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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein fernsteuerbares Gerät für die Innenbearbeitung
unzugänglicher
Rohre mit einem Werkzeugrotationsantrieb, einem Vorschubantrieb
und elektrischen und/oder optischen Fernbeobachtungs- und Fernsteuerungsleitungen.
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Sie
umfasst weiter ein Verfahren zur Wiederherstellung eines lichten
Innenraumes an einem unzugänglichen
Rohr, bei dem sich ein ferngesteuertes Robotergerät zu dem
zu bearbeitenden Bereich des Rohres bewegt und damit überwacht
und ferngesteuert der Rohrinnenraum mittels einer am Robotergerät vorgesehenen
ferngesteuerten Werkzeuganordnung bearbeitet wird.
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Grundsätzlich geht
die Erfindung davon aus, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen,
vermittels welcher im Wesentlichen der volle lichte Querschnitt
eines nicht oder kaum begehbaren Rohres, bspw. einer unterirdischen,
nicht begehbaren Rohrleitung auf effiziente Weise durch Beseitigung
von Hindernissen wieder eröffnet
wird, sodass ein freier Durchfluss nach der Bearbeitung wieder möglich ist.
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Solche
Rohre, insbesondere erdverlegte, weisen häufig Mängel auf, sei es dass sie undicht sind,
sei es dass sie Ausblühungen
oder erhärtete Sedimente
beinhalten oder dass sie, als Folge unregelmässiger Setzung des Baugrundes
oder lokaler Überbeanspruchung
des darüberliegenden
Erdreiches treppenförmige
Bruchbildungen aufweisen. Dies alles behindert den ungehinderten
Durchfluss. Im Rohr geförderte
Flüssigkeiten
können
durch Rohrundichtheit in den umgebenden Baugrund einsickern, diesen
kontaminieren, wobei, bspw. im Fall von gefördertem Trinkwasser, auch wertvolles
Fördergut
verloren geht.
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Es
ist bekannt, derartige Rohre mit Hilfe von Fernsehkameras zu inspizieren,
so die Art vorhandener Schäden
zu erkennen und die Schadstellen entlang des Rohres zu lokalisieren.
Infolge solcher Inspektionen werden dann Massnahmen zur Schadensbehebung
ergriffen. Als solche Behebungsmassnahmen sind heute bekannt:
- 1. Reinigen mit Druckwasser, mit oder ohne
Stahlbürsten;
- 2. Entfernen von Sinterungen oder Ablagerungen mit Hochdruckwasser
oder mit Schleuderketten;
- 3. Auskleiden undichter Stellen mit sogenannten „Linern". Liner sind auf
der Innenseite der Rohre anliegende Mäntel aus mit Reaktionsharz
getränktem
Vlies. Nach der Verlegung wird das Reaktionsharz zur Polymerisation
gebracht und bildet dann, quasi als Rohr im Rohr eine dichte, schlagfeste
innere Oberfläche.
Dieses Verfahren ist als „In-Situ-Lining" bekannt.
- 4. Punktuelle Reparatur von Fehlstellen durch Ausstemmen der
Oberfläche
und Verspachteln mit einem Reaktionsharz, was unter „Spot Repair" bekannt ist.
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Diese
Maßnahmen
zeigen wohl oft den gewünschten
Erfolg, decken aber nicht den gesamten Bedarf bei Rohrsanierungen
ab. Sie sind dabei teilweise mit wesentlichen Nachteilen verbunden.
Den obgenannten vier Methoden können
folgende Nachteile zugeordnet werden:
- 1. Reinigen
mit Druckwasser zeitigt nur beschränkte Wirkung bei starken oder
festen Ablagerungen oder Durchwurzelungen der Rohrwand.
- 2. Hochdruckwasserreinigung sowie Schleuderketteneinsatz zeitigen
eine starke Wirkung. Ein örtlich
gezielter und kontrolliert dosierter Einsatz ist jedoch kaum möglich. Deshalb
verursachen beide Verfahren oft namhafte Schäden an den Rohren, die eigentlich
zu sanieren wären;
diese Schäden
sind zuweilen grösser
als die zu behebenden. Trotzdem werden hartnäckige Ablagerungen oft nur
teilweise entfernt.
- 3. Das Auskleiden mit einem Liner setzt eine profilgerechte,
glatte Innenfläche
des Rohres voraus. Vor dem Verlegen eines Liners muss mithin das Rohr
rekalibriert werden, wozu die obenerwähnten Verfahren eingesetzt
werden, mit den erwähnten
Nachteilen. Der resultierende, oft nur beschränkte Erfolg kann dazu führen, dass
der Liner nach der Aushärtung
Falten aufweist, welche den Durchfluss behindern und nachträglich mit
grossem Aufwand korrigiert werden müssen. Der Liner kann während der
Polymerisation sogar reissen. Wenn die Polymerisation jedoch einmal
eingeleitet ist, ist sie nicht mehr aufzuhalten, und der Liner,
insbesondere ein gerissener, kann in sich zusammenfallen und den
Querschnitt der Rohrleitung praktisch gänzlich versperren. In der Regel hilft
in solchen Fällen
nur das freilegen und/oder neuerstellen einer ganzen Rohrleitung.
Der Umfang solcher Schäden
und die Folgekosten sind bedeutend und haben grosse Unannehmlichkeiten
zur Folge, ganz besonders wenn betroffene Rohrleitungen in besiedeltem
Gebiet verlegt sind.
- 4. Die punktuelle Reparatur ist zuverlässig und bringt in den bearbeiteten
Bereichen von beschränkter
Ausdehnung praktisch immer den gewünschten Erfolg. Allerdings
ist eine solche Reparatur zeitaufwendig und dann sehr kostspielig, wenn
grössere
Schäden
zu beheben sind. Dieses Verfahren bedingt eine längere Stilllegung der betroffenen
Rohrleitung, was zu weiteren Kosten und Behinderungen führt. Insbesondere
kommt sie auch wegen ungenügender
Leistung eingesetzter Werkzeuge für die Beseitigung fehlerhaft verlegter
Liner nicht in Frage, sind doch die üblicherweise installierten
Leistungen in der Grössenordnung
von 2,5kW.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Gerät bzw. ein Verfahren eingangs
genannter Art vorzuschlagen, mittels welchen der lichte Querschnitt von
Rohren, ferngesteuert, wieder erstellbar ist.
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Zu
diesem Zweck zeichnet sich das fernsteuerbare Gerät eingangs
genannter Art nach dem Kennzeichen von Anspruch 1 aus.
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Durch
Einsatz eines Wasserhydraulikantriebmotors wird es möglich, für Rohrquerschnitte
die in einem grossen Bereich variieren, bspw. von 250 bis 600 mm
Durchmesser derart hohe Leistungen pro Bauvolumen des Werkzeugantriebsmotors
zu realisieren, dass damit praktisch in jedem Fall der lichte Querschnitt
des Rohres wieder erstellt werden kann. Dies bspw. nach erfolgloser
Linerverlegung oder zum Schaffen der Grundvoraussetzungen im Rohr
für eine
erfolgreiche Linerverlegung.
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Es
ergibt sich zudem dank des Einsatzes von Wasser als Antriebsmedium
eine Energiezuführung an
den Motor, mittels Druckwassers, die relativ gefahrlos ist. Teure
Sicherheitsmassnahmen erübrigen sich
weitestgehend, wie sie bspw. bei Hochspannungszuführungen
notwendig sind. Das eingesetzte Medium, nämlich Wasser, kann, zusätzlich zum
Antrieb, zu Kühl-
und Spülzwecken
eingesetzt werden.
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In
einer Ausführungsform
des erfindungsgemässen
Gerätes
wird der erwähnte
Wasserhydraulikantriebsmotor als Wasserhydraulik-Axialkolbenmotor
ausgebildet, womit sich, bauvolumenbezogen, besonders hohe Leistungsdichten
realisieren lassen.
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In
einer weiteren Ausführungsform
des erfindungsgemässen
Gerätes
mündet
eine Antriebswasserabflussleitungsanordnung vom Antriebsmotor an der
Aussenfläche
des Gerätes
aus, womit das Antriebswasser zusätzlich sowohl als Kühlwasser
für das
Werkzeug wie auch als Spülwasser
für Losegut im
Werkzeugarbeitsbereich eingesetzt wird.
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In
einer weiteren Ausführungsform
des erfindungsgemässen
Gerätes,
bei der eine Montageanordnung für
ein Werkzeug vorgesehen ist und eine Vorschubanordnung vorhanden
ist, die mit einem Vorschubantrieb wirkverbunden ist, der in einer
bestimmten Vorschubrichtung wirkt, ist die Montageanordnung in einer
Ebene quer zur erwähnten
Vorschubrichtung getrieben beweglich, vorzugsweise in einer Kreisbahn.
Damit ist es möglich,
gezielt ein relativ kleinvolumiges, hochwirksames Werkzeug wie bspw.
und insbesondere einen Fräser,
einer beabsichtigten Kontur folgend, zur Wirkung zu bringen.
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In
einer weiteren Ausführungsform
des erfindungsgemässen
Gerätes,
woran eine Montageanordnung für
ein Werkzeug vorhanden ist, sowie eine Vorschubanordnung, welche
mit einem Vorschubantrieb wirkverbunden ist, der in eine bestimmte
Vorschubrichtung wirkt, ist die Montageanordnung für das Werkzeug
in der erwähnten
Vorschubrichtung mit einer Abstützeinrichtung
wirkverbindbar, und es umfasst die erwähnte Abstützeinrichtung gesteuert getrieben
quer zur Vorschubrichtung wirkende Verstemmorgane.
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Mit
Hilfe solcher Verstemmorgane kann einerseits der Gerätebereich
mit dem Werkzeug, im Betrieb, im Rohr stabilisiert und gehaltert
werden. Andererseits kann mittels einer Abstützeinrichtung der genannten
Art bspw. während
dem Betrieb des Werkzeuges eine Widerlagerung am Rohr erstellt und
das Werkzeug vorgetrieben werden.
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In
einer Ausführungsform
der letztgenannten Bauweise des erfindungsgemässen Gerätes, also unter Einsatz von
Verstemmorganen, umfassen letztere gesteuert quer zur Vorschubrichtung
wirkende, hydraulisch bzw. wasserhydraulisch getriebene Eingrifforgane
dabei bevorzugterweise wasserhydraulisch expandierbare kissenartige
Balge oder am Gerät
arretierbare, nach aussen spannbare und rückholbare Laufrollen.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zur Wiederherstellung eines lichten Innenraumes obgenannter Art
zeichnet sich nach dem Wortlaut von Anspruch 8 aus. Dabei wird die
Werkzeuganordnung wasserhydraulisch angetrieben und Losematerial
im eröffneten
Rohrinnenraum mittels Wasser ausgespült, wozu, mindestens zum Teil,
das bereits zum Antrieb der Werkzeuganordnung eingesetzte Wasser verwendet
wird. In einer Ausführungsform
des erfindungsgemässen
Verfahrens wird das erwähnte
Wasser stromabwärts
des rohrbearbeitenden Robotergerätes
gefiltert und das gefilterte Wasser, nun weitgehend frei von Losematerial,
mindestens zum Teil dem Werkzeuganordnungsantrieb wieder zugeführt.
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In
einer weiteren Ausführungsform
des erfindungsgemässen
Verfahrens erfolgt die Bearbeitung mindestens zum Teil durch Fräsen. Im
Weiteren wird, bei einer weiteren Ausführungsform, mindestens ein Teil
des Robotergerätes
und mindestens während der
Bearbeitung des freizulegenden Rohres, durch Verstemmen, vorzugsweise
wasserhydraulisch getriebenes Verstemmen, an der Geräteumgebung
fixiert.
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In
einer weiteren Ausbildungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird die Werkzeuganordnung,
insbesondere der erwähnte
Fräser,
während
der Bearbeitung mit einer Bewegungskomponente quer zur Vorschubrichtung
des Robotergerätes getrieben
bewegt.
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Die
Erfindung wird anschliessend bspw, anhand von Figuren weiter erläutert. Darin
zeigen:
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1,
Anhand eines schematischen Blockdiagramms, den Aufbau eines erfindungsgemässen, fernsteuerbaren
Gerätes,
womit das erfindungsgemässe
Verfahren realisierbar ist;
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2,
in einer Darstellungsweise analog derjenigen von 1,
eine weitere, detailliertere Ausführungsform des erfindungsgemässen Gerätes bzw.
Verfahrens;
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3 in
einer Darstellungsweise analog derjenigen der 1 bzw. 2,
eine Ausführungsform der
Werkzeugführung
an einem erfindungsgemässen
Gerät bzw.
beim erfindungsgemässen
Verfahren;
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4,
in einer Darstellungsweise analog derjenigen der 1 bis 3,
eine weitere Ausführungsform
eines erfindungsgemässen
Gerätes
bzw. des erfindungsgemässen
Verfahrens, schwergewichtig mit Augenmerk auf den Gerätevorschub;
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5,
in einer Darstellungsweise analog derjenigen von 4,
eine weitere Ausbildungsform des erfindungsgemässen Gerätes bzw. Verfahrens, wiederum
mit schwergewichtigem Augenmerk auf dem Vorschub;
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6,
in genannter Darstellungsweise eine Ausführungsform der Werkzeugführung, und
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7 in
vereinfachter perspektivischer Ansicht ein Rohr mit einem erfindungsgemässen Gerät, das Verfahren
gemäss
vorliegender Erfindung ausführend.
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In 1 ist
anhand einer Funktionsblockdarstellung das Prinzip eines erfindungsgemässen fernsteuerbaren
Gerätes
für die
Innenbearbeitung verlegter Rohre dargestellt. Das fernsteuerbare
Gerät 1 hat
eine Vorschubantriebseinheit 3 mittels welcher es in einem
zu bearbeitenden Rohr vorwärts
bzw. rückwärts getrieben
wird, in der Vorschubrichtung R. Das Gerät 1 ist, wie mit dem
Pfeil 5 dargestellt, mit elektrischen und/oder optischen
Fernbeobachtungs- und -steuerungsleitungen verbunden. Damit wird
einerseits von ferne mittels in 1 nicht
dargestellter Sensoren, wie mittels Bildsensoren, der Bearbeitungsbereich
des Gerätes 1 eingesehen
und andererseits das Gerät 1 gesteuert.
Das Gerät 1 weist
weiter eine Werkzeugseinheit 7 auf sowie damit wirkverbunden,
eine Werkzeugrotationsantriebseinheit 9. Die Werkzeugrotationsantriebseinheit 9 umfasst
einen Wasserhydraulikantriebsmotor 11 mit einem Antriebswasserzuleitungssystem 13 und
einem Antriebswasserwegführleitungssystem 15.
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Mit
dem Wasserhydraulikantriebsmotor, der bevorzugterweise als Axialkolbenmotor
ausgebildet ist, sind sehr hohe Antriebsleistungen pro Bauvolumen
des Antriebs möglich,
womit Antriebsleistung P für
die Werkzeugeinheit 7 gemäss 25kW ≤ P ≤ 70kW,z.B.
in der Grössenordnung
von 50kW ohne weiteres möglich
sind.
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Der
Betrieb der Werkzeugeinheit 7 sowie Wirkungsgradverluste
stellen beachtliche Wärmequellen
dar. Dank Ausbildung des Rotationsantriebes als Wasserhydraulikantriebsmotor
wird sowohl die Ableitung der erwähnten Wärme wie auch die Zuführung der
erforderlichen Antriebsenergie gelöst. Das für den Antrieb des Wasserhydraulikantriebsmotors, dabei
bevorzugterweise eines Axialkolbenmotores, notwendige Druckwasser
bspw. mit einem Druck von 150 bar bis 200 bar wird nach verlassen
des Antriebsmotors für
die Spülung
des Bearbeitungsraumes und für
die Kühlung
der Werkzeugeinheit 7 eingesetzt. Dadurch wird abgearbeitetes
Losegut durch die bereits eröffnete
Leitung rückgeschwemmt.
Dort – stromaufwärts – kann das
erwähnte
Losegut mittels eines Filters, bspw. im Bereich eines Eintrittsschachtes,
ausgefiltert werden. Das gefilterte Wasser wird erneut einer Druckpumpe
zugeführt
und als Antriebswasser dem Gerät 1 wieder
zugeleitet. Dadurch reduziert sich der Verbrauch an Betriebswasser
beträchtlich,
bspw. auf einen Bruchteil der Menge welche beim bekannten Einsatz
von Hochdruckreinigung notwendig ist. Dies ist in 2 schematisch
dargestellt.
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Das
den Wasserhydraulikmotor 11a verlassende
Antriebswasser verlässt
an einer Aussenfläche
das Gerät 1 und
kühlt dabei
die Werkzeugeinheit 7 mit dem mindestens einen Werkzeug.
Unter Mitspülung
von Losegut L fliesst dieses Wasser darnach zwischen Gerät 1 und
bereits eröffnetem
Rohr 17 stromaufwärts
zurück,
wo es, bspw. an einem Eintrittsschacht zum Rohr 17, an
einer Filtereinheit 19 vom Lo segut gereinigt wird. Das
Losegut wird bspw. durch periodische Leerung der Filtereinheit 19 abtransportiert,
das gereinigte Wasser einer Hochdruckpumpeinheit 21 zugeführt, wo
das dem Wasserhydraulikmotor 11a zuzuführende Antriebswasser
auf den notwendigen Betriebsdruck gebracht wird. Wie in 2 bei 22 schematisiert,
wird dabei der Verlust an Wasser in der Wasserrückspülung durch Ergänzung mit
Frischwasser kompensiert.
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In
einer weiteren Ausführungsform
des erfindungsgemässen,
ferngesteuerbaren Gerätes
bzw. bei dem Verfahren zur Wiederherstellung eines lichten Innenraumes
ist, wie in 3 schematisch dargestellt, eine
Montageanordnung 25 für
ein Werkzeug 27 an der Werkzeugeinheit 7 in einer
Ebene E quer zur Vorschubrichtung R des Gerätes 1, vorzugsweise
gesteuert, getrieben beweglich, dabei vorzugsweise in einer Kreisbahn
in besagter Ebene E.
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Bevorzugt
wird als Werkzeug 27 ein Fräser – z.B. ein Schaft- oder Stirnfräser – eingesetzt. Über die
in 3 dargestellte Antriebsspindel 29 wird
der Fräser 27, ähnlich wie
für das
Zerspanen von Metallen, mit hohen Drehzahlen, bevorzugterweise mit Drehzahlen
n für die
gelten: 3000rpm ≤ n ≤ 10'000rpmangetrieben. Die gesteuerte
Bewegung des Werkzeuges 27 und seiner Montageanordnung 25 erfolgt ferngesteuert
bspw. entsprechend einer Hüllkurve der
Rohrinnenfläche
bei im zu bearbeitenden Bereich nicht oder kaum mehr erkenntlicher
Rohrinnenwand.
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Bezüglich Vorschubes
sind zwei Vorschubarten zu unterscheiden: Bei der einen Vorschubart
wird das Gerät 1 innerhalb
des freien oder freigelegten Rohres bewegt. Bei der zweiten Vorschubart
muss die Werkzeugeinheit bzw. das Werkzeug bearbeitend vorgetrieben
werden, wozu eine entsprechende Widerlagerung erforderlich ist.
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In
einer Ausführungsform
des erfindungsgemässen
Gerätes
bzw. des erfindungsgemässen
Verfahrens wird deshalb der Vorschub, wie dies schematisch in der 4 bzw. 5 dargestellt
ist, vorgenommen.
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An
der Vorschubeinheit 3 weist der Vorschubantrieb 31 eine
teleskopartig getrieben ausfahrbare bzw. rückholbare Schubstange 33 auf.
Der Antrieb 31 ist vorzugsweise wasserhydraulisch. Die
Werkzeugrotationsantriebeinheit 9 ist an die Schubstange 33 gekoppelt.
Während
den Arbeitsphasen, in welchen die Werkzeugeinheit 7 mit
dem zu bearbeitenden Gut in Wirkverbindung steht, wird die Werkzeugeinheit
mittels der Schubstange 33 vorgetrieben. Dabei wird in
Vorschubrichtung R die vorgetriebene Werkzeugeinheit 7 widergelagert.
Gemäss 4 wird
dies durch an der Vorschubeinheit 3 quer zur Vorschubrichtung
R gesteuert ausfahrbare, an der Rohrinnenwand bzw. der Geräteumgebung
zur Wirkung gebrachte Verstemmorgane 35 realisiert. Ist
die Vorschubeinheit 3 mittels der Verstemmorgane 35 an der
Geräteumgebung
fixiert, kann die Einheit aus Rotationsantriebseinheit 9 und
Werkzeugeinheit 7 bearbeitend vorgetrieben werden. Verstemmorgane 35' an der letzterwähnten Einheit 9/7 ermöglichen
es, getrieben, vorzugsweise wasserhydraulisch getrieben, die Werkzeugeinheit
in erwünschter
Arbeitsposition bezüglich
der Geräteumgebung
zu fixieren. Nun kann durch Rückholen
der Schubstange 33 und nach lösen der Verstemmorgane 35 an
der Vorschubeinheit 3, letztere gegen die Einheit 9/7 vorgeholt
werden.
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Zusätzlich oder
alternativ zum Einsatz des in 4 dargestellten
Antriebes 31,33 können am Gerät 1 noch zu beschreibende
getriebene Antriebsrollen eingesetzt werden.
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In 5 ist
eine weitere Ausführungsform des
erfindungsgemässen
Gerätes 1 dargestellt.
An der Vorschubantriebseinheit 3 sind Rollen 39 bzw. 41 angebaut,
die durch einen Antriebsmotor 43, vorzugsweise einen wasserhydraulischen
Antriebsmotor, gegebenenfalls über
Getriebe, angetrieben werden. Damit wird das erfindungsgemässe Gerät 1 in der
Richtung R im zu bearbeitenden Rohr (hier nicht dargestellt) vorwärts und
rückwärts getrieben.
Mindestens ein Teil der Rollen 41 bzw. 39, gemäss 5 die
Rollen 39, sind zudem quer zur Richtung R getrieben gesteuert
ausfahrbar und rückholbar,
wie gestrichelt dargestellt. Damit kann ihre Antriebsreibung an
der Rohrinnenwand erhöht
und der Vortrieb des Gerätes 1 sichergestellt
werden. Während
des Betriebes der Werkzeugeinheit 7 werden die erwähnten Rollen 39 am
Gerät 1 arretiert
und als Verstemmorgane nach aussen getrieben. Dies erfolgt mittels entsprechender
Antriebe, vorzugsweise mittels wasserhydraulischer Antriebe (nicht
dargestellt). An der Werkzeugeinheit 7 sind dabei wiederum
Verstemmorgane 35' der
bereits anhand von 4 erläuterten Art vorgesehen, womit
im Arbeitsbetrieb die Werkzeugeinheit 7 mit der Werkzeugmontageanordnung starr
im Rohr positioniert und fixiert wird.
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In 6 ist
in eine Ausführungsform
der Werkzeugeinheit 7 mit an einer Montageanordnung montiertem
Werkzeug, nämlich
einem Fräser 45 dargestellt.
Bezüglich
des Aussengehäuses 47 der Werkzeugeinheit 7 ist
ein Frontabschluss 49 um die Zentralachse A der Werkzeugeinheit 7 drehbeweglich
gelagert. Der Drehantrieb für
den Frontabschluss 49 wird an der Werkzeugrotationsantriebseinheit 9 bereitgestellt.
Am Frontabschluss 49, bezüglich der Zentralachse A exzentrisch,
ist eine Antriebswelle 51, bezüglich der Zentralachse A geneigt,
nach aussen geführt
und trägt
den Fräser 45.
Während
der Bearbeitung wird der schnell rotierende Fräser 45, ω45 mit dem wesentlich langsamer um die
Zentralachse A umlaufende Frontabschluss 49, Ω49 , gedreht. Am Frontabschluss 49 ist
eine Sensoreinheit 53 montiert, enthaltend Bildsensoren.
Mittels der Einheit 51 wird das vor dem Gerät 1 liegende
Arbeitsfeld und das Bearbeitungsresultat fernüberwacht.
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In 7 ist
in perspektivischer, vereinfachter Darstellung eine Ausführungsform
des erfindungsgemässen
Gerätes
gezeigt.
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Fräser 45 und
Sensoreinheit 53 an Frontabschluss 49 an der Werkzeugeinheit 7 sind
wie schematisch in 6 dargestellt aufgebaut. An
die Werkzeugeinheit 7 ist die Werkzeugrotationsantriebseinheit 9 angekoppelt.
An der Werkzeugeinheit 7 sowie der Werkzeugantriebseinheit 9 sind
wasserhydraulisch expandierbare bzw. rückholbare Verstemmkissen 55 angebracht.
Mittels einer Schubstangenanordnung 33', im Wesentlichen wirkend wie anhand von 4 erläutert wurde,
ist an die Einheit aus Werkzeugrotationsantriebseinheit 9 und
Werkzeugeinheit 7 die Vorschubeinheit 3 als Triebwagen
angekoppelt. Die Vorschubeinheit 3 läuft an Rollen 41' gesteuert getrieben
im Rohr. Mindestens ein Teil der Rollen 41' sind, wie dies anhand von 5 erläutert wurde
und in Analogie zu den Organen 35 in 4, als
Verstemmrollen ausgebildet. Nach Verstemmen dieser Rollen am Rohr,
Rückholen
der Kissen 55, wird, mittels der Schubstangenanordnung 33', der Fräser 45 in
Arbeitsposition vorgetrieben. Dann werden die Kissen 55 unter
Druck gesetzt, womit die Einheit 7/9 im Rohr fixiert
wird. Während
des Arbeitsbetriebes des Fräsers 45 wird
die Schubstangenanordnung 33' eingeholt
und damit, nach Lösen
der Verstemmrollen, die Vorschubeinheit 3 vorgeholt.
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An
der Vorschubeinheit 3 ist eine Anhängereinheit 57 mittels
einer gesteuert getriebenen Teleskopverbindung 59 angekoppelt.
Die Anhängereinheit 57 läuft mittels
Freilaufrollen 61 im Rohr. Durch Vorsehen der Schubstangenanordnung 33' sowie der Teleskopanordnung 59 ist
es möglich,
Vorschubzyklen und Arbeitstakte der drei Einheiten 7/9, 3 und 57 weitestgehend
unabhängig
voneinander anzusteuern.
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Mit
der Sensoreinheit 53, worin eine digitale Kamera eingebaut
ist, werden bspw. Serien von Einzelbildern oder Videosequenzen aufgenommen
und für
die Prozessüberwachung
auf einem Bildschirm z.B. in einem Servicefahrzeug angezeigt. Zur
Sicherstellung möglichst
ungetrübter
Sicht für
die an der Sensoreinheit 53 vorgesehene Kamera, wird nebst der
anhand von 2 erläuterten Wasserspülung der
Arbeitsbereich periodisch druckluftgespült.
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An
der Sensoreinheit 53 können
auch weitere Sensoren wie Induktions-, Ultraschall- oder Radarsensoren
eingebaut sein, wenn bspw. der Verlauf der visuell nicht mehr erkenntlichen
Rohrinnenwand verfolgt werden soll.
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In
der Anhängereinheit 57 ist
die Steuerung mit Steuerventilen für den Gerätebetrieb untergebracht. Grundsätzlich dient
die Anhängereinheit
zur Aufnahme sämtli cher
Komponente, die nicht zwingend in den Einheiten 7, 9, 3 untergebracht
werden müssen.
Dies erlaubt, die letzterwähnten
Einheiten und dabei insbesondere die Einheiten 7, 9 so
kurz wie möglich
zu konzipieren. Die Anhängereinheit 57 bildet
Schnittstelle zwischen Werkzeugeinheit 3, Werkzeugantriebseinheit 9,
Vorschubeinheit 3 einerseits und Versorgungsleitungen 63 andererseits.
Sie ist auch Träger
für die
Leistungselektronik. Die Versorgungsleitungen 63 dienen
der Energieversorgung sowie der Kommunikation mit einem Servicefahrzeug an
der Oberfläche.
Es stehen bspw. Druckwasser bis 200 bar, getrocknete Druckluft und
elektrische Energie über
eine lange Leitung, 100m und mehr, zur Verfügung. Die Bildübermittlung
von der Sensoreinheit 53 an das Servicefahrzeug erfolgt
vorzugsweise über eine
optische Leiter.
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Abgesehen
vom Werkzeugrotationsantrieb, welcher jedenfalls mittels eines Wasserhydraulikantriebmotors
realisiert wird, bevorzugterweise mittels eines Wasserhydraulikaxialkolbenmotors,
sind am erfindungsgemässen
Gerät weitere
Antriebe eingesetzt, je nach Ausführungsform, für die Bewegung des
Werkzeuges in der Ebene E quer zur Vorschubsrichtung, für den Gerätevorschubantrieb
etc. Für
Bewegungen, welche mit relativ hoher Präzision und unter Aufwendung
relativ kleiner Leistungen zu realisieren sind, werden bevorzugt
Elektromotorantriebe eingesetzt, während für Antriebe, welche mit hohen Leistungen,
dafür relativ
unpräzise
durchzuführen sind,
Wasserhydraulikantriebe eingesetzt werden. Als Beispiel: Während für den Antrieb
der Verstemmorgane mit hoher Kraft und bis zum Erreichen eines bestimmten
Anpressgegendruckes, Wasserhydraulikantriebe bevorzugt sind, wird
für die
Bewegung des Werkzeuges in der Ebene E senkrecht zur Vorschubrichtung
vorzugsweise ein elektromotorischer Antrieb eingesetzt.