DE19714463A1 - Gerät zum Sanieren von Rohren - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zum Sanieren von nicht begehbaren Rohren, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Gerät dieser Art ist unter dem Namen "Mannesmann-Uni­ versalmolch" bekannt. Es besteht aus einer Arbeitseinheit und einer kardanisch an diese angelenkten Linearantriebs­ einheit. Letztere ist dazu bestimmt, die Arbeitseinheit im Rohr an die zu sanierende Stelle zu bewegen. Die als Bau­ einheit ausgebildete Arbeitseinheit weist eine Stützein­ richtung mit drei in Umfangsrichtung verteilten Stützele­ menten auf, die in Arbeitsstellung an der Innenwand des Rohres anliegen. Ein beispielsweise einen Fräser tragender Werkzeugträger ist bezüglich der Klemmeinrichtung mittels Antriebsaggregaten bewegbar. Mit dem bekannten, fernge­ steuerten Gerät ist es möglich, Probleme der Montage, Re­ vision oder Reparatur von Rohrleitungssystemen in Anlagen zu lösen. Das Gerät kann Rohrleitungen ab 250 mm Innen­ durchmesser mit Biegeradien von 1,5 D befahren.

Es kommt nun oft vor, daß Rohre mit geringerem Innen­ durchmesser saniert werden müssen. Dazu kann das bekannte Gerät nicht eingesetzt werden.

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes Gerät zu schaffen, das zum Sanieren von Rohren mit kleinerem Innendurchmesser geeignet ist und gute Kurvengängigkeit aufweist.

Diese Aufgabe wird durch ein Gerät gelöst, das die Merkma­ le im Anspruch 1 aufweist.

Erfindungsgemäß weist die Arbeitseinheit wenigstens zwei hintereinander angeordnete, gelenkig aber drehfest mit­ einander verbundene Module auf. Diese Maßnahme erlaubt bei guter Kurvengängigkeit die Arbeitseinheit im Durch­ messer, d. h. in Richtung rechtwinklig zur Längsrichtung des Gerätes und somit zur Längsrichtung des zu sanierenden Rohres gesehen, wesentlich kleiner auszubilden. Da einem ersten der Module die Stützeinrichtung und der Träger für das Werkzeug zugeordnet sind, wird ein stabiles Abstützen des Trägers erzielt und eine genaue Positionierung er­ möglicht. Die Antriebsaggregate für den Träger sind auf die Module verteilt, was ebenfalls dazu beiträgt, die einzelnen Module platzsparend auszubilden. Die Antriebs­ aggregate sind Energiewandler, die elektrische, hydrau­ lische oder pneumatische Energie in mechanische Energie zum Bewegen und Antreiben des Werkzeugträgers umwandeln.

Das erfindungsgemäße Gerät ist insbesondere geeignet, folgende zum Sanieren von nicht begehbaren Rohren gehören­ den Arbeiten durchzuführen: Inspektion; Beseitigen von Hindernissen in Rohren; Entfernen von schadhaften Berei­ chen der Rohre, auch im Einlaufbereich von Anschluß­ leitungen; Auffräsen von in defekte Rohre eingezogenen In­ linern, beispielsweise im Einlaufbereich.

Bevorzugte Ausbildungsformen des erfindungsgemäßen Gerä­ tes sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nun anhand zwei in der Zeichnung dar­ gestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen rein schematisch:

Fig. 1 eine erste Ausbildungsform eines Geräts zum Sanieren von Rohren mit einer Arbeitseinheit, die aus drei gelenkig miteinander verbundenen Modulen besteht und die an eine Linearantriebseinheit angekuppelt ist;

Fig. 2 teilweise im Längsschnitt, ein erstes Modul der in der Fig. 1 gezeigten Arbeitseinheit mit einem Arbeitskopf, in dem ein Werkzeugträger gelagert ist;

Fig. 3 im Längsschnitt ein zweites Modul der in der Fig. 1 gezeigten Arbeitseinheit;

Fig. 4 ebenfalls im Längsschnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 5 ein drittes Modul der in der Fig. 1 gezeigten Arbeitseinheit;

Fig. 5 in einem Schnitt entlang der Linie V-V der Fig. 4, das dort gezeigte Modul;

Fig. 6 eine zweite Ausbildungsform des Geräts zum Sanieren von Rohren mit einer Arbeitseinheit, die aus zwei gelenkig miteinander verbundenen Modulen besteht und die an eine Linearantriebseinheit angekuppelt ist;

Fig. 7 teilweise im Längsschnitt, ein erstes Modul der in der Fig. 6 gezeigten Arbeitseinheit mit dem Arbeitskopf, in dem der Werkzeugträger gelagert ist, und einem Antriebsaggregat für den Drehan­ trieb des Werkzeugträgers;

Fig. 8 eine Gelenkanordnung zum drehfesten, biegbaren Verbinden von jeweils zwei Modulen; und

Fig. 9 einen Querschnitt entlang der Linie IX der Fig. 8 durch die dort gezeigte Gelenkanordnung.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausbildungsform eines erfindungs­ gemäßen Geräts 10 zum Sanieren eines nicht begehbaren Rohres 12. Beim Rohr 12 handelt es sich beispielsweise um eine Hauszuleitung eines Abwassersystems, mit einem Innen­ durchmesser D von ca. 100 mm. Das gezeigte Gerät 10 ist für den Einsatz in Rohren 12 mit einem Innendurchmesser bis zu etwa 180 mm vorgesehen. Es weist eine Linearan­ triebseinheit 14 auf, an die einerseits eine Arbeitsein­ heit 16 angelenkt ist und die andererseits über flexible Verbindungsleitungen 18 mit einer ebenfalls biegsam ausge­ bildeten Steuereinrichtung 20 verbunden ist. Die Linearan­ triebseinheit 14 ist dazu bestimmt, die Arbeitseinheit 16 im Rohr 12 an die gewünschte Sanierungsstelle 22 des Rohres 12 zu verbringen und gleichzeitig die Steuerein­ richtung 22 mit den zu dieser führenden Speise- und Steuerleitungen nachzuziehen. Der Aufbau und die Funk­ tionsweise der Steuereinrichtung 20 sowie deren Zusammen­ wirken mit dem Gerät 10, ist in einer zeitgleichen CH- Patentanmeldung Nr. 1996 0937/96 ausführlich beschrieben. Es wird ausdrücklich auf dieses Dokument verwiesen.

Die Arbeitseinheit 16 weist ein als Hubmodul bezeichnetes erstes Modul 24, ein als Antriebsmodul bezeichnetes zwei­ tes Modul 26, sowie ein als Drehmodul wirkendes drittes Modul 28 auf. Diese drei Module sind in Längsrichtung 12′ des Rohres 12, die der Längsrichtung des Gerätes 10 ent­ spricht, hintereinander angeordnet und jeweils über eine Kardangelenkanordnung 30 miteinander verbunden. Eine wei­ tere Kardangelenkanordnung 30 verbindet das dritte Modul 28 mit der Linearantriebseinheit 14.

Jedes der drei Module 24, 26, 28 weist wenigstens ein An­ triebsaggregat zum Bewegen und Antreiben eines dem ersten Modul 24 zugeordneten Werkzeugträgers 34 auf. Wie dies weiter unter im Detail beschrieben ist, weist das erste Modul 24 ein Antriebsaggregat zum Verschieben des Werk­ zeugträgers 34 (Pfeil H) in Richtung einer Längsachse 24′ des ersten Moduls 22, die bei in das Rohr 12 eingefahrenem Gerät 10 wenigstens annähernd in Längsrichtung 12′ des Rohres 10 verläuft, und ein Antriebsaggregat zum Bewegen des Werkzeugträgers 34 in Richtung quer zur Längsachse 24′ (Pfeil N) auf. Mittels eines Antriebsaggregats im zweiten Modul 26 ist der Werkzeugträger 34 um seine Achse 34′ drehend antreibbar (Pfeil R) und mittels eines dem dritten Modul 28 zugeordneten Antriebsaggregats ist der Werkzeug­ träger 34 um die, vorzugsweise mit der Längsrichtung 12′ zusammenfallende Längsachse 24′ des ersten Moduls drehbar (Pfeil U).

Das erste Modul 24 wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 2 näher beschrieben. Es weist ein im wesentlichen hohlzylin­ derförmiges Lagerungselement 38 auf, das von einem im we­ sentlichen ebenfalls zylinderförmig ausgebildeten Innen­ teil 40 durchgriffen ist. Der Innenteil 40 ist am Lage­ rungselement 38 frei drehbar und in Richtung der Längsach­ se 24′ verschiebbar gelagert. Am dem zweiten Modul 26 ab­ gewandten Ende des Innenteils 40 ist an diesem ein Ar­ beitskopf 42 angeordnet, an dem der Werkzeugträger 34 frei drehbar gelagert ist. Zwischen dem Lagerungselement 38 und dem Innenteil 40 wirkt ein als doppeltwirkendes Ringkol­ ben-Ringzylinderaggregat ausgebildetes erstes Antriebs­ aggregat 44. Der Ringkolben ist von einem Mittenabschnitt 46 des Innenteils 40 gebildet, der einen größeren Durch­ messer aufweist als die beiden daran angrenzenden Außen­ abschnitte 48. Der Mittenabschnitt 46 ist von einem Zylin­ derelement 50 dichtend und in Richtung der Längsachse 24′ verschieblich umgriffen. An den beiden Enden des Zylinder­ elements 50 ist je ein ringartiges Zylinderbodenelement 52 angeordnet, das den betreffenden Außenabschnitt 48 dich­ tend und frei verschieblich umgreift. Der Mittenabschnitt 46 und die beiden Zylinderbodenelemente 52 begrenzen somit zwei Hubvolumen 54, die je über eine eigene Leitung 56 mit der Steuereinrichtung 20 verbunden sind. Das erste An­ triebsaggregat 44 dient somit zum exakten Positionieren des Innenteils 40 und somit des Werkzeugträgers in Pfeil­ richtung H.

Am, vom Zylinderelement 50 und den Zylinderbodenelementen 52 gebildeten Lagerungselement 38, ist eine als Klemmein­ richtung 58 ausgebildete Stützeinrichtung 60 zum Fest­ klemmen des ersten Moduls 24 an der Innenwand des Rohres 12 angeordnet. Die Klemmeinrichtung 58 weist eine Zylin­ derhülse 62 und eine in diese eingreifende Kolbenhülse 64 auf, die das Zylinderelement 50 umgreifen und an diesem dichtend, aber verschiebbar gelagert sind. Mittels an den Zylinderbodenelementen 52 sich abstützenden Druckfedern 66 sind die Zylinderhülse 62 und Kolbenhülse 64 in Richtung aufeinander zu vorgespannt. Der von der Zylinderhülse 62, der Kolbenhülse 64 und dem Zylinderelement 50 begrenzte Hubraum 68, ist durch einen Radialdurchlaß 70 im Zylin­ derelement mit einer Umfangsnut 72 im Mittenabschnitt 46 strömungsverbunden, die ihrerseits über eine weitere Lei­ tung 56′ mit der Steuereinrichtung 20 in Verbindung steht. In Richtung der Längsachse 24′ gemessen, weist die Um­ fangsnut 72 eine derartige Breite auf, daß unabhängig der Lage des Innenteils 40 bezüglich des Lagerungselements 38 die Strömungsverbindung zum Hubraum 68 sichergestellt ist. In Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt, sind einerseits an der Zylinderhülse 62 und andererseits an der Kolbenhül­ se 64 dreimal zwei gegengleich ausgebildete Doppelhebel­ paare 74 angelenkt. An der Verbindungsstelle der beiden Hebel jedes Doppelhebelpaares 74 ist ein Klemmkörper 76 angeordnet. Ist der Hubraum 68 drucklos geschaltet, werden die Doppelhebelpaare 74 durch die Druckfedern 66 in einer Ruhestellung gehalten, wie sie in der Fig. 2 in der unte­ ren Hälfte gezeigt ist und in welcher die Doppelhebelpaare 74, unter gegenseitiger Überlappung am Lagerungselement 38 anliegen. Wird der Hubraum 68, beispielsweise durch Zulei­ ten einer Hydraulikflüssigkeit, unter Druck gesetzt, wer­ den die Zylinderhülse 62 und die Kolbenhülse 64 in Rich­ tung der Längsachse 24′ auseinandergedrängt, was dazu führt, daß die Doppelhebelpaare 74 in eine Arbeits­ stellung verschwenkt werden, wie sie in der Fig. 2 oben gezeigt ist und in welcher die Klemmkörper 76 an der Innenwand des Rohres 12 anliegen. In Arbeitsstellung ist somit das Lagerungselement 38 am Rohr 12 fest verankert.

Am dem zweiten Modul 26 abgewandten Ende des Innenteils 40 ist an diesem um eine rechtwinklig zur Längsachse 24′ ver­ laufende und bezüglich dieser seitlich versetzt angeord­ nete Achse 78 der Arbeitskopf 42 schwenkbar gelagert. Be­ züglich der Längsachse 24′, der Achse 78 gegenüberliegend, ist der Arbeitskopf 42 über eine Verbindungslasche 80 an den Kolben 82 eines zweiten Antriebsaggregats 84 ange­ lenkt. Der Kolben 82 ist in einer zur Längsachse 24′ pa­ rallelen Zylinderausnehmung 86 gelagert. Der von dieser und dem Kolben 82 begrenzte Hubraum ist über eine weitere Leitung 56′′ mit der Steuereinrichtung 20 verbunden. Mittels des zweiten Antriebsaggregats 84 ist der Arbeits­ kopf 42 und somit der Werkzeugträger 34 aus einer mit aus­ gezogenen Linien gezeigten Ruhelage in eine mit ge­ strichelten Linien angedeutete Arbeitslage verschwenkbar (Pfeil N).

Ein zentraler Durchlaß 88 des Innenteils 40 ist von einer flexiblen Welle 90 durchgriffen, die in den Arbeitskopf 42 eingreift und am diesseitigen Ende über ein Kegelradge­ triebe 92 mit dem Werkzeugträger 34 verbunden ist. Die Welle 90 dient dem Antrieb des Werkzeugträgers 34 um dessen Achse 34′ (Pfeil R).

Weiter ist am Arbeitskopf 42 eine Fernsehkamera 94 be­ festigt, deren Optik auf das Werkzeug 36, im vorliegenden Fall einen Fräskopf gerichtet ist. Dies einerseits, um die zu sanierende Stelle 22 aufzufinden und andererseits eine Überwachung und Steuerung des Arbeitsvorgangs zu ermög­ lichen. Die Fernsehkamera 94 ist über nicht gezeigte Lei­ tungen, die durch die Module 24, 26, 28 und Kardangelenk­ anordnungen 30 hindurch verläuft, mit der Steuereinrich­ tung 20 verbunden. Weiter kann von der Steuereinrichtung 20 her eine Wasserleitung durch die Module hindurch zum Arbeitskopf 42 verlaufen. Das Wasser kann einerseits zum Reinigen der Optik der Fernsehkamera 94 und Kühlen des Werkzeugs 36 dienen.

Auf der dem Arbeitskopf 42 abgewandten Seite des Innen­ teils 40 ist an diesem ein ringartiger Flansch 96 be­ festigt, an dem ein Ring 98 eines Kardangelenks 100 der betreffenden Kardangelenkanordnung 30 angelenkt ist.

Der Flansch 96 mit dem daran angelenkten Ring 98 des Kar­ dangelenks 100 ist auch in der Fig. 3 gezeigt. Am Ring 98 ist bezüglich dessen Lagerung am Flansch 96 um 90° ver­ setzt ein Rohrabschnitt 102 schwenkbar gelagert. Andern­ ends ist der Rohrabschnitt 102 über ein gleich ausgebilde­ tes, gegengleich angeordnetes weiteres Kardangelenk 100′ mit einem Gehäuse 104 des zweiten Moduls 26 verbunden. Die beiden über den Rohrabschnitt 102 aneinander angelenkten Kardangelenke 100, 100′ bilden eine Kardangelenkanordnung 30, wie sie auch zwischen dem zweiten Modul 26 und dritten Modul 28, sowie dieser und der Linearantriebseinheit 14 vorgesehen ist.

Durch die Flansche 96, 96′, die Kardangelenke 100, 100′ und den Rohrabschnitt 102′ verlaufen die flexible Welle 90 sowie alle Verbindungsleitungen, von welchen der besseren Übersichtlichkeit halber nur die Leitung 56 und 56′′ darge­ stellt sind. Vorzugsweise sind die Leitungen zur Erzielung guter Biegeeigenschaften wendelartig ausgebildet.

Die Welle 90 ist in das Gehäuse 104 eingeführt, wo sie mit der Abgangswelle 106′ eines im Gehäuse 104 angeordneten Hydromotors 106 verbunden ist. Dieser bildet ein drittes Antriebsaggregat. Vom dritten Modul 28 her führen flexible Hydraulikleitungen 108 durch die betreffende Kardangelenk­ anordnung 30 hindurch zum Gehäuse 104 und durch Kanäle in diesen zum Hydromotor 106. Das als massiver Körper ausge­ bildete Gehäuse 104 weist im wesentlichen in Längsrichtung verlaufende Verbindungskanäle 110 auf, um die von der Steuereinrichtung 20 zum ersten Modul 24 führenden Lei­ tungen durch das Gehäuse 104 hindurchzuführen, wie dies anhand der Leitungen 56 und 56′′ als Beispiel gezeigt ist. Das Gehäuse 104 ist drehfest aber gelenkig mit dem Innen­ teil 40 des ersten Moduls 24 verbunden.

Wie den Fig. 4 und 5 entnehmbar ist, weist das dritte Mo­ dul 28 einen im wesentlichen hohlzylinderförmigen Stator­ teil 112 auf, der von einem an ihm frei drehbar gelagerten Drehteil 114 durchgriffen ist. Der Drehteil 114 ist einer­ seits über eine Kardangelenkanordnung 30 mit dem Gehäuse 104 des zweiten Moduls 26 und andererseits ebenfalls über eine Kardangelenkanordnung 30 mit der Linearantriebsein­ heit 14 verbunden. Die von der Steuereinrichtung 20 zum ersten Modul 24 und zweiten Modul 26 führenden Leitungen sind ähnlich wie beim zweiten Modul 26 über im wesent­ lichen in axialer Richtung verlaufende weitere Verbin­ dungskanäle 110′ durch den Drehteil 114 hindurchgeführt.

Im Drehteil 114 ist ein Elektromotor 116 angeordnet, auf dessen Welle ein Ritzel 118 sitzt, das mit einem am Dreh­ teil 114 gelagerten Zwischenrad 120 kämmt, das seinerseits mit einer Innenverzahnung 122 des Statorteils 112 in Ein­ griff steht. Mittels des Elektromotors 116 ist somit der Drehteil 114 bezüglich des Statorteils 112 verdrehbar. Zu­ sammen mit dem Drehteil 114 drehen auch infolge der Kar­ danverbindungen 30 das erste Modul 24, das zweite Modul 26, sowie die Linearantriebseinheit 14 mit. Der Elektro­ motor 116 bildet somit ein viertes Antriebsaggregat. Die Verbindungsleitungen 18, 18′ können eine gewisse Verwin­ dung zwischen der Steuereinrichtung 20 und der Linear­ antriebseinheit 14 aufnehmen. Ansonsten dreht die Steuer­ einrichtung 20 auch mit der Linearantriebseinheit 14 mit. In diesem Fall wird die Verwindung durch zur Steuerein­ richtung 20 führende lange flexible Schläuche und Kabel aufgenommen, die die Steuereinrichtung mit einer Steuer­ konsole außerhalb des Rohres 12 verbinden.

Am Statorteil 112 ist eine Stützeinrichtung 60′ angeord­ net, die gleich ausgebildet ist, wie die Klemmeinrichtung 58 des ersten Moduls 24, wobei aber nun anstelle der Klemmkörper 76 an der Verbindung der Hebel der Doppelhe­ belpaare 74 Walzen 124 um rechtwinklig zur Längsrichtung verlaufende Achsen 124′ frei drehbar gelagert sind. Die Doppelhebelpaare 74 sind an einer Zylinderhülse 62′ und Kolbenhülse 64′ gelagert, die den Drehteil 114 frei dreh­ bar und in axialer Richtung bewegbar umgreifen. Der Hub­ raum 68′ ist über eine der Leitung 56′ entsprechende Lei­ tung 56′′′, die zum Teil kanalartig im Drehteil 114 ver­ läuft, mit der Steuereinrichtung 20 verbunden. Druckfedern 66′, die sich am Statorteil 112 abstützen, beaufschlagen die Zylinderhülse 62′ und Kolbenhülse 64′ in Richtung auf­ einander zu. Ist der Hubraum 68′ drucklos, befindet sich die Stützeinrichtung 60′ in Ruhestellung, in welcher die Doppelhebelpaare 74 am Statorteil 112 anliegen (siehe Fig. 4, untere Hälfte). Wird der Hubraum 68′ unter Druck ge­ setzt, wird die Stützeinrichtung 60′ in Stützstellung überführt, in welcher die Walzen 124 an der Innenwand des Rohres 12 anliegen (Fig. 4, obere Hälfte und Fig. 5). Die Walzen 124 verbinden dabei den Statorteil 112 drehfest, aber in Längsrichtung des Rohres 12 bewegbar mit diesem, was eine Bewegung in Rohrlängsrichtung 12′ zusammen mit dem Innenteil 40 des ersten Moduls 24 ermöglicht. Die Drehbewegung und Drehlage des Innenteils 40 und somit des Arbeitskopfs 42 mit dem Werkzeugträger 34 wird vom dritten Modul 28 vorgegeben (Pfeil U).

Der Elektromotor 116 ist über eine nicht gezeigte Steuer­ leitung von der Steuereinrichtung 20 her angespiesen.

Die Linearantriebseinheit 14 weist in Umfangsrichtung ver­ teilt drei auf Antriebsräder 126 wirkende hydraulische An­ triebselemente 128 auf. Diese sind zum synchronen Antrieb der Antriebsräder 126 in beiden Drehrichtungen bestimmt und über Verbindungsleitungen 18′ mit der Steuereinrich­ tung 20 verbunden. Jedes Antriebselement 128 ist am freien Ende eines Traghebels 130 angeordnet, der andernends an einem im Querschnitt etwa Y-förmigen Chassis 132 gelagert ist. Die Traghebel 130 sind an ein mit der Steuerein­ richtung 20 verbundenen weiteren Zylinder-Kolbenaggregat 134 angelenkt. Die Antriebselemente 128 lassen sich somit von einer mit ausgezogenen Linien angedeuteten Ruhe­ stellung in eine mit gestrichelten Linien gezeigte Ar­ beitsstellung verbringen, in welcher die Antriebsräder 126 an der Innenwand des Rohres 12 angreifen.

Der Y-förmige Querschnitt des Chassis 132 bietet Platz zum Vorbei führen der Verbindungsleitungen 18 zu einem am Chassis 132 an der der Arbeitseinheit 16 zugewandten Seite angeordneten Verbindungsflansch 136. An diesem ist der eine Flansch der Kardangelenkanordnung 30 befestigt, die die Linearantriebseinheit 14 mit dem dritten Modul 28 der Arbeitseinheit 16 verbindet. Vom Verbindungsflansch 136 verlaufen die von der Steuereinrichtung 20 zu den Modulen 24, 26, 28 führenden Leitungen durch die Kardangelenkan­ ordnung 30 hindurch.

Im Einsatz wird das Gerät 10 mit dem den Werkzeugträger 34 aufweisenden Fräser 36 voraus durch einen Vertikalschacht oder eine andere Öffnung in das zu reparierende Rohr 12, beispielsweise eine Hauszuleitung, eingeführt. Sobald die Linearantriebseinheit 14 sich im Innern des Rohres 12 befindet, werden durch betätigen des weiteren Zylinder- Kolbenaggregates 134 die Antriebselemente 128 in Arbeits­ stellung verbracht und die Antriebsräder 126 in Vorwärts­ richtung angetrieben, wodurch die Module 24, 26, 28 der Arbeitseinheit 16 weiter in das Rohr 12 hineingestoßen werden und die Steuereinrichtung 20 zusammen mit den zu dieser führenden Schläuchen und Kabeln nachgezogen wird. Mittels der Fernsehkamera 94 läßt sich die Sanierungs­ stelle 22 orten. Ist diese aufgefunden und das erste Modul 24 grob positioniert, wird die Klemmeinrichtung 58 des ersten Moduls 24 in Klemmstellung und die Stützeinrichtung 60 des dritten Moduls 28 in Stützstellung verbracht. Gleichzeitig werden die Antriebselemente 128 in die Ruhe­ stellung zurückbewegt. Mittels des dritten Moduls 28 wird nun der Arbeitskopf 42 mit dem Werkzeugträger 34 in die gewünschte Drehlage und mittels des ersten Moduls 24 in die gewünschte Stellung in Rohrlängsrichtung gesehen, ver­ bracht. Mittels des zweiten Antriebsaggregats 84 wird nun der Arbeitskopf 24 zur Sanierungsstelle 22 zugestellt, wo nun das vom zweiten Modul 26 her angetriebene Werkzeug 36 die notwendigen Arbeiten ausführen kann. Während dieser Arbeiten ist eine Verstellung des Arbeitskopfs 42 in allen drei Richtungen durch die Antriebsaggregate 44, 84, 116 im ersten Modul 24 und dritten Modul 28 ermöglicht.

Ist der mögliche Hub des ersten Moduls 24 ausgeschöpft, wird die Klemmeinrichtung 58 in Ruhestellung verbracht und das Lagerungselement 38 mittels des ersten Antriebsaggre­ gates 44 bei stillstehendem Innenteil 40 in die entgegen­ gesetzte Endstellung bewegt. Anschließend erfolgt die Feinpositionierung erneut wie weiter oben beschrieben.

Nach Beendigung der Arbeit wird das Gerät 10 aus dem Rohr 12 in entgegengesetzter Richtung ausgefahren.

Fig. 6 zeigt eine zweite Ausbildungsform des erfindungs­ gemäßen Geräts 210 zum Sanieren des nicht begehbaren Rohres 12. Es weist wie das weiter oben beschriebene Gerät 10 eine Linearantriebseinheit 214 auf, an die einerseits eine Arbeitseinheit 216 angelenkt ist und die andererseits über flexible Verbindungsleitungen 18 mit der ebenfalls biegsam ausgebildeten Steuereinrichtung 20 verbunden ist.

Die Arbeitseinheit 216 weist ein als Antriebs- und Hubmodul ausgebildetes erstes Modul 224 sowie ein als Drehmodul wirkendes zweites Modul 228 auf. Diese zwei Module sind in Längsrichtung des Gerätes 210 gesehen, hintereinander angeordnet und über eine Gelenkanordnung 230 miteinander verbunden. Eine weitere Gelenkanordnung 230 verbindet das zweite Modul 228 mit der Line­ arantriebseinheit 214.

Jedes der zwei Module 224, 228 weist wenigstens ein An­ triebsaggregat zum Bewegen und Antreiben des dem ersten Modul 224 zugeordneten Werkzeugträgers 34 auf. Wie dies weiter unten im Detail beschrieben ist, weist das erste Modul 224 das Antriebsaggregat zum Verschieben des Werk­ zeugträgers 34 (Pfeil H) in Richtung der Längsachse 224′ des ersten Moduls 224, das Antriebsaggregat zum Bewegen des Werkzeugträgers 34 in Richtung quer zur Längsachse 224′ (Pfeil N) und das Antriebsaggregat zum Drehantrieb des Werkzeugträgers 34 um seine Achse 34′ (Pfeil R) auf. Mittels des dem zweiten Modul 228 zugeordneten Antriebs­ aggregats ist der Werkzeugträger 34 um die Längsachse 224′ des ersten Moduls drehbar (Pfeil U).

Das erste Modul 224 wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 6 und 7 näher beschrieben. Es ist dem in der Fig. 2 gezeig­ ten ersten Modul 24 ähnlich aufgebaut und wird im folgen­ den nur noch bezüglich der Unterschiede ausführlich darge­ legt. Das Lagerungselement 38 des ersten Moduls 224 ist gleich ausgebildet wie das Lagerungselement 38 gemäß Fig. 2 und ist von einem im wesentlichen kreiszylinderförmig ausgebildeten Innenteil 240 durchgriffen. Der Innenteil 240 ist am Lagerungselement 38 um die Achse 224′ frei drehbar und in Richtung der Achse 224′ verschiebbar ge­ lagert. Am Innenteil 240 ist der Arbeitskopf 42 angeord­ net, an dem der Werkzeugträger 34 frei drehbar gelagert ist. Zwischen dem Lagerungselement 38 und dem Innenteil 240 wirkt das als doppelwirkendes Ringkolben-Ringzylinder­ aggregat ausgebildete erste Antriebsaggregat 44. Der Ring­ kolben ist von einem Mittenabschnitt 246 des Innenteils 240 gebildet, wobei der Mittenabschnitt einen größeren Durchmesser aufweist als die beiden daran angrenzenden Außenabschnitte 248. Das Zylinderelement 50, der Mitten­ abschnitt 246 und die beiden Zylinderbodenelemente 52 be­ grenzen die zwei Hubvolumen 54, die je über eine eigene Leitung 56 mit der Steuereinrichtung 20 verbunden sind. Das erste Antriebsaggregat 44 dient gleich wie beim Gerät 10 zum exakten Positionieren des Innenteils 240 und somit des Werkzeugträgers 34 in Pfeilrichtung H.

Die als Klemmeinrichtung 58 ausgebildete Stützeinrichtung 60 zum Festklemmen des ersten Moduls 224 an der Innenwand des Rohres 12 ist gleich ausgebildet wie beim in der Fig. 2 gezeigten Modul 24. Bezüglich Aufbau und Funktion wird auf die Beschreibung der Fig. 2 verwiesen.

Am Innenteil 240 ist um eine rechtwinklig zur Längsachse 224′ verlaufende und bezüglich dieser seitlich versetzt angeordnete Achse 78 der Arbeitskopf 42 schwenkbar gela­ gert. Der Achse 78, bezüglich der Längsachse 224′ gegen­ überliegend, ist der Arbeitskopf 42 über die Verbindungs­ lasche 80 an den Kolben 82 des zweiten Antriebsaggregats 84 angelenkt, dessen Hubraum gleich wie beim in der Fig. 2 gezeigten Modul 24 über die weitere Leitung 56′′ mit der Steuereinrichtung 20 verbunden ist. Mittels des zweiten Antriebsaggregats 84 ist der Arbeitskopf 42 und somit der Werkzeugträger 34 aus der mit ausgezogenen Linien gezeig­ ten Ruhelage in die mit gestrichelten Linien angedeutete Arbeitslage verschwenkbar (Pfeil N).

In eine zentrale Ausnehmung 288 des Innenteils 240 ist eine flexible Welle 290 hineingeführt, die andererseits in den Arbeitskopf 42 eingreift und dort über das Kegelrad­ getriebe 92 mit dem Werkzeugträger 34 verbunden ist. Die Welle 290 dient dem Antrieb des Werkzeugträgers 34 um dessen Achse 34′ (Pfeil R).

Im Innenteil 240 ist ein Hydromotor 306 angeordnet, dessen Abgangswelle mit der flexiblen Welle 290 verbunden ist. Dieser Hydromotor 306 bildet das dritte Antriebsaggregat. Vom zweiten Modul 228 her führen mit der Steuereinrichtung 20 verbundene flexible Hydraulikleitungen 308 zum Innen­ teil 240 und durch Kanäle in diesen zum Hydromotor 306. Im Gegensatz zum in den Fig. 1 und 2 gezeigten Gerät 10 ist der dort im zweiten Modul 26 angeordnete Hydromotor 306 (vergleiche Fig. 3) nun in das erste Modul 224 integriert.

Am Arbeitskopf 42 ist ebenfalls die Fernsehkamera 94 be­ festigt. Diese ist über in der Fig. 9 gezeigte, in einem Kabel 294 angeordnete elektrische Leitungen, die durch den Innenteil 240 und das Drehmodul 228 und die Linear­ antriebseinheit 14 hindurch verlaufen, mit der Steuerein­ richtung 20 verbunden.

Bezüglich Aufbau und Funktionsweise des Drehmoduls 228 wird auf die Fig. 4 und 5 und die entsprechende Beschrei­ bung verwiesen. Der im Drehteil 114 angeordnete Elektro­ motor 116 dient zum Drehen des Drehteils 114 bezüglich des Statorteils 112. Zusammen mit dem Drehteil 114 dreht in­ folge der Gelenkanordnung 230 der Innenteil 240 des ersten Moduls 224 sowie die Linearantriebseinheit 214 mit. Der Elektromotor 116 bildet somit das vierte Antriebsaggregat.

Die Linearantriebseinheit 214 weist ein im wesentlichen zylinderförmiges Chassis 332 und in Umfangsrichtung ver­ teilt drei auf Antriebsräder 126 wirkende hydraulische An­ triebselemente 128 auf. Diese sind zum synchronen Antrieb der Antriebsräder 126 in beiden Drehrichtungen bestimmt und über Verbindungsleitungen 18′ mit der Steuereinrich­ tung 20 verbunden. Jedes Antriebselement 128 ist am freien Ende eines Traghebels 130 angeordnet, der andernends am Chassis 332 gelagert ist. Die Traghebel 130 sind an ein mit der Steuereinrichtung 20 verbundenen weiteren Zylin­ der-Kolbenaggregat 134 angelenkt. Die Antriebselemente 128 lassen sich somit von einer dem Chassis 332 benachbarten Ruhestellung in eine Arbeitsstellung verbringen, in wel­ cher die Antriebsräder 126 an der Innenwand des Rohres 12 angreifen. Die von der Steuereinrichtung 20 her kommenden Verbindungsleitungen 18, 18′ sind an die entsprechende Stirnseite des Chassis 332 angeschlossen. Von dieser füh­ ren durch das Chassis 332 hindurch den Leitungen 18 zuge­ ordnete Kanäle bzw. Durchlässe zur der Arbeitseinheit 216 zugewandten Stirnseite. An dieser sind Verbindungsleitun­ gen angeschlossen, die zum Drehmodul 228 führen. Entspre­ chend verbinden Verbindungsleitungen das Drehmodul 228 und das Antriebs- und Hubmodul 224 miteinander.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 8 und 9 wird nun die Gelenk­ anordnung 230 zwischen dem Antriebs- und Hubmodul 224 und dem Drehmodul 228 näher beschrieben. Die Gelenkanordnung 230 zwischen dem Drehmodul 228 und der Linearantriebsein­ heit 214 sind auf analoge Art und Weise ausgebildet. Der Innenteil 240 des Antriebs- und Hubmoduls 224 weist auf seiner dem Drehmodul 228 zugewandten Seite einen Anschluß­ flansch 196 auf. Benachbart zum Zentrum dieses Anschluß­ flansches 196 sind an diesem einander diametral gegen­ überliegend, die beiden Hydraulikleitungen 308 ange­ schlossen, die zum Zu- und Wegführen des Hydraulikmediums zum Speisen des Hydromotors 306 bestimmt sind. Das Kabel 294 und acht Leitungen, darunter die Leitungen 56, 56′, 56′′ sind ebenfalls am Anschlußflansch 296 angeschlossen und zwar gleichmäßig verteilt entlang eines Kreises, um die Anschlüsse der Hydraulikleitungen 308 herum.

Am Drehteil 114 des zweiten Moduls 228 ist auf der dem ersten Modul 224 zugewandten Seite ein Anschlußflansch 296′ befestigt, der gleich ausgebildet ist wie der An­ schlußflansch 296, aber bezüglich diesem um die Längs­ achse 224′ um 180° verdreht angeordnet ist. Vom zweiten Modul 228 in Richtung zum ersten Modul 224 gesehen, sind die beiden Hydraulikleitungen 308 im Uhrzeigersinn um 180° spiralartig umeinander verdrillt angeordnet. Das Kabel 294 und die acht Leitungen sind im Gegenuhrzeigersinn um 180° spiralartig verdrillt angeordnet. Diese gegensinnige spiralartige Anordnung führt zu einer Gelenkverbindung 230 zwischen den Modulen 224 und 228 bzw. 228 und der Linear­ antriebseinheit 214, die biegeelastisch aber drehsteif ist. Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, daß die Ge­ lenkanordnung 230 Leistungen aufweisen kann, die nicht für den Antrieb von stromabwärts gelegenen Antriebsaggregaten benötigt werden, sondern nur der Übertragung von Kräften zur verdrehfesten Verbindung der Anschlußflansche 196 dienen.

Im Betrieb wird auch das Gerät 210 mit dem, beispielsweise mit einem Fräser 36 bestückten Werkzeugträger 34, voraus in das zu reparierende Rohr 12 eingeführt. Wie im Zu­ sammenhang mit der in den Fig. 1 bis 5 gezeigten Ausbil­ dungsform beschrieben, wird auch das Gerät 210 mittels der Antriebseinheit 216 weiter in das Rohr 12 hineingestoßen und werden die Steuereinrichtung 20 zusammen mit dem zu dieser führenden Schläuchen und Kabeln nachgezogen. Sobald mittels der Fernsehkamera 94 die zu sanierende Stelle 22 geortet und das erste Modul 224 grob positioniert ist, wird die Klemmeinrichtung 58 des ersten Moduls 224 in Klemmstellung und die Stützeinrichtung 60 des zweiten Moduls 228 in Stützstellung verbracht. Gleichzeitig werden die Antriebselemente 128 der Linearantriebseinheit 214 in Ruhestellung zurückbewegt. Mittels des zweiten Moduls 228 kann nun der Arbeitskopf 42 in die gewünschte Drehlage und mittels des ersten Antriebsaggregats 44 des ersten Moduls 224 in Rohrlängsrichtung gesehen in die gewünschte exakte Stellung verbracht werden. Mittels des zweiten Antriebs­ aggregats 84 wird nun der Arbeitskopf 24 zur Sanie­ rungsstelle 22 zugestellt, wo nun das mittels des Hydro­ motors 306 angetriebene Werkzeug 36 die notwendigen Arbei­ ten ausführen kann während dieser Arbeiten ist die Ver­ stellung des Arbeitskopfes 42 in allen drei Richtungen durch die Antriebsaggregate 44, 84, 116 im ersten und zweiten Modul 224, 228 ermöglicht.

Ist der mögliche Hub des ersten Moduls 224 ausgeschöpft, wird die Klemmeinrichtung 58 in Ruhestellung verbracht und das Lagerungselement 38 mittels des ersten Antriebsaggre­ gats 44 bei stillstehendem Innenteil 240 in die entgegen­ gesetzte Endstellung bewegt. Anschließend erfolgt die Feinpositionierung erneut wie weiter oben beschrieben. Analoges gilt, wenn der mögliche Drehwinkel des ersten Moduls 224 ausgeschöpft ist.

Bei Rohrverzweigungen können die Geräte 10, 210 in das ge­ wünschte Rohr hineingefahren werden, in dem bei der Ver­ zweigungsstelle zuerst der Arbeitskopf 42 in das gewünsch­ te Rohr eingeschwenkt und dann das Gerät 10, 210 weiter vorgeschoben wird. Dabei ist ein Vorschub einerseits mittels der Linearantriebseinheit 14, 214 und andererseits durch das erste Modul 24, 224 möglich. Da das Gerät 10, 210 sowohl eine Linearantriebseinheit 14, 214 als auch ein Hubmodul (24, 224) aufweist, sind auch ideale Voraus­ setzungen zum Überwinden von Hindernissen gegeben.

Mittels eines Fräsers läßt sich beispielsweise ein schad­ hafter Bereich des Rohres oder des Einlaufbereichs einer Anschlußleitung entfernen. Besonders geeignet ist das mit einem Fräser bestückte Sanierungsgerät auch zum Ausfräsen einer Öffnung in einem in ein Rohr eingezogenen Inliners im Mündungsbereich einer Anschlußleitung.

Dadurch, daß der Werkzeugträger am vorderen Ende des Ge­ rätes 10, 210 angeordnet ist, können auch Hindernisse im Rohr beseitigt werden.

Selbstverständlich können am Werkzeugträger 34 beliebig andersartige Werkzeuge angeordnet sein. Selbst unter­ schiedlich ausgebildete Arbeitsköpfe 42 können am Innen­ teil 40, 240 des ersten Moduls 24, 224 angelenkt oder befestigt werden.

Es ist auch denkbar, die Antriebsaggregate unterschiedlich zu den gezeigten Beispielen auf die Module der Arbeits­ einheit 16, 216 aufzuteilen. Ebenfalls ist es denkbar, mehr als drei Module zu verwenden, je nach Anforderung an die Arbeitseinheit 16, 216.

Für alleinige Inspektionszwecke am Rohr 12 kann beispiels­ weise am Innenteil 40, 240, am Arbeitskopf 42 oder am Werkzeugträger 34 ein entsprechender Sensor angeordnet werden. Die nicht benötigten Antriebsaggregate werden stillgesetzt. In den ersten zwei Fällen bildet somit der Innenteil bzw. der Arbeitskopf den Träger für das Werk­ zeug.

Es ist auch denkbar, die Module in unterschiedlicher Reihenfolge anzuordnen.

Claims (14)

1. Gerät zum Sanieren von nicht begehbaren Rohren, mit einer Arbeitseinheit (16, 216), die eine Stützein­ richtung (60) zum Abstützen an der Innenwand des Rohres (12), einen Träger (34) für ein Werkzeug (36) und Antriebsaggregate (44, 84, 106, 116, 306) zum Bewegen des Trägers (34) bezüglich der Stützeinrichtung (60) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeits­ einheit (16, 216) mindestens zwei hintereinander ange­ ordnete, gelenkig miteinander verbundene Module (24, 26, 28, 224, 228) aufweist, einem ersten dieser Module (24, 224) die Stützeinrichtung (60) und der Träger (34) zugeordnet sind, und jedes der Module (24, 26, 28; 224, 228) wenigstens eines der Antriebs­ aggregate (32, 44, 84, 106, 116) für den Träger (34) auf­ weist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Module (24, 26, 28, 224, 228) drehfest miteinander verbunden sind.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinrichtung (60) als Klemmeinrichtung (58) zum Festklemmen des ersten Moduls (24, 224) an der Innenwand des Rohres (12) ausgebildet ist.

4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeich­ net durch eine in Linie mit den Modulen (24, 26, 28, 224, 228) angeordnete und an eines der Module (28, 228) angelenkten Linearantriebseinheit (14, 214).

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Linearantriebseinheit (14, 214) auf der dem ersten Modul (24, 224) abgewandten Seite des zweiten Moduls (26, 228) angeordnet ist.

6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Träger (34) am ersten Modul (24, 224) auf der dem zweiten Modul (26, 228) abgewandten Seite angeordnet ist.

7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das erste Modul (24, 224) ein Lage­ rungselement (38) aufweist, an dem die Stützeinrich­ tung (60) angeordnet und ein Innenteil (40, 240) um eine Längsachse (24′, 240′) des ersten Moduls (24, 224) frei drehbar gelagert sind, wobei der Träger (34) am Innenteil (40, 240) angeordnet ist und zwischen dem Innenteil (40, 240) und dem Lagerungselement (38) ein erstes Antriebsaggregat (44) wirkt, das dazu bestimmt ist, den Innenteil (40, 240) bezüglich des Lagerungs­ elements (38) in Richtung der Längsachse (24′, 224′) zu bewegen.

8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Träger (34) und dem Innenteil (40, 240) ein zweites Antriebsaggregat (84) angeordnet ist, das dazu bestimmt ist, den Träger (34) in einer Richtung quer zur Längsachse (24′, 224′) zu bewegen.

9. Gerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Modul (26) drehfest an den Innenteil (40) des ersten Moduls (24) angelenkt ist und ein mit dem Träger (34) über eine durch den Innenteil (40) hindurchverlaufende, flexible Welle (90) verbundenes drittes Antriebsaggregat (106) aufweist, das dazu be­ stimmt ist, den Träger (34) um dessen Drehachse (34′) zu drehen.

10. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeich­ net durch ein drittes Modul (28) der Arbeitseinheit (16), das einen Statorteil (112) und einen an diesem drehbar gelagerten, mit dem Träger (34) verbundenen Drehteil (114) aufweist, wobei am Statorteil (112) eine weitere Stützeinrichtung (60′) zum drehfesten Fixieren an der Innenwand des Rohres (12) angeordnet ist und zwischen dem Statorteil (112) und dem Dreh­ teil (114) ein viertes Antriebsaggregat (116) wirkt, um den Träger (34) um die Längsachse (24′) des ersten Moduls (24) zu drehen.

11. Gerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Modul (228) der Arbeitseinheit (216) einen Statorteil (112) und einen an diesem drehbar gelagerten, drehfest mit dem Innenteil (240) des ersten Moduls (224) verbundenen Drehteil (114) auf­ weist, wobei am Statorteil (112) eine weitere Stütz­ einrichtung (60′) zum drehfesten Fixieren an der Innenwand des Rohres (12) angeordnet ist und zwischen dem Statorteil (112) und dem Drehteil (114) ein wei­ teres Antriebsaggregat (116) wirkt, um den Träger (34) um die Längsachse (24′) des ersten Moduls (24) zu drehen.

12. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Innenteil (240) des ersten Moduls (224) ein drittes Antriebsaggregat (306) angeordnet ist, das vorzugsweise mittels einer flexiblen Welle (290) mit dem Träger (34) verbunden ist, um diesen um seine Drehachse zu drehen.

13. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß benachbarte Module (24, 26; 26, 28) mittels einer Kardangelenkanordnung (30) miteinander verbunden sind, die einen Rohrabschnitt (102) auf­ weist, der beiderends über je ein Kardangelenk (100, 100′) mit dem entsprechenden Modul (24, 26; 26, 28) ver­ bunden ist und durch den hindurch biegsam ausgebilde­ te Leitungen (56, 56′′, 56′′′) und gegebenenfalls die Welle (90) verlaufen.

14. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß benachbarte Module (224, 228) über Leitungen miteinander verbunden sind, wobei zur Bil­ dung einer biegsamen, drehsteifen Gelenkanordnung (230) radial innen liegende Leitungen (308) in einer Drehrichtung und außen liegende Leitungen (56, 56′′, 56′′′, 294) in entgegengesetzter Drehrichtung um die Längsachse (224′) schraubenlinienartig angeordnet sind.