-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 zur Rohr- und Kanalsanierung, welche regelmäßig auch
als Kanalsanierungsroboter bezeichnet wird. Eine derartige Vorrichtung
weist eine Anzahl von gegebenenfalls miteinander verbundenen, hintereinander
angeordneten Einheiten auf, von denen wenigstens eine als eine Fronteinheit
ausgebildet ist, an welcher ein beweglicher Arbeitskopf, insbesondere
Fräskopf angeordnet ist.
-
Die
Entwicklung und der Einsatz von Kanalsanierungsrobotern in Rohren
oder Kanälen, beispielsweise Wasserrohren, zu deren Sanierung
hat sich in den letzten Jahren zu einem stark anwachsenden Geschäftsfeld
entwickelt. Ein weiterer Entwicklungsschub ist zu erwarten, wenn
in den nächsten Jahren auch private Kanäle auf
deren baulichen Zustand zu überprüfen und gegebenenfalls
zu sanieren sind, welche in der Regel enger als entsprechende öffentliche
Kanäle ausfallen und somit für Kanalsanierungsroboter
und deren Werkzeuge schwerer zugänglich sind.
-
Aus
dem Stand der Technik, beispielsweise aus der
DE 199 19 197 C2 , sind
Kanalsanierungsroboter bekannt, die zur Vorbereitung von Schadstellen für
die anschließende Sanierung einen Fräskopf aufweisen,
der zusammen mit dem zugehörigen Antriebsmittel (Fräsmotor)
an einem beweglichen Gestänge am Kopf bzw. der genannten
Fronteinheit des Kanalsanierungsroboters angeordnet ist.
-
Diese
Bauform weist eine Reihe von Nachteilen auf, wozu in erster Linie
der bedingt durch das Antriebsmittel relativ große Platzbedarf
für den beweglichen Arbeitskopf und der entsprechend eingeschränkte
Arbeitsbereich sowie die regelmäßig wenig leistungsstarke
Ausgestaltung des Antriebsmittels zählen. Letztere rührt
in erster Linie daher, dass das Antriebsmittel, beispielsweise also
der Fräsmotor gemeinsam mit dem Fräskopf oder
Fräswerkzeug zum Einwirken auf Schadstellen beweglich gelagert sein
muss, so dass sich Beschränkungen hinsichtlich Größe
und/oder Gewicht ergeben.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße
Vorrichtung zur Rohr- und Kanalsanierung dahingehend weiterzuentwickeln,
dass deren Arbeitsbereich vergrößert wird, um
auf diese Weise auch in enge (Neben-)Rohre oder -Kanäle
hineinwirken zu können, wobei zudem die aus dem Stand der
Technik bekannten Einschränkungen der Leistungsfähigkeit
umgangen werden sollen.
-
Die
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Rohr- und Kanalsanierung
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sind Gegenstand von Unteransprüchen, deren Wortlaut hiermit
durch ausdrückliche Bezugnahme in die Beschreibung aufgenommen
wird, um unnötige Textwiederholungen zu vermeiden.
-
Erfindungsgemäß ist
eine Vorrichtung zur Rohr- und Kanalsanierung mit einer Anzahl von
gegebenenfalls miteinander verbundenen, hintereinander angeordneten
Einheiten, von denen wenigstens eine eine Fronteinheit ist, an welcher
ein beweglicher Arbeitskopf, insbesondere Fräskopf, angeordnet
ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Antriebsmittel, insbesondere
Motormittel für den Arbeitskopf in einer von der Fronteinheit
insbesondere verschiedenen, dieser insbesondere nachgeordneten Einheit
angeordnet und mit dem Arbeitskopf über ein flexibles Drehmomentübertragungselement
gekoppelt ist.
-
Nach
einem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung erfolgt somit die
mechanische Kopplung von Arbeitskopf, das heißt Arbeitswerkzeug
und dem zugehörigen Antriebsmittel über ein flexibles Drehmomentübertragungselement,
insbesondere eine flexible Welle. Hierdurch wird eine räumliche Trennung
von beweglichem Arbeitskopf und dessen Antriebsmittel erreicht,
so dass die Beweglichkeit des Arbeitskopfes verbessert ist und zugleich
die weiter oben kritisierten Beschränkungen hinsichtlich
Größe und/oder Gewicht bei der Wahl des Antriebsmittels weitestgehend
entfallen. Der bewegliche Arbeitskopf zeichnet sich auf diese Weise
durch einen verringerten Bauraum aus und lässt sich somit
auch in enge Rohre und Kanäle, beispielsweise bei Verzweigungen
oder in Stichleitungen, einbringen, so dass der Arbeitsbereich der
erfindungsgemäßen Vorrichtung gegenüber
dem Stand der Technik vergrößert ist.
-
Dabei
ist die vorliegende Erfindung grundsätzlich nicht auf Ausgestaltungen
mit einer Mehrzahl von Einheiten beschränkt, sondern kann
auch dergestalt realisiert werden, dass der bewegliche Arbeitskopf
und dessen Antriebsmittel sich an bzw. in derselben Einheit (der
Fronteinheit) des Kanalsanierungsroboters befinden, solange sie
erfindungsgemäß mittels des genannten flexiblen
Elements gekoppelt sind.
-
Bei
einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ist jedoch vorgesehen, dass der bewegliche Arbeitskopf
an einer ersten Einheit, der genannten Fronteinheit, und das Antriebsmittel
an bzw. in einer von der Fronteinheit verschiedenen und insbesondere
der Fronteinheit nachgeordneten Einheit der Vorrichtung angeordnet
ist. Auf diese Weise wird eine verbesserte Entkopplung von Bestandteilen
des Kanalsanierungsroboters erreicht. Beispielsweise kann die Fronteinheit,
an welcher der bewegliche Arbeitskopf angeordnet ist, mittels geeigneter
Abstützmittel innerhalb der Rohrleitung abgestützt
werden, während der bewegliche Arbeitskopf mit seinem Werkzeug
auf eine Schadstelle der Rohrleitung einwirkt. Davon herrührende
Schläge, Vibrationen oder dergleichen werden über
das flexible Drehmomentübertragungselement nur in geringem
Maße auf weitere Einheiten des Kanalsanierungsroboters übertragen,
so dass deren Belastung und Verschleiß ab- und die Lebensdauer
entsprechend zunimmt.
-
Aufgrund
der erfindungsgemäß möglichen räumlichen
Trennung von Antriebsmittel und Arbeitskopf kann das Antriebsmittel
im Zuge einer anderen Weiterbildung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung als relativ schwerer, jedoch entsprechend leistungsstarker
Elektromotor ausgebildet sein. Vorteilhafterweise entfallen so gegebenenfalls
außerdem die bei Hydraulik- oder Pneumatikmotoren erforderlichen Versorgungsleistungen,
so dass ein weitgehend autarkt operierender Kanalsanierungsroboter
realisierbar ist.
-
Bei
einer anderen Weiterbildung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung kann das flexible Drehmomentübertragungselement
(die flexible Welle) beispielsweise aus Gründen der Gewichtsersparnis
zumindest teilweise als Hohlwelle ausgebildet sein.
-
Eine
andere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sieht vor, dass die flexible Welle, insbesondere bei einer Ausbildung
als Hohlwelle, zumindest teilweise mit einem Fluid gefüllt
ist, wobei es sich vorzugsweise um eine Kühlflüssigkeit
handelt.
-
Wenn
das Antriebsmittel in einer von der Fronteinheit verschiedenen Einheit
des Kanalsanierungsroboters angeordnet ist, sieht eine andere Weiterbildung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor, dass die
flexible Welle in einem durchgängigen Führungskanal
durch die Fronteinheit zu dem Antriebskopf geführt ist.
-
Um
das Antriebsmittel zu kühlen, kann weiterhin vorgesehen
sein, dass diejenige Einheit des Kanalsanierungsroboters, welche
das Antriebsmittel enthält, zumindest teilweise mit einem
Kühlmedium gefüllt ist, wobei es sich um ein Öl
oder ein anderes geeignetes Medium zum Kühlen des Antriebsmittels handeln
kann.
-
Zwischen
dem Arbeitskopf und der flexiblen Welle kann bei einer anderen Ausgestaltung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Getriebemittel, insbesondere
ein Umlenkgetriebe, zum Koppeln von flexibler Welle und Arbeitskopf
bwz. Werkzeug vorgesehen sein. Allerdings umfasst die vorliegende
Erfindung auch solche Ausgestaltungen, bei denen der Arbeitskopf
bzw. das dort vorhandene Werkzeug und die flexible Welle direkt
miteinander verbunden sind, ohne dass zwischen den genannten Elementen
noch zusätzliche Kopplungs- oder Getriebemittel vorgesehen
sind.
-
Im
Zuge einer anderen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist
die flexible Welle in einer Schutzumhüllung, wie einem
Schutzschlauch angeordnet, der weiterhin mit einem Schmiermedium
gefüllt sein kann.
-
Weitere
Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand
der Zeichnung. Es zeigt:
-
1 eine
Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Rohr- und Kanalsanierung;
-
2 einen
Schnitt entlang der Linie A-A in 1;
-
3 eine
vergrößerte Darstellung der nachgeordneten Einheit
aus 2;
-
4 schematisch
den Einsatz einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
in einem zu sanierenden Rohr oder Kanal; und
-
5 schematisch
den Einsatz einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung
in einem zu sanierenden Rohr oder Kanal.
-
1 zeigt
eine Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Rohr- und Kanalsanierung, vorliegend auch als Kanalsanierungsroboter bezeichnet,
und 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-A in 1.
-
Gleiche
Bezugszeichen in den Figuren stehen für gleiche oder gleichwirkende
Teile.
-
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung zur Rohr- und Kanalsanierung
ist insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Sie umfasst
gemäß 1 und 2 ohne Beschränkung
eine Anzahl von gelenkig miteinander verbundenen, hintereinander
angeordneten Einheiten 2, 3. Die Einheit 2 wird
vorliegend auch als Fronteinheit bezeichnet, während die
andere Einheit 3 einfach als weitere, nachgeordnete oder Antriebseinheit
bezeichnet wird. An der Fronteinheit 2 ist ein beweglicher
Arbeitskopf 4 angeordnet, der vorliegend als Fräskopf
ausgebildet ist und dementsprechend ein Fräswerkzeug 5 aufweist.
Der Arbeitskopf 4 ist über einen (doppelten) Gelenkarm 6 an
der Fronteinheit 2 angelenkt, um mit dem Fräskopf 4 bzw. dem
Fräswerkzeug 5 gezielt auf zu bearbeitende Stellen
in einer Rohrleitung oder einem Kanal (nicht gezeigt) einwirken
zu können.
-
Um
den Arbeitskopf 4, das heißt vorliegend das Fräswerkzeug 5 anzutreiben,
weist die Vorrichtung 1 ein Antriebsmittel in Form eines
Elektromotors 7 (vgl. 2) auf.
Dieser ist nicht an dem beweglichen Arbeitskopf 4 sondern
in der nachgeordneten (Antriebs-)Einheit 3 angeordnet und
mit dem Arbeitskopf 4 über ein flexibles Drehmomentübertragungselement
in Form einer flexiblen Welle 8 mechanisch gekoppelt. Die
flexible Welle 8 ist bei Bezugszeichen 9 mit einer
Abtriebswelle 10 des Elektromotors 7 verbunden,
worauf weiter unten anhand der 3 noch genauer
eingegangen wird.
-
Die
flexible Welle 8 wird anschließend durch einen
Führungskanal 11 der Führungseinheit 2 durch letztere
hindurch zu dem beweglichen Arbeitskopf 4 geführt
und sorgt dort (gemäß dem Ausführungsbeispiel
in den 1 und 2 unmittelbar) für
eine Drehbewegung des Fräskopfes 5.
-
Aufgrund
der Tatsache, dass das Antriebsmittel 7 für den
Arbeitskopf 4 nicht an dem beweglichen Arbeitskopf 4 selbst
sondern in der weiteren Einheit 2 angeordnet ist, erhöht
sich die Beweglichkeit des Arbeitskopfes 4, und folglich
vergrößert sich dessen Einsatzbereich innerhalb
eines zu sanierenden Rohres oder Kanals. Insbesondere kann der Gelenkarm 6 mit
dem Arbeitskopf 4 ausgehend von einem Hauptrohr oder Hauptkanal
weiter und tiefer in engere Zuleitungsrohre bzw. -kanäle
hineinbewegt werden. Diese Vorteile ergeben sich in erster Linie aus
dem erfindungsgemäß geringeren Raumbedarf für
den Arbeitskopf 4 sowie durch dessen insgesamt leichtgewichtigere
Ausgestaltung.
-
Andererseits
kann das Antriebsmittel 7 vorliegend größer
und somit leistungsfähiger ausgeführt werden als
bei Kanalsanierungsrobotern, bei denen das Antriebsmittel direkt
am Fräskopf angeordnet ist. Auf diese Weise ist die erfindungsgemäße
Vorrichtung 1 insgesamt leistungsfähiger als vorbekannte Kanalsanierungsroboter
für den Einsatz in Rohren und Kanälen mit vergleichbarem,
relativ kleinen Durchmesser.
-
Die
Vorrichtung 1 weist bei Bezugszeichen 12 und 13 weiterhin
noch Abstützmittel zum Abstützen der Fronteinheit 2 während
eines Einsatzes des Arbeitskopfes 4 innerhalb eines Rohres
oder Kanals auf, auf die weiter unten anhand der 4 noch
genauer eingegangen wird.
-
Aufgrund
der flexiblen Kopplung zwischen dem Fräswerkzeug 5 oder
allgemein einem an dem beweglichen Arbeitskopf 4 angeordneten
Werkzeug und dem Antriebsmittel 7 übertragen sich
zudem bei einem Arbeitseinsatz der Vorrichtung 1 regelmäßig auftretende
Schläge und Vibrationen nicht auf die gesamte weitere Vorrichtung 1,
was sich günstig auf deren Verschleiß bzw. Lebensdauer
auswirkt.
-
3 zeigt
eine vergrößerte Darstellung der nachgeordneten
Einheit (Antriebseinheit) 3 aus 2. Dabei
sind – wie gesagt – gleiche oder gleichwirkende
Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
-
Die
flexible Welle 8 ist über eine Kupplungs- oder
Getriebeanordnung 9, die an sich nicht Gegenstand der vorliegenden
Erfindung ist, mit der Abtriebswelle 10 des Antriebsmittels 7 gekoppelt.
-
Wie
sich der 3 weiterhin entnehmen lässt,
ist die flexible Welle 8 in einem Schutzschlauch 14 angeordnet,
der mit einem Kühl- und/oder Schmiermedium, vorzugsweise
einem Öl, gefüllt sein kann.
-
Das
Antriebsmittel 7 kann bei Bezugszeichen 15 Kühlrippen
zum Abführen von Wärme aufweisen, die während
des Betriebs der Vorrichtung 1 (vgl. 1 und 2)
entsteht. Darüber hinaus kann auch der Innenraum 16 der
Einheit 3, in welchem bzw. welcher das Antriebsmittel 7 angeordnet
ist, mit einem Fluid, beispielsweise einer Kühlflüssigkeit,
insbesondere einem Öl, gefüllt sein.
-
Wie
bereits erwähnt wurde, kann das Antriebsmittel 7 aufgrund
seiner Anordnung in einer eigenen (Roboter-)Einheit 3 wesentlich
größer und leistungsfähiger gewählt
werden als bei herkömmlichen Kanalsanierungsrobotern, insbesondere
zur Verwendung in engen Rohren mit einem Durchmesser von 80 mm bis
200 mm.
-
Aufgrund
der Tatsache, dass es sich vorliegend bei dem Antriebsmittel 7 um
einen Elektromotor handelt, entfallen zudem dicke und relativ starre
Versorgungsleitungen, wie sie bei einem Einsatz von pneumatischen
oder hydraulischen Antriebsmitteln bei Kanalsanierungsrobotern für
gewöhnlich erforderlich sind, so dass der vorliegend exemplarisch
beschriebene Kanalsanierungsroboter auch in engeren Rohren oder
Kanälen operieren kann.
-
4 zeigt
schematisch den Einsatz des Kanalsanierungsroboters 1 insbesondere
gemäß 1 oder 2 in einer
zu sanierenden Rohrleitung 17, die aus einem Hauptrohr 18 und
einem speziell rechtwinklig von dem Hauptrohr 18 abzweigenden
Nebenrohr 19 gebildet ist, wobei das Nebenrohr 19 insbesondere
einen engeren Querschnitt als das Hauptrohr 18 aufweist,
in welchem sich der Kanalsanierungsroboter 1 bewegt.
-
Der
Kanalsanierungsroboter 1 kann aufgrund der Tatsache, dass
sich das Antriebsmittel 7 für den beweglichen
Arbeitskopf 4 nicht an letzterem sondern speziell in der
nachgeordneten Einheit 3 befindet, mit seinem Gelenkarm 6 weit
in das Nebenrohr 19 hineinreichen, um dort gegebenenfalls
vorhandene Schadstellen zu bearbeiten. Die Drehmomentübertragung
von dem Antriebsmittel 7 zu dem Arbeitskopf 4 bzw.
dem Fräswerkzeug 5 erfolgt mittels der flexiblen
Welle 8, so dass der Arbeitsbereich der Vorrichtung 1 gegenüber
herkömmlichen Vorrichtungen gleicher Art deutlich vergrößert
ist, selbst wenn das Antriebsmittel auch in der Fronteinheit 2 angeordnet
wäre.
-
In 4 ist
darüber hinaus schematisch die Verwendung der bereits unter
Bezugnahme auf 1 und 2 erwähnten
Abstützmittel 12, 13 dargestellt, welche
dazu dienen, die Vorrichtung 1, insbesondere deren Fronteinheit 2 im
Rohr 17 abzustützen, während Arbeiten
an dem Rohr 17 mittels des Fräswerkzeugs 15 stattfinden.
-
5 zeigt
schematisch den Einsatz einer anderen Ausgestaltung des Kanalsanierungsroboters 1 in
einer zu sanierenden Rohrleitung 17 mit Hauptrohr 18 und
Nebenrohr 19 gemäß 4.
Vorliegend wird nur auf Abweichungen zwischen den Darstellungen
gemäß 4 und 5 näher
eingegangen.
-
Gemäß 5 ist
die Fronteinheit 2 mit Arbeitskopf 4 und Fräswerkzeug 5 selbst
in das Nebenrohr 19 eingefahren, während zusätzlich
zu der Einheit 3, welche das Antriebsmittel 7 umfasst,
eine weitere Robotereinheit 3' in dem Hauptrohr 18 verbleibt, wobei
die weitere Einheit 3' zum Vorschieben der flexiblen Welle 8 und
entsprechend auch der Fronteinheit 2 ausgebildet ist und
zu diesem Zweck entsprechende, nur schematisch dargestellte Vorschubmittel 7' aufweist.
-
Die
Fronteinheit 2 ist wiederum über Abstützmittel 12, 13 im
Rohr 17, speziell im Nebenrohr 19 abgestützt,
während die weitere Einheit 3' zum selben Zweck
entsprechende Abstützmittel 12', 13' aufweist.
-
Obwohl
dies in den Figuren nicht explizit dargestellt ist, kann die flexible
Welle 8 als Hohlwelle ausgestaltet und zumindest teilweise
mit einem Fluid, insbesondere einer Kühlflüssigkeit,
gefüllt sein.
-
Des
Weiteren kann an dem Arbeitskopf 4 zwischen flexibler Welle 8 und
dem eigentlichen Werkzeug, vorliegend dem Fräswerkzeug 5,
ein nicht gezeigtes Getriebemittel, insbesondere ein Umlenkgetriebe
vorgesehen sein, um die flexible Welle 8 mit dem Werkzeug 5 zu
koppeln.
-
Wie
der Fachmann erkennt, ist die vorliegende Erfindung keinesfalls
auf die zeichnerisch dargestellten und entsprechend beschriebenen
Ausführungsbeispiele beschränkt. Dies gilt besonders
für die Anzahl der verwendeten Robotereinheiten, die eingesetzten
Abstützmittel, die Ausgestaltungen des Gelenkarms und des
beweglichen Arbeitskopfes sowie die Art des verwendeten Antriebsmittels,
solange dieses mit dem Arbeitskopf über ein flexibles Drehmomentübertragungselement,
wie die vorstehend beschriebene flexible Welle, gekoppelt ist.
-
Vorzugsweise
sind in diesem Zusammenhang der bewegliche Arbeitskopf an einer
ersten Einheit des Kanalsanierungsroboters und das Antriebsmittel
in einer zweiten, von der ersten verschiedenen Einheit des Kanalsanierungsroboters
angeordnet. Jedoch ist auch dies – wie bereits verschiedentlich ange merkt – an
sich keine notwendige Eigenschaft der vorliegenden Erfindung, solange
die vorstehend genannte flexible Kopplung realisiert ist.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-