DE102019002871B3

DE102019002871B3 - Kugelhalterung mit Schwenkantrieb für flexible Positionierung von Objekten

Info

Publication number: DE102019002871B3
Application number: DE102019002871.6A
Authority: DE
Inventors: Marcus Kühn; Alfred Seidl
Original assignee: Ka Te Pmo AG; Ka-Te Pmo AG
Current assignee: Ka Te Pmo AG; Ka-Te Pmo AG
Priority date: 2019-04-17
Filing date: 2019-04-17
Publication date: 2020-06-25
Anticipated expiration: 2039-04-18

Abstract

Kugelhalterung mit Schwenkantrieb für flexible Positionierung von Objekten, bestehend aus einer Kugel (1), welche durch mindestens ein Klemmelement (2) um ihren Mittelpunkt drehbar gelagert ist, wobei an oder durch die Kugel (1) mindestens eine Werkzeugaufnahme (3) befestigt ist, an der ein Werkzeug aufgenommen, transportiert oder abgelegt werden kann, dabei kann die Position des Werkzeuges durch schwenken der Kugel (1), mithilfe eines Schwenkantriebes (4) realisiert werden, wobei das Schwenken der Kugel über die Werkzeugaufnahme (3) bewirkt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, mit deren Hilfe längliche oder starre Werkzeuge oder Hilfsmittel innerhalb von Rohrleitungen mit einem Sanierungsroboter transportiert und anschliessend in axial und radial schräge oder versetzte Rohrabzweigungen eingebracht und herausgeholt werden können.
Diese Rohrleitungen können Kanalisationsrohre, Frischwasserleitungen, Luft-, Gas- oder Ölleitungen sein, welche eine Abzweigung oder andere reparaturbedürftige Stellen aufweisen.
Da die Rohrleitungsabzweigungen im Falle von Kanalisationsrohren das Hauptrohr selten mittig treffen, münden die Rohrleitungsabzweigungen meistens radial und axial schräg beziehungsweise versetzt in das Hauptkanalrohr.
Beim Sanieren von solchen Rohrleitungsabzweigungen mit dem KA-TE Verfahren aus dem Patent EP 0 702 767 A1 werden Gummiblasen in die Rohrabzweigung eingebracht. Die Blasen dienen als Schalung für das an die Reparatur eingespritzte Epoxidharz. Diese Gummiblasen sind durch ihre Flexibilität und einmalige Verwendung bei fast allen Rohrversätzen verwendbar. Die einmalige Verwendung der Gummiblasen begründet sich durch die Zerstörung der Blase nach dem Sanierungsvorgang. Die Gummiblase kann oftmals nicht mehrfach verwendet werden, da das Gummi durch den Temperatureinfluss des aushärtenden Epoxidharzes beschädigt wird. Zerstört wird die Blase anschliessend durch zerstechen mit der Luftdüse, mit der die Blase ursprünglich transportiert, positioniert und aufgeblasen wurde.
Da der Aushärtungsvorgang von Epoxidharz mehrere Stunden benötigt und so die klassische Gummiblase den Hausanschluss verstopft, wurde eine Durchgangsblase mit einem stabilem Innenrohr entwickelt, durch dass das Schmutzwasser fliessen kann, während die Durchgangsblase weiterhin an der Reparaturstelle verbleibt.
Die neu entwickelte Durchgangsblase mit stabilem Innenrohr und starrem, geradem Ventilausgang weisst diese Flexibilität der Gummiblasen nicht mehr auf.
Das Einsetzen der Blase und das Setzen der Schalung wird mit Sanierungsrobotern gemacht, die im Kanal verfahren können und einen drehbaren Kopf besitzen, der sich wie der Roboter auch, in der Kanalmitte befindet. Am Roboterkopf befinden sich radial bewegliche Werkzeugaufnahmen, die beim Verfahren ebenfalls die Achse des Hauptkanalrohres schneiden. Beim Drehen des Roboterkopfes, ohne Verstellung der Werkzeugarme, befinden sich die Werkzeuge immer im gleichen Abstand zur Rohrwand.
Da die Werkzeuge vom Roboter nur radial durch die Kanalachse verfahren werden können, ist das Einführen von starren Werkzeugen in versetzte oder schräge Rohrabzweigungen schwer möglich. Daher ist ein Werkzeughalter mit schwenkbarer Werkzeugaufnahme sinnvoll und notwendig.
Zum Transportieren, Einführen und Positionieren in die versetzten Rohrabzweigungen wurde daher die Kugelhalterung mit Schwenkantrieb entwickelt.
Weitere Verwendungen können sich durch diverse Anwendungsfälle und Abänderung der Aufnahme (3) ergeben.
Die Kugelhalterung mit Schwenkantrieb kann auch für andere Werkzeuge oder normale Gummiblasen verwendet werden, wenn die Werkzeugaufnahme (3) ausgetauscht oder verstellt wird.
Der aktuell vorliegende Prototyp der Kugelhalterung mit Schwenkantrieb besteht aus folgenden Komponenten. Einer Kugel (1), die durch zwei Klemmelemente (2) um ihren Mittelpunkt drehbar gelagert ist. Durch die Kugel (1) geht ein Rohr, welches auf der einen Seite die Werkzeugaufnahme (3) in Form einer Luftdüse für die Blase ist und auf der gegenüberliegenden Seite als Hebel zum Schwenken der Kugel dient, wenn der Schwenkantrieb (4), einen Druckluftzylinder, linear ausfährt. Die Ausfahrgeschwindigkeit des Zylinders kann durch ein Drosselrückschlagventil eingestellt werden.
Der Druckluftzylinder ist einfachwirkend. Er wird nur kurzzeitig betätigt, wenn die Blase aufgestellt und grob in den Hausanschluss eingesetzt wird. Danach ist der Zylinder permanent entlüftet und kann vom Schwenkhebel zurückgedrückt werden, wenn der Roboter durch Rückwärtsfahren die Blase gegen einen Widerstand fährt und die Blase somit wieder in eine gerade, axiale Roboterausrichtung gedrückt wird. Ein pneumatischer Antrieb wurde gewählt, da aktuelle Kanalroboter diese Anschlüsse zur Verfügung haben. Ein elektrischer Schwenkantrieb, der linear oder drehend funktioniert, ist ebenfalls möglich.
Der Schwenkantrieb (4) kann an einer beliebigen Seite der Kugel, drückend oder ziehend wirken.
Die Schwergängigkeit der Kugel kann durch zusammenschrauben der oder des Klemmelements (2) eingestellt werden.
Im Anwendungsfall für Blasen besteht die Werkzeugaufnahme (3) aus einem Rohrstück, welches durch die gebohrte Kugel gesteckt wird und auf der einen Seite als Düsennadel zum transportieren, aufblasen und leeren der Blase verwendet wird und auf der anderen Seite einen Luftschlauchanschluss besitzt.
Die Arbeitsschritte zum Platzieren und wieder holen sehen wie folgt aus. Die Kugelhalterung mit Schwenkantrieb wird an eine der radial verstellbaren Werkzeugaufnahmen des Sanierungsroboters geschraubt und mit den Luftanschlüssen des Roboters verbunden. Der Roboter wird im Kanalschacht abgesetzt. Die Blase wird von Hand auf die Düsennadel aufgesteckt. Der Roboter fährt zur Reparaturstelle. Dreht seinen Kopf mit dem Werkzeug zum Hausanschluss. Der Schwenkantrieb wird betätigt um die Blase in den Hausanschluss zu schwenken. Bei diesem Schritt kann es notwendig sein, mit dem Roboter etwas vorwärts zu fahren während man die Blase aufstellt. Mit den radial verschiebbaren Werkzeugaufnahmen des Roboters wird die Blase in den Hausanschluss geschoben. Durch drehen des Roboterkopfes, vorwärts- oder rückwärtsfahren passt sich die Blase über die beweglich geklemmte Kugelaufnahme an die Richtung des Hausanschlusses an. Die Blase wird aufgeblasen. Es folgen die weiteren Schritte, die zur Sanierung mit einem Schalungsschild und Epoxidharz notwendig sind. Nach der erfolgreichen Reparatur wird die Blase mit der Düsennadel abgeholt. Hierfür wird die Düsennadel in das Ventil der Blase geschoben. Die Ausrichtung der Düsennadel erfolgt ebenfalls über Schwenken der Kugel inklusive Werkzeugaufnahme, drehen des Roboterkopfes, fahren mit dem Roboter oder ausfahren der radial beweglichen Werkzeugaufnahmen des Roboters.
Zum Stand der Technik ist die DE 197 22 814 A1 bekannt.

Claims

Kugelhalterung mit Schwenkantrieb für flexible Positionierung von Objekten, bestehend aus einer Kugel (1), welche durch mindestens ein Klemmelement (2) um ihren Mittelpunkt drehbar gelagert ist, wobei an oder durch die Kugel (1) mindestens eine Werkzeugaufnahme (3) befestigt ist, an der ein Werkzeug aufgenommen, transportiert oder abgelegt werden kann, dabei kann die Position des Werkzeuges durch schwenken der Kugel (1), mithilfe eines Schwenkantriebes (4) realisiert werden, wobei das Schwenken der Kugel über die Werkzeugaufnahme (3) bewirkt wird.
Kugelhalterung mit Schwenkantrieb nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkantrieb (4) linear oder drehend funktioniert.
Kugelhalterung mit Schwenkantrieb nach den vorangegangenen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkantrieb (4) mehr als eine Arbeitsrichtung besitzt.
Kugelhalterung mit Schwenkantrieb nach den vorangegangenen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkantrieb (4) durch eine vorgespannte Feder bewirkt wird, welche durch eine Entriegelung wirksam wird.
Kugelhalterung mit Schwenkantrieb nach den vorangegangenen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel (1) nur für die flexible Positionierung zuständig ist und zum Schwenken des Werkzeuges das oder die Klemmelemente (2) geschwenkt werden