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Beschreibung:
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Die Erfindung bezieht sich auf ein fahrbares Gerät für Kanaluntersuchungen
mit einem in dem zu untersuchenden Kanal fahrbaren Kanalwagen mit motorischem, vorzugsweise
elektromotorischem Antrieb, auf dem eine Fernsehkamera montiert ist, einem Elektrokabel,
das mit dem Kanalwagen verbunden ist und zu einer Kabelwinde führt, die auf einem
Fahrzeug, vorzugsweise einem Kraftfahrzeug, montiert ist und einem Bildwiedergabegerät
im Fahrzeug.
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Die Kanaluntersuchung mittels Fernsehkameras ist schon seit längerer
Zeit üblich. Solche Untersuchungen gestatten die Feststellung von Schäden in Kanälen
und die genaue Lokalisierung dieser Schäden. Zur Ortsbestimmung des Kanalwagens
wird die Abwickellänge des Kabels herangezogen. Das Aussehen des Kanalinneren wird
auf dem Bildwiedergabegerät beobachtet. An interessierenden Stellen des Kanales
(oder eines Brunnens) wird das Fernsehbild fotografiert, wobei auf der Aufnahme
auch eine Entfernungsangabe mitfotografiert wird, die angibt, welchen-Ort des Kanales
die Aufnahme zeigt.
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Bekannte Geräte der genannten Art haben eine von Hand bedienbare Kabelwinde,
die von einem Mann bedient wird, der sich außerhalb des Fahrzeuges befindet. Innerhalb
des Fahr-
zeuges befindet sich eine weitere Person, die das Fernsehbild
beobachtet. Der Mann an der Kabelwinde muß das Kabel beobachten und darauf achten,
daß es straff gespannt ist. Das Kabel darf also nur in dem Maße von der Kabelwinde
abgespult werden, wie sich der Kanalwagen weiterbewegt. Bei Rückwärtsfahrt des Kanalwagens
muß das Kabel so schnell aufgewunden werden, daß keine Schleifenbildung entsteht,
da es bei Schleifenbildung vorkommen kann, daß der Kanalwagen das Kabel überrollt,
wobei Schäden entstehen können. Zur Benutzung der bekannten Geräte sind also mindestens
zwei Bedienungspersonen erforderlich, was sich stark auf die Gesamtkosten einer
Kanaluntersüchung auswirkt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät der eingangs genannten
Art so auszubilden, daß Kanaluntersuchungen von einer einzigen Person ausgeführt
werden können.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Kabelwinde
einen motorischen, vorzugsweise elektromotorischen Antrieb und einen hin- und herbeweglichen
Verlegewagen aufweist, daß ein am Elektrokabel antastender Fühler zur Abtastung
der Kabelspannung vorgesehen ist, sowie eine von dem Fühler beeinflußte Regeleinrichtung
zur Konstanthaltung der Kabelspannung, wobei der motorische Antrieb des Kanalwagens
und/oder der Kabelwinde geregelt wird.
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Ein solches Gerät kann von einer einzigen Person bedient werden, da
das ordentliche Verlegen des Kabels auf der Kabelwinde dank des Verlegewagens automatisch
erfolgt und auch die Kabelspannung automatisch konstant gehalten wird, so daß sowohl
bei Vorwärtsfahrt als auch bei Rückwärtsfahrt des Kanalwagens das Kabel die gewünschte
Spannung hat.
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Die Anpassung der Geschwindigkeit des Kanalwagens an die Aufwickelgeschwindigkeit
bzw. Abwickelgeschwindigkeit der Kabelwinde kann auf verschiedene Art und Weise
erfolgen.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform hierfür ist
im Anspruch
2 angegeben.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist gemäß Anspruch
3 am Fahrzeug ein Ausleger angeordnet, an dessen Ende sich eine Umlenkrolle für
das Elektrokabel befindet.
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Mit Hilfe des Auslegers kann das Kabel optimal in den Kanal eingeführt
werden, da der Ausleger über einen Kanalschacht geschwenkt werden kann, selbst wenn
das Fahrzeug einen verhältnismäßig großen Sicherheitsabstand vom Rand des Schachtes
hat. Eine zweite Bedienungsperson ist deshalb selbst bei der Untersuchung solcher
Schächte nicht erforderlich, die eine Einführung des Kabels unmittelbar von oben
her erfordern.
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Der Ausleger ist gemäß Anspruch 4 vorzugsweise in eine Ruheiage schwenkbar.
Dadurch werden die Abmessungen des Fahrzeuges für den Transport reduziert und die
Manövrierung des Fahrzeuges wird erleichtert.
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Gemäß einer Weiterbildung, die in den Ansprüchen 5 und 6 angegeben
ist, ist der Ausleger zu einem Kran weitergebildet.
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Auch diese Maßnahme trägt dazu bei, das Gerät mit nur einer Bedienungsperson
bedienen zu können, da mit Hilfe des Krans auch von einer Person der verhältnismäßig
schwere Kanalwagen bequem in den Kanal abgelassen werden kann.
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Die Abtastung der Kabelspannung kann auf verschiedene Art und Weise
erfolgen. Eine einfache mechanische Möglichkeit hierfür ist im Anspruch 7 angegeben.
Anstelle der dort erwähnten Tastrolle könnte man aber auch eine elektronische Abtastung
vorsehen, z.B. mit Hilfe eines Lichtstrahles. Die mechanische Abtastung ist jedoch
besonders einfach, da der Durchhang des Kabels stufenlos abgetastet wird und direkt
ein Stellglied, z.B. ein Potentiometer, stufenlos verstellt werden kann.
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Die Weiterbildung gemäß Anspruch 8 mit einem Wechselgetriebe im Windenantrieb
hat den Vorteil, daß das Gerät schnell an
verschiedene Verhältnisse
angepaßt werden kann und damit universell verwendbar ist.
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Die Gesamteinteilung nach Anspruch 10 hat den Vorteil, daß der Arbeitsplatz
der einzigen Bedienungsperson gut geschützt ist, was auch mit Rücksicht auf die
empfindlichen elektronischen Geräte an diesem Arbeitsplatz vorteilhaft ist und daß
dennoch die Winde, die bisher von einer zweiten Bedienungsperson gehandhabt wurde,
bequem beobachtet werden kann.Die Beobachtung einer optischen Anzeige des Zählwerkes
(Ansprüche 9 und 11) gestattet eine sichere Kontrolle für die richtige Funktion
der elektronischen Einrichtungen. Aus Sicherheitsgründen kann gemäß Anspruch 12
am Windenantrieb auch eine Handkurbel angeordnet sein, so daß auch bei Störungen
der automatischen Steuerung oder des motorischen Antriebes der Winde das Gerät benutzbar
ist, dann allerdings mit zwei Bedienungspersonen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 eine Gesamtdarstellung des Gerätes im Gebrauchszustand desselben,
Fig. 2 eine gegenüber Fig. 1 vergrößerte Darstellung der Kabelwinde und des Auslegers
samt zugeordneten Teilen und Fig. 3 eine Seitenansicht der Winde entsprechend dem
Pfeil III in Fig. 2 in einem gegenüber Fig. 2 vergrößerten Maßstab.
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Das Gerät hat ein insgesamt mit 1 bezeichnetes Fahrzeug, dessen Innenraum
durch eine Querwand 2 in einen Windenraum 3 und einen Arbeitsraum 4 unterteilt ist.
Im Arbeitsraum 4 befindet sich ein Schrank 5 mit elektronischen Einrichtungen,
unter
anderem einem Bildschirm 6. Vor diesem Schrank ist eine nicht gezeigte Sitzgelegenheit
angeordnet. Im Windenraum 3 ist eine insgesamt mit 7 bezeichnete Kabelwinde angeordnet,
von der ein Kabel 8 zu einem insgesamt mit 16 bezeichneten Kanalwagen führt. Die
genannten Einrichtungen und ihr Zusammenwirken werden nachfolgend im einzelnen beschrieben.
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Die Winde 7 hat eine Kabeltrommel 9 mit Seitenflanschen 9a und 9b.
Die Kabeltrommel ist mittels Zapfen 10 und 11 in einem insgesamt mit 12 bezeichneten
Windengestell gelagert.
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Der Zapfen 10 ist hohl und wird von einer feststehenden Schleifringwalze
13 durchgriffen, an deren äußerem Ende sich ein Stecker 14 mit z.B. 40 Polen befindet.
Auf der Walze befinden sich 40 Schleifbahnen, an denen Schleifkontakte antasten,
die mit der Kabeltrommel 9 verbunden sind.
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An der Kabeltrommel befindet sich ein weiterer Stecker 15, der mit
dem Kabel 8 verbunden ist.
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Parallel zu der Achse der Kabeltrommel 9 erstreckt sich eine sogenannte
Reversierspindel 16, auf der sich zwei sich kreuzende Gewinde befinden, nämlich
ein Rechtsgewinde 17 und ein Linksgewinde 18. Mit der Reversierspindel 16, die drehbar
gelagert ist, wirkt eine Spindelmutter 19 zusammen , die einen Ansatz 20 aufweist,
an dem sich eine Führungsbuchse 21 befindet, die längs einer zur Spindel 16 parallelen
Führungsstange 22 gleitbar ist. Dadurch ist die Spindelmutter 19 undrehbar gehalten.
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Von der Spindelmutter 19 erhebt sich ein Führungskäfig 23, in dem
das Elektrokabel 8 geführt ist. Innerhalb des Führungskäfigs ist auch eine Tastrolle
24 angeordnet, die ein Zählwerk 25 antreibt. Das Zählwerk 25 enthält übliche Zahlenrollen,
so daß der Stand des Zählwerkes optisch ablesbar ist. In Fig. 3 sind die Zahlen
01 sichtbar. Innerhalb des Zählwerks befindet sich auch noch ein Impulsgeber,
der
elektrische Zählimpulse erzeugt, die über ein Kabel 26 in den Elektronikschrank
5 geleitet werden.
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Zum Antrieb der Kabeltrommel 9 dient ein Elektromotor 27, der über
ein Kabel 28 gespeist wird. Auf der Abtriebswelle des Elektromotors 27, als Getriebsmotor
ausgebildet sein kann sitzen verschieden große Kettenräder 29 und 30.
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Diese sind über Ketten 31 und 32 antriebsmäßig mit Kettenrädern 33
und 34 verbunden. Zwischen den Kettenrädern 33 und 34 sitzt ein Kettenrad 35, das
über eine Kette 36 mit einem Kettenrad 37 antriebsmäßig verbunden ist. Mit dem Kettenrad
37 ist eine Kupplungsklaue 38 verbunden, die mit einer Kupplungsklaue 39 in Eingriff
gebracht werden kann. Die Kupplungsklaue ist fest mit dem Lagerzapfen 11 verbunden,
der seinerseite fest mit der Kabeltrommel 9 verbunden ist.
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Die Räder 33, 34 und 35 sind unverschiebbar angeordnet. Das Rad 35
ist mit der Welle 75 dauernd gekuppelt. Je nach gewünschtem Übersetzungsverhältnis
wird das eine oder das andere der Räder 33 und 34 mit der Welle verstiftet. Das
nicht verstiftete Rad kann sich dann relativ zu der Welle 75 drehen.
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Die verhältnismäßig große Lange der Kette 36 gestattet die Verschiebung
dem Rades 37 und damit die Betätigung der Kupplung 38/39 ohne daß die Gefahr besteht,
daß die Kette 36 von einem der Räder 35, 37 abspringt.
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Am Windengestell 12 ist auch ein Planetengetriebe 40 angeordnet, dessen
Antriebswelle 41 mit einer Handkurbel 42 ausgerüste is~c über dieses Planetengetriebe
kann die Kabeltrommel 9 ebenfalls angetrieben werden. Mit dem Kettenrad 27 ist ein
Kettenrad 43 drehfest verbunden, das über eine Kette 44 ein Kettenrad 45 antreibt,
das drehbar mit der Reversierspindel 16 verbunden ist.
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Oberhalb dar Winde 7 ist ein insgesamt mit 46 bezeichneter Ausleger
angeordnet. Der Ausleger ist um einen Zapfen 47
schwenkbar, der
an einem Aussteifungsteil 48 des Fahrzeugaufbaues befestigt ist. Der Ausleger erstreckt
sich über den Zapfen 47 hinaus nach links und stützt sich mit seinem linken Ende
an einer Abstützfläche 49 ab, die konzentrisch zum Schwenkzapfen 47 verläuft. Der
Ausleger 46 hat einen nach unten ragenden Teil 46a, an dessen Ende sich eine Umlenkrolle
50 für das Kabel 8 befindet. An der übergangsstelle vom horizontalen Teil 46b zum
nach unten ragenden Teil 46a ist eine weitere Kabelumlenkrolle 51 angeordnet.
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Der Ausleger 46 ist zugleich der Arm eines Kranes. Dieser Kran hat
eine Winde 51 mit elektromotorischem Antrieb. Von dieser Winde geht ein Kranseil
52 aus, das über eine zur Kabelumlenkrolle 51 koaxiale Kranseilumlenkrolle gelegt
ist und von dort zu einer weiteren Kranseilumlenkrolle 54 führt. Am Ende des Kranseiles
52 befindet sich ein Kranhaken 55.
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An dem Kabelführungskäfig 23 ist ein Arm 56 schwenkbar gelagert, an
dessen Ende sich eine Tastrolle 57 befindet.
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Am Ende des Tastarmes 56 ist auch eine Verstellstange 58 angelenkt,
deren anderes Ende bei 59 an ein elektrisches Stellglied, nämlich ein Potentiometer
60 angelenkt ist.
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Der Kanalwagen 16 (siehe Fig. 1) hat ein Gestell 61 mit vier Rädern
6?. Mindestens ein Radpaar ist mittels eines am Kanalwagen befindlichen Elektromotors
antreibbar. Die Energiezufuhr zu dem Elektromotor erfolgt über das Kabel 8.
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Am hinteren Ende des Gestells 61 befindet sich eine Öse 64, an der
der Kranhaken 55 einhängbar ist.
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Auf dem Kanalwagengestell ist eine Fernsehkamera 63 montiert, die
ein Weitwinkelobjektiv enthält, was durch die gepunkteten Linien 65 angedeutet ist.
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Zur Ausrüstung gehört auch eine Kabelumlenkrolle 66, die mit einem
Gestell 67 am Eingang des zu untersuchenden Kanales 68 abgestützt werden kann.
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Neben dem Arbeitsplatz befindet sich in der Querwand 2 ein Fenster
69 (siehe auch Fig. 2), durch das der vor dem Elektronikschrank 5 sitzende Kanaluntersucher
die Arbeit der Winds und das Zählwerk 25 beobachten kann.
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Mit dem Gerät wird wie folgt gearbeitet.
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Aufgrund der erfindungsgemäßen Konstruktion kann eine Kanaluntersuchung
von einer einzigen Person durchgeführt werden. Hierbei wird zunächst das Fahrzeug
in eine geeignete Position zu einem Kanalschacht 70 gebracht, nämlich @@ eine solche
Position, daß bei ausgeschwenktem Ausleger 26 die vordere Kabelumlenkrolle 50 über
der Schachtöffnung liegt. Während des Transportes ist der Ausleger eingeschwenkt.
Es steht dann etwa 90° versetzt zu der Stellung nach den Fig. 1 und 2, d.h. er liegt
quer zur Längsrichtung des Fahrzeuges 1 und vollständig innerhalb des Windenabteiles
3. Die Bedienungsperson läßt nun den verhältnismäßig schweren Kanalwagen 16 mit
Hilfe der Elektrowinde 51 in den Kanal ab. Der Kanalwagen ist hierbei mit seiner
Öse 64 an den Kranhaken 55 angehängt. Der Kanalwagen wird in den Kanal 68 bugsiert
und die Umlenkrolle 66 wird in Position gebracht. Danach kann die Kanaluntersuchung
beginnen.
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Wenn der Kanalwagen 65 nach links fährt, wird die Fahrgeschwindigkeit
des Kanalwagens vorgegeben. Der Kanalwagen zieht dann das Elektrohebel von der Winde
7 ab. Hierbei wird die tinde 7 angetrieben, und r mit solcher Geschwindigkeit, daß
das Hebel 8 in etwa eine gleichbleibende Spannung behält. Dies wird durch den Tastarm
56 erreicht, der mit seinem Eigengewicht über die Tastrolle 57 auf dem Kabelstück
aufliegt, das sich zwischen dem Führungskäfig 23 und der Umlenkrolle 51 erstreckt.
Wenn die Kabelspannung nachläßt, sinkt der Arm 56 nah unten, wodurch das Potentiometer
60 verstellt wird, da ja er die Verstellstange 58 eine Verdrehung des Potentiometers
statifindet. Dadurch wird die
Regeleinrichtung für den Antrieb
der Winde in dem Sinne beeinflußt, daß der Antrieb der Winde verlangsamt wird. Wenn
die Kabelspannung zu stark wird, wird der Arm 56 angehoben. Die Regeleinrichtung
bewirkt dann eine Beschleunigung des Antriebes der Winde. In Fig. 2 ist mit ausgezogenen
Linien die tiefste Stellung des Armes 56 und mit gestrichelten Linien die höchste
Stellung des Armes 56 gezeichnet. Bei der gezeigten untersten Stellung hat das Kabel
8 keine Spannung, während es bei der höchsten gestrichelten Stellung gerade ausgespannt
ist. Während des Betriebes befindet sich der Arm im Idealfall zwischen den beiden
Extremstellungen.
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Das von der Fernsehkamera aufgenommene Bild (am Kanalwagen befindet
sich selbstverständlich auch eine Lichtquelle, die die nötige Helligkeit für Fernsehaufnahmen
erzeugt) wird am Bildschirm 6 beobachtet. Neben dem Bildschirm, 6 befindet sir 1
ne Anzeigetafel, auf der die Einfahrtiefe, gerechnet s dem Beginn der. Fahrstrecke
am Schacht 70, laufend in Leuchtziffern angezeigt wird. Diese Anzeige wird über
die elektrischen Zählimpulse gesteuert, die vom Zählwerk 25 abgegeben werden. Der
Be-.obachter kann den Kanalwagen an jeder beliebigen Stelle anhalten lassen, um
z.B. kritische Stellen näher zu untersuchen.
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Vor dem Bildschirm 6 und der Anzeigetafel 74 befindet sich ein Fotoapparat,
mit dem auf dem Bildschirm 6 erscheinende Bilder zusammen mit der Anzeige auf der
Anzeigetafel 71 fotografisch festgehalten werden können. Dadurch ist eine eindeutige
Zuordnung des Bildes zu der Stelle des Kanales gegeben.
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Beim Zurückfahren des Kanalwagens 16 ist die Aufwickelgeschwindigkeit
der Winde vorgegeben und die Fahrgeschwindigkeit des Kanalwagens wird geregelt.
Auch hier erfolgt die Regelung in Abhängigkeit von der Kabelspannungw d.-h. die
Kabelspannung wird im wesentlichen konstant gehalten. Man vermeidet dadurch eine
Schleifenbildung des Ka-bels und die Gefahr, daß das Kabel vom Kabelwagen überrollt
werden könnte.
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Je nach Durchmesser des Kanales 68 wird der Kanalwagen 16 mit verschieden
großen Rädern 62 bestückt. Im allgemeinen kommt man mit zwei Radsätzen verschiedener
Raddurchmesser aus.
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Die Räder werden in dem Zubehörschrank 72 aufbewahrt. Wenn der Kanalwagen
mit großen Rädern bestückt ist, wird im Windenantrieb das Rad 34 mit der Welle 75
verstiftet, so daß die Winde richtig auf den Antriebsmotor des Kanalwagens abgestimmt
ist. Ist der Kanalwagen mit den kleineren Rädern bestückt, wird das Rad 33 mit der
Welle 75 verstiftet.
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Beim Betrieb der Winde wandert der Führungsschlitten 23 längs der
Windentrommel hin und her. Dadurch erreicht man ein sauberes Aufwickeln des Kabels.
Die Bewegungsumkehr am Ende der Trommel erfolgt automatisch aufgrund der zwei Gewinde
17 und 18. Die Steigung des Gewindes sowie die Übersetzung vom Rad 43 zum Rad 45
sind so aufeinander abgestimmt, daß der Führungskäfig 23 pro Umdrehung der Trommel
um eine Kabeldicke verschoben wird.
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Anstelle eines Kanalwagens 16 kann auch ein Kanalschlitten 73 verwendet
werden, wenn der Kanal 74 für einen Kanalwagen im Durchmesser zu klein ist. Allerdings
hat ein solcher Schlitten keinen Eigenantrieb, sondern kann nur durch Ziehen am
Kabel 8 durch den Kanal 74 bewegt werden.
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Bei einer Störung des Windenantriebes kann auch, wie bisher, die Winde
von Hand betrieben werden. In diesem Fall wird die Kupplung 38/39 gelöst (in Fig.
3 dargestellt), wonach der Elektromotor 27 abgekuppelt ist. Die Trommel kann nun
mit der Handkurbel 42 über das Planetengetriebe 40 angetrieben werden.
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Bei Beendigung der Arbeiten wird der Kanalwagen 16 mit Hilfe der Kranwinde
51 an der Öse 64 herausgezogen.