DE1061582B

DE1061582B - Vorrichtung zum Durchfahren von Rohrleitungen

Info

Publication number: DE1061582B
Application number: DEX13A
Authority: DE
Inventors: Constantine P Xenis
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1956-04-30
Filing date: 1957-04-29
Publication date: 1959-07-16
Also published as: US2917762A

Description

Die Erfindung betrifft eine Weiterbildung der Vorrichtung zum Durchfahren von Rohrleitungen, Kanälen u. dgl. nach Patentanmeldung C 9429 XII/47 f, die von einem bürstenartigen Körper mit einem langgestreckten Kern und sich seitlich nach entgegengesetzten Richtungen hin erstreckenden borstenartigen Fingern gebildet wird, die bei in der Rohrleitung befindlicher Vorrichtung gegenüber der Bewegungsrichtung rückwärts geneigt sind und den Kern normalerweise in im wesentlichen paralleler Lage zur Rohrleitungsachse halten, und bei der mit dem Kern eine Einrichtung verbunden ist, die diesen mindestens auf einem Teil seiner Länge in quer zur Längsachse des bürstenartigen Körpers gerichtete Schwingungen versetzt.

Ziel der Erfindung ist es, die Vorrichtung nach der Hauptpatentanmeldung so zu verbessern, daß sie für Rohrleitungen mit größeren Durchmesserunterschieden, als bisher möglich, und insbesondere für Rohrleitungen oder Kanäle mit verhältnismäßig großem Durchmesser, wie öl- oder Gasfernleitungen, geeignet ist.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung besteht jeder borstenartige Finger aus Draht und besitzt am Befestigungsende einen nach Art einer Schraubenfeder gewickelten Abschnitt.

Bei der neuen Ausbildung der borstenartigen Finger der Vorrichtung können diese Finger selbst verhältnismäßig steif sein und sich dennoch leicht schräg stellen, weil der gewickelte Abschnitt am Befestigungsende ihnen eine Nachgiebigkeit gibt.

Vorzugsweise steht die schraubenförmige Wicklung mit dem Kernkörper in Berührung, so daß die vom Finger auf den Bürstenkern ausgeübten Schubkräfte starr übertragen werden können.

Eine besonders vorteilhafte Ausbildung ist es, wenn sich die Wickelachse — in Achsrichtung des Bürstenkerns betrachtet ·— radial erstreckt, wobei sich die innerste Windung am Kernkörper abstützt. Dabei kann die Anordnung so getroffen sein, daß die Wickelachse gegenüber der normalen Bewegungsrichtung der Vorrichtung leicht nach hinten geneigt ist. Besonders zweckmäßig ist es dabei, wenn sich der gerade Abschnitt des borstenartigen Fingers vom in der normalen Bewegungsrichtung hinteren Teil der äußersten Windung des schraubenförmig gewickelten Abschnittes nach außen erstreckt, und zwar bei außerhalb der Rohrleitung befindlicher Vorrichtung vorzugsweise parallel zur Wickelachse. Bei dieser Ausbildung kann sich die Vorrichtung kleineren Durchmessern dadurch anpassen, daß die Windungen an ihrem in Bewegungsrichtung vornliegenden Teil auseinander spreizen. Auch den durch die Schwingungsbewegungen hervorgerufenen Auslenkungen des Fingers wird kein großer

Vorrichtung zum Durchfahren
von Rohrleitungen

Zusatz zur Patenanmeldung C 9429 XII/47 f
(Auslegeschrift 1 057 400)

Anmelder:

Constantine P. Xenis_r
Douglaston, Long Island N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls
und Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. Ε. Frhr. ν. Pechmann,
Patentanwälte, München 9, Schweigerstr. 2

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 30. April 1956

Constantine P. Xenis, Douglaston, Long Island, N.Y.
(V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

Widerstand entgegengesetzt, so daß der größte Teil der Energie zur Bewegung der Vorrichtung ausgenutzt wird. Der nach außen ragende geradlinige Abschnitt des Fingers wird dabei praktisch nicht gebogen. Die Schubkraft wird durch den praktisch geradlinigen äußeren Abschnitt unmittelbar auf die Teile der Windungen. des Wickelabschnittes übertragen, die auch bei einer Auslenkung des Fingers aneinander anliegen.

Die Erfindung wird an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung nach der Erfindung in einer geschnitten dargestellten Rohrleitung, bei der nur die in der Bildebene liegenden borstenartigen Finger gezeigt sind;

Fig. 2 ist eine teilweise im Schnitt gezeichnete Teildarstellung des vorderen Abschnitts der Vorrichtung nach Fig. 1, wobei die übrigen Teile und die unteren Finger weggebrochen gezeichnet sind;

Fig. 3 ist eine Vorderansicht der in Fig. 2 wiedergegebenen Teile;

Fig. 4 zeigt in Vorderansicht ein Abstandsstück, das einen Teil des Bürstenkerns bildet;

Fig. 5 zeigt einen senkrechten Schnitt durch das Abstandsstück nach Fig. 4;

909 577/227

Fig. 6 ist ein in etwas größerem Maßstab gezeichneter senkrechter Schnitt durch das Abstandsstück nach Fig. 4 und 5, und zwar mit einem Bürstenfinger, an dessen Befestigungsende ein gewickelter Abschnitt ausgebildet ist; es ist die Lage des Fingers vor-und nach dem" Einsetzen der Vorrichtung in eine Rohrleitung gezeigt, und

Fig. 7 zeigt eine in Bewegungsrichtung gesehene Ansicht des Fingers von Fig. 6.

In Fig. 1 ist ein Motor 87 innerhalb einer Rohrleitung 88 durch einen vorderen und einen hinteren bürstenartigen Körper 89 und 90 unterstützt. Der Motor 87 besitzt einen Anker 91 mit Welle 92, die an ihren Enden exzentrisch angeordnete Gewichte 94 und 95 trägt. Diese Gewichte sind um 180° gegeneinander versetzt, so daß sie eine taumelnde oder schwingende Bewegung, des Motors und der an ihm befestigten Bürsten hervorrufen.

Jeder der bürstenartigen Körper 89 und 90 umfaßt einen Kern 95 a bzw. 96, von dem Gruppen von borstenartigen Fingern 97 und 98 nach allen Seiten wegragen. Die beiden Bürstenkörper 95 a und 96 sind mit dem Gehäuse für den Motor 87 starr verbunden und zu dem Motorgehäuse im wesentlichen gleichachsig angeordnet.

Fig. 6 zeigt einen einzelnen borstenartigen Finger 99, der sich von den bisher vorgeschlagenen Borsten oder Fingern, z. B. von den in Fig. 3 der Hauptpatentanmeldung bei 27 dargestellten, dadurch unterscheidet, daß der aus Draht gebildete Finger an seiner Basis, d. h. an seinem Befestigungsende, einen nach Art einer Schraubenfeder gewickelten Abschnitt 100 besitzt, dessen innere Windung den Bürstenkern berührt; die Wickelachse 100 a dieses Abschnitts 100 erstreckt sich von der Achse 101 a des Bürstenkörpers 95 a aus nach außen und verläuft bei der Ausbildungsform nach Fig. 6 im wesentlichen parallel zu dem Finger 99, wenn letzterer vor dem Einschieben der Vorrichtung in eine Rohrleitung seine normale Stellung einnimmt. Diese Stellung ist in Fig. 6 durch Vollinien angedeutet, während durch gestrichelte Linien eine mögliche Stellung des Fingers nach dem Einsetzen der Vorrichtung in eine Rohrleitung angedeutet ist.

Der Finger 99 umfaßt somit einen äußeren Fingerabschnitt 99 a, der sich von dem gewickelten Abschnitt 100 nach außen erstreckt, ferner den gewickelten Abschnitt 100 und einen Verankerungsabschnitt 99 b, der nach innen in den Bürstenkern 95 a hineinragt, wo er zwischen zwei Abstandsstücken 101 festgehalten ist. Damit sich der Finger nicht in seiner Befestigung drehen kann, besitzt er an seinem Ende einen Haken 99~d. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind sechs Abstandsstücke vorhanden.

Den Abschluß des Bürstenkörpers 89 bilden gemäß Fig. 2 ein vorderer Flansch 102 und ein hinterer Flansch 103. Die Abstandsstücke 101 und die beiden Flansche 102 und 103 werden durch mehrere in Längsrichtung durch den Bürstenkörper hindurchgehende Schrauben, von denen zwei bei 104 und 105 gezeigt sind, zusammengehalten.

Die Abstandsstücke 101 können aus Aluminium hergestellt sein. Nachdem man die Finger 99 in der aus Fig. 1 und 2 ersichtlichen Lage zwischen den Abstandsstücken angeordnet hat, werden dann die Teile in axialer Richtung einer Druckkraft ausgesetzt, damit die Verankerungsabschnitte 99 b, 99 d der einzelnen Finger in das weiche Metall der Abstandsstücke hineingedrückt und auf diese Weise in der richtigen Lage fest verankert werden.

An Stelle der Schrauben 104, 105 oder zusätzlich zu diesen kann ein Mittelbolzen 106 (Fig. 2) vorgesehen sein, um die Teile des Bürstenkörpers 89 zusammengespannt zu halten.

Der hintere. Bürstenkörper 90 ist ähnlich ausgebildet.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die einzelnen borstenartigen Finger 99 so einzusetzen, daß sie vor dem Einschieben der Vorrichtung in eine Rohrleitung die in Fig. 2 und 6 durch Vollinien angedeutete Stellung einnehmen. Gemäß Fig. 6 ist der Finger 99 somit — bezogen auf die Vorwärtsbewegungsrichtung der Vorrichtung — um einen kleinen Winkel nach hinten geneigt, der bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel 15° beträgt, d. h., die Längsachse 99 c des Fingers 99 bildet mit der zu der Achse 101 a senkrecht stehenden Linie 101 b einen Winkel von 15°.

Ferner hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die Wickelachse 100 a des gewickelten Abschnitts 100 so bei noch nicht in eine Rohrleitung eingeschobener Vorrichtung etwa parallel zur Achse des Fingers 99 verläuft.

Wenn es auch zweckmäßig ist, daß sich die einzelnen Borsten 99 gemäß Fig. 6 jeweils an der Rückseite des zugehörigen gewickelten Abschnitts von dem Bürstenkern weg nach außen erstrecken, so ist das doch nicht unbedingt erforderlich.

Ferner ist es zweckmäßig, aber nicht notwendig, daß sich der in Fig. 7 erkennbare Verankerungsabschnitt 99 & jeder Borste 99 vor dem Einschieben der Vorrichtung in eine Rohrleitung gleichachsig mit dem Abschnitt 99α erstreckt; denn in diesem Falle wird die nach vorn gerichtete Komponente der Schubkraft besser auf den Kern des Bürstenkörpers übertragen.

Aus Fig. 6 geht ferner hervor, daß eine Fläche 108 vorgesehen ist, auf der die am weitesten innen liegende Windung des gewickelten Abschnitts 100 ruht, und daß diese Fläche einen Teil des Mantels eines Kegels bildet, dessen Mantellinie mit der Mittelachse 101 α einen Winkel von 15° bildet. Der normale Neigungswinkel jedes Fingers 99 ist somit vor dem Einschieben der Vorrichtung in eine Rohrleitung im wesentlichen gleich dem halben Kegelwinkel der Fläche 108.

Im folgenden sind die Vorteile der erfindungsgemäßen Ausbildung der Finger 99 aufgeführt:

a) Durch die neue Ausbildung wird die Gefahr, daß die borstenartigen Finger an ihrer Einspannstelle infolge von Schwingungen der Vorrichtung außerhalb einer Rohrleitung abbrechen, erheblich vermindert und möglicherweise völlig ausgeschaltet. Der gewickelte Abschnitt 100 jeder Borste wirkt dabei als Schwingungsdämpfer.

b) Der Außendurchmesser jeder der beiden bürstenartigen Körper 89 und 90 ist größer als der Innendurchmesser einer Rohrleitung, die von der Vorrichtung durchfahren werden soll. Daher wird jede einzelne Borste in der aus Fig. 6 ersichtlichen Weise nach hinten abgewinkelt, wenn die Vorrichtung in eine Rohrleitung eingeführt wird; das Kippen der einzelnen Borsten erfolgt aus der in Fig. 6 durch Volllinien angedeuteten Stellung in die durch gestrichelte Linien angedeutete Stellung. Wenn bei den einzelnen Borsten nicht die gewickelten Abschnitte 100 vorgesehen wären, würde die Verminderung des Außendurchmessers des Bürstenkörpers beim Einschieben in eine Rohrleitung durch ein Abbiegen der einzelnen Borsten bewirkt werden; beim Fehlen der gewickelten Abschnitte würde somit ein Teil der die Fortbewegung

Claims

der Vorrichtung bewirkenden Kraft lediglich dazu dienen, die Borsten weiter durchzubiegen. Bei der neuen Ausbildung nach Fig. 1 bis 7 wird jedoch der Außendurchmesser des Bürstenkörpers zum Zwecke der Anpassung an den Innendurchmesser der Rohrleitung dadurch verkleinert, daß der vordere Teil der einzelnen gewickelten Abschnitte 100 geöffnet oder auf gespreizt wird, ohne daß der gerade Abschnitt 99 a der einzelnen Borsten in bemerkbarem Ausmaß gebogen wird. c) Man kann die Richtung der Fortbewegung der Vorrichtung nach Fig. 1 durch Aufbringen einer Zugkraft auf das Kabel 107 umkehren. Man benötigt hierzu eine erheblich kleinere Kraft als beim Umkehren der Bewegungsrichtung bzw. beim Herausziehen einer Vorrichtung, wie sie z. B. in Fig. 12 der Hauptpatentanmeldung dargestellt ist. Wenn es erforderlich ist, die Vorrichtung nach Fig. 1 zurückzuziehen, besteht eine geringere Gefahr der Beschädigung der Borsten oder Finger, da die gewickelten Abschnitte 100 der Borsten nachgiebig sind und eine Pufferwirkung ausüben. d) Bei der Herstellung von Vorrichtungen mit einem verhältnismäßig großen Außendurchmesser, d. h. von Vorrichtungen zum Durchfahren von Rohrleitungen großen Durchmessers, wie Hauptgasleitungen oder Petroleumfernleitungen, bei denen der Innendurchmesser der Leitung in der Größenordnung von etwa 30 bis 60 cm oder darüber liegen kann, ist es erforderlich, die Borsten oder Finger aus entsprechend kräftigerem Draht bzw. aus Draht von größerem Durchmesser herzustellen. Draht von größerem Durchmesser ist aber verhältnismäßig steif. Die Finger erhalten erst durch den gewickelten Abschnitt 100 die erforderliche Nachgiebigkeit. Der Widerstand, den eine Borste einer Ablenkung aus ihrer Anfangsstellung entgegensetzt, ist eine Funktion

1. des Durchmessers des gewickelten Abschnitts IOO_j

2. der Zahl der Windungen in dem gewickelten Abschnitt,

3. des Drahtdurchmessers und

4. der Eigenschaften des Metalls, aus dem der Draht besteht, z. B. Federstahl oder Klaviersaitendraht.

Die gleichen Faktoren bestimmen den Widerstand, den die Borsten einer Bewegung entgegensetzen, wenn die Vorrichtung nach Fig. 1 bis 7 zurückgezogen wird, um sie aus der Rohrleitung in der entgegengesetzten Richtung herauszuziehen.

Die Ablenkbarkeit der Borsten, wie sie beim Zurückziehen der Vorrichtung oder bei der Verwendung der Vorrichtung innerhalb eines größeren Bereichs von Rohrdurchmessern erforderlich ist, wird durch die oben aufgezählten Faktoren erheblich vergrößert, und zwar ohne daß die Gefahr einer bleibenden Verformung der Borsten oder eines bemerkbaren Verlustes hinsichtlich ihrer Fähigkeit zum Übertragen von Schubkräften besteht. Die größere Fähigkeit der Borsten gemäß der Erfindung, Kippbewegungen auszuführen bzw. ihre Winkelstellung unter dem Einfluß der obenerwähnten Kräfte zu ändern, ist zu einem großen Teil auf die Aufspreizbarkeit der Windungen der gewickelten Abschnitte 100 an dessen in Bewegungsrichtung weisenden Seite zurückzuführen.

Nur der in Bewegungsrichtung ragende vordere Teil des gewickelten Abschnitts 100 wird beim Kippen

einer Borste aus der in Fig. 6 durch Vollinien angedeuteten Stellung in die gestrichelt eingezeichnete Stellung aufgespreizt. Der rückwärtige Teil des gewickelten Abschnitts erfährt keine solche Aufspreizung; diejenigen Teile der Windungen des gewickelten Abschnitts 100, die sich auf der Rückseite des gewickelten Abschnitts berühren, übertragen die Schubkraft der betreffenden Borste 99 und bewirken somit, daß sich die Vorrichtung in der Rohrleitung vorwärts ίο bewegt.

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Durchfahren von Rohrleitungen u. dgl., die von einem bürstenartigen Körper mit einem langgestreckten Kern und sich seitlich nach entgegengesetzten Richtungen hin erstreckenden borstenartigen Fingern gebildet wird, die bei in der Rohrleitung befindlicher Vorrichtung gegenüber der Bewegungsrichtung rückwärts geneigt sind und den Kern normalerweise in im wesentlichen paralleler Lage zur Rohrleitungsachse halten, und bei der mit dem Kern eine Einrichtung verbunden ist, die diesen mindestens auf einem Teil seiner Länge in quer zur Längsachse des bürstenartigen Körpers gerichtete Schwingungen versetzt, nach Patentanmeldung C 9429 XII/ 47 f, dadurch gekennzeichnet, daß jeder borstenartige Finger (97, 98) aus Draht besteht und am Befestigungsende einen nach Art einer Schraubenfeder gewickelten Abschnitt (100) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der schraubenförmig gewickelte Abschnitt (100) den Kern (95 a, 96) berührt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Wickelachse (100 a) — in Achsrichtung des Bürstenkerns betrachtet — radial erstreckt und die innerste Windung des gewickelten Abschnitts (100) den Kern (95 a, 96) berührt (Fig. 3).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wickelachse (100 a) gegenüber der normalen Bewegungsrichtung der Vorrichtung leicht nach hinten geneigt ist (Fig. 2).

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der borstenartige Finger (99 a) sich vom hinteren Teil des gewickelten Abschnitts (100) parallel zur Wickelachse (100 a) nach außen erstreckt (Fig. 6).

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Windungen des gewickelten Abschnitts (100) bei außerhalb der Rohrleitung befindlicher Vorrichtung aneinanderliegen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bürstenkern (95 a,

96) von einzelnen miteinander verspannten Scheiben (101) gebildet wird, zwischen denen ein von der innersten Windung des gewickelten Abschnitts (100) in Verlängerung des nach außen ragenden Fingerteils (99 a) nach innen ragender Verankerungsabschnitt (99 b) des borstenartigen Fingers (99) eingeklemmt ist (Fig. 6).

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das innerste Ende des eingeklemmten Verankerungsabschnitts (99 b) einen Haken (99 d) besitzt (Fig. 7).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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