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Hintergrund der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Trommeleinheit, insbesondere für ein Rüstsystem, mit einer Trommel zum Aufrollen und Abrollen einer Medienführung. Die Erfindung betrifft weiter ein Rüstsystem mit einer Trommeleinheit. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Innenbehandlung eines Rohres.
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Herkömmliche Trommeleinheiten für den vorgenannten Zweck werden zur platzsparenden Lagerung von Medienführungen verwendet. In Abhängigkeit des Abroll- oder Aufrollzustandes ändert sich dabei das Gewicht und die Trägheit der verwendeten Trommel und mithin die durch die Trommel hervorgebrachten Widerstandskräfte und -momente.
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Während beim Abrollen der Medienführung von der Trommel oftmals kein großes Widerstandsmoment durch die Trommel hervorgerufen wird, kann das Widerstandsmoment beim Aufrollen der Medienführung auf die Trommel erheblich werden. Ein Antrieb, der zum Abrollen der Medienführung hinreichend ausgelegt ist, wird dementsprechend beim Aufrollen stark belastet, was dazu führen kann, dass die Medienführung nicht vollständig aufgerollt wird. Im ungünstigsten Fall kann dies zudem zur Beschädigung des Antriebs führen.
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Aus der
DE 10 2010 047 589 A1 ist eine mobile Vorrichtung zur Innenbehandlung von Rohren, insbesondere an Kühlmittelrohren von Dampfkondensatoren und Wärmetauschern, bekannt. Die Vorrichtung weist einen Trommelantrieb zum Drehen der Trommel während des Aufrollens und des Abrollens eines Applikationsschlauches auf. Zudem weist die Vorrichtung einen weiteren - mit dem Trommelantrieb - synchronisierten Antrieb zum Einführen des Applikationsschlauchs in das zu behandelnde Rohr auf. Der Einsatz mehrerer Motoren führt dabei zu hohen Fertigungs- und Betriebskosten und die Synchronisierung bedarf einer komplexen und fehleranfälligen konstruktiven Ausführung. Zudem muss die Vorrichtung bei jeder Innenbehandlung zunächst in eine entsprechende Ausgangsposition ausgerichtet und anschließend händisch bedient werden. Dies sind hinsichtlich einer möglichst automatisierten Innenbehandlung von Rohren nur unzureichende Voraussetzungen.
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Aus der
US 2,988,042 A ist eine Rohrbekleidungsmaschine mit einer Schlauchleitung bekannt. Eine Windenvorrichtung mit einer Seiltrommel dient dem Auf- und Abwickeln eines Zugseiles. Durch Aufwickeln des Zugseiles wird ein zuvor in einem Rohr positionierter Förderschlauch zur Beförderung von Zementmörtel aus dem Rohr zurückgezogen. Während der Positionierung des Förderschlauchs muss die Seiltrommel durch den Antrieb abgerollt werden.
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Aus der
DE 2101907 A1 ist ein Verfahren für das Beschichten von Rohrinnenwänden und eine entsprechende Vorrichtung bekannt. Ein zur Beschichtung der Rohrinnenwände vorgesehener flexibler Schlauch wird dabei von einer angetriebenen Trommel auf die Trommel auf- und abgewickelt.
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Aus der
EP 0 042 207 A1 ist ein Verfahren und eine Methode zur Benetzung einer Rohrinnenwandung, insbesondere bei langen Rohren mit geringem Durchmesser bekannt. Ein Koaxial-Schlauch zur getrennten Förderung von Druckluft und Farbe ist dabei an einer Trommel auf- und abwickelbar angeordnet. Die Trommel wird mittels eines Riementriebes zum Auf- und Abwickeln angetrieben.
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Die verwendeten Antriebe der drei vorhergehenden Vorrichtungen sind entsprechend leistungsstark ausgelegt, um sowohl ein Abwickeln wie auch ein Aufwickeln des Zugseiles, des flexiblen Schlauchs bzw. des Koaxial-Schlauchs zu bewerkstelligen. Die große Dimensionierung des Antriebs führt dabei zu hohen Herstellungs- und Betriebskosten.
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Aus der
DE 10 2019 106 847 A1 ist eine Vorrichtung zum Einbringen eines Trennmittels in ein hohles Werkstück bekannt. Das Trennmittel wird dabei innerhalb einer Energieführungskette gefördert. Die Energieführungskette ist auf einer Kettentrommel aufrollbar. Die Kettentrommel ist zum passiven Aufrollen der Energieführungskette, beispielsweise mittels eines Federelements, ausgebildet. Hierbei muss jedoch das passive Element - hier das Federelement - beim Abrollen der Energieführungskette entsprechend vorgespannt werden, was zu einer zusätzlichen Belastung und Dimensionierung des Antriebs führt.
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Aufgabe der Erfindung
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine kostengünstige und konstruktiv einfache Unterstützung des Antriebs in einer Aufrollbewegung der Trommel bereitzustellen.
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Beschreibung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Trommeleinheit gemäß Patentanspruch 1, ein Rüstsystem gemäß Patentanspruch 11 und eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 14.
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Mit anderen Worten wird die Aufgabe gelöst durch eine Trommeleinheit, insbesondere für ein Rüstsystem, aufweisend zumindest eine zum Aufrollen und/oder Abrollen einer Medienführung ausgebildete Trommel und eine Rückstellvorrichtung mit zumindest einem Kraftelement und einem Umformerelement.
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Das erfindungsgemäße Umformerelement kann zur Änderung, insbesondere zur Verstärkung oder Abschwächung, einer von dem Kraftelement bereitgestellten Rückstellkraft ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Umformerelement zum Umlenken einer von dem Kraftelement bereitgestellten Rückstellkraft ausgebildet sein. Mit anderen Worten kann das Umformerelement zur Änderung der Wirkrichtung einer durch das Kraftelement bereitgestellten Rückstellkraft ausgebildet sein. Das Umformerelement kann beispielsweise als ein mechanisches, formschlüssiges, kraftschlüssiges, hydraulisches Getriebe und/oder als Koppel-Getriebe ausgebildet sein. Besonders bevorzugt kann das Umformerelement als ein Seilzug ausgebildet sein. Mit anderen Worten kann das Umformerelement auch als Kraftübertragungseinrichtung verstanden werden.
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Erfindungsgemäß ist die Rückstellvorrichtung zur Übertragung eines Rückstelldrehmoments beim Aufrollen der Medienführung an der Trommel angeordnet. Weiter erfindungsgemäß ist die Rückstellvorrichtung beim Abrollen der Medienführung freilaufend an der Trommel angeordnet. Somit kann in besonders vorteilhafter Weise eine Unterstützung des Antriebs beim Aufrollen der Medienführung auf die Trommel erfolgen, während ein Abrollen der Medienführung ohne zusätzliche Widerstände durch die Rückstellvorrichtung erfolgen kann.
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Die Rückstellvorrichtung ist vorzugsweise dauerhaft an der Trommel angeordnet, bzw. befestigt. Hierdurch kann eine kostspielige Kupplung der Rückstellvorrichtung mit der Trommel entfallen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Trommeleinheit erfolgt die Bereitstellung des Rückstelldrehmoments mittels einer translatorischen Bewegung, insbesondere mittels Kontraktion oder Expansion, des Kraftelements.
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Bevorzugt ist eine Weiterbildung der Trommeleinheit, bei der das zumindest eine Kraftelement als unidirektional betriebener Pneumatikzylinder ausgebildet ist. Beim Aufrollen der Medienführung kann der Pneumatikzylinder durch Druckbeaufschlagung eine Rückstellkraft bereitstellen, die mittels des Umformerelements ein Rückstelldrehmoment an der Trommel bewirken kann. Beim Abrollen der Medienführung ist der Pneumatikzylinder vorzugsweise gegen Umgebungsdruck geschalten, wodurch der Pneumatikzylinder ohne wesentliche Widerstandskräfte in eine Ausgangsstellung bewegt werden kann. Besonders bevorzugt kann der unidirektional betriebene Pneumatikzylinder während des Abrollens dazu ausgebildet sein, mittels Druckbeaufschlagung die durch den Pneumatikzylinder verursachten Widerstandskräfte zu kompensieren. Hierdurch kann die Rückstellvorrichtung noch freilaufender, d.h. einen noch geringeren Widerstand aufweisend, an der Trommel angeordnet werden.
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Der unidirektional betriebene Pneumatikzylinder ist vorzugsweise an ein, insbesondere automatisiertes, pneumatisches Regelsystem angeschlossen. Die Rückstellvorrichtung kann so vorteilhaft ohne menschliches Zutun gesteuert werden.
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Weiterhin bevorzugt ist eine Ausführungsform der Trommeleinheit, bei der das Umformerelement als Seilzug, insbesondere als Flaschenzug, ausgebildet ist. Ein Seilzug kann besonders flexibel auf verschiedene Ausführungsformen der Trommeleinheit bzw. der Trommel angepasst werden. Der Seilzug kompensiert vorzugsweise eine Längenänderung des Kraftelements und mithin einen Abstand zwischen Kraftelement und Trommel.
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Der Seilzug kann zumindest zwei, insbesondere zumindest vier, besonders bevorzugt zumindest sechs, Umlenkrollen aufweisen. Hierdurch kann die vom Kraftelement bereitgestellte Rückstellkraft verstärkend in eine Rückstelldrehmoment an der Trommel umgesetzt werden.
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In einer bevorzugten Weiterbildung der Trommeleinheit ist vorgesehen, dass das Umformerelement mittels einer Seiltrommel an der Trommel angeordnet ist. Die Seiltrommel ist vorzugsweise zum zumindest teilweisen Aufrollen und/oder Abrollen des Seilzugs ausgebildet. Mit anderen Worten wird bei einer Änderung des Abstands zwischen Kraftelement und Trommel überschüssiges und/oder benötigtes Seil des Seilzugs auf der Seiltrommel aufgerollt, bzw. von der Seiltrommel abgerollt. Hierdurch kann der Seilzug robuster, ohne bewegliche Rollen ausgebildet werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Trommeleinheit ist die Rückstellvorrichtung an zumindest einer, insbesondere jeder, Seite der Trommel angeordnet. Eine seitliche Anordnung der Rückstellvorrichtung begünstigt dabei das kollisionsfreie Aufrollen und Abrollen der Medienführung. Eine beidseitige Anordnung der Rückstellvorrichtung an der Trommel kann zudem ein auftretendes Giermoment an der Trommel effektiv verhindern.
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Weiterhin bevorzugt ist eine Ausführungsform der Trommeleinheit, bei der die Trommel einen ersten axialen Trommelbereich und einen zweiten axialen Trommelbereich ausbildet. Der erste axiale Trommelbereich ist vorzugsweise von dem zweiten axialen Trommelbereich getrennt ausgebildet. Dies kann beispielweise durch eine Zwischenwandung erfolgen.
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Die Medienführung ist bevorzugt zum Aufrollen und/oder Abrollen an dem ersten axialen Trommelbereich anordenbar, während zumindest eine Versorgungsleitung zum Aufrollen und/oder Abrollen an dem zweiten axialen Trommelbereich anordenbar ist. Hierdurch kann ein kollisionsfreies Aufrollen und Abrollen der Medienführung und/oder der Versorgungsleitung erfolgen.
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Weiter vorzugsweise kann die Trommel zweiteilig ausgebildet sein und eine erste Teiltrommel und eine zweite Teiltrommel aufweisen. Die erste und die zweite Teiltrommel sind vorzugsweise um eine gemeinsame Drehachse drehend aneinander angeordnet bzw. befestigt. In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass der erste axiale Trommelbereich auf der ersten Teiltrommel und der zweite axiale Trommelbereich auf der zweiten Teiltrommel ausgebildet ist.
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Bevorzugt ist eine Ausführungsform der Trommeleinheit, bei der die Trommeleinheit eine Trägerstruktur aufweist. Vorzugsweise ist die Trägerstruktur zur Anordnung aller Komponenten der Trommeleinheit ausgebildet. Die Trommeleinheit kann so als funktionsfähige Einheit bereitgestellt und besonders einfach an einer Vorrichtung angeordnet werden. In einer bevorzugter Wirkweise dieser Ausführungsform ist das zumindest eine Kraftelement einenends an der Trägerstruktur und anderenends an dem Umformerelement angeordnet. Das zumindest eine Umformerelement ist bevorzugt beweglich an der Trägerstruktur und an der Trommel angeordnet. Die zumindest eine Trommel ist vorzugsweise drehbar an der Trägerstruktur gelagert.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Trommeleinheit weist die Rückstellvorrichtung zumindest zwei Kraftelemente zur Bereitstellung der Rückstellkraft und/oder zumindest zwei Umformerelemente zur Übertragung des Rückstelldrehmoments an die Trommel, auf. Hierdurch kann eine Anpassung der Rückstellvorrichtung an den gegebenen Bauraum sowie eine Verteilung der Rückstelldrehmomente an der Trommel besonders flexibel erfolgen.
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Bevorzugt ist weiterhin eine Ausführungsform der Trommeleinheit, bei der die Trommeleinheit zumindest zwei Trommeln und zumindest zwei Rückstellvorrichtungen aufweist. Die Trommeleinheit kann hierdurch mehrere Medienführungen anordnen und der Einsatzbereich der Trommeleinheit erweitert werden. Vorzugsweise sind die zumindest zwei Trommeln parallel und konzentrisch an der Trommeleinheit angeordnet. Hierdurch können die Trommeln auf einer gemeinsamen Drehachse gelagert werden.
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Weiter vorzugsweise sind die einzelnen Trommel unabhängig voneinander drehbar an der Trommeleinheit gelagert. Mit anderen Worten kann zumindest eine der Trommeln gedreht werden, während die zumindest eine andere Trommel unbewegt bleibt. Hierdurch kann ein Mitdrehen aller Trommeln beim Abrollen und/oder Aufrollen lediglich einer Medienführung effektiv verhindert werden.
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Die Trommeln können vorzugsweise identisch ausgebildet sein. Hierdurch steigt die Anzahl der verwendeten baugleichen Teile an der Trommeleinheit und die Herstellungskosten sinken. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass eine der zumindest zwei Trommeln bezüglich der Abmessungen und/oder des Materials von zumindest einer anderen Trommel abweicht. Hierdurch kann die Trommel vorteilhaft auf die an der Trommel anzuordnende Medienführung angepasst werden.
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Die zumindest zwei Rückstellvorrichtung können parallel an der Trommeleinheit angeordnet sein. Vorzugsweise ist jeweils zumindest eine Rückstellvorrichtung an einer Trommel angeordnet. Die Rückstellvorrichtung sind weiter vorzugsweise zueinander ungekoppelt an der Trommeleinheit angeordnet. Hierdurch kann die Rückstellvorrichtung im ungenutzten Zustand der Trommel in einer Ruhelage verbleiben.
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Die Aufgabe wird weiter gelöst durch ein Rüstsystem für eine Vorrichtung zur Innenbehandlung von Rohren, aufweisend die zumindest eine Trommel aufweisende Trommeleinheit, eine aufrollbar und/oder abrollbar an der Trommel angeordnete Medienführung und eine Antriebseinheit zum Antreiben der Medienführung. Die Medienführung ist einenends an der Trommel und anderenends an einem Werkzeug zur Rohrinnenbehandlung, insbesondere einer Düse, angeordnet.
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Die Medienführung ist auf der Trommel auf- und/oder abrollbar angeordnet. Mit anderen Worten ist die Medienführung zumindest um eine Achse flexibel und/oder biegbar ausgebildet. Vorzugsweise ist die Medienführung mehrteilig, insbesondere vielteilig, ausgebildet, wobei die Teilelemente zueinander beweglich aneinander angeordnet sind. Hierdurch kann die Auf- und/oder Abrollbarkeit verbessert werden.
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Die Medienführung ist einenends zur Aufnahme eines Werkzeugs zur Innenbehandlung des Rohres ausgebildet. Vorzugsweise weist die Medienführung einen Adapter, insbesondere einen Schnellverschlussadapter, zur einfachen Aufnahme und Austauschbarkeit von mehreren verschiedenen Werkzeugen auf. Hierdurch kann die Medienführung noch flexibler eingesetzt werden.
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Die Medienführung ist anderenends zur Anordnung an der Trommel ausgebildet. Vorzugsweise weist die Medienführung hierfür ein Befestigungsmittel, insbesondere eine Schraubverbindung, zur dauerhaften Befestigung an der Trommel auf. Hierdurch kann eine besonders sichere Anordnung der Medienführung an der Trommel gewährleistet werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Rüstsystems ist die Medienführung in Form einer Schleppkette und/oder eines Schlauchs ausgebildet und weist zumindest eine, insbesondere zumindest zwei, besonders bevorzugt zumindest drei, Medienleitungen auf. Vorzugsweise ist die zumindest eine, insbesondere jede, Medienleitung innerhalb der Medienführung geführt. Hierdurch können die innerhalb der Medienführung geführten Medienleitungen effektiv vor äußeren Einflüssen, mechanischer Beanspruchung und/oder Beschädigung geschützt werden.
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Weiter vorzugsweise werden die Medienleitung, insbesondere vollständig, innerhalb der Medienführung von der Trommel bis zum Werkzeug geführt. Hierdurch kann eine Beschädigung noch effektiver verhindert werden.
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Unter einer Medienleitung wird hier und im Folgenden beispielsweise eine Trennmittelleitung, eine Druckluftleitung und/oder eine elektrische Leitung verstanden, wobei die Medien dementsprechend in Form von Trennmittel, Druckluft und/oder Elektrizität vorliegen.
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Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Vorrichtung zur Innenbehandlung eines Rohres mit einem vorbeschriebenen Rüstsystem und einer Rohraufnahme zur Aufnahme eines zu behandelnden Rohres, wobei das Rüstsystem zum Auf- und/oder Abrollen der Medienführung und zum Einführen der Medienführung bzw. des Werkzeugs in das zu behandelnde Rohr ausgebildet ist.
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Vorzugsweise weist die Vorrichtung zur Innenbehandlung eines Rohres eine einheitliche Maschinenplattform auf, an der das Rüstsystem und/oder die Rohraufnahme zueinander ausgerichtet befestigt sind. Hierdurch kann eine besonders genaue und schnelle Behandlung des Rohres gewährleistet werden.
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Weiter vorzugsweise ist die Vorrichtung zur Innenbehandlung eines Rohres zur Anordnung an einer Rohrbearbeitungsmaschine ausgebildet. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung zur Innenbehandlung eines Rohres an der Rohrbearbeitungsmaschine ausgebildet ist. Hierdurch kann die Innenbehandlung des Rohres besonders günstig in einem der Rohrbearbeitung unmittelbar vorgelagerten prozessualen Schritt erfolgen.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen zweckmäßigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine Vorrichtung zur Innenbehandlung eines Rohres aufweisend eine Rohraufnahme und ein Rüstsystem mit einer Trommeleinheit, einer Antriebseinheit, einer Kassetteneinheit und einer Medienführung in einer Seitenansicht.
- 2 zeigt das Rüstsystem aus 1 in einer perspektivischen Darstellung.
- 3 zeigt das Rüstsystem aus den 1 und 2 in einer Draufsicht.
- 4 zeigt die Trommeleinheit aus den 1 bis 3 in einer perspektivischen Darstellung.
- 5a zeigt eine Trommel mit aufgerollter Medienführung und aufgerollter Versorgungsleitung in einer perspektivischen Darstellung.
- 5b zeigt die Trommel aus der 5a in einer geschnittenen Ansicht.
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1 zeigt einen Abschnitt einer Vorrichtung 10 zur Innenbehandlung eines Rohres 12. Die Vorrichtung 10 weist ein Rüstsystem 14 und eine Rohraufnahme (nicht dargestellt) zur Aufnahme des zu behandelnden Rohres 12 auf. Die Rohraufnahme ist zur Ausrichtung bzw. Positionierung des zu behandelnden Rohres 12 ausgebildet, sodass eine Rohrmittelachse 16 im Wesentlichen auf einer Bearbeitungsachse 18 des Rüstsystems 14 verläuft. Das Rüstsystem 14 kann mehrere Bearbeitungsachsen 18 aufweisen. In diesem Fall richtet die Rohraufnahme die Rohrmittelachse 16 im Wesentlichen konzentrisch zu einer der Bearbeitungsachsen 18 aus. Vorzugsweise wird die Bearbeitungsachse 18 in diesem Fall vorgegeben. Unter einer im Wesentlichen konzentrischen Ausrichtung ist eine Ausrichtung zu verstehen, bei der die Innenbehandlung in dem Rohr 12 durch das Rüstsystem 14 durchgeführt werden kann. Ein geringer Versatz zwischen der Rohrmittelachse 16 und der Bearbeitungsachse 18 kann beispielsweise durch das Rüstsystem 14 ausgeglichen werden.
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Die Vorrichtung 10 weist einen auf einem Maschinenfundament (nicht dargestellt) aufgestellten und/oder an dem Maschinenfundament befestigten Maschinenrahmen 20 auf. Der Maschinenrahmen 20 bildet vorzugsweise eine einheitliche Maschinenplattform zur Anordnung des Rüstsystems 14 und der Rohraufnahme aus. Mit anderen Worten können die an dem Maschinenrahmen 20 anzuordnenden Einzelkomponenten mit Bezug auf die einheitliche Maschinenplattform aufeinander ausgerichtet werden. Hierdurch kann ein besonders einfaches Ausrüsten und Abrüsten der Vorrichtung 10 unter Einhaltung möglichst geringer Toleranzen erfolgen.
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Das Rüstsystem 14 weist eine Trommeleinheit 22, eine Antriebseinheit 24, eine Kassetteneinheit 26 und eine Medienführung 28 auf.
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Die Trommeleinheit 22 weist eine Trägerstruktur 30 auf, die an dem Maschinenrahmen 20 mittels einer Schraubverbindung befestigt ist. Die Trägerstruktur 30 ist hier zur Anordnung der Einzelkomponenten der Trommeleinheit 22 ausgebildet. Hierdurch kann die Trommeleinheit 22 besonders vorteilhaft modular gefertigt sowie besonders schnell und einfach an der Vorrichtung 10 angeordnet werden.
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Die Kassetteneinheit 26 ist in der gezeigten Ausführungsform der Vorrichtung 10 mittels eines Halteflansches 32 an dem Maschinenrahmen 20 befestigt. Dies stellt eine besonders robuste und einfache Art der Anordnung an dem Maschinenrahmen 20 dar. Ebenso kann vorgesehen sein, die Kassetteneinheit 26 schwenkbar an dem Maschinenrahmen 20 zu befestigen. Hierdurch kann die Kassetteneinheit 26 horizontal aus der Bearbeitungsachse 18 geschwenkt werden. Dies begünstigt die Zugänglichkeit von Bereichen der Vorrichtung 10, die durch die Kassetteneinheit 26 blockiert werden, etwa im Fall von Reinigungs- und/oder Wartungsarbeiten. Weiter vorteilhaft kann durch Ausschwenken der Kassetteneinheit 26 ohne Abrüsten der Vorrichtung 10 weiterer Platz zur Verfügung gestellt werden, wie er beispielsweise bei Rohren 12 mit Überlänge benötigt wird. Eine manuelle Innenbehandlung des Rohres 12, beispielsweise durch handbetätigtes Einführen der Medienführung 28, kann somit dennoch erfolgen.
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Die Antriebseinheit 24 ist in der gezeigten Ausführungsform mittels eines auf einer Schiene 34 der Vorrichtung 10 geführten Schlittens 36 beweglich an der Vorrichtung 10 angeordnet. In der gezeigten Ausführungsform ist die Schiene 34 zum Führen des Schlittens 36 parallel zu der Rohrmittelachse 16, beziehungswiese der Bearbeitungsachse 18, ausgebildet. Mit anderen Worten ist der Schlitten 36 lediglich parallel zur Bearbeitungsachse 18 bewegbar.
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Die Medienführung 28 ist auf einer Trommel 38 der Trommeleinheit 22 mit Ausnahme eines Endabschnitts 40 zumindest überwiegend aufgerollt angeordnet. Der Endabschnitt 40 ist an einer Antriebskassette 42 der Kassetteneinheit 26 angeordnet. Mithin weist der Endabschnitt 40 eine Länge auf, die einer Distanz zwischen der Trommeleinheit 22, bzw. der Trommel 38, und der Kassetteneinheit 26, bzw. der Antriebskassette 42, entspricht.
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Die Medienführung 28 weist an einem dem Rohr 12 zugewandten Ende ein Werkzeug 44 zur Innenbehandlung des Rohres 12 auf. Das Werkzeug 44 weist beispielsweise ein Zentrierungsmittel 46 zur Zentrierung des Werkzeugs 44 innerhalb des Rohres 12, eine Düse zum Ausgeben eines Fluides, insbesondere von Trennmittel und/oder Druckluft, eine Sonde, insbesondere zum Abtasten der Rohrinnenwandung, und/oder eine Thermoeinheit, insbesondere zum Temperieren der Rohrinnenwandung, auf.
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Im Folgenden soll der grundsätzliche Ablauf eines Verfahrens zur Innenbehandlung des Rohres 12 durch die Vorrichtung 10 kurz dargestellt werden. Die Vorrichtung 10 befindet sich gemäß 1 in einer Ausgangsstellung mit der auf der Trommeleinheit 22 aufgerollten Medienführung 28. Zunächst wird das Rohr 12 in der Rohraufnahme (nicht dargestellt) derart ausgerichtet, dass die Rohrmittelachse 16 mit der Bearbeitungsachse 18 konzentrisch ausgebildet ist. Anschließend wird die Medienführung 28 durch Antreiben der Antriebseinheit 24 von der Trommeleinheit 22 abgerollt. Während des Abrollens der Medienführung 28 wird die Medienführung 28 durch die Kassetteneinheit 26 bis zu einem dem Rüstsystem 14 abgewandten Ende (nicht dargestellt) des Rohres 12 in das Rohr 12 geführt. Anschließend beginnt die Innenbehandlung des Rohres 12 durch das Werkzeug 44, d.h. ein Medium wird mittels der Medienführung 28 zum Werkzeug 44 gefördert. Zeitglich oder zeitversetzt wird die Medienführung 28 auf die Trommeleinheit 22 durch die Antriebseinheit 24 aufgerollt. Die Innenbehandlung des Rohres 12 und/oder das Aufrollen der Medienführung 28 kann zeitweise unterbrochen und wiederaufgenommen werden. Hierdurch kann die Intensität der Innenbehandlung und/oder die Art der Innenbehandlung in Abhängigkeit der Position des Werkezeugs 44 in dem Rohr 12 geändert werden. Die Innenbehandlung des Rohres 12 endet vorzugsweise mit dem Erreichen eines der Vorrichtung 10 zugewandten Rohrendes 48 durch das Werkzeug 44. Der Aufrollvorgang der Medienführung 28 ist abgeschlossen, wenn die Medienführung 28 die Ausgangsstellung an der Kassetteneinheit 26 erreicht.
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Die Vorrichtung 10 zur Innenbehandlung eines Rohres 12 kann insbesondere zur Anordnung an und/oder als Teil einer Rohrbearbeitungsmaschine (nicht dargestellt) ausgebildet sein. Eine derartige Rohrbearbeitungsmaschine kann beispielsweise eine Rohrschneidemaschine, insbesondere eine Fräsmaschine und/oder eine Laserschneidmaschine, sein. Vorteilhafterweise ist die Vorrichtung 10 einer Rohrbearbeitungsmaschine prozessual vorgeschaltet. Dies ermöglicht die Innenbehandlung des Rohres 12, insbesondere die Benetzung der Rohrinnenwandung mit einem Trennmittel, unmittelbar vor der Rohrbearbeitung durch die Rohrbearbeitungsmaschine. Hierdurch kann die Rohrbearbeitung besonders schnell und kostengünstig erfolgen.
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2 zeigt das Rüstsystem 14 der Vorrichtung 10 aus 1 in einer von der Vorrichtung 10 losgelösten Darstellung ohne die Trägerstruktur 30 der Trommeleinheit 22.
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Die Trommeleinheit 22 weist zwei parallel und konzentrisch angeordnete Trommeln 38 auf. Jede Trommel 38 ist zur aufrollbaren und abrollbaren Anordnung einer Medienführung 28 ausgebildet. In der gezeigten Ausführungsform ist lediglich an einer Trommel 38 die Medienführung 28 angeordnet.
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Zur Führung der Medienführungen 28 weist die Trommeleinheit 22 jeweils eine trommelseitige Rollenführung 50 mit zwei drehbaren Rollen auf. Die trommelseitige Rollenführung 50 ist zur Führung der Medienführung 28 entlang der Bearbeitungsachse 18 ausgebildet und verhindert eine Bewegung der Medienführung 28 quer zu der Bearbeitungsachse 18.
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Die Trommeleinheit 22 weist zwei Rückstellvorrichtungen 52 auf, die zur Unterstützung der Antriebseinheit 24 während des Aufrollens der jeweiligen Medienführung 28 ein Rückstelldrehmoment 54 an der jeweiligen Trommel 38 ausbilden. Die Rückstellvorrichtungen 52 weisen jeweils ein Kraftelement 56, hier in Form eines Pneumatikzylinders, und ein Umformerelement 58, hier in Form eines Seilzugs, auf.
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Jeder Pneumatikzylinder ist über Druckluftanschlüsse 60, 62 mit einem regelbaren Pneumatiksystem (nicht dargestellt) verbindbar. Durch entsprechende Druckbeaufschlagung der Druckluftanschlüsse 60, 62 kann ein innerhalb des Pneumatikzylinders geführter Kolben (nicht sichtbar) mit einer an dem Kolben geführten Kolbenstange 64 ausgelenkt werden.
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Bei einer positiven Druckdifferenz zwischen einem der Druckluftanschlüsse 60 und dem entsprechenden Druckluftanschluss 62 desselben Pneumatikzylinders wird die Kolbenstange 64 in einer vertikalen Richtung nach oben ausgelenkt. Der Pneumatikzylinder beziehungsweise das Kraftelement 56 werden expandiert. In analoger Weise wird das Kraftelement 56 kontrahiert, beziehungsweise die Kolbenstange 64 in einer vertikalen Richtung nach unten bewegt, falls ein negatives Druckgefälle zwischen dem Druckanschluss 60 und dem Druckanschluss 62 desselben Pneumatikzylinders besteht.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Rückstellvorrichtung 52 nur während des Aufrollens der Medienführung 28 auf die Trommel 38 ein Rückstelldrehmoment 54 an der Trommel 38 ausbildet. Während des Abrollens der Medienführung 28 ist dagegen vorgesehen, dass sich die Rückstellvorrichtung 52 in einem Freilauf befindet. Mit anderen Worten ist die Rückstellvorrichtung 52 zwar an der Trommel 38 angeordnet, es wird jedoch kein wesentliches Drehmoment auf die Trommel 38 übertragen, das der Abrollbewegung entgegengesetzt wirkt. Dies kann gemäß der gezeigten Ausführungsform durch entsprechende Druckbeaufschlagung der Druckanschlüsse 60, 62 während des Abrollens der Medienführung 28 erfolgen. In vorteilhafter Weise kann die Antriebseinheit 24 hierdurch im Wesentlichen hinsichtlich der Überwindung der an der Medienführung 28 auftretenden Reibungskräfte ausgelegt werden. Hierdurch werden die Herstellungs- und die Betriebskosten besonders vorteilhaft beeinflusst.
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3 zeigt eine Draufsicht auf das Rüstsystem 14 aus 2. Die Trommeln 38 sind drehbar entlang einer Drehachse 66 aufgereiht an der Trägerstruktur 30 (siehe 1) gelagert. Hierdurch kann die Anzahl der Trommeln 38 besonders einfach verändert werden. Insbesondere kann eine oder mehrere Trommeln 38 besonders einfach abgerüstet, ausgetauscht oder zugerüstet werden. Besonders vorteilhaft ist die Medienführung 28 dabei bereits auf der Trommel 38 angeordnet. Hierdurch kann ein Rüsten der Rüsteinheit 14 noch schneller und einfacher erfolgen. Die Drehachse 66 ist vorzugsweise quer - hier senkrecht - zu der Bearbeitungsachse 18 ausgebildet. Hierdurch kann ein Aufrollen und Abrollen der Medienführung 28 besonders genau erfolgen.
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Die Trommeln 38 können in ihren Abmessungen, beispielsweise Trommeldurchmesser, Trommelbreite, sowie bezüglich ihres Materials voneinander abweichen. Vorzugsweise sind die Trommeln 38 an die aufzurollende bzw. abzurollende Medienführung 28 angepasst ausgebildet. Bevorzugt weisen die Trommeln 38 unabhängig von deren Abmessungen und/oder Materialien dieselbe Aufnahme zur Anordnung auf der Drehachse 66 auf. Hierdurch kann die Trommeleinheit 22 besonders vorteilhaft mit zweckgerichteten Trommeln 38 ausgerüstet werden. Im vorliegenden Fall sind die Trommeln 38 identisch ausgebildet, was sich durch den höheren Anteil an baugleichen Komponenten insbesondere günstig auf die Herstellungskosten der Trommeln 38 auswirkt.
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Die Trommeln 38 weisen jeweils einen ersten axialen Trommelbereich 68 und einen zweiten axialen Trommelbereich 70 auf. Der erste axiale Trommelbereich 68 und der zweite axiale Trommelbereich 70 sind vorzugsweise getrennt zueinander ausgebildet. Die Medienführung 28 ist gemäß der gezeigten Ausführungsform in dem ersten axialen Trommelbereich 68 angeordnet. Mit anderen Worten wird die Medienführung 28 lediglich in dem ersten axialen Trommelbereich 70 sowohl aufgerollt als auch abgerollt.
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Die Medienführung 28 ist gemäß der gezeigten Ausführungsform als Schleppkette ausgebildet. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Medienführung 28 als Schlauch ausgebildet ist. Die Medienführung 28 ist zur Führung zumindest einer Medienleitung (nicht dargestellt) ausgebildet. Die Medienführung 28 weist gegenüber der zumindest einen Medienleitung höhere Führungseigenschaften sowie eine höhere mechanische Robustheit auf. Dies ermöglicht die besonders prozesssichere Einführung der Medienführung 28 in das zu behandelnde Rohr 12 (siehe 1). Zudem kann die Medienleitung mittels der Medienführung 28 vor äußeren Einflüssen, mechanischer Beanspruchung und/oder Beschädigung effektiv geschützt werden. Vorzugsweise ist die zumindest eine Medienleitung innerhalb der Medienführung 28 angeordnet. Besonders bevorzugt umschließt die Medienführung 28 die zumindest eine Medienleitung vollständig. Hierdurch kann die Medienführung 28 besonders effektiv geschützt werden.
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Die Medienführung 28 kann vorteilhafter Weise zwei oder mehr Medienleitungen führen. Hierdurch kann die Medienführung 28 ohne wesentlichen konstruktiven Mehraufwand noch effektiver genutzt werden.
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Die Medienführung 28 ist zur Führung zumindest einer Medienleitung (nicht dargestellt) ausgebildet. Medienleitungen können beispielsweise Trennmittelleitungen, Druckluftleitungen und/oder elektrische Leitungen sein. Die Medienleitung wird innerhalb der Medienführung 28 zum Werkzeug 44 geführt. Im Fall eines Werkzeugs 44 zur Ausgabe von Trennmittel ist die Medienleitung als Trennmittelleitung ausgeführt und mündet in einer oder mehrerer Düsen des Werkzeugs 44.
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Der zweite axiale Trommelbereich 70 jeder Trommel 38 weist eine Versorgungsführung 72 auf. Mit anderen Worten wird die Versorgungsführung 72 lediglich in dem zweiten axialen Trommelbereich 70 sowohl aufgerollt als auch abgerollt. Die Versorgungsführungen 72 dienen der Führung von zumindest einer Versorgungsleitung (nicht dargestellt). Versorgungsleitungen sind zur Versorgung der Medienleitungen ausgebildet. Vorzugsweise entspricht die Art und Ausbildung der in der Versorgungsführung 72 geführten Versorgungsleitungen der Art und Ausbildung der in der Medienführung 28 geführten Medienleitungen. Die Versorgungsleitungen sind zwischen dem ersten axialen Trommelbereich 68 und dem zweiten axialen Trommelbereich 70 an die Medienleitungen angeschlossen.
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Der erste axiale Trommelbereich 68 und der zweite axiale Trommelbereich 70 können unterschiedlich ausgebildet sein. Insbesondere kann der erste axiale Trommelbereich 68 von dem zweiten axialen Trommelbereich 70 in Bezug auf eine axiale und/oder radiale Erstreckung abweichen. Der erste und/oder zweite axiale Trommelbereich 68, 70 können somit vorteilhaft an die jeweilig aufzurollende und/oder abzurollende Medienführung 28 oder Versorgungsführung 72 angepasst sein.
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Wird die Medienführung 28 im Betrieb des Rüstsystems 14 von der Trommel 38 abgerollt, wird die Versorgungsführung 72 prinzipabhängig entweder von der Trommel 38 abgerollt und/oder aufgerollt. Entscheidend ist vorliegend, dass der Anschluss der Versorgungsleitungen an die Medienleitungen der Drehbewegung der Trommel 38 folgt. Mit anderen Worten erfolgt keine Relativbewegung zwischen dem ersten axialen Trommelbereich 68 und dem zweiten axialen Trommelbereich 70. Hierdurch kann vorteilhaft eine Drehdurchführung durch das Rotationszentrum der Trommel 38 entfallen, wodurch die Dichtheit, Robustheit sowie die Austauschbarkeit der Trommeleinheit 22 verbessert wird.
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Grundsätzlich kann der Anschluss der Versorgungsleitungen an die Medienleitungen daher mit radialer Beabstandung zur Drehachse 66 erfolgen. Um ein möglichst ungehindertes Aufrollen und Abrollen sowohl der Medienführung 28 wie auch der Versorgungsführung 72 zu ermöglichen, sind die Versorgungsleitungen bevorzugt nahe der Drehachse 66 an die Medienleitungen angeschlossen.
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Gemäß der gezeigten Ausführungsform in 3 ist jede Rückstellvorrichtung 52 mittels des Umformerelements 58 einseitig an der jeweiligen Trommel 38 angeordnet. In einer bevorzugten Weiterbildung ist das jeweilige Umformerelement 58 beidseitig an einer Trommel 38 angeordnet. Hierdurch kann eine Gierbewegung der Trommel 38 verhindert werden.
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4 zeigt die Trommeleinheit 22 aus den vorhergehenden Figuren in einer rückseitigen Darstellung mit den Trommeln 38 und den Rückstellvorrichtungen 52. Die gemäß der dargestellten Ausführungsform als Seilzug ausgebildeten Umformerelemente 58 weisen jeweils vier Umlenkrollen 74 und eine Seiltrommel 76 auf. Der Übersichtlichkeit halber sind lediglich die Umlenkrollen 74 und die Seiltrommel 76 eines Umformerelements 52 mit einem Bezugszeichen versehen.
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Gemäß 4 befindet sich die Trommeleinheit 22 und mithin die Trommeln 38 in einem aufgerollten Zustand. Beide Medienführungen 28 sowie die Versorgungsführungen 72 sind auf den jeweiligen Trommeln 38 aufgerollt. Die Seiltrommeln 76 befinden sich in einem abgewickelten Zustand.
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Bei Abrollen einer der Medienführungen 28 wird die entsprechende Trommel 38 in eine Drehbewegung in Richtung des Pfeils 78 versetzt. Die Rückstellvorrichtung 52 der Trommel 38 ist dabei erfindungsgemäß freilaufend an der Trommel 38 angeordnet. Mit zunehmender Drehbewegung wird der Seilzug des Umformerelements 52 auf der Seiltrommel 76 aufgewickelt. Durch Aufwickeln des Seilzugs wird die Kolbenstange 64 des als Pneumatikzylinder ausgebildeten Kraftelements 56 in vertikaler Richtung nach oben bis in eine Endlage gezogen. Mit anderen Worten wird das Kraftelement 52 gemäß der Ausführungsform durch Abrollen der Medienführung 28 expandiert.
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Die Endlage wird vorzugsweise erst nach Abrollen der gesamten Medienführung 28 von der Trommel 38 erreicht. Weiter vorzugsweise kann das Kraftelement 52, beziehungsweise der Pneumatikzylinder 56 das Ausfahren der Kolbenstange 64 durch Druckbeaufschlagung unterstützen, sodass kein zur Drehbewegung gemäß Pfeil 78 entgegengesetztes Drehmoment an der Trommel 38 entsteht.
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Das Aufrollen der Medienführung 28 erfolgt in analoger Wirkungsweise entgegengesetzt zum Abrollen der Medienführung. Hierbei wird jedoch das Kraftelement 52, beziehungsweise der Pneumatikzylinder aktiv kontrahiert, bzw. die Kolbenstange 64 eingefahren und dadurch ein Rückstelldrehmoment 54 (siehe 2) an der Trommel 38 angelegt.
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5a und 5b zeigen eine losgelöst dargestellte Trommel 38 der Trommeleinheit 22 (siehe 1 bis 4) zur näheren Erläuterung. Die Trommel 38 weist einen ersten axialen Trommelbereich 68 zur Anordnung der Medienführung 28 und einen zweiten axialen Trommelbereich 70 zur Anordnung der Versorgungsführung 72 auf.
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Der Durchmesser der Trommel 38 ist in axialer Erstreckung der Trommel 38 zweistufig ausgebildet. Der erste axiale Trommelbereich 68 weist einen Außendurchmesser 78 und der zweite axiale Trommelbereich 70 einen Außendurchmesser 80 auf. Der Außendurchmesser 78 weist hier ungefähr den doppelten Wert des Außendurchmessers 80 auf. Ausführungsgemäß weist der erste axiale Trommelbereich 68 einen Innendurchmesser 82 und der zweite axiale Trommelbereich 70 einen Innendurchmesser 84 auf. Der Innendurchmesser 82 kann ein Vielfaches des Innendurchmessers 84 betragen. Durch entsprechende Ausgestaltung der Trommel 38 beziehungsweise des ersten und/oder zweiten axialen Trommelbereichs 68, 70 kann die Trommel 38 besonders vorteilhaft auf die Länge der auf- und/oder abzurollenden Medienführung 28 und/oder Versorgungsführung 72 sowie der benötigten Trommelumdrehungen zum Aufrollen und/oder Abrollen angepasst werden.
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Sowohl das Aufrollen der Medienführung 28 als auch der Versorgungsführung 72 kann, wie hier dargestellt, ausschließlich in einer radialen Richtung der Trommel 38 erfolgen. Mit anderen Worten kann ein Aufrollen der Medienführung 28 und/oder der Versorgungsführung 72 in axialer Richtung beschränkt, insbesondere vollständig unterbunden, sein. Hierdurch können besonders effektiv Kreuzungen der aufgerollten Medienführung 28 oder Versorgungsführung 72 vermieden werden. Weiter vorteilhaft kann durch ein derartiges Aufrollen, das Abrollen ohne Änderung des Abrollwinkels erfolgen, wodurch die Medienführung 28 und/oder die Versorgungsführung 72 besonders steif in Bezug auf eine Querrichtung ausgeführt werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Vorrichtung;
- 12
- Rohr;
- 14
- Rüstsystem;
- 16
- Rohrmittelachse;
- 18
- Bearbeitungsachse;
- 20
- Maschinenrahmen;
- 22
- Trommeleinheit;
- 24
- Antriebseinheit;
- 26
- Kassetteneinheit;
- 28
- Medienführung;
- 30
- Trägerstruktur der Trommeleinheit 22;
- 32
- Halteflansch der Kassetteneinheit 26;
- 34
- Schiene der Vorrichtung 10;
- 36
- Schlitten;
- 38
- Trommel der Trommeleinheit 22;
- 40
- Endabschnitt der Medienführung 28;
- 42
- Antriebskassette der Kassetteneinheit 26;
- 44
- Werkzeug zur Innenbehandlung des Rohres 12;
- 46
- Zentrierungsmittel des Werkzeugs 44;
- 48
- Rohrende;
- 50
- trommelseitige Rollenführung;
- 52
- Rückstellvorrichtung;
- 54
- Rückstelldrehmoment;
- 56
- Kraftelement der Rückstellvorrichtung 52;
- 58
- Umformerelement der Rückstellvorrichtung 52;
- 60,62
- Druckluftanschluss;
- 64
- Kolbenstange;
- 66
- Drehachse der Trommeln 38;
- 68
- erster axialer Trommelbereich;
- 70
- zweiter axialer Trommelbereich;
- 72
- Versorgungsführung;
- 74
- Umlenkrolle;
- 76
- Seiltrommel;
- 78
- Außendurchmesser des ersten axialen Trommelbereichs 68;
- 80
- Außendurchmesser des zweiten axialen Trommelbereichs 70;
- 82
- Innendurchmesser des ersten axialen Trommelbereichs 68;
- 84
- Innendurchmesser des zweiten axialen Trommelbereichs 70.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010047589 A1 [0004]
- US 2988042 A [0005]
- DE 2101907 A1 [0006]
- EP 0042207 A1 [0007]
- DE 102019106847 A1 [0009]
