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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Lagenvermessung in undefinierten Umgebungen und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Unter dem Begriff „undefinierte Umgebungen” wird verstanden, dass in einer mit ihren geodätischen Orts-Koordinaten noch nicht bekannten geografischen Umgebung eine Lagevermessung durchgeführt werden soll und zwar in der Art, dass mit einem dreidimensionale geografische Koordinaten erfassenden Sensor festgestellt werden soll, wie in einer unbekannten Umgebung zum Beispiel ein ober- oder unterirdischer Kanal geführt ist, oder wie in einem Trümmerberg oder in einer sonstigen undefinierten Umgebung eine bestimmte gangbare oder gesuchte Längsführung (Tunnel, Kanal, Schlupföffnung) vorhanden ist.
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Das erfindungsgemässe Verfahren bezieht sich somit auf sämtliche geographische Lagenvermessungen, bei denen es darum geht, in einer unbekannten geografischen Umgebung eine bestimmte Mess-Strecke zum Vermessen und deren räumliche Koordinaten in Bezug zu einem feststehenden Koordinaten-System festzustellen. Es können somit auch Kaminzüge, Luftleitungen, Luftkanäle, unterirdisch verlegte Kanalrohre, Gas und andere medienführende Rohre und dergleichen vermessen werden.
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Insbesondere bei unterirdischen Lagenvermessungen ist es nicht möglich, ein an sich bekanntes GPS-System einzusetzen, weil die von Satelliten ausgesendeten GPS-Signale unterirdisch nicht empfangbar sind. Dies gilt jedoch auch für oberirdische undefinierte Lagen, wie z. B. in Trümmerbergen, Häusern oder in anderen undefinierten Umgebungen, wo es nicht möglich ist, mit herkömmlichen Lagenvermessungsmitteln, wie z. B. Entfernungslasern und dergleichen, zu arbeiten.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vermessung von undefinierten Strecken in undefinierten Umgebungen ohne GPS-Navigation vorzuschlagen.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruchs 1 gekennzeichnet.
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Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass zur Lagevermessung einer undefinierten Strecke erfindungsgemäß zunächst in einem ersten Verfahrensschritt ein Längsführungselement in der unbekannten Umgebung verlegt wird und dass in einem zweiten Verfahrensschritt entlang des Längsführungselements ein Mess-Sensor entlang geführt wird, der entweder kontinuierlich oder diskontinuierlich an jedem beliebigen Zeitpunkt seine Orts-Koordinaten erfasst und an ein Mess-System übermittelt.
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Mit der gegebenen technischen Lehre ergibt sich der wesentliche Vorteil, dass nun in einer undefinierten Umgebung zunächst ein in Länge und Richtung definiertes Längsführungselement eingebracht wird und dass erst entlang dieses in der unbekannten Umgebung fixierten Längsführungselements die erforderliche Lagenvermessung durchgeführt wird.
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Dies ist mit dem Vorteil verbunden, dass das Längsführungselement selbst als Führungsgröße verwendet wird und dass damit eine sehr zuverlässige Messung der Lage möglich ist, denn die Lage und Länge des Längsführungselements in der Umgebung ist bekannt und bezüglich des Montageortes genau fixiert, so dass bei der Verfahrung des Mess-Sensors entlang dieses Längsführungselementes eine genaue Lagebestimmung zu jedem beliebigen Zeitpunkt und an jedem beliebigen Ort des Längsführungselements gegeben ist.
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Die beiden auseinander liegenden Enden des Längsführungselementes sind in einem Ausführungsbeispiel ortsfest fixiert. Als Beispiel kann angegeben werden, dass das eine Ende an einem ersten, bekannten (oder zuerst vermessenen) Referenzpunkt der zu vermessenden Umgebung befestigt ist, während das andere Ende an einem zweiten Referenzpunkt in der unbekannten Umgebung fixiert ist. Damit ist über das Längsführungselement eine definierte Raumverbindung zwischen zwei Referenzpunkten hergestellt. Wenn nun die Lage des ersten Referenzpunktes bekannt ist oder zuerst erfasst wird, kann durch Längsbewegung des Mess-Sensors am Längsführungselement die Koordinate des zweiten Referenzpunktes in der unbekannten Umgebung dadurch erfasst werden, dass der Mess-Sensor vom ersten Referenzpunkt zu zweiten, noch unbekannten Referenzpunkt am Längsführungselement verfahren wird. Um eine redundante Messung zu gewährleisten, kann der Mess-Sensor vom zweiten Referenzpunkt zum ersten Referenzpunkt unter Messung der Raumkoordinaten zurück bewegt werden.
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In einer ersten bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist es vorgesehen, dass nach der Verlegung des Längsführungselementes dieses fest steht (lagenfixiert ist) und dass der Mess-Sensor entlang des feststehenden Längsführungselements verfahren wird.
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In einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Längsführungselement an einem fahrbaren Träger (Trägerfahrzeug) angeordnet ist, der in einer unbekannten Umgebung verfahrbar ist und dass auf diesem verfahrbaren Träger, welcher das Längsführungselement trägt, der Mess-Sensor verfahrbar ausgebildet ist.
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Der einfacheren Beschreibung wegen wird in der folgenden Beschreibung davon ausgegangen, dass ein unbekannter Kanal vermessen werden soll, wobei wiederum der einfacheren Beschreibung wegen die Vermessung in einem relativ groß dimensionierten Hauptkanal beschrieben werden soll, obwohl die Erfindung hierauf nicht beschränkt ist.
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Die folgende Beschreibung dient also lediglich als Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, ohne den Schutzbereich der Erfindung auf die Anwendung eines Vermessungs-Systems in einem Kanal zu beschränken.
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Als geeigneter Mess-Sensor für eine Lagenerfassung ist es bekannt, dreidimensional messende Sensoren zu verwenden, die zu jedem beliebigen Zeitpunkt und zu jedem beliebigen Ort eine dreidimensionale Raum-Koordinate durch mindestens drei im Winkel zueinander stehende Beschleunigungs-Sensoren erzeugen.
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Selbstverständlich gibt es noch andere Sensoren, die vom Erfindungsbereich der Erfindung erfasst sein sollen, insbesondere magnetisch arbeitende Sensoren oder solche, die z. B. mit einem Kreisel-Kompass oder einem elektronischen Kompass arbeiten.
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Der einfacheren Beschreibung wegen wird im Folgenden von einem mit Beschleunigungs-Sensoren arbeitenden, dreidimensionale Raum-Koordinaten erfassenden Sensor ausgegangen.
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Bei der Vermessung von relativ groß dimensionierten Kanälen ist es bekannt, einen Kanal-Fahrwagen im Hauptkanal zu verfahren, wobei mit dem Kanalwagen ein Mess-Sensor der oben genannten Art verwendet wird. Nachteil dieser Anordnung ist jedoch, dass die Fahrstrecke des Fahrwagens im Kanal nicht genau festgelegt ist Der Fahrwagen neigt dazu, im Kanal Schlangenlinien zu fahren, unerwünschte Höhenlinien zu erzeugen, weil er über bodenseitig Hindernisse fährt oder teilweise an der Kanalwandung emporsteigt, so dass mit dem auf dem Fahrwagen befestigten Mess-Sensor statt einer geradlinigen Messung eine schlangenlinienförmige Messkurve erzeugt wird. Dies ist unerwünscht und führt zu unerwünscht ungenauen Ergebnissen bei der Lagenvermessung von Hauptkanälen, insbesondere dann, wenn es darum geht, den genauen Abzweig eines Nebenkanals von einem Hauptkanal festzustellen und dessen Raum-Koordinaten genau festzulegen.
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Die Erfassung der Koordinaten der Abzweigstelle des Nebenkanals vom Hauptkanal ist besonders kritisch, weil – wenn diese Koordinate nicht genau genug vermessen ist – die sich über mehrere hundert Meter daran anschließenden Nebenkanäle ebenfalls in ihrer Lagenerfassung nur noch ungenau zu erfassen sind.
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Aus diesem Grund beschreibt die vorliegende Erfindung die Erfassung der Lage-Koordinaten von Abzweigungen von Nebenkanälen an einem Hauptkanal, obwohl die Erfindung hierauf nicht beschränkt ist.
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Unter Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens sieht die Erfindung nun vor, dass mit einem Inspektions-Fahrzeug zunächst ein Längsführungselement im Hauptkanal verlegt wird, und danach die eigentliche Lagevermessung stattfindet. Die Verlegung des Längsführungselements kann in verschiedenen Ausführungen erfolgen:
In einer ersten bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Längsführungselement von einem im Hauptkanal verfahrbaren Fahrwagen getragen wird, welcher dieses Längsführungselement während der Verlegung zu einem Nebenkanal verbringt und das vordere Ende des Längsführungselements in den Abzweig des Nebenkanals hinein führt und dort festlegt. Der Fahrwagen ist also das Montagewerkzeug zur Befestigung des Längsführungselementes. Er dient als Transportmittel und trägt Befestigungswerkzeuge zur Befestigung von Teilen des Längsführungselementes. Selbstverständlich kann das Längsführungselement nicht nur an seinen Endpunkten im Kanal befestigt werden. Es kennen auch Zwischenbefestigungspunkte vorgesehen werden. Die Befestigung des Längsführungselementes an der Kanalwandung kann durch Befestigungselemente, wie Dübel, Kleber, Nägel, Schrauben und dgl. erfolgen. Die Befestigungselemente können dauerhaft oder wieder lösbar angebracht sein.
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Damit ist sozusagen ein Lineal oder eine Führungslinie im Hauptkanal verlegt. Dies reicht zur Vermessung von Positionen im Hauptkanal aus.
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Wenn es jedoch darum geht, die Position eines Nebenkanals relativ zum Hauptkanal zu bestimmen, dann wird das Längsführungselement mit einem Teil im Hauptkanal verlegt und ein weiterer Teil des Längsführungselementes bildet einen Bestimmungspunkt am Nebenkanal, indem es am Nebenkanal fixiert wird. Das Längsführungselement kann zum Beispiel mit dem einen Ende durch den Abzweig im Hauptkanal in den Nebenkanal hinein reichen und dort befestigt sein. Damit sind beide Enden des Längsführungselementes definiert im Hauptkanal verlegt. Die beiden Enden sind damit definiert und wiederholbar festgelegt.
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Wenn man nun entlang dieses Längsführungselements einen Lage-Sensor in Form einer Mess-Sonde längsverschieblich bewegt, ist es auf besonders einfache und hochgenaue Art möglich, die Lage des Längsführungselements im Hauptkanal, die Lage des Abzweiges und die Lage des vom Abzweig abgehenden Nebenkanals einwandfrei und hochgenau zu erfassen. Dies war mit den herkömmlichen Mitteln bisher nicht möglich.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Längsführungselement als ein mechanisches Führungselement für die Verschiebeführung des Mess-Sensors ausgebildet ist.
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In einer ersten Ausgestaltung ist dieses Längsführungselement als Führungsschlauch ausgebildet, in dessen lichtem Innraum der Mess-Sensor längsverschieblich angeordnet ist.
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In einer zweiten Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass das Längsführungselement als Führungslineal ausgebildet ist, d. h. z. B. einen rechteckigen, quadratischen oder runden Querschnitt aufweist und dass der Mess-Sensor mit seiner Längsführungseinrichtung (z. B. Führungsrollen oder – gleitern) an dem Führungslineal oder der Führungsstange längsverschiebbar angeordnet ist.
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Das Führungslineal kann auch als offenes oder halboffenes Profil (z. B. mit C-Profil oder X- oder Y-Profil) aus Leichtmetall oder Kunststoff ausgebildet sein, an dessen Profilvorsprüngen die Längsführungseinrichtung des Mess-Sensors verschiebbar befestigt ist. Es kann gerade oder in Biegungen verlegt werden.
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Hier sitzt dann der Mess-Sensor außen auf dem Führungslineal oder dem Längsführungselement auf, während in den erst beschriebenen Ausführungsbeispielen der Mess-Sensor im Innenraum des Längsführungselementes, insbesondere des Längsführungsschlauches, angeordnet ist.
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Für die Verschiebung oder den Verschiebungsantrieb des Mess-Sensors an dem Längsführungselement entlang gibt es verschiedene Ausführungsformen, die alle vom Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung erfasst sein sollen.
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In einer ersten Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass im Führungsschlauch ein Seilzug zwischen ortsfesten, auseinander liegenden Umlenkpunkten angeordnet ist, der mit der Mess-Sonde verbunden ist, so dass durch die motorische oder handbetätigte Betätigung des Seilzuges die Mess-Sonde längsverschiebbar in dem Führungsschlauch verfahrbar ist.
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In einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Führungsschlauch als Hochdruckschlauch ausgebildet ist und die Mess-Sonde in einem Kolben angeordnet ist, welcher Kolben durch das Hochdruck-Medium bedingt fluidisch in dem Führungsschlauch verschiebbar ist.
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In einer dritten Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass zwar die Hinbewegung der Mess-Sonde über einen Seilzug, die Rückbewegung jedoch über eine Rückholfeder stattfindet.
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In der vierten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die relative Bewegung der Mess-Sonde zum Führungsschlauch über eine Schiebestange oder ein anderes Längsführungs-Verschiebeelement stattfindet.
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In einer fünften Ausführung ist es vorgesehen, dass die Mess-Sonde mit einem eigenen Längsverschiebeantrieb ausgestattet ist. Sie ist dann mit einem Elektromotor, einer Batterie und einem Antrieb ausgestattet, mit dem die Mess-Sonde elektromotorisch entlang dem Längsführungselement bewegbar ist.
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Schließlich ist es noch in einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Längsführungselement fest auf einem in der zu vermessenden Umgebung verfahrbaren, insbesondere in einem Hauptkanal verfahrbaren Fahrwagen angeordnet ist, und das Längsführungselement als Führungslineal, Führungsschlauch oder als sonstiges Längsführungsteil ausgebildet ist, an dessen Aussenumfang oder in dessen Innenbereich der Mess-Sensor verschiebbar oder verfahrbar angeordnet ist.
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Bei dieser letzten Anordnung ist das Längsführungselement nicht starr in der unbekannten Umgebung verlegt, sondern es ist auf einem Fahrwagen befestigt und fährt mit diesem Fahrwagen mit, der stückweise entsprechend den Messintervallen in einer bestimmten Richtung im Hauptkanal vorwärts bewegt wird.
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Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
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Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von mehreren Ausführungswegen darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
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Es zeigen:
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1: schematisiert die Anordnung des Verfahrens zur unterirdischen Vermessung eines Hauptkanals in Verbindung mit einem daran abzweigenden Nebenkanal,
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2: eine vergrößerte Darstellung des Abzweiges vom Hauptkanal in den Nebenkanal nach 1,
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3: eine erste Ausführungsform für den Verschiebeantrieb der Mess-Sonde im Führungsschlauch,
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4: eine zweite Ausführungsform,
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5: eine dritte Ausführungsform,
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6: eine vierte Ausführungsform,
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7: Schnitt durch einen Führungsschlauch mit einer verschiebbar daran angeordneten Mess-Sonde,
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8: eine gegenüber 7 abgewandelte Ausführungsform,
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9: eine gegenüber 7 und 8 abgewandelte Ausführungsform,
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10: schematisiert die Stirnansicht des Fahrwagens nach 1 mit einem vom Fahrwagen aus zu verlegenden Längsführungselement,
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11: eine gegenüber einem Führungsschlauch abgewandelte Ausführungsform eines Längsführungselementes in Form eines Führungslineals,
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12: die Abwandlung nach 11 mit einer Führungsstange,
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13: eine Abwandlung gegenüber 11 und 12 mit Darstellung, dass der Führungsschlauch im Innenraum eines Vorschubschlauches mit Vorschubdüsen bewegt werden kann,
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14: eine Abwandlung gegenüber 13, die zeigt, dass das Messelement auch unmittelbar in einem mit Vorschubdüsen versehenen Hochdruckschlauch verlegt sein kann,
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15: eine Abwandlung gegenüber 13 und 14, die zeigt, dass das Längsführungselement mit der Mess-Sonde auch huckepack an einem mit Vorschubdüsen versehenen Hochdruckschlauch befestigt sein kann,
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16: eine Abwandlung gegenüber der 1, die zeigt, dass die Mess-Sonde auch an einem mit dem Fahrwagen verbundenen und mit diesem mitfahrenden Längsführungselement längsverschiebbar geführt sein kann.
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17: eine Messkurve nach dem Stand der Technik
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18: eine Messkurve mit der Anordnung einer Längsführungselementes auf dem Fahrwagen
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19: eine Messkurve bei der Erfassung an einem ortsfesten Längsführungselement
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In 1 und 2 ist dargestellt, dass zur Vermessung der Lage eines Hauptkanals 4 und dessen Abzweigung 14 mit daran anschließenden Nebenkanälen 9, 10 ein Inspektionsfahrzeug 1 verwendet wird, welches eine Versorgungsleitung 2 in einen Schacht 3 hinunter führt, die mit einem Fahrwagen 5 verbunden ist, der frei im Hauptkanal 4 verfahrbar ist.
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Erfindungsgemäss verlegt dieser Fahrwagen 5 ein Längsführungselement im Hauptkanal 4 und in die davon abzweigenden Nebenkanäle 9, 10, indem ausgehend von dem am Inspektionsfahrzeug 1 endenden Ende 12 ein Führungsschlauch 11 von dem Fahrwagen 5 mitgetragen wird und das vordere Ende 13 des Führungsschlauches 11 in den Abzweig 14 und zwar dort in den Nebenkanal 9 eingeführt wird.
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Zu diesem Zweck trägt der Kamera-Fahrwagen 5 eine Umlenkeinrichtung 6, mit welcher der Führungsschlauch 11 umgelenkt und in den Abzweig 14 eingesteckt wird.
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Dies erfolgt mit Hilfe einer Kamera-Einheit 7, die dreh-, schwenk- und neigbar eine Kamera 8 trägt.
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Eine solche Anordnung ist schematisiert in 10 dargestellt, wobei an der Oberseite des Fahrwagens 5 eine Halterung 34 angeordnet ist, die lösbar oder kuppelbar mit dem Führungsschlauch 11 verbunden ist, und im Innenraum des Führungsschlauches 11 eine Mess-Sonde 15 längsverschiebbar geführt ist.
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Mit der Mess-Sonde 15 erfolgt die geographische Lagenvermessung mit Hilfe von Beschleunigungs-Sensoren, wobei zu jeder beliebigen Zeit und zu jeder beliebigen Strecke eine dreidimensionale Raum-Koordinate (X, Y, Z) erzeugt wird. Statt kartesischer Koordinaten können auch Polarkoordinaten erzeugt werden.
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Die 2 zeigt in vergrößerter Darstellung, dass nach der Verlegung des Führungsschlauches 11 in der in 1 dargestellten Weise, dass es nun möglich ist, die die geographische Lage feststellende Mess-Sonde 15 in den Pfeilrichtungen 16 und in Gegenrichtung hierzu im Führungsschlauch 11 zu bewegen und zu jedem beliebigen Zeitpunkt die geographischen Raum-Koordinaten aufzunehmen.
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Es ist nicht dargestellt, in welcher Weise die Mess-Sonde 15 die digitalen Daten erfasst. Die Mess-Sonde 15 kann die Übertragung der digitalen Daten der Raum-Koordinaten drahtlos an das Inspektions-Fahrzeug 1 senden. Ebenso ist es möglich, dass die Mess-Sonde 15 über nicht näher dargestellte Kommunikationskabel im Führungsschlauch 11 verschiebbar ist und die Kommunikationskabel mit entsprechenden Messaufnehmern und Messauswertern im Inspektionsfahrzeug 1 verbunden sind.
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Wichtig ist, dass durch die Verlegung des Führungsschlauches 11 in der bekannten Umgebung des Hauptkanals 4 und den unbekannten geographischen Orten des Abzweiges 14 nun eine hochgenaue Lagenvermessung stattfinden kann, denn der Führungsschlauch 11 dient sozusagen als Führungslineal und als Führungsmittel.
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Die 17 zeigt, wie solche Messungen ausgesehen haben, wenn mit einer Mess-Sonde 15 ohne Verwendung eines Längsführungselementes in einem Kanal gemessen wurde. Die dort dargestellte Messkurve 39a zeigt eine relativ unkoordinierte und sehr ungenaue Lagenvermessung, was mit der Erfindung vermieden werden soll.
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Durch die Verwendung eines Führungsschlauches oder eines anderen Längsführungselementes nach der Erfindung wird stattdessen eine Messkurve 39c nach 19 erzielt.
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Die 3 bis 6 zeigen verschiedene Antriebs-Systeme für den Verschiebeantrieb einer Mess-Sonde 15 im Führungsschlauch 11. Der Führungsschlauch ist ein erstes Ausführungsbeispiel für ein Längsführungselement.
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Im Ausführungsbeispiel nach 3 ist hierbei die Mess-Sonde 15 Teil eines Seilzuges 17, wobei die Mess-Sonde 15 an einem Trum des Seilzuges 17 angekoppelt ist und der Seilzug über zwei an den entgegen gesetzten Enden angeordneten Umlenkrollen 18 geführt ist. Der Verschiebeantrieb erfolgt hierbei über einen elektromotorischen Antrieb 19, der an dem einen Ende des Führungsschlauches 11 angeordnet ist. Auf diese Weise kann die Mess-Sonde 15 in Pfeilrichtung 16 und in Gegenrichtung hierzu zum Zweck der Lagenerfassung der Lage des Führungsschlauches 11 bewegt werden.
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Hierbei ist es vorgesehen, dass auch an dem Längsführungselement, welches hier als Führungsschlauch 11 dargestellt ist, ebenfalls eine Kamera 22 angeordnet ist, die bevorzugt an einem Drehgestell 23 befestigt ist, so dass auch diese Kamera 22 dreh-, schwenk- und neigbar ist.
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Durch die Verwendung einer Kamera 22 am vorderen Ende des Längsführungselementes wird eine exakte Montage des Längsführungselementes durch den Fahrwagen 5 ermöglicht.
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In 4 ist als weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, dass die Mess-Sonde 15 Teil eines Kolbens ist, der unter Einfluss eines Hochdruck-Mediums 20 im Führungsschlauch 11 verschiebbar ist, wobei das Hochdruck-Medium 20 von einer Druckpumpe 21 am einen Ende des Führungsschlauches erzeugt wird.
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Die 8 zeigt weitere Einzelheiten, wobei ein Druckschlauch 28 im Innenraum des Führungsschlauches 11 verlegt ist und der Rücklauf ebenfalls in Form eines Druckschlauches 29 gegeben ist.
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Auf diese Weise kann somit eine hin- und hergehende Bewegung durch die entsprechende Ansteuerung der Druckschläuche 28, 29 in der Art eines hydraulischen Kolbens nach 4 erfolgen.
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Die 5 zeigt in Abwandlung zur 3, dass statt eines hin- und hergehenden Seilzuges 17 nur das eine Trum des Seilzuges 17 vorhanden ist und die Rückholbewegung des Seilzuges über eine Rückholfeder 24 erfolgt.
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Die 6 zeigt als weitere Ausführungsform, dass die Verschiebebewegung der Mess-Sonde 15 auch über einen Schiebestab 25 erfolgen kann, der über einen entsprechenden Schiebeantrieb 26 längsverschiebbar im Führungsschlauch 11 angeordnet ist.
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Die 7 zeigt einen Führungsschlauch 11 im Querschnitt, in dessen Innenraum 30 eine Führungsbahn oder ein Führungselement 27 angeordnet ist, das als Verschiebe- oder als Trägerbahn für die Mess-Sonde 15 dient.
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Das eine Trum des Seilzuges 17 ist im Bereich des Führungselementes 27 verlegt.
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Die 9 zeigt auch, dass der Führungsschlauch 11 oder ein sonstiges Längsführungselement, wie es auch später beschrieben wird oder auch vorher beschrieben wurde, huckepack von einem Vorschubschlauch 31 getragen werden kann. Im Innenraum des Vorschubschlauches ist hierbei ein Hochdruckmedium geführt und es sind Rückstossdüsen 33 vorhanden, welche einen Hochdruckstrahl in Pfeilrichtung 32 nach außen erzeugen, der sich schräg an der Innenwandung der Kanalwandung abstützt und somit für einen Vorschub des gesamten Führungsschlauches 11 oder allgemein eines Längsführungselementes dient.
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Damit wird deutlich, dass die Erfindung nicht auf den Transport und die Montage eines Längsführungselement durch einen Fahrwagen 5 angewiesen ist. Es können auch selbstfahrende Antriebe verwendet werden, wie z. B. Rückstossschläuche oder Rückstosselemente, wie es als erstes Ausführungsbeispiel in 9 dargestellt ist.
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Selbstverständlich kann ein solcher Rückstossschlauch, wie er in 9 rechts dargestellt ist, auch ein Längsführungselement tragen und transportieren, wie es anhand der späteren 11 bis 13 geschildert ist.
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In 11 ist dargestellt, dass das Längsführungselement nicht als Führungsschlauch 11 ausgebildet ist, sondern als Führungsband 41 oder als Lineal, welches auch über Biegungen in der unbekannten Umgebung verlegt werden kann, wobei eine mechanische Rollenführung in Form der Führungsrollen 35 das Führungsband 41 von außen umfasst und die Führungsrollen 35 über eine Halterung 36 mit der Mess-Sonde 15 verbunden sind.
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Statt der rechteckigen, quadratischen oder ovalen Form eines Führungsbandes 41 kann auch eine Führungsstange 42 nach 12 verwendet werden, wobei für die gleichen Teile die gleichen Bezugszeichen gemäß 11 verwendet wurden.
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Die 13 zeigt, dass der Führungsschlauch 11 oder ein Längsführungselement nach den 10 bis 12 auch im Innenraum eines Hochdruckschlauches geführt werden kann, wobei der Hochdruckschlauch einen Hochdruckraum 37 aufweist, der mit Hochdruckmedium gefüllt ist und am Aussenumfang des Vorschubschlauches 31 sind Rückstossdüsen 33 angeordnet, die einen in Pfeilrichtung 32 nach hinten gerichteten Vorschubstrahl gegen die Kanalwandung des Kanals richten.
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Anstatt der doppelt konzentrischen Anordnung eines Führungsschlauches 11 in dem Innenraum eines Vorschubschlauches 31 ist es möglich, auch die Mess-Sonde 15 unmittelbar selbst im Hochdruckraum eines Vorschubschlauches 31 anzuordnen, wie dies 14 zeigt.
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Die 15 zeigt wiederum die Huckepack-Lösung für den Verschiebeantrieb des Vorschubschlauches 11 oder eines sonstigen Längsführungselements nach den 11 und 12, welche Ausführung bereits schematisiert auch in 9 dargestellt wurde.
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Die 16 zeigt eine Abwandlung, bei der wesentlich ist, dass das Längsführungselement nur stückweise von Ort zu Ort bewegt wird, so dass stets eine Relativbewegung zwischen der Mess-Sonde 15 und dem Längsführungselement in Form eines Führungsstabes 38 in den Pfeilrichtungen 16 ausgeführt wird. Nach Vollendung der Messung am ersten Ort verfährt der Fahrwagen 5 in Pfeilrichtung 40 zum nächsten zur Messort, und es wird dann eine weitere Messung am Längsführungsstab 38 durch Verschiebung der Mess-Sonde 15 durchgeführt.
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Die mit der Mess-Anordnung nach 16 erzeugte Messkurve ist in 18 dargestellt. Eine solche Messkurve 39b ist nur stückweise gerade, weil entsprechend der Ausrichtung des Führungsstabes 38 sich im Kanal evtl. Winkelabweichungen sich ergeben können.
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Die 17 zeigt eine Meßkurve nach dem Stand der Technik. Die Längen- und Positionsbestimmung zwischen dem ersten Referenzpunkt 43 und dem zweiten entfernten Referenzpunkt 44 ist mit der relativ großen Meßunsicherheit 45 behaftet. Die 18 zeigt eine geringere Meßunsicherheit 45, wenn das Längsführungselement auf dem Fahrwagen befestigt ist und der Mess-Sensor auf dem Längsführungselement verfahrbar ist.
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Die 19 zeigt, dass keine Meßunsicherheit 45 zwischen den beiden Referenzpunkten 43, 44 entsteht, wenn der Mess-Sensor an dem fest im Kanal fixierten Längsführungselement entlang verfahren wird. Damit wird der Vorteil der Erfindung deutlich, denn die Messung erfolgt unabhängig von den unsicheren Fahrbewegungen des Fahrwagens.
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Die genaueste Messkurve ergibt sich nach 19 in Form der Messkurve 39c, die sich nur dann ergibt, wenn an einem feststehenden Längsführungselement, welches über die gesamte Messlänge der unbekannten Umgebung fixiert ist, eine Messung mit Hilfe der Verschiebung der Mess-Sonde 15 stattfindet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Inspektionsfahrzeug
- 2
- Versorgungsleitung
- 3
- Schacht
- 4
- Hauptkanal
- 5
- Fahrwagen
- 6
- Umlenkeinrichtung
- 7
- Kameraeinheit
- 8
- Kamera
- 9
- Nebenkanal
- 10
- Nebenkanal
- 11
- Führungsschlauch
- 12
- Ende
- 13
- Ende
- 14
- Abzweig
- 15
- Meßsonde
- 16
- Pfeilrichtung
- 17
- Seilzug
- 18
- Umlenkrolle
- 19
- Antrieb
- 20
- Medium
- 21
- Druckpumpe
- 22
- Kamera
- 23
- Drehgestell
- 25
- Rückholfeder
- 25
- Schiebestab
- 26
- Schiebeantrieb
- 27
- Führungselemente
- 28
- Druckschlauch
- 29
- Druckschlauch
- 30
- Innenraum
- 31
- Vorschubschlauch
- 32
- Pfeilrichtung
- 33
- Rückstoßdüse
- 34
- Halterung
- 35
- Führungsrolle
- 36
- Halterung
- 37
- Hochdruckraum
- 38
- Führungsstab
- 39
- Meßkurve a, b, c
- 40
- Pfeilrichtung
- 41
- Führungsband
- 42
- Führungsstange
- 43
- Referenzpunkt
- 44
- Referenzpunkt
- 45
- Meßunsicherheit
