DE19624275A1 - Schreitwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schreitwerk, das in eine Rohrleitung durch eine Öffnung einbringbar ist, wobei die Öffnung im Rohr wesentlich kleiner ist als die lichte Weite des Rohrquerschnittes, bestehend aus wenigstens einem Spreiz­ zylinder, mit dem innerhalb des Rohres Spannelemente zum Ver­ spannen an der Rohrinnenwand ausfahrbar sind, und aus wenig­ stens einem Hubzylinder mit einem Grundkörper und darin ge­ führten, relativ verschiebbaren Kolben, wobei im Grundkörper und/oder den Kolben Hohlräume für elektrische Leitungen einerseits sowie hydraulische und/oder pneumatische Vorver­ sorgungsleitungen andererseits vorhanden sind.

Schreitwerke zur Fortbewegung in nichtbegehbaren Rohrleitun­ gen und Innenbewertung des Rohres bestehen üblicherweise aus der Kombination von Spreiz- und Hubzylindern und zwar insbe­ sondere aus zwei Spreizzylindern mit einem dazwischengeschal­ teten Hubzylinder. Am Kopf und/oder Ende der Spreizzylinder sowie an beliebig dazwischenliegenden, geeigneten Stellen können dann Werkzeuge sowie Meß- und Überwachungseinrichtun­ gen angebracht sein, die eine ferngesteuerte Bearbeitung des Rohrinneren unter Videobetrachtung erlauben.

Vor der bestimmungsgemäßen Verwendung muß ein solches Schreitwerk zunächst durch eine Öffnung in der Rohrleitung, beispielsweise durch ein Ventil, in das Rohrinnere einge­ bracht werden. Da solche Öffnungen üblicherweise wesentlich kleiner als der Rohrquerschnitt sind, wird gefordert, das ge­ samte Schreitwerk so zu konzipieren, daß es einerseits durch die Öffnungen hindurchführbar ist, andererseits innerhalb des Rohres unter Abstützung an der Rohrwandung eine Vorwärtsbe­ wegung ausführen kann. Speziell zur Abstützung an der Rohr­ wandung sind dafür ausfahrbare Spreizelemente notwendig.

Für die bestimmungsgemäße Verwendung des Schreitwerkes aus Spreiz- und Hubzylindern werden insbesondere solche Hub­ zylinder benötigt, die einerseits kompakt sind, andererseits aber einen möglichst langen Hub ermöglichen. Daneben sollen bei einem solchen kompakten Hubzylinder im Grundkörper die Leitungen für beispielsweise elektrische Niederspannungs­ signale, Hochfrequenzsignale für TV-Kamera oder Videoüber­ tragung, sowie hydraulische und/oder pneumatische Versor­ gungsleitungen hindurchgeführt werden können. Bekannte Hub­ zylinder erfüllen die gestellten Anforderungen noch nicht in hinreichendem Maße.

Aufgabe der Erfindung ist es daher insbesondere, beim Schreitwerk der eingangs genannten Art einen Hubzylinder mit langem Hub vorzusehen, bei dem gleichermaßen geeignete Ver­ sorgungsleitungen durch die längs beweglichen Teile hindurch­ geführt werden können. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, das Schreitwerk mit solchen Spreizzylindern zu komplettieren, die auf engstem Raum unterbringbar sind.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einem Schreitwerk der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß im Grundkörper des Hubzylinders um eine zentrale Mittelbohrung in axialer Rich­ tung mehrere Zylinderbohrungen angeordnet sind, in denen je­ weils ein Teil der Kolben zu der einen Seite des Grundkörpers und ein anderer Teil der Kolben zu der anderen Seite des Grundkörpers herausgeführt werden. Vorzugsweise wird jeweils die gleiche Anzahl von Kolben zu jeder der beiden Seiten des Grundkörpers herausgeführt. Damit ist eine Hublänge vom Zwei­ fachen des Kolbenweges gegeben.

Bei der Erfindung sind in vorteilhafter Weise im Grundkörper ein System von Bohrungen eingebracht, durch das beispielswei­ se das Druckmedium zum Betätigen der Kolben geleitet werden kann. Dabei ist über eine Bohrung jeweils einer der zu jeder Seite herausgeführten Kolben an das Druckmittelsystem im Ge­ häuse angeschlossen. In den nicht mit Druckmedium beauf­ schlagten Kolbenstangen können dann vorteilhafterweise Tele­ skoprohre zur Aufnahme von elektrischen Leitungen od. dgl. vorhanden sein. Die Teleskoprohre können auch zum Durchfluß von benötigten Medien - wie Gase und/oder Flüssigkeiten - verwendet werden, da sie eine durchgehende Rohrleitung bil­ den.

Die weitere Aufgabe ist bei einem Schreitwerk der eingangs genannten Art hinsichtlich des Spreizzylinders durch einen Mehrfach-Teleskopkolben, der pneumatisch oder hydraulisch von einem ersten, kleinen Durchmesser auf einen zweiten größeren Durchmesser ausgefahren werden kann, gelöst. Ein solcher Spreizzylinder kann beidseitig eines Hubzylinders angeordnet sein, womit ein komplettes Schreitwerk gebildet ist. Dadurch, daß der Spreizzylinder im eingefahrenen Zustand keinen größe­ ren Durchmesser als der zugehörige Hubzylinder hat, kann das gesamte Schreitwerk durch kleine Öffnungen in ein Rohr einge­ bracht werden und dort bei Abstützung des Spreizzylinders an der inneren Rohrwandung über den Hubzylinder eine fortlau­ fende Bewegung durchführen.

Besonders vorteilhaft ist, daß der Teleskopkolben weiterhin auf einen mittleren Durchmesser, der geringfügig kleiner ist als die lichte Weite des Rohres, eingestellt werden kann.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung von Ausführungsbei­ spielen anhand der Zeichnung in Verbindung mit weiteren Unteransprüchen. Es zeigen in jeweils schematischer Darstel­ lung

Fig. 1 ein Schreitwerk aus einem Hubzylinder und zwei beid­ seitig daran angelenkten Spreizzylindern im einge­ fahrenen Zustand,

Fig. 2 einen Schnitt durch einen Hubzylinder mit einem Grundkörper gemäß Fig. 1 im ausgefahrenen Zustand,

Fig. 3 einen senkrechten Schnitt zu Fig. 2 in der Höhe des Grundkörpers und

Fig. 4 den Grundkörper des Hubzylinders gemäß Fig. 1 oder 2 in teilweise aufgebrochener Darstellung,

Fig. 5 einen Spreizzylinder aus Fig. 1 im teilweise ausge­ fahrenen Zustand,

Fig. 6 eine zu Fig. 5 senkrechte Ansicht des Spreizzylin­ ders und

Fig. 7 eine Draufsicht auf einen zu Fig. 5 bzw. 6 senk­ rechten Teilbereich des Spreizzylinders.

In Fig. 1 ist ein Schreitwerk dargestellt, das aus der Ver­ kopplung zweier identischer Spreizzylinder 200 und 200′ mit einem Hubzylinder 100 besteht. Durch die Aneinanderreihung Spreizzylinder-Hubzylinder-Spreizzylinder ist in bekannter Weise eine Vorwärtsbewegung nach Art eines sogenannten Rohr­ molches möglich. Da die Baueinheiten 100 und 200 jeweils über Gelenke 105 bzw. 205 verbunden sind, kann die Richtung der Fortbewegung nahezu beliebig variieren, so daß das Schreit­ werk innerhalb enger und gekrümmt er Rohrleitungen eingesetzt werden kann. Insbesondere am Kopf des ersten Spreizzylinders bzw. am Ende des zweiten Spreizzylinders - aber auch an be­ liebig dazwischenliegenden, geeigneten Stellen - können Werk­ zeuge, wie Rohrinnenbearbeitungseinrichtungen, sowie Meß- und Überwachungseinrichtung, wie insbes. eine Videokamera, ange­ bracht sein.

Der Hubzylinder 100 und die beiden Spreizzylinder 200 haben im eingefahrenen Zustand jeweils eine im wesentlichen eiähn­ liche Form mit rundem Querschnitt. Dessen größter Durchmesser bestimmt dabei die Weite der Rohröffnung, die notwendig ist, um den Spreizzylinder und das gesamte Schreitwerk in eine nicht dargestellte Rohrleitung einzubringen. Nach Fortbe­ wegung im Rohrinneren unter Videobeobachtung können an ge­ wünscht er Stelle die Bearbeitungswerkzeuge zum Einsatz kom­ men.

In Fig. 2 besteht der Hubzylinder 100 aus Fig. 1 aus einem Grundkörper 1, der im wesentlichen ein kompaktes zylindri­ sches Bauteil der Länge l mit hohlzylindrischen Bohrungen realisiert: Dabei ist eine zentrale Mittelbohrung 2 vorhan­ den, um die symmetrisch sechs Zylinderbohrungen 3 bis 8 ange­ bracht sind. In den Zylinderbohrungen 3 bis 8 sind sechs Kol­ ben 10 bis 15 längsbeweglich geführt und zwar so, daß jeweils drei Kolben 10 bis 12 nach links und drei Kolben 13 bis 15 nach rechts herausgeführt werden. Auf den Kolben sitzt je­ weils ein Führungselement 16 bzw. 17 mit Innenteilen 16′ bzw. 17′, die als interne Führungen im Hohlraum 2 des Grundkörpers 1 dienen. Die Führungsteile 16, 16′ und 17, 17′ sind entspre­ chend Fig. 1 über die Gelenke 105 bzw. 205 mit den Spreiz­ zylindern 200 bzw. 200 gekoppelt.

Durch besondere Formgebung ist das Gehäuse 1 des Hubzylinders 100 im eingefahrenen Zustand mit seinen Abrundungen in etwa eiförmig ausgebildet. Wesentlich ist, daß durch die Anordnung mit den jeweils zu unterschiedlichen Seiten des Grundkörpers 1 ausfahrbaren Kolben 10 bis 12 bzw. 12 bis 15 eine nutzbare Hublänge von annähernd dem doppelten Betrag der Länge l des Grundkörpers 1 erreicht wird.

Die Ansteuerung der Kolben 10 bis 15 mit Druckmedium erfolgt durch ein intern im Gehäuse 1 eingebracht es Bohrungssystem bzw. durch die Kolbenstange von zwei oder mehreren der sechs Kolben 10 bis 15. Aus Fig. 4 ist das Bohrungssystem mit einer Druckleitung 30 sowie Dichtungen 28 bzw. 29 beispiel­ haft angedeutet.

Da auf jeder Seite des Gehäuses 1 in Fig. 2 nur jeweils eine der Kolbenstangen mit Druck beaufschlagt werden muß, steht der Hohlraum von jeweils zwei auf jeder Seite verbleibenden Kolbenstangen - also insgesamt vier - für andere Zwecke zur Verfügung. Durch interne Teleskoprohre kann Durchgang zur anderen Seite des Grundkörpers 1 und Verbindung zum jeweiligen Führungsteil geschaffen werden, um ohne zusätzlichen Raum­ bedarf beispielsweise elektrische Leitungen oder flüssige bzw. gasförmige Medien durch den Hubzylinder hindurchzufüh­ ren. Beispielhaft sind dazu in Fig. 2 die im Grundkörper 1 einführbaren Teleskoprohre 21 und 22 vorhanden, die den nach links ausführbaren Kolben 10 komplettieren und somit eine Verbindung vom Führungsteil 16 zum Führungsteil 17 realisie­ ren. Entsprechend komplettiert das Teleskoprohr 23 den nach rechts ausfahrbaren Kolben 13.

Über die Gelenke 105 bzw. 205 der Fig. 1 können somit die benötigten Betriebsmedien bzw. elektrische Energie oder auch Betriebssignale in die Spreizzylinder 200 zur Aktivierung des Schreitwerks und Inbetriebnahme von Werkzeugen od. dgl. ge­ bracht werden.

In den Fig. 5 und 6 ist der Grundkörper eines Spreiz­ zylinders mit 201 gezeichnet, auf dem an gegenüberliegenden Seiten identische Spannteile 210 bzw. 210′ aufsitzen. Die Spannteile 210 bzw. 210′ sind mittels Teleskopkolben 220 bzw. 220′ ausfahrbar, um an der Rohrinnenwandung verspannt zu werden. Dabei sind über Federn 206 bzw. 206′ und/oder Beauf­ schlagung der Teleskopkolben 220 bzw. 220′ mit hydraulischem bzw. pneumatischem Druckmedium die Spannteile 210 bzw. 210′ auf den ursprünglichen Zustand zurückfahrbar.

Die Teleskopkolben 220 bzw. 220′ sind vorteilhafterweise als Mehrfach-Teleskopkolben ausgebildet und - wie der Hubzylinder - ent­ weder pneumatisch oder hydraulisch betätigbar, so daß der Spreizzylinder jeweils von einem ersten, kleinen Durch­ messer D1 auf einen zweiten größeren Durchmesser D2 zum Ver­ spannen ausgefahren werden kann. Speziell der zweite Durch­ messer D2 entspricht dabei dem Verspannzustand entsprechend der lichten Weite des zu durchschreitenden Rohrquerschnittes.

Während des Schreitens in Rohrlängsrichtung fährt der Spreiz­ zylinder 200 mit den Spannteilen 210 bzw. 210′ vorteilhafter­ weise nicht auf den Durchmesser D1 zurück, da dann das gesam­ te Schreitwerk einer Kipp- bzw. Faltgefahr ausgesetzt würde. Vielmehr ist noch ein dritter, mittlerer Durchmesser D3 als sogenannter Schreitdurchmesser einstellbar, der nur gering­ fügig kleiner ist als die lichte Rohrweite. Bei fortschrei­ tender Bewegung wird also jeweils abwechselnd zwischen dem Spanndurchmesser D2 und dem Schreitdurchmesser D3 entspre­ chend der Betätigung des Hubzylinders 100 variiert.

Um ein unerwünschtes, vollständige Zusammenfahren auf den kleinen Durchmesser D1 zu verhindern, ist eine Sperrklinke 215 vorhanden, die nach dem ersten vollen Ausfahren auf den Spanndurchmesser selbsttätig einrastet. Dadurch liegt bei der Vorwärtsbewegung des Schreitwertes der Arbeitsbereich der Teleskopkolben 220 bzw. 220′ nur noch zwischen dem großen Spanndurchmesser D2 und dem mittleren Schreitdurchmesser D3.

Insbesondere aus den Teilschnitten der Fig. 5 und 7 wird deutlich, daß der äußere Hubzylinder 220 bzw. 220′ in Kegel­ federn 226 gelagert ist, die den gesamten Hub aufnehmen. Der innere Hubzylinder 225 kann dabei jeweils in die Kegelfeder 226 vollständig einfahren. Somit ist ein optimaler Hub der Spannteile bei kompakter Bauweise gewährleistet.

Speziell aus den Teilschnitten der Fig. 6 und 7 ergibt sich die Funktion der Sperrklinke 235, mit der der Hub der Spann­ teile 210 bzw. 210′ auf den mittleren Durchmesser D3 begrenz­ bar ist. Sobald die Spannteile 210 bzw. 210′ ausgefahren sind, stellt sich die Klinke 235 gegen Federdruck schräg und begrenzt damit das vollständige Zurückfahren des Hubzylinders 220 bzw. 220′. Über einen Hilfszylinder 230 ist die Sperr­ klinke 235 in den ursprünglichen Zustand zurücksetzbar.

Über den Hilfszylinder 230 wird also die Sperrklinke 235 ge­ löst, um nach beendetem Einsatz die beiden Spreizzylinder 200 wieder auf den ersten, kleinen Durchmesser D1 zurückfahren zu können. Gleichzeitig wird durch ein im Hilfszylinder 230 vor­ handenes Bohrungssystem die Pneumatik- bzw. Hydraulikleitung für den vollständigen Rückhub freigegeben. Im eingefahrenen Zustand der Spreizzylinder kann somit das Schreitwerk wieder aus dem Rohrinneren entfernt werden.

Claims (15)

1. Schreitwerk, das in eine Rohrleitung durch eine Öffnung einbringbar ist, wobei die Öffnung im Rohr wesentlich kleiner ist als die lichte Weite des Rohrquerschnittes, bestehend aus wenigstens einem Spreizzylinder, mit dem innerhalb des Rohres Spannelemente zum Verspannen an der Rohrinnenwandung aus fahr­ bar sind, und aus wenigstens einem Hubzylinder mit einem Grundkörper und darin geführten, relativ verschiebbaren Kolben, wobei im Grundkörper und/oder Kolben Hohlräume für elektrische Leitungen einerseits sowie hydraulische und/oder pneumatische Versorgungsleitungen andererseits vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Grundkörper (1) des Hubzylinders (100) um eine zentrale Mittelbohrung (2) in axialer Richtung mehrere Zylinderbohrun­ gen (3 bis 8) angeordnet sind, aus denen jeweils ein Teil der Kolben (10 bis 12) zu der einen Seite des Grundkörpers (1) und ein anderer Teil der Kolben (13 bis 15) zu der anderen Seite des Grundkörpers (1) herausgeführt werden.

2. Schreitwerk nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kolben (10 bis 12, 13 bis 15) jeweils ein Führungsteil (16, 17) zum Anschluß eines Drehgelenks (105) tragen.

3. Schreitwerk nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jeweils die gleiche Anzahl von Kolben (10 bis 15) zu jeder Seite des Grundkörpers (1) herausgeführt wird.

4. Schreitwerk nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß von den Kolben (10 bis 15) zumindest ein Kolben zu jeder Seite des Grundkörpers (1) als Arbeitskolben dient.

5. Schreitwerk nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Grundkörper (1) ein System von Bohrungen (z. B. 18) eingebracht ist, durch das ein Druck­ medium zu den Arbeitskolben geleitet wird.

6. Schreitwerk nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß wenigstens eine Bohrung (30) vorhanden ist, über die jeweils einer der zu jeder Seite her­ ausgeführten Kolben (10 bis 12, 13 bis 15) an das Druckmedium im Gehäuse (1) angeschlossen ist.

7. Schreitwerk nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in den zu jeder Seite nicht mit Druckmedium beaufschlagten Kolben Teleskoprohre (21, 22, 23) zur Aufnahme von elektrischen Leitungen vorhanden sind.

8. Schreitwerk nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die nicht mit Druckmedium beaufschlagten Kolben als Rohrleitung zum Durchfluß von flüssigen bzw. gasförmigen Medien dient.

9. Schreitwerk nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Spreizzylinder (200, 201) wenigstens einen Teleskopkolben (220, 220′), der pneumatisch oder hydraulisch von einem ersten, kleinen Durchmesser (D1) auf einen zweiten größeren Durchmesser (D2) zur Betätigung der Spannelemente (210, 210′) ausfahrbar ist.

10. Schreitwerk nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Teleskopkolben (220, 220′) weiterhin auf einen mittleren Durchmesser (D3), der geringfügig kleiner ist als die lichte Weite des Rohrquerschnittes, einstellbar ist.

11. Schreitwerk nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Sperrklinke (215) vor­ handen ist, die nach dem vollen Ausfahren des Teleskopkolbens (220, 220′) selbsttätig einrastet und ein Zusammenfahren auf den kleinen Durchmesser (D1) verhindert.

12. Schreitwerk nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Hilfszylinder (230) vor­ handen ist, mit dem die Sperrklinke (215) gelöst und gleich­ zeitig Pneumatik-Hydraulik-Leitungen für einen Rückhub frei­ gegeben werden.

13. Spreizzylinder nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Teleskopkolben ein Mehr­ fach-Teleskopkolben (220, 225) ist.

14. Spreizzylinder nach Anspruch 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Mehrfach-Teleskopkolben aus einem äußeren Kolben (220) und einem inneren Kolben (225) besteht, wobei der innere Kolben (225) in den äußeren Kolben (220) einfahrbar ist.

15. Spreizzylinder nach Anspruch 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im äußeren Kolben (220) eine Kegelfeder (226) eingebracht ist.