Stand der Technik
Es sind bereits Geberträger (GB939172 vom 09. Oktober 1963, Internationale
Patentklassifikation (IPK) G01H; U53496457 vom 03. November 1967, Nationale Patentklassifikation der USA
(US-NPK) 324/37; US3443211 vom 06. Mai 1969, US-NPK 324/37; US3449662 vom 10. Juni
1969, US-NPK 324/37; US3539915 vom 10. November 1970, US-NPK 324/37; US3810384
vom 14. Mai 1974, US-NPK 73/67.8, IPK G01N29/04; US3835374 vom 10. September 1974,
US-NPK 324/37, IPK G01R33/12; US3940689 vom 24. Februar 1976, US-NPK 324/37, 19K
G01R33/12; US3949292 vom 06. April 1976, US-NPK 324/37, IPK G01R33/12; US3967194
vom 29. Juni 1976, US-NPK 324/37, 19K G01R33/12; US3973441 vom 10. August 1976, US-
NPK 73/432, IRK G01BS/28; GB2020023 vom 07. November 1979, IPK G01S7/52; LIS4342225
vom 03. August 1982, US-NPK 73/432, IPK G01B5/28; US4457073 vom 03. Juli 1984, US-
NPK 33/178, IPK E21B47/08; SU1157443 vom 23. Mai 1985, IPK G01N27/82; US4717875
vom 05. Januar 1988, US-NPK 3241220, IPK E21B47/02; US4598250 vom 01. Juli 1986, US-
NPK 324/220, IRK G01N27/72; DE37 06 622 vom 28. August 1986, IPK G01B7/12; DE37 06 660
vom 15. September 1988, IPK G01B21/14; US4910877 vom 27. März 1990, US-NPK 33/544,
IPK G01B7/28; US4945306 vom 31. Juli 1990, US-NPK 324/220, IPK G01N27/83; US4953412
von 04. September 1990, US-NPK 73/865.8, IPK G01B5/00; US5115196 vom 19. Mai 1992,
US-NPK 324/220, IPK G01N27/72; US3755908 vom 27. Oktober 1992, US-NPK 33/544.3,19K
E21B47/08; US5460046 vom 24. Oktober 1995, US-NPK 73/623, IRK G01N29/24;
DE 197 47 551 vom 23. Dezember 1999, IPK F17D5/02; DE 37 19 492 vom 13. April 1995, IPK
F17D5/06) für ein innerhalb von Rohren einsetzbares Inspektionsgerät mit den Sitzstellen für
Geber, die an der Oberfläche gemäß einer Achsensymmetrie (der Oberfläche bei einer
Achsensymentrie eingeschrieben) angeordnet werden, bekannt.
Die Träger zeichnen sich dadurch aus, daß sie ein Gehäuse und Geberhalter mit den Sitzstellen
für Geber aufweisen.
Die Verwendung dieser Vorrichtungen ermöglicht keine Auflösung, die für die Identifizierung
von Fehlern wie etwa Punktkorrosion oder Wandrisse einer Rohrleitung ausreicht.
Bekannt sind Geberträger (US3529236 vom 15. September 1970, US-NPK 324/37; US3543144
vom 24. November 1970, US-NPK 324/37; US3786684 vom 22. Januar 1874, US-NPK 73/432,
IPK G01R3/12; RU2139469 vom 10. Oktober 1999, IPK F17D5/00; RU2139468 vom 10.
Oktober 1999, IPK F17D5/00) für ein innerhalb von Rohrleitungen einsetzbares Inspektionsgerät mit
den Sitzstellen für Geber, welche Sitzstellen an der Oberfläche gemäß einer Achsensymmetrie
(der Oberfläche bei einer Achsensymentrie einbeschrieben) angeordnet werden.
Der Träger zeichnet sich dadurch aus, daß er ein Gehäuse und einen oder mehrere Gürtel von
radial federbelasteten, an das Gehäuse angelenkten Geberhaltern aufweist. Bei jedem Träger sind
Sitzstellen für die Geber vorgesehen.
Vorteilhaft wirkt es sich bei einem solchen Träger aus, daß die Geberreihen die gesamte
Oberfläche der Rohrleitung unter Überdeckung der durch einzelne Geber kontrollierbaren Bereiche
abzutasten erlauben.
Der hauptsächliche Nachteil eines solchen Trägers besteht darin, daß sich bei der Bewegung in
einem Abschnitt der Rohrleitung mit einem geometrischen Fehler wie Einbeulung die
Geberträger als steife Elemente verhalten und das Anfahren des Vorderteiles des Halters auf die
Einbeulung (auf den Vorsprung an der Innenfläche der Rohrleitung) einen Weggang des gesamten
Halters von der nicht verformten Stelle der Rohrleitung zur Folge hat. Auf Grund eines höheren
Abstandes zwischen den Gebern und der Innenfläche der Rohrleitung verschlechtert sich die
Wirksamkeit der Geber und bleiben die Abschnitte der Rohrleitung mit solchen geometrischen
Fehlern unkontrolliert.
Bekannt ist ein Geberträger (US-PS 4098126, IPK G01B5/28, bekanntgemacht am 04.07.78) für
ein innnerhalb von Rohren einsetzbares Inspektionsgerät mit den Sitzstellen für an der
Oberfläche gemäß einer Achsensymmetrie angeordnete Geber.
Der Träger zeichnet sich dadurch aus, daß er eine elastische Manschette besitzt, deren
Durchmesser kleiner bemessen ist als Innendurchmesser der Rohrleitung, wobei an der Peripherie der
Manschette Kontrollgeber vorgesehen sind, welche einem Zylinder einbeschrieben werden,
dessen Durchmesser den der Manschette übertrifft.
Vorteile eines solchen Trägers bestehen darin, daß bei der Bewegung in einem Abschnitt der
Rohrleitung mit einem unwesentlichen geometrischen Fehler der Art Einbeulung die Geber an
der verformten Oberfläche der Rohrleitung anliegen.
Der hauptsächliche Nachteil eines solchen Trägers besteht darin, daß die Geber des Trägers in
Fvrm eines Gürtels angeordnet sind und daß auf Grund dessen, daß zwischen den Gebern ein
gewisser Abstand feststellbar ist, wird das lineare Auflösungsvermögen bei Anwendung eines
Inspektionsgerätes mit einem solchen Träger durch diesen Abstand eingeschränkt. Außerdem
kann der Abstand zwischen den Gebern des Trägers nicht weniger sein als die betreffende Größe
der Geber, wodurch jeweils das lineare Auflösungsvermögen abnimmt.
Hinzu kommt, daß sich bei der Fortbewegung des Trägers in Abschnitten einer Rohrleitung mit
beachtlichen geometrischen Fehlern in deren Querschnitt die Geber von der nahe dem
geometrischen Fehler befindlichen, nicht verformten Stelle der Rohrleitung entfernen und die
Manschette samt den Gebern verquetscht wird. Bei der Kontrolle einer Rohrleitung, bestehend aus
Rohren mit im wesentlichen unterschiedlicher Rohrwanddicke, z. B. bei vorliegenden, zuvor
reparierten Abschnitten der Rohrleitung, kann in Abschnitten mit höherer Wanddicke sowie bei
Anwesenheit eines auf der Oberfläche besfestigten fremden Gegenstandes die Fortbewegung
des Geberträgers eine Verquetschung der Manschette unter Verlust der Orientierung eines Teiles
der Geber nach sich ziehen.
Darüber hinaus führt eine äußere Anordnung der Geber zu einer Beschädigung der letzteren
durch Hindernisse wie Unterlagsringe.
Als Prototyp für die beanspruchte Gruppe der Erfindungen gilt ein bekannter Geberträger (US-
PS 4807484, IPK G01B5/28, bekanntgemacht am 28.02.89, (Analogiepatente sind
CA1307129, DE36 26 646, EP0255619, ES2026869, NO172956, NO873252)) für ein innerhalb
von Rohren einsetzbares Inspektionsgerät mit den Sitzstellen für an der Oberfläche gemäß einer
Achsensymmetrie angeordnete Geber.
Der Träger kennzeichnet sich dadurch, daß er als zylindrische elastische Manschette ausgeführt
ist, deren bandförmige Wölbungen einen Zylinder ausbilden, dessen Durchmesser größer
bemessen ist als Innendurchmesser der Rohrleitung, wobei die Geber in bandförmigen
Vertiefungen der Manschette angeordnet und die bandförmigen Wölbungen und Vertiefungen in einem
spitzen Winkel zu einer Manschettenachse ausgerichtet sind.
Vorteilhaft wirkt es sich bei diesem Träger aus, daß die zu einer Trägerachse winklig
angeordneten Geber die gesamte Oberfläche der Rohrleitung bei Überdeckung von durch einzelne
Geber kontrollierbaren Zonen abtasten können, daß dank der Anordnung der Geber in den
Vertiefungen der Manschette die Geber vor deren Beschädigung durch solche Hindernisse wie
Unterlagsringe geschützt werden und daß bei der Fortbewegung in einem Abschnitt der Rohrleitung
mit geometrischen Fehlern wie Einbeulung die Geber an der verformten wie auch an der nicht
verformten Oberfläche der Rohrleitung sowohl längs einer Achse als auch an dem Umfang der
Rohrleitung anliegen.
Nachteile eines solchen Trägers drücken sich darin aus, daß bei der Anordnung einer großen
Anzahl von Gebern mit daran angeschlossenen Kabeln (zur Sicherung einer hohen linearen
Auflösung) an der elastischen Manschette oder bei Anwendung ziemlich schwerer Geber (wie z.
B. Magnetgeber) bei einer großen Länge und einer geringen Dicke der Manschette und somit bei
einer guten Elastizität der letzteren unter Einwirkung des summarischen Gewichtes der Geber
und der Kabel eine Verformung der elastischen Manschette unter Bildung eines Spaltes
zwischen den im oberen Manschettenteil sitzenden Gebern und der Innenfläche der Rohrleitung
stattfindet, wobei durch die Existenz des Spaltes ein homogener Andruck der Manschette an die
Innenfläche der Rohrleitung während der Befüllung der Anfahrkammer mit dem zu fördernden
Medium verhindert wird. Wenn dagegen die Steifigkeit der Manschette (um der erwähnten
Erscheinung auszuweichen) erhöht wird, verliert dann die Manschette ihre Elastizität beim
Umgehen geometrischer Fehler der Rohrleitung und entstehen Spalte zwischen den Gebern und der
Innenfläche der Rohrleitung nahe einem geometrischen Fehler.
Darüber hinaus ergeben sich Spalte zwischen den Gebern und der Innenfläche der Rohrleitung
auch bei dem Umgehen von geometrischen Fehlern durch die Geber, die sich nahe der
Vorderwand der Manschette befinden, deren Zusammendrückbarkeit in einer durch die Trägerachse
durchgehenden Ebene im wesentlichen geringer ist als in einem von der Vorderwand der
Manschette entfernten Abschnitt der letzteren.
Darstellung der Erfindung
Bei der vorliegenden Gruppe der Erfindungen wird für alle Ausführungsformen der Erfindungen
(darunter auch für eine erste Ausführungsform) ein Geberträger für ein innerhalb von Rohren
einsetzbares Inspektionsgerät mit den Sitzstellen für an der Oberfläche gemäß einer
Achsensymmetrie angeordneten Geber (die der Oberfläche mit einer Achsensymmetrie einbeschrieben
werden) beansprucht.
Im Gegensatz zum gemeinsamen Prototyp kennzeichnet sich der beanspruchte Träger gemäß
einer ersten Ausführungsform der Gruppe der Erfindungen dadurch, daß:
der Träger eine Menge von untereinander verbundenen ringförmigen Geberhaltern aufweist, daß
die Sitzstellen für die Geber in kinematisch miteinander verbundenen Elementen der
ringförmigen Halter vorgesehen sind und daß die Elemente der ringförmigen Halter befähigt sind, radial
von der Trägerachse weg elastisch abgedrückt zu werden.
Das wichtigste technische Ergebnis, welches (allen Ausführungsformen der Gruppe gemeinsam
ist) durch die Realisierung der beanspruchten Gruppe der Erfindungen erreichbar ist, besteht in
einer besseren Effizienz der Inspektion von Rohrleitungen mit geometrischen Fehlern in deren
Querschnitt. Bei allen Ausführungsformen der Gruppe erreicht man das Ergebnis dank einer
Menge von Elementen (Haltern) mit den Sitzstellen für die Geber unter Einteilung in die
Funktionen Andruck der Geber an die Innenfläche der Rohrleitung und Umgehen der geometrischen
Fehler in deren Querschnitt.
Das Werkzeug für die Erreichung des erwähnten technischen Ergebnisses (gemäß der ersten
Ausführungsform) besteht darin, daß die Elemente an die Rohrwand dank der Elastizität der
Elemente jedes Halters unabhängig von den Elementen des benachbarten Halters angedrückt
werden, so daß sich der Abstand zwischen dem Geber und der Innenfläche der Rohrleitung bei
der Fortbewegung des Trägers über einen geometrischen Fehler nahezu nicht verändert. Die
Funktionen Andruck der Geber und Umgehen von Hindernissen werden dabei getrennt, so daß
die ringförmigen Halter einen ausreichend starken Andruck gewährleisten können, während das
Umgehen durch eine Menge von Haltern ermöglicht wird, deren Peripherieteile einer
Verformung unabhängig von den benachbarten ringförmigen Haltern ausgesetzt werden.
In einer Weiterentwicklung der ersten Ausführungsform der Gruppe der Erfindungen verlaufen
die Außenflächen der ringförtmigen Halter über eine zylindrische Oberfläche, welche mit der
Innenfläche der Rohrleitung übereinstimmt, wobei die Sitzstellen für die Geber in gewölbten
Teilen der ringförmigen Halter vorgesehen sind und Reihen bilden, die in einem Winkel
zwischen 0 und 30° nach einer Trägerachse gemäß einer Wendellinie um die Trägerachse herum
ausgerichtet sind, und die Elemente des ringförmigen Halters mit den Sitzstellen für die Geber
mit den benachbarten Elementen desselben Halters mit den Sitzstellen für die Geber elastisch
verbunden sind.
Der Träger umfaßt mindestens vier ringförmige Halter, wobei der Abstand zwischen den
benachbarten ringförmigen Haltern höchstens eine Durchmesserhälfte des Zylinders beträgt,
welchem der Geberträger einbeschrieben wird, und die Breite des ringförmigen Halters
(entlang der Trägerachse) viel weniger ist als der angegebene Durchmesser und höchstens 0,25
dieses Durchmessers ausmacht.
Für eine Inspektion der Rohrleitung über deren gesamten Umfang unter Sicherung einer hohen
Auflösung ist man auf eine beachtliche Anzahl von Gebern angewiesen, und bei deren
Anordnung an den Haltern wird bei dem genannten Zwischenraum ein Träger mit einer geringen Länge
geschaffen, so daß eine Desorientierung der Geber in Krümmern der Rohrleitung verringert
und die Einscherung des Inspektionsgerätes mit dem Träger erleichtert wird. Die Herstellung des
Halters mit der Breite in den genannten Bereichen wirkt sich besonders vorteilhaft auf das
Umgehen von geometrischen Fehlern eines Rohres und auf die Passierbarkeit des Trägers in
Krümmern und Verengungen aus.
Der Winkel zwischen der Richtung einer Achse des ringförmigen Halters und derselben einer
Achse der Rohrleitung liegt zwischen 0 und 30°.
Die Sitzstellen für die Geber sind als Öffnungen oder Ausschnitte oder Vertiefungen
ausgestaltet, wobei die Zahl der Sitzstellen (der entsprechenden Öffnungen oder Vertiefungen) für die
Geber an nur einem ringförmigen Halter von 0,3 bis 10 des in Zollen ausgedrückten
Durchmessers des Zylinders beträgt, dem der genannte Halter einbeschrieben wird.
Bei einer möglichen Ausführungsform umfaßt der Träger an den Sitzstellen installierte Geber,
die einem Zylinder einbeschrieben werden, dessen Durchmesser größer ist als derselbe des
Zylinders, dem ringförmige Halter einbeschrieben werden, so daß bei einer Inspektion von
Ölleitungen mit Paraffinablagerungen an den Wänden dank der genannten Ausführung die Geber
mit einem Strom des zu fördernden Mediums gespült werden können, wobei sich bei einem
geringeren Durchmesser der Halter der gleichmäßige Andruck der Elemente mit den Gebern an die
Innenfläche der Rohrleitung verschlechtert.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die ringförmigen Halter als elastische
gewellte Ringe ausgebildet, deren Merkmale gemäß der bevorzugten Ausführungsform im
folgenden, nach der Beschreibung sämtlicher Ausführungsformen der Gruppe der Erfindungen
aufgeführt werden.
In den Ringen (den gewölbten Teilen der Ringe) sind Vertiefungen oder Öffnungen oder
Ausschnitte für die Geber vorgesehen, welche für die Aufnahme der Geber und für eine
unverhinderte Fortpflanzung des Ultraschalls oder eines (elektromagnetischen) Lichtstromes von
einem Geber (einem Ultraschall-, optischen, elektromagnetischen Geber) her bis hin zur
Wandung der Rohrleitung sorgen.
Bei möglichen Weiterbildungen der Ausführungsform besitzt der ringförmige Halter steife
Glieder sowie elastische und/oder gelenkige Verbindungen zwischen den Gliedern, besitzt der
ringförmige Halter steife und/oder elastische Glieder und gelenkige Verbindungen zwischen den
Gliedern, wird der ringförmige Halter einem Zylinder einbeschrieben, dessen Durchmesser
kleiner bemessen ist als Innendurchmesser der Rohrleitung, jedoch nicht geringer ist als
Durchmesserhälfte des Zylinders, dem der Träger einbeschrieben wird, bilden die in einer Reihe
verbundenen ringförmigen Halter eine um eine Trägerachse verlaufende Wendel, sind die
ringförmigen Halter gleichachsig angeordnet, wobei sich die Achsen der Halter mit der Achse der
Rohrleitung decken, sind die ringförmigen Halter starr oder elastisch mit den benachbarten
ringförmigen Haltern verbunden, wobei mindestens einige der ringförmigen Halter mittels steifer
oder elastischer Leisten oder Stäbe untereinander verbunden sind, und umfaßt der Träger mit
den ringförtmigen Haltern verbundene Stützelemente, die einem Zylinder einbeschrieben
werden, dessen Durchmesser denselben des Zylinders übertrifft, welchem die ringförmigen Halter
einbeschrieben werden, wobei die ringförmigen Halter zwischen den genannten Stützelementen
angeordnet sind, welche in Form von elastischen gewellten Ringen und/oder elastischen
Manschatten und/oder elastischen Scheiben gebildet sind.
Die Auswahl einer Variante für die Befestigung der Halter miteinander und die Ausführung der
letzteren richten sich nach dem Typ und den Abmessungen des Trägers und nach dem Typ der
zu untersuchenden Rohrleitung (also einer Gasleitung, deren Wandung trocken ist, oder einer
Ölleitung, bei welcher Erdöl als Schmierstoff bei der Gleitung an der Wand auftritt), d. h. bei
einem größeren Durchmesser werden feste Verbindungen und die Anwendung von gelenkigen
Verbindungen und bei einem kleineren Durchmesser elastische Glieder und Verbindungen
bevorzugt.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der ersten Ausführungsform umfaßt der Träger an den
Haltern angeordnete Kufen in voller Übereinstimmung mit einer zweiten, im folgenden
beschriebenen Ausführungsform und/oder ein Gehäuse mit den daran angebrachten Haltern in
voller Übereinstimmung mit einer dritten, im folgenden beschriebenen Ausführungsform.
Für die zweite Ausführungsform der Gruppe der Erfindungen wird ebenfalls ein Geberträger für
ein innerhalb von Rohren einsetzbares Inspektionsgerät mit den Sitzstellen für an der Oberfläche
gemäß einer Achsensymmetrie angeordnete Geber beansprucht.
Im Gegensatz zu dem gemeinsamen Prototyp kennzeichnet sich der anmeldungsgemäße Träger
gemäß der zweiten Ausführungsform der Gruppe dadurch, daß:
der Träger eine Menge von kinematisch untereinander verbundenen Elementen (Haltern) mit den
Sitzstellen für die Geber und elastische Kufen, die an der Innenfläche der Rohrleitung gleiten
können, aufweist, wobei die Kufen Einlagen zwischen den Elementen mit den Sitzstellen für die
Geber und der Innenfläche der Rohrleitung bilden und die Elemente mit den Sitzstellen für die
Geber befähigt sind, radial von einer Trägerachse weg elastisch abgedrückt zu werden.
Das wichtigste technische Ergebnis, welches (allen Ausführungsformen der Gruppe gemeinsam
ist) bei der Realisierung der beanspruchten Gruppe der Erfindungen erzielbar ist, besteht in der
Sicherung einer besseren Effizienz der Inspektion von Rohrleitungen, die mit geometrischen
Fehlern im Querschnitt behaftet sind. Bei allen Ausführungsformen der Gruppe erreicht man
dieses Ergebnis dank einer Menge von Elementen (Haltern) mit den Sitzstellen für die Geber
unter Einteilung in Funktionen Andruck der Geber an die Innenfläche der Rohrleitung und
Umgehen von geometrischen Fehlern in deren Querschnitt.
Das Werkzeug für die Erzielung des genannten technischen Ergebnisses (gemäß der zweiten
Ausführungsform) besteht darin, daß der Andruck der kinematisch verbundenen Elemente an
die Rohrwand durch die Kraft der elastischen Abdrückung des unter der Kufe befindlichen
Elementes unabhängig von der Andrückkraft des unter der benachbarten Kufe befindlichen
Elementes eingestellt wird und daß sich der durch die Einlage in Form der Kufe eingestellte
Weggang des Gebers von der Innenfläche der Rohrleitung bei der Bewegung des Trägers über einen
geometrischen Fehler fast nicht verändert. Die Funktionen wie Andruck der Geber und
Umgehen von Hindernissen werden dabei geteilt, und ein besseres Umgehen von Hindernissen,
gesichert durch eine Menge von Einlagen in Form von Kufen und durch deren Elastizität, übt keinen
Einfluß auf die Andrückkraft der Elemente aus, die im vorliegenden Fall ziemlich hoch sein
kann.
Bei der Realisierung der zweiten Ausführungsform der Gruppe der Erfindungen wird außerdem
dazu beigetragen, daß die Geber vor deren Beschädigung an den Stellen mit gebmetrischen
Fehlern geschützt werden und daß der Verschleiß der Elemente mit den Gebern vermieden wird,
indem nur noch die Einlagen je nach deren Verschleiß ausgetauscht werden.
In einer Weiterentwicklung der zweiten Ausführungsform der Gruppe der Erfindungen bildet
jede Kufe eine Einlage zwischen mehreren, kinematisch untereinander verbundenen Elementen
mit den Sitzstellen für die Geber und der Innenfläche der Rohrleitung aus, wobei die Kufen an
den Elementen mit den Sitzstellen für die Geber befestigt sind, in den Kufen durchgehende
Öffnungen und/oder Ausschnitte im Bereich zwischen den Sitzstellen für die Geber und der
Innenfläche der Rohrleitung vorgesehen sind, so daß sowohl Magnetgeber als auch (optische)
Ultraschallgeber montiert werden können und eine unverhinderte Fortpflanzung des Ultraschalls
oder eines (elektromagnetischen) Lichtstromes von dem Geber her zur Wand der Rohrleitung
hin gewährleistet wird.
Die Kufen orientieren sich nach einer Wendellinie (einer schraubenförmigen Linie) und/oder
einer ringförmigen Linie um eine Trägerachse herum; der Winkel zwischen der Richtung der
Kufe und derselben der Trägerachse liegt zwischen 0 und 30°; der Träger umfaßt elastische
Elemente, die befähigt sind, die genannten Kufen und/oder die Elemente mit den Sitzstellen für
die Geber radial von der Trägerachse weg abzudrücken.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Ausführungsform sind die Kufen elastisch
gestaltet, wobei die Kufendicke mindestens 0,01 und höchstens 0,2 des Durchmessers des Zylinders
ausmacht, welchem der Träger einbeschrieben wird, und die Kufenbreite mindestens 0,02 und
höchstens 0,4 des angegebenen Durchmessers beträgt.
Man hat gefunden, daß dieser Bereich für das gleichmäßige Umgehen typischer geometrischer
Fehler eines Rohres, einerseits, und für die Vermeidung einer Desorientierung der benachbarten
Elemente mit den Gebern, andererseits, günstig ist.
Bei möglichen Ausgestaltungen des Trägers bilden die hintereinander verbundenen Kufen eine
Wendel (eine schraubenförmige Linie) um eine Trägerachse herum oder bilden die Kufen zu
einer Achse der Rohrleitung gleichachsige Ringe und/oder ringförmige Anordnungen.
Bei anderen möglichen Weiterbildungen der Ausführungsform weist die Kufe steife Glieder,
elastische und/oder gelenkige Verbindungen zwischen den Gliedern auf, weist die Kufe steife
und/oder elastische Glieder und gelenkige Verbindungen zwischen den Gliedern auf, sind die
Sitzstellen für die Geber als Öffnungen und/oder Ausschnitte und/oder Vertiefungen ausgestaltet
und bilden Reihen, die unter einem Winkel von 0 bis 30° nach einer Trägerachse gemäß einer
Wendellinie um die Trägerachse herum orientiert sind, wobei die Sitzstellen für die Geber in
gewölbten Teilen der Elemente vorgesehen sind.
Die Auswahl einer Variante für die Befestigung der Halter miteinander und die Ausführung der
letzteren richten sich nach dem Typ und den Abmessungen des Trägers und nach dem Typ der
zu untersuchenden Rohrleitung, d. h. bei einem größeren Durchmesser und einer trockenen
Oberfläche der Rohrleitung werden feste Verbindungen und die Anwendung von gelenkigen
Verbindungen und bei einem kleineren Durchmesser und der Untersuchung einer Ölleitung
elastische Glieder und Verbindungen bevorzugt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Elemente mit den Sitzstellen für die Geber als
elastische gewellte Ringe ausgebildet, deren Merkmale gemäß der bevorzugten Ausgestaltung
im folgenden nach der Beschreibung aller Ausführungsformen der Gruppe der Erfindungen
aufgeführt sind.
Die Zahl der Sitzstellen für die Geber in nur einem Ring beläuft sich auf 0,3 bis 10 des in Zollen
ausgedrückten Durchmessers des Zylinders, dem der erwähnte Ring einbeschrieben wird.
Der Träger umfaßt Stützelemente, die mit den Elementen mit den Sitzstellen für die Geber
verbunden sind, wobei die Stützelemente einem Zylinder einbeschrieben werden, dessen
Durchmesser denselben des Zylinders übertrifft, dem die Elemente mit den Sitzstellen für die Geber
einbeschrieben werden, die Elemente mit den Sitzstellen für die Geber zwischen den genannten
Stützelementen angeordnet sind und die letzteren als elastische gewellte Ringe und/oder
elastische Manschetten und/oder elastische Scheiben ausgebildet sind.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der zweiten Ausführungsform der Gruppe der
Erfindungen umfaßt der Geberträger ringförmige Geberhalter mit daran angeordneten Kufen in
voller Übereinstimmung mit der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform und/oder ein
Gehäuse mit daran angeordneten Elementen mit den Sitzstellen für die Geber und/oder Kufen in
voller Übereinstimmung mit einer im folgenden beschriebenen dritten Ausführungsform
und/oder Reihen gruppierter Elemente mit daran angeordneten Kufen in voller
Übereinstimmung mit einer im folgenden beschriebenen vierten Ausführungsform und/oder einen Gürtel
von Geberhaltern mit daran angeordneten Kufen in voller Übereinstimmung mit einer im
folgenden beschriebenen fünften Ausführungsform und/oder an ringförmigen Elementen sitzende
Geberhalter mit daran angeordneten Kufen in voller Übereinstimmung mit einer im folgenden
beschriebenen sechsten Ausführungsform.
Für eine dritte Ausführungsform der Gruppe der Erfindungen wird ebenfalls ein Geberträger für
ein innerhalb von Rohren einsetzbares Inspektionsgerät mit den Sitzstellen für an der Oberfläche
gemäß einer Achsensymmetrie angeordnete Geber bansprucht.
Im Gegensatz zu dem gemeinsamen Prototyp kennzeichnet sich der anmeldungsgemäße Träger
gemäß der dritten Ausführungsform der Gruppe dadurch, daß:
der Träger ein Gehäuse und eine Menge von kinematisch untereinander verbundenen Elementen
(Haltern) mit den Sitzstellen für die Geber aufweist, wobei sich das Gehäuse zu biegen vermag
und die Elemente mit den Sitzstellen für die Geber befähigt sind, radial von einer Trägerachse
weg elastisch abgedrückt zu werden.
Das wichtigste technische Ergebnis, welches (allen Ausführungsformen der Gruppe gemeinsam
ist) bei der Realisierung der beanspruchten Gruppe der Erfindungen erzielbar ist, besteht in der
Sicherung einer besseren Effizienz der Inspektion von Rohrleitungen, die mit geometrischen
Fehlern im Querschnitt behaftet sind. Bei allen Ausführungsformen der Gruppe erreicht man
dieses Ergebnis dank einer Menge der Elemente (Halter) mit den Sitzstellen für die Geber unter
Einteilung in Funktionen Andruck der Geber an die Innenfläche der Rohrleitung und Umgehen
von geometrischen Fehlern in deren Querschnitt.
Das Werkzeug für die Erzielung des genannten technischen Ergebnisses (gemäß der dritten
Ausführungsform) besteht darin, daß bei der Bewegung des Trägers in einem Abschnitt der
Rohrleitung mit einem geometrischen Fehler die kinematische Verbindung der Elemente mit
den Sitzstellen für die Geber mit dem Gehäuse, indem (bei einer beliebigen gewünschten Länge
des Trägers) die Passierbarkeit des Trägers in Krümmern und Verengungen des Querschnittes
(welche u. a. auch durch geometrische Fehler im Querschnitt hervorgerufen sind) dank der
Biegsamkeit des Gehäuses gesichert wird, es ermöglicht, die Elemente an die Innenfläche der
Rohrleitung mit ausreichender Kraft unabhängig von dem Standort des Elementes am Gehäuse
anzudrücken, wobei die Funktionen wie Andruck der Geber und Umgehen von Hindernissen
getrennt werden.
In einer Weiterentwicklung der dritten Ausführungsform der Gruppe der Erfindungen hat das
Gehäuse eine Symmetrieachse, die sich mit einer Achse der Rohrleitung deckt, wobei die
Elemente mit den Sitzstellen für die Geber mit dem Gehäuse elastische und/oder gelenkige
Verbindungen (mit Hilfe von Gelenkmechanismen) bilden und die Länge der nicht biegsamen
Abschnitte des Gehäuses längs einer Trägerachse die Durchmesserhälfte des Zylinders nicht
übertrifft, welchem der Träger einbeschrieben wird.
Der untere Grenzwert für den zulässigen Biegungshalbmesser der Trägerachse beträgt höchstens
drei Durchmesser des Zylinders, dem der Träger einbeschrieben wird (gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung ist das max. 1,5 des genannten Durchmessers).
Die Länge des unbiegsamen Abschnittes und der Krümmungshalbmesser sorgen für einen
wirksamen Ausgleich der Verrückungen der benachbarten Elemente mit den Gebern während der
Bewegung über geometrische Fehler eines Rohres und in Krümmern und ermöglichen somit die
Untersuchung der Rohrleitung in Abhängigkeit von darin eingesetzten Armaturen.
Gemäß einer Weiterbildung der Ausführungsform besitzt das Gehäuse steife Glieder sowie
elastische und/oder gelenkige Verbindungen zwischen den Gliedern.
Gemäß einer anderen Weiterbildung umfaßt das Gehäuse steife und/oder elastische Glieder und
gelenkige Verbindungen dazwischen, wobei die elastischen Glieder aus einem elastischen
(polymeren) Werkstoff bestehen.
Gemäß einer Weiterbildung der Ausführungsform ist das Gehäuse als Litze oder Seil oder
Schlauch oder Balg oder Feder oder Streifen ausgebildet (umfaßt eine Litze oder ein Seil oder
einen Schlauch oder einen Balg oder eine Feder oder einen Streifen).
Die Auswahl der konstruktiven Auslegung des Gehäuses richtet sich nach dem Typ und den
Abmessungen des Trägers und nach dem Typ der zu untersuchenden Rohrleitung d. h. bei einem
größeren Durchmesser und einer trockenen Oberfläche der Rohrleitung werden feste
Verbindungen und die Anwendung von gelenkigen Verbindungen und bei einem kleineren
Durchmesser und der Untersuchung einer Ölleitung elastische Glieder und Verbindungen bevorzugt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Elemente mit den Sitzstellen für die Geber als
elastische gewellte Ringe ausgebildet, deren Merkmale gemäß der vorteilhaften Ausgestaltung
im folgenden nach der Beschreibung aller Ausführungsformen der Gruppe der Erfindungen
aufgeführt sind. Die Zahl der Sitzstellen für die Geber in einem Ring beläuft sich auf 0,3 bis 10 des
in Zollen ausgedrückten Durchmessers des Zylinders, dem der erwähnte Ring einbeschrieben
wird.
Der Träger umfaßt Stützelemente, die mit den Elementen mit den Sitzstellen für die Geber
verbunden sind, wobei die Stützelemente einem Zylinder einbeschrieben werden, dessen
Durchmesser denselben des Zylinders übertrifft, dem die Elemente mit den Sitzstellen für die Geber
einbeschrieben werden, die Elemente mit den Sitzstellen für die Geber zwischen den genannten
Stützelementen angeordnet sind und die letzteren als elastische gewellte Ringe (deren Merkmale
gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weiter unten nach der Beschreibung aller
Ausführungsformen der Gruppe der Erfindungen aufgeführt sind) und/oder elastische Manschetten
und/oder elastische Scheiben ausgebildet sind.
Die Sitzstellen für die Geber sind als Öffnungen oder Ausschnitte oder Vertiefungen ausgeführt
und bilden Reihen, die in einem Winkel von 0 bis 30° nach einer Trägerachse gemäß einer
Wendellinie um die Trägerachse herum orientiert sind, wobei die Sitzstellen für die Geber in
gewölbten Teilen der Elemente vorgesehen sind.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der dritten Ausführungsform umfaßt der Geberträger
am Gehäuse angebrachte ringförmige Geberhalter in voller Übereinstimmung mit der
vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform und/oder an den Elementen mit den Sitzstellen für
die Geber angebrachte Kufen in voller Übereinstimmung mit der vorstehend beschriebenen
zweiten Ausführungsform und/oder an das Gehäuse angeschlossene Reihen gruppierter
Elemente in voller Übereinstimmung mit einer im folgenden beschriebenen vierten
Ausführungsform und/oder einen an das Gehäuse angeschlossenen Gürtel von Geberhatern in voller
Übereinstimmung mit einer im folgenden beschriebenen fünften Ausführungsform und/oder am
Gehäuse angebrachte ringförmige Elemente mit den Geberhaltern in voller Übereinstimmung
mit einer im folgenden beschriebenen sechsten Ausführungsform.
Für eine vierte Ausführungsform der Gruppe der Erfindungen wird ebenfalls ein Geberträger
für ein innerhalb von Rohren einsetzbares Inspektionsgerät mit den Sitzstellen für an der
Oberfläche gemäß einer Achsensymmetrie angeordnete Geber bansprucht.
Im Gegensatz zu dem gemeinsamen Prototyp kennzeichnet sich der anmeldungsgemäße Träger
gemäß der vierten Ausführungsform der Gruppe dadurch, daß:
der Träger untereinander verbundene Reihen gruppierter Elemente (Halter) mit den Sitzstellen
für die Geber umfaßt, wobei jedes Element der Reihe mit den benachbarten Elementen der
Reihe kinematisch verbunden ist und die Elemente mit den Sitzstellen für die Geber befähigt
sind, radial von einer Trägerachse weg elastisch abgedrückt zu werden.
Das wichtigste technische Ergebnis, welches (allen Ausführungsformen der Gruppe gemeinsam
ist) bei der Realisierung der beanspruchten Gruppe der Erfindungen erzielbar ist, besteht in der
Sicherung einer besseren Effizienz der Inspektion von Rohrleitungen, die mit geometrischen
Fehlern im Querschnitt behaftet sind. Bei allen Ausführungsformen der Gruppe erreicht man
dieses Ergebnis dank einer Menge der Elemente (Halter) mit den Sitzstellen für die Geber unter
Einteilung in Funktionen Andruck der Geber an die Innenfläche der Rohrleitung und Umgehen
von geometrischen Fehlern in deren Querschnitt.
Das Werkzeug für die Erzielung des genannten technischen Ergebnisses (gemäß der vierten
Ausführungsform) besteht darin, daß bei der Bewegung des Trägers in einem Abschnitt der
Rohrleitung mit einem geometrischen Fehler die Reihe der gruppierten Elemente eine Biegung
erfährt und an die Innenfläche der Rohrleitung sowohl sämtliche Elemente mit den Gebern im
Bereich einer Rohrverformung als auch die Elemente mit den Gebern in einem nicht verformten
Bereich des Rohres angedrückt werden, wobei die Fähigkeit zum Umgehen von geometrischen
Fehlern durch eine relative Beweglichkeit zwischen den benachbarten Elementen in jeder Reihe
unabhängig von der Elastizität des Werkstoffes der gruppierten Elemente gewährleistet wird
und die Funktionen wie Andruck der Geber und Umgehen von Hindernissen getrennt bleiben.
In einer Weiterentwicklung der vierten Ausführungsform der Gruppe der Erfindungen umfaßt
der Träger federbelastende Elemente, welche an die Reihen der gruppierten Elemente (an die
Elemente der Reihen) angeschlossen sind und welche befähigt sind, die gruppierten Elemente
radial von einer Trägerachse weg abzudrücken, wobei jede Reihe der Elemente längs einer
Wendellinie und/oder einer ringförmigen Linie um die Trägerachse herum orientiert ist und die
Reihe der gruppierten Elemente Oberflächen aufweist, die an der Innenfläche der Rohrleitung
gleitbar sind.
Dank der Orientierung der Geberreihen wird der gesamte Umfang im Querschnitt der
Rohrleitung überdeckt.
Gemäß möglichen Ausführungsformen bilden die Elemente der Reihe gelenkige und/oder
elastische Verbindungen mit den benachbarten Elementen derselben Reihe, bilden die Elemente
der Reihe gelenkige Verbindungen mit den benachbarten Elementen derselben Reihe, wobei die
gelenkigen Verbindungen zwischen den benachbarten Elementen der Reihe durch die
Oberflächen der Elemente der Reihe an den Kontaktierungsstellen der benachbarten Elemente der
Reihe hergestellt werden, bilden die Elemente der Reihe elastische Verbindungen mit den
benachbarten Elementen derselben Reihe, wobei die elastischen Verbindungen zwischen den
benachbarten Elementen der Reihe mittels elastischer (nachgiebiger) Elemente (Platten und/oder
Federn) hergestellt werden, von denen jedes Element mindestens an zwei benachbarten
Elementen der Reihe befestigt ist, und die elastischen Elemente befähigt sind, die gruppierten
Elemente radial von einer Trägerachse weg abzudrücken, bilden die (benachbarten) Reihen der
gruppierten Elemente gelenkige und/oder elastische Verbindungen mit anderen (benachbarten)
Reihen, wobei die Elemente aus der Reihe gelenkige und/oder elastische Verbindungen mit den
Elementen der anderen (benachbarten) Reihe ausbilden, bilden die (benachbarten) Reihen der
gruppierten Elemente gelenkige Verbindungen mit anderen (benachbarten) Reihen, wobei die
Elemente der Reihe gelenkige Verbindungen mit den Elementen der anderen (benachbarten)
Reihe herstellen und die gelenkigen Verbindungen zwischen den (benachbarten) Reihen oder
den Elementen aus verschiedenen (benachbarten) Reihen durch Gelenkmechanismen gebildet
werden, bilden die (benachbarten) Reihen der gruppierten Elemente elastische Verbindungen mit
anderen (benachbarten) Reihen, wobei die elastischen Verbindungen zwischen verschiedenen
(benachbarten) Reihen mit Hilfe der elastischen Elemente hergestellt sind, von denen jedes
Element mindestens an zwei (benachbarten) Reihen befestigt ist, und die elastischen Elemente
befähigt sind, die gruppierten Elemente radial von der Trägerachse weg abzudrücken, bilden die
Elemente der Reihe elastische Verbindungen mit den Elementen der anderen (benachbarten)
Reihe, wobei die elastischen Verbindungen zwischen den Elementen verschiedener
(benachbarter) Reihen mit Hilfe elastischer (nachgiebiger) Elemente (Platten und/oder Federn) hergestellt
sind, von denen jedes Element mindestens an zwei Elementen aus verschiedenen (benachbarten)
Reihen befestigt ist, und die elastischen (nachgiebigen) Elemente befähigt sind, die gruppierten
Elemente radial von der Trägerachse weg abzudrücken.
Der Träger umfaßt ein Gehäuse, und die Reihen der gruppierten Elemente sind mit dem Gehäuse
mit Hilfe von elastischen und/oder Gelenkmechanismen verbunden.
Die Auswahl einer Variante für die Verbindung der Reihen mit dem Gehäuse und für die
Befestigung der Elemente in den Reihen richtet sich nach dem Typ und den Abmessungen des Trägers
und nach dem Typ der zu untersuchenden Rohrleitung, d. h. bei einem größeren Durchmesser
und einer trockenen Oberfläche der Rohrleitung werden feste Verbindungen und die
Anwendung von gelenkigen Verbindungen und bei einem kleineren Durchmesser und der
Untersuchung einer Ölleitung elastische Glieder und Verbindungen bevorzugt.
Der Träger umfaßt elastische Scheiben- und/oder Manschettenstützen, die im Gehäuse
gleichachsig mit einer Trägerachse montiert sind, wobei die Reihen der gruppierten Elemente auf
diesen Stützen aufliegen und der Träger elastische ringförmige Stützen umfaßt, die am Gehäuse
gleichachsig mit der Trägerachse angebracht sind, die gruppierten Elemente auf diesen Stützen
aufliegen und gemäß einer vorteilhaften Gestaltung die ringförmigen Stützen als elastische
gewellte Ringe ausgebildet sind, deren Merkmale gemäß der vorteilhaften Gestaltung weiter
unten nach der Beschreibung aller Ausführungsformen der Gruppe der Erfindungen aufgeführt
werden.
Die Sitzstellen für die Geber sind als Öffnungen oder Ausschnitte oder Vertiefungen ausgebildet
und bilden Reihen, die in einem Winkel zwischen 0 und 30° nach einer Trägerachse gemäß
einer Wendellinie um die Trägerachse herum orientiert sind, wobei die Sitzstellen für die Geber
in gewölbten Teilen der Elemente vorgesehen sind.
Gemäß einer vorteilhaften Gestaltung ist jede Reihe durch aneinander anliegende Elemente
gebildet, durch ein elastisches Element zusammengezogen und kann sich biegen, wobei die
benachbarten Elemente jeder Reihe aneinander angedrückt sind, das erwähnte zusammenziehende
Element aus einem elastischen (polymeren) Werkstoff besteht und die Form einer Litze oder
eines Seiles oder eines Bandes oder eines Rohres oder eines Balges oder einer Feder hat und die
gruppierten Elemente aus einem verschleißfesten (polymeren) Werkstoff bestehen, und weist
jedes Element aus der Reihe der gruppierten Elemente Zentrierelemente auf, die es gestatten,
das Element der Reihe bezüglich der benachbarten Elemente der Reihe zu zentrieren. Die
Zentrierelemente sind als Vorsprünge und Nuten so ausgebildet, daß die Vorsprünge des einen
Elementes in die Nuten des anderen benachbarten Elementes einrasten, wobei die Vorsprünge durch
metallische Elemente gebildet sind, die in den gruppierten Elementen befestigt sind, und die
Zentrierelemente gelenkige Verbindungen zwischen den benachbarten Elementen der Reihe
herstellen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vierten Ausführungsform der Gruppe der
Erfindungen umfaßt der Geberträger elastische Ringe mit daran angeordneten Reihen der
gruppierten Elemente in voller Übereinstimmung mit der vorstehend beschriebenen ersten
Ausführungsform und/oder an den Reihen angebrachte Kufen in voller Übereinstimmung mit der
vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform und/oder ein Trägergehäuse mit den daran
angeschlossenen Reihen der gruppierten Elemente in voller Übereinstimmung mit der oben
beschriebenen dritten Ausführungsform und/oder federbelastende Elemente nur den daran
angeordneten Reihen der gruppierten Elemente in voller Übereinstimmung mit einer im
folgenden beschriebenen fünften Ausführungsform und/oder ringförmige Elemente mit den daran
angeordneten Reihen der gruppierten Elemente in voller Übereinstimmung mit einer im
folgenden beschriebenen sechsten Ausführungsform.
Für eine fünfte Ausführungsform der Gruppe der Erfindungen wird ebenfalls ein Geberträger
für ein innerhalb von Rohren einsetzbares Inspektionsgerät mit den Sitzstellen für an der
Oberfläche gemäß einer Achsensymmetrie angeortdnete Geber bansprucht.
Im Gegensatz zu dem gemeinsamen Prototyp kennzeichnet sich der anmeldungsgemäße Träger
gemäß der fünften Ausführungsform der Gruppe dadurch, daß:
der Träger einen Gürtel von kinematisch verbundenen Geberhaltern (Elementen) mit den
Sitzstellen für die am Umfang um eine Trägerachse herum angeordneten Geber sowie
federbelastende Elemente umfaßt, wobei die letzteren mit diesen Haltern mittels deren Ränder
beidseitig des Gürtels der Halter bezüglich einer Gürtelebene verbunden sind und die genannten
federbelastenden Elemente befähigt sind, die erwähnten Halter radial von der Trägerachse weg
abzudrücken.
Das wichtigste technische Ergebnis, welches (allen Ausführungsformen der Gruppe gemeinsam
ist) bei der Realisierung der beanspruchten Gruppe der Erfindungen erzielbar ist, besteht in der
Sicherung einer besseren Effizienz der Inspektion von Rohrleitungen, die mit geometrischen
Fehlern im Querschnitt behaftet sind. Bei allen Ausführungsformen der Gruppe erreicht man
dieses Ergebnis dank einer Menge der Elemente (Halter) mit den Sitzstellen für die Geber unter
Einteilung in Funktionen Andruck der Geber an die Innenfläche der Rohrleitung und Umgehen
von geometrischen Fehlern in deren Querschnitt.
Das Werkzeug für die Erzielung des genannten technischen Ergebnisses (gemäß der fünften
Ausführungsform) besteht darin, daß bei der Bewegung des Trägers in einem Abschnitt der
Rohrleitung mit einem geometrischen Fehler der Halter (das Element) ein Hindernis umgeht,
und zwar so, daß sich zu Beginn der Bewegung der Vorderteil des Halters näher an einer Achse
der Rohrleitung befindet als der Hinterteil und am Ende der Umgehung sich der Hinterteil des
Halters näher an der Achse der Rohrleitung befindet als der Vorderteil. Hierbei führen die
benachbarten, am Umfang um die Trägerachse angeordneten Halter aus dem über den fehlerfreien
Abschnitten der Rohrleitung befindlichen Gürtel keine ähnlichen Umgehungsbewegungen aus,
und der Abstand zwischen den in diesen Haltern angeordneten Gebern und der Innenfläche der
Rohrleitung verändert sich so gut wie nicht. Die Funktionen wie Andruck der Geber und
Umgehen von Hindernissen werden hierbei getrennt, und der starke, durch die elastischen Elemente
bewirkte Andruck beeinflußt nicht die Fähigkeit der Halter zum Umgehen der Hindernisse auf
diese Art und Weise.
Die Halter oder die federbelastenden Elemente umfassen elastische Elemente, die befähigt sind,
an der Innenfläche der Rohrleitung in der vor den Sitzstellen für die Geber befindlichen Zone zu
gleiten, wobei die elastischen, vor den Gebern befindlichen Elemente es ermöglichen, den
Rücksprung zu vermindern und Schwingungen beim Durchgang des Trägers durch ein durch
einen geometrischen Fehler im Querschnitt der Rohrleitung bewirktes Hindernis mit einer
scharfen Grenze im Zeitpunkt der Begegnung mit dem Hindernis auszugleichen.
In einer Weiterentwicklung der fünften Ausführungsform umfassen die Halter oder die
federbelastenden Elemente elastische Elemente, die befähigt sind, an der Innenfläche der Rohrleitung
in der hinter den Sitzstellen für die Geber befindlichen Zone zu gleiten, bilden die elastischen
Elemente Paare an verschiedenen Seiten der Sitzstellen für die Geber, wobei an den Haltern
Leisten vorgesehen sind, welche Einlagen zwischen den Sitzstellen für die Geber und der
Innenfläche der Rohrleitung herstellen, die die Geber an ihren Sitzstellen abzudecken können.
Die hinter den Gebern angeordneten elastischen Elemente (in Laufrichtung des Trägers mit dem
Inspektionsgerät in der Rohrleitung gesehen) gestatten, einen Rücksprung abzuschwächen und
Schwingungen, die beim Durchgang des Trägers in der Rohrleitung durch ein Hindernis mit
einer scharfen Grenze im Zeitpunkt der Beendigung dieses Durchganges entstehen,
auszugleichen.
An den Haltern aus dem Gürtel oder an den federbelastenden Elementen sind Einlagen
vorgesehen, die befähigt sind, an der Innenfläche der Rohrleitung zu gleiten, und die eine für den
Ausgleich der Schwingungen erforderliche Elastizität und eine Verschleißfestigkeit, welche für eine
geringe Anzahl von diagnostischen Fortbewegungen des Trägers unter Austausch der
verschlissenen elastischen Elemente ohne Austausch der Halter oder der federbelastenden Elemente
ausreicht, aufweisen können.
Die federbelastenden Elemente umfassen Hebel, die in einem Winkel zwischen 30 und 80° zu
einer Trägerachse installiert sind, wobei die Hebel in Form von zwei Gürteln von an
verschiedenen Seiten des Gürtels radial divergierenden Hebeln vorgesehen sind, die Hebel des einen
Gürtels denselben des anderen Gürtels entgegengerichtet sind, die Halter mit Peripherieteilen
der Hebel verbunden sind, der Träger ein Gehäuse besitzt, in den Peripherieteilen der Hebel
Befestigungselemente der Halter fixiert (formiert oder vergossen) sind und die Winkelbreite des
Hebels in dessen Peripherieteil bezüglich der Trägerachse (in einer zur Trägerachse senkrechten
Ebene) max. 45° beträgt.
Dank dieser konstruktiven Auslegung wird ein symmetrisches Abdrücken der Halter von der
Trägerachse weg sowie ein unabhängiges Umgehen von Hindernissen durch die mit
verschiedenen Hebeln verbundenen Halter sichergestellt.
Die federbelastenden Elemente sind als elastische (nachgiebige) Elemente aus elastischem
(polymeren) Werkstoff ausgebildet, wobei die mittlere Dicke des elastischen (nachgiebigen)
Elementes zwischen 0,02 und 0,15 des Durchmessers des Zylinders liegt, dem der Träger
einbeschrieben wird, die Länge des biegsamen Teiles der elastischen Elemente 0,05 bis 0,5 des
genannten Durchmessers beträgt, mit nur einem elastischen Element mehrere Halter verbunden
sind, die elastischen Elemente als Sektoren der elastischen Manschetten ausgeführt sind und die
Sektoren Radialschnitte aufweisen.
Dank den aufgeführten Parametern der federbelastenden Elemente werden Schwingungen an
den Haltern, einerseits, ausgeglichen und die Halter von der Trägerachse weg mit Rücksicht auf
das Gewicht der Halter samt den Gebern, andererseits, ausreichend abgedrückt.
Der Träger umfaßt elastische Elemente, die sich gegen die federbelastenden Elemente stützen
und diese radial von der Trägerachse weg abdrücken, wobei diese elastischen Elemente als
elastische gewellte Ringe ausgebildet sind, wodurch ein ziemlich elastischer (polymeren)
Werkstoff für die Hebel zum Ausgleich von Schwingungen an den Haltern unabhängig von der
erforderlichen Abdrückkraft, bewerkstelligt durch die genannten, sich stützenden elastischen
Elemente, ausgewählt werden kann.
Gemäß einer möglichen Ausgestaltung des Trägers sind die federbelastenden Elemente als
elastische gewellte Ringe ausgeführt.
Die Merkmale für die elastischen gewellten Ringe gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind
weiter unten nach der Beschreibung aller Ausführungsformen der Gruppe der Erfindungen
aufgeführt.
Die Sitzstellen für die Geber sind als Öffnungen oder Ausschnitte oder Vertiefungen ausgeführt
und bilden Reihen, die in einem Winkel zwischen 0 und 30° nach einer Trägerachse gemäß
einer Wendellinie um die Trägerachse herum orientiert sind, wobei die Sitzstellen für die Geber
in gewölbten Teilen der Halter vorgesehen sind und der Träger eine Menge von Haltergürteln
aufweist.
Die Länge des Halters an der Trägerachse beträgt max. 0,4 des Durchmessers des Zylinders,
dem der Träger einbeschrieben wird, wobei die Winkelbreite des Halters bezüglich der
Trägerachse in einer zur Trägerachse senkrechten Ebene max. 45° ausmacht, weil eine größere
Länge des Halters die Fähigkeit zum Umgehen von geometrischen Fehlern eines Rohres
verschlechtert.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der fünften Ausführungsform umfaßt der Geberträger
an den Haltern des Haltergürtels angebrachte Kufen in voller Übereinstimmung mit der
vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform und/oder ein Trägergehäuse mit einem daran
angeordneten Haltergürtel in voller Übereinstimmung mit der vorstehend beschriebenen dritten
Ausführungsform und/oder sind die Halter als Reihen gruppierter Elemente in voller
Übereinstimmung mit der oben beschriebenen vierten Ausführungsform ausgebildet und/oder sind die
federbelastenden Elemente als ringförmige Elemente in voller Übereinstimmung mit einer im
folgenden beschriebenen sechsten Ausführungsform ausgebildet.
Für eine sechste Ausführungsform der Gruppe der Erfindungen wird ebenfalls ein Geberträger
für ein innerhalb von Rohren einsetzbares Inspektionsgerät mit den Sitzstellen für an der
Oberfläche gemäß einer Achsensymmetrie angeortdnete Geber bansprucht.
Im Gegensatz zu dem gemeinsamen Prototyp kennzeichnet sich der anmeldungsgemäße Träger
gemäß der sechsten Ausführungsform der Gruppe dadurch, daß:
der Träger eine Menge von kinematisch untereinander verbundenen Geberträgern (Elementen)
mit den Sitzstellen für die Geber sowie mehrere elastische ringförmige Elemente; die befähigt
sind, die Halter radial von einer Trägerachse weg abzudrücken, umfaßt, wobei die Geberträger
(Elemente) mit den genannten elastischen ringförmigen Elementen verbunden sind.
Das wichtigste technische Ergebnis, welches (allen Ausführungsformen der Gruppe gemeinsam
ist) bei der Realisierung der beanspruchten Gruppe der Erfindungen erzielbar ist, besteht in der
Sicherung einer besseren Effizienz der Inspektion von Rohrleitungen, die mit geometrischen
Fehlern im Querschnitt behaftet sind. Bei allen Ausführungsformen der Gruppe erreicht man
dieses Ergebnis dank einer Menge der Elemente (Halter) mit den Sitzstellen für die Geber unter
Einteilung in die Funktionen Andruck der Geber an die Innenfläche der Rohrleitung und
Umgehen von geometrischen Fehlern in deren Querschnitt.
Das Werkzeug für die Erzielung des genannten technischen Ergebnisses (gemäß der sechsten
Ausführungsform) besteht darin, daß der Andruck eines Teiles des Halters (Elementes), der am
Abschnitt mit einem geometrischen Fehler der Rohrwand anliegt, durch die Elastizität des
betreffenden ringförmigen Elementes unabhängig von der elastischen Verformung des
benachbarten ringförmigen Elementes bewerkstelligt wird, daß die Umgehung dank einer Menge der
Halter gesichert wird und daß bei der Bewegung des Trägers in einem Rohrabschnitt mit einem
geometrischen Fehler der Träger diesen Fehler umgeht, wobei sich zu Anfang der Bewegung
der Vorderteil des Halters näher an einer Achse der Rohrleitung befindet als der Hinterteil und
am Ende der Umgehung sich der Hinterteil näher an der Achse der Rohrleitung befindet als der
Vorderteil. Hierbei führen die benachbarten, am Umfang um die Trägerachse angeordneten
Halter keine ähnlichen Umgehungsbewegungen in fehlerfreien Abschnitten der Rohrleitung aus, und
der Abstand zwischen den in diesen Haltern angeordneten Gebern und der Innenfläche der
Rohrleitung verändert sich praktisch nicht. Die Funktionen wie Andruck der Geber und
Umgehen von Hindernissen werden hierbei getrennt, und ein durch die ringförmigen Elemente
bewirkter Andruck kann ziemlich stark sein und beeinflußt nicht die Fähigkeit zum Umgehen der
Hindernisse auf diese Art und Weise.
In einer Weiterentwicklung der sechsten Ausführungsform der beanspruchten Gruppe der
Erfindungen umfaßt der Träger mindestens vier ringförmige Elemente, sind die ringförmigen
Elemente gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung als elastische gewellte Ringe ausgebildet, deren
Merkmale gemäß der bevorzugten Ausgestaltung weiter unten nach der Beschreibung aller
Ausführungsformen der Gruppe der Erfindungen aufgeführt sind.
Die Sitzstellen für die Geber sind als Öffnungen oder Ausschnitte oder Vertiefungen ausgeführt
und bilden Reihen, die in einem Winkel zwischen 0 und 30° nach einer Trägerachse gemäß einer
Wendellinie um die Trägerachse herum orientiert sind, wobei die Sitzstellen für die Geber in
gewölbten Teilen der Elemente vorgesehen sind.
Gemäß möglichen Ausführungsformen wird das ringförmige Element einem Zylinder
einbeschrieben, dessen Durchmesser kleiner bemessen ist als Innendurchmesser der Rohrleitung,
jedoch nicht geringer ist als Durchmesserhälfte des Zylinders, dem der Träger einbeschrieben
wird, umfaßt das ringförmige Element steife Glieder sowie elastische und/oder gelenkige
Verbindungen zwischen den Gliedern, umfaßt das ringförmige Element steife und/oder elastische
Glieder und gelenkige Verbindungen zwischen den Gliedern.
Die Auswahl der Gestaltung der ringförmigen Elemente richtet sich nach dem Typ und den
Abmessungen des Trägers und nach dem Typ der zu untersuchenden Rohrleitung, d. h. daß bei
einem größeren Durchmesser steife Verbindungen und die Anwendung von gelenkigen
Verbindungen und bei einem kleineren Durchmesser elastische Glieder und Verbindungen
bevorzugt werden.
Die Länge des Halters an der Trägerachse beträgt max. 0,4 des Duchmessers des Zylinders, dem
der Träger einbeschrieben wird, wobei die Winkelbreite des Halters bezüglich der Trägerachse
in einer zur Trägerachse senkrechten Ebene max. 60° ausmacht, weil eine größere Breite des
Halters die Fähigkeit zum Umgehen von geometrischen Fehlern beeinträchtigt.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der sechsten Ausführungsform der beanspruchten
Gruppe der Erfindungen umfaßt der Geberträger an den Haltern angeordnete Kufen in voller
Übereinstimmung mit der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform und/oder ein
Gehäuse mit daran angeordneten ringförmigen Elementen in voller Übereinstimmung mit der
vorstehend beschriebenen dritten Ausführungsform und/oder sind die Halter als Reihen
gruppierter Elemente in voller Übereinstimmung mit der oben beschriebenen vierten
Ausführungsform ausgebildet.
Bei jeder der beschriebenen Ausführungsformen der Gruppe der Erfindungen bilden die
Sitzstellen für die Geber Reihen, die gemäß einer Wendellinie (einer schraubenförmigen Linie)
um eine Trägerachse herum vorzugsweise in einem Winkel zwischen 0 und 30° nach der
Trägerachse orientiert sind, so daß eine Überdeckung über den gesamten Umfang im Querschnitt
der Rohrleitung durch die Geber erreichbar ist, wobei die Außenflächen der Ringe (der
ringfbrmigen Elemente bzw. der ringförmigen Halter) in der Nähe von der Innenfläche der Rohrleitung
verlaufen und einem zur Rohrleitung konzentrischen Zylinder einbeschrieben werden.
Bei jeder beschriebenen Ausführungsform kennzeichnen sich die elastischen gewellten Ringe
gemäß einer bevorzugten Gestaltung durch folgende Merkmale.
Der Winkel zwischen der Richtung der Erzeugenden der Wellungen des Ringes und derselben
einer Achse des Ringes liegt zwischen 0 und 45°, die Wellungen jedes Ringes sind gegenüber
den Wellungen der benachbarten Ringe winklig um die Achse des Ringes versetzt, die
Innenflächen der Wellungen bilden einen Zylinder, dessen Durchmesser 0,3 bis 0,9 des Durchmessers
des Zylinders beträgt, dem der Ring einbeschrieben wird, wobei die Zahl der gewölbten Teile
der Wellungen an je einen Ring 0,3 bis 5,0 des angegebenen, in Zollen ausgedrückten
Durchmessers beträgt, die Ringe mit den benachbarten Ringen in fester oder elastischer Verbindung
stehen und mindestens einige von den Ringen mit Hilfe von steifen oder elastischen Leisten
bzw. Stäben untereinander verbunden sind.
Gemäß einer vorteilhaften Gestaltung bestehen die Ringe aus einem elastischen (polymeren)
Werkstoff, wobei die mittlere Dicke des Ringes (welche nach der Formel: ∫b(s)ds/∫ds
errechnet wird, wo ∫b(s)ds und ∫ds Kurvenintegrale für einen Weg "s" sind, der
Integrierungsweg eine Umgangslänge des Ringes ist, "b(s)" eine Variable des Ringes ist und "ds" ein
Element des Integrierungsweges über den Ringumfang ist) zwischen 0,01 und 0,2 des Durchmessers
des Zylinders liegt, welchem dieser Ring einbeschrieben wird. Die mittlere Breite des Ringes
(welche nach der Formel: ∫c(s)ds/∫ds errechnet wird, wo ∫c(s)ds eine Variable der
Umfangslänge bedeutet) beträgt mindestens 0,01 und max. 0,4 des Durchmessers des Zylinders,
dem der angegebene Ring einbeschrieben wird.
Durch die Wellungen werden in einer Ebene federnde Ringe gebildet, wobei die Geberreihen
dafür sorgen, daß die Geber den gesamten Umfang im Querschnitt der Rohrleitung gemäß einer
Wendellinie überdecken. Bei einem kleineren Durchmesser des Zylinders wird der Bereich der
Zusammendrückung des Ringes während des Durchganges des Trägers durch einen
geometrischen Fehler eines Rohres eingeschränkt; bei einem größeren Innendurchmesser des Ringes oder
bei einer geringeren Zahl der gewölbten Teile der Wellungen wird das federnde Verhalten der
Ringe abgeschwächt; bei einer Zahl von Wellungen, die die angegebene Zahl übertrifft, wird der
Bereich der Zusammendrückung zwischen den Falten der Wellungen eingeschränkt.
Um die Geber an die Innenfläche der Rohrleitung mit Rücksicht auf deren Gewicht, einerseits,
und auf die Fähigkeit der Feder zu einer Verformung beim Passieren von Einbeulungen und
anderen geometrischen Fehlern, andererseits, homogen anzudrücken, wurde ein günstiger
Bereich gefunden.
Der Winkel zwischen der Richtung einer Achse des Ringes und derselben einer Achse der
Rohrleitung beträgt 0 bis 30°, oder die in einer Reihe untereinander verbundenen Ringe bilden
eine Wendel (eine schraubenförmige Linie) um eine Trägerachse herum, oder die Ringe (gemäß
einer bevorzugten Ausgestaltung) sind gleichachsig angeordnet, wobei sich die Achsen der
Ringe mit der Achse der Rohrleitung decken.
Die Geber können wie folgt befestigt werden:
- 1. Die Sitzstelle für einen Kontrollgeber ist als eine im Element (dem Halter) befestigbare Hülse
ausgebildet, wobei der über das Element herausragende Teil der Hülse mit einem Gewinde für
eine Überwurfmutter versehen ist. Die Geber sitzen in den Hülsen und sind mittels
Überwurfmuttern eingespannt.
- 2. Die Sitzstelle für den Geber ist als Öffnung gestaltet, an deren Innenfläche (nahe dem Rand)
eine Nute zur Aufnahme eines Sperringes vorgesehen ist, wobei die Geber in diese Öffnungen
eingelegt und durch die Sperringe eingespannt werden.
Ein weiteres technisches, allen Ausführungsformen der beanspruchten Gruppe der Erfindungen
gemeinsames Ergebnis, welches ein selbständiger Bestandteil des Werkzeuges für die
Erzielung des vorerwähnten hauptsächlichen technischen Ergebnisses ist, besteht in einer Senkung
des Anteiles der Geber, deren Orientierung sich nach der Innenfläche der Rohrleitung beim
Durchgang des Trägers durch einen geometrischen Fehler im Querschnitt der Rohrleitung dank
einer unabhängigeren Befestigung und Orientierung der Geber nach den benachbarten Gebern im
Gebiet des geometrischen Fehlers des Rohres ändert.