DE102021106611A1

DE102021106611A1 - Device for use in a fluid environment

Info

Publication number: DE102021106611A1
Application number: DE102021106611.5A
Authority: DE
Inventors: Florian Heilemann; Alireza Dadashi
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2020-09-30
Filing date: 2021-03-18
Publication date: 2022-03-31
Also published as: WO2022069260A1

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Benutzung in einer Fluidumgebung offenbart, wobei die Vorrichtung außenseitig mehrere Öffnungen aufweist und jeder der mehreren Öffnungen eine von mehreren Antriebskraftrichtungen zugeordnet ist und wobei jede der mehreren Öffnungen mit einem Fluid beaufschlagbar ist, um die Vorrichtung zu einer Translationsbewegung und/oder Drehbewegung anzutreiben. Es wird ferner eine Sonde zur Inspektion und/oder Wartung eines Behälters offenbart, der zumindest teilweise mit einem fluiden Energieträger befüllt ist.A device for use in a fluid environment is disclosed, wherein the device has a plurality of openings on the outside and each of the plurality of openings is associated with one of a plurality of driving force directions and wherein each of the plurality of openings can be acted upon by a fluid in order to cause the device to translate and/or to drive rotary motion. Furthermore, a probe for the inspection and/or maintenance of a container is disclosed, which is at least partially filled with a fluid energy carrier.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Benutzung in einer Fluidumgebung, ein Verfahren zum Antreiben einer Vorrichtung in einer Fluidumgebung, sowie eine Sonde zur Inspektion und/oder Wartung eines Behälters, der mit einem fluiden Energieträger befüllt ist.The present invention relates to a device for use in a fluid environment, a method for driving a device in a fluid environment, and a probe for inspection and/or maintenance of a container that is filled with a fluid energy carrier.

Vorrichtungen zur Benutzung in einer Fluidumgebung sind grundsätzlich bekannt. Beispielsweise existieren Unterwasserfahrzeuge zur Exploration von schwer zugänglichen Bereichen wie einem Meeresboden oder einer mit Wasser gefüllten Höhle. Derartige Fahrzeuge weisen eine hohe Baugröße auf, die insbesondere durch den erforderlichen Fahrzeugantrieb bedingt ist. Beispielsweise müssen an dem Fahrzeug ein oder mehrere Motoren nebst zugehöriger Energieversorgung bereitgehalten werden, um wenigstens einen Propeller antreiben zu können. Die erhebliche Baugröße erschwert jedoch die Manövrierbarkeit des Fahrzeugs in einem Fluid, sodass das der Einsatz des Fahrzeugs insbesondere in beengten oder räumlich komplexen Fluidumgebungen mit einem hohen Betriebsrisiko einhergeht. Infolgedessen können Einsätze nur unter hohem Zeitaufwand und mit speziell geschultem Bedienpersonal durchgeführt werden.Devices for use in a fluid environment are generally known. For example, underwater vehicles exist for exploring areas that are difficult to access, such as a seabed or a water-filled cave. Such vehicles have a large size, which is due in particular to the required vehicle drive. For example, one or more motors together with the associated energy supply must be kept ready on the vehicle in order to be able to drive at least one propeller. However, the considerable size makes it difficult to maneuver the vehicle in a fluid, so that the use of the vehicle, particularly in confined or spatially complex fluid environments, is associated with a high operational risk. As a result, operations can only be carried out with a great deal of time and with specially trained operating personnel.

Darüber hinaus sind die möglichen Einsatzgebiete aufgrund der Baugröße bekannter Fahrzeuge prinzipiell eingeschränkt. So können Unterwasserfahrzeuge insbesondere dann nicht eingesetzt werden, wenn das Wasser oder ein anderes Fluid in einer räumlich engen Umgebung aufgenommen ist, das mit dem Fahrzeug aufgrund seiner äußeren Abmessungen nicht erreicht werden kann.In addition, the possible areas of application are limited in principle due to the size of known vehicles. In particular, underwater vehicles cannot be used when the water or another fluid is received in a spatially confined environment that cannot be reached with the vehicle due to its external dimensions.

Ein Beispiel für eine schwer zugängliche Fluidumgebung stellen z.B. regelmäßig zu wartende Fluidtanks, wie etwa Treibstofftanks von Flugzeugen dar, die durch Personen inspiziert und hierzu entsprechend vorbereitet werden müssen. Insbesondere muss der Treibstoff zuerst vollständig aus dem Tank abgelassen werden. Danach müssen innerhalb des Tanks angeordnete Wände demontiert werden, sodass nach einer ausreichenden Lüftung des Tanks eine Person ohne Gefahr in den Tank klettern kann, um diesen zu inspizieren oder zu reparieren. Dieser bei jeder Wartung notwendige Ablauf ist dementsprechend mit einem unerwünscht hohen technischen und arbeitsschutzrechtlichen Aufwand verbunden.An example of a fluid environment that is difficult to access is fluid tanks that require regular maintenance, such as aircraft fuel tanks, that must be inspected by people and prepared accordingly. In particular, the fuel must first be completely drained from the tank. Thereafter, walls arranged inside the tank must be dismantled so that after the tank has been sufficiently ventilated, a person can safely climb into the tank to inspect or repair it. This process, which is necessary for every maintenance, is accordingly associated with an undesirably high technical and occupational safety effort.

In Anbetracht der geschilderten Schwierigkeiten ist der Einsatz von geeigneten Wartungsrobotern in schwer zugänglichen Fluidumgebungen wünschenswert, jedoch bislang nicht möglich, weil herkömmliche Wartungsroboter zu groß sind und/oder nicht über eine geeignete Steuerbarkeit verfügen.In view of the difficulties described, the use of suitable maintenance robots in fluid environments that are difficult to access is desirable, but has not been possible to date because conventional maintenance robots are too large and/or do not have suitable controllability.

Besondere Probleme bestehen insbesondere auch in leicht entzündlichen Fluidumgebungen, wie beispielsweise im Falle eines mit einem Energieträger befüllten Tanks. Von der Elektrik eines Wartungsroboters geht ein prinzipielles Entzündungsrisiko aus, das auch durch gute Isolierungsmaßnahmen nicht in ausreichendem Maße beherrscht werden kann, um eine den heutigen technischen Standards genügende Betriebssicherheit zu gewährleisten.Particular problems also exist in particular in highly flammable fluid environments, such as in the case of a tank filled with an energy carrier. The electrical system of a maintenance robot poses a fundamental risk of ignition, which even good insulation measures cannot adequately control to ensure operational safety that meets today's technical standards.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zur Benutzung in einer Fluidumgebung anzugeben.It is an object of the invention to provide improved apparatus for use in a fluid environment.

Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.According to a first aspect of the invention, the object is achieved by a device having the features of claim 1.

Eine Vorrichtung zur Benutzung in einer Fluidumgebung weist außenseitig mehrere Öffnungen auf, wobei jeder der mehreren Öffnungen eine von mehreren Antriebskraftrichtungen zugeordnet ist. Ferner ist jede der mehreren Öffnungen mit einem Fluid beaufschlagbar, um auf die Vorrichtung eine Antriebskraft in der der betreffenden Öffnung zugeordneten Antriebskraftrichtung auszuüben, wobei zumindest eine erste Untermenge der Antriebskraftrichtungen eine Translationsantriebskraftrichtung repräsentiert, um die Vorrichtung zu einer Translationsbewegung anzutreiben. Alternativ oder zusätzlich repräsentiert zumindest eine zweite Untermenge der Antriebskraftrichtungen eine Drehantriebskraftrichtung, um die Vorrichtung zu einer Drehbewegung anzutreiben.A device for use in a fluid environment has a plurality of openings on its exterior, each of the plurality of openings being associated with one of a plurality of driving force directions. Furthermore, each of the plurality of openings can be acted upon by a fluid in order to exert a driving force on the device in the driving force direction associated with the relevant opening, with at least a first subset of the driving force directions representing a translational driving force direction in order to drive the device into a translational movement. Alternatively or additionally, at least a second subset of the drive force directions represents a rotary drive force direction to drive the device to rotate.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in einem Fluid, wie etwa Wasser oder einer anderen Flüssigkeit, zu vordefinierten Translations- und/oder Drehbewegungen angesteuert werden und ermöglicht auf diese Weise eine flexible und präzise Steuerbarkeit in dem Fluid. Vorteilhaft ist insbesondere die kombinierte Ansteuerbarkeit zu Translations- und Drehbewegungen, um die Vorrichtung entlang beliebiger Antriebsrichtungen steuern zu können. Hierbei kann die Vorrichtung z.B. wahlweise in eine Translationsantriebskraftrichtung oder eine Drehantriebskraftrichtung bzw. eine Drehmomentantriebskraftrichtung angetrieben werden. Somit kann die Vorrichtung auch in komplexen und beengten Fluidumgebungen mit hoher Sicherheit betrieben werden.The device according to the invention can be controlled in a fluid, such as water or another liquid, for predefined translational and/or rotary movements and in this way enables flexible and precise controllability in the fluid. In particular, the combined controllability for translational and rotary movements is advantageous in order to be able to control the device along any drive directions. Here, the device can be driven, for example, selectively in a translational driving force direction or a rotary driving force direction or a torque driving force direction. The device can thus be operated with a high level of safety even in complex and confined fluid environments.

Zum Antreiben der Vorrichtung werden vorzugsweise ein oder mehrere außenseitige Öffnungen der Vorrichtung mit einem Fluid beaufschlagt. Beispielsweise kann ein Fluid durch eine betreffende Öffnung gepumpt werden, um an der Öffnung einen Fluidstrahl zu erzeugen, der eine Antriebskraft auf die Vorrichtung ausübt. Die Antriebskraftrichtung ist hierbei gemäß dem Wechselwirkungsprinzip im Wesentlichen entgegengesetzt zu der Stromrichtung des Fluidstrahls. Mit anderen Worten erzeugt der Fluidstrahl eine Rückstoßkraft, die zum Antreiben der Vorrichtung ausgenutzt wird.To drive the device, a fluid is preferably applied to one or more openings on the outside of the device. For example, a fluid may be pumped through an aperture of interest to create a jet of fluid at the aperture which exerts a motive force on the device. According to the interaction principle, the driving force direction is essentially opposite to the flow direction of the fluid jet. In other words, the fluid jet generates a recoil force that is used to propel the device.

Anstelle eines durch die Öffnung austretenden Fluidstrahls ist es prinzipiell auch denkbar, eine jeweilige Öffnung mit einem Unterdruck zu beaufschlagen, sodass Fluid von außen durch die Öffnung gefördert und hierdurch ein nach innen gerichteter Fluidstrom erzeugt wird. Dementsprechend wird eine von der Öffnung wegweisende Antriebskraft auf die Vorrichtung ausgeübt, die im Wesentlichen entgegengesetzt zu der Stromrichtung des Fluids an der Öffnung ist.Instead of a jet of fluid exiting through the opening, it is in principle also conceivable to apply a negative pressure to a respective opening, so that fluid is conveyed from the outside through the opening and an inwardly directed fluid flow is thereby generated. Accordingly, a driving force away from the orifice is applied to the device that is substantially opposite to the direction of fluid flow at the orifice.

Die mehreren Öffnungen der Vorrichtung ermöglichen eine selektive Ausübung von Antriebskräften auf die Vorrichtung, um diese zu unterschiedlichen Bewegungen antreiben zu können. Jeder Öffnung ist eine Antriebskraftrichtung zugeordnet, die im Wesentlichen entgegengesetzt zu dem bei einer Beaufschlagung der Öffnung erzeugten Fluidstrahl ist. Die Öffnungen sind vorzugsweise derart angeordnet und ausgebildet, dass für eine jeweilige vordefinierte Bewegungsrichtung eine Untermenge der Öffnungen angegeben werden kann, die einer Untermenge der den Öffnungen zugeordneten Antriebskraftrichtungen entspricht. Eine Untermenge kann allgemein ein oder mehrere Antriebskraftrichtungen aufweisen.The multiple openings of the device allow driving forces to be selectively applied to the device to drive it in different movements. Each opening is assigned a driving force direction which is essentially opposite to the fluid jet generated when the opening is acted upon. The openings are preferably arranged and designed in such a way that a subset of the openings can be specified for a respective predefined direction of movement, which subset corresponds to a subset of the driving force directions assigned to the openings. A subset may generally have one or more driving force directions.

Das zur Beaufschlagung verwendete Fluid ist vorzugsweise identisch zu dem Fluid, in dem sich die Vorrichtung bei bestimmungsgemäßer Verwendung befindet. Die Fluidumgebung wird somit nicht durch ein anderes Fluid verunreinigt. Dies ist beispielsweise im Falle eines mit einem Energieträger befüllten Tanks wünschenswert. Es ist jedoch auch denkbar, unterschiedliche Fluide vorzusehen. Beispielsweise kann auch ein Gas, wie etwa Luft, zur Beaufschlagung der Öffnungen verwendet werden, wenn sich die Vorrichtung in einer Flüssigkeit befindet, in der die Vorrichtung angetrieben werden soll. Vorzugsweise ist die Fluidumgebung durch eine Flüssigkeit gebildet.The fluid used for the application is preferably identical to the fluid in which the device is located when used as intended. The fluid environment is thus not contaminated by another fluid. This is desirable, for example, in the case of a tank filled with an energy source. However, it is also conceivable to provide different fluids. For example, a gas such as air can also be used to pressurize the openings when the device is in a liquid in which the device is to be driven. The fluid environment is preferably formed by a liquid.

Die erfindungsgemäße Antriebstechnologie der Vorrichtung ermöglicht es, elektrische Antriebsmittel oder elektrische Energiespeicher vollständig außerhalb der Vorrichtung vorzusehen. Beispielsweise kann eine Steuereinheit über eine oder mehrere flexible Fluidleitungen mit der Vorrichtung verbunden werden, um ein oder mehrere Öffnungen der Vorrichtung aus der Ferne mit dem Fluid zu beaufschlagen. Auf unmittelbar an der Vorrichtung angeordnete elektrische Motoren und/oder Aktuatoren kann somit vollständig verzichtet werden. Die Vorrichtung, die beispielsweise als eine Sonde ausgebildet sein kann, ist somit zum Einsatz in entzündlichen oder explosionsgefährdeten Fluidumgebungen geeignet. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Inspektion von Treibstofftanks oder sonstigen Behältern und Leitungen zur Aufnahme von fluiden Energieträgern verwendet werden.The drive technology of the device according to the invention makes it possible to provide electrical drive means or electrical energy stores completely outside of the device. For example, a control unit can be connected to the device via one or more flexible fluid lines to remotely apply the fluid to one or more openings of the device. Electric motors and/or actuators arranged directly on the device can thus be completely dispensed with. The device, which can be embodied as a probe, for example, is thus suitable for use in flammable or potentially explosive fluid environments. In particular, the device according to the invention can be used to inspect fuel tanks or other containers and lines for receiving fluid energy carriers.

Der Verzicht auf elektrische Antriebsmittel, Aktuatoren und dergleichen an der Vorrichtung ermöglicht außerdem eine im Vergleich zu herkömmlichen Vorrichtungen reduzierte Baugröße. Somit können auch Fluidumgebungen erreicht werden, die mit herkömmlichen und vergleichsweise großen Wartungsfahrzeugen nicht zugänglich sind.The omission of electrical drive means, actuators and the like on the device also allows a reduced size compared to conventional devices. Thus, fluid environments can also be reached that are not accessible with conventional and comparatively large maintenance vehicles.

Ausführungsformen sind in der Beschreibung, den Figuren sowie den Ansprüchen offenbart.Embodiments are disclosed in the description, the figures and the claims.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die erste und/oder zweite Untermenge einige der Antriebskraftrichtungen, wobei zumindest einige der mehreren Öffnungen, deren zugeordnete Antriebskraftrichtungen der ersten und/oder zweiten Untermenge angehören, zumindest im Wesentlichen gleichzeitig beaufschlagbar sind, um auf die Vorrichtung eine Antriebskraft in eine Überlagerungsantriebskraftrichtung auszuüben, die eine Summe der Antriebskraftrichtungen der ersten Untermenge und/oder der zweiten Untermenge repräsentiert. Mehrere Öffnungen können somit vorteilhaft zumindest im Wesentlichen gleichzeitig beaufschlagt werden, um die Vorrichtung in eine Überlagerungsantriebskraftrichtung zu bewegen. Die Überlagerungsantriebskraftrichtung kann z. B. wahlweise einer Translationsantriebskraftrichtung oder einer Drehantriebskraftrichtung entsprechen. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Überlagerungsantriebskraftrichtung sich aus mehreren Richtungskomponenten zusammensetzt, wobei die Richtungskomponenten durch eine oder mehrere Translationsantriebskraftrichtungen und/oder eine oder mehrere Drehantriebskraftrichtungen gebildet sein können. Durch Beaufschlagung mehrerer Öffnungen können somit wahlweise beliebige Bewegungen ausgeführt werden, sodass selbst komplexeste Bewegungsbahnen mit der Vorrichtung einfach realisiert werden können. Die Vorrichtung ist somit zur Erkundung besonders komplexer und insbesondere enger Fluidumgebungen geeignet.According to one embodiment, the first and/or second subset includes some of the drive force directions, wherein at least some of the plurality of openings whose associated drive force directions belong to the first and/or second subset can be acted upon at least substantially simultaneously in order to apply a drive force to the device in a superimposed drive force direction exert, which represents a sum of the driving force directions of the first subset and / or the second subset. A plurality of openings can thus advantageously be acted upon at least substantially simultaneously in order to move the device in an overlay driving force direction. The overlay driving force direction can e.g. B. optionally correspond to a translational drive force direction or a rotational drive force direction. However, it is also conceivable for the superimposed drive force direction to be composed of a plurality of directional components, with the directional components being formed by one or more translational drive force directions and/or one or more rotary drive force directions be able. By acting on several openings, any desired movements can thus be carried out, so that even the most complex movement paths can be easily implemented with the device. The device is thus suitable for exploring particularly complex and, in particular, narrow fluid environments.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen zumindest zwei der Öffnungen, deren zugeordnete Antriebskraftrichtungen der ersten und/oder zweiten Untermenge angehören, zueinander einen Abstand auf, der zumindest im Wesentlichen gleich einem Außenmaß der Vorrichtung ist. Alternativ oder zusätzlich können Öffnungen, deren Antriebskraftrichtungen der ersten und/oder zweiten Untermenge angehören, zumindest teilweise an gegenüberliegenden Bereichen der Vorrichtung ausgebildet sein. Die Vorrichtung kann mit dieser Anordnung von Öffnungen besonders effizient und präzise gesteuert werden. Beispielsweise können Öffnungen an diametral gegenüberliegenden Abschnitten der Vorrichtung angeordnet sein. Ferner können Öffnungen zum Beispiel paarweise an gegenüberliegenden Endbereichen der Vorrichtung angeordnet sein, um zum Beispiel vorteilhafte Hebeleffekte für eine Drehbewegung auszunutzen. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn die Vorrichtung durch ein oder mehrere aufeinanderfolgende Engstellen innerhalb der Fluidumgebung gesteuert werden und hierbei schnell gedreht werden muss.According to a further embodiment, at least two of the openings, whose associated drive force directions belong to the first and/or second subset, are at a distance from one another which is at least essentially equal to an external dimension of the device. Alternatively or additionally, openings whose driving force directions belong to the first and/or second subset can be formed at least partially on opposite areas of the device. The device can be controlled particularly efficiently and precisely with this arrangement of openings. For example, openings can be located at diametrically opposed portions of the device. Furthermore, openings can, for example, be arranged in pairs on opposite end regions of the device, in order, for example, to utilize advantageous leverage effects for a rotary movement. This is particularly advantageous when the device is being steered through one or more consecutive bottlenecks within the fluid environment and must be turned rapidly in the process.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kompensieren sich zumindest einige der Antriebskraftrichtungen der ersten und/oder zweiten Untermenge gruppenweise bezüglich zumindest einer Richtungskomponente. Beispielsweise können eine oder mehrere bestimmte Öffnungen wahlweise zur Ausführung von unterschiedlichen Bewegungen beaufschlagt werden, insbesondere indem die Öffnungen in unterschiedlichen Gruppen beaufschlagt werden und sich die zugeordneten Antriebskraftrichtungen entsprechend zu unterschiedlichen Überlagerungsantriebskraftrichtungen überlagern. Beispielsweise können Paare von Öffnungen derart angeordnet und ausgebildet sein, dass die zugeordneten Antriebskraftrichtungen jeweils eine Richtungskomponente, beispielsweise eine Tangentialkomponente, aufweisen, die zueinander entgegengesetzt sind. Bei gleichzeitiger Beaufschlagung des Öffnungspaars kompensieren sich die Tangentialkomponenten gegenseitig, wobei in der Überlagerung z.B. lediglich eine Translationsantriebskraftrichtung wirksam wird, um die Vorrichtung zu einer Translationsbewegung anzutreiben. Wird jedoch lediglich eine der Öffnungen beaufschlagt, so kann die Tangentialkomponente zur Ausführung einer Drehbewegung ausgenutzt werden.According to a further embodiment, at least some of the driving force directions of the first and/or second subset compensate each other in groups with regard to at least one directional component. For example, one or more specific openings can optionally be acted upon to carry out different movements, in particular by the openings being acted upon in different groups and the associated driving force directions being superimposed in accordance with different overlaying driving force directions. For example, pairs of openings can be arranged and configured in such a way that the associated driving force directions each have a directional component, for example a tangential component, which is opposite to one another. When the pair of openings are acted upon at the same time, the tangential components compensate each other, with the superposition, for example, only one direction of translational driving force being effective in order to drive the device into a translational movement. However, if only one of the openings is acted upon, the tangential component can be used to carry out a rotary movement.

Vorzugsweise sind zumindest einige der Öffnungen rotationssymmetrisch und/oder zueinander gespiegelt ausgebildet. Beispielsweise kann die Vorrichtung einen rotationssymmetrischen Körper aufweisen, um dessen Rotations- oder Längsachse ein Teil der Öffnungen rotationssymmetrisch verteilt angeordnet sind. Die Öffnungen sind bevorzugt zumindest teilweise bezüglich ein oder mehrerer Ebenen zueinander gespiegelt ausgebildet. Beispielsweise können die Öffnungen gruppenweise, insbesondere paarweise, bezüglich einer Ebene gespiegelt ausgebildet sein, wobei die Rotations- oder Längsachse der Vorrichtung durch die Ebene verlaufen kann. Die Öffnungen können auch gruppenweise bezüglich mehrerer zueinander orthogonal ausgerichteter Ebenen gespiegelt angeordnet sein. Die Anzahl der Öffnungen kann auf diese Weise optimiert werden, wobei die Vorrichtung dennoch umfassend, präzise und effizient angetrieben werden kann.At least some of the openings are preferably designed to be rotationally symmetrical and/or mirrored in relation to one another. For example, the device can have a rotationally symmetrical body around whose rotational or longitudinal axis some of the openings are distributed rotationally symmetrically. The openings are preferably at least partially mirrored in relation to one another with respect to one or more planes. For example, the openings can be formed in groups, in particular in pairs, mirrored with respect to a plane, it being possible for the rotational or longitudinal axis of the device to run through the plane. The openings can also be arranged in groups in a mirrored manner with respect to a plurality of mutually orthogonally aligned planes. The number of openings can be optimized in this way, while still being able to drive the device comprehensively, precisely and efficiently.

Nach einer weiteren Ausführungsform beträgt die Anzahl der Antriebskraftrichtungen zumindest acht. Bevorzugt sind sechzehn Antriebskraftrichtungen vorgesehen. Ferner ist es bevorzugt, dass die erste und/oder zweite Untermenge jeweils zumindest vier der Antriebskraftrichtungen umfasst. Auch im Falle von mehreren Untermengen, die für eine jeweilige Translationsantriebskraftrichtung oder Drehantriebskraftrichtung vorgesehen sind, können pro Untermenge vier Antriebskraftrichtungen vorgesehen sein. Auf diese Weise kann die betreffende Translations- oder Drehbewegung auch bei einer ungünstigen Gewichtsverteilung der Vorrichtung oder bei ungünstigen Strömungsbedingungen in der Fluidumgebung präzise und rasch ausgeführt werden. Die den vier Antriebskraftrichtungen zugeordneten Öffnungen sind vorzugsweise entlang eines Umfangs der Vorrichtung verteilt, insbesondere mit gleichmäßigem Abstand zueinander. Die Anzahl von Antriebskraftrichtungen pro Untermenge kann im Allgemeinen jedoch auch kleiner oder größer als vier sein.According to a further embodiment, the number of driving force directions is at least eight. Sixteen driving force directions are preferably provided. Furthermore, it is preferred that the first and/or second subset each includes at least four of the driving force directions. Even in the case of a plurality of subsets that are provided for a respective translational drive force direction or rotary drive force direction, four drive force directions can be provided per subset. In this way, the translatory or rotary movement in question can be carried out precisely and quickly even if the weight distribution of the device is unfavorable or if the flow conditions in the fluid environment are unfavorable. The openings assigned to the four driving force directions are preferably distributed along a circumference of the device, in particular at a uniform distance from one another. In general, however, the number of drive force directions per subset can also be smaller or larger than four.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine Anzahl der Öffnungen gleich einer Anzahl der Antriebskraftrichtungen, wobei die Anzahl der Öffnungen zumindest acht ist, insbesondere wobei die Anzahl der Öffnungen sechzehn ist.According to a further embodiment, a number of the openings is equal to a number of the driving force directions, the number of the openings being at least eight, in particular the number of the openings being sixteen.

Vorzugsweise sind zumindest so viele Öffnungen vorhanden, dass die Vorrichtung entsprechend zu sechs Freiheitsgraden angetrieben werden kann. Beispielsweise kann die Vorrichtung wahlweise entlang einer von drei Hauptachsen angetrieben werden (drei Translationsfreiheitsgrade), wobei die Hauptachsen vorzugsweise senkrecht zueinander ausgerichtet sind. Ferner kann die Vorrichtung jeweils wahlweise um eine der drei Hauptachsen gedreht werden (drei Rotationsfreiheitsgrade). Zur Ausführung entsprechender Translations- bzw. Drehbewegungen sind an der Vorrichtung vorzugsweise sechzehn Öffnungen vorgesehen, wobei wie erwähnt im Allgemeinen auch weniger oder mehr Öffnungen vorgesehen sein können.Preferably there are at least as many openings that the device can be driven according to six degrees of freedom. For example, the device can be selectively driven along one of three principal axes (three translational degrees of freedom), with the principal axes preferably being orthogonal to one another. Furthermore, the device can each optionally one of the three main axes can be rotated (three rotational degrees of freedom). Sixteen openings are preferably provided on the device for carrying out corresponding translational or rotary movements, it also being possible, as mentioned, in general for fewer or more openings to be provided.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist zumindest eine der Öffnungen einen Öffnungskanal auf, der schräg zu einer Außenseite der Vorrichtung ausgebildet ist. Mit anderen Worten kann ein Winkel zwischen der Kanalachse und der Außenseite der Vorrichtung kleiner als 90° sein. Auf diese Weise weist die zugehörige Antriebskraftrichtung eine Tangentialkomponente auf, um die Vorrichtung zu einer Drehbewegung antreiben zu können.According to a further embodiment, at least one of the openings has an opening channel which is formed obliquely to an outside of the device. In other words, an angle between the channel axis and the outside of the device can be less than 90°. In this way, the associated driving force direction has a tangential component in order to be able to drive the device to rotate.

Im Allgemeinen ist ein Öffnungskanal zumindest im Wesentlichen koaxial zu der Antriebskraftrichtung, die der Öffnung zugeordnet ist, ausgerichtet. Die Öffnungen können in diesem Fall besonders einfach ausgebildet werden. Es ist jedoch auch denkbar, durch ein oder mehrere Umlenkflächen für die Öffnung eine Antriebskraftrichtung zu definieren, die einen Winkel ungleich 180 Grad zu dem Öffnungskanal aufweist.Generally, an orifice channel is at least substantially coaxially aligned with the direction of driving force associated with the orifice. In this case, the openings can be formed in a particularly simple manner. However, it is also conceivable to use one or more deflection surfaces to define a driving force direction for the opening, which has an angle other than 180 degrees to the opening channel.

Die Öffnungen können teilweise oder vollständig als Düsen ausgebildet sein. Der bei Beaufschlagung der Öffnung erzeugte Fluidstrahl kann auf diese Weise optimiert werden. Eine Düse umfasst einen Abschnitt, der gegenüber einer mit der Düse verbundenen Fluidleitung verkleinert ist. The openings can be designed partially or completely as nozzles. The fluid jet generated when the opening is acted upon can be optimized in this way. A nozzle includes a portion that is reduced in size from a fluid line connected to the nozzle.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform repräsentieren mehrere erste Untermengen der Antriebskraftrichtungen jeweils eine von mehreren Drehantriebskraftrichtungen, um die Vorrichtung wahlweise zu einer von mehreren Drehbewegungen anzutreiben, und wobei die Drehantriebskraftrichtungen zumindest teilweise voneinander verschieden sind.According to a further embodiment, a plurality of first subsets of the drive force directions each represent one of a plurality of rotational drive force directions for selectively driving the device in one of a plurality of rotational movements, and the rotational drive force directions are at least partially different from one another.

Zumindest zwei der Drehantriebskraftrichtungen können zueinander entgegengesetzt sein. Auf diese Weise können Drehbewegungen im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn ausgeführt werden. Ferner können zumindest einige der Drehantriebskraftrichtungen jeweils einer von mehreren vordefinierten Drehachsen der Vorrichtung zugeordnet sein, um die Vorrichtung für die wahlweise betreffende Drehbewegung um eine der vordefinierten Drehachsen anzutreiben, insbesondere wobei die vordefinierten Drehachsen senkrecht zueinander ausgerichtet sind und eine Längsachse, eine Querachse und/oder eine Vertikalachse der Vorrichtung umfassen. Somit können Rollbewegungen, Nickbewegungen und/oder Gierbewegungen ausgeführt werden, die eine intuitive und einfache Steuerbarkeit der Vorrichtung durch eine Bedienperson ermöglichen.At least two of the rotational driving force directions may be opposite to each other. In this way, clockwise and counterclockwise rotary movements can be performed. Furthermore, at least some of the rotational driving force directions can each be assigned to one of a plurality of predefined rotational axes of the device in order to drive the device for the optionally relevant rotational movement about one of the predefined rotational axes, in particular wherein the predefined rotational axes are aligned perpendicular to one another and have a longitudinal axis, a transverse axis and/or comprise a vertical axis of the device. Rolling movements, pitching movements and/or yawing movements can thus be carried out, which enable the device to be controlled intuitively and easily by an operator.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind mehrere zweite Untermengen der Antriebskraftrichtungen vorgesehen, die jeweils eine von mehreren Translationsantriebskraftrichtungen repräsentieren, um die Vorrichtung wahlweise zu einer von mehreren Translationsbewegungen anzutreiben, und wobei die Translationsantriebskraftrichtungen zumindest teilweise voneinander verschieden sind.According to a further embodiment, a plurality of second subsets of the driving force directions are provided, each representing one of a plurality of translational driving force directions, for selectively driving the device in one of a plurality of translational movements, and wherein the translational driving force directions are at least partially different from one another.

Zumindest zwei der Translationsantriebskraftrichtungen können zueinander entgegengesetzt sein, sodass die Vorrichtung sowohl in eine Vorwärtsrichtung, als auch in eine Rückwärtsrichtung bewegt bzw. angetrieben werden kann. Ferner können zumindest einige der Translationsantriebskraftrichtungen jeweils einer von mehreren vordefinierten Translationsachsen der Vorrichtung zugeordnet sein, um die Vorrichtung für die wahlweise betreffende Translationsbewegung entlang oder parallel zu einer der Translationsachsen anzutreiben, insbesondere wobei die Translationsachsen senkrecht zueinander ausgerichtet sind. Beispielsweise können die Translationsachsen durch Achsen eines orthogonalen Koordinatensystems gebildet sein. Ferner können die Translationsachsen vordefinierten Hauptachsen der Vorrichtung entsprechen, die insbesondere durch eine Längsachse, eine Querachse und eine Vertikalachse gebildet sein können. Diese Achsen können identisch zu den Drehachsen sein.At least two of the translational driving force directions can be opposite to each other, so that the device can be driven in both a forward direction and a reverse direction. Furthermore, at least some of the translational driving force directions can each be associated with one of a plurality of predefined translational axes of the device in order to drive the device for the selectively relevant translational movement along or parallel to one of the translational axes, in particular with the translational axes being aligned perpendicular to one another. For example, the translation axes can be formed by axes of an orthogonal coordinate system. Furthermore, the translation axes can correspond to predefined main axes of the device, which can be formed in particular by a longitudinal axis, a transverse axis and a vertical axis. These axes can be identical to the axes of rotation.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Vorrichtung ausschließlich durch Beaufschlagung von wenigstens einer der Öffnungen aktiv antreibbar. Alternativ oder zusätzlich weist die Vorrichtung keine elektrischen Antriebsmittel wie beispielsweise elektrische Motoren oder Akkus auf. Die Vorrichtung ist somit hervorragend zum Einsatz in Fluidumgebungen geeignet, die vor Elektrizität geschützt werden müssen. Dies betrifft beispielsweise Behälter, wie Tanks oder Pipelines zu, in denen ein entzündlicher Energieträger aufgenommen ist. Somit kann die Vorrichtung in derartigen Risikoumgebungen mit außerordentlich hoher Betriebssicherheit benutzt werden.According to a further embodiment, the device can be actively driven exclusively by applying pressure to at least one of the openings. Alternatively or additionally, the device does not have any electrical drive means such as, for example, electric motors or rechargeable batteries. The device is thus eminently suitable for use in fluid environments that require protection from electricity. This applies, for example, to containers, such as tanks or pipelines, in which an inflammable energy source is contained. Thus, the device can be used in such hazardous environments with an extremely high level of operational safety.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung mehrere Anschlüsse zum Anschließen von Fluidleitungen auf, wobei jedem der mehreren Anschlüsse zumindest eine der Öffnungen zugeordnet ist, und wobei für eine Beaufschlagung mit dem Fluid jeder der Anschlüsse mit der oder den zugeordneten Öffnungen verbindbar oder verbunden ist. Die Öffnungen können jeweils über eine Fluidleitung, die beispielsweise innerhalb der Vorrichtung angeordnet sein kann, mit dem zugehörigen Anschluss verbunden sein. Eine von außen an den Anschluss angeschlossene Fluidleitung kann flexibel ausgebildet sein, sodass die Beweglichkeit der Vorrichtung nicht oder nur in geringem Umfang eingeschränkt wird. Die Fluidleitung kann aus mehreren Einzelfluidleitungen bestehen, sodass jeder Fluidanschluss über eine separate Fluidleitung unabhängig von den anderen Anschlüssen mit einem Fluid beaufschlagt werden kann. Ferner kann die Fluidleitung an eine außerhalb der Fluidumgebung angeordnete Steuereinheit angeschlossen sein, um ein oder mehrere Öffnungen zu beaufschlagen. Die Steuereinheit kann hierfür insbesondere wenigstens eine Fluidpumpe aufweisen und allgemein auch als Pumpeinheit bezeichnet werden.According to a further embodiment, the device has a plurality of connections for connecting fluid lines, with each of the plurality of connections being assigned at least one of the openings, and wherein each of the ports is or is connectable to the associated opening or openings for exposure to the fluid. The openings can each be connected to the associated connection via a fluid line, which can be arranged, for example, inside the device. A fluid line connected to the connection from the outside can be designed to be flexible, so that the mobility of the device is not limited or only limited to a small extent. The fluid line can consist of several individual fluid lines, so that each fluid connection can be supplied with a fluid via a separate fluid line independently of the other connections. Furthermore, the fluid line can be connected to a control unit arranged outside of the fluid environment in order to pressurize one or more openings. For this purpose, the control unit can in particular have at least one fluid pump and can generally also be referred to as a pump unit.

Zumindest einige der Anschlüsse können an einem Anschlussbereich der Vorrichtung zusammengefasst angeordnet sein. Beispielsweise kann der Anschlussbereich an einer Stirnseite der Vorrichtung ausgebildet sein und alle an der Vorrichtung vorhandenen Anschlüsse, insbesondere auch Anschlüsse für Signalleitungen, aufweisen. Die Beweglichkeit der Vorrichtung und die Wirksamkeit des Antriebs werden somit durch die angeschlossenen Leitungen nicht oder nur in geringem Maße beeinträchtigt.At least some of the connections can be arranged together in a connection area of the device. For example, the connection area can be formed on an end face of the device and have all the connections present on the device, in particular also connections for signal lines. The mobility of the device and the effectiveness of the drive are thus not affected or only slightly affected by the connected lines.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ein maximaler Durchmesser der Vorrichtung kleiner als 10 Zentimeter, vorzugsweise kleiner als 6 Zentimeter. Die Vorrichtung kann somit auch kritische Engstellen in der Fluidumgebung passieren. Dies ist insbesondere bei der Inspektion von Flugzeugtragflächentank vorteilhaft, die in der Regel mehrere Innenwände mit etwa 6 cm großen Durchlässen aufweisen. Die Vorrichtung weist vorzugsweise einen im Wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Körper mit dem maximalen Durchmesser auf.According to another embodiment, a maximum diameter of the device is less than 10 centimeters, preferably less than 6 centimeters. The device can thus also pass through critical bottlenecks in the fluid environment. This is particularly advantageous when inspecting aircraft wing tanks, which usually have several inner walls with openings of about 6 cm. The device preferably has an essentially cylindrical body with the maximum diameter.

Die Vorrichtung kann im Allgemeinen einen zylindrischen Körper mit einer Aufnahmevertiefung aufweisen oder durch einen solchen Körper gebildet sein. Die Aufnahmevertiefung ist vorzugsweise an einer Stirnseite des Körpers ausgebildet und dient beispielsweise zur Aufnahme von optischen Sensorinstrumenten oder fernbedienbaren Werkzeugen.The device can generally have a cylindrical body with a receiving recess or be formed by such a body. The receiving recess is preferably formed on an end face of the body and is used, for example, to receive optical sensor instruments or remote-controlled tools.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Antreiben einer Vorrichtung in einer Fluidumgebung. Die Vorrichtung weist mehrere außenseitige Öffnungen auf und ist insbesondere nach einer der beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet. Das Verfahren umfasst zumindest folgende Schritte: Beaufschlagen wenigstens einer der Öffnungen mit einem Fluid, um auf die Vorrichtung eine Antriebskraft in einer der betreffenden Öffnung zugeordneten Antriebskraftrichtung auszuüben, sodass die Vorrichtung zu einer Translationsbewegung und/oder zu einer Drehbewegung angetrieben wird. Insbesondere kann die Vorrichtung wahlweise zu einer Translationsbewegung und/oder einer Drehbewegung angetrieben werden. Verfahrensmerkmale, die im Zusammenhang mit der Vorrichtung beschrieben sind, können in entsprechender Weise als zusätzliche Verfahrensschritte vorgesehen sein.Another aspect of the invention relates to a method of powering a device in a fluid environment. The device has a plurality of openings on the outside and is designed in particular according to one of the described embodiments. The method comprises at least the following steps: Applying a fluid to at least one of the openings in order to exert a driving force on the device in a driving force direction assigned to the relevant opening, so that the device is driven to perform a translational movement and/or a rotational movement. In particular, the device can be selectively driven to perform a translational movement and/or a rotary movement. Method features that are described in connection with the device can be provided in a corresponding manner as additional method steps.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein System umfassend eine Vorrichtung zur Benutzung in einer Fluidumgebung und eine Steuereinheit zum Steuern der Vorrichtung in der Fluidumgebung. Die Vorrichtung weist mehrere außenseitige Öffnungen auf und kann insbesondere nach einer der beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet sein.
Die Steuereinheit weist wenigstens eine Fluidpumpe auf, die über wenigstens eine Fluidleitung mit den mehreren Öffnungen der Vorrichtung verbindbar ist. Außerdem ist die Steuereinheit dazu angepasst, das beschriebene Verfahren zum Antreiben der Vorrichtung auszuführen. The invention further relates to a system comprising a device for use in a fluid environment and a control unit for controlling the device in the fluid environment. The device has a plurality of openings on the outside and can in particular be designed according to one of the described embodiments.
The control unit has at least one fluid pump, which can be connected to the multiple openings of the device via at least one fluid line. In addition, the control unit is adapted to carry out the described method for driving the device.

Die Steuereinheit ist vorzugsweise mit einer Benutzerschnittstelle verbindbar, um die Vorrichtung in dem Fluid zu steuern. Die Benutzerschnittstelle kann insbesondere an einem mobilen Endgerät ausgebildet sein, das drahtgebunden oder drahtlos mit der Steuereinheit verbunden werden kann. Vorzugsweise weist die Benutzerschnittstelle eine graphische Anzeigeeinrichtung auf, um die Steuerung der Vorrichtung zu vereinfachen. Die Steuereinheit kann zusätzlich oder alternativ eine feste Benutzerschnittstelle aufweist.The control unit is preferably connectable to a user interface to control the device in the fluid. The user interface can be formed in particular on a mobile terminal device that can be connected to the control unit by wire or wirelessly. Preferably, the user interface includes a graphical display to simplify control of the device. The control unit may additionally or alternatively have a fixed user interface.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Steuereinheit einen Behälter oder einen Anschluss zur Aufnahme eines Fluids auf, wobei der Behälter oder der Anschluss mit der Fluidpumpe verbunden ist, um diese mit dem Fluid zu versorgen. Für eine Beaufschlagung kann die Fluidpumpe in Abhängigkeit von der betreffenden Öffnung aktiviert werden, um Fluid von dem Behälter oder dem Anschluss über eine angeschlossene Fluidleitung zu der betreffenden Öffnung zu pumpen.According to one embodiment, the control unit has a container or a connection for receiving a fluid, the container or the connection being connected to the fluid pump in order to supply it with the fluid. For an application, the fluid pump can be activated depending on the opening in question in order to pump fluid from the container or the connection via a connected fluid line to the opening in question.

Für jede Fluidleitung kann im Allgemeinen eine separate Fluidpumpe vorgesehen sein, die unabhängig ansteuerbar ist. Es kann aber auch eine geringere Anzahl von Fluidpumpen vorgesehen sein. Beispielsweise können ein oder mehrere verstellbare Ventileinrichtungen vorgesehen sein, um eine Fluidpumpe wahlweise mit einer oder mehreren Fluidleitungen zu koppeln und auf diese Weise die verbundenen Öffnungen zu beaufschlagen.A separate fluid pump, which can be controlled independently, can generally be provided for each fluid line. However, a smaller number of fluid pumps can also be provided. For example, one or more adjustable valve devices can be provided in order to selectively couple a fluid pump to one or more fluid lines and in this way to pressurize the connected openings.

Die Steuereinheit ist vorzugsweise konfiguriert, um in Abhängigkeit eines über eine Benutzerschnittstelle empfangenen Steuerbefehls die Fluidpumpe zu aktivieren. Der Steuerbefehl umfasst insbesondere eine vordefinierte Translations- und/oder Drehantriebskraftrichtung für die Vorrichtung. In Abhängigkeit von dem Steuerbefehl aktiviert die Steuereinheit die Fluidpumpe dann in der Weise, dass eine Untermenge der Öffnungen beaufschlagt wird, deren zugeordnete Antriebskraftrichtungen eine Translations- und/oder Drehantriebskraftrichtung gemäß dem Steuerbefehl repräsentieren. An der Steuereinheit können hierfür vordefinierte Konfigurationsdaten gespeichert sein, die eine Zuordnung zwischen vordefinierten Antriebsrichtungen der Vorrichtung und den hierfür zu beaufschlagenden Öffnungen der Vorrichtung angeben. Die Steuereinheit kann zudem elektronische Rechenmittel, insbesondere einen Mikroprozessor aufweisen, der zur Ausführung des Verfahrens konfiguriert ist. Außerdem ist vorzugsweise wenigstens ein nicht-flüchtiger Speicher vorgesehen, in dem Konfigurationsdaten für die Steuereinheit gespeichert sind.The control unit is preferably configured to activate the fluid pump as a function of a control command received via a user interface. In particular, the control command comprises a predefined translational and/or rotational driving force direction for the device. Depending on the control command, the control unit then activates the fluid pump in such a way that a subset of the openings is acted upon, the associated driving force directions of which represent a translational and/or rotary driving force direction according to the control command. For this purpose, predefined configuration data can be stored on the control unit, which specify an association between predefined drive directions of the device and the openings of the device to be acted upon for this purpose. The control unit can also have electronic computing means, in particular a microprocessor, which is configured to carry out the method. In addition, at least one non-volatile memory is preferably provided, in which configuration data for the control unit are stored.

Die Steuereinheit kann zusätzlich oder alternativ zu einer manuellen Steuerung der Vorrichtung auf Basis von vorgegebenen Richtungsangaben dazu angepasst sein, eine teilweise oder vollständig autonome Steuerung der Vorrichtung in einem Fluid zu ermöglichen. Die Vorrichtung kann hierfür mit einem oder mehreren Sensoren ausgerüstet sein, die mit der Steuereinheit verbindbar sind und zur Erfassung der räumlich begrenzten Fluidumgebung dienen. Die Sensordaten können von der Steuereinheit verarbeitet werden, um die Vorrichtung automatisiert, z.B. entlang einer vordefinierten Route zu steuern. Hierfür können vordefinierte Umgebungsinformationen herangezogen werden, sodass die Position der Vorrichtung in der Fluidumgebung durch relative Positionsdaten ermittelt werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Vorrichtung mit einem Ortungsmittel, z.B. einem Funkchip versehen sein, um eine räumliche Position der Vorrichtung von außen bestimmen zu können. Die Position kann zur manuellen oder autonomen Steuerung der Vorrichtung herangezogen werden.In addition to or as an alternative to manual control of the device on the basis of predefined direction information, the control unit can be adapted to enable a partially or completely autonomous control of the device in a fluid. For this purpose, the device can be equipped with one or more sensors which can be connected to the control unit and are used to record the spatially limited fluid environment. The sensor data can be processed by the control unit in order to steer the device in an automated manner, e.g. along a predefined route. Predefined environmental information can be used for this, so that the position of the device in the fluid environment can be determined using relative position data. Alternatively or additionally, the device can be provided with a locating means, e.g. a radio chip, in order to be able to determine a spatial position of the device from the outside. The position can be used for manual or autonomous control of the device.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Sonde zur Inspektion und/oder Wartung eines Behälters offenbart, der zumindest teilweise mit einem fluiden Energieträger befüllt ist, wobei die Sonde zur Inspektion und/oder Wartung in den Behälter einbringbar und in dem Energieträger antreibbar ist. Die Sonde weist vorzugsweise eine Vorrichtung nach einer der beschriebenen Ausführungsformen auf. Es ist jedoch auch denkbar, andere Arten von Vorrichtungen als Sonde einzusetzen, insbesondere auch Sonden, die mit einem anderen Antriebsverfahren als dem beschriebenen Fluidantriebsverfahren angetrieben werden. Ferner kommen anstelle des fluiden Energieträgers grundsätzlich auch andere Flüssigkeiten in Betracht. Außerdem ist es denkbar, die Sonde oder die beschriebene Vorrichtung im Vakuum und/oder in einer schwerelosen Umgebung, insbesondere im Weltraum zu benutzen, wobei zur Beaufschlagung der Öffnungen ein gasförmiges Fluid verwendet werden kann.According to a further aspect of the invention, a probe for inspection and/or maintenance of a container is disclosed, which is at least partially filled with a fluid energy carrier, wherein the probe for inspection and/or maintenance can be introduced into the container and driven in the energy carrier. The probe preferably has a device according to one of the described embodiments. However, it is also conceivable to use other types of devices as the probe, in particular also probes that are driven using a drive method other than the fluid drive method described. Furthermore, instead of the fluid energy carrier, other liquids can in principle also be considered. It is also conceivable to use the probe or the device described in a vacuum and/or in a weightless environment, in particular in space, in which case a gaseous fluid can be used to pressurize the openings.

Der Behälter kann ein Tank sein, der zur Aufnahme eines Fluids dient, insbesondere eines fluiden Energieträgers. Der Tank kann beispielsweise ein Flugzeugtank sein, insbesondere ein Flugzeugtragflächentank. Der Energieträger kann in diesem Fall durch Kerosin gebildet sein. Denkbar ist jedoch auch ein großer Öltank, zum Beispiel eines Schiffes, der in regelmäßigen Abständen gewartet werden muss und hierfür bislang vollständig entleert werden muss. Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Sonde kann das bislang vorgeschriebene Wartungsintervall zumindest verlängert werden, indem der Tank in kürzeren Abständen mithilfe der beschriebenen Sonde inspiziert und gegebenenfalls gewartet wird.The container can be a tank which is used to hold a fluid, in particular a fluid energy carrier. The tank can be an aircraft tank, for example, in particular an aircraft wing tank. In this case, the energy source can be formed by kerosene. However, a large oil tank is also conceivable, for example on a ship, which has to be serviced at regular intervals and has hitherto had to be completely emptied for this purpose. By using the probe according to the invention, the previously prescribed maintenance interval can at least be extended in that the tank is inspected at shorter intervals using the probe described and, if necessary, serviced.

Im Allgemeinen können mit Energieträgern befüllte Tanks Probleme aufweisen, die durch die erfindungsgemäße Sonde frühzeitig erkannt werden können, um schwerwiegende Folgeprobleme zu vermeiden. Beispielsweise können Flugzeugtanks von Mikroben befallen werden, die durch die Sonde bzw. eine an der Sonde montierte Sensorik detektiert werden können, ohne den Tank auf herkömmliche Weise durch eine Person inspizieren zu müssen. Die Sonde kann auch vorteilhaft zur Inspektion von Öltanks eingesetzt werden, um schädliche Sedimente vor dem Eintritt von Folgeschäden erkennen zu können und geeignete Gegenmaßnahmen einzuleiten. Einer Verschlammung des Tanks und hiermit einhergehenden Verstopfungs- und Korrosionseffekten können somit wirksam vorgebeugt werden.In general, tanks filled with energy carriers can have problems that can be detected at an early stage by the probe according to the invention in order to avoid serious consequential problems. For example, aircraft tanks can be infested with microbes, which can be detected by the probe or a sensor system mounted on the probe without the tank having to be inspected in the conventional manner by a person. The probe can also be used to advantage for inspecting oil tanks in order to be able to identify harmful sediments before consequential damage occurs and to initiate suitable countermeasures. A silting up of the tank and the associated blockage and corrosion effects can thus be effectively prevented.

Der Behälter kann auch durch einen Abschnitt einer Rohrleitung, wie etwa einer Pipeline gebildet sein, die ebenfalls regelmäßig oder bedarfsweise inspiziert oder gewartet werden muss. Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Sonde wird diese Aufgabe erheblich vereinfacht. Hierbei ist es denkbar, eine Pipeline oder einen anderen Behälter zum Zwecke der Wartung mit Wasser oder einem anderen Fluid zu befüllen, um ein für das fluide Antriebskonzept der Sonde geeignetes Bewegungsmedium zu schaffen.The container can also be formed by a section of a pipeline, such as a pipeline, which also has to be inspected or serviced regularly or as required. Because of the engagement the probe according to the invention, this task is considerably simplified. It is conceivable here to fill a pipeline or another container with water or another fluid for the purpose of maintenance in order to create a moving medium suitable for the fluid drive concept of the probe.

Gemäß einer Ausführungsform ist ein maximaler Durchmesser der Sonde kleiner als 10 Zentimeter, vorzugsweise kleiner als 6 Zentimeter. Die Sonde kann einen im Wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Körper mit dem maximalen Durchmesser aufweisen. Die Sonde kann somit auch insbesondere kreisförmige Öffnungen passieren, die beispielsweise an innerhalb des Behälters angeordneten Strukturen ausgebildet sind. Bislang mussten solche Strukturen oder Wände vor der Inspektion ausgebaut werden, um den Zugang für einen Inspekteur zu ermöglichen. Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Sonde müssen die Wände jedoch nicht mehr ausgebaut werden, sodass die mit der Demontage und nachfolgenden Remontage verbundenen Risiken vermieden werden können. Dies ist insbesondere in sicherheitskritischen Bereichen, wie Flugzeugtanks, von besonderer Bedeutung.According to one embodiment, a maximum diameter of the probe is less than 10 centimeters, preferably less than 6 centimeters. The probe can have an essentially cylindrical body with the maximum diameter. The probe can thus also in particular pass through circular openings which are formed, for example, on structures arranged inside the container. Previously, such structures or walls had to be removed prior to inspection to allow access for an inspector. By using the probe according to the invention, however, the walls no longer have to be removed, so that the risks associated with disassembly and subsequent reassembly can be avoided. This is particularly important in safety-critical areas such as aircraft tanks.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein System umfassend eine Sonde nach einer der beschriebenen Ausführungsformen und eine Steuereinheit zum Antreiben der Sonde in einem fluiden Energieträger, wobei die Steuereinheit zur Inspektion und/oder Wartung des Behälters außerhalb des Behälters anordenbar und mit der Sonde verbindbar ist.A further aspect of the invention relates to a system comprising a probe according to one of the described embodiments and a control unit for driving the probe in a fluid energy carrier, wherein the control unit can be arranged outside the container for inspection and/or maintenance of the container and can be connected to the probe.

Die Steuereinheit kann gemäß einer Ausführungsform mit einer oder mehreren Fluidleitungen verbunden werden, um die Sonde in dem Energieträger anzutreiben. Beispielsweise können ein oder mehrere Öffnungen der Sonde mit einem Fluid beaufschlagt werden, wie weiter oben mit Bezug auf die Vorrichtung erläutert. Ferner kann die Steuereinheit ebenfalls entsprechend ausgebildet sein. Das zur Beaufschlagung der Öffnungen eingesetzte Fluid kann insbesondere durch den Energieträger gebildet sein, um Verunreinigungen des in dem Behälter aufgenommenen Energieträgers zu vermeiden.According to one embodiment, the control unit can be connected to one or more fluid lines in order to drive the probe in the energy carrier. For example, a fluid can be applied to one or more openings of the probe, as explained above with reference to the device. Furthermore, the control unit can also be designed accordingly. The fluid used to act on the openings can in particular be formed by the energy carrier in order to avoid contamination of the energy carrier accommodated in the container.

Gemäß einer Ausführungsform kann außerdem eine Signalleitung vorgesehen sein, um eine an der Vorrichtung montierte Sensorik mit der Steuereinheit zu verbinden. Die Signalleitung kann vorteilhaft mit ein oder mehreren Fluidleitungen zusammengefasst und beispielsweise mit einer gemeinsamen Schutzummantelung versehen sein. Die Leitungen sind somit bei der Benutzung der Sonde gegenüber äußeren Einflüssen geschützt.According to one embodiment, a signal line can also be provided in order to connect a sensor system mounted on the device to the control unit. The signal line can advantageously be combined with one or more fluid lines and, for example, be provided with a common protective casing. The lines are thus protected from external influences when the probe is used.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur Inspektion und/oder Wartung eines Behälters mit einer Sonde, wobei der Behälter zumindest teilweise mit einem fluiden Energieträger befüllt ist und eine Behälteröffnung aufweist. Das Verfahren umfasst zumindest folgende Schritte: Einbringen der Sonde in den Behälter durch die Behälteröffnung, bis die Sonde zumindest teilweise in den Energieträger getaucht ist; und Antreiben der Sonde in dem Energieträger, um den Behälter zu inspizieren und/oder zu warten.The invention also relates to a method for inspecting and/or maintaining a container with a probe, the container being at least partially filled with a fluid energy carrier and having a container opening. The method comprises at least the following steps: inserting the probe into the container through the container opening until the probe is at least partially immersed in the energy carrier; and driving the probe in the energy carrier to inspect and/or service the container.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Sonde nach einer der beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet, wobei die Sonde mit einer außerhalb des Behälters angeordneten Steuereinheit verbunden ist. Das Verfahren umfasst ferner das Betreiben der Steuereinheit, um die Sonde in dem Energieträger anzutreiben. Dieser Verfahrensschritt kann insbesondere die zusätzlichen Schritte des oben beschriebenen Verfahrens zum Antreiben einer Vorrichtung aufweisen.According to one embodiment, the probe is designed according to one of the described embodiments, the probe being connected to a control unit arranged outside the container. The method further includes operating the controller to propel the probe within the energy carrier. This method step can in particular have the additional steps of the method described above for driving a device.

Der Behälter kann allgemein durch einen Tank gebildet sein, insbesondere ein Flugzeugtank zur Aufnahme von Kerosin oder eines anderen Energieträgers wie vorstehend beschrieben. Die Behälteröffnung kann entsprechend durch eine Tanköffnung gebildet sein, die insbesondere separat von einer regulären Tanköffnung zum Betanken ausgebildet sein kann.The container can generally be formed by a tank, in particular an aircraft tank for holding kerosene or another energy source as described above. The container opening can accordingly be formed by a tank opening, which in particular can be formed separately from a regular tank opening for refueling.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und die erfindungsgemäße Sonde eröffnen insgesamt vielfältige Einsatzmöglichkeiten. Neben dem Einsatz in Treibstofftanks ist auch der Einsatz in anderen Fluidumgebungen denkbar, welche aus bestimmten Gründen nicht durch Personen oder herkömmliche Vorrichtungen erreicht werden können oder sollen. Beispielsweise können Pipelines für Gas oder Erdöl inspiziert werden, insbesondere Offshore-Pipelines, die überwiegend unter Wasser verlaufen und somit besonders schwer zugänglich sind. Weitere Einsatzmöglichkeiten sind oberirdische oder unterirdische Behälter oder Bohrleitungen, die insbesondere zur Förderung oder Speicherung von gasförmigen oder flüssigen Stoffen dienen, beispielsweise im Bereich der Geothermie sowie der chemischen oder erdölverarbeitenden Industrie. So können insbesondere Erdöltanks oder -leitungen, deren Wartung besonders aufwändig ist, durch die erfindungsgemäße Vorrichtung praktisch ohne Sicherheitsrisiken und mit deutlich geringerem Aufwand inspiziert und ggf. gewartet werden. Eine weitere Anwendung sind Behälter eines Kernkraftwerks, die aufgrund radioaktiver Kontaminationsrisiken nur maschinengestützt inspiziert oder gewartet werden sollen. Weitere Anwendungsfelder liegen in der Inspektion bzw. Exploration von Kanalisationsleitungen und dergleichen.The device according to the invention and the probe according to the invention open up a wide variety of possible uses overall. In addition to use in fuel tanks, use in other fluid environments is also conceivable which, for certain reasons, cannot or should not be reached by people or conventional devices. For example, pipelines for gas or oil can be inspected, in particular offshore pipelines, which mainly run under water and are therefore particularly difficult to access. Other possible uses are above-ground or underground tanks or bore lines, which are used in particular to convey or store gaseous or liquid substances, for example in the field of geothermal energy and the chemical or petroleum processing industry. In particular, petroleum tanks or pipelines, the maintenance of which is particularly complex, can be inspected and, if necessary, serviced by the device according to the invention with practically no safety risks and with significantly less effort. Another application is the container of a nuclear power plant, which due to radioactive contamination risks should only be inspected or serviced with the aid of machines. Other fields of application are the inspection or exploration of sewer lines and the like.

Die Erfindung wird im Folgenden lediglich beispielhaft anhand der Zeichnungen erläutert, wobei die Zeichnungen im Einzelnen folgendes zeigen:

1 eine erste Perspektivansicht der Vorrichtung zur Benutzung in einem Fluid;
2 eine zweite Perspektivansicht der Vorrichtung von 1;
3 eine dritte Perspektivansicht der Vorrichtung von 1;
4 eine vierte Perspektivansicht der Vorrichtung von 1 mit sichtbaren Fluidleitungen;
5 eine fünfte Perspektivansicht der Vorrichtung von 1 bei Beaufschlagung von Fluidauslässen zum Antreiben in eine erste Translationsrichtung (5a) und eine zweite Translationsrichtung (5b);
6 eine Querschnittsansicht der Vorrichtung von 1 bei Beaufschlagung von Fluidauslässen zum Antreiben in eine dritte Translationsrichtung (6a) und eine vierte Translationsrichtung (6b);
7 die Querschnittsansicht der Vorrichtung von 6 bei Beaufschlagung von Fluidauslässen zum Antreiben in eine fünfte Translationsrichtung (7a) und eine sechste Translationsrichtung (7b);
8 die Querschnittsansicht der Vorrichtung von 6 bei Beaufschlagung von Fluidauslässen zum Antreiben in eine erste Drehrichtung (8a) und eine zweite Drehrichtung (8b);
9 die Perspektivansicht der Vorrichtung von 5 bei Beaufschlagung von Fluidauslässen zum Antreiben in eine dritte Drehrichtung (9a) und eine vierte Drehrichtung (9b);
10 eine schematische Querschnittsansicht eines Flugzeugtanks mit einer Steuereinheit und einer Sonde zur Inspektion des Flugzeugtanks.

The invention is explained below by way of example only with reference to the drawings, the drawings showing the following in detail:

1 a first perspective view of the device for use in a fluid;
2 a second perspective view of the device of FIG 1 ;
3 a third perspective view of the device of FIG 1 ;
4 a fourth perspective view of the device of FIG 1 with visible fluid lines;
5 a fifth perspective view of the device of FIG 1 when fluid outlets are acted upon for driving in a first translational direction ( 5a ) and a second translation direction ( 5b );
6 a cross-sectional view of the device of FIG 1 when applied to fluid outlets for driving in a third translational direction ( 6a ) and a fourth translation direction ( 6b );
7 the cross-sectional view of the device of FIG 6 when applied to fluid outlets for driving in a fifth direction of translation ( 7a ) and a sixth direction of translation ( 7b );
8th the cross-sectional view of the device of FIG 6 when fluid outlets are acted upon for driving in a first direction of rotation ( 8a ) and a second direction of rotation ( 8b );
9 the perspective view of the device of 5 when acting on fluid outlets for driving in a third direction of rotation ( 9a ) and a fourth direction of rotation ( 9b );
10 a schematic cross-sectional view of an aircraft tank with a control unit and a probe for inspecting the aircraft tank.

In den Figuren sind gleiche oder einander entsprechende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or corresponding parts are provided with the same reference numbers.

Eine in 1 gezeigte Vorrichtung zur Benutzung in einem Fluid weist einen zylindrischen Körper 10 mit eine vorderen Stirnseite 12 sowie einer gegenüberliegenden hinteren Stirnseite 14 auf. Zwischen den Stirnseiten 12 und 14 erstreckt sich der Körper 10 mit einer äußeren Umfangsfläche 16. Der Durchmesser D des Körpers 10 beträgt 5 cm. Es sind allerdings auch andere Größen und Formen des Körpers 10 denkbar.one inside 1 The device shown for use in a fluid has a cylindrical body 10 with a front face 12 and an opposite rear face 14 . The body 10 with an outer peripheral surface 16 extends between the end faces 12 and 14. The diameter D of the body 10 is 5 cm. However, other sizes and shapes of the body 10 are also conceivable.

Der Körper 10 weist an der vorderen Stirnseite 12 eine Aufnahmevertiefung 18 auf, in der ein oder mehreren Sensoren angeordnet werden können, beispielsweise eine Kamera zur bildgestützten Inspektion der Fluidumgebung (nicht gezeigt).The body 10 has a receiving recess 18 on the front face 12 in which one or more sensors can be arranged, for example a camera for image-supported inspection of the fluid environment (not shown).

Der Körper 10 weist im Bereich der Umfangsfläche 16 außenseitig mehrere Fluidauslässe auf, die als jeweilige Öffnungen des Körpers 10 ausgebildet sind. In 1 sind die Fluidauslässe 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34 gezeigt. Jeder Fluidauslass ist mit einem Fluid beaufschlagbar, um den Körper 10 in einem Fluid anzutreiben, wie im Folgenden genauer erläutert wird.In the area of the peripheral surface 16 , the body 10 has a plurality of fluid outlets on the outside, which are designed as respective openings in the body 10 . In 1 the fluid outlets 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34 are shown. Each fluid outlet can be supplied with a fluid to propel the body 10 in a fluid, as will be explained in more detail below.

Der Körper 10 ist in 2 in einer weiteren Perspektivansicht gezeigt, wobei abweichend zu der Perspektivansicht von 1 die hintere Stirnseite 14 vollständig sichtbar ist. Die Stirnseite 14 weist mehrere Fluideinlässe auf, die mit den Bezugszeichen 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52 und 54 bezeichnet sind und jeweils einen Anschluss 56 zum Anschließen einer jeweiligen Fluidleitung aufweisen. Die Anschlüsse 56 erstrecken sich in Form eines jeweiligen Anschlussstutzens senkrecht von der hinteren Stirnseite 14 nach außen. Die Einlässe 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52 und 54 sind über in 4 näher gezeigte Fluidleitungen mit den Auslässen verbunden.The body 10 is in 2 shown in a further perspective view, which deviates from the perspective view of 1 the rear face 14 is fully visible. The end face 14 has a plurality of fluid inlets, which are designated by the reference numerals 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52 and 54 and each have a connection 56 for connecting a respective fluid line. The connections 56 extend in the form of a respective connection piece perpendicularly from the rear end face 14 to the outside. Inlets 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52 and 54 are about in 4 fluid lines shown in detail connected to the outlets.

In den 1 und 2 ist jeweils ein Koordinatensystem dargestellt, das zur räumlichen Beschreibung des Körpers 10 und seiner Bewegungsrichtungen dient. Das Koordinatensystem umfasst die Achsen x, y und z, die entsprechend zu einem kartesischen Koordinatensystem in orthogonaler Beziehung zueinander stehen. Die z-Achse entspricht einer Längsachse, die y-Achse einer Vertikalachse, und die x-Achse einer Querachse des Körpers 10. Der Ursprung des Koordinatensystems befindet sich definitionsgemäß vorzugsweise im geometrischen Schwerpunkt des Körpers 10. Der geometrische Schwerpunkt liegt insbesondere auf halber Länge der Zylinderachse (z-Achse) des Körpers 10, wie mit dem Bezugszeichen S in 4 angedeutet ist. Es sind allgemein jedoch auch andere Positionen denkbar.In the 1 and 2 a coordinate system is shown in each case, which is used for the spatial description of the body 10 and its directions of movement. The coordinate system includes axes x, y and z orthogonally related to each other according to a Cartesian coordinate system. The z-axis corresponds to a longitudinal axis, the y-axis to a vertical axis, and the x-axis to a transverse axis of body 10. The origin of the coordinate system is by definition preferably in the geometric center of gravity of body 10. The geometric center of gravity is in particular mid-length of the cylinder axis (z-axis) of the body 10, as indicated by the reference S in 4 is indicated. In general, however, other positions are also conceivable.

In 3 ist der Körper 10 in einer weiteren Perspektivansicht gezeigt, in der der Körper 10 im Vergleich zu den Ansichten von 1 und 2 im Wesentlichen um etwa 180° um die y-Achse gedreht ist. Es ist zu erkennen, dass der Körper 10 weitere Fluidauslässe 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72 und 74 aufweist.In 3 the body 10 is shown in another perspective view comparing the body 10 to the views of FIGS 1 and 2 is essentially rotated about 180° about the y-axis. It can be seen that the body 10 has further fluid outlets 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72 and 74.

Bei gemeinsamer Betrachtung von 1 und 2 ist zu verstehen, dass die Auslässe an dem Körper 10 gruppenweise rotationssymmetrisch und/oder gespiegelt ausgebildet sind. Beispielsweise sind die Auslässe 20, 24, 22, 26, 60, 62, 64, 66 bezüglich der z-Achse rotationssymmetrisch und bezüglich der y-z-Ebene gruppenweise gespiegelt ausgebildet. Die y-z-Ebene wird durch die y-Achse und die z-Achse aufgespannt. Außerdem sind die Auslässe 28, 30, 32, 34 relativ den Auslässen 60, 62, 72, 74 an der y-z-Ebene paarweise gespiegelt ausgebildet. Darüber hinaus bestehen bei den Auslässen 28, 30, 32, 34, 60, 62, 72, 74 Spiegelsymmetrien bezüglich der x-z-Ebene und der x-y-Ebene, vgl. z. B. 4.When considering together 1 and 2 it is to be understood that the outlets on the body 10 are formed in groups in a rotationally symmetrical and/or mirrored manner. For example, the outlets 20, 24, 22, 26, 60, 62, 64, 66 are designed to be rotationally symmetrical with respect to the z-axis and mirrored in groups with respect to the yz-plane. The yz plane is spanned by the y axis and the z axis. In addition, the outlets 28, 30, 32, 34 are mirrored in pairs relative to the outlets 60, 62, 72, 74 on the yz plane. In addition, the outlets 28, 30, 32, 34, 60, 62, 72, 74 have mirror symmetries with respect to the xz plane and the xy plane, cf. B. 4 .

Ferner ist z.B. aus den 1 bis 4 zu erkennen, dass die Auslässe gruppenweise an gegenüberliegenden Bereichen des Körpers 10 angeordnet sind, wobei ein jeweiliger Abstand zwischen den gegenüberliegenden Bereichen zumindest im Wesentlichen einem Außenmaß des Körpers 10 entspricht. Beispielsweise ist der Abstand zwischen den Auslässen 28 und 32 im Wesentlichen gleich der Länge des Körpers 10 mit Bezug auf die z-Achse (vgl. 1). Ferner ist der Abstand zwischen dem Auslass 32 und dem diametral gegenüberliegenden Auslass 74 gleich dem Durchmesser D. Es lassen sich analog weitere Paare von Auslässen identifizieren, die jeweils um den Durchmesser D voneinander beanstandet sind, wie beispielsweise auch die Auslässe 26 und 64. Insgesamt liegt jedem Auslass ein weiterer Auslass diametral gegenüber.Furthermore, for example, from the 1 until 4 It can be seen that the outlets are arranged in groups in opposite areas of the body 10, with a respective distance between the opposite areas corresponding at least substantially to an external dimension of the body 10. For example, the distance between outlets 28 and 32 is substantially equal to the length of body 10 with respect to the z-axis (cf. 1 ). Furthermore, the distance between the outlet 32 and the diametrically opposite outlet 74 is equal to the diameter D. Other pairs of outlets can be identified analogously, which are each spaced apart by the diameter D, such as the outlets 26 and 64 each outlet another outlet diametrically opposite.

Der Körper 10 ist in 4 in einer weiteren Perspektivansicht gezeigt, die im Wesentlichen der Ansicht von 1 entspricht. Abweichend sind jedoch die Anschlüsse 56 nicht gezeigt. Der Körper 10 ist in 4 zudem in einer teilweise transparenten Ansicht dargestellt, in der einzelne Fluidleitungen, wie etwa die Fluidleitung 78, sichtbar sind. Die Fluidleitungen 78 erstrecken sich innerhalb des Körpers 10 und verbinden jeweils einen der Auslässe mit einem oder mehreren der Einlässe. Beispielsweise verbindet die Fluidleitung 78 den Einlass 48 mit dem Auslass 72. Die Fluidleitungen 78 sind jeweils integral mit dem Körper 10 ausgebildet. Es ist jedoch auch denkbar, separat von dem Körper 10 ausgebildete Fluidleitungen vorzusehen. Vorteilhaft kann der Körper 10 mit den integrierten Fluidleitungen 78 durch ein additives Fertigungsverfahren gefertigt werden. Der Körper 10 ist aus einem Kunststoffmaterial gebildet. Es kommen grundsätzlich jedoch auch andere geeignete Materialien in Betracht.The body 10 is in 4 shown in a further perspective view substantially corresponding to the view of FIG 1 is equivalent to. Contrary to this, however, the connections 56 are not shown. The body 10 is in 4 also shown in a partially transparent view in which individual fluid lines, such as fluid line 78, can be seen. The fluid lines 78 extend within the body 10 and each connect one of the outlets to one or more of the inlets. For example, fluid line 78 connects inlet 48 to outlet 72. Fluid lines 78 are each integrally formed with body 10. As shown in FIG. However, it is also conceivable to provide fluid lines formed separately from the body 10 . The body 10 with the integrated fluid lines 78 can advantageously be manufactured by an additive manufacturing process. The body 10 is formed from a plastic material. In principle, however, other suitable materials can also be considered.

Aus 4 ist zu erkennen, dass sämtliche Auslässe schräg zu der Umfangsfläche 16 ausgerichtet sind. Dies wird beispielhaft anhand des Auslasses 64 erläutert, der einen Öffnungskanal 79 aufweist, dessen Kanalachse k mit der Umfangsfläche 16 einen Winkel W einschließt, der etwa 40° beträgt. Der Winkel W kann jedoch auch andere Werte aufweisen. Beispielsweise ist der Winkel W für die Auslässe 32, 34, 28, 30 größer als 40°. Der Winkel W ist vorzugsweise jedoch kleiner als 90°, sodass die zugehörige Antriebskraftrichtung des Auslasses eine tangentiale Komponente aufweist, um auf den Körper 10 eine Drehantriebskraftrichtung ausüben zu können.the end 4 it can be seen that all the outlets are aligned obliquely to the peripheral surface 16 . This is explained by way of example using the outlet 64, which has an opening channel 79, the channel axis k of which encloses an angle W with the peripheral surface 16, which is approximately 40°. However, the angle W can also have other values. For example, the angle W for outlets 32, 34, 28, 30 is greater than 40°. However, the angle W is preferably less than 90° so that the associated drive force direction of the outlet has a tangential component in order to be able to exert a rotary drive force direction on the body 10 .

Jeder Auslass kann mit einem Fluid beaufschlagt werden, indem ein Fluid in den mit dem betreffenden Auslass verbundenen Einlass gepumpt wird. Auf diese Weise wird ein Fluidstrahl an dem betreffenden Auslass erzeugt, wie nachfolgend anhand von Beispielen näher erläutert wird. Durch Beaufschlagung von vordefinierten Untermengen der Auslässe kann der Körper 10 zudem in vordefinierten Bewegungsrichtungen angetrieben werden. Diese sind in der nachfolgenden Tabelle 1 zusammengefasst. In der ersten Spalte sind die betreffenden Einlässe, in der zweiten Spalte die mit den betreffenden Einlässen verbundenen Auslässe und in der dritten Spalte die resultierende Antriebsrichtung angegeben. Der letzten Zeile der Tabelle 1 ist zu entnehmen, dass der Körper 10 insgesamt zehn Einlässe sowie sechzehn Auslässe aufweist. Zudem ist der Körper 10 in zwölf verschiedene Antriebsrichtungen antreibbar, die eine Beweglichkeit des Körpers 10 in sechs Freiheitsgraden repräsentieren. Die gegenüber der Anzahl der Auslässe geringere Zahl von Einlässen ist dadurch bedingt, dass die Auslässe 24, 26, 64 und 66 mit dem gemeinsamen Einlass 40 und die Auslässe 20, 22, 60 und 62 mit dem gemeinsamen Einlass 44 verbunden sind (vgl. 4). Die Auslässe 24, 26, 64 und 66 können somit gemeinsam beaufschlagt werden, indem das Fluid in den Einlass 40 gepumpt wird. Hierzu analog können die Auslässe 20, 22, 60 und 62 gemeinsam beaufschlagt werden.Each outlet can be supplied with a fluid by pumping a fluid into the inlet connected to the relevant outlet. In this way, a fluid jet is generated at the relevant outlet, as will be explained in more detail below using examples. By acting on predefined subsets of the outlets, the body 10 can also be driven in predefined directions of movement. These are summarized in Table 1 below. The inlets in question are given in the first column, the outlets connected to the inlets in question are given in the second column and the resulting drive direction is given in the third column. The last row of Table 1 shows that the body 10 has a total of ten inlets and sixteen outlets. In addition, the body 10 can be driven in twelve different drive directions, which represent a mobility of the body 10 in six degrees of freedom. The fact that the number of inlets is lower than the number of outlets is due to the fact that the outlets 24, 26, 64 and 66 are connected to the common inlet 40 and the outlets 20, 22, 60 and 62 to the common inlet 44 (cf. 4 ). The outlets 24, 26, 64 and 66 can thus be acted upon jointly by the fluid being pumped into the inlet 40. Analogously, the outlets 20, 22, 60 and 62 can be pressurized together.

Das Antreiben der Vorrichtung 10 in den verschiedenen Antriebsrichtungen wird nachfolgend anhand von Beispielen weiter verdeutlicht.The driving of the device 10 in the different driving directions is explained further below using examples.

Mit Bezug auf 5 wird erläutert, wie der Körper 10 in Richtung der z-Achse bewegt wird. Im Fall von 5a wird der Körper in eine erste Translationsrichtung 83 angetrieben. Hierzu werden die Auslässe 24, 20, 64 und 66 beaufschlagt, wobei aufgrund der Perspektivansicht von 5a nur die Auslässe 24 und 26 dargestellt sind. Durch Beaufschlagung der Auslässe 24, 26 werden jeweilige Fluidströme 90, 92 erzeugt, die gleichsinnig und parallel orientiert sind und auf den Körper 10 Antriebskräfte in den Antriebskraftrichtungen 80 und 82 ausüben. Die Antriebskraftrichtungen 80 und 82 sind im Wesentlichen entgegengesetzt zu den Fluidströmen 90 und 92 orientiert und weisen jeweils den Winkel W (vgl. 4) zu der Umfangsfläche 16 auf, sodass die Antriebskraftrichtungen 80 und 82 nicht parallel zu der z-Achse sind. Die Antriebskraftrichtungen 80 und 82 setzen sich jeweils aus einer z-Komponente, einer x-Komponente und einer y-Komponente zusammen, wobei der Betrag der z-Komponente größer als die Beträge der x- und y-Komponenten ist.Regarding 5 explains how the body 10 is moved in the z-axis direction. In the case of 5a the body is driven in a first direction of translation 83 . For this purpose, the outlets 24, 20, 64 and 66 are applied, with due to the perspective view of 5a only outlets 24 and 26 are shown. By acting on the outlets 24, 26, respective fluid streams 90, 92 are generated which are oriented in the same direction and in parallel and exert driving forces on the body 10 in the driving force directions 80 and 82. The driving force directions 80 and 82 are oriented essentially opposite to the fluid flows 90 and 92 and each have the angle W (cf. 4 ) to the peripheral surface 16 so that the driving force directions 80 and 82 are not parallel to the z-axis. The driving force directions 80 and 82 are each composed of a z-component, an x-component and a y-component, with the magnitude of the z-component being greater than the magnitudes of the x- and y-components.

Es ist zu verstehen, dass für die diametral gegenüberliegenden und zeitgleich beaufschlagten Auslässe 64 und 66 (3 und 4) in entsprechender Weise Antriebskräfte erzeugt werden, deren x- und y-Komponenten aufgrund der z-Achsensymmetrie der Auslässe 24, 26, 64, 66 jedoch invers zu den x- und y-Komponenten der Antriebskraftrichtungen 80 und 82 sind. Die x- und y-Komponenten kompensieren sich somit gegenseitig, sodass lediglich die z-Komponente zum Antreiben des Körpers 10 beiträgt. Im Ergebnis wird der Körper 10 in die erste Translationsrichtung 83 bewegt, die entgegengesetzt (negativ) und parallel zur z-Achse orientiert ist.It is to be understood that for the diametrically opposed and simultaneously acted outlets 64 and 66 ( 3 and 4 ) Drive forces are generated in a corresponding manner, the x and y components of which, however, are inverse to the x and y components of the drive force directions 80 and 82 due to the z-axis symmetry of the outlets 24, 26, 64, 66. The x and y components thus compensate each other, so that only the z component contributes to driving the body 10 . As a result, the body 10 is moved in the first translational direction 83, which is oriented opposite (negative) and parallel to the z-axis.

In 5b wird der Körper 10 in eine Translationsrichtung 89 bewegt, die entgegengesetzt zu der ersten Translationsantriebskraftrichtung 83 von 5a orientiert ist. Hierzu werden die Auslässe 20, 22 (in 5b gezeigt) sowie die diametral gegenüberliegenden Auslässe 60 und 62 (in 5b nicht gezeigt) beaufschlagt. Für die Auslässe 20, 22 ergeben sich Fluidströme 94 und 96, die Antriebskräfte in den Antriebskraftrichtungen 94 und 96 hervorrufen und analog zu dem Fall von 5a zum Antreiben des Körpers 10 in eine Translationsrichtung 89 beitragen.In 5b the body 10 is moved in a translational direction 89 which is opposite to the first translational driving force direction 83 of FIG 5a is oriented. For this purpose, the outlets 20, 22 (in 5b shown) and diametrically opposed outlets 60 and 62 (in 5b not shown) applied. For the outlets 20, 22 there are fluid flows 94 and 96 which produce driving forces in the driving force directions 94 and 96 and analogously to the case of FIG 5a contribute to propelling the body 10 in a direction of translation 89 .

Mit Bezug auf 6 wird der Antrieb des Körpers 10 in Richtung der x-Achse erläutert. In 6a wird der Körper 10 durch Beaufschlagung der Auslässe 28, 30, 32 und 34 angetrieben, wobei aufgrund der Querschnittsebene von 6a lediglich die Beaufschlagung der Auslässe 28 und 30 dargestellt ist. Infolge der Beaufschlagung stellen sich Fluidströme 106 und 108 ein, die auf den Körper 10 eine jeweilige Antriebskraft in zu den Fluidströmen 106 und 108 entgegengesetzten Antriebskraftrichtungen 98 und 100 ausüben. Die Antriebskraftrichtungen 98 und 100 weisen jeweils zueinander entgegengesetzte Tangentialkomponenten auf, die sich kompensieren. Die Tangentialkomponente ist in dem Fall von 6a durch eine y-Komponente gebildet. Aufgrund der Kompensation überlagern sich die Antriebskraftrichtungen 98 und 100 in eine Überlagerungsantriebskraftrichtung, die ausschließlich eine x-Komponente aufweist. Der Körper 10 wird dementsprechend in eine Translationsrichtung 105 angetrieben, die der positiven x-Achsenrichtung entspricht.Regarding 6 the driving of the body 10 in the direction of the x-axis is explained. In 6a the body 10 is driven by loading the outlets 28, 30, 32 and 34, wherein due to the cross-sectional plane of 6a only the loading of the outlets 28 and 30 is shown. As a result of the impingement, fluid flows 106 and 108 are established, which exert a respective driving force on the body 10 in directions 98 and 100 of driving force which are opposite to the fluid flows 106 and 108 . The driving force directions 98 and 100 each have mutually opposite tangential components which compensate one another. The tangential component is in the case of 6a formed by a y-component. Due to the compensation, the driving force directions 98 and 100 are superimposed in a superimposed driving force direction that only has an x-component. The body 10 is accordingly driven in a translational direction 105 which corresponds to the positive x-axis direction.

In 6b ist der umgekehrte Antriebsfall verdeutlicht, in dem die Auslässe 68, 70 sowie 28 und 30 beaufschlagt werden. Für die in 6b gezeigten Auslässe 68 und 70 stellen sich die Fluidströme 110 und 112 ein, die auf den Körper 10 jeweilige Antriebskräfte in den Antriebskraftrichtungen 102 und 104 ausüben, deren y-Komponenten sich gegenseitig kompensieren. Im Ergebnis wird der Körper 10 in eine Translationsrichtung 113 bewegt, die entgegengesetzt zu der Translationsrichtung 105 orientiert ist und der negativen x-Achsenrichtung entspricht.In 6b the reverse drive case is illustrated, in which the outlets 68, 70 and 28 and 30 are acted upon. for the inside 6b The outlets 68 and 70 shown adjust the fluid flows 110 and 112, which exert respective driving forces on the body 10 in the driving force directions 102 and 104, the y-components of which compensate one another. As a result, the body 10 is moved in a translation direction 113 which is oriented opposite to the translation direction 105 and corresponds to the negative x-axis direction.

In 7 ist das Antreiben der Vorrichtung 10 in der y-Achsenrichtung dargestellt. In 7a wird der Körper 10 in eine Translationsrichtung 121 angetrieben, die der positiven y-Achsenrichtung entspricht. Hierfür werden die Auslässe 28, 68 (in 7a gezeigt) sowie die Auslässe 32 und 72 beaufschlagt. Für die Auslässe 28, 68 stellen sich die Fluidströme 106 und 110 ein, um auf den Körper 10 Antriebskräfte in die Antriebskraftrichtungen 98 und 102 ausüben. Die Antriebskraftrichtungen 98 und 102 weisen jeweils eine x-Komponente auf, die sich zwischen den Antriebskraftrichtungen 98 und 102 kompensiert, sodass lediglich die y-Komponente antriebswirksam zur Bewegung des Körpers 10 in die Translationsrichtung 121 beiträgt. In 7b wird der Körper 10 in die entgegengesetzte y-Richtung angetrieben (negative y-Achsenrichtung), die einer Translationsrichtung 123 entspricht. Hierfür werden die Auslässe 30 und 70 (in 7b sichtbar) sowie die Auslässe 34 und 74 beaufschlagt. Für die Auslässe 30 und 70 stellen sich die Fluidströme 108 und 112 ein, die auf den Körper 10 Antriebskräfte in die Antriebskraftrichtungen 100 und 104 ausüben, deren x-Komponenten sich gegenseitig kompensieren. Im Ergebnis verbleibt als wirksame Antriebskraftrichtung eine negative y-Komponente, die der Translationsrichtung 123 entspricht.In 7 1 shows driving the device 10 in the y-axis direction. In 7a the body 10 is driven in a translation direction 121, which corresponds to the positive y-axis direction. For this purpose, the outlets 28, 68 (in 7a shown) and the outlets 32 and 72 are applied. For the outlets 28, 68, the fluid streams 106 and 110 adjust in order to exert driving forces on the body 10 in the driving force directions 98 and 102. The driving force directions 98 and 102 each have an x-component, which is compensated between the driving force directions 98 and 102, so that only the y-component contributes to the movement of the body 10 in the translation direction 121 in a drivingly effective manner. In 7b the body 10 is driven in the opposite y-direction (negative y-axis direction), which corresponds to a translation direction 123 . For this, outlets 30 and 70 (in 7b visible) and the outlets 34 and 74 are applied. For the outlets 30 and 70, the fluid flows 108 and 112 are established, which exert driving forces on the body 10 in the driving force directions 100 and 104, the x-components of which compensate each other. As a result, a negative y-component, which corresponds to the direction of translation 123, remains as the effective driving force direction.

Mit Bezug auf 8 und 9 werden nachfolgend Beispiele erläutert, in denen der Körper 10 zu verschiedenen Drehbewegungen angetrieben wird. In der Querschnittsansicht von 8a werden die diametral gegenüberliegenden Auslässe 30 und 68 beaufschlagt. Die sich einstellenden Fluidströme 108 und 110 bewirken Antriebskräfte in den Antriebskraftrichtungen 100 und 102, die sich zu einer Drehantriebskraftrichtung überlagern, um den Körper 10 in die Drehrichtung 146 anzutreiben. Zusätzlich werden die Auslässe 34 und 68 beaufschlagt, um entsprechende Antriebskräfte auszuüben. Die Drehrichtung 146 entspricht einer Drehung des Körpers 10 in mathematisch positiver Drehrichtung um die z-Achse. In 8b ist veranschaulicht, wie der Körper 10 in einer entgegengesetzten Drehrichtung 148 (Drehung um die z-Achse in mathematisch negativer Richtung) angetrieben werden kann. Hierfür werden die Auslässe 28, 70 sowie 32 und 74 beaufschlagt.Regarding 8th and 9 examples are explained below in which the body 10 is driven to various rotational movements. In the cross-sectional view of 8a will the dia metral opposite outlets 30 and 68 applied. The resulting fluid flows 108 and 110 cause driving forces in the driving force directions 100 and 102, which are superimposed to form a rotational driving force direction in order to drive the body 10 in the rotational direction 146. In addition, the outlets 34 and 68 are acted upon to exert appropriate driving forces. The direction of rotation 146 corresponds to a rotation of the body 10 in a mathematically positive direction of rotation about the z-axis. In 8b 12 illustrates how the body 10 can be driven in an opposite direction of rotation 148 (rotation about the z-axis in a mathematically negative direction). For this purpose, the outlets 28, 70 and 32 and 74 are pressurized.

Anhand von 9 wird eine Drehung des Körpers 10 um die x-Achse verdeutlicht. Im Fall von 9a wird der Körper 10 durch Beaufschlagung der Öffnungen 30, 32 sowie 72 und 70 zu einer Drehbewegung in eine Drehrichtung 150 angetrieben, entsprechend einer Drehung um die x-Achse in mathematisch positiver Drehrichtung. Für die Auslässe 30 und 32 stellen sich Fluidströme 108 und 106` ein, um Antriebskräfte in die Antriebskraftrichtungen 100 und 98' auszuüben. Im Fall von 9b wird der Körper 10 in eine Drehrichtung 152 gedreht, die einer mathematisch negativen Drehrichtung um die x-Achse entspricht. Hierzu werden die Auslässe 28, 34 (in 9b gezeigt) sowie die Auslässe 68 und 74 beaufschlagt. Die zugehörigen Fluidströme 106, 108` und Antriebskraftrichtungen 98 und 100' sind in 9b ebenfalls eingetragen.Based on 9 a rotation of the body 10 around the x-axis is illustrated. In the case of 9a the body 10 is driven by loading the openings 30, 32 and 72 and 70 to rotate in a direction of rotation 150, corresponding to a rotation about the x-axis in a mathematically positive direction of rotation. For the outlets 30 and 32, fluid flows 108 and 106' are established in order to exert driving forces in the driving force directions 100 and 98'. In the case of 9b the body 10 is rotated in a direction of rotation 152 which corresponds to a mathematically negative direction of rotation about the x-axis. For this purpose, the outlets 28, 34 (in 9b shown) and the outlets 68 and 74 are applied. The associated fluid flows 106, 108' and driving force directions 98 and 100' are shown in 9b also registered.

Mit Bezug auf 10 wird nachfolgend ein praktisches Anwendungsbeispiel für den Körper 10 erläutert, in dem der Körper 10 als Sonde 194 zur Inspektion eines Tanks 170 eingesetzt wird, der in 10 rein schematisch in einer Querschnittsansicht gezeigt ist. Der Tank 170 kann insbesondere ein Flugzeugtragflächentank sein, der mit Kerosin gefüllt ist und mehrere Wandungen 174,176 und 178 aufweist, durch die der Tank 170 in mehrere Kammern 186, 188 und 190 unterteilt wird. Die Kammern 186, 188 und 190 sind mit Durchlässen 180 und 182 miteinander verbunden, die als kreisförmige Öffnungen ausgebildet sind. Der Durchmesser der Durchlässe 180 und 182 beträgt beispielsweise 6 cm.Regarding 10 A practical application example of the body 10 will be explained below, in which the body 10 is used as a probe 194 for inspecting a tank 170 installed in 10 is shown purely schematically in a cross-sectional view. The tank 170 can in particular be an aircraft wing tank that is filled with kerosene and has a plurality of walls 174, 176 and 178, by which the tank 170 is divided into a plurality of chambers 186, 188 and 190. Chambers 186, 188 and 190 are interconnected by passages 180 and 182 which are formed as circular openings. The diameter of passages 180 and 182 is, for example, 6 cm.

Die Wandung 178 weist einen abgedichteten Einführbereich 184 auf, durch den die Sonde 194 in die Kammer 190 eingeführt wird. Die Kammer 190 ist zudem durch die Wandung 178 von einer Einführkammer 192 getrennt, die im Gegensatz zu den Kammern 186,188 und 190 nicht mit Kerosin befüllt ist.The wall 178 has a sealed insertion area 184 through which the probe 194 is inserted into the chamber 190 . The chamber 190 is also separated by the wall 178 from an introduction chamber 192 which, in contrast to the chambers 186, 188 and 190, is not filled with kerosene.

Die Sonde 194 ist über eine Verbindungsleitung 196 mit einer außerhalb des Tanks 170 angeordneten Steuereinheit 198 verbunden, die zur Steuerung der Sonde 194 in dem Tank 170 dient. Die Verbindungsleitung 196 ist über eine erste Rollenanordnung 202 sowie eine zweite Rollenanordnung 192 geführt, sodass die Verbindungsleitung 196 ihrer Länge nach bedarfsweise mit der Sonde 194 in den Tank 170 eingeführt und wieder hinausgezogen werden kann. Die erste Rollenanordnung 202 sowie die zweite Rollenanordnung 204 sind jeweils an dem Tank 170 befestigt, wobei die zweite Rollenanordnung 204 in der Einführkammer 192 und die erste Rollenanordnung 202 an einem Außenabschnitt des Tanks 170 befestigt sind. Anstelle der ersten Rolleneinheit 202 und der zweiten Rolleneinheit 204 kann allgemein auch ein anderer geeigneter Führungsmechanismus vorgesehen sein.The probe 194 is connected via a connecting line 196 to a control unit 198 which is arranged outside of the tank 170 and is used to control the probe 194 in the tank 170 . The connecting line 196 is guided over a first roller arrangement 202 and a second roller arrangement 192, so that the length of the connecting line 196 can be inserted into the tank 170 with the probe 194 and pulled out again as required. The first roller assembly 202 and the second roller assembly 204 are each fixed to the tank 170 , with the second roller assembly 204 being fixed in the insertion chamber 192 and the first roller assembly 202 being fixed to an exterior portion of the tank 170 . Instead of the first roller unit 202 and the second roller unit 204, another suitable guide mechanism can generally also be provided.

Die Steuereinheit 198 weist eine Fluidpumpe 200 auf, die zur Beaufschlagung von ein oder mehreren in 10 nicht näher dargestellten Öffnungen der Sonde 194 dient. Auf diese Weise wird die Sonde 194, wie für die Vorrichtung 10 anhand der 1-9 erläutert, in dem Kerosin angetrieben. Die Verbindungsleitung 196 weist hierfür mehrere nicht näher gezeigte Fluidleitungen auf, die mit den in 2 gezeigten Anschlüssen 56 der Fluideinlässe 36, 38, 40, 42, 46, 48, 50, 52 und 54 verbunden sind. Zusätzlich weist die Verbindungsleitung 196 eine Signalleitung auf, um eine an der Sonde 194 montierte Sensorik mit der Steuereinheit 198 zu verbinden.The control unit 198 has a fluid pump 200, which is used to pressurize one or more in 10 not shown openings of the probe 194 is used. In this way, the probe 194, as for the device 10 with reference to FIG 1-9 explained, driven in the kerosene. For this purpose, the connecting line 196 has several fluid lines, not shown in detail, which are connected to the 2 shown connections 56 of the fluid inlets 36, 38, 40, 42, 46, 48, 50, 52 and 54 are connected. In addition, the connecting line 196 has a signal line in order to connect a sensor system mounted on the probe 194 to the control unit 198 .

Zur Inspektion und/oder Wartung des Tanks 170 wird zunächst eine Tanköffnung 172 geschaffen, beispielsweise durch Öffnen einer Tankklappe (nicht gezeigt). Danach werden die Rollenanordnungen 202 und 204 an dem Tank 170 befestigt. Die Sonde 194 wird mit der angeschlossenen Verbindungsleitung 196 zunächst über die erste Rollenanordnung 202 durch die Tanköffnung 172 geführt. Danach wird die Sonde 194 über die zweite Rollenanordnung 204 durch den abgedichteten Einführbereich 184 der Wandung 178 in die Kammer 190 eingeführt, die mit Kerosin befüllt ist.For inspection and/or maintenance of the tank 170, a tank opening 172 is first created, for example by opening a tank flap (not shown). Thereafter, the roller assemblies 202 and 204 are attached to the tank 170. The probe 194 is first guided through the tank opening 172 with the connected connecting line 196 via the first roller arrangement 202 . Thereafter, the probe 194 is inserted via the second roller assembly 204 through the sealed insertion portion 184 of the wall 178 into the chamber 190 which is filled with kerosene.

Zur Steuerung der Sonde 194 werden zunächst ein oder mehrere Steuerbefehle an der Steuereinheit 198 empfangen und elektronisch verarbeitet. Auf der Grundlage der Steuerbefehle werden ein oder mehrere Öffnungen der Sonde 194 beaufschlagt, um die Sonde 194 in eine Translations- und/oder Drehrichtung anzutreiben. Beispielsweise kann die Sonde 194 durch die Durchlässe 182 und 180 in die Kammern 188 und 186 gesteuert werden, um diese zu inspizieren und beispielsweise auf Mikrobenbefall an den Tankwandungen zu untersuchen. Hierbei wird die Verbindungsleitung 196 bedarfsweise nachgeführt.To control the probe 194, one or more control commands are first received at the control unit 198 and electronically processed. Based on the control commands, one or more orifices of the probe 194 are biased to drive the probe 194 in a translational and/or rotational direction. For example, probe 194 can pass through ports 182 and 180 into chambers 188 and 186 be controlled in order to inspect them and, for example, to examine for microbial infestation on the tank walls. Here, the connecting line 196 is tracked as required.

Nach Abschluss der Inspektion wird die Sonde 194 durch Zurückziehen der Verbindungsleitung 196 wieder aus dem Tank 170 gezogen. Aufgrund der mechanischen Verbindung zu der Sonde 194 ist sichergestellt, dass diese auch im Notfall oder im Falle einer Betriebsstörung in kurzer Zeit sicher und vollständig aus dem Tank 170 entfernt werden kann.After completion of the inspection, the probe 194 is pulled back out of the tank 170 by pulling back the connecting line 196 . The mechanical connection to the probe 194 ensures that it can be safely and completely removed from the tank 170 in a short time, even in an emergency or in the event of a breakdown.

Die erfindungsgemäße Sonde ermöglicht somit eine umfassende und sichere Inspektion des Tanks 170, wobei in dem Tank 170 aufgenommenes Kerosin hierfür nicht abgelassen werden muss. Ferner müssen die Wandungen 174, 176 und 178 nicht demontiert werden. Die Inspektion des Tanks 170 und technisch ähnlicher Behälter wird auf diese Weise erheblich vereinfacht. Tabelle 1 Einlässe Auslässe Antriebsrichtung 52, 54, 50, 36 28, 30, 32, 34 Translation x-Richtung positiv 46, 42, 48, 38 68, 70, 72, 74 Translation x-Richtung negativ 52, 50, 46, 48 28, 32, 68, 72 Translation y-Richtung positiv 54, 36, 42, 38 30, 34, 70, 74 Translation y-Richtung negativ 44 20, 22, 60, 62 Translation z-Richtung positiv 40 24, 26, 64, 66 Translation z-Richtung negativ 52, 36, 46, 38 28, 34, 68, 74 Drehung um x-Achse positiv 54, 50, 42, 48 30, 32, 70, 72 Drehung um x-Achse negativ 50, 36, 46, 42 32, 34, 68, 70 Drehung um y-Achse positiv 52, 54, 48, 38 28, 30, 72, 74 Drehung um y-Achse negativ 54, 36, 46, 48 30, 34, 68, 72 Drehung um z-Achse positiv 52, 50, 42, 38 28, 32, 70, 74 Drehung um z-Achse negativ 10 Einlässe 16 Auslässe 12 Antriebsrichtungen The probe according to the invention thus enables a comprehensive and reliable inspection of the tank 170, with the kerosene contained in the tank 170 not having to be drained for this purpose. Furthermore, the walls 174, 176 and 178 do not have to be dismantled. The inspection of the tank 170 and technically similar containers is considerably simplified in this way. Table 1 inlets outlets drive direction 52, 54, 50, 36 28, 30, 32, 34 Translation x-direction positive 46, 42, 48, 38 68, 70, 72, 74 Translation x-direction negative 52, 50, 46, 48 28, 32, 68, 72 Translation y-direction positive 54, 36, 42, 38 30, 34, 70, 74 Translation y-direction negative 44 20, 22, 60, 62 Translation z-direction positive 40 24, 26, 64, 66 Translation z-direction negative 52, 36, 46, 38 28, 34, 68, 74 Rotation about x-axis positive 54, 50, 42, 48 30, 32, 70, 72 Rotation around x-axis negative 50, 36, 46, 42 32, 34, 68, 70 Rotation about y-axis positive 52, 54, 48, 38 28, 30, 72, 74 Rotation around y-axis negative 54, 36, 46, 48 30, 34, 68, 72 Rotation about z-axis positive 52, 50, 42, 38 28, 32, 70, 74 Rotation around z-axis negative 10 inlets 16 outlets 12 drive directions

BezugszeichenlisteReference List

1010: Körperbody
1212: vordere Stirnseitefront face
1414: hintere Stirnseiterear face
1616: Umfangsflächeperipheral surface
1818: Aufnahmevertiefungrecording deepening
20 - 3420 - 34: Auslässeoutlets
36 - 5436 - 54: Einlässeinlets
5656: Anschlussconnection
60 - 7660 - 76: Auslässeoutlets
7878: Fluidleitungfluid line
7979: Öffnungskanalopening channel
80, 8280, 82: Antriebskraftrichtungenupload directions
84, 8884, 88: Antriebskraftrichtungenupload directions
83, 8983, 89: TranslationsantriebskraftrichtungenTranslational driving force directions
90 - 9690 - 96: Fluidstromrichtungenfluid flow directions
98 - 10498 - 104: Antriebskraftrichtungenupload directions
105, 113105, 113: Translationsrichtungendirections of translation
106 - 112106 - 112: Fluidstromrichtungenfluid flow directions
114 - 120114 - 120: Antriebskraftrichtungendriving force directions
121, 123121, 123: Translationsrichtungendirections of translation
146, 148146, 148: Drehrichtungendirections of rotation
150, 152150, 152: Drehrichtungendirections of rotation
170170: Tanktank
172172: Tanköffnungtank opening
174- 178174-178: Wandungenwalls
180, 182180, 182: Durchlässeculverts
184184: Abgedichteter EinführbereichSealed insertion area
186 -190186-190: Tankkammerntank chambers
192192: Einführkammerinsertion chamber
194194: Sondeprobe
196196: Verbindungsleitungconnection line
198198: Steuereinheitcontrol unit
200200: Fluidpumpefluid pump
202202: erste Rollenanordnungfirst roll arrangement
204204: zweite Rollenanordnung second roller arrangement
kk: Kanalachsechannel axis
xx: Querachsetransverse axis
yy: Vertikalachsevertical axis
ze.g: Längsachse longitudinal axis
DD: Durchmesserdiameter
SS: Schwerpunktmain emphasis
WW: Winkelangle

Claims

Apparatus for use in a fluid environment, wherein - the device has a plurality of openings (20, 22, 28, 70) on the outside and each of the plurality of openings (20, 22, 28, 70) is assigned one of a plurality of driving force directions (84, 88, 98, 104); - Each of the plurality of openings (20, 22, 28, 70) can be acted upon by a fluid in order to exert a driving force on the device in the direction of driving force (84, 98) associated with the relevant opening (20, 22, 28, 70); - at least a first subset (84, 88) of the drive force directions (84, 88, 98, 104) representing a translational drive force direction (89) to drive the device into translational movement; and or - at least a second subset (98, 104) of said drive force directions (84, 88, 98, 104) representing a rotary drive force direction (148) to drive said device to rotate.

device after claim 1 wherein the first and/or second subset includes some of the drive force directions (84, 88, 98, 104), wherein at least some of the plurality of apertures (20, 22, 28, 70) whose associated drive force directions belong to the first and/or second subset , At least essentially can be acted upon at the same time in order to generate a driving force in an overflow on the device exert a resistance driving force direction, which represents a sum of the driving force directions (84, 88, 98, 104) of the first subset and/or the second subset.

device after claim 1 or 2 , wherein at least two of the openings (20, 22, 28, 70) whose associated drive force directions (84, 88, 98, 104) belong to the first and/or second subset have a distance from one another which is at least essentially equal to an external dimension of the The device is, and/or wherein at least two of the openings (20, 22, 28, 70) whose associated driving force directions (84, 88, 98, 104) belong to the first and/or second subset are at least partially formed on opposite areas of the device are.

Device according to at least one of the preceding claims, wherein at least some of the drive force directions (84, 88, 98, 104) of the first and/or second subset compensate one another in groups with regard to a directional component.

Device according to at least one of the preceding claims, wherein a number of the driving force directions (84, 88, 98, 104) is at least eight, preferably sixteen, and wherein the first and/or second subset each have at least four of the driving force directions (84, 88, 98, 104) included.

Device according to at least one of the preceding claims, wherein a number of the openings (20, 22, 28, 70) is equal to a number of the driving force directions (84, 88, 98, 104), the number of the openings (20, 22, 28, 70) is at least eight, in particular wherein the number of openings (20, 22, 28, 70) is sixteen.

Device according to at least one of the preceding claims, wherein at least one of the openings (64) has an opening channel (79) which is formed obliquely to an outer side (16) of the device, in particular wherein the opening channel (79) is at least substantially parallel to that of the Opening (64) associated driving force direction is aligned.

Device according to at least one of the preceding claims, wherein a plurality of first subsets of the driving force directions (98, 100) each represent one of a plurality of rotary driving force directions (146, 148) in order to selectively drive the device to one of a plurality of rotary movements, and wherein the rotary driving force directions (146, 148 ) are at least partially different from each other.

device after claim 8 , wherein at least two of the rotary drive force directions (146, 148) are opposite to one another and/or wherein at least some of the rotary drive force directions (146, 148) are each associated with one of a plurality of predefined rotational axes of the device in order to enable the device for the selectively relevant rotational movement about one of the predefined ones Drive axes of rotation, in particular wherein the predefined axes of rotation are aligned perpendicular to each other and comprise a longitudinal axis (z), a transverse axis (x) and / or a vertical axis (y) of the device.

Device according to at least one of the preceding claims, wherein a plurality of second subsets of the driving force directions (80, 84) each represent one of a plurality of translational driving force directions (83, 89) in order to selectively drive the device to one of a plurality of translational movements, and wherein the translational driving force directions (83, 89 ) are at least partially different from each other.

device after claim 10 , wherein at least two of the translational driving force directions (83, 89) are opposite to one another and/or wherein at least some of the translational driving force directions (83, 89) are each associated with one of a plurality of predefined translational axes (x, y, z) of the device in order to enable the device for the to drive optionally relevant translational movement along one of the translational axes (x, y, z), in particular wherein the translational axes (x, y, z) are aligned perpendicular to one another.

Device according to at least one of the preceding claims, wherein the device can be actively driven exclusively by loading at least one of the openings (20, 22, 28, 70) and/or wherein the device has no electrical drive means.

Device according to at least one of the preceding claims, wherein the device has a plurality of connections (56) for connecting fluid lines (78), wherein each of the plurality of connections (56) is associated with one of the openings (20, 22, 28, 70), and wherein each of the connections (56) can be connected or is connected to the opening (20, 22, 28, 70) associated with the connection (56) in question for the purpose of applying the fluid.

Device according to at least one of the preceding claims, wherein a maximum diameter (D) of the device is less than 10 centimeters, preferably less than 6 centimeters, in particular wherein the device has a substantially cylindrical body (10) with the maximum diameter (D). .

Method for driving a device in a fluid environment, wherein the device has a plurality of external openings (20, 22, 28, 70) and is in particular designed according to at least one of the preceding claims, the method comprising: Applying a fluid to at least one of the openings (20, 22, 28, 70) in order to exert a driving force on the device in a driving force direction (84, 88, 98, 104) associated with the relevant opening (20, 22, 28, 70). , so that the device is driven to translate and/or rotate.

A system comprising a device for use in a fluid environment and a control unit for controlling the device in the fluid environment, the device having a plurality of external openings (20, 22, 28, 70), and in particular to at least one of Claims 1 until 14 is formed, wherein the control unit has at least one fluid pump which can be connected to the plurality of openings (20, 22, 28, 70) of the device via at least one fluid line, and wherein the control unit is adapted to the method according to claim 15 to perform.

Probe (194) for inspection and/or maintenance of a container (170), which is at least partially filled with a fluid energy carrier, wherein the probe (194) can be introduced into the container (170) for inspection and/or maintenance and can be driven in the energy carrier is, in particular wherein the probe (194) is a device according to at least one of Claims 1 until 14 having.

probe (194) after Claim 17 , wherein the container (170) is an aircraft tank, in particular an aircraft wing tank.

probe (194) after Claim 17 or 18 , wherein a maximum diameter (D) of the probe (194) is less than 10 centimeters, preferably less than 6 centimeters, in particular wherein the probe (194) has a substantially cylindrical body (10) with the maximum diameter (D).

A system comprising a probe (194) according to any one of claims 17 until 19 and a control unit (198) for driving the probe (194) in a fluid energy carrier, wherein the control unit (198) can be arranged outside the container (170) and connected to the probe (194) for inspection and/or maintenance of the container (170). is.

Method for inspecting and/or maintaining a container (170) with a probe (194), the container (170) being at least partially filled with a fluid energy carrier and having a container opening (172), the method comprising: - inserting the probe (194) into the container (170) through the container opening (172) until the probe (194) is at least partially immersed in the energy carrier; and - Driving the probe (194) in the energy carrier to inspect and/or service the container (170).

procedure after Claim 21 , wherein the probe (194) according to one of claims 17 until 19 is formed, wherein the probe (194) is connected to a control unit (198) arranged outside of the container (170), and wherein the method further comprises: operating the control unit (198) in order to drive the probe (194) in the energy carrier, in particular wherein operating the control unit (198) comprises the steps of the method claim 15 includes.