DE19643371A1 - Selbstfafhrende Vorrichtung zum Innenbefahren von Rohren oder Kanälen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine selbstfahrende Vorrichtung zum Innenbefahren von Rohren oder Kanälen längs des Rohres, mit an die Rohrwand anlegbaren, gegen die Rohrwand mittels federnd nachgiebigen Spannmitteln verspannbaren, angetriebenen Rädern zur Fortbewegung der Vorrichtung im Rohr, insbesondere zum Diagnostizieren des Rohrinneren und zum Bearbeiten der Innenwände des Rohrs, sowie insbesondere zum Ziehen oder Schieben weiterer Vorrichtungen in Längsrichtung des Rohres.

Solche Vorrichtungen sind zum Beispiel aus der DD-Patentschrift 232 968 oder dem deutschen Gebrauchsmuster 94 19 853 bekannt.

Für derartige Vorrichtungen ist eine kompakte Bauweise erwünscht, die ihren Einsatz selbst bei Rohren oder Kanälen von geringer Innenweite ermöglicht. Eine Schwierigkeit liegt nun darin, daß zur Realisierung der Fahrbewegung längs des Rohrinneren ein erheblicher Aufwand für den Bewegungsantrieb getrieben werden muß, was der Forderung nach kompakter Bauweise entgegengerichtet ist.

Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie bei einer die Miniaturisierung der gesamten Vorrichtung zulassenden kompakten Bauweise einfach aufgebaut und in hohem Maße betriebssicher ist und hohe Vortriebskräfte beim Ziehen oder Schieben weiterer Vorrichtungen in Längsrichtung des Rohres ermöglicht.

Mit dem deutschen Hauptpatent 195 28 952 ist eine Vorrichtung geschützt, die zur Lösung der gestellten Aufgabe die nachstehend angegebenen Merkmale aufweist: Selbstfahrende Vorrichtung zum Innenbefahren von Rohren oder Kanälen längs des Rohres, mit an die Rohrwand anlegbaren, gegen die Rohrwand mittels Spannmitteln verspannbaren, angetriebenen Rädern zur Fortbewegung der Vorrichtung im Rohr, insbesondere zum Diagnostizieren des Rohrinneren und zum Bearbeiten der Innenwände des Rohrs, sowie insbesondere zum Ziehen oder Schieben weiterer Vorrichtungen in Längsrichtung des Rohres, dadurch gekennzeichnet, daß die Räder an den Enden von sich kreuzenden, eine Scherenanordnung bildenden Scherenarmen angeordnet sind, wobei jeder Scherenarm eine feste mechanische Verbindung zwischen den sich an seinen beiden Enden diagonal gegenüberliegenden Rädern bildet.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die mit dem Hauptpatent geschützte Erfindung weiterzuentwickeln. Dies ist erfindungsgemäß dadurch gelungen, daß ein der speziellen Lösung nach dem Hauptpatent (Scherenanordnung mit sich kreuzenden Scherenarmen) zuzuordnendes allgemeines Lösungsprinzip aufgefunden werden konnte, von dem ausgehend weitere, die gestellte Aufgabe lösende gattungsgemäße Vorrichtungen der Vorrichtung nach dem Hauptpatent nebenzuordnen sind.

Das genannte Lösungsprinzip besteht darin, daß bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung wenigstens je zwei in Rohrlängsrichtung zueinander versetzt an der Vorrichtung angeordnete, Räder tragende Radachsen bezüglich ihrer Bewegung radial zur Rohrwand derart zwangsgekoppelt sind, daß sie zusammen auf die Rohrwand zu- bzw. von der Rohrwand wegbewegbar sind, und daß zwischen den nicht miteinander zwangsgekoppelten Radachsen die Spannmittel wirken.

Eine von diesem Lösungsprinzip Gebrauch machende Vorrichtung ist im Patentanspruch 1 angegeben.

Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.

In einer bevorzugten Ausbildung kann die Vorrichtung vier Räderpaare aufweisen, von denen wenigstens zwei angetrieben sind. Die Verspannung der Räder gegen die Rohrwand kann pneumatisch mittels Luftkissen erfolgen, wobei obere Räder nach oben und untere Räder gleichzeitig nach unten gedrückt werden. Die Verspannung ist aufgrund der Kompessibilität des Pneumatikmediums federnd nachgiebig, aber dennoch so stark einrichtbar, daß die angetriebenen Räder eine zum Ziehen bzw. Schieben großer Lasten ausreichende Traktion haben.

Die erfindungsgemäße Zwangskopplung zwischen wenigstens je zwei in Rohrlängsrichtung versetzt an der Vorrichtung angeordneten Radachsen führt zu dem ganz besonderen Vorteil, daß die Räder auch große Löcher in einer schadhaften Rohrwand problemlos überfahren können, denn das über ein Loch fahrende Rad bzw. Radpaar wird durch die in der Regel feste Anlage des mit ihm bewegungsgekoppelten Rads bzw. Radpaares an der bei diesem mit hoher Wahrscheinlichkeit schadensfreien Rohrwand daran gehindert, in das Loch an der Schadstelle einzutauchen. Die Vorrichtung kann sich daher kaum festfahren. Wenn alle Räder oder Räderpaare angetrieben sind, ist das Festfahren nahezu völlig unmöglich, denn selbst dann, wenn miteinander zwangsgekoppelte Räder oder Räderpaare gleichzeitig in Schadstellen eintauchen, vermögen die Räder aufgrund des Allradantriebs an der Oberfläche der Schadstelle unter Entwicklung eines Vortriebs abzurollen und aus dem Schadstellenbereich herauszufahren. Die Vorrichtung vermag auch innerhalb der lichten Weite des Rohres vorstehende Hindernisse zu überfahren, denn die Räder vermögen bei federnd nachgiebiger, insbesondere pneumatischer Verspannung nach radial innen auszuweichen und an der Oberfläche des vorstehenden Hindernisses abzurollen. Bei diesen Eigenschaften ist die Vorrichtung in einem sehr hohen Maße betriebssicher.

Jedes Rad oder Räderpaar kann einen separaten Antrieb aufweisen. Jeder Einzelantrieb weist bevorzugt eine identische Getriebeeinheit, die als Kegelradgetriebe ausgebildet sein kann, auf. Die Kegelradgetriebe können von einem Gleichstrommotor mit Planetengetriebe beaufschlagt sein. Die Motoren können in identischen Motorengehäusen aufgenommen sein. Es kann jeweils eine Achse mit zwei daran nebeneinander angeordneten Rädern angetrieben werden. Mit einer solchen Antriebskonzeption kann ein Höchstmaß an Kompaktheit erzielt werden.

Bei insbesondere an an der Vorrichtung angelenkten Schwenkarmen angeordneten Radachsen können die Abmessungen der Schwenkarme so gewählt werden, daß unterschiedliche Rohre innerhalb eines großen Rohr-Durchmesserbereichs mit ein und derselben Vorrichtung befahren werden können. Der Durchmesserbereich kann sogar noch erweitert werden, indem für sehr große Rohrdurchmesser zusätzliche Gehäuse mit großen Rädern aufgesetzt werden.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung im Rahmen von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die verschiedene mit der Erfindung unter Schutz gestellte, auf dem erfindungsgemäßen Lösungsprinzip beruhende spezielle Vorrichtungen betreffen.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen in stark vereinfachter, lediglich schematischer Darstellung erfindungsgemäße Vorrichtungen beispielhaft in einer ersten, zweiten, dritten und vierten Ausführung.

In allen Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Mit (5) ist die Rohrwand angedeutet, an der die Räder, bzw. die gleichachsig nebeneinander angeordneten Räderpaare (1), (2), (3) und (4), sowie beim Beispiel entsprechend Fig. 1 die Räder oder Räderpaare (1A) und (2A), anliegen. In allen vier Ausführungsbeispielen sind jeweils die Radachsen der Räder (1) und (2) und die Radachsen der Räder (3) und (4) bzw. (1A) und (2A) miteinander zwangsgekoppelt.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel gem. Fig. 1 erfolgt die Zwangskopplung mittels bei (7) an einem mit unterbrochenen Linien angedeuteten Vorrichtungs- Rahmen (6), Vorrichtungs-Chassis oder dgl. angelenkten Schwenkarmen (8), an deren Enden die Radachsen angeordnet sind. Es wird deutlich, daß bei einer in Richtung der eingezeichneten Pfeile (V) zwischen den Schwenkarmen (8), also zwischen den Rädern (2) und (1A) bzw. (2A) und (3), wirkenden Verspannung aufgrund der Bewegungskopplung des Rades (1) mit dem Rad (2) bzw. des Rades (3) mit dem Rad (4) bzw. des Rades (1A) mit dem Rad (2A) alle Räder zusammen an die Rohrwand (5) angedrückt werden. Befindet sich eines der Räder im Bereich einer Wandvertiefung (Schadstelle) , wird es aufgrund der Bewegungskopplung mit dem in Rohrlängsrichtung versetzten anderen Rad, das mit hoher Wahrscheinlichkeit auf einem unbeschädigten Wandbereich abrollt, daran gehindert, in die Wandvertiefung einzutauchen. Es vermag im unveränderten radialen Abstand zur Rohrachse die Schadstelle zu überfahren. Dadurch ist es kaum möglich, daß sich die Vorrichtung im Rohr blockiert. Das gezeigte Ausführungsbeispiel läßt sich in vielerlei Hinsicht abwandeln. Zum Beispiel können mehr als sechs Räder oder Räderpaare vorgesehen sein und dann selbstverständlich auch entsprechend mehr Schwenkarme (8). Die Schwenkarme können auch eine entgegengerichtete Neigung aufweisen. In allen Fällen ist die Verspannung entsprechend der im Patentanspruch 1 angegebenen Lösung zwischen den nicht miteinander zwangsgekoppelten Radachsen aufzubringen.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind die Räder (1) und (2) bzw. die Räder (3) und (4) dadurch miteinander bewegungsgekoppelt, daß die bei (7) an das Vorrichtungs-Chassis (6) angelenkten Schwenkarme (8) an ihren den Radachsen gegenüberliegenden Enden Zahnsegmente (9) oder Reibsegmente tragen, die aufeinander abwälzen. Dadurch lassen sich die Räder (1) und (2) bzw. die Räder (3) und (4) nur jeweils gemeinsam auf die Rohrwand zu- bzw. von der Rohrwand wegbewegen. Bei in Richtung der Pfeile (V) aufgebrachter Verspannung vermag auch die diesem Ausführungsbeispiel entsprechende Vorrichtung im Bereich einzelner Räder oder Radpaare liegende Wandvertiefungen problemlos zu überfahren, ohne daß die betreffenden Räder in den schadhaften Wandbereich tief eintauchen und dort blockiert werden könnten.

Derselbe Vorteil ist auch für die Vorrichtungen in den Ausführungen nach den Fig. 3 und 4 gegeben.

Gemäß Fig. 3 erfolgt die Zwangskopplung zwischen den Achsen der Räder oder Radpaare (1) und (2) bzw. (3) und (4) dadurch, daß die bei (7) am Vorrichtungs- Chassis (6) angelenkten Schwenkarme (8) jeweils durch Lenker (10) miteinander verbunden sind. Mit (11) ist die Anlenkung des Lenkers (10) an den betreffenden Schwenkarm (8) bezeichnet. Die Verspannung erfolgt in Richtung der eingezeichneten Pfeile V und führt in Verbindung mit der Bewegungskopplung zwischen den Radachsen zu den bereits im Zusammenhang mit den Vorrichtungen in den Ausführungen nach Fig. 1 bzw. Fig. 2 hervorgehobenen Wirkungen.

Gleiches gilt für die Vorrichtungsausführung gemäß Fig. 4. Bei dieser sind die Achsen der Räder (1) und (2) bzw. der Räder (3) und (4) über starre Verbindungen (12) miteinander zwangsgekoppelt, die in fest am Vorrichtungs-Chassis (6) angeordneten Gleitführungen (13) radial zur Rohrachse verschiebbar sind.

Sämtliche vier lediglich beispielhaft und stark vereinfacht angegebene Vorrichtungsausführungen folgen der im Anspruch 1 angegebenen allgemeinen Lösung, daß wenigstens je zwei in Rohrlängsrichtung zueinander versetzt an der Vorrichtung angeordnete, Räder (1, 2, 3, 4, 1A, 2A) tragende Radachsen bezüglich ihrer Bewegung radial zur Rohrwand (5) derart zwangsgekoppelt sind, daß sie zusammen auf die Rohrwand (5) zu- bzw. von der Rohrwand wegbewegbar sind, und daß zwischen den nicht miteinander zwangsgekoppelten Radachsen die Spannmittel wirken.

Die Zwangskopplung zwischen den betreffenden Radachsen kann abweichend von den in den Figuren gezeigten Ausführungen in beliebiger anderer Weise realisiert werden, insbesondere mit hydraulischen Mitteln oder mittels elektrischer Bewegungssteuerung. Zur Verspannung können in einfacher Weise mit Druckluft beaufschlagbare Luftkissen herangezogen werden. Das Druckmedium ist kompressibel, so daß eine federnd nachgiebige Verspannung realisiert ist. Das bietet den Vorteil, daß beim Überfahren von Wanderhebungen das betreffende Rad eine radial zur Rohrachse gerichtete Bewegung auszuführen vermag. Die Verspannung mit Luftkissen ermöglicht mit einfachen Mitteln hohe Kräfte zum Andrücken der Räder an die Rohrwand, so daß die Vorrichtung eine hohe Traktion zu entwickeln vermag.

Bezugszeichenliste

1

,

2

,

3

,

4

Räder, Räderpaare

1

A,

2

A Räder, Räderpaare

5

Rohrwand

6

Vorrichtungs-Chassis, Rahmen

7

Anlenkung

8

Schwenkarm

9

Zahnsegment, Reibsegment

10

Lenker

11

Anlenkung

12

starre Verbindung

13

Gleitführung
V Verspannung

Claims (8)

1. Selbstfahrende Vorrichtung zum Innenbefahren von Rohren oder Kanälen längs des Rohres, mit an die Rohrwand anlegbaren und gegen diese mittels in Radialrichtung federnd nachgiebig wirkenden Spannmitteln verspannbaren Rädern, von denen wenigstens eines zur Fortbewegung der Vorrichtung im Rohr antreibbar ist, insbesondere zum Diagnostizieren des Rohrinneren und zum Bearbeiten der Innenwände des Rohrs, sowie insbesondere zum Ziehen oder Schieben weiterer Vorrichtungen in Längsrichtung des Rohres, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens je zwei in Rohrlängsrichtung zueinander versetzt an der Vorrichtung angeordnete, Räder (1, 2, 3, 4, 1A, 2A) tragende Radachsen bezüglich ihrer Bewegung radial zur Rohrwand (5) derart zwangsgekoppelt sind, daß sie zusammen auf die Rohrwand (5) zu- bzw. von der Rohrwand (5) wegbewegbar sind, und daß zwischen den nicht miteinander zwangsgekoppelten Radachsen die Spannmittel (V) wirken, wobei die Anordnung aus Radachsen, Rädern (1, 2, 3, 4, 1A, 2A) und den zwangskoppelnden Mitteln derart getroffen ist, daß die Radachsen mit den Rädern (1, 2, 3, 4, 1A, 2A) nicht an den Enden von sich kreuzenden, eine Scherenanordnung bildenden Scherenarmen angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vier Räderpaare vorgesehen sind, und daß die Räder (1, 2, 3, 4) jeden Paares auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Räderpaare angetrieben sind.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedem angetriebenen Räderpaar eine eigene Antriebseinheit zugeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Antriebseinheit ein von einem Gleichstrommotor beaufschlagtes Planetengetriebe umfaßt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Planetengetriebe ein Kegelradgetriebe antreibt, welches, unter einem Achsversatz von 90° zur Achse des angetriebenen Räderpaares angeordnet, diese Achse dreht.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannmittel (V) mit Druckluft beaufschlagbare Luftkissen sind.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Radachsen an den Enden von an der Vorrichtung angelenkten Schwenkarmen (8) angeordnet sind.