DE102006006602A1

DE102006006602A1 - Rohrreinigungsmaschine mit einer Trommel für eine Federwelle

Info

Publication number: DE102006006602A1
Application number: DE102006006602A
Authority: DE
Inventors: Holger Dipl.-Ing. Krones; Frank Dipl.-Ing. Hühne; Jürgen Dipl.-Ing. Trüschler
Original assignee: Rothenberger AG
Current assignee: Rothenberger AG
Priority date: 2006-02-14
Filing date: 2006-02-14
Publication date: 2007-08-16
Also published as: ES2548701T3; DK1818114T3; EP1818114A3; EP1818114A2; PL1818114T3; EP1818114B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Rohrreinigungsmaschine mit einer um eine Achse (A-A) drehbaren Trommel (5) und mit einer Vorschubeinrichtung für den Vorschub und den Rückzug einer Federwelle (27), wobei die Trommel (5) eine Rückwand (15) für die Anbringung an einer Welle, einen Trommelmantel (21), einen Ringteil (22) mit einen von der Rückwand (15) abstehenden ersten koaxialen Leitkörper (17) für die Federwelle (27) aufweist. Zur Lösung der Aufgabe, eine Trommelkonstruktion anzugeben, mit der die Gefahr eine Knotenbildung bzw. einer alpha-förmigen Verschlingung der Federwelle (27) innerhalb der Trommel (5) ausgeschaltet oder zumindest stark verringert wird, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass dem ersten Leitkörper (7) ein zweiter koaxialer Leitkörper (19) vorgelagert ist, der gegenüber dem ersten Leitkörper (17) einen Leitkanal (20) für die Federwelle (27) bildet.

Description

Die Erfindung betriff eine Rohrreinigungsmaschine mit einer um eine Achse drehbaren Trommel und mit einer Vorschubeinrichtung für den Vorschub und den Rückzug einer Federwelle, wobei die Trommel eine Rückwand für die Anbringung an einer Welle, einen Trommelmantel, einen Ringteil mit einer öffnung und einen von der Rückwand abstehenden ersten koaxialen Leitkörper für die Federwelle aufweist.
Verstopfungen von Rohrleitungen und Kanälen für Abwässer und Regenwasser, kurz Rohre genannt, sind ein lästiges aber häufiges Vorkommnis. Die Ursachen sind vielfältig: Weggespülte Haushaltstücher aus Papier und textilem Material, feste Stoffe wie Hygieneprodukte, erstarrte Reste von Baustoffen wie Gips, Zement und Farbe, Verkrustungen durch Kalk und – nicht zuletzt – Pflanzenwurzeln, die sich auf der Suche nach Wasser durch Verbindungsstellen von Rohrleitungen hindurch arbeiten, sich danach verzweigen und wiederum als Fangvorrichtungern für die vorgenannten Verunreinigungen dienen. Auch Rohrverengungen, Rohrkrümmer und unsauber verlegte Rohre erweisen sich als unerwünschte Fangvorrichtungen.
Die letzte Rettung sind in solchen Fällen die bekannten Rohrreinigungsmaschinen mit rotierenden Federwellen, die sich durch die Leitungen hindurchschlängeln. in der Branche auch als Reinigungsspiralen bezeichnet werden, und an deren Enden unterschiedliche Reinigungswerkzeuge befestigt werden. Dabei ist zu beachten, dass die unterschiedlichen Arten von Verstopfungen und Werkzeugen erheblich unterschiedliche Antriebs kräfte und auch einen unterschiedlichen zeitlichen Kräfteverlauf während des Reinigungsvorgangsvorgangs bedingen.
Bei Rohrreinigungsmaschinen mit Federwellen sind diese ein kritisches Element, das auch das Betriebsverhalten entscheidend beeinflusst. Die Federwellen, die auch durch Zwischenstücke verlängerbar sind, verhalten sich beim Betrieb wie Schrauben mit Gewinde, die sich auch durch Querschnittsverengungen und Winkelstücke der zu reinigenden Rohrleitung oder eines Kanals hindurcharbeiten und auch wieder durch Rückwärtsdrehung zurück bewegbar sind. An ihrem Antriebsende sind diese Federwellen in einer motorisch angetriebenen Trommel gelagert und aus dieser durch einen in die Windungen eingreifenden Führungskopf vorschiebbar und auch wieder in die Trommel zurück ziehbar. An ihrem Abtriebsede tragen sie auswechselbare Reinigungswerkzeuge, die sich unter Aufbringung hoher und stark variierender Drehmomente durch die Rohrverstopfungen hindurcharbeiten. Zu diesen Reinigungswerkzeugen gehören u. a. Rückholbohrer, Sägezahn- Schneidköpfe, Kreuzblattbohrer, Wurzelschneider, Ketten-Schleuderköpfe mit Spikes, Keulenbohrer, Trichterbohrer, Schaufelbohrer und Hartmetall- Bohrköpfe.
Hierbei spielen die Massenträgheit der Trommel und die Federcharakteristik der Federwelle eine entscheidende Rolle, indem sie nämlich ein unerwünschter Energiespeicher für die Antriebsleistung ist. Dies ist so lange erträglich, wie das maximale Drehmoment für eine gestreckte Führung der Federwelle nicht überschritten wird. Geschieht dies jedoch, dann bildet die Federwelle nicht nur auf ihrem freien Wege sondern auch innerhalb der Trommel eine α-förmigen Verschlingung oder Verknotung, die schlagende Bewegungen ausführt und eine weitere Bewegung blockiert, wobei gelegentlich auch die Verschlingung nicht wieder aufhebbar ist und die Federwelle durch bleibende Verformung unbrauchbar wird. In jedem Falle führen plötzliche Entlastungen der Federwelle beim Durchbruch der Rohrverstopfungen zu Hochgeschwindigkeits-Rotationen, die auch die Reinigungswerkzeuge mechanisch und thermisch belasten, zumal dann auch der Antriebsmotor seine Drehzahl steigert. Es ist vor allem die Trommel mit ihrem unterschiedlichen Inhalt an Federwellen-Länge, die das Massenproblem entscheidend beeinflusst.
Dies führt zu folgender Problemstellung: Bekannt sind nur die Geometrie und die generelle Arbeitsweise der Werkzeuge. Der Momentenbedarf resultiert aber aus der Summe der Momente des Reinigungsvorgangs und der Reibung ausserhalb der Trommel bis zum Werkzeug, die ein Gegendrehmoment bilden, das durch den Motor überwunden werden muss. Hierbei spielen auch die Länge der Federwelle und Kupplungen zwischen Abschnitten der Federwelle eine entscheidende Ralle. Dies teilt sich dem Motor am Antriebsende aber nur verzögert und verzerrt mit. Dort sind es wiederum die Trägheitsmomente von Trommel mit Inhalt und Motor, die einer kurzfristigen und exakten Regelung entgegen stehen. Solche Probleme treten bei starr mit einem Antrieb verbundenen Werkzeugen nicht auf.

Durch die US 3 370 599 A , die EP 0 443 290 A2 und die DE 102 27 204 B4 ist es bekannt, das innere Ende eines bogenförmigen Leitrohres für die Federwelle, die als Schraubenfeder ausgebildet ist, mit der Trommel für die Aufnahme der Federwelle rotieren zu lassen. Dadurch kann jedoch nicht verhindert werden, dass sich die Federwelle bei einer überlastung durch ein hohes Antriebsdrehmoment zwischen dem Leitrohr und den abgelegten Windungen der Federwelle in Form eines "α" überschlägt, was jenseits der Streckgrenze des Werkstoffs zu einer bleibenden Verformung führt, die die Federwelle bleibend zerstört und ihre Verschiebung blockiert, was zu komplizierten Reparaturmassnahmen führt.

Durch die US 6 243 905 B1 ist es weiterhin bekannt, im Innern einer analogen Trommel und koaxial zum Trommelmantel einen kegelförmigen und grossvolumigen Leitkörper für die Federwelle anzuordnen, dessen Spitze aus der Trommelöffnung herausragt. Die Führungseigenschaften sind jedoch begrenzt und insbesondere an der Kegelspitze nicht vorhanden, die von der Federwelle zuerst berührt wird. Ferner erweitert sich der Ringspalt zwischen der Trommelöffnung und dem Leitkörper schlagartig, so dass auch im Innern der Trommel keine Führungseigenschaften mehr vorhanden sind. Insbesondere trägt die Biegesteiligkeit der Federwelle nicht zu den Führungseigenschaften bei.

Der Erfindung liegt daher die Ausgabe zugrunde, eine Trommelkonstruktion anzugeben, mit der die Gefahr einer Knotenbildung bzw. einer α-förmigen Verschlingung der Federwelle innerhalb der Trommel ausgeschaltet oder zumindest stark verringert wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäss dadurch, dass dem ersten Leitkörper ein zweiter koaxialer Leitkörper vorgelagert ist, der gegenüber dem ersten Leitkörper einen Leitkanal für die Federwelle bildet.

Durch die Erfindung wird die gestellte Aufgabe in vollem Umfange gelöst. Insbesondere wird eine Trommelkonstruktion angegeben, mit der die Gefahr einer Knotenbildung bzw. einer α-förmigen Verschlingung der Federwelle innerhalb der Trommel ausgeschaltet oder zumindest stark verringert wird.

Es ist im Zuge weiterer Ausgestaltungen der Erfindung besonders vorteilhaft, wenn – entweder einzeln oder in Kombination -:

• der erste Leitkörper auf seiner Aussenseite und der zweite Leitkörper auf seiner Innenseite von Kegelflächen mit zumindest weitgehend gleichen Öffnungswinkeln begrenzt sind,
• die Öffnungswinkel zwischen 40 und 90 Grad gewählt sind, insbesondere 60 Grad betragen,
• der erste Leitkörper, ausgehend von seinem grössten Durchmesser, mit einem Ringstutzen versehen ist, der mit dem Ringteil der Trommel auf dem Umfang ihrer Öffnung lösbar verbunden ist,
• der Ringstutzen zumindest im wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet ist,
• der zweite Leitkörper, ausgehend von seinem kleinsten Durchmesser, mit einem zylindrischen Fortsatz für die Durchführung der Federwelle versehen ist,
• der Fortsatz bis vor die öffnung der Trommel vorgezogen ist,
• die Weite des Leitkanals zwischen dem 1,5-Fachen und dem 5-Fachen des Durchmessers der Federwelle gewählt ist, und/oder, wenn
• der Ringstutzen (24) mit Fensteröffnungen (25) versehen ist.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes und dessen Wirkungsweise und weitere Vorteile werden nachfolgend anhand der 1 und 2 näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine vordere Aussenansicht der wesentlichen Teile einer Rohrreinigungsmaschine mit einer Trommel und
2 einen Axialschnitt durch die Trommel nach 1.
In 1 ist eine Rohrreinigungsmaschine 1 dargestellt, die ein Maschinengestell 2 mit Aufstellfüssen 3 besitzt. Das Maschinengestell definiert mittels einer entsprechenden Lagerung eine Rotationsachse 4, die senkrecht zur Zeichenebene verläuft. Um diese Rotationsachse 4 ist eine Trommel 5 mit einer frontalen öffnung 6 drehbar. Der Antrieb erfolgt durch einen Elektromotor 7 mit einer Keilriemenscheibe 8, über die ein Keilriemen 9 geführt ist. Der Elektromotor 7 ist auf einem hinteren, aufragenden Teil des Maschinengestells 2 befestigt, und zwar unter Zwischenschaltung einer Wippe 10, die an einem Ende an einem Schwenklager 11 gelagert ist und die am anderen Ende durch eine Stellschraube 12 zur Einstellung der Riemenspannung höhenverstellbar ist. Der Keilriemen kann entweder über eine mit der Trommel 5 drehfest verbundenen Riemenscheibe oder unmittelbar über ein Mantelteil der Trommel 5 geführt werden.
Auf der Frontseite sind die Aufstellfüsse 3 durch eine Traverse 13 verbunden, auf der eine Vorschubeinrichtung 14 angeordnet ist. Diese Vorschubeinrichtung 14 besitzt hier nicht gezeigte Führungsbacken, die in die Federwelle (2) eingreifen, die zusammen mit den Führungsbacken eine Art beweglicher Schraubverbindung bildet. Durch Umkehr der Drehrichtung wird die Vorschubeinrichtung 14 zu einer Rückzugseinrichtung für die Federwelle 27 (2). Das Maschinengestell 2 kann auch mit Kufen oder Fahrrollen versehen sein.
Bis hierhin ist die Vorrichtung Stand der Technik, beispielsweise durch die DE 102 27 204 B4 .
Die 2 zeigt nun die neue und verbesserte Ausbildung der Trommel 5. Diese besitzt eine Rückwand 15 mit einer ebenen radialen Auflagefläche 16 für die Befestigung an einer nicht gezeigten Welle. Von der Rückwand 15 ragt ein kegelförmiger, zur Achse A-A bzw. 4 koaxialer erster Leitkörper 17 in den Innenraum 18 der Trommel 5. Der öffnungswinkel "β" des ersten Leitkörpers 17 beträgt 60 Grad, kann aber zwischen 40 und 90 Grad variiert werden. Dem ersten Leitkörper 17 ist ein zweiter, trichterförmiger und koaxialer Leitkörper 19 vorgelagert, der einen zumindest im wesentlichen gleichen öffnungswinkel aufweist und einen hohlkegeligen Leitkanal 20 begrenzt, dessen beiderseitige Mantellinien parallel zueinander verlaufen und einen Abstand von mindestens dem 1,5-Fachen des Durchmessers der Federwelle 27 haben.
Die Trommel 5 besitzt weiterhin einen Trommelmantel 21, der über ein radiales Ringteil 22 in einem achsparallen Befestigungsflansch 23 endet. Im Bereich des grössten Durchmessers des zweiten Leitkörpers 19 ist dieser mit einem koaxialen zylindrischen Ringstutzen 24 versehen, der mit Fensteröffnungen 25 versehen ist. Dieser Ringstutzen 24 ist lösbar mit dem Befestigungsflansch 23 verbunden. Weiterhin besitzt der zweite Leitkörper 19 im Bereich seines kleinsten Durchmessers einen zylindrischen Fortsatz 26.
Eine herkömmliche Federwelle 27 ist durch diesen Fortsatz 27 und den Leitkanal 20 hindurch bis in den Innenraum 18 der Trommel 5 geführt und kann dort in einer oder mehreren Lagen abgelegt werden. Je nach der Drehrichtung der Trommel 5 (Doppelpfeil 28) wird die Federwelle 27 unter der Wirkung der Vorschubeinrichtung 14 aus der Trommel 5 heraus gezogen oder in diese eingeschoben (Doppelpfeil 29).
Es ergibt sich, dass die Federwelle 27 aufgrund des Zusammenwirkens der Enge des Leitkanals 20 und ihrer Eigensteifigkeit keine Tendenz zu einem "α"-förmigen überschlag und zum Verknoten hat. Dieses Zusammenwirken führt auch zu einer gezielteren Ablage der einzelnen Windungen auf dem Trommelmantel 21. Es ist insbesondere in der 2 deutlich erkennbar, dass durch den zweiten Leitkörper 19 und den davon zur öffnung 6 zurückgeführten Ringstutzen 24 eine deutliche Verringerung des Freiraums innerhalb der Trommel 5 erfolgt, so dass auch der Durchmesser des Trommelmantels 21 entsprechend vergrössert werden kann.

1: Rohrreinigungsmaschine
2: Maschinengestell
3: Aufstellfüsse
4: Rotationsachse
5: Trommel
6: öffnung
7: Elektromotor
8: Keilriemenscheibe
9: Keilriemen
10: Wippe
11: Schwenklager
12: Stellschraube
13: Traverse
14: Vorschubeinrichtung
15: Rückwand
16: Auflagefläche
17: erster Leitkörper
18: Innenraum
19: zweiter Leitkörper
20: Leitkanal
21: Trommelmantel
22: Ringteil
23: Befestigungsflansch
24: Ringstutzen
25: Fensteröffnungen
26: Fortsatz
27: Federwelle
28: Doppelpfeil
29: Doppelpfeil
A-A: Achse
"β": öffnungswinkel

Claims

Rohrreinigungsmaschine (1) mit einer um eine Achse (4, A-A) drehbaren Trommel (5) und mit einer Vorschubeinrichtung (14) für den Vorschub und den Rückzug einer Federwelle (27), wobei die Trommel eine Rückwand (15) für die Anbringung an einer Welle, einen Trommelmantel (21), einen Ringteil (22) mit einer öffnung (6) und einen von der Rückwand (15) abstehenden ersten koaxialen Leitkörper (17) für die Federwelle (27) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten Leitkörper (17) ein zweiter koaxialer Leitkörper (19) vorgelagert ist, der gegenüber dem ersten Leitkörper (17) einen Leitkanal (20) für die Federwelle (27) bildet.
Rohrreinigungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Leitkörper (17) auf seiner Aussenseite und der zweite Leitkörper (19) auf seiner Innenseite von Kegelflächen mit zumindest weitgehend gleichen öffnungswinkeln ("β") begrenzt sind.
Rohrreinigungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die öffnungswinkel ("β") zwischen 40 und 90 Grad gewählt sind.
Rohrreinigungsmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die öffnungswinkel ("β") 60 Grad betragen.
Rohrreinigungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Leitkörper (17), ausgehend von seinem grössten Durchmesser, mit einem Ringstutzen (24) versehen ist, der mit dem Ringteil (22) der Trommel (5) auf dem Umfang ihrer öffnung (6) lösbar verbunden ist.
Rohrreinigungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringstutzen (24) zumindest im wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet ist.
Rohrreinigungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Leitkörper (19), ausgehend von seinem kleinsten Durchmesser, mit einem zylindrischen Fortsatz (26) für die Durchführung der Federwelle (27) versehen ist.
Rohrreinigungsmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Fortsatz (26) bis vor die öffnung (6) der Trommel (5) vorgezogen ist.
Rohrreinigungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Weite des Leitkanals (20) zwischen dem 1,5-Fachen und dem 5-Fachen des Durchmessers der Federwelle (27) gewählt ist.
Rohrreinigungsmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringstutzen (24) mit Fensteröffnungen (25) versehen ist.