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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Inspektionssystem zur Inspektion und/oder Reinigung von Rohrleitungen, welches angepasst ist, Steuer- und/oder Messdaten drahtlos zu übertragen, sowie einen Repeater für ein erfindungsgemäßes Inspektionssystem zur Erhöhung der Reichweite einer drahtlosen Kommunikationsverbindung.
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Hintergrund der Erfindung und Stand der Technik
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Im Bereich der Kanalinspektion und/oder Kanalreinigung ist es bekannt, Kanalinspektionssysteme bzw. Kanalreinigungssysteme zu verwenden, die in das zu inspizierende Rohr bzw. Kanal eingebracht werden können und im Kanalrohr verfahren werden können. Zur Reinigung von Kanalrohren ist es bekannt, Reinigungsvorrichtungen, etwa Hochdruckspüleinrichtungen, zu verwenden. Sowohl die Kanalinspektionssysteme als auch die Reinigungsvorrichtungen können Sensoren aufweisen, mit denen unterschiedliche Messdaten während der Inspektion bzw. während der Reinigung erfasst werden können. Die Kanalinspektionssysteme bzw. Reinigungsvorrichtungen können auch Kameras aufweisen, mit denen das Innere eines Kanalrohres optisch inspiziert werden kann.
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Die aufgenommenen Messdaten bzw. Bilddaten müssen an eine außerhalb des Rohrsystems angeordnete Kontrolleinrichtung übertragen werden, wo sie ausgewertet und gegebenenfalls weiterverarbeitet werden können. Hierzu ist es bekannt, die Kanalinspektionssysteme bzw. Reinigungsvorrichtungen über eine Kabelverbindung mit der Kontrolleinrichtung zu verbinden. Nachteilig bei der Datenübertragung über Kabelverbindungen ist allerdings die begrenzte Übertragungslänge durch die begrenzte Länge der Kabelverbindung.
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1 zeigt eine erste aus dem Stand der Technik bekannte Lösung, bei der eine Reinigungsvorrichtung 15 über einen Spülschlauch 17 mit einer Kontrolleinrichtung 10 gekoppelt ist. Zusätzlich zum Spülschlauch 17 sind auch Daten- und/oder Stromleitungen vorgesehen, um Daten von der Reinigungsvorrichtung 15 an die Kontrolleinrichtung 10 zu übertragen.
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Um dennoch längere Strecken inspizieren bzw. reinigen zu können, muss das gesamte Inspektions- bzw. Reinigungssystem umgesetzt werden, wie in 2 gezeigt. Wie aus 2 ersichtlich, muss die Kontrolleinrichtung 10 zum nächsten Schacht 6 umgesetzt bzw. verbracht werden, um den nächsten bzw. einen weiteren Rohr- bzw. Kanalabschnitt inspizieren bzw. reinigen zu können.
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Aufgabe der Erfindung
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu vermeiden und Lösungen bereitzustellen, mit denen die Reichweite einer drahtlosen Kommunikationsverbindung zwischen einer im Kanal angeordneten Sendeeinrichtung und einer außerhalb des Kanals angeordneten Empfangseinrichtung vergrößert werden kann, um so erheblich längere Rohr- bzw. Kanalabschnitte in einem Arbeitsvorgang inspizieren bzw. reinigen zu können, ohne dass die Kontrolleinrichtung oder diverse Reflektoren umgesetzt werden müssten.
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Erfindungsgemäße Lösung
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Inspektionssystem zur Inspektion und/oder Reinigung von Rohrleitungen sowie einen Repeater für ein erfindungsgemäßes Inspektionssystem nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Bereitgestellt wird demnach ein Inspektionssystem zur Inspektion und/oder Reinigung von Rohrleitungen, wobei das Inspektionssystem eine Inspektions- und/oder Reinigungseinrichtung und eine Kontrolleinrichtung umfasst und wobei das Inspektionssystem eine der Kontrolleinrichtung zugeordnete erste Sende-/Empfangseinrichtung und eine der Inspektions- und/oder Reinigungseinrichtung zugeordnete zweite Sende-/Empfangseinrichtung zur drahtlosen Übertragung von Steuer- und/oder Messdaten zwischen der Inspektions- und/oder Reinigungseinrichtung und der Kontrolleinrichtung umfasst.
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Das Inspektionssystem kann wenigstens einen Repeater mit einem Antennensystem bzw. mit wenigstens einer Antenne umfassen, der operativ zwischen der ersten Sende-/Empfangseinrichtung und der zweiten Sende-/Empfangseinrichtung angeordnet ist und angepasst ist, die Reichweite einer zwischen der ersten Sende-/Empfangseinrichtung und der zweiten Sende-/Empfangseinrichtung eingerichteten drahtlosen Kommunikationsverbindung zu erhöhen.
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Die drahtlose Kommunikationsverbindung kann eine WLAN-Kommunikationsverbindung umfassen.
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Der wenigstens eine Repeater ist in der zu inspizierenden und/oder zu reinigenden Rohrleitung anordenbar.
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Die Inspektions- und/oder Reinigungseinrichtung kann über einen Schlauch, ein Seil oder ein Kabel mit der Kontrolleinrichtung koppelbar und/oder verbindbar sein.
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Der wenigstens eine Repeater kann an dem Schlauch, an dem Seil oder an dem Kabel befestigbar sein. Damit ist gewährleistet, dass sich die Repeater mit einem gewissen Abstand zur Sendeeinrichtung fortbewegen, um eine unterbrechungsfreie drahtlose Kommunikationsverbindung bis zur Empfangseinrichtung aufrecht zu erhalten.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung kann zusätzlich zu dem Schlauch, Seil oder Kabel, der bzw. das die Inspektions- und/oder Reinigungseinrichtung mit der Kontrolleinrichtung koppelt bzw. verbindet, ein weiterer Schlauch, Seil oder Kabel vorgesehen sein, der bzw. das in die Rohrleitungen einbringbar ist, wobei an dem weiteren Schlauch, an dem weiteren Seil oder an dem weiteren Kabel der wenigstens eine Repeater befestigbar ist.
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Der wenigstens eine Repeater kann lösbar befestigbar sein.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung kann der wenigstens eine Repeater an einem Schlauch befestigbar sein, wobei der Schlauch die Inspektions- und/oder Reinigungseinrichtung mit der Kontrolleinrichtung verbindet. Der Schlauch kann hierbei einen Spülschlauch, über den Spülwasser der Reinigungseinrichtung zugeführt wird, umfassen.
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Die Inspektions- und/oder Reinigungseinrichtung kann eine Spüleinrichtung, insbesondere eine Spüldüse, umfassen.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung kann die Spüldüse eine Kamera aufweisen, wobei Aufnahmen der Kamera über die zweite Sende-/Empfangseinrichtung drahtlos zur ersten Sende-/Empfangseinrichtung übertragbar sind und/oder wobei für die Kamera und/oder Spüldüse vorgesehene Steuerbefehle über die erste Sende-/Empfangseinrichtung drahtlos zur zweiten Sende-/Empfangseinrichtung übertragbar sind.
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Vorteilhaft ist es, wenn der wenigstens eine Repeater mit Befestigungsmittel, insbesondere Schellen und/oder Klipse, an dem Schlauch lösbar befestigbar ist. Damit kann der wenigstens eine Repeater an unterschiedlichen Stellen am Schlauch befestigt werden.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung kann der Schlauch wenigstens zwei voneinander getrennte Schlauchabschnitte umfassen, wobei der wenigstens eine Repeater zwischen den beiden Schlauchabschnitten anordenbar ist bzw. angeordnet ist und die beiden Schlauchabschnitte miteinander verbindet.
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Die beiden Schlauchabschnitte können jeweils eine Schlauchkupplung aufweisen, mit denen die Schlauchabschnitte an dem Repeater anschließbar sind.
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Vorteilhaft ist es hierbei, wenn der Repeater einen axialen Kanal aufweist, der den ersten Schlauchabschnitt mit dem zweiten Schlauchabschnitt verbindet.
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Vorteilhafterweise ist der Durchmesser des axialen Kanals im Wesentlichen gleich groß wie der Durchmesser des ersten und des zweiten Schlauchabschnittes.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Repeater eine Vorrichtung zur Umwandlung von kinetischer Energie des Spülwassers in elektrische Energie aufweisen, wobei die Vorrichtung zumindest eine Wasserturbine und zumindest einen Generator aufweist, wobei zumindest die Wasserturbine zumindest teilweise in dem axialen Kanal des Repeaters angeordnet ist.
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Ferner kann der Repeater einen Akkumulator aufweisen, der mit dem Generator gekoppelt ist, wobei der Akkumulator und/oder der Generator den Repeater mit elektrischer Energie versorgt.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung kann der wenigstens eine Repeater in den Mantel des Schlauches integriert sein.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der wenigstens eine Repeater an einer Schlauchinnenwandung des Schlauches angeordnet sein und von einer im Wesentlichen wasserdichten Ummantelung umgeben sein.
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Bei einer Anordnung des Repeaters in den Mantel bzw. an der Schlauchinnenwandung des Schlauches ist es vorteilhaft, wenn die Antenne des Repeaters zumindest teilweise durch den Mantel des Schlauches nach außen geführt ist.
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Die Antenne des Repeaters kann durch ein an der Außenwandung des Schlauches angeordnetes antennenfähiges Material gebildet sein.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung kann das antennenfähige Material den Mantel des Schlauches in radialer Richtung zumindest teilweise umgeben. Damit kann eine gleichmäßige Ausbreitung des Funksignals weitgehend unabhängig von einer radialen Drehung des Schlauches gewährleistet werden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann eine Anzahl von Repeatern vorgesehen sein, wobei die Repeater vorzugsweise in gleichmäßigen Abständen zueinander angeordnet sind bzw. in gleichmäßigen Abständen zueinander an dem Schlauch angeordnet sind.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung kann das Inspektionssystem einen stationären Repeater umfassen, mit dem eine drahtlose Kommunikationsverbindung zwischen der ersten Sende-/Empfangseinrichtung und dem ersten in Vorschubrichtung angeordneten Repeater, d.h. dem Repeater, der den geringsten Abstand zum stationären Repeater aufweist, herstellbar ist.
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Des Weiteren wird durch die Erfindung ein Repeater für ein Inspektionssystem zur Inspektion und/oder Reinigung von Rohrleitungen bereitgestellt, wobei der Repeater wenigstens eine Antenne oder ein Antennensystem aufweist und angepasst ist, die Reichweite einer drahtlosen Kommunikationsverbindung zwischen einer ersten Sende-/Empfangseinrichtung und einer in der Rohrleitung angeordneten zweiten Sende-/Empfangseinrichtung zu erhöhen.
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Der Repeater kann ein Befestigungsmittel aufweisen, mit dem dieser an einem Schlauch, insbesondere Spülschlauch, an einem Kabel oder an einem Seil befestigbar, vorzugsweise lösbar befestigbar ist.
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Der Repeater kann einen axialen Kanal aufweisen, mit dem ein erster Spülschlauch mit einem zweiten Spülschlauch verbindbar ist, wobei zum Verbinden der beiden Spülschläuche mit dem Repeater Schlauchkupplungen vorgesehen sind.
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Vorteilhaft ist es, wenn der Durchmesser des axialen Kanals des Repeaters im Wesentlichen gleich groß ist wie der Innendurchmesser des ersten und zweiten Spülschlauchs.
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Der Repeater kann eine Vorrichtung zur Umwandlung von kinetischer Energie des Spülwassers in elektrische Energie aufweisen, wobei die Vorrichtung zumindest eine Wasserturbine und zumindest einen Generator aufweist, wobei zumindest die Wasserturbine zumindest teilweise in dem axialen Kanal des Repeaters angeordnet ist.
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Der Repeater kann vorzugsweise angepasst sein, seine Sendeleistung automatisch zu erhöhen und/oder automatisch zu verringern.
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Vorteilhaft ist es, wenn der Repeater in einem wasserdichten und/oder druckdichten Gehäuse untergebracht ist, wobei lediglich die Antenne aus dem Gehäuse herausgeführt ist oder wobei ein Teil des Gehäuses die Antenne des Repeaters bildet.
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Bereit gestellt wird des Weiteren eine Sende-/Empfangseinrichtung zur drahtlosen Übertragung von Steuer- und/oder Messdaten zwischen einer der Sende-/Empfangseinrichtung zugeordneten Inspektions- und/oder Reinigungseinrichtung und einer Kontrolleinrichtung eines Inspektionssystems zur Inspektion und/oder Reinigung von Rohrleitungen, wobei die Sende-/Empfangseinrichtung angepasst ist eine drahtlose Kommunikationsverbindung zu einer der Kontrolleinrichtung zugeordneten weiteren Sende-/Empfangseinrichtung einzurichten.
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Die Sende-/Empfangseinrichtung kann angepasst sein eine drahtlose Kommunikationsverbindung zu einem zwischen der Sende-/Empfangseinrichtung und der weiteren Sende-/Empfangseinrichtung angeordneten erfindungsgemäßen Repeater einzurichten.
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Die Sende-/Empfangseinrichtung kann an der Inspektions- und/oder Reinigungseinrichtung angeordnet sein, wobei die Inspektions- und/oder Reinigungseinrichtung zumindest eines aus der Gruppe umfassend Reinigungsdüse, Inspektionskamera, Inspektions- und/oder Reinigungsfahrzeug, und Kombinationen hiervon, umfasst.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Sende-/Empfangseinrichtung lösbar mit der Inspektions- und/oder Reinigungseinrichtung koppelbar ist, wobei die Sende-/Empfangseinrichtung elektrische Kontaktelemente aufweist, die mit elektrischen Kontaktelementen der Inspektions- und/oder Reinigungseinrichtung korrespondieren.
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Sende-/Empfangseinrichtung kann in einem wasserdichten und vorzugsweise explosionsgeschützten Gehäuse angeordnet ist.
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Bereit gestellt wird ferner eine Inspektions- und/oder Reinigungsvorrichtung, umfassend eine erfindungsgemäße Sende-/Empfangseinrichtung und eine mit der Sende-/Empfangseinrichtung koppelbare Inspektions- und/oder Reinigungseinrichtung.
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Die Inspektions- und/oder Reinigungseinrichtung kann zumindest eines aus der Gruppe umfassend Reinigungsdüse, Inspektionskamera, Inspektions- und/oder Fahrwagen, und Kombinationen hiervon, umfassen.
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Die Inspektions- und/oder Reinigungseinrichtung kann eine Reinigungsdüse mit einer in der Reinigungsdüse integrierten Inspektionskamera umfassen, wobei die Inspektionskamera vorzugsweise lösbar in der Reinigungsdüse anordenbar ist, und wobei die Inspektionskamera operativ mit der Sende-/Empfangseinrichtung gekoppelt ist.
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An dem Fahrwagen kann eine Energieversorgung, insbesondere ein Akkumulator vorgesehen sein, die mit der Sende-/Empfangseinrichtung gekoppelt ist.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung, sowie konkrete, insbesondere vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:
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1 ein aus dem Stand der Technik bekanntes Inspektionssystem;
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2 ein weiteres aus dem Stand der Technik bekanntes Inspektionssystem;
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3 ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Inspektionssystems;
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4 ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Repeaters für ein erfindungsgemäßes Inspektionssystem;
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5 ein alternatives Beispiel eines erfindungsgemäßen Repeaters für ein erfindungsgemäßes Inspektionssystem;
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6 Varianten eines erfindungsgemäßen Repeaters, die in einem Schlauchmantel integriert sind;
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7 eine erfindungsgemäße Inspektions- und/oder Reinigungsvorrichtung mit einer Reinigungsdüse; und
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8 eine erfindungsgemäße Inspektions- und/oder Reinigungsvorrichtung mit einem Fahrwagen.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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3 zeigt ein erfindungsgemäßes Inspektionssystem, welches ein Inspektionsfahrzeug bzw. eine Kontrolleinrichtung 10 und eine Inspektions- und/oder Reinigungseinrichtung 15 umfasst. Die Inspektions- und/oder Reinigungseinrichtung 15 kann eine Kamera und/oder Spüldüse aufweisen. In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Inspektions- und/oder Reinigungseinrichtung 15 als Spüldüse ausgestaltet, an dessen vorderen Ende eine Kamera angeordnet ist, sodass während eines Reinigungsvorganges gleichzeitig der Erfolg des Reinigungsvorganges überprüft werden kann. In einer alternativen Ausgestaltung kann die Inspektions- und/oder Reinigungseinrichtung einen Fahrwagen umfassen, an dem diverse Sensoreinrichtungen und/oder Kameraeinrichtungen angeordnet sein können.
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Bei dem in 3 gezeigten Beispiel eines erfindungsgemäßen Inspektionssystems ist die als Spüldüse ausgestaltete Inspektions- und/oder Reinigungseinrichtung 15 über einen Spülschlauch 17 mit dem Inspektionsfahrzeug bzw. mit der Kontrolleinrichtung 10 verbunden. Über den Spülschlauch 17 wird der Reinigungsdüse Spülwasser zugeführt, welches unter hohem Druck aus der Spüldüse austritt, um die Innenwandungen des Kanalrohres 5 zu reinigen. Der Spülschlauch 17 kann an einer Haspel angeordnet sein und von dieser abgewickelt bzw. an dieser aufgewickelt werden.
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Dem Inspektionsfahrzeug bzw. der Kontrolleinrichtung 10 ist eine erste Sende-/Empfangseinrichtung 20 zugeordnet, die ein Sende-/Empfangsmodul mit einer zugehörigen Sende-/Empfangsantenne aufweist. Der Inspektions- und/oder Reinigungseinrichtung 15 ist eine zweite Sende-/Empfangseinrichtung 30 zugeordnet, die ebenfalls ein Sende-/Empfangsmodul mit einer Sende- bzw. Empfangsantenne aufweist.
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Erfindungsgemäß wird nun zwischen der dem Inspektionsfahrzeug bzw. der Kontrolleinrichtung 10 zugeordneten ersten Sende-/Empfangseinrichtung 20 und der dem Inspektions- und/oder der Reinigungseinrichtung 15 zugeordneten zweiten Sende-/Empfangseinrichtung 30 eine drahtlose Kommunikationsverbindung F hergestellt, über die ein Datenaustausch zwischen der Kontrolleinrichtung 10 und der Inspektions- und/oder Reinigungseinrichtung 15 abgewickelt wird. Beispielsweise können über die drahtlose Kommunikationsverbindung F die von einer Inspektionskamera aufgenommenen Video- bzw. Bilddaten an die Kontrolleinrichtung 10 übertragen werden. Alternativ oder zusätzlich können Steuerbefehle, etwa Steuerbefehle, mit denen die Spüldüse und/oder die Kamera gesteuert werden, von der Kontrolleinrichtung 10 über die drahtlose Kommunikationsverbindung F an die Inspektions- und/oder Reinigungseinrichtung 15 übertragen werden.
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Die Kommunikationsverbindung F kann beispielsweise als WLAN-Verbindung ausgestaltet sein. Das Vorsehen einer WLAN-Kommunikationsverbindung hat den Vorteil, dass für Kanalinspektionssysteme bzw. Kanalreinigungssysteme keine eigene behördliche Sonderzulassung notwendig ist.
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Um zu verhindern, dass mit zunehmenden Vorschub bzw. zunehmenden Vortrieb der Inspektions- und/oder Reinigungseinrichtung 15 in dem Kanalrohr 5 die Kontrolleinrichtung 10 umgesetzt werden muss, wie es bei den aus dem Stand der Technik bekannten Systemen notwendig ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, ein oder mehrere Repeater 50 zwischen der ersten Sende-/Empfangseinrichtung 20 und der zweiten Sende-/Empfangseinrichtung 30 anzuordnen. Durch Einsatz der Repeater kann die Reichweite eines Signals, beispielsweise ein von der zweiten Sende-/Empfangseinrichtung 30 abgestrahltes Signal, erheblich vergrößert werden.
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Der Repeater ist hierbei angepasst, die Signale eines Senders, beispielsweise der zweiten Sende-/Empfangseinrichtung zu empfangen und sie in neu aufbereiteter Form weiterzusenden, wodurch eine größere Distanz zwischen Sender und Empfänger überbrückt werden kann. Optional können die Repeater 50 angepasst sein, Rauschen sowie Verzerrungen der Laufzeit und der Pulsform aus dem empfangenen Signal zu entfernen, sodass ein neu aufbereitetes Signal weitergesendet wird. In einer Ausgestaltung der Erfindung können als Repeater 50 sogenannte WLAN-Repeater zur Erhöhung der Reichweite der drahtlosen Kommunikationsverbindung F vorgesehen sein.
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In der in 3 gezeigten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems kann zudem ein stationärer Repeater 40 vorgesehen sein, der am Boden des Kanalschachtes 6 angeordnet ist und der das von dem nächsten Repeater 50 empfangene Signal durch den Kanalschacht nach außen zur ersten Sende-/Empfangseinrichtung weitersendet bzw. der das von der ersten Sende-/Empfangseinrichtung empfangene Signal zu dem nächsten Repeater 50 weitersendet. Die Verbindung zwischen der Kontrolleinrichtung 10 und dem stationärer Repeater 40 kann drahtgebunden oder drahtlos sein. Die drahtlose Verbindung zwischen der Kontrolleinrichtung 10 und dem stationärer Repeater 40 kann als WLAN-Verbindung ausgestaltet sein.
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Die Repeater 50 sind in mehr oder weniger gleichmäßigen Abständen an dem Spülschlauch 17 angeordnet. Vorzugsweise sind die Repeater 50 lösbar an dem Spülschlauch befestigt, sodass der Abstand zwischen den Repeatern 50 an die Verhältnisse in dem Kanalrohr 5 angepasst werden kann, um eine möglichst optimale drahtlose Kommunikationsverbindung zwischen der ersten Sende-/Empfangseinrichtung 20 und der zweiten Sende-/Empfangseinrichtung 30 aufzubauen bzw. aufrecht zu erhalten und gleichzeitig so wenig wie möglich Repeater verwenden zu müssen.
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In einer Variante der Erfindung können die Repeater 50 während des Einbringens des Spülschlauches 17 in den Kanal 5 an diesen befestigt werden. Das Anbringen der Repeater an den Schlauch 17 kann hierbei automatisch oder manuell erfolgen. Zum Anbringen der Repeater 50 an dem Schlauch 17 kann an dem Inspektionsfahrzeug 10 eine Anbringeinheit vorgesehen sein, die die Repeater an dem Schlauch 17 befestigt. Der zwischen zwei Repeatern 50 vorgesehene Abstand hängt im Wesentlichen von der Signalstärke bzw. von der Reichweite ab.
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In einer alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems können die Repeater 50 fest mit dem Schlauch 17 verbunden sein, d.h., die Repeater verbleiben auf bzw. an dem Schlauch und werden mit diesem auf- bzw. abgewickelt. In einer noch weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems können die Repeater auch im Schlauch, beispielsweise in dem Schlauchmantel oder im Schlauchinneren angeordnet sein bzw. können die Repeater zwischen zwei Schlauchabschnitten angeordnet sein.
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In einer alternativen Ausgestaltung ist es zudem möglich, die Repeater unabhängig von dem Schlauch 17 in den Kanal 5 zu verbringen, indem beispielsweise ein Kabel oder ein Seil vorgesehen ist, das zusammen mit dem Schlauch 17 in den Kanal 5 verbracht wird und an dem die Repeater 50 befestigt werden bzw. befestigt sind.
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Das Befestigen der Repeater an dem Spülschlauch 17 bzw. an dem Kabel oder dem Seil hat den Vorteil, dass während des Vorschubes der Inspektions- und/oder Reinigungseinrichtung 15 in dem Kanal 5 der Abstand der Repeater 50 relativ zueinander bzw. der Abstand des ersten Repeaters zur zweiten Sende-/Empfangseinrichtung 30 im Wesentlichen immer gleich bleibt, was bei optimalen Umgebungsbedingungen in dem Kanalrohr 5 zu einer über die Zeit qualitativ gleichbleibenden Kommunikationsverbindungen führt.
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Allerdings herrschen in einem Kanalrohr in der Regel keine solchen optimalen Umgebungsbedingungen, sodass die Reichweite eines von einem Repeater abgestrahlten Signals schwanken kann, was im ungünstigsten Fall zu einem Verbindungsabbruch der drahtlosen Kommunikationsverbindung F führen kann. Um solche Abbrüche der Kommunikationsverbindung F weitgehend zu vermeiden, kann es vorgesehen sein, dass die Repeater 50 angepasst sind, ihre Sendeleistung automatisch zu erhöhen und/oder automatisch zu verringern. Stellt ein Repeater 50 fest, dass ein von einem benachbarten Repeater empfangenes Signal zu schwach ist bzw. einen vorbestimmten Schwellenwert unterschreitet, kann der Repeater 50 den benachbarten Repeater anweisen, seine Sendeleistung zu erhöhen. Stellt ein Repeater hingegen fest, dass das von einem benachbarten Repeater empfangene Signal zu stark ist bzw. einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, kann der Repeater 50 den benachbarten Repeater anweisen, die Sendeleistung zu verringern, wodurch der Energieverbrauch der Repeater verringert wird und gleichzeitig eine ausreichende Signalstärke für eine optimale Datenübertragung über die Kommunikationsverbindung F gewährleistet ist.
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Anstelle des in 3 gezeigten stationären Repeaters 40 kann in dem Bereich, in dem der Schlauch 15 von dem Schacht 6 in das Kanalrohr 5 umgelenkt wird, ein oder mehrere zusätzliche Repeater 50 vorgesehen sein. Allerdings ist das Vorsehen eines stationären Repeaters 40 am Boden des Schachtes 6 insoweit unproblematisch, weil auf eine korrekte Ausrichtung des stationären Repeaters weitgehend verzichtet werden kann, ohne die drahtlose Kommunikationsverbindung F wesentlich zu beeinträchtigen.
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Das erfindungsgemäße System mit einer Anzahl von Repeatern zwischen der ersten Sende-/Empfangseinrichtung 20 und der zweiten Sende-/Empfangseinrichtung 30 hat den Vorteil, dass die Inspektions- und/oder Reinigungseinrichtung 15 im Wesentlichen beliebig weit in das Kanalrohr 5 verbracht werden kann, ohne das Inspektionsfahrzeug bzw. die Kontrolleinrichtung oder die erste Sende-/Empfangseinrichtung 20 umsetzen zu müssen, wobei dennoch gewährleistet ist, dass eine drahtlose Kommunikationsverbindung F zwischen Sender und Empfänger eingerichtet und aufrechterhalten werden kann. Damit können Reinigungs- und/oder Inspektionsvorgänge erheblich verkürzt werden.
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4 zeigt ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Repeaters für ein erfindungsgemäßes Inspektionssystem.
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Der Repeater 50 wird hier zwischen einem ersten Spülschlauch 17a und einem zweiten Spülschlauch 17b angeordnet, wobei zum Verbinden der beiden Schlauchendstücke mit dem Repeater 50 an den jeweiligen Schlauchendstücken angeordnete Schlauchkupplungen 18 vorgesehen sind. Der Repeater 50 weist einen axialen Kanal 52 auf, dessen Innendurchmesser im Wesentlichen gleich groß ist wie der Innendurchmesser der beiden Spülschläuche 17a, 17b.
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In 4 ist ein Antennensystem 51 des Repeaters 50 in stilisierter Weise gezeigt. In einer konkreten Ausgestaltung des Repeaters 50 ist das Antennensystem 51 so ausgestaltet, dass es vor äußeren Einflüssen weitgehend geschützt ist.
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Für den Betrieb des Repeaters 50 ist eine Energieversorgung notwendig, wofür beispielsweise ein in 4 nicht gezeigter Akkumulator vorgesehen sein kann. In einer weiteren Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Repeaters gemäß 4 kann für die Versorgung des Repeaters 50 mit elektrischer Energie eine Vorrichtung zur Umwandlung von kinetischer Energie des Spülwassers in elektrische Energie vorgesehen sein, wobei die Vorrichtung eine Wasserturbine und einen der Wasserturbine zugeordneten Generator aufweisen kann. Die Wasserturbine kann in dem Repeater 50 so angeordnet sein, dass diese zumindest teilweise in den axialen Kanal 52 hineinragt, sodass das durch den axialen Kanal 52 hindurchfließende Spülwasser die Wasserturbine antreiben kann. In einer Ausgestaltung des Repeaters 50 kann der Generator den Repeater 50 direkt mit elektrischer Energie versorgen. Alternativ kann der Generator auch mit dem Akkumulator gekoppelt sein, um den Akkumulator aufzuladen.
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5 zeigt eine alternative Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Repeaters 50. Der Repeater 50 weist Befestigungsmittel 19 auf, mit denen der Repeater 50 an dem Schlauch 17 vorzugsweise lösbar befestigt werden kann. Als Befestigungsmittel 19 können beispielsweise Klipse oder Schellen vorgesehen sein. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass der Repeater 50 an beliebigen Stellen am Spülschlauch 17 befestigt werden kann. Vorzugsweise weist in dieser Ausgestaltung des Repeaters der Repeater einen Akkumulator auf, um den Repeater mit elektrischer Energie zu versorgen. Bei dieser Ausgestaltung ist in jedem Fall zu gewährleisten, dass der Repeater 50 in einem wasserdichten und/oder druckdichten Gehäuse untergebracht ist, wobei das Antennensystem 51 aus dem Gehäuse herausgeführt sein kann.
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6 zeigt eine weitere alternative Ausgestaltung eines Repeaters 50 und dessen Anordnung an dem Spülschlauch 17.
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Der in 6 gezeigte linke Repeater 50 ist an einer Innenwandung 53 des Spülschlauches 17 angeordnet und von einer Ummantelung, die den Repeater 50 im Wesentlichen wasserdicht und/oder druckdicht abschließt, umgeben. Die Ummantelung 54 kann aus dem gleichen Material sein wie der Mantel des Spülschlauches 17. Das Antennensystem 51 des Repeaters 50 ist durch den Schlauchmantel des Schlauches 17 hindurch nach außen geführt, sodass ein Abstrahlen der Signale weitestgehend ohne Beeinflussung durch den Schlauchmantel erfolgen kann. Weil der Repeater 50 nur an einer Stelle im Inneren des Spülschlauches 17 an der Schlauchinnenwandung angeordnet ist, wird der Querschnitt des Spülschlauches nur unwesentlich verringert.
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Der in 6 gezeigte rechte Repeater 50 ist zumindest teilweise in den Mantel des Spülschlauches 17 eingelassen, sodass nur ein Teil des Repeaters in das Schlauchinnere hineinragt. Auch hier ist der in das Schlauchinnere hineinragende Teil des Repeaters 50 von einer Ummantelung umgeben, der den Repeater 50 wasserdicht und/oder druckdicht umschließt. Im Gegensatz zu dem linken Repeater 50 wird bei dem rechten Repeater 50 der Querschnitt des Spülschlauches noch weniger reduziert, sodass der Durchfluss des Spülwassers noch weniger beeinträchtigt wird.
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Bei einer genügend großen Manteldicke des Spülschlauches 17 kann der Repeater 50 auch vollständig in den Mantel integriert sein, sodass der Repeater 50 nicht in das Innere des Schlauches 17 hineinragt.
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An der Außenwandung des Schlauches 17 ist ein antennenfähiges flächiges Material 51 aufgebracht, das durch den Schlauchmantel hindurch mit dem Repeater 50 verbunden ist. In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann dieses antennenfähige Material den Mantel des Schlauches in radialer Richtung umgeben, sodass das antennenfähige Material im Wesentlichen eine den Schlauch umgebende ringförmige Antenne 51 bildet. Dies hat den Vorteil, dass die Reichweite der von der Antenne abgestrahlten Signale weitgehend unabhängig von einer radialen Drehung des Schlauches ist.
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Die in den Spülmantel integrierten Repeater können zur Energieversorgung der Repeater einen Akkumulator aufweisen.
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7 zeigt eine erfindungsgemäße Inspektions- und/oder Reinigungsvorrichtung mit einer als Reinigungs- bzw. Spülkopf bzw. Spüldüse 15a ausgestalteten Reinigungseinrichtung und mit einer erfindungsgemäßen Sende-/Empfangseinrichtung 30. Die Sende-/Empfangseinrichtung 30 ist vorzugsweise lösbar an dem hinteren Ende der Spüldüse 15a angeordnet. An der Sende-/Empfangseinrichtung 30 und an der Spüldüse 15a sind hier nicht gezeigte miteinander korrespondierende Kontaktstifte vorgesehen, über die eine elektrische Verbindung zwischen der Sende-/Empfangseinrichtung 30 und an der Spüldüse 15a hergestellt wird.
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Am hinteren Ende der Sende-/Empfangseinrichtung 30 ist ein Schlauchanschluss 31 vorgesehen, an dem ein Spülschlauch angeschlossen werden kann. Der Schlauanschluss 31 verbindet den Spülschlauch mit einem in der Sende-/Empfangseinrichtung 30 vorgesehenen axialen Kanal 52, dessen Durchmesser im Wesentlichen dem Durchmesser des Spülschlauches entspricht. Das Spülwasser wird durch den Kanal 52 hindurch der Spüldüse 15a zugeführt, wo es unter hohem Druck durch eine Anzahl von Düsen 15d nach außen entweichen kann.
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Der Spülkopf 15a weist an dem vorderen Ende eine axiale Aussparung auf, in die eine Kamera bzw. ein Kamerasystem 15b eingebracht wird. Die Kamera 15b ist vorzugsweise lösbar in der axialen Aussparung anordenbar, sodass die Kamera einfach gewechselt werden kann. Über ein Strom- bzw. Datenkabel 15c ist die Kamera 15b mit der Sende-/Empfangseinrichtung 30 gekoppelt, wobei der Strom- bzw. Datenkabel 15c in einem im Spülkopf 15a vorgesehenen Kabelkanal angeordnet sein kann. Vorzugsweise ist der Strom- bzw. Datenkabel 15c an einer Anzahl von Kontaktstiften angeschlossen.
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Die Sende-/Empfangseinrichtung 30 ist in einem wasserdichten und vorzugsweise explosionsgeschützten Gehäuse untergebracht. Die Form des Gehäuses bzw. die äußeren Konturen der Sende-/Empfangseinrichtung 30 sind vorzugsweise so gewählt, dass sie das aus den Düsen 15d austretende Spülwasser nicht behindern.
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Die von der Kamera 15b aufgenommenen Bilder werden über die Datenkabel 15c an die Sende-/Empfangseinrichtung 30 übertragen, von wo aus sie drahtlos an eine weitere Sende-/Empfangseinrichtung 20 bzw. an einen erfindungsgemäßen Repeater 50 übertragen werden.
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Das Koppeln der Sende-/Empfangseinrichtung 30 an den Spülkopf 15a kann etwa über eine Schraubverbindung oder über eine Steckverbindung erfolgen, wobei zwischen der Sende-/Empfangseinrichtung 30 und dem Spülkopf 15a vorteilhafterweise ein Dichtungsring angeordnet sein kann.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung kann der Spülkopf 15a einteilig ausgestaltet sein. Er kann aber auch zwei- oder mehrteilig ausgestaltet sein. Die Sende-/Empfangseinrichtung 30 kann ebenfalls einteilig oder mehrteilig ausgestaltet sein. In einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, den Spülkopf 15a und die Sende-/Empfangseinrichtung 30 einteilig auszugestalten.
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8 zeigt eine erfindungsgemäße Inspektions- und/oder Reinigungsvorrichtung mit einer als Fahr- bzw. Inspektionswagen ausgestalteten Reinigungseinrichtung, an dem eine erfindungsgemäße Sende-/Empfangseinrichtung 30 angeordnet ist. Die Sende-/Empfangseinrichtung 30 ist hier in dem Fahrwagenkörper bzw. in dem Fahrwagengehäuse 15e angeordnet bzw. untergebracht. Alternativ kann Sende-/Empfangseinrichtung 30 auch als Aufbau an dem Fahrwagen angeordnet sein. Der Fahrwagen weist hier ferner eine Stromversorgung, vorzugsweise ein Akkumulator, auf, sodass der Fahrwagen, etwa zur Inspektion eines Kanalrohres, ohne jeglichen Anhang, etwa Kabel oder dergleichen, in das Kanalrohr verfahren werden kann. Die Datenübertragung von bzw. zu dem Fahrwagen erfolgt drahtlos über die an bzw. in dem Fahrwagen angeordnete Sende-/Empfangseinrichtung 30.
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Dadurch wird vermieden, dass der Fahrwagen Kabel oder dergleichen hinter sich herziehen muss, was insbesondere bei Inspektionsfahrten in langen Rohren von Vorteil ist.
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An dem Fahrwagen können beispielsweise Kamerasysteme oder sonstige Sensoren, Aktuatoren etc. angeordnet sein, die operativ mit der Sende-/Empfangseinrichtung 30 gekoppelt sein können.
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Mit der vorliegenden Erfindung wird es demnach möglich, ein beliebiges mit einer zweiten Sende-/Empfangseinrichtung versehenes Gerät in einen Kanal einzubringen und in diesen fortzubewegen, wobei eine drahtlose Kommunikation zwischen der zweiten Sende-/Empfangseinrichtung und der außerhalb des Kanals angeordneten ersten Sende-/Empfangseinrichtung unabhängig von der Position der zweiten Sende-/Empfangseinrichtung in dem Kanal möglich ist, indem zwischen den beiden Sende-/Empfangseinrichtungen eine Anzahl von Repeatern vorgesehen wird, mit denen die Reichweite der drahtlosen Kommunikationsverbindung erhöht wird.
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Bezugszeichenliste
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- 5
- Rohr (z.B. Kanalrohr)
- 6
- Schacht (z.B. Kanalschacht)
- 10
- Inspektionsfahrzeug bzw. Kontrolleinrichtung
- 15
- Inspektions- und/oder Reinigungseinrichtung (z.B. Kamera und/oder Spüldüse)
- 15a
- Spülkopf bzw. Spüldüse
- 15b
- Kamera bzw. Kamerasystem
- 15c
- Strom-/Datenkabel angeordnet in einem Kabelkanal
- 15d
- Düsen
- 15e
- Fahrwagenkörper bzw. Fahrwagengehäuse
- 17
- Spülschlauch
- 17a
- erster Abschnitt des Spülschlauches
- 17b
- zweiter Abschnitt des Spülschlauches
- 18
- Schlauchkupplung
- 19
- Befestigungsmittel für Repeater 50 (z.B. Klips oder Schelle)
- 20
- erste Sende-/Empfangseinrichtung (z.B. Empfangseinrichtung an der Kontrolleinrichtung 10)
- 30
- zweite Sende-/Empfangseinrichtung (z.B. Sendeeinrichtung an der Reinigungseinrichtung 15)
- 31
- Schlauchanschluss
- 40
- stationärer Repeater bzw. der Kontrolleinrichtung 10 zugeordnete erste Sende-/Empfangseinrichtung
- 50
- Repeater
- 51
- Antenne bzw. Antennensystem des Repeaters 50
- 52
- axialer Kanal im Repeater 50
- 53
- Schlauchinnenwandung des Spülschlauches 17
- 54
- Ummantelung an der Schlauchinnenwandung 53
- F
- drahtlose Kommunikationsverbindung (z.B. WLAN-Verbindung)
