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Die Erfindung betrifft eine Reinigungseinrichtung zum Reinigen von Kanälen oder Rohren insbesondere in der Abwassertechnik nach der Gattung des Hauptanspruches.
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Aus der
DE 10 2013 101 624 B3 ist eine Reinigungseinrichtung bekannt, bestehend aus einem Schlitten mit darauf angeordneter Kamera zur Inspektion von Rohren und Kanälen von Abwassersystemen. Der Schlitten kann gemäß einer besonderen Ausbildung mit einer Sprüheinrichtung zum Reinigen der Rohre oder Kanäle verwendet werden. Auf dem Schlitten ist eine mit der Kamera verbundene Sendeeinrichtung angeordnet, die eine drahtlose Bild- oder Signalübertragung zu einem ersten Überträger vornehmen kann. Dieser erste Überträger sitzt auf dem Boden des Rohres oder Kanals im Bereich eines Kanalschachtes und sendet Signale zu einem zweiten Überträger außerhalb des Kanalschachtes, der dann die Signale zu einer Kontrolleinrichtung über Kabel oder drahtlos weiterleitet. In dieser Kontrolleinrichtung wird dann das Bild der Kamera angezeigt. Die beiden Überträger sind dabei als Empfangs- und Sendeeinheit ausgebildet. In dieser Schrift ist erwähnt, dass neben den Bilddaten auch Messdaten wie Temperaturen, Drücke, Feuchtigkeit auf die genannte Weise nach außen zur Kontrolleinrichtung gesendet werden können. Auch sei es möglich, Steuerdaten von außen nach unten zu senden, um Module zu steuern. Genannt sind ferner der Einsatz eines Energiespeichers an der Reinigungseinrichtung und eine Datenaufbereitungsanlage, um bestimmte Daten vor dem Senden zur Kontrolleinrichtung aufzubereiten. Bei dieser Gestaltung der Reinigungseinrichtung bedeutet dies, dass die Steuerung der Reinigungseinrichtung von der Kontrolleinrichtung aus erfolgt (bezeichnet als Tragkoffer in Spalte 4 letzte Zeile), dass diese folglich immer in Funkkontakt mit der Empfangsantenne der Reinigungseinrichtung stehen muss, was wegen den engen Verhältnissen in Kanälen und den geringen Reichweiten problematisch und nicht immer gegeben ist.
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Aus der
DE 41 14 601 A1 ist eine Wartungseinrichtung bekannt, bei der gemäß
2 der Inspektionswagen Signale zu einem Schachtüberträger leitet, der im Deckel eines Kanalschachts angeordnet ist. Dieser leitet die Signale zur Kontrolleinrichtung – wahlweise über eine Funkstrecke – weiter. Hier ist erwähnt, dass Sensorköpfe mit verschiedenen Funktionen eingesetzt werden können, die Daten drahtlos zur Kontrolleinrichtung senden. Genannt sind u. a. Wegmesseinrichtungen. Auch Steuerdaten sollen drahtlos nach unten gesendet werden können. Die Probleme sind damit deshalb dieselben wie bei der vorher genannten Schrift.
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Aus der
DE 10 2014 112 585 A1 ist es bekannt, eine Reinigungseinrichtung mit einem Transponder zu versehen, sodass die Reinigungseinrichtung von einem Steuergerät identifiziert werden kann, sodass diesem entsprechende Reinigungsparameter mitgegeben oder an diesem eingestellt werden können. Damit ist es aber nicht möglich, auf sich während des Reinigungsprozesses ändernde Parameter einzugehen, denn die vorgegebenen Werte sind für den Reinigungsprozess fest vorgegeben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und die Reinigungseinrichtung so zu gestalten, dass die Erfassung bestimmter Parameter der Reinigungseinrichtung und ihrer Umgebung während des Reinigungsvorganges und die daraus sinnvollen Veränderungen an der Reinigungseinrichtung ohne Einschaltung der außerhalb des Kanals befindlichen Kontrolleinrichtung erfolgt und damit unabhängig ist von einer Funkverbindung und ohne Einschaltung einer Bedienungsperson an der Kontrolleinrichtung, die bestimmte Befehle an die Reinigungseinrichtung aufgrund erhaltener Daten oder aufgrund von mehr oder weniger verlässlichen Erfahrungswerten weitergibt. Eine gut ausgebildete und erfahrene Bedienungsperson sollte nicht erforderlich sein. Es sollen Veränderung von Parametern während des Reinigungsprozesses automatisch erkannt, ausgewertet und zu Veränderungen von Parametern an der Reinigungseinrichtung mittels Stelleinrichtungen, die Messeinrichtungen aufweisen, herangezogen werden.
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Gelöst ist diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Maßnahmen. Dadurch, dass an der Reinigungseinrichtung eine Steuerung mit einem Mikroprozessor, die sowohl mit Sensoren an der Reinigungseinrichtung als auch mit an der Reinigungseinrichtung angeordneten Stelleinrichtungen mit Messeinrichtungen in Verbindung steht, wird dies erreicht, indem diese Steuerung zuvor entsprechend programmiert wurde.
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Bevorzugte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
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Die Erfindung ist anhand der schematischen Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
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1 eine Seitenansicht der Reinigungseinrichtung.
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Die Reinigungseinrichtung nach 1 weist einen Grundkörper 1 mit einem Wasseranschluss 2 auf, der über entsprechende Zuläufe 3 mit einer allgemein als Bearbeitungseinrichtung 4 bezeichneten Einrichtung in Verbindung steht, wobei die Gestaltung der Bearbeitungseinrichtung 4 entsprechend den Erfordernissen beim Reinigen gewählt wird. In der Regel wird eine drehbar gestaltete Rotordüse Verwendung finden, drehbare Bürsten oder Fräseinrichtungen in Form von Fräseinrichtungen oder umlaufenden Ketten, auch in Mehrzahl, sind weitere Möglichkeiten des Einsatzes. Mit dem Grundkörper 1 verbunden sind Führungseinrichtungen 5, um die Reinigungseinrichtung in einem Kanal oder Rohr 6 so führen zu können, dass ein sicheres Bewegen darin möglich ist. Dargestellt sind Führungsräder 7, die an Hebeln 8 sitzen, wobei diese schwenkbar mit dem Grundkörper 1 verbunden sind. Paarweise sind sie in einem Drehpunkt 9 gelagert, sodass ein paralleles Verschieben der Räderpaare erfolgen kann. Dadurch, dass ein Hebel 8 eines Hebelpaares an einem Festpunkt 10 am Grundkörper 1 und der andere Hebel 8 an einer verschiebbar zum Grundkörper 1 ausgebildeten Platte 11 gelagert ist, drehbar um den Drehpunkt 12, kann durch ein Verschieben der Platte 11 auf dem Grundkörper 1 ein Schwenken der Hebel 8 und dadurch ein Anpassen an den Durchmesser des Kanals 6 erfolgen. Am Umfang können dabei wie dargestellt drei Paare von Hebeln 8 unter jeweils 120 Grad versetzt angeordnet sein, es kann aber auch eine andere Anzahl von Hebelpaaren angeordnet sein. Es sind auch Kufen, beispielsweise bei mechanischen Bearbeitungseinrichtungen 4, vorteilhaft, dabei oft auch in höherer Anzahl.
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Erfindungsgemäß sitzt auf dem Grundkörper 1 eine Steuerung 13 mit einem Mikroprozessor, ferner sind an der Reinigungseinrichtung verschiedene Sensoren, die nachfolgend generell als Sensor 14 bezeichnet werden, sowie Stelleinrichtungen 15 angeordnet, die mit der Steuerung 13 verbunden sind. Jede Stelleinrichtung 15 hat ein Messsystem, um Werte wie Lage, Druck, Winkelstellung, Geschwindigkeit, Drehzahl, Anzahl zu erfassen und der Steuerung 13 melden zu können. Zudem sitzt am Grundkörper 1 ein Akku 18 zur Energiezufuhr, wobei hier auch eine Stromzuführung über Kabel vom Kanalreinigungsfahrzeug aus vorgesehen sein kann.
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Die Wirkungsweise von Steuerung 13, Sensoren 14 und Stelleinrichtungen 15 mit ihrer Messeinrichtung wird nachfolgend anhand verschiedener Beispiele beschrieben. Prinzipiell muss man dabei zwei Bewegungsrichtungen der Reinigungseinrichtung betrachten. Zum einen die Vorwärtsbewegung in einem Kanal 6, zum anderen eine Rückwärtsbewegung beim Zurückziehen der Reinigungseinrichtung am Schlauch durch das Kanalreinigungsfahrzeug. Erfolgt das Reinigen des Kanals 6 durch Sprühdüsen mit oder ohne Rotation kann das Reinigen bei der Vorwärtsbewegung und/oder bei der Rückwärtsbewegung erfolgen. Oder bei der Vorwärtsbewegung erfolgt nur ein Befeuchten der Kanalwand zum Einweichen der Schmutzschicht, um diese bei der Rückwärtsbewegung leichter abtragen zu können. Erfolgt eine Bearbeitung durch Fräseinrichtungen oder umlaufende Ketten, also mechanisch, erfolgt dies während einer Vorwärtsbewegung der Reinigungseinrichtung.
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Beispiel 1: Gemessen wird die Abmessung des Kanals
6, beeinflusst hiervon wird die Abmessung der Reinigungseinrichtung durch Beeinflussung ihrer Führungseinrichtung
5. Als Sensor
14 kann eine Kamera
16 eingesetzt werden, die den Kanal
6 bildlich überwacht. Aus dem Bild kann von der Steuerung
13 ermittelt werden, welchen Durchmesser bzw. welche Abmessungen der Kanal
6 aufweist. Eine der technischen Möglichkeiten dieser Berechnung ist beispielsweise in der
DE 10 2011 001 388 A1 beschrieben. Sensoren
14 können auch induktive oder kapazitive Sensoren
19 sein, die den Abstand zur Kanalwandung messen und daraus auf die Abmessungen des Kanals
6 schließen lassen. Auch optische Sensoren
19, die mit einem Laser arbeiten, können die Entfernung zur Kanalwand ermitteln und damit die Abmessung des Kanals
6 berechnen. Man kann mit diesem so ermittelten Wert Einfluss nehmen auf eine als Verschiebeeinrichtung
17 ausgebildete Stelleinrichtung
15, die eine Verschiebung der Platte
11 auf dem Träger
1 herbeiführt in der Weise, dass die Hebel
8 so verstellt werden, dass die Lage der Räder
7 dem Durchmesser des Kanal
6 angepasst wird. Die Verschiebeeinrichtung
17 ist dabei vorzugsweise motorisch ausgebildet und weist ein Wegmesssystem auf, um immer die genaue Lage der Platte
11 zu wissen und um diese auf den erforderlichen Wert anfahren zu können. In der Steuerung
13 ist eine Tabelle hinterlegt, beinhaltend den Kanaldurchmesser bzw. Querschnitt und den Stellungswert der Verschiebeeinrichtung
17. Ändert sich der Kanaldurchmesser erfolgt eine Anpassung. Einsatz bei der Vorwärtsbewegung und bei der Rückwärtsbewegung der Reinigungseinrichtung möglich bei entsprechender Gestaltung des Sensors
14,
19.
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Beispiel 2: Gemessen wird die Abmessung des Kanals 6 wie in Beispiel 1, beeinflusst hiervon die Drehzahl einer Rotationsdüse, die zur Reinigung der Kanalwand rotierend eingesetzt wird. Eine Veränderung des Kanaldurchmessers kann bedingt sein durch eine sich verändernde Dicke des Schmutzauftrags auf der Kanalwandung, die es gilt, durch einen Reinigungsprozess abzutragen. Wenn man einen im Querschnitt sich nicht ändernden Kanal – dies ist aus Kanalplänen bekannt – reinigt und Querschnittsveränderungen feststellt rühren diese von einer unterschiedlichen Dicke der Schmutzschicht her. Diese Erkenntnis kann man auswirken lassen auf die Drehzahl einer Rotationsdüse. Als Verstelleinrichtung 15 für die Drehzahl einer Rotationsdüse dient gemäß Vorschlag 1 ein Motor mit Wegmesssystem, wie es bei Servomotoren bereits integriert ist. Evtl. unterstützend zu einer von außermittig oder schräg gestellten Reinigungsdüsen 20 bewirkte Drehung der Rotationsdüse. Wird die Schmutzschicht dicker rotiert man mit geringerer Drehzahl und umgekehrt, um eine gute Reinigungswirkung zu erzielen.
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Als Stelleinrichtung für die Drehzahl einer Rotationsdüse dient gemäß Vorschlag 2 eine Verstelleinrichtung 15 in der Weise, dass die Wasserzufuhr zur Erzeugung der Drehbewegung der Rotationsdüse über ein Proportionalventil erfolgt, das aufgrund einer anliegenden Spannung – erzeugt von der Steuerung 13 – einen bestimmten Querschnitt oder einen bestimmten Wasserdruck erzeugt. Die Drehbewegung wird über eine angestrahlte Turbine und/oder über Reinigungsdüsen 20 erzeugt. Eine so beschriebene Anpassung der Drehzahl kann sowohl bei der Vorwärtsbewegung als auch bei der Rückwärtsbewegung der Reinigungseinrichtung erfolgen, wobei die Rückwärtsbewegung meist deutlich langsamer – aber oft konstant – ist und dabei in der Regel die eigentliche Reinigung des Kanals 6 erfolgt. Die Vorwärtsbewegung dient oft nur zum raschen zeitsparenden Einführen der Reinigungseinrichtung in den Kanal 6.
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Beispiel 3: Gemessen wird die Abmessung des Kanals 6 wie in Beispiel 1, beeinflusst hiervon wird die Vorschubgeschwindigkeit der Reinigungseinrichtung im Kanal 6. Vorteilhaft bei der Vorwärtsbewegung der Reinigungseinrichtung. Eine Veränderung des Kanaldurchmessers kann bedingt sein durch eine sich ändernde Dicke des Schmutzauftrags auf der Kanalwandung, die es gilt, durch einen Reinigungsprozess abzutragen. Wenn man einen im Querschnitt sich nicht verändernden Kanal – dies ist aus Kanalplänen bekannt – reinigt und Querschnittsveränderungen feststellt rühren diese von einer unterschiedlichen Dicke der Schmutzschicht her. Diese Erkenntnis kann man auswirken lassen auf die Vorschubgeschwindigkeit der Reinigungseinrichtung. Falls ein motorischer Vorschub mit Wegmessystem – beispielsweise ein servomotorischer Antrieb – eingesetzt wird muss man bei dickerer Schmutzschicht die Fahrgeschwindigkeit reduzieren, was über die Steuerung 13 erfolgt. Wenn die Vorschubgeschwindigkeit über Reinigungsdüsen 20 erfolgt kann man wie bereits beschrieben den Wasserdruck oder den Querschnitt zu diesen über ein Proportionalventil verändern. Eine weitere Möglichkeit ist die Veränderung der Winkelstellung der Reinigungsdüsen 20 durch eine geeignete Stelleinrichtung mit Wegmesssystem oder das Schalten einer unterschiedlichen Anzahl von wirksamen Strahldüsen über Magnetventile. Oder man kann durch einen Bypass dafür sorgen, dass den Reinigungsdüsen 20 weniger oder kein Wasser mehr zugeführt wird. Das Messen der Vorschubgeschwindigkeit der Reinigungseinrichtung kann auch über Sensoren 14 erfolgen, die die Drehzahl der Räder 7 erfassen und woraus von der Steuerung 13 die Vorschubgeschwindigkeit ermittelt wird.
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Vorschub und Drehzahl gemäß den Beispielen 2 und 3 werden auch entsprechend von der Steuerung 13 angepasst, wenn sich sowohl die Abmessungen des Kanals 6 baulich verändern als auch bezüglich der Dicke der Schmutzschicht. Auch wird gleichzeitig sowohl eine Beeinflussung der Vorschubgeschwindigkeit der Reinigungseinrichtung als auch der Drehzahl einer Rotationsdüse sinnvoll sein, denn beides beeinflusst den Reinigungsprozess. Denn je größer der Kanal 6 im Durchmesser ist umso geringer muss die Drehzahl einer Rotationsdüse bei konstantem Vorschub sein, um an jeder Stelle einen Abtrag zu erhalten. Alternativ kann man die Vorschubgeschwindigkeit der Reinigungseinrichtung bei sich vergrößerndem Durchmesser verringern, um denselben Effekt zu erreichen. Bei größer werdendem Kanal 6 kann man folglich langsamer fahren und eine Rotationsdüse langsamer drehen lassen. Auch hier werden sinnvolle Werte einer Tabelle entnommen und die Stelleinrichtungen 15 werden entsprechend angefahren bzw. verändert.
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Beispiel 4: Es wird dabei davon ausgegangen, dass die Bearbeitung mechanisch, beispielsweise durch Fräsen oder umlaufende Ketten als Bearbeitungseinrichtung 4 erfolgt. Ein Sensor 14 dient als Drehzahlmesser des Bearbeitungswerkzeugs. Fällt diese unter einen bestimmten Wert wird entweder die Leistung eines elektrischen Antriebs anpasst oder eine Veränderung des Wasserdrucks über Proportionalventile vorgenommen und/oder die Vorschubgeschwindigkeit der Reinigungseinrichtung in bereits beschriebener Weise gemessen und beeinflusst. Gegebenenfalls wird die Reinigungseinrichtung stillgesetzt, wenn eine Verengung vorliegt, die nicht beseitigt werden kann. Diese Stillsetzung verhindert eine Beschädigung der Reinigungseinrichtung und/oder des Kanals 6 und erfordert das Eingreifen der Bedienungsperson, um andere Maßnahmen für eine geeignete Reinigung zu ergreifen. In diesem Fall ist eine Signalmeldung in bekannter Weise an den Bediener sinnvoll. Wenn das Bearbeitungswerkzeug motorisch bewegt wird kann auch durch einen Sensor 14 zur Strommessung auf dessen Drehzahl geschlossen werden.
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Beispiel 5: Es wird dabei davon ausgegangen, dass die Reinigung bei der Rückwärtsbewegung der Reinigungseinrichtung erfolgt. Dabei wird die Rückzugsgeschwindigkeit vorgegeben durch die Einzugsgeschwindigkeit des am Wasseranschluss 2 angeschlossenen Hochdruckschlauchs, die vom Reinigungsfahrzeug aus erfolgt. Ein Sensor 14 erfasst diese Geschwindigkeit und meldet sie der Steuerung 13, die in beschriebener Weise je nachdem Einfluss nimmt auf das Zuschalten weiterer Reinigungsdüsen 20, deren Strahlrichtung, eine Druckerhöhung an den Reinigungsdüsen 20, auf die Drehzahl einer Rotationsdüse.
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Beispiel 6: Es wird davon ausgegangen, dass im Kanal 6 Hindernisse auftauchen können wie Wurzeleinwuchs, Ablagerungen, Einbrüche des Kanals 6, Kanalversatz, Lösen von Inlinern. Als Sensor 14 wird hier ein Sensor 14 eingesetzt, der diese Hindernisse erkennen kann und der Steuerung 13 meldet. Diese reagiert dann in bereits beschriebener Weise durch Verändern der Vorschubgeschwindigkeit bis hin zum Stillstand, Verändern der Größe der Reinigungseinrichtung, Zuschalten weiterer Reinigungsdüsen 20, Druckerhöhung an den Reinigungsdüsen 20. Der Sensor 14 kann auch in der Weise genutzt werden, dass eine Drehbewegung eines mechanischen Bearbeitungswerkzeuges über die Steuerung 13 erst eingeleitet wird, wenn sich die Reinigungseinrichtung dem zu bearbeitenden Hindernis annähert. Zuvor ist ein Drehen nicht erforderlich. Dies spart Energie.
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Die Erfindung ist bisher beschrieben am Beispiel einer Reinigungseinrichtung mit einer Führungseinrichtung. Sie ist im Prinzip aber genauso anwendbar bei einer reinen Sprühdüse als Reinigungseinrichtung, bestehend aus einem Grundkörper
1 mit einem Wasseranschluss
2 und mit nach seitlich und/oder nach hinten und/oder nach vorne gerichteten Reinigungsdüsen
20, die die Reinigung eines Kanals
6 bewirken. Entweder mit (siehe z. B.
DE 20 2013 002 687 U1 ) oder ohne Rotationsbewegung (siehe z. B.
DE 20 2008 006 034 U1 ) der Reinigungsdüsen
20. Dabei kann diese Reinigungseinrichtung am Boden eines Kanals
6 entlang oder schwebend durch Strahldüsen vorwärts bewegt werden. Auch an diesem Grundkörper
1 können Sensoren
14 zum Erfassen von Parametern beispielsweise des Kanalquerschnitts, des Auftretens von Hindernissen, der Dicke einer Schmutzschicht, der Vorschubgeschwindigkeit erfasst und der Steuerung
13 gemeldet werden. Am Grundkörper
1 sind Stelleinrichtungen für beispielsweise Wasserdruck, Strahlrichtung der Reinigungsdüsen
20, Anzahl der wirksamen Reinigungsdüsen
20, Vorschubgeschwindigkeit mit je einer Messeinrichtung sowie eine Stromversorgung angeordnet.
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Der erfindungsgemäße Aufbau der Reinigungseinrichtung ermöglicht es, den Verlauf eines Kanals 6 hinsichtlich seiner Geometrie bei der Vorwärtsbewegung zu erfassen, in der Steuerung 13 zu speichern und bei der Rückwärtsbewegung der Reinigungseinrichtung auf die geometrischen Verhältnisse des Kanals 6 einzugehen durch entsprechende Einwirkung auf die Stelleinrichtungen 15. Und zwar ohne Inanspruchnahme einer außerhalb des Kanals 6 angeordneten Kontrolleinrichtung, also ohne Leitungs- oder Funkverbindung. In diesem Fall muss ein Wegmesssystem an der Reinigungseinrichtung angeordnet sein.
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Der erfindungsgemäße Aufbau der Reinigungseinrichtung ermöglicht es, dass wenn die Steuerung 13 beim Ermitteln von vorzugebenden Parametern an Grenzwerte stößt, entsprechend zu reagieren. Als Beispiel sei genannt, dass bei einer entsprechenden Vergrößerung des Kanals 6 es bauartbedingt nicht möglich sein kann, die Stelleinrichtung 15 auf den erforderlichen Wert einzustellen. Oder der Motor einer Rotationsdüse kann die ermittelte und erforderliche Drehzahl bauartbedingt nicht einnehmen. In einem solchen Fall ist es möglich, die max. möglichen Werte vorzugeben, eine Meldung von der Steuerung 13 zu erzeugen und dem Bediener auf geeignete und bekannte Weise zu übermitteln.
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Der erfindungsgemäße Aufbau der Reinigungseinrichtung ermöglicht es ferner, während des Verschiebens im Kanal 6 Parameter und Bilder zu speichern, auch ortsbezogen, sodass nach Abschluss der Arbeiten diese Daten ausgelesen und weiterverarbeitet werden können. Auch im Hinblick auf spätere Wartungsarbeiten in diesem Kanal 6.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Grundkörper
- 2
- Wasseranschluss
- 3
- Zulauf
- 4
- Bearbeitungseinrichtung
- 5
- Führungseinrichtung
- 6
- Kanal
- 7
- Führungsrad
- 8
- Hebel
- 9
- Drehpunkt
- 10
- Festpunkt
- 11
- Platte
- 12
- Drehpunkt
- 13
- Steuerung
- 14
- Sensor
- 15
- Stelleinrichtung
- 16
- Kamera
- 17
- Verschiebeeinrichtung
- 18
- Akku
- 19
- Sensor
- 20
- Reinigungsdüse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013101624 B3 [0002]
- DE 4114601 A1 [0003]
- DE 102014112585 A1 [0004]
- DE 102011001388 A1 [0013]
- DE 202013002687 U1 [0021]
- DE 202008006034 U1 [0021]
