[0083] Wie bereits beschrieben, ist im montierten Zustand der Vorrichtung 1 in der Öffnung 8 im Grundkörper 11 ein Längsantrieb 10 eingesetzt. Da dieser Längsantrieb 10 in der Fig. 3 nicht gezeigt ist, sind Abstützflächen 14.1, 14.2 am Grundkörper 11 zu erkennen, welche von beiden Enden des Grundkörpers 11 einander zugewandt in die Öffnung 8 zeigen. Im montierten Zustand der Vorrichtung 1 ist der Längsantrieb 10 mit seinen beiden Enden an diesen Abstützflächen 14.1, 14.2 abgestützt.

[0084] Fig. 4 zeigt eine Schrägansicht des Grundkörpers 6.1 der einen der beiden Radialscheiben 3.1. Dieser Grundkörper 6.1 ist identisch mit dem Grundkörper 6.2 der anderen der beiden Radialscheiben 3.2.

[0085] Da in der Fig. 4 nur der Grundkörper 6.1 der Radialscheibe 3.1 gezeigt ist, sind die sechs um die Mittelachse 4 der Vorrichtung 1 angeordneten Öffnungen sehr gut zu erkennen. Dabei sind in jeder zweiten Öffnung zwei Abstützflächen 15.1, 15.2, 15.3, 16.1, 16.2, 16.3 zu erkennen, welche einander zugewandt sind und an welchen im montierten Zustand der Vorrichtung 1 die Querantriebe 7.1, 7.2, 7.3 mit ihren beiden Enden abgestützt sind. Ausserdem ist zu erkennen, dass im Zentrum des Grundkörpers 6.1 zwischen den sechs Öffnungen ein Kupplungsstück 17 angeordnet ist, mit welchem der Grundkörper 6.1 der Radialscheibe 3.1 am Grundkörper 11 der Axialführung 2 befestigt werden kann. Hierzu weist das Kupplungsstück 17 der Radialscheibe 3.1 im Zentrum eine Öffnung auf, welche parallel zur rotationssymmetrischen Achse der Radialscheibe 3.1 durch die Radialscheibe 3.1 verläuft. Mit dieser Öffnung kann der Grundkörper 6.1 der Radialscheibe 3.1 auf den Zapfen eines der Kupplungsstücke 12.1 der Axialführung 2 geschoben werden. Weiter umfasst das Kupplungsstück 17 der Radialscheibe 3.1 drei parallel zur Öffnung für den Zapfen angeordnete Öffnungen für Schrauben, mit welchen der Grundkörper 6.1 der Radialscheibe 3.1 am Grundkörper 11 der Axialführung 2 festgeschraubt werden kann.

[0086] Fig. 5 zeigt eine Explosionsdarstellung der Vorrichtung 1 in einer Schrägansicht. In dieser Explosionsdarstellung ist die Vorrichtung 1 wie in der Fig. 1 derart ausgerichtet gezeigt, dass sich die Mittelachse 4 der Vorrichtung 1 in der Darstellung von unten links nach oben rechts erstreckt. Nebst der Mittelachse 4 sind in der Darstellung die Grundkörper 6.1, 6.2 der beiden Radialscheiben 3.1, 3.2 sowie der Grundkörper 11 der Axialführung 2 zu erkennen. Zudem sind die Schrauben 18.1, 18.2 zu sehen, mit welchen die beiden Radialscheiben 3.1, 3.2 an der Axialführung 2 befestigt sind. Weiter sind die Querantriebe 7.1,... 7.6 der Radialscheiben 3.1, 3.2 sowie der Längsantrieb 10 der Axialführung 2 zu sehen. In der Explosionsdarstellung ist dabei zu erkennen, dass diese Antriebe 7.1,... 7.6, 10 jeweils ein Plättchen sowie einen Stab umfassen, wobei der Stab jeweils mit einem Längsende auf dem Plättchen abgestützt ist. Bei diesen Stäben handelt es sich um Piezoaktoren, welche sich bei einer angelegten Spannung ausdehnen. Bei den Plättchen hingegen handelt es sich jeweils um eine Unterlage, welche derart bemessen ist, dass die Plättchen zusammen mit den Piezoaktoren eine Länge aufweisen, welche um 10 µm länger als die Öffnung in der Radialscheibe 3.1, 3.2 bzw. in der Axialführung 2 ist, in welche der jeweilige Antrieb 7.1,... 7.6, 10 eingesetzt wird. Dadurch wird erreicht, dass die Radialscheiben 3.1, 3.2 jeweils elastisch gegen ihre Grundstellung vorgespannt sind und dass die Axialführung 2 elastisch gegen ihre Minimallänge vorgespannt ist.

[0087] Um die Vorrichtung 1 betreiben zu können, sind die Antriebe 7.1,... 7.6, 10 an Kabeln angeschlossen, welche in den hier beschriebenen Figuren nicht gezeigt sind. Diese Kabel laufen ausgehend vom jeweiligen Antrieb 7.1,... 7.6, 10 zu einem Kabelstrang zusammen, welcher von der Vorrichtung 1 weg zu einer hier nicht gezeigten Steuerungseinheit führt. Die einzelnen Kabel des Kabelstrangs dienen dazu, eine Spannung an den Piezoaktor des jeweiligen Antriebs 7.1,... 7.6, 10 anzulegen. Aufgrund dieser Spannung dehnt sich der jeweilige Piezoaktor auf bekannte Weise aus, wodurch sich der Abstand zwischen den beiden Enden des jeweiligen Antriebs 7.1,... 7.6, 10 vergrössert. Wenn diese Spannung nicht mehr angelegt ist, verkleinert sich der Abstand zwischen den beiden Enden des jeweiligen Antriebs 7.1,... 7.6, 10 wieder auf seinen ursprünglichen Wert. Entsprechend können die Radialscheiben 3.1, 3.2 durch Anlegen einer Spannung an die Piezoaktoren der zugehörenden Querantriebe 7.1,... 7.6 von der Grundstellung in die Haltestellung und durch Ausschalten dieser Spannung wieder zurück in die Grundstellung gebracht werden. Ausserdem kann die Axialführung 2 durch Anlegen einer Spannung an die Piezoaktoren des Längsantriebs 10 von ihrer Minimallänge auf ihre Maximallänge verlängert und durch Ausschalten dieser Spannung wieder zurück auf ihre Minimallänge verkürzt werden.

[0088] Für den Betrieb der Vorrichtung 1 muss die Vorrichtung 1 nicht unbedingt mit dem Kabelstrang mit der Steuerungseinheit verbunden sein. So besteht beispielsweise die Möglichkeit, dass die Vorrichtung 1 mit einer Spannungsquelle versehen ist, durch welche eine Spannung an die Piezoaktoren der einzelnen Antriebe 7.1,... 7.6, 10 angelegt werden kann. In diesem Fall kann die Vorrichtung 1 zwar über ein Steuerkabel zur Übertragung von Steuersignalen gesteuert werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass sie weder über einen Kabelstrang noch über ein Steuerkabel verfügt, sondern über Funk steuerbar ist. Hierzu reicht es aus, wenn die Vorrichtung 1 mit einem Funkempfänger und einer Umwandlungseinheit zur Umwandlung der Funksignale in die gewünschten Spannungen ausgerüstet ist.

[0089] Um die Vorrichtung 1 im Rohr fortzubewegen, werden in einer bestimmten Abfolge Spannungen an die Piezoaktoren der Antriebe 7.1,... 7.6, 10 angelegt. Durch diese Abfolge der Spannungen wird die Vorrichtung 1 in einem ersten Schritt mit einer ersten der beiden Radialscheiben 3.1 in der Haltestellung im Rohr gehalten, während sich eine zweite der beiden Radialscheiben 3.2 in der Grundstellung befindet. In einem zweiten Schritt wird durch den Längsantrieb 10 der Abstand zwischen den beiden Radialscheiben 3.1, 3.2 vergrössert, sodass die zweite, sich in der Grundstellung befindende Radialscheibe 3.2 in Fortbewegungsrichtung im Rohr bewegt wird. In einem dritten Schritt wird die Vorrichtung 1 mit der zweiten Radialscheibe 3.2 im Rohr gehalten, indem die zweite Radialscheibe 3.2 in die Haltestellung gebracht wird. Danach wird in einem vierten Schritt die erste Radialscheibe 3.1 in die Grundstellung gebracht und in einem fünften Schritt die erste, sich in der Grundstellung befindende Radialscheibe 3.1 im Rohr in Fortbewegungsrichtung bewegt, indem der Abstand zwischen den beiden Radialscheiben 3.1, 3.2 durch den Längsantrieb 10 verkürzt wird. Sobald der Abstand verkürzt ist, wird in einem sechsten Schritt die Vorrichtung 1 wieder mit der ersten Radialscheibe 3.1 im Rohr gehalten, indem sie in die Haltestellung gebracht wird. Danach beginnt der Bewegungsablauf wieder mit dem ersten Schritt, in welchem die Vorrichtung 1 von der ersten, sich in der Haltestellung befindenden Radialscheibe 3.1 im Rohr gehalten wird, während die zweite Radialscheibe 3.2 in die Grundstellung gebracht wird.

[0090] Da die Piezoaktoren sehr schnell auf eine angelegte Spannung reagieren, kann die für die Fortbewegung der Vorrichtung 1 benötigte Spannungsabfolge sehr schnell sein. So kann die Spannungsabfolge beispielsweise mit 200 Hz erfolgen. Sie kann aber auch weitaus schneller, beispielsweise mit 10 kHz, erfolgen.

[0091] Der kreisförmige Querschnitt der Radialscheiben 3.1, 3.2 in der Grundstellung der Radialscheiben 3.1, 3.2 weist nur geringfügigste Abweichungen von einer exakten Kreisform auf. Dadurch passt die Vorrichtung 1 mit einer Spielpassung von 5 µm in ein hier nicht gezeigtes Rohr, dessen Innenöffnung ebenfalls einen exakt kreisförmigen Querschnitt aufweist. Um diese Spielpassung zu erreichen, ist das aus Stahl gefertigte Rohr spannungsfrei geglüht und anschliessend gehont oder rundgeschliffen.

[0092] Die Erfindung ist nicht auf die Vorrichtung 1 beschränkt, welche in den Fig. 1 bis 5 gezeigt ist. So sind diverse Abwandlungen der Vorrichtung 1 möglich. Beispielsweise können eine oder beide der Radialscheiben auch um ihre rotationssymmetrischen Achsen drehbar an der Axialführung angebracht sein. Dabei kann sowohl ein loses Drehen als auch ein kontrolliert angetriebenes Drehen der entsprechenden Radialscheibe um die Mittelachse der Vorrichtung ermöglicht sein. Ein loses Drehen hat den Vorteil, dass sich die Vorrichtung weniger leicht im Rohr verkanten kann. Ein angetriebenes Drehen hingegen hat den Vorteil, dass die Vorrichtung im Rohr kontrolliert um ihre Mittelachse gedreht werden kann.

[0093] Weiter können die Radialscheiben auch einen anderen Querschnitt als der in den Fig. 1 , 4 und 5 gezeigte Querschnitt aufweisen. So kann der Querschnitt der Mantelfläche der Radialscheiben beispielsweise eine rechteckige, quadratische, ovale, polygonale oder andersartige Form aufweisen. Ausserdem können die Radialscheiben auch eine andere Anzahl und anders geformte Öffnungen aufweisen, welche parallel zur Mittelachse der Vorrichtung ausgerichtet durch die jeweilige Radialscheibe verlaufen. Ähnlich wie die Radialscheiben kann auch der Querschnitt des Rohrs eine andere Form aufweisen. So kann der Querschnitt des Rohrs beispielsweise der Form des Querschnitts der Radialscheiben angepasst sein, sodass die Mantelflächen der Radialscheiben an allen Punkten der jeweiligen Mantelfläche einen gleichen Abstand von der Innenwand des Rohrs aufweisen, wenn sich die Vorrichtung mit ihrer Mittelachse parallel zur Längsachse des Rohrs ausgerichtet im Rohr befindet. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass der Querschnitt des Rohrs eine andere Form als der Querschnitt der Radialscheiben aufweist.

[0094] Unabhängig von der Form der Querschnitte können sowohl die Radialscheiben als auch die Axialführung aus einem anderen Material als aus Stahl gefertigt sein. So können sie beispielsweise aus Aluminium, aus einem anderen Metall oder aus einem anderen Material als Metall gefertigt sein. Ähnlich dazu besteht auch die Möglichkeit, dass das Rohr aus nicht spannungsfrei geglühtem Stahl, aus Aluminium, aus einem anderen Metall oder aus einem anderen Material als aus Metall gefertigt ist.

[0095] Weiter muss die Spielpassung zwischen Rohr und Vorrichtung nicht 5 µm betragen. Sie kann beispielsweise auch nur 2.5 µm oder weniger betragen oder auch beispielsweise auch 7.5 µm, 10 µm, 15 µm oder mehr betragen. Zudem muss nicht jeder Punkt auf den Mantelflächen der Radialscheiben einen gleichen Abstand zur Innenwand des Rohrs aufweisen, wenn sich die Vorrichtung mit ihrer Mittelachse parallel zur Längsachse des Rohrs ausgerichtet im Rohr befindet.

[0096] Unabhängig von diesen Variationsmöglichkeiten können anstelle der Piezoaktoren für die Querantriebe und den Längsantrieb auch andere Antriebe wie beispielsweise hydraulische Antriebe eingesetzt werden. Ausserdem besteht auch die Möglichkeit, dass die Radialscheiben andersartig als in den Fig. 1 , 4 und 5 dargestellt ausgebildet sind. Dabei versteht es sich von selbst, dass die Vorrichtung nicht unbedingt zwei gleiche Radialscheiben umfassen muss, sondern dass sie auch zwei unterschiedliche Radialscheiben umfassen kann.

[0097] Die Fig. 6a , 6b und 6c zeigen je einen Querschnitt einer möglichen, andersartigen Ausführung einer Radialscheibe, wobei mit Pfeilen die Richtungen angegeben sind, in welche die Mantelfläche der jeweiligen Radialscheibe bei der Überführung der Radialscheibe von der Grundstellung in die Haltestellung deformiert wird.

[0098] In der Fig. 6a ist eine Radialscheibe gezeigt, welche als Grundkörper eine Mantelfläche umfasst, welche Speichen-ähnlich nur durch drei Querantriebe am Kupplungsstück der Radialscheibe im Zentrum der Radialscheibe abgestützt ist.

[0099] Fig. 6b hingegen zeigt eine Radialscheibe, welche ähnlich wie die in den Fig. 1 , 4 und 5 gezeigten Radialscheiben aufgebaut ist. Der Grundkörper der in Fig. 6b gezeigten Radialscheibe umfasst jedoch nur drei um die Mittelachse der Vorrichtung umlaufend angeordnete Öffnungen. Dabei ist aber in allen drei Öffnungen ein Querantrieb eingesetzt.

[0100] Demgegenüber zeigt die Fig. 6c eine Radialscheibe mit nur einem Querantrieb. Dieser Querantrieb ist im Zentrum der Radialscheibe angeordnet und kann zwei annähernd parallel zueinander verlaufende, von einem Bereich der Mantelfläche zu einem gegenüberliegenden Bereich der Mantelfläche reichende Bänder auseinander spreizen. Dadurch werden die beiden gegenüberliegenden Bereiche der Mantelfläche aufeinander zu bewegt, während die im Vergleich zu diesen beiden Bereichen um 90° um die Mittelachse der Vorrichtung gedrehten beiden Bereiche der Mantelfläche auseinander bewegt werden. Da bei dieser Radialscheibe der Querantrieb im Zentrum der Radialscheibe angeordnet ist, ist das hier nicht gezeigte Kupplungsstück, mit welchem die Radialscheibe an der Axialführung befestigt werden kann, etwas seitlich vom Zentrum der Radialscheibe versetzt angeordnet.

[0101] Die Fig. 7a bis 7f zeigen je einen Ausschnitt aus dem Bereich einer weiteren Ausführungsform einer Axialführung der Vorrichtung, welcher durch den Längsantrieb gestreckt werden kann. Dabei verläuft die Mittelachse der Vorrichtung in den Darstellungen jeweils horizontal in der Darstellungsebene durch diesen Bereich.

[0102] Fig. 7a zeigt eine schematische Darstellung des Ausschnitts einer Axialführung, welche mit Ausnahme von kleinen Formabweichungen der in den Fig. 1 , 2a , 2b , 3 und 5 gezeigten Axialführung entspricht.

[0103] Fig. 7b hingegen zeigt eine schematische Darstellung des Ausschnitts einer Axialführung, bei welcher der durch den Längsantrieb in seiner Länge veränderbarer Bereich im Wesentlichen rohrförmig ist und eine sehr geringe Wandstärke aufweist, sodass er in Richtung der Mittelachse der Vorrichtung elastisch dehnbar ist.

[0104] Fig. 7c wiederum zeigt eine schematische Darstellung eines des Ausschnitts einer Axialführung, bei welcher der durch den Längsantrieb in seiner Länge veränderbare Bereich ebenfalls im Wesentlichen rohrförmig ist, dafür aber eine etwas weniger geringe Wandstärke aufweist, wobei dieser Bereich zusätzlich mit Bohrungen versehen ist.

[0105] Die Fig. 7d und 7e zeigen je eine schematische Darstellung eines Ausschnitts einer Axialführung, bei welcher der durch den Längsantrieb in seiner Länge veränderbare Bereich ebenfalls im Wesentlichen rohrförmig ist, Dieser veränderbare Bereich weist aber rund um den Umfang angeordnete Nuten auf. Diese Nuten sind jeweils derart geformt, dass eine entlang der Mittelachse der Vorrichtung ausgerichtete Zugspannung in eine Beigespannung umgewandelt wird.

[0106] Die Fig. 7f zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnitts eines Ausschnitts einer Axialführung, bei welcher der durch den Längsantrieb in seiner Länge veränderbare Bereich im Wesentlichen rohrförmig ist. In diesem veränderbaren Bereich sind zwei vertikal zur Mittelachse der Vorrichtung ausgerichtete Einschnitte vorgesehen, welche bis etwas über die Mittelachse der Vorrichtung in diesen Bereich hinein reichen. Dabei sind die beiden Einschnitte entlang der Mittelachse der Vorrichtung versetzt auf gegenüberliegenden Seiten des Bereichs angeordnet. Dadurch wird wie bereits bei den in den Fig. 7d und 7e gezeigten Ausführungen erreicht, dass eine entlang der Mittelachse der Vorrichtung ausgerichtete Zugspannung in eine Beigespannung umgewandelt wird.

[0107] Unabhängig von all den beschriebenen Varianten und Ausführungsformen kann die Vorrichtung auch mehr als zwei Radialscheiben aufweisen. Dabei können jeweils zwei benachbarte Radialscheiben mit einer Axialführung verbunden sein. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass jeweils zwei oder mehrere Radialscheiben direkt miteinander verbunden sind. Dabei genügt es, wenn zwei der Radialscheiben durch eine Axialführung miteinander verbunden sind.

[0108] Zusammenfassend ist festzustellen, dass eine Vorrichtung zur Fortbewegung in einem Innenbereich eines Rohrs entlang einer Längsachse des Rohrs bereitgestellt wird, welche eine präzise Steuerung und Positionierung der Vorrichtung im Rohr ermöglicht, wobei die Vorrichtung eine grosse Vorschubkraft erzeugen kann.

Claims (10)

1. Vorrichtung (1) zur Fortbewegung in einem Innenbereich eines Rohrs entlang einer Längsachse des Rohrs, umfassend eine Antriebseinheit (2) und zwei durch die Antriebseinheit (2) miteinander verbundene, in einer Fortbewegungsrichtung der Vorrichtung (1) beabstandete Halteeinheiten (3.1, 3.2), wobei wenigstens eine der Halteeinheiten (3.1, 3.2) einen Querantrieb (7.1,... 7.6) sowie eine Mantelfläche (5.1, 5.2) zur Berührung einer Innenwand des Rohrs umfasst, wobei eine auf der Mantelfläche (5.1, 5.2) verlaufende Kurve um eine in Fortbewegungsrichtung der Vorrichtung (1) ausgerichtete Mittelachse (4) der Vorrichtung (1) geschlossen ist, und wobei die Halteeinheit (3.1, 3.2) mit dem Querantrieb (7.1,... 7.6) und der Mantelfläche (5.1, 5.2) im Bereich ihrer Mantelfläche (5.1, 5.2) durch den zugehörigen Querantrieb (7.1,... 7.6) elastisch deformierbar ist und dadurch ausgehend von einer Grundstellung in eine Haltestellung und zurück in die Grundstellung bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche (5.1, 5.2) der Halteeinheit (3.1, 3.2) mit dem Querantrieb (7.1,... 7.6) und der Mantelfläche (5.1, 5.2) zwei Punkte umfasst, an welchen in der Grundstellung der Halteeinheit (3.1, 3.2) eine in einer rechtwinklig zur Mittelachse (4) der Vorrichtung (1) verlaufenden Ebene bestimmte Krümmung der Mantelfläche (5.1, 5.2) gleich ist, und an welchen in der Haltestellung der Halteeinheit (3.1, 3.2) eine in der rechtwinklig zur Mittelachse (4) der Vorrichtung (1) verlaufenden Ebene bestimmte Krümmung der Mantelfläche (5.1, 5.2) unterschiedlich ist.

2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querantrieb (7.1,... 7.6) ein Antriebselement umfasst, welches derart ausgerichtet ist, dass eine von ihm bewirkte Kraft direkt in einer Ebene senkrecht zur Mittelachse (4) der Vorrichtung (1) ausgerichtet ist.

3. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Querantrieb (7.1,... 7.6) einen Piezoaktor als Antriebselement umfasst, wobei sich der Piezoaktor bei einer angelegten Spannung in eine Richtung ausdehnt.

4. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinheit (3.1, 3.2) mit der Mantelfläche (5.1, 5.2) im Bereich der Mantelfläche (5.1, 5.2) aus Metall gefertigt ist.

5. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinheit (3.1, 3.2), welche die Mantelfläche (5.1, 5.2) umfasst, ein Kupplungsstück (17) aufweist, mit welchem sie an der Antriebseinheit (2) befestigt ist.

6. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass beide Halteeinheiten (3.1, 3.2) je einem Querantrieb (7.1,... 7.6) und eine Mantelfläche (5.1, 5.2) zur Berührung einer Innenwand des Rohrs umfassen, wobei jeweils eine auf der entsprechenden Mantelfläche (5.1, 5.2) verlaufende Kurve um die in Fortbewegungsrichtung der Vorrichtung (1) ausgerichtete Mittelachse (4) der Vorrichtung (1) geschlossen ist, wobei beide Halteeinheiten (3.1, 3.2) im Bereich ihrer Mantelfläche (5.1, 5.2) durch den zugehörigen Querantrieb (7.1,... 7.6) elastisch deformierbar sind und dadurch ausgehend von der Grundstellung in die Haltestellung und zurück in die Grundstellung bringbar sind, wobei die Mantelflächen (5.1, 5.2) jeweils zwei Punkte umfassen, an welchen in der Grundstellung der jeweiligen Halteeinheit (3.1, 3.2) eine in der rechtwinklig zur Mittelachse (4) der Vorrichtung (1) verlaufenden Ebene bestimmte Krümmung der Mantelfläche (5.1, 5.2) gleich ist, und an welchen in der Haltesteilung der jeweiligen Halteeinheit (3.1, 3.2) eine in der rechtwinklig zur Mittelachse (4) der Vorrichtung (1) verlaufenden Ebene bestimmte Krümmung der Mantelfläche (5.1, 5.2) unterschiedlich ist.

7. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (2) einen Längsantrieb (10) umfasst, um eine entlang der Mittelachse (4) der Vorrichtung (1) gemessene Länge der Antriebseinheit (2) zu verändern, wobei durch die Veränderung der Länge der Antriebseinheit (2) ein Abstand zwischen den beiden Halteeinheiten (3.1, 3.2) veränderbar ist.

8. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) drei oder mehr Halteeinheiten (3.1, 3.2) umfasst, wobei jeweils zwei Halteeinheiten (3.1, 3.2) durch eine Antriebseinheit (2) miteinander verbunden sind.

9. Kombination von einem Rohr mit einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr einen Innenbereich und eine Längsachse aufweist und dass die Vorrichtung (1) im Innenbereich des Rohrs entlang der Längsachse des Rohrs bewegbar ist.

10. Kombination nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zwischen dem Rohr und der einen oder mehreren Mantelflächen (5.1, 5.2) der Vorrichtung (1) eine Spielpassung von 10 µm oder weniger besteht, wenn sich die Vorrichtung (1) mit ihrer Mittelachse (4) parallel zur Längsachse des Rohrs ausgerichtet im Innenbereich des Rohrs befindet.