DE202015007064U1

DE202015007064U1 - Fahrwagen für Inspektions- oder Sanierungsarbeiten

Info

Publication number: DE202015007064U1
Application number: DE202015007064.7U
Authority: DE
Original assignee: HEMA METALLBEARBEITUNG GmbH
Current assignee: HEMA METALLBEARBEITUNG GmbH
Priority date: 2015-10-13
Filing date: 2015-10-13
Publication date: 2016-10-14
Anticipated expiration: 2025-10-14

Abstract

Fahrwagen für Inspektions- oder Sanierungsarbeiten, insbesondere in Kanalrohren, mit einem Fahrwerk mit an Gehäuseseiten (4) angeordneten Rädern (2), die von Antriebswellen (6) angetrieben sind, wobei die Antriebswellen (6) an ihren freien Enden zu den Rädern (2) hin einen Ringspalt (5) zum Aufstecken des jeweiligen Rades (2) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Ringspalt (5) verjüngt und darin eine Vielzahl von Kugeln (3) in Axialrichtung der Antriebswellen (6) geführt sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrwagen für Inspektions- oder Sanierungsarbeiten, insbesondere in Kanalrohren mit den oberbegrifflichen Merkmalen des Anspruchs 1.
Für die Inspektion von Rohrleitungen wird herkömmlicherweise ein selbstfahrender Wagen eingesetzt, der eine Kamera trägt und über ein Kabel von außerhalb der Rohrleitung fernsteuerbar ist, um zu inspizierende Kanalrohre usw. über eine bestimmte Strecke abzufahren. Diese sog. Fahrwagen besitzen hierzu meist ein Räder-Fahrwerk, das eine Bewegung im Kanal bzw. in der Rohrleitung zulässt. Zur Anpassung an verschiedene Rohrdurchmesser oder Rohrinnenflächen und auch zum Austausch verschlissener Räder müssen dabei die Räder (meist sechs oder acht) relativ häufig gewechselt werden, was jedoch wegen der hohen Zahl der Räder sehr zeitaufwändig ist. Aufgrund solcher Arbeiten kommt es nicht selten zu längeren Stillstandszeiten der gesamten Vorrichtung.
In der DE 20 2010 009 646 hat die Anmelderin bereits einen Fahrwagen vorgeschlagen, deren Antriebswellen an ihren freien Enden zum schnellen Austausch der Räder je einen Konus zum Aufstecken des jeweiligen Rades aufweisen, wobei das jeweilige Rad bzw. seine Felge eine korrespondierend geformte Innenkegelfläche besitzt. Durch den Konus wird eine sichere Zentrierung und Drehmomentübertragung auch ohne kompliziert einzusetzende Keile erreicht und zugleich eine vereinfachte Montage bzw. Demontage. Dabei kann der Konus an seiner Umfangsfläche auch eine Ausnehmung besitzen, um einen Formschluss sicherzustellen. In einer Ausführung rastet ein federbeaufschlagter Bolzen (in Radialrichtung von außen) ein, damit besonders hohe Drehmomente übertragen werden, insbesondere wenn drei derartiger Bolzen mit einer Teilung von 120° vorgesehen sind. Hierbei soll auch ein sog. Klicksystem eingesetzt werden, wodurch die Montage bzw. Demontage der Räder besonders einfach „mit einem Handgriff” ausgeführt werden kann. Die Lösung oder Entriegelung der Sperrbolzen kann durch einen schlanken Stift erfolgen und somit eine sichere Ent- bzw. Verriegelung der Räder erzielt werden kann (vgl. letzter Absatz der dortigen Beschreibung). Diese Ausführung mit Rastbolzen ist jedoch noch relativ bauaufwändig, so dass andere „Klickverschlüsse”, wie aus vielen Bereichen bekannt (z. B. werkzeuglose Verriegelung von Hydraulikkupplungen oder auch von Skateboard-Rädern per Knopfdruck; vgl. US 5,961,132 oder WO 2005/084966 mit einem Art Druckknopf) möglichst platzsparend eingesetzt werden sollen.
Zudem weisen bekannte Schnellverschlüsse (vgl. DE 20 2013 104 734 ) durch Schrägflächen an den Verriegelungsprofilen hohe Fertigungskosten auf, da diese Verriegelungsflächen aufwändig gefräst sind, um die geforderte Spielfreiheit aufzuweisen. Selbst bei einer solch genauen Herstellung kann jedoch eine genaue Führung nicht immer sichergestellt werden, was zum Klemmen des Schnellverschlusses führen kann. Dies kann dann die sichere Ent- oder Verriegelung der Räder am Fahrwagen gar unmöglich machen.
Die Aufgabe der vorliegenden, Erfindung ist es daher, einen Fahrwagen zur Verfügung zu stellen, der einen raschen und sicheren Austausch der Räder ermöglicht sowie eine Verringerung der Herstellkosten.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Fahrwagen mit den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
In vorteilhafter Weise lässt sich das jeweilige Rad mit einem Handgriff vom Fahrwagen für Inspektions- oder Sanierungsarbeiten, insbesondere in Kanalrohren, lösen bzw. umgekehrt an diesem verankern. Der Ringspalt zwischen den Rädern und den freien Enden der Antriebswellen, wie zum Aufstecken bzw. Abziehen des jeweiligen Rades erforderlich, ist hierbei in sich verjüngender Form ausgeführt, wobei darin eine Vielzahl von Kugeln in Axialrichtung der Antriebswellen geführt sind. Beim Stand der Technik werden hingegen solche Verriegelungskugeln in Radialrichtung geführt, wobei sich bei längerer Einsatzzeit ein gewisser Verschleiß ergibt (sog. Ausschlagen). Hierdurch werden die Räder nicht mehr exakt geführt. Im Gegensatz dazu wird bei der Erfindung durch den sich in Axialrichtung verjüngenden Ringspalt ein selbsttätiges Nachstellen erzielt, wobei sich eine Art Selbsthemmung der Kugeln ergibt sowie eine exakte Zentrierung. Durch die Verjüngung der Durchmesser des Ringspalts wird zudem eine hohe Verschlusskraft bei geringem Weg erzielt, so dass der gesamte Radverschluss sehr kompakt baut. Weiterhin sind die kegelförmigen Verjüngungen leicht durch die ohnehin vorgesehene Drehbearbeitung am Rad bzw. der Antriebswelle relativ einfach herzustellen.
Bevorzugt verjüngt sich der Ringspalt um etwa 10°, insbesondere durch eine 10° Schräge am Innenumfang des Rades und eine gegenüberliegende 20° Schräge am Außenumfang der Antriebswelle. Es sind jedoch auch andere Winkel möglich, solange eine Kräftezerlegung nach dem bekannten Prinzip der Schiefen Ebene erzielt wird, so dass geringe Axialkräfte (durch eine integrierte Druckfeder in Axialrichtung) in entsprechend höhere Radialkräfte umgesetzt werden. Bevorzugt weist hierbei jede Antriebswelle des Fahrwagens eine zentrale Ausnehmung aufweist, in die ein durch die Druckfeder (oder auch andere Federbauart) beaufschlagter Bolzen eingesetzt ist und dort einrastend gehalten ist. Insbesondere ist dabei der zentrale Käfigbolzen mit einem Federring verrastet, wobei dieser Bolzen mit Axialhub auch der Ver- bzw. Entriegelung dient.
Hierzu trägt der Käfigbolzen insbesondere eine flache Entriegelungsscheibe, die bevorzugt bündig zur Außenseite des Rads ausgerichtet ist, um so in Kanalrohren eine Schmutzanlagerung zu vermeiden. Zudem weist diese Entriegelungsscheibe zum (ungefähr hinter dem Felgen-Innendurchmesser des Rades liegenden) Ringspalt hin einen darin in Axialrichtung eingreifenden Ring auf, der somit als Käfig zur Lagerung der Kugeln dient, insbesondere zur Führung in Axialrichtung bei der Ent- bzw. Verriegelung.
Zur sicheren Drehmomentübertagung des oft leistungsstarken Fahrwagens ist an der Innenseite des Rads (also zum Gehäuse des Fahrwagens hin) ein Mitnehmerprofil vorgesehen, das in einen korrespondierend geformten Mitnehmer eingreift, der bevorzugt einstückig mit der Antriebswelle ausgebildet ist. Vorzugsweise ist der Mitnehmer in Art einer flachen Scheibe geformt und weist drei oder sechs abgerundete Zähne auf, um beim Aufstecken des Rades einen schnellen Formschluss zu erzielen. Somit wird eine passgenaue und einfache Montage der Räder möglich. Dies bietet insbesondere bei der Wartung des Fahrwagens oder beim Austausch einzelner oder aller Räder Vorteile. Zudem können aufgrund von schneller durchführbaren Reparaturen die Wartungs- und Instandhaltungskosten weiter gesenkt werden. Der vorgeschlagene Fahrwagen stellt somit eine besonders einfache Möglichkeit dar, um Rohrleitungen oder Kanäle mit unterschiedlichen Durchmessern zu inspizieren.
Weitere Vorteile, Merkmale und Besonderheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, anhand der schematischen Zeichnungen. Es zeigen:
1 eine Radkonstruktion eines Fahrwagens in Schnittdarstellung;
2 eine vergrößerte Darstellung des Ringspalts gemäss 1; und
3 eine Seitenansicht auf die Innenseite eines Rads des Fahrwagens.
1 zeigt den Radaufbau eines nicht näher dargestellten Fahrwagens (vgl. hierzu z. B. eingangs genannte DE 20 2010 009 646 der Anmelderin). Solche Fahrwagen sind meist mit einem Hubarm ausgerüstet, an dem eine Kamera oder sonstige Anbauteile vorgesehen ist.
Der Fahrwagen umfasst ein Fahrwerk, das z. B. insgesamt acht Räder 2 aufweist, von denen je vier an gegenüberliegenden Gehäuseseiten 4 angeordnet sind. Die Räder 2 ermöglichen eine Bewegung des Fahrwagens in den zu inspizierenden Rohrleitungen oder Kanälen, wobei das jeweilige Rad eine Art Reifen 2' aufweisen kann. Diese können je nach Einsatzzweck unterschiedliche Durchmesser, Reifenprofile, Reifenmaterialen besitzen.
Das jeweilige Rad 2 des Fahrwagens wird auf einer Antriebswelle 6 montiert. Hierzu weist die Antriebswelle 6 am (hier linken) freien Ende zum Rad 2 hin einen Ringspalt 5 auf, um das Aufstecken des jeweiligen Rades 2 zuzulassen. Zum vereinfachten Aufstecken verjüngt sich der Ringspalt 5, wobei zudem zur Zentrierung darin eine Vielzahl von Kugeln 3 in Axialrichtung der Antriebswellen 6 geführt sind. So sind meist ca. ein Dutzend derartiger Kugeln 3 im Ringspalt 5 vorgesehen.
Wie in 2 vergrößert dargestellt ist, verjüngt sich der Ringspalt 5 um etwa 10°, insbesondere durch eine 10° Schräge am (kegelförmigen) Innenumfang des Rades 2 und eine gegenüberliegende 20° Schräge am Außenumfang der Antriebswelle 6. Unterhalb der Kugel 3 ist an der Antriebswelle 6 auch eine Einbuchtung ersichtlich, in welche die Kugel 3 nach Entriegelung zum Abziehen des Rades 2 ausweichen kann. In Montagestellung werden die am Umfang verteilt vorgesehenen Kugeln 3 durch einen Käfig 7c in Axialrichtung geführt und von einer zentralen Feder beaufschlagt, so dass die Kugeln 3 durch den federbeaufschlagten Käfig 7c zum Innenumfang des Rades 2 hin gedrückt werden. Durch die rampenartige Gestaltung (in Art einer Schiefen Ebene) ergibt sich eine hohe Radialkraft zur exakten Zentrierung des Rades 2.
Wie weiterhin aus 1 ersichtlich, weist die Antriebswelle 6 eine zentrale Ausnehmung 6a auf, in der ein federbeaufschlagter Bolzen 7 angeordnet ist, wobei dieser Käfigbolzen 7 mit einem Federring 7a verrastet ist, so dass dieses Element z. b. zur Reinigung axial abgezogen werden kann. In der Ausnehmung 6a ist zur axialen Beaufschlagung des Käfigbolzens 7 eine Druckfeder angeordnet, die den Bolzen 7 so weit nach außen drückt, wie dies der Federring 7a zulässt. Es ist somit ein relativ geringer Axialhub möglich, welcher zum axialen Verschieben der Kugeln 3 im sich verjüngenden Ringspalt und damit zur Verriegelung des Rades 2 dient. Zum Entriegeln wird der Käfigbolzen 7 (gegen die Druckfeder, also in Richtung zu den Gehäuseseiten 4 hin) gedrückt, so dass die Kugeln 3 (wie in 1 strichliert angedeutet) in die vorher genannte Einbuchtung ausweichen können und damit das Rad 2 von der Antriebswelle 6 abgezogen werden kann.
Zur leichteren Entriegelung kann der Bolzen 7 eine Entriegelungsscheibe 7b tragen, die bevorzugt bündig zur Außenseite des Rads 2 ausgerichtet ist. Diese Entriegelungsscheibe 7b weist zum Ringspalt 5 hin einen darin eingreifenden Ring 7c auf, der als Käfig zur Lagerung bzw. axialen Führung bei der Bewegung der Kugeln 3 vorgesehen ist.
Zum Fahrwagen hin ist an der Innenseite des Rads 2 zur Drehmomentübertragung beim Antrieb ein Mitnehmerprofil 2a vorgesehen, das in einen korrespondierend geformten Mitnehmer 6b eingreift, wie in 3 dargestellt. Der Mitnehmer 6b ist bevorzugt einstückig mit der Antriebswelle 6 ausgebildet, kann jedoch auch aufgeschraubt oder geklebt sein. Der Mitnehmer 6b ist als flache Scheibe geformt, so dass sich eine kompakte Bauform ergibt. Zudem sind bevorzugt drei oder sechs abgerundete Zähne 6c vorgesehen, so dass nach Aufstecken des Rades 2 dieses nur um max. 120 oder 60° verdreht werden muss, um in Rasteingriff zu gehen.
Mit diesem „Klicksystem” kann die Montage bzw. Demontage der Räder 2 besonders einfach ausgeführt werden. Zudem wird eine kompakte Bauform des Verriegelungsmechanismus und insgesamt eine sicher funktionierende Ent- bzw. Verriegelung der Räder 2 mit besonders exakter Zentrierung erzielt. Hierdurch kann auch der Verschleiß (Ausschlagen von Bolzen oder Arretierkugeln) erheblich reduziert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 202010009646 [0003, 0015]
US 5961132 [0003]
WO 2005/084966 [0003]
DE 202013104734 [0004]

Claims

Fahrwagen für Inspektions- oder Sanierungsarbeiten, insbesondere in Kanalrohren, mit einem Fahrwerk mit an Gehäuseseiten (4) angeordneten Rädern (2), die von Antriebswellen (6) angetrieben sind, wobei die Antriebswellen (6) an ihren freien Enden zu den Rädern (2) hin einen Ringspalt (5) zum Aufstecken des jeweiligen Rades (2) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Ringspalt (5) verjüngt und darin eine Vielzahl von Kugeln (3) in Axialrichtung der Antriebswellen (6) geführt sind.
Fahrwagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Ringspalt (5) um etwa 10° verjüngt, insbesondere durch eine 10° Schräge am Innenumfang des Rades (2) und eine gegenüberliegende 20° Schräge am Außenumfang der Antriebswelle (6).
Fahrwagen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (6) eine zentrale Ausnehmung (6a) aufweist, in die ein federbeaufschlagter Käfigbolzen (7) einrastbar ist.
Fahrwagen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfigbolzen (7) mit einem Federring (7a) abziehbar verrastet ist.
Fahrwagen nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfigbolzen (7) eine Entriegelungsscheibe (7b) trägt, die bevorzugt bündig zur Außenseite des Rads (2) ausgerichtet ist.
Fahrwagen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Entriegelungsscheibe (7b) zum Ringspalt (5) hin einen darin eingreifenden Ring (7c) aufweist, der als Käfig zur Lagerung der Kugeln (3) vorgesehen ist.
Fahrwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenseite des Rads (2) ein Mitnehmerprofil (2a) vorgesehen ist, das in einen korrespondierend geformten Mitnehmer (6b) eingreift, der bevorzugt einstückig mit der Antriebswelle (6) ausgebildet ist.
Fahrwagen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (6b) flachscheibenförmig ausgebildet ist und bevorzugt drei abgerundete Zähne (6c) aufweist.