DE102020210713A1

DE102020210713A1 - Kanalrohr-Inspektionssystem

Info

Publication number: DE102020210713A1
Application number: DE102020210713.0A
Authority: DE
Inventors: Markus Stock
Original assignee: Ibak Helmut Hunger GmbH and Co KG
Current assignee: Ibak Helmut Hunger GmbH and Co KG
Priority date: 2020-08-24
Filing date: 2020-08-24
Publication date: 2022-02-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kanalrohr-Inspektionssystem mit einem Fahrwagen (2), einer an diesem angeordneten Führungseinrichtung (14; 14') sowie zumindest einem an einem Arm (14; 14') angeordneten Arbeitsgerät (12)wobei der Arm (14; 14') im Bereich seines ersten Axialendes um eine erste Schwenkachse (S1) schwenkbar mit dem Fahrwagen (2) verbunden ist sowie mit zumindest einem Gegengewicht (20) derart gekoppelt ist, dass das zumindest eine Gegengewicht (20) ein von der Führungseinrichtung (14; 14') verursachtes Drehmoment, welches um die erste Schwenkachse (S1) wirkt, zumindest teilweise kompensiert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kanalrohr-Inspektionssystem.
Kanalrohr-Inspektionssysteme bzw. Kanalrohrroboter sind bekannt, um Kanalrohre zu inspizieren und/oder Reparaturen in Kanalrohren durchzuführen. Dabei sind Systeme bekannt, welche einen Fahrwagen aufweisen, welcher in einem Hauptkanal verfahrbar ist und eine Führungseinrichtung aufweist, über welche eine Sonde, wie beispielsweise eine Kamera oder auch ein Bearbeitungswerkzeug in einen Nebenkanal einschiebbar ist. Dazu ist die Führungseinrichtung über einen Antrieb schwenkbar, um die Führungseinrichtung in die gewünschte Position eines abzweigenden Kanalrohres zu bewegen. Wenn der Fahrwagen in einem Kanalrohr mit großem Durchmesser fährt, ist dazu eine entsprechend lange Führungseinrichtung erforderlich, um diese relativ zu einem Abzweig so zu positionieren, dass eine Sonde in den Abzweig einschiebbar ist. Um die Schwenkachse der Führungseinrichtung im Zentralbereich des Kanalrohres anordnen zu können, ist es ferner bekannt, auf den Fahrwagen eine entsprechend hohe Säule aufzusetzen. Eine lange Führungseinrichtung führt zu einem langen Hebelarm um den Schwenkantrieb mit der entsprechend großen aufzubringenden Drehmomenten. Eine hohe Säule führt zu einem hohen Kippmoment, welches ein Umkippen des Fahrwagens begünstigen kann. Gleichzeitig sind die Systeme häufig modular aufgebaut, um auch in Rohren kleinen Durchmessers Verwendung finden zu können, weshalb es wünschenswert ist, die erforderlichen Antriebe, insbesondere einen erforderlichen Schwenkantrieb für die Führungseinrichtung möglichst kompakt auszubilden.
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung, ein Kanalrohr-Inspektionssystem mit einer schwenkbaren Führungseinrichtung, welche an einem Fahrwagen angeordnet ist, dahingehend zu verbessern, dass das Kanalrohr-Inspektionssystem einfacher an verschieden große Kanalrohrdurchmesser anpassbar ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Kanalrohr-Inspektionssystem mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
Das erfindungsgemäße Kanalrohr-Inspektionssystem weist einen Fahrwagen auf, welcher in bekannter Weise mit Rädern und einem Antrieb zum Verfahren in Längsrichtung in einem Kanalrohr ausgebildet sein kann. Dabei kann der Fahrwagen in bekannter Weise über ein Anschlusskabel mit elektrischer Energie versorgt werden und gesteuert werden. Alternativ ist auch eine autonom fahrende Ausgestaltung denkbar. An dem Fahrwagen ist erfindungsgemäß ein Arm angeordnet, welcher zumindest ein Arbeitsgerät trägt. Über den Arm ist das Arbeitsgerät zumindest in einigen Betriebszuständen von dem Fahrwagen um ein gewisses Maß beabstandet. Das Arbeitsgerät kann beispielsweise dazu dienen, Rohrwandungen, beispielsweise im Bereich von Abzweigungen zu inspizieren bzw. zu bearbeiten. Bevorzugt kann der Arm als Führungseinrichtung ausgestaltet sein, entlang derer das zumindest eine Arbeitsgerät bewegbar ist, insbesondere um das Arbeitsgerät in ein abzweigendes Rohr einschieben zu können. Die Führungseinrichtung bildet dabei vorzugsweise eine Linearführung, entlang derer das Arbeitsgerät vorschiebbar ist. Bevorzugt ist die Führungseinrichtung rohrförmig ausgebildet, wobei das Arbeitsgerät im Inneren des Rohres verschiebbar ist. Die Führungseinrichtung wird so ausgerichtet, dass ihr von dem Fahrwagen beabstandetes Ende mit einer Einmündung bzw. einem Abzweig eines Rohres fluchtet, sodass das Arbeitsgerät dann ausgehend vom Fahrwagen durch die Führungseinrichtung in das Rohr eingeschoben werden kann und dann in dem abzweigenden Rohr weiter vorgeschoben werden kann. Dies erfolgt vorzugsweise mit einem Schiebestab, welcher z.B. über einen Antrieb am Fahrwagen vorgeschoben und zurückgezogen werden kann oder über eine separate Vorschubeinrichtung vorgeschoben und zurückgezogen wird.
Zur Positionierung des Arms, bevorzugt in Form einer Führungseinrichtung, ist dieser im Bereich eines ersten Axialendes, an welchem sie an dem Fahrwagen befestigt ist, um eine erste Schwenkachse schwenkbar. So kann der Arm z.B. so verschwenkt werden, dass sein zweites, d.h. freies Axialende, welches vom Fahrwagen beabstandet ist, gegenüberliegend bzw. fluchtend zu einer Einmündung eines abzweigenden Rohres positioniert werden kann, um das Arbeitsgerät in dieses Rohr einschieben zu können. Alternativ kann ein Arbeitsgerät mit dem schwenkbaren Arm beispielsweise an einen Punkt einer Rohrwandung bewegt werden, um diesen zu bearbeiten oder zu inspizieren. Erfindungsgemäß weist das Kanalrohr-Inspektionssystem ein Gegengewicht auf, welches mit dem Arm gekoppelt ist, sodass das Gewicht des Gegengewichtes um die Schwenkachse ein Moment erzeugt, welches dem von dem Arm und gegebenenfalls einem darin oder daran angeordneten Arbeitsgerät erzeugten Moment entgegengesetzt gerichtet ist. Auf diese Weise kann das Gegengewicht das Drehmoment, welches von dem Arm und den mit diesem positionierten Geräten verursacht wird, zumindest teilweise kompensieren. Dies hat den Vorteil, dass das aufzubringende Antriebsmoment zum Verschwenken des Arms um die Schwenkachse verringert wird und darüber hinaus die Positionierung genauer wird, da ein Nachregeln des Antriebes zum Halten der Positionierung in einem gewünschten Schwenkwinkel verringert werden kann. Darüber hinaus kann das Kippmoment, welches auf den Fahrwagen wirkt, verringert werden, sodass die Gefahr eines Umkippens des Fahrwagen verringert wird. Durch die teilweise Kompensation des den Arm verursachten Drehmomentes ist es möglich, das aufzubringende Antriebsmoment zu verringern, sodass insgesamt ein kleinerer Schwenkantrieb verwendet werden kann. Dies ermöglich einen weiterhin kompakten Aufbau des Kanalrohr-Inspektionssystems, sodass der Fahrwagen derart klein ausgebildet werden kann, dass er auch in Kanalrohre mit geringem Durchmesser, beispielsweise DN 150 einfahrbar ist, gleichzeitig aber auch in erheblich größeren Kanalrohren, gegebenenfalls nach entsprechender Umrüstung, zum Einsatz kommen kann.
Der Schwenkantrieb ist vorzugsweise als elektrischer Schwenkantrieb ausgebildet und dient zum Verschwenken des Armes um die genannte erste Schwenkachse. Der elektrische Schwenkantrieb kann einen elektrischen Antriebsmotor und gegebenenfalls ein Getriebe aufweisen. Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Gegengewichtes kann die erforderlich Antriebsleistung und gegebenenfalls die Dimensionierung des Getriebes kleiner ausfallen, sodass die Verwendung in kleinen Kanalrohrdurchmessern begünstigt wird.
Das zumindest eine Gegengewicht ist bevorzugt bezüglich der ersten Schwenkachse diametral entgegengesetzt zu dem Arm bzw. mit einem schwenkbaren Trägerelement, welches den Arm trägt, gekoppelt. Dabei muss die Anbindung bzw. Kopplung nicht genau um 180° entgegengesetzt zum Krafteinleitungspunkt des Armes gelegen sein. Vielmehr kann das Gegengewicht auch an einem anderen geeigneten Krafteinleitungspunkt ein Drehmoment, welches dem von dem Arm erzeugten Moment entgegengesetzt gerichtet ist, einleiten, insbesondere in ein schwenkbares Trägerelement einleiten. Wesentlich ist lediglich, dass das Gegengewicht ein Moment erzeugt, welches einem von dem Arm erzeugten Moment entgegengesetzt gerichtet ist und auf den Schwenkabtrieb wirkt.
Die erste Schwenkachse erstreckt sich vorzugsweise parallel zu einer vorgesehenen Fahrtrichtung bzw. Vorschubrichtung des Fahrwagens, d.h. im Einsatz im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Kanalrohres, in welchem sich der Fahrwagen bewegt. So kann der Arm so verschwenkt werden, dass sein freies Ende, d.h. das zweite Axialende, welches von dem Fahrwagen beabstandet ist, in Umfangsrichtung entlang der Umfangswandung bewegt werden kann, um es z.B. fluchtend zur Einmündung eines abzweigenden Rohres auszurichten, und in dieses ein Arbeitsgerät, wie es vorangehend beschrieben wurde, einzuschieben. Bevorzugt ist das Kanalrohr-Inspektionssystem so ausgebildet bzw. konfigurierbar, dass im Einsatz die Schwenkachse im Wesentlichen in der Mitte des Kanalrohres gelegen ist.
Der Arm in Form einer Führungseinrichtung definiert bevorzugt eine Vorschubachse, entlang welcher das Arbeitsgerät verschiebbar, insbesondere linear verschiebbar ist, um in ein abzweigendes Kanalrohr, welches mit der Führungseinrichtung fluchtet, eingeschoben zu werden. Die Führungseinrichtung bildet dabei eine Führung entlang der Vorschubachse, welche auch zumindest abschnittsweise gekrümmt sein könnte.
Weiter bevorzugt erstreckt sich die von der Führungseinrichtung definierte Vorschubsachse gewinkelt, weiter bevorzugt in einem spitzen Winkel oder veränderbaren Winkel zu der ersten Schwenkachse. Der spitze Winkel kann dabei besonders bevorzugt so eingestellt sein oder werden, dass die Führungseinrichtung sich ausgehend von dem Fahrwagen bezogen auf die Fahr- bzw. Vorschubeinrichtung schräg nach vorne erstreckt. Dabei ist der Winkel vorzugsweise abhängig von der Länge der Führungseinrichtung so eingestellt, dass das freie Ende der Führungseinrichtung in der Nähe der Innenwandung des Kanalrohres gelegen ist, sodass ein Arbeitsgerät, welches durch die Führungseinrichtung in ein abzweigendes Rohr geschoben wird, wenn es aus der Führungseinrichtung austritt, bevorzugt unmittelbar in das abzweigende Rohr eintreten kann. Der Winkel zwischen der Vorschubachse und der ersten Schwenkachse kann ein fester oder ein einstellbarer Winkel sein.
Besonders bevorzugt ist der Arm um eine zweite Schwenkachse schwenkbar bzw. einstellbar, wobei sich diese zweite Schwenkachse vorzugsweise quer und insbesondere normal zu der ersten Schwenkachse erstreckt. Somit erstreckt sich die zweite Schwenkachse im Einsatz des Kanalrohr-Inspektionssystems bevorzugt im Wesentlichen normal zur Vorschub- bzw. Fahrtrichtung des Fahrwagens.
Das zumindest eine Gegengewicht ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung an einem sich quer und vorzugsweise normal zu der ersten Schwenkachse erstreckenden Hebelarm angeordnet. Über die Länge des Hebelarmes lässt sich dabei bevorzugt das von dem Gegengewicht erzeugte Moment um die Schwenkachse einstellen. Der Hebelarm kann justierbar ausgebildet sein, um den radialen Abstand des Gegengewichtes von der Schwenkachse verändern zu können. Ferner können auch mehrere Hebelarme unterschiedliche Länge, welche austauschbar sind, vorgesehen sein, um eine entsprechende Anpassung an verschiedene Arme, Führungseinrichtungen und/oder Arbeitsgeräte, welche an dem Arm angebracht oder durch die Führungseinrichtung vorgeschoben werden sollen, zu ermöglichen.
Weiter bevorzugt ist das zumindest eine Gegengewicht derart ausgestaltet und angeordnet, dass ein radialer Abstand des zumindest einen Gegengewichtes zu der ersten Schwenkachse manuell oder automatisch veränderbar ist. Dies kann, wie vorangehend beschrieben, durch verschieden lange Hebelarme realisiert werden. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, das Gegengewicht auf einem Hebelarm bzw. Träger radial verschiebbar anzuordnen. Auch kann das Gegengewicht austauschbar ausgebildet sein, um unterschiedlich schwere Gegengewichte anordnen zu können. Ferner können auch verschiedene Gegengewichte miteinander kombiniert werden, um verschiedene Gewichte und damit Drehmomente bezüglich der Schwenkachse einstellen zu können, um eine Anpassung an verschiedene Arme, insbesondere verschieden lange Arme und verschiedene Arbeitsgeräte, insbesondere verschieden schwere Arbeitsgeräte zu ermöglichen. Eine entsprechende Verschiebung des Gegengewichtes in radialer Richtung kann dabei manuell oder auch automatisch, gegebenenfalls über einen entsprechenden Antrieb erfolgen. Eine automatische Anpassung würde es z.B. ermöglichen, ein Gegengewicht bzw. Gegenmoment abhängig von der radialen Position eines Arbeitsgerätes in der Führungseinrichtung verändern zu können. Je weiter das Arbeitsgerät in der Führungseinrichtung ausgehend vom Fahrwagen vorgeschoben wird, um so größer wird das von der Führungseinrichtung erzeugte Moment um die Schwenkachse. Durch entsprechende Bewegung des Gegengewichtes, könnte gleichzeitig das von dem Gegengewicht erzeugte Gegenmoment vergrößert werden, um eine bessere Kompensation des Drehmomentes zu realisieren. Wenn das Arbeitsgerät bzw. die Sonde in das abzweigende Rohr eingeschoben ist, verringert sich das von der Führungseinrichtung erzeugte Drehmoment wieder, sodass es in diesem Zustand wünschenswert sein könnte, auch das Gegengewicht bzw. Gegenmoment wieder zu verringern. Dies kann durch eine radiale Verschiebung des Gegengewichtes mittels eines geeigneten Antriebs erfolgen.
Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform der Erfindung kann der Hebelarm von einer Trägerstange gebildet sein, welche Markierungen oder Rastungen aufweist, welche definierte radiale Positionen für das zumindest eine Gegengewicht vorgeben. So können die Markierungen oder Rastungen beispielsweise verschiedenen austauschbaren Armen, Führungseinrichtungen und/oder Arbeitsgeräten zugeordnet sein, sodass ein Benutzer das Gegengewicht leicht entsprechend positionieren kann, um die gewünschte Momentenkompensation zu erreichen. Das Gegengewicht wird dann in geeigneter Weise auf der Trägerstange fixiert, beispielsweise durch zumindest ein Klemm- oder Rastelement oder zumindest eine Klemmschraube.
Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform der Erfindung kann das zumindest eine Gegengewicht abnehmbar, insbesondere austauschbar ausgebildet sein. Bevorzugt sind verschiedenen Gegengewichte unterschiedlichen Gewichts vorgesehen, um in einem modularen System mit verschiedenen Arbeitsgeräten und/oder verschiedenen Armen oder Führungseinrichtungen auch die Gewichts- bzw. Momentenkompensationen passend einstellen zu können.
Das zumindest eine Gegengewicht ist ferner bevorzugt so dimensioniert und angeordnet, dass ein von ihm um die erste Schwenkachse erzeugtes Drehmoment geringer ist als ein maximales Drehmoment, welches von einer Führungseinrichtung mit einem an dieser angeordneten Arbeitsgerät erzeugt wird. Die Führungseinrichtung erzeugt das größte Drehmoment, wenn das Arbeitsgerät sich in der Führungseinrichtung nahe dem freien, d.h. dem Fahrwagen beabstandeten Ende der Führungseinrichtung befindet, da es dann den größtmöglichen Abstand von der Schwenkachse hat. Wenn das Arbeitsgerät weiter vorgeschoben wird, tritt es in das abzweigende Rohr ein, sodass das Gewicht des Arbeitsgerätes nicht mehr auf der Führungseinrichtung lastet, sodass sich das von der Führungseinrichtung erzeugte Drehmoment wieder verringert. Hier kann es wünschenswert sein, dass dann das Gegengewicht kein zu großes Drehmoment in der Gegenrichtung erzeugt. D.h. eine Überkompensation soll in diesem Zustand bevorzugt vermieden werden. Daher ist das Gegengewicht bevorzugt so dimensioniert und angeordnet, dass es nicht das maximal mögliche von der Führungseinrichtung aufgebrachte Drehmoment kompensiert, sondern lediglich einen Teil des Drehmomentes kompensiert. Das Restmoment muss dann vom Antrieb und/oder einer in diesem vorhandenen Kupplung aufgenommen werden, um die Führungseinrichtung in eine gewünschte verschwenkte Position bezüglich der Schwenkachse bewegen und in dieser halten zu können.
Besonders bevorzugt ist das Gegengewicht so dimensioniert und angeordnet, dass es mindestens das Drehmoment kompensiert, welches von der Führungseinrichtung ohne ein darin angeordnetes Arbeitsgerät bewirkt wird, d.h. dass es mindestens das von der leeren Führungseinrichtung erzeugte Drehmoment kompensiert. Weiter bevorzugt ist das von dem Gegengewicht erzeugte Kompensationsmoment größer als das Drehmoment, welches von der leeren Führungseinrichtung erzeugt wird, beispielsweise ein mittleres Drehmoment, welches von der Führungseinrichtung mit dem Arbeitsgerät erzeugt wird. Durch eine solche Konfiguration kann erreicht werden, dass das von dem Schwenkantrieb aufzubringende Drehmoment zum Verschwenken und ggf. zum Halten der Schwenkeinrichtung in einer gewünschten Winkelposition in allen Betriebszuständen minimiert ist.
Das Arbeitsgerät kann z.B. ab Kamera, Sensor, Spüleinrichtung und/oder als Bearbeitungsgerät ausgebildet sein. Es stellt z.B. eine Sonde dar, welche in ein abzweigendes Rohr eingeschoben werden kann. Eine solche Sonde kann auch mehrere Funktionen wie Kamera, Spüleinrichtung und/oder Bearbeitungsgerät, beispielsweise einen Fräser, vereinen. Das Arbeitsgerät kann an dem Fahrwagen beim Vorschub des Fahrwagens so positioniert sein, dass es in dieser Position beim Vorschub in dem Kanalrohr ebenfalls eine Funktion übernimmt, beispielsweise die Kamerafunktion, um in das Kanalrohr zu blicken. Wird ein abzweigendes Rohr erkannt, kann das gleiche Arbeitsgerät dann in dieses abzweigende Rohr zu dessen Untersuchung und/oder Bearbeitung eingeschoben werden. Alternativ kann aber der Fahrwagen z.B. auch eine zusätzliche eigene Kamera aufweisen. Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung kann ein Arbeitsgerät auch fest an einem Arm oder einer Führungseinrichtung angeordnet sein, beispielsweise um Untersuchungen oder Bearbeitungen in der Nähe einer Rohrwandung vornehmen zu können. Es ist auch denkbar, dass ein weiteres Arbeitsgerät zusätzlich zu einem entlang einer Führungseinrichtung vorschiebbaren Arbeitsgerät vorgesehen ist, beispielsweise eine Kamera am distalen bzw. freien Ende der Führungseinrichtung, um beispielsweise die Führungseinrichtung genauer gegenüber einem abzweigenden Rohr positionieren zu können, um anschließend das vorschiebbare Arbeitsgerät in das abzweigende Rohr einschieben zu können.
Besonders bevorzugt ist das Kanalrohr-Inspektionssystem der Erfindung modular aufgebaut, um eine Anpassung an verschiedene Einsatzszenarien, insbesondere an unterschiedlich große Kanalrohre zu ermöglichen. Beispielsweise kann der Fahrwagen mehrere Sätze austauschbarer Räder unterschiedlicher Größe aufweisen. So können für kleine Kanalrohre kleine Räder montiert werden und für Kanalrohre mit größeren Durchmessern größere Räder montiert werden.
Weiter bevorzugt können mehrere austauschbare Arme, beispielsweise in Form von Führungseinrichtungen, unterschiedlicher Dimension, insbesondere unterschiedlicher Länge vorgesehen sein. Auch damit ist eine Anpassung an unterschiedlich große Kanalrohre möglich, da für Kanalrohre mit größerem Durchmesser längere Arme bzw. Führungseinrichtungen montiert werden können, um z.B. über die Führungseinrichtung ein Arbeitsgerät bis an die Einmündung eines abzweigenden Rohres vorschieben zu können oder ein anderes Arbeitsgerät, z.B. in die Nähe der Rohrwandung bewegen zu können. Entsprechend können vorzugsweise mehrere Gegengewichte und/oder unterschiedlich lange Hebelarme für ein oder mehrere Gegengewichte vorgesehen sein, um entsprechend dem gewählten Arm und entsprechend einem gewählten Arbeitsgerät ein passendes Gegengewicht montieren zu können oder das Gegengewicht verschieden positionieren zu können und ein gewünschtes Kompensationsmoment zu erzeugen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können mehrere verschiedene Arbeitsgeräte vorgesehen sein, welche je nach Bedarf einzeln oder in Kombination montiert bzw. zum Einsatz gebracht werden können.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann ein Distanzelement vorgesehen sein, um die Schwenkachse in ihrer vertikalen Höhe in Abhängigkeit von einem Rohrdurchmesser, in welchem das Inspektionssystem zum Einsatz kommen soll, anzupassen. Beispielsweise können der Arm und das Gegengewicht an einer Schwenkeinrichtung befestigt sein, wobei die Schwenkeinrichtung vorzugsweise den vorangehend beschriebenen Schwenkantrieb umfasst. Diese Schwenkeinrichtung ist mit dem Fahrwagen verbunden, wobei zwischen der Schwenkeinrichtung und dem Fahrwagen ein sich vertikal erstreckendes Distanzelement angeordnet werden kann. Dabei können Distanzelemente unterschiedlicher Länge vorgesehen sein oder auch mehrere Distanzelemente aneinandergefügt werden, um eine gewünschte Länge erzeugen zu können. Alternativ oder zusätzlich kann das Distanzelement in seiner Länge verstellbar sein. Hierzu kann eine manuelle oder auch motorisch angetriebene Stelleinrichtung vorhanden sein. Das Distanzelement sorgt dafür, dass die Schwenkeinrichtung und insbesondere deren Schwenkachse von dem Fahrwagen unterschiedlich beabstandet werden kann, z.B. so, dass sich die Schwenkachse, wenn der Fahrwagen auf dem Boden des Kanalrohres steht, sich im Mittelbereich des Kanalrohres befindet. Um eine entsprechende modulare Anpassbarkeit zu erreichen, sind vorzugsweise mehrere austauschbare Distanzelemente, besonders bevorzugt mehrere austauschbare Distanzelement unterschiedlicher Länge vorhanden, über welche die beschriebene Längenanpassung erreicht werden kann oder es kann ein längenverstellbares Distanzelement vorgesehen sein.
Der modulare Aufbau des erfindungsgemäßen Kanalrohr-Inspektionssystems kann darüber hinaus auch so gestaltet sein, dass der Arm, z.B. in Form einer Führungseinrichtung und das Gegengewicht vollständig abgebaut werden können, z.B. für den Fall, dass ein Vorschub in abzweigender Kanalrohre nicht gewünscht ist, sondern nur das Kanalrohr, in welchem sich der Fahrwagen bewegt, inspiziert werden soll.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben. In diesen zeigt:

1 eine Frontansicht eines erfindungsgemäßen Kanalrohr-Inspektionssystems,
2 eine Draufsicht auf das Kanalrohr- Inspektionssystem gemäß 1,
3 eine perspektivische Ansicht des Kanalrohr- Inspektionssystems gemäß 1 und 2,
4 eine perspektivische Ansicht des Kanalrohr- Inspektionssystems gemäß 3 mit teilweise vorgeschobenem Arbeitsgerät,
5 eine schematische Ansicht des Kanalrohr- Inspektionssystems gemäß 1 bis 4 im Inneren eines Kanalrohres und
6 eine schematische Ansicht des Kanalrohr- Inspektionssystems gemäß 1 bis 5 in einer Konfiguration für kleinere Kanalrohre.

Das nachfolgend mit Bezug zu den Figuren beispielhaft beschriebene Kanalrohr- Inspektionssystem ist modular aufgebaut, um eine Anpassung an verschiedene Einsatzzwecke, insbesondere verschiedene Kanalrohrdurchmesser zu ermöglichen. Die 1 bis 5 zeigen dabei eine erste Konfiguration für größere Kanalrohre, während die 6 eine kleinere Konfiguration für kleinere Kanalrohre zeigt. Das Gerät kann vom Anwender entsprechend dem gewünschten Einsatz umgebaut werden.
Das Kanalrohr- Inspektionssystem weist einen Fahrwagen 2 mit Rädern 4 auf, welche über einen in dem Fahrwagen 2 angeordneten Antrieb angetrieben werden können, um den Fahrwagen 2 in einem Kanalrohr vor und zurück zu bewegen. In dem in den 1 bis 5 gezeigten Konfigurationszustand ist die eigentliche Inspektionseinrichtung 6 mit dem Fahrwagen 2 über ein säulenartiges Distanzelement 8 verbunden, welches dafür sorgt, dass die Inspektionseinrichtung 6 in dieser Konfiguration von dem Fahrwagen 2 vertikal beabstandet ist. Das Distanzelement 8 kann einteilig ausgebildet sein, vorzugsweise jedoch auch modular aufgebaut sein, das heißt aus mehreren zusammensetzbaren Abschnitten gebildet sein, um verschiedene Höhen realisieren zu können, beispielsweise um das Inspektionssystem an verschiedene Kanalrohrdurchmesser anpassen zu können.
Die Inspektionseinrichtung 6 weist eine in Fahrrichtung nach vorne blickende Kamera 10 mit einer zugehörigen Beleuchtungseinrichtung auf. Die Inspektionseinrichtung 6 weist in diesem Beispiel darüber hinaus ein Arbeitsgerät in Form einer vorschiebbare Sonde 12 (in 4 gezeigt) auf. In diesem Beispiel handelt es sich bei der Sonde 12 um eine Kamerasonde, welche über einen Schiebestab und eine in der Inspektionseinrichtung 6 vorgesehene Vorschubeinrichtung vorschiebbar und zurückziehbar ist, das heißt relativ zu der Inspektionseinrichtung 6 bewegbar ist, um, wie nachfolgend beschrieben wird, in abzweigende Rohre eingeschoben zu werden.
Zu diesem Zweck ist an der Inspektionseinrichtung 6 eine Führungseinrichtung in Form eines Führungsrohres 14 angebracht. Die Führungseinrichtung bildet einen Arm. Das Führungsrohr 14 ist in seinem Durchmesser so dimensioniert, dass in seinem Inneren die Sonde 12 in Längsrichtung des Führungsrohres 14, welche eine Vorschubrichtung definiert, verschiebbar ist. Das Führungsrohr 14 ist an der Inspektionseinrichtung 6 um zwei Schwenkachsen schwenkbar angeordnet. Eine erste Schwenkachse S₁ erstreckt sich parallel zur Vorschub- bzw. Verfahrrichtung X des Fahrwagens, das heißt im Einsatz in Längsrichtung des Kanalrohres. Die Inspektionseinrichtung 6 weist einen motorischen Schwenkantrieb 16 auf, über welchen das Führungsrohr 14 um die Schwenkachse S₁ motorisch verschwenkbar ist. Am Schwenkantrieb 16 ist ein weiterer Schwenkantrieb 18 angeordnet, mittels welchem das Führungsrohr 14 um eine zweite Schwenkachse S₂ verschwenkbar ist. Die Schwenkachse S₂ erstreckt sich quer, das heißt in diesem Ausführungsbeispiel normal zu der ersten Schwenkachse S₁, so dass das Führungsrohr 14 um die Schwenkachse S₂ verschwenkt werden kann, um die Winkellage der Längsachse Y des Führungsrohres 14 relativ zu der ersten Schwenkachse S₁ bzw. einer Richtung parallel zur Fahrtrichtung X zu verändern. Das heißt durch das Verschwenken um die Schwenkachse S₂ wird der Winkel β zwischen der Längsrichtung des Kanalrohres und der Längsachse Y des Führungsrohres 14 verändert, während durch das Schwenken um die erste Schwenkachse S₁ die Winkellage in Richtung des Winkels α bezüglich der Vertikalen oder Horizontalen veränderbar ist.
Es ist in den 1 bis 5, in welchen das Führungsrohr 14 um den Winkel β ausgeschwenkt ist, zu erkennen, dass das ausgeschwenkte Führungsrohr 14, dadurch, dass es gegenüber der Schwenkachse S₁ auskragt, um diese ein Drehmoment erzeugt. Dieses ist von dem Schwenkantrieb 16 aufzubringen bzw. zu halten. Um dieses Drehmoment auszugleichen bzw. zu kompensieren ist erfindungsgemäß ein Gegengewicht 20 vorgesehen. Gleichzeitig verringert das Gegengewicht 20 ein auf den Fahrwagen 2 wirkendes Kippmoment, so dass ein seitliches Umkippen verhindert wird. Das Gegengewicht 20 ist auf einem Träger in Form einer einen Hebelarm bildenden Stange 22 angeordnet. Die Stange 22 ist in ein Gewinde an dem Schwenkantrieb 16 bzw. einen schwenkbaren Tragelement des Schwenkantriebes 16 eingeschraubt, so dass sie durch Herausschrauben leicht abmontiert werden kann. Das Gegengewicht 20 ist auf der Stange 22 in deren Längsrichtung verschiebbar, um die wirksame Hebellänge zu verändern. An der Stange 22 sind Nuten bzw. Kerben 24 ausgebildet, welche vorgegebene bevorzugte Positionierungen für das Gegengewicht 20 markieren. Das Gegengewicht 20 ist an der Stange 22 über Klemmelemente oder -schrauben 26 lösbar fixiert, wobei die Klemmelemente 26 vorzugsweise in die Nuten 24 eingreifen. Die Stange 22 greift bevorzugt diametral gegenüberliegend zu dem Führungsrohr 14 an dem Schwenkantrieb 16 an, wie am besten in 1 zu sehen ist. Durch radiale Positionierung des Gegengewichtes 20 bezüglich der Schwenkachse S₁ über ein Verschieben des Gegengewichtes 20 auf der Stange 22 lässt sich das von dem Gegengewicht 20 erzeugte Gegenmoment an die Länge, das Gewicht und/oder den Schwenkwinkel β des Führungsrohres 14 anpassen, um das von dem Führungsrohr 14 und einer in dieses eingeschobenen Sonde 12 erzeugte Moment zumindest teilweise zu kompensieren. Wenn die Sonde 12, wie in 4 gezeigt, bis zum freien Ende, das heißt dem der Inspektionseinrichtung 6 beabstandeten Ende des Führungsrohres 14, vorgeschoben ist, ist die Sonde 12 maximal von der Schwenkachse S₁ beabstandet, so dass in dieser Position das größte Moment um die Schwenkachse S₁ wirkt. Das Gegengewicht 20 und dessen radialer Abstand von der Schwenkachse S₁, welcher durch Positionierung auf der Stange 22 eingestellt wird, sind dabei so gewählt, dass das Moment von dem Gegengewicht 20 nicht vollständig kompensiert wird. Wenn nämlich die Sonde 12 in der Längsrichtung Y weiter in ein abzweigendes Rohr 28 vorgeschoben wird (siehe 5) dann lastet das Gewicht der Sonde 12 nicht mehr auf dem Führungsrohr 14, so dass sich das von dem Führungsrohr 14 um die Schwenkachse S₁ erzeugte Moment verringert. In diesem Zustand soll möglichst keine Überkompensation durch das Gegengewicht 20 erfolgen, das heißt es soll vermieden werden, dass ein unnötig großes Gegenmoment, welches von dem Gegengewicht 20 bewirkt wird, auf dem Schwenkantrieb 16 lastet. Bevorzugt wird das Gegengewicht 20 relativ zu dem Gewicht der Sonde 12 und dem Gewicht sowie der Länge des Führungsrohres 14 und gegebenenfalls dem Schwenkwinkel β so gewählt und positioniert, dass in allen Betriebszuständen das um die Schwenkachse S₁ wirkende Moment minimiert wird.
5 zeigt das Inspektionssystem in einem Kanalrohr 30. Der Fahrwagen 2 kann in der Fahrrichtung X in dem Kanalrohr 30 in dessen Längsrichtung hin und her verfahren. Es ist zu erkennen, dass über das Distanzelement 8 die Inspektionseinrichtung 6 in vertikaler Höhe ungefähr so positioniert ist, dass die Schwenkachse S₁ im Mittelbereich des Kanalrohres 30 liegt. Über den Schwenkantrieb 16 und den Schwenkantrieb 18 kann das Führungsrohr 4 um die Schwenkachsen S₁ und S₂ so verschwenkt werden, dass sein freies Ende 32 in die Nähe der Wandung des Kanalrohres 30 und in eine Position gegenüberliegend zur Einmündung eines abzweigenden Rohres 28 positioniert werden kann. In dieser Position kann dann die Sonde 12 durch das Führungsrohr 14 in das abzweigende Rohr 28 vorgeschoben werden.
Wie oben bereits ausgeführt, ist das Inspektionssystem, wie es vorangehend beschrieben wurde, modular aufgebaut, das heißt es kann auch an kleinere Kanalrohre 30', wie in 6 gezeigt, angepasst werden. Zur Anpassung an ein kleineres Kanalrohr 30' kann, wie in diesem Beispiel das Distanzelement 8 vollständig abgebaut werden, so dass die Inspektionseinrichtung 6 mit der Kamera 10 direkt auf dem Fahrwagen 2 montiert ist. Ferner sind die Räder 4 durch Räder 4' mit kleinerem Durchmesser ausgetauscht. In dieser Position liegt die Kamera 10 im Wesentlichen vor dem Fahrwagen 2. An den Schwenkantrieben 16 und 18 der Inspektionseinrichtung 6 ist ein wesentlich kürzeres Führungsrohr 14' montiert, dessen Länge auf den Innendurchmesser des Kanalrohrs 30' so abgestimmt ist, dass wiederum das freie Ende des Führungsrohres 14' dem Abzweig bzw. der Einmündung eines abzweigenden Kanalrohres 28' gegenüberliegend positioniert werden kann, so dass die Sonde 12 (in 6 nicht gezeigt) in das abzweigende Rohr 28' eingeschoben werden kann. Mit Hilfe der Schwenkantriebe 16 und 18 kann das Führungsrohr 14' auch in diesem Beispiel um die beiden Schwenkachsen S1 und S2 verschwenkt werden.
Es ist zu verstehen, dass, auch wenn hier lediglich zwei unterschiedlich große Räder 4 und 4' sowie zwei unterschiedlich lange Führungsrohre 14 und 14' und lediglich ein Distanzelement 8 beschrieben wurden, diese auch in verschiedenen Längen und Größen vorgesehen sein können, um eine Anpassung an verschiedene Kanalrohrdurchmesser vorzunehmen. In dem in 6 gezeigten Beispiel sind die Stange 22 und das Gegengewicht 20 abmontiert. Bei Kanalrohrdurchmessern, welche zwischen den in 5 und 6 gezeigten Durchmessern des Kanalrohres 30 bzw. 30' liegen, wäre es jedoch denkbar, ebenfalls ein Gegengewicht 20 an einer Stange 22 zu montieren, möglicherweise radial näher zu der Schwenkachse S₁ liegend oder mit einer kürzeren Stange 22 und/oder einem leichteren Gegengewicht 20 zu montieren.
Bezugszeichenliste

2: Fahrwagen
4, 4': Räder
6: Inspektionseinrichtung
8: Distanzelement
10: Kamera
12: Sonde, Arbeitsgerät
14, 14': Arm, Führungsrohr
16, 18: Schwenkantriebe
20: Gegengewicht
22: Stange
24: Nuten
26: Klemmschrauben
28, 28': abzweigendes Rohr
30,30': Kanalrohr
32: freies Ende
X: Fahrrichtung
Y: Längsachse bzw. Vorschubachse
S1, S2: Schwenkachsen

Claims

Kanalrohr-Inspektionssystem mit einem Fahrwagen (2), einer an diesem angeordneten Führungseinrichtung (14; 14') sowie zumindest einem an einem Arm (14; 14') angeordneten Arbeitsgerät (12)wobei derArm (14; 14') im Bereich seines ersten Axialendes um eine erste Schwenkachse (S₁) schwenkbar mit dem Fahrwagen (2) verbunden ist sowie mit zumindest einem Gegengewicht (20) derart gekoppelt ist, dass das zumindest eine Gegengewicht (20) ein von der Führungseinrichtung (14; 14') verursachtes Drehmoment, welches um die erste Schwenkachse (S₁) wirkt, zumindest teilweise kompensiert.
Kanalrohr-Inspektionssystem nach Anspruch 1, bei welchem das zumindest eine Arbeitsgerät an einem von der ersten Schwenkachse (S₁) beabstandeten zweiten Axialende des Armes angeordnet ist.
Kanalrohr-Inspektionssystem nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem der Arm als Führungseinrichtung (14; 14') ausgestaltet ist, entlang derer das zumindest eine Arbeitsgerät bewegbar und bevorzugt in abzweigende Rohre (28; 28') einschiebbar ist.
Kanalrohr-Inspektionssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, welches einen Schwenkantrieb, vorzugsweise einen elektrischen Schwenkantrieb (16) zum Verschwenken des Armes (14; 14') um die erste Schwenkachse (S₁) aufweist.
Kanalrohr-Inspektionssystem nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem das zumindest ein Gegengewicht (20) bezüglich der ersten Schwenkachse (S₁) diametral entgegengesetzt zu dem Arm (14; 14') gelegen ist.
Kanalrohr-Inspektionssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem die erste Schwenkachse (S₁) parallel zu einer vorgesehenen Fahrtrichtung (X) des Fahrwagens (2) verläuft.
Kanalrohr-Inspektionssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 6, bei welcher die Führungseinrichtung (14; 14') eine Vorschubachse (Y) definiert, entlang welcher das Arbeitsgerät (12) verschiebbar ist.
Kanalrohr-Inspektionssystem nach Anspruch 7, bei welchem sich die von der Führungseinrichtung (14; 14') definierte Vorschubachse (Y) gewinkelt, bevorzugt in einem spitzen Winkel, zu der ersten Schwenkachse (S₁) erstreckt.
Kanalrohr-Inspektionssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem der Arm (14; 14') um eine zweite Schwenkachse (S₂) schwenkbar ist, welche sich vorzugsweise quer der ersten Schwenkachse (S₁) erstreckt.
Kanalrohr-Inspektionssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem das zumindest eine Gegengewicht (20) an einem sich quer und vorzugsweise normal zu der ersten Schwenkachse (S₁) erstreckenden Hebelarm (22) angeordnet ist.
Kanalrohr-Inspektionssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem das zumindest eine Gegengewicht (20) derart ausgestaltet und angeordnet ist, dass ein radialer Abstand des zumindest einen Gegengewichtes (20) zu der ersten Schwenkachse (S₁) manuell oder automatisch veränderbar ist.
Kanalrohr-Inspektionssystem nach Anspruch 10 und 11, bei welchem der Hebelarm von einer Trägerstange (22) gebildet wird, welche Markierungen oder Rastungen (24) aufweist, welche definierte radiale Positionen für das zumindest eine Gegengewicht (20) vorgeben.
Kanalrohr-Inspektionssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem das zumindest eine Gegengewicht (20) abnehmbar angeordnet ist.
Kanalrohr-Inspektionssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem das zumindest eine Gegengewicht (20) so dimensioniert und angeordnet ist, dass ein von ihm um die erste Schwenkachse (S₁) erzeugtes Drehmoment geringer ist als ein maximales Drehmoment, welches von dem Arm (14; 14') mit einem an dieser angeordneten Arbeitsgerät (12) erzeugt wird.
Kanalrohr-Inspektionssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem das zumindest eine Arbeitsgerät (12) als Kamera, Sensor, Spüleinrichtung und/oder Bearbeitungsgerät ausgebildet ist.
Kanalrohr-Inspektionssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem der Fahrwagen (2) mehrere Sätze austauschbarer Räder (4; 4') unterschiedlicher Größe aufweist.
Kanalrohr-Inspektionssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, welches mehrere austauschbare Arme oder Führungseinrichtungen (14; 14') unterschiedlicher Dimension aufweist.
Kanalrohr-Inspektionssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem eine den Arm (14; 14') und das Gegengewicht (20) tragende Schwenkeinrichtung (6) mit dem Fahrwagen (2) über ein sich vertikal erstreckendes Distanzelement (8) verbunden ist, wobei das Kanalrohr-Inspektionssystem vorzugsweise mehrere austauschbare Distanzelemente (8), besonders bevorzugt, unterschiedlicher Länge, aufweist.