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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung und/oder Inspektion eines Strömungskanals, insbesondere eines Abwasserkanals, mit einem in den Kanal einführbaren, mit Hochdruck-Spülwasser beaufschlagbaren Spülschlauch, der mit seinem vorderen Ende an eine zumindest mit eine Rückstoßkraft erzeugenden Strahldüsen versehene Kanaldüse angeschlossen ist, die durch Drehung um ihre Achse lenkbar ist, wobei der Spülschlauch in wenigstens zwei Abschnitte unterteilt ist, die durch ein vom Hochdruck-Spülwasser durchströmbares Kupplungsaggregat miteinander verbunden sind, das ein an einen Spülschlauchabschnitt angeschlossenes Gehäuseelement und ein in diesem beweglich angeordnetes, an den anderen Spülschlauchabschnitt angeschlossenes hohles Eingriffselement aufweist.
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Aus der
DE 10 2011 120 152 A1 ergibt sich eine Vorrichtung zur Reinigung und/oder Inspektion eines Strömungskanals mit einem in den Kanal einführbaren, mit Hochdruck-Spülwasser beaufschlagbaren Spülschlauch, der mit seinem vorderen Ende an eine mit einer Rückstoßwirkung erzeugenden Strahldüsen versehene Kanaldüse angeschlossen ist, die durch Drehung um ihre Achse lenkbar ist. Zur Drehung der Kanaldüse wird dabei der diese tragende Spülschlauch insgesamt verdreht. Hierzu wird bei der bekannten Anordnung eine zur Aufnahme eines Spülschlauchvorrats vorgesehene, als Haspel ausgebildete Schlauchaufnahmeeinrichtung um eine zur Längsachse des auslaufenden Spülschlauchs parallele Achse gedreht. Die Haspel ist hierzu mittels eines Drehgelenks am Heck eines Trägerfahrzeugs angebracht und mittels einer Antriebseinrichtung verdrehbar. Alle der Haspel zugeordneten Versorgungsleitungen sowie die Spülwasserleitung müssen dabei zentrisch durch das Drehgelenk durchgeführt werden. Dies erweist sich als sehr aufwendig und störanfällig. Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnung besteht darin, dass hier zur Bewerkstelligung einer Drehung der Kanaldüse der diese aufnehmende Spülschlauch insgesamt auf seiner ganzen Länge gedreht werden muss, was sich ungünstig auf die erzielbare Genauigkeit auswirkt. In diesem Zusammenhang ist nämlich davon auszugehen, dass der mit Hochdruck-Spülwasser beaufschlagte Spülschlauch eine zwar kleine aber doch nicht vollständig zu vernachlässigende Torsionsfedereigenschaft aufweist, so dass sich bei einer Drehung des Spülschlauchs mit zunehmender Länge eine gewisse Tordierung ergibt, was eine genaue Drehung der Kanaldüse erschwert und daher zu Fehlern bezüglich des Drehwinkels führen kann. Die bekannte Anordnung erweist sich daher als nicht einfach, störungsfrei und genau genug.
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Die
DE 20 2012 011 773 U1 zeigt eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung, bei der das Eingriffselement als Hohlkugelelement ausgebildet ist, dem eine gehäuseseitig vorgesehene Aufnahmekalotte zugeordnet ist, um eine gegenseitige Beweglichkeit der beiden Spülschlauchabschnitte um quer zur Strömungsachse verlaufende Bewegungsachsen zu ermöglichen. In Drehrichtung um die Spülschlauchachse sind die beiden Elemente des Kupplungsaggregats gegeneinander verriegelt. Eine Drehbewegung um die Spülschlauchachse wird daher vom hinteren Schlauchabschnitt auf den vorderen Schlauchabschnitt übertragen. Auch bei dieser bekannten Anordnung muss daher zur Drehung der Kanaldüse der Spülschlauch insgesamt verdreht werden, was zu den oben bereits genannten Nachteilen hinsichtlich Bauweise, Genauigkeit und Störungsanfälligkeit führt.
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Hiervon ausgehend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung eingangs erwähnter Art mit einfachen und kostengünstigen Mitteln so zu verbessern, dass nicht nur eine einfache und kostengünstige Bauweise erreicht wird, sondern auch eine störungsarme und genaue Arbeitsweise gewährleistet wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei der eingangs beschriebenen Vorrichtung das Eingriffselement als im Gehäuseelement axial beweglich angeordnetes Hohlkolbenelement ausgebildet ist und dass das Gehäuseelement und das Hohlkolbenelement durch eine Feder aneinander abgestützt sind und über eine eine Axialbewegung in einer Drehbewegung umsetzende Wandlereinrichtung zusammenwirken.
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Mit diesen Maßnahmen lassen sich die Nachteile des eingangs geschilderten Standes der Technik vollständig vermeiden. Durch den Druck des Hochdruck-Spülwassers wird der Spülschlauch nicht nur in radialer Richtung beansprucht, sondern auch in axialer Richtung. Mittels dieser Längskraft werden die beiden Elemente des Kupplungsaggregats in axialer Richtung gegeneinander verschoben, wobei die Axialbewegung mit Hilfe der Wandlereinrichtung in eine Drehbewegung umgesetzt wird. Es ist daher in vorteilhafter Weise möglich, durch Änderung des Drucks des Hochdrucksprühwassers eine Drehbewegung des die Kanaldüse tragenden Spülschlauchabschnitts gegenüber dem rückwärtigen Spülschlauchabschnitt zu bewerkstelligen. Eine Drehbewegung des gesamten Spülschlauchs einschließlich Schlauchaufnahmeeinrichtung etc. ist hier in vorteilhafter Weise nicht erforderlich. Die Spülschlauchaufnahmeeinrichtung kann daher in vorteilhafter Weise stationär angeordnet sein, was den Aufbau stark vereinfacht und einer Störanfälligkeit vorbeugt. Ein weiterer, besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahmen ist auch darin zu sehen, dass das erfindungsgemäße Kupplungsaggregat leicht und ohne größeren Aufwand nachrüstbar ist, so dass auch bereits vorhandene Anordnungen zur Reinigung und Inspektion von Strömungskanälen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Drehung des vorderen Spülschlauchabschnitts und der hieran angebrachten Kanaldüse ausgestattet werden können, was deren Einsatzmöglichkeiten verbreitert und damit insgesamt eine gute Wirtschaftlichkeit ergibt.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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So kann zweckmäßig vorgesehen sein, dass das Hohlkolbenelement einen umfangsseitig mit dem Gehäuseelement zusammenwirkenden Kopf und einen hiergegen abgestuften Hals aufweist, der eine zugeordnete, dem gehäuseseitigen Spülschlauchanschluss gegenüberliegende Gehäuseöffnung durchsetzt und mit seinem außerhalb hiervon sich befindenden, vom Kopf abgewandten Ende mit dem zugeordneten Spülschlauchabschnitt verbunden ist. Hierbei ergibt sich ein sinnfälliger Anschluss des Kupplungsaggregats an die einander zugewandten Enden der beiden Spülschlauchabschnitte. Infolge der Abstufung des Hohlkolbenelements ergibt sich in vorteilhafter Weise zudem innerhalb des Gehäuseelements ein Ringraum, in welchem die Feder platzierbar ist. Diese kann daher zweckmäßig als Schraubendruckfeder ausgebildet sein, die den inneren Bereich des Halses des Hohlkolbenelements umfasst und hierdurch geführt ist, was sich vorteilhaft auf die Betriebssicherheit auswirken kann.
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Eine weitere vorteilhafte Maßnahme kann darin bestehen, dass die Wandlereinrichtung als Kulissenanordnung ausgebildet ist, die eine einerseits vorgesehene Spiralnut und ein andererseits vorgesehenes, in die Spiralnut eingreifendes Gleitelement aufweist. Hiermit lassen sich in vorteilhafter Weise auch größere Drehwinkel bewerkstelligen.
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Eine besonders zu bevorzugende Ausgestaltung der vorstehend genannten Maßnahmen kann darin bestehen, dass das Gehäuseelement mit einem Innengewinde und das Hohlkolbenelement mit einem hiermit im Eingriff stehenden Außengewinde versehen sind. Diese Maßnahme ergibt nicht nur eine günstige Herstellbarkeit, sondern führt in vorteilhafter Weise auch zu einem zuverlässigen gegenseitigen Eingriff und damit zu einer zuverlässigen Kraftübertragung.
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In weiterer Fortbildung der übergeordneten Maßnahmen kann vorgesehen sein, dass das Kupplungsaggregat mit vergleichsweise kleinem Abstand von vorzugsweise 1–3 Metern vor der Kanaldüse angeordnet ist. Hierdurch wird sichergestellt, dass einerseits die Beweglichkeit der Kanaldüse durch das Kupplungsaggregat nicht eingeschränkt wird und dass andererseits keine nennenswerte Tordierung des vom Kupplungsaggregat bis zur Kanaldüse führenden Spülschlauchabschnitts erfolgt.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den restlichen Unteransprüchen angegeben und aus der nachstehenden Beispielsbeschreibung anhand der Zeichnung näher entnehmbar.
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In der nachstehend beschriebenen Zeichnung zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Kanalreinigung und/oder -inspektion und
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2 eine vergrößerte, schematische Darstellung des die Abschnitte des unterteilten Spülschlauchs miteinander verbindenden Kupplungsaggregats der Anordnung gemäß 1.
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Die 1 zeigt einen Abschnitt eines Abwasserkanalsystems mit einem über einen Schacht 1 zugänglichen Kanal 2, in den ein mit Hochdruck-Spülwasser beaufschlagter Spülschlauch 3 und ein mit Saugzug beaufschlagter Saugschlauch 4 eingeführt sind. Der Spülschlauch 3 trägt an seinem vorderen Ende eine mit Strahldüsen 5 versehene Kanaldüse 6. Dabei können nach vorne und nach hinten gerichtete Strahldüsen 5 vorgesehen sein, aus denen im Betrieb jeweils ein Hochdruckwasserstrahl 7 austritt. Der Druck des Hochdruckspülwassers liegt in der Größenordnung von 100–150 bar.
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Ein nach vorne gerichteter Strahl dient dabei der Lockerung von Schmutzablagerungen 8. Die nach rückwärts austretenden Strahlen 7 bewirken eine weitere Lockerung der Schmutzablagerungen 8 sowie einen Rückstoßantrieb der Kanaldüse 6 und eine Flotation des gelockerten Schmutzes zum bis auf die Sohle des Kanals 2 abgesenkten Ende des Saugschlauches 4 hin. Zur Durchführung einer Kanalinspektion kann die Kanaldüse 6 mit einer Beleuchtungs- und Kameraeinrichtung 9 versehen sein. Auf einen nach vorne austretenden Strahl kann dabei auch verzichtet werden.
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Die rückwärtigen Strahldüsen 5 sind zweckmäßig bezüglich der Düsenachse derart unsymmetrisch angeordnet, dass sich zusätzlich zur Vortriebskraft auch eine auf die Kanaldüse 6 wirkende, nach oben gerichtete Kraft ergibt, so dass sich die Kanaldüse 6 in einem gewünschten Abstand von der Kanalsohle befindet.
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Der Spülschlauch 3 wird von der an seinem vorderen Ende angebrachten, durch die Rückstoßwirkung der Strahlen 7 vorangetriebenen Kanaldüse 6 in den Kanal 2 eingezogen. Der Spülschlauch 3 wird dabei von einer einen Schlauchvorrat aufnehmenden Schlauchaufnahmeeinrichtung 10 abgezogen. Diese ist im dargestellten Beispiel als Haspel ausgebildet, die an einem Trägerfahrzeug, im dargestellten Beispiel in Form eines Kanalreinigungsfahrzeugs 11 angebracht ist. Dieses ist im dargestellten Beispiel mit einem drehbaren Ausleger 12 versehen, der die Schlauchaufnahmeeinrichtung 10 trägt.
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Dem Saugschlauch 4, der mit seinem vorderen, offenen Ende bis zur Kanalsohle absenkbar ist, kann ebenfalls eine hier nicht näher dargestellte, einen Schlauchvorrat aufnehmende Aufnahmevorrichtung, beispielsweise in Form einer liegenden Haspel etc., zugeordnet sein. Der in den Kanal absenkbare Saugschlauch 4 läuft über einen Rüssel 13 des Auslegers 12 in den Kanal ab.
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Das Trägerfahrzeug, hier in Form des Kanalreinigungsfahrzeugs 11, enthält einen Spülwassertank 15, an den eine den Spülschlauch 3 mit Hochdruck-Spülwasser versorgende Hochdruckpumpe 16 saugseitig angeschlossen ist, die einen Wasserdruck von 100–150 bar erzeugen kann. Der Spülwassertank 15 ist im dargestellten Beispiel von einem vorteilhaft evakuierbaren Schlammbehälter 17 getrennt, in den der Saugschlauch 4 mit seinem oberen Ende einmündet, worüber das aus dem Kanal 2 abgesaugte Wasser-Schmutzgemisch in den Schlammbehälter 17 eingeworfen wird.
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Im Betrieb kommt es vor, dass die Kanaldüse 6 um ihre Achse gedreht werden muss, um z. B. eine in den Kanal 2 hineingewachsene Baumwuzel abzutrennen, oder die Kanaldüse 6 in eine seitliche Kanalabzweigung 2a, beispielsweise in Form eines Hausanschlusses etc., hinein zu lenken. Hierzu wird die Kanaldüse 6 so um ihre Achse gedreht, dass die nach hinten gerichteten, aus den asymmetrisch zur Düsenachse angeordneten Strahldüsen 5 austretenden Strahlen 7 eine Seitenkraft bewirken, wodurch die Kanaldüse 6 in die seitliche Kanalabzweigung 2a hineingelenkt wird. Die Drehung der Kanaldüse 6 erfolgt mittels Drehung des die Kanaldüse 6 tragenden Spülschlauchs 3. Um jedoch nicht den gesamten Spülschlauch 3 drehen zu müssen, ist der Spülschlauch 3 in zwei Abschnitte 3a, 3b unterteilt, die durch ein vom Spülwasser durchströmbares Kupplungsaggregat 18 miteinander verbunden sind, mittels dessen eine Drehung des vorderen, die Kanaldüse 6 tragenden Abschnitts 3a in Abhängigkeit vom Druck des den Spülschlauch 3 durchströmenden Hochdruck-Spülwassers bewirkt werden kann.
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Das Kupplungsaggregat 18 besteht, wie am besten aus 2 erkennbar ist, aus einem an einen Schlauchabschnitt, hier an den rückwärtigen, von der Schlauchaufnahmeeinrichtung 10 kommenden Schlauchabschnitt 3a angeschlossenen Gehäuseelement 19 und einem in diesem in axialer Richtung beweglichen, an den anderen Abschnitt des Spülschlauchs 3, hier an den zur Kanaldüse 6 führenden Schlauchabschnitt 3b angeschlossenen Hohlkolbenelement 20, das mit dem Gehäuseelement 19 über eine eine Axialbewegung umsetzende Wandlereinrichtung zusammen wirkt und durch eine Feder 21 hieran abgestützt ist.
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Das Hohlkolbenelement 20 besitzt einen umfangsseitig mit dem Innenumfang einer Bohrung des Gehäuseelement 19 zusammenwirkenden Kolbenkopf 22 und einen hiergegen abgestuften Hals 23, der eine dem gehäuseseitigen Schlauchanschluss gegenüberliegende stirnseitige Gehäuseöffnung 24 durchsetzt und mit seinem äußeren Ende mit dem zugewandten rückwärtigen Ende des zur Kanaldüse 6 führenden Spülschlauchabschnitts 3b verbunden ist. In Folge der Abstufung zwischen Kolbenkopf 22 und Hals 23 ergibt sich innerhalb des Gehäuseelements 19 ein Ringraum 25, in welchem die Feder 21 platziert werden kann. Diese kann dementsprechend einfach als den Hals 23 umfassende, dem Wasserdruck entgegenwirkende Schraubendruckfeder ausgebildet sein, die sich einerseits an der Stufe des Hohlkolbenelements 20 und andererseits an einem z. B. durch einen Deckel etc. gebildeten Verschluss des Gehäuseelements 19 abstützt und durch den Hals 23 geführt wird.
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Die oben genannte Wandlereinrichtung zur Umsetzung einer Axialbewegung in eine Drehbewegung ist zweckmäßig als Kulissenanordnung ausgebildet, die eine einerseits vorgesehene Spiralnut und ein andererseits vorgesehenes, hiermit im Eingriff stehendes Gleitelement aufweist. Im dargestellten Beispiel ist die Kulissenanordnung als Gewindeverbindung ausgebildet. Hierzu sind das Gehäuseelement 19 mit einem zumindest über einen Teil der Länge seines Innenraums sich erstreckenden Innengewinde 26 und das Hohlkolbenelement 20 mit einem hiermit im Eingriff stehenden, dem Kolbenkopf zugeordneten Außengewinde 27 versehen. Dementsprechend fungieren hier die Gewindenut des gehäuseseitigen Innengewindes 26 als Spiralnut und der Gewindesteg des kolbenseitigen Außengewindes 27 als hiermit im Eingriff stehendes Gleitelement.
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Die Steigung der Spiralnut bzw. die Gewindesteigung liegt selbstverständlich außerhalb des selbsthemmenden Bereichs, so dass eine axiale Verschiebung des Hohlkolbenelements 20 automatisch zu einer Drehung des Hohlkolbenelements 20 führt.
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Im Betrieb ergibt sich in Folge des an der Rückseite des vom Hochdruck-Spülwasser durchströmten Hohlkolbenelements 20 anstehenden Drucks eine in Strömungsrichtung nach vorne gerichtete, auf das Hohlkolbenelement 20 wirkende Kraft, durch die das Hohlkolbenelement 20 entgegen der Wirkung der Feder 21 nach vorne, d. h. in Strömungsrichtung des es durchströmenden Hochdruck-Spülwassers verschoben wird, wobei die Axialbewegung in Folge der hier durch das Innengewinde 26 und Außengewinde 27 gebildeten Kulissenanordnung gleichzeitig in eine Drehbewegung des Hohlkolbenelements 20 und damit des hieran angebrachten, vorderen Spülschlauchabschnitts 3b und der hieran wiederum angebrachten Kanaldüse 6 umgewandelt wird. Wenn der Druck des Hochdruck-Spülwassers steigt, ergibt sich eine Vorwärtsbewegung mit entsprechender Drehbewegung des Hohlkolbenelements 20, wobei die dem Wasserdruck entgegenwirkende Feder 21 zusammengedrückt wird. Wenn der Druck des Hochdruck-Spülwassers abnimmt, wird das Hohlkolbenelement 20 durch die Feder 21 zurückgestellt, wobei die axiale Rückwärtsbewegung des Hohlkolbenelements in eine entgegen gesetzte Drehbewegung umgewandelt wird. Durch Änderung des Drucks des Hochdruck-Spülwassers ist dementsprechend eine Drehbewegung des Hohlkolbenelements in jeder gewünschten Drehrichtung und damit der über den Schlauchabschnitt 3b hiermit verbundenen Kanaldüse 6 möglich.
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Um dies zu bewerkstelligen ist eine zweckmäßig der Hochdruckpumpe 16 zugeordnete Einrichtung zur Änderung des Drucks des Hochdruck-Spülwassers sowie eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen des momentan wirkenden Drucks vorgesehen. Eine Druckänderung kann einfach durch eine Änderung der Geschwindigkeit der Hochdruckpumpe 16 bewerkstelligt werden. Die Anzeigeeinrichtung kann als Manometer ausgebildet sein, das hier zweckmäßig mit einer Skala für den Drehwinkel versehen sein kann.
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Zur Umlenkung der Kanaldüse 6 um 90° genügt eine Drehung um 90°. Für eine Umlenkung nach links oder nach rechts genügt daher ein Drehwinkelbereich von etwa 180°. Da unter Umständen mehrere Rohrabzweigungen hintereinander kommen können, ist zweckmäßig ein etwas größerer Drehwinkelbereich als 180° vorgesehen. Ein Drehwinkelbereich von 360°–450° ist für die meisten Fälle ausreichend.
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Die Unterteilung des Spülschlauchs 3 in die beiden Abschnitte 3a und 3b kann grundsätzlich überall im Bereich der ganzen Spülschlauchlänge erfolgen. Auch eine mehrfache Unterteilung des Spülschlauchs 3 wäre denkbar. Zweckmäßig erfolgt diese Unterteilung und damit die Positionierung des Kupplungsaggregats 18 in einem nahe bei der Kanaldüse 6 liegenden Bereich, so dass der vordere Schlauchabschnitt 3b wesentlich kürzer als der rückwärtige Schlauchabschnitt 3a ist. Die Länge des Schlauchabschnitts 3b und dementsprechend die Entfernung der Kanaldüse 6 vom Kupplungsaggregat 18 soll einerseits groß genug sein, um eine ausreichende, vom Kupplungsaggregat 18 unabhängige Beweglichkeit der Kanaldüse 6 zu gewährleisten und andererseits klein genug, um eine Tordierung im Bereich des Schlauchabschnitts 3b vernachlässigen zu können. Eine Länge des vorderen Schlauchabschnitts 3b und dementsprechend eine Länge des Abstands zwischen Kanaldüse 6 und Kupplungsaggregat 18 im Bereich von etwa 1–3 m wird den vorstehend genannten Anforderungen gerecht.
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Bei mehrfacher Unterteilung des Spülschlauchs 3 ergeben sich mehrere aufeinander folgende Kupplungsaggregate, die jeweils gleiche Drehbewegungen durchführen, deren Drehwinkel sich addieren, so dass man bereits mit vergleichsweise geringen Druckänderungen auskommt. Zusätzlich oder alternativ zur Kameraeinrichtung 9 der Kanaldüse 6 kann auch das dieser benachbarte Kupplungsaggregat 18 mit einer derartigen Kameraeinrichtung versehen sein. Bei mehreren Kupplungsaggregaten 18 kann auch mehreren eine Kameraeinrichtung zugeordnet sein.
