DE29603775U1 - Vehicle for cleaning sewers - Google Patents
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Description
Fahrzeug zur Reinigung von KanälenVehicle for cleaning canals
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug zur Reinigung von im Querschnitt rechteckigen Kanälen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a vehicle for cleaning channels with a rectangular cross-section according to the preamble of claim 1.
Insbesondere dient die Erfindung der Reinigung von horizontal verlaufenden Luftkanälen und klimatechnischen Kanälen; sie kann jedoch auch bei anderen Kanalarten, beispielsweise bei rechteckigen Ab wasser kanälen, eingesetzt werden.In particular, the invention is used to clean horizontal air ducts and air conditioning ducts; however, it can also be used for other types of ducts, for example rectangular sewer ducts.
Es sind Fahrzeuge zur Kanalreinigung im Handel, welche motorisch angetrieben und ferngesteuert sind und üblicherweise eine Videokamera mit zugehöriger Beleuchtungseinrichtung zur optischen Erfassung des zu reinigenden Kanals aufweisen. Das Bild dieser Kamera wird an einem entfernt liegenden Monitor ausgewertet und das Fahrzeug von dort aus ferngesteuert. Die bekannten Fahrzeuge eignen sich vornehmlich zur Reinigung von im Querschnitt runden Kanälen, da sie einen in Fahrtrichtung nach vorn herausragenden Ausleger aufweisen, welcher an seinem Ende eine rotierende Bürste trägt. Die Bürste rotiert im wesentlichen um die Achse des Auslegers, also kreisförmig, wobei der Außendurchmesser der Bürste etwa dem Innendurchmesser des zu reinigenden, runden Kanals entspricht. Hierdurch wird die Kanalinnenseite zufriedenstellend gereinigt.There are vehicles for cleaning sewers on the market that are motor-driven and remote-controlled and usually have a video camera with associated lighting equipment for optically capturing the sewer to be cleaned. The image from this camera is evaluated on a remote monitor and the vehicle is remotely controlled from there. The known vehicles are primarily suitable for cleaning sewers with a round cross-section, as they have a boom that protrudes forward in the direction of travel and has a rotating brush at the end. The brush essentially rotates around the axis of the boom, i.e. in a circle, with the outer diameter of the brush roughly corresponding to the inner diameter of the round sewer to be cleaned. This cleans the inside of the sewer satisfactorily.
Derartige Fahrzeuge eignen sich jedoch nicht zur Reinigung von Kanälen, welche im Querschnitt rechteckig sind, da die runde Bürste, welche um eine in Kanalrichtung verlaufende Achse rotiert, nur die Mittelbereiche der Wandungen des Kanals reinigen, nicht jedoch in dessen vier Innenkanten vordringen kann.However, such vehicles are not suitable for cleaning channels that are rectangular in cross-section, since the round brush, which rotates around an axis running in the direction of the channel, can only clean the middle areas of the channel walls and cannot penetrate into its four inner edges.
Es wurden daher bereits Fahrzeuge entwickelt, welche ebenfalls einen nach vorn ragenden Ausleger aufweisen, der eine um eine horizontale Achse rotierende Bürste trägt. Der Reinigungsquerschnitt dieser Bürste kann so gewählt werden, daß er etwa dem Innenquerschnitt des zu reinigenden Rohrs entspricht, wodurch auch die Innenkanten gereinigt werden. Dennoch weisen diese Fahrzeuge eine Reihe von Nachteilen auf.Vehicles have therefore already been developed which also have a forward-projecting boom which carries a brush rotating around a horizontal axis. The cleaning cross-section of this brush can be selected so that it roughly corresponds to the inner cross-section of the pipe to be cleaned, which also cleans the inner edges. However, these vehicles have a number of disadvantages.
Zum einen muß nämlich bei jeder Änderung der Innenabmessungen des zu reinigenden Kanals eine neue Bürste benutzt werden. In der Praxis ändern sich die Innenabmessungen von Luft- und Klimakanälen sehr häufig, da nach Abzweigungen oder Gabelungen ein Kanal großen Querschnitts häufig in mehrere Kanälen kleineren Querschnitts übergeht und bei Zuleitungen sich der Querschnitt wieder vergrößert. Bei diesen Fahrzeugen sind oft Bürstenwechsel erforderlich, nachdem das Fahrzeug nur wenige Meter im Kanal zurückgelegt hat. Falls ein Kanal mit einer Engstelle beginnt, sich dann erweitert und anschließend wieder verengt, ist es überhaupt nicht möglich, diese Vorrichtungen zu benutzen, da die große Bürste für die Kanalmitte durch den engen Anfangs bereich des Kanals nicht zu ihrem Einsatzort gebracht werden kann.Firstly, a new brush must be used every time the internal dimensions of the duct to be cleaned change. In practice, the internal dimensions of air and climate ducts change very frequently, since after branches or forks, a duct with a large cross-section often turns into several ducts with a smaller cross-section, and the cross-section increases again at feeder lines. With these vehicles, brush changes are often necessary after the vehicle has only travelled a few metres in the duct. If a duct begins with a narrow section, then widens and then narrows again, it is not possible to use these devices at all, since the large brush for the middle of the duct cannot be brought to its place of use through the narrow initial area of the duct.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Fahrzeuge mit horizontal rotierender Bürste besteht darin, daß der abgelöste und aufgewirbelte Schmutz sowohl nach vorn, also in Fahrtrichtung des Fahrzeugs, als auch nach hinten, getrieben wird. In der Regel wird ein derartiges Reinigungsfahrzeug jedoch mit einer Absaugvorrichtung benutzt, welche in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug aus einer Öffnung des Kanals die Luft und den aufgewirbelten Schmutz absaugt. Diese Absaugvorrichtung saugt nur den vor dem Fahrzeug befindlichen Schmutz effektiv ab, nicht jedoch den hinter das Fahrzeug getriebenen Schmutz. Es sind also mehrere kostenintensive und zeitaufwendige Reinigungsdurchgänge erforderlich, um einen sauberen Kanal zu erhalten.Another disadvantage of the known vehicles with horizontally rotating brushes is that the loosened and swirled dirt is driven both forwards, i.e. in the direction of travel of the vehicle, and backwards. As a rule, however, such a cleaning vehicle is used with a suction device, which sucks the air and the swirled dirt out of an opening in the channel in front of the vehicle in the direction of travel. This suction device only effectively sucks away the dirt in front of the vehicle, but not the dirt driven behind the vehicle. Several costly and time-consuming cleaning passes are therefore required to obtain a clean channel.
Es besteht somit die Aufgabe, ein Fahrzeug zur Reinigung von im Querschnitt rechteckigen Kanälen so weiterzubilden, daß es bei verschiedenen Kanalabmessungen universell einsetzbar ist und bei nur einem Durchlauf einen hohen Reinigungseffekt erzielt.The task is therefore to further develop a vehicle for cleaning channels with a rectangular cross-section so that it can be used universally for different channel dimensions and achieves a high cleaning effect in just one pass.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.This problem is solved with the characterizing features of claim 1. Advantageous embodiments can be found in the subclaims.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher beschrieben, welche zeigen:An embodiment of the invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawings, which show:
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Fahrzeug zur Kanalreinigung, wobei jeder Ausleger in zwei Verschwenkstellungen dargestellt ist; Fig. 1 is a plan view of a sewer cleaning vehicle, with each boom shown in two pivoting positions;
Fig. 2 eine Vorderansicht des in Figur 1 dargestellten Fahrzeugs, wobei sich die Ausleger in einer mittleren Verschwenkstellung befinden und die Bürsten in einer ausgefahrenen Stellung gestrichelt dargestellt sind; und Fig. 2 is a front view of the vehicle shown in Figure 1, with the booms in a central pivot position and the brushes shown in dashed lines in an extended position; and
Fig. 3 eine Seitenansicht der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung, wobei die Bürsten in einer ausgefahrenen Stellung gestrichelt eingezeichnet sind. Fig. 3 is a side view of the device shown in Figure 1, with the brushes shown in dashed lines in an extended position.
Zur Beschreibung des erfindungsgemäßen Fahrzeugs 4 beziehen sich die Begriffe vorn und hinten auf die Fahrtrichtung 7 des Fahrzeugs 4 und die Begriffe unten und oben auf den Boden, auf welchem das Fahrzeug 4 fährt bzw. die Oberseite des FahrzeugsTo describe the vehicle 4 according to the invention, the terms front and rear refer to the direction of travel 7 of the vehicle 4 and the terms bottom and top to the ground on which the vehicle 4 travels or the top of the vehicle
Das Fahrzeug 4 besitzt ein Gehäuse, an dessen Seiten jeweils ein Antriebsrad 21 hervorsteht. Beide Antriebsräder 21 sind kolinear auf einer Achse angeordnet und werden von einem Elektromotor im Inneren des Fahrzeugs 4 angetrieben. Die Steuerung dieses Elektromotors und der weiteren Einrichtungen des Fahrzeugs 4 erfolgt über eine Steuerbuchse 30, an welche ein Kabel angeschlossen ist, das zu einer Fernsteuerungseinheit führt. Über diese Steuerbuchse 30 laufen auch Videoverbindungen, Stromverbindungen und Pneumatikverbindungen, wie sie später beschrieben werden.The vehicle 4 has a housing, on each side of which a drive wheel 21 protrudes. Both drive wheels 21 are arranged colinearly on an axle and are driven by an electric motor inside the vehicle 4. This electric motor and the other devices of the vehicle 4 are controlled via a control socket 30, to which a cable is connected that leads to a remote control unit. Video connections, power connections and pneumatic connections, as described later, also run via this control socket 30.
Jedes Antriebsrad 21 treibt einen Zahnriehmen 22 bzw. 23, welcher über jeweils einen Radsatz 24 läuft und auch unmittelbar mit dem Boden in Berührung ist. Alternativ hierzu kann ein Rad des Radsatzes 24 vom Elektromotor angetrieben werden und das Antriebsrad 21 dient dann als Spannvorrichtung für die Zahnriemen 22 bzw. 23.Each drive wheel 21 drives a toothed belt 22 or 23, which runs over a wheel set 24 and is also in direct contact with the ground. Alternatively, a wheel of the wheel set 24 can be driven by the electric motor and the drive wheel 21 then serves as a tensioning device for the toothed belts 22 or 23.
Auf seiner Oberseite weist das Fahrzeug 4 eine Videokamera 25 auf, welche vorzugsweise als CCD-Kamera ausgebildet ist. Dieser Videokamera 25 zugeordnet sind (nicht dargestellte) Beleuchtungseinrichtungen zur Ausleuchtung des zu reinigendenOn its upper side, the vehicle 4 has a video camera 25, which is preferably designed as a CCD camera. This video camera 25 is assigned lighting devices (not shown) for illuminating the area to be cleaned.
Kanals. Die Verbindung der Videokamera 25 und der Beleuchtungseinrichtungen mit der Fernsteuerung erfolgt ebenfalls über die Steuerbuchse 30.channel. The video camera 25 and the lighting devices are also connected to the remote control via the control socket 30.
Im Bereich seiner Vorderseite, im dargestellten Ausführungsbeispiel links und rechts von der Videokamera 25 sind zwei Ausleger 2 bzw. 12 gelagert. Jeder Ausleger ist um seine Lagerachse 3 bzw. 13 verschwenkbar, wobei die Verschwenkung vorzugsweise über im Inneren des Fahrzeugkorpus angeordnete Stellmotoren erfolgt. Diese können elektrisch oder pneumatisch arbeiten. Zwei Verschwenkstellungen der Ausleger 2 bzw. 12 sind in Figur 1 dargestellt. In einer ersten, mit durchgezogenen Linien eingezeichneten, Verschwenks teilung sind die beiden Ausleger 2 bzw. 12 im wesentlichen in Fahrtrichtung 7 nach vorn gerichtet. In der zweiten, gestrichelt eingezeichneten, Verschwenkstellung sind die beiden Ausleger 2 bzw. 12 nach hinten gerichtet. Diese Stellung ist mit apostrophierten Bezugszahlen 2' bzw. 12' gekennzeichnet. In the area of its front, in the illustrated embodiment to the left and right of the video camera 25, two booms 2 and 12 are mounted. Each boom can be pivoted about its bearing axis 3 and 13, with the pivoting preferably taking place via servomotors arranged inside the vehicle body. These can operate electrically or pneumatically. Two pivoting positions of the booms 2 and 12 are shown in Figure 1. In a first pivoting position, shown in solid lines, the two booms 2 and 12 are directed essentially forwards in the direction of travel 7. In the second pivoting position, shown in dashed lines, the two booms 2 and 12 are directed backwards. This position is marked with apostrophized reference numbers 2' and 12'.
Am Ende jedes Auslegers 2 bzw. 12 ist eine Bürste 1 bzw. 11 um eine ebenfalls vertikale Achse 5 bzw. 15 drehbar gelagert. Der Antrieb dieser Bürste erfolgt vorzugsweise pneumatisch über Pneumatikkanäle, welche aus dem Fahrzeug 4 kommen und durch die Ausleger 2 bzw. 12 zur Bürste 1 bzw. 11 verlaufen. Die Bersten rotieren mit einer Drehzahl zwischen 100 und 1000 Umdrehungen pro Minute. Der Drehsinn beider Bürsten 1 bzw. 11 ist entgegengesetzt und durch Pfeile 31 bzw. 32 in Figur 1 dargestellt. Der Drehsinn ist so gewählt, daß bei nach vorn geschwenkten Auslegern 2 bzw. 12 die einander abgewandten Seiten 6 bzw. 16 der Bürsten 1 bzw. 11 sich in Fahrtrichtung 7, also nach vorn bewegen.At the end of each boom 2 or 12, a brush 1 or 11 is mounted so that it can rotate about an axis 5 or 15, which is also vertical. This brush is preferably driven pneumatically via pneumatic channels that come from the vehicle 4 and run through the boom 2 or 12 to the brush 1 or 11. The brushes rotate at a speed of between 100 and 1000 revolutions per minute. The direction of rotation of both brushes 1 or 11 is opposite and is shown by arrows 31 or 32 in Figure 1. The direction of rotation is selected so that when the booms 2 or 12 are swiveled forward, the sides 6 or 16 of the brushes 1 or 11 facing away from each other move in the direction of travel 7, i.e. forward.
Unter besonderer Bezugnahme auf die Figuren 2 und 3 werden im folgenden die Bürsten 1 bzw. 11 beschrieben. Diese bestehen aus einem, die Drehmechanik beinhaltenden Kern und den eigentlichen strichpunktiert eingezeichneten, Bürsten. Als Material für diese Bürsten eignet sich jedes bekannte Material, vorzugsweise Kunstfasern. With particular reference to Figures 2 and 3, the brushes 1 and 11 are described below. These consist of a core containing the rotating mechanism and the actual brushes shown in dash-dot lines. Any known material is suitable for these brushes, preferably synthetic fibers.
Aus den Figuren 2 und 3 geht hervor, daß jede Bürste 1 bzw. 11 aus zwei TeilenFrom Figures 2 and 3 it can be seen that each brush 1 or 11 consists of two parts
besteht, nämlich einem unteren Teil 8 bzw. 18 und einem oberen Teil 9 bzw. 19. Die unteren Teile 8 bzw. 18 sind unterhalb der zugehörigen Ausleger 2 bzw. 12 angeordnet, während die oberen Teile 9 bzw. 19 oberhalb dieser Ausleger 2 bzw. 12 angeordnet sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die oberen Teile 9 bzw. 19 der Bürsten 1 bzw. 11 in die mit doppelt apostrophierten Bezugszahlen gekennzeichneten Stellungen verschiebbar. Die gesamte Anordnung wird dadurch höhenverstellbar. Die Verschiebung der oberen Teile 9 bzw. 19 der Bürsten 1 bzw. 11 erfolgt vorzugsweise ebenfalls pneumatisch durch in den Auslegern 2 bzw. 12 verlaufende Pneumatikkanäle, welche in einem Stauraum in den Bürsten 1 bzw. 11 enden.consists of a lower part 8 or 18 and an upper part 9 or 19. The lower parts 8 or 18 are arranged below the associated arms 2 or 12, while the upper parts 9 or 19 are arranged above these arms 2 or 12. In the embodiment shown, the upper parts 9 or 19 of the brushes 1 or 11 can be moved into the positions marked with double apostrophe reference numbers. The entire arrangement is thus height-adjustable. The upper parts 9 or 19 of the brushes 1 or 11 are preferably also moved pneumatically by means of pneumatic channels running in the arms 2 or 12, which end in a storage space in the brushes 1 or 11.
In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Ausleger 2 bzw. 12 Sensoren auf, welche die seitlichen Innenwandungen des zu reinigenden Kanals detektieren und die (maximale) seitliche Verschwenkung der Ausleger 2 bzw. 12 entsprechend begrenzen. Alternativ hierzu können die Ausleger 2 bzw. 12 auch nach außen federbelastet vorgespannt sein, müssen also beim Einführen des Fahrzeugs 4 in den zu reinigenden Kanal nach innen gedruckt werden und schmiegen sich dann von selbst der Innenwandung des Kanals an.In a preferred embodiment, the booms 2 and 12 have sensors which detect the lateral inner walls of the channel to be cleaned and limit the (maximum) lateral pivoting of the booms 2 and 12 accordingly. Alternatively, the booms 2 and 12 can also be pre-tensioned outwards by a spring, i.e. they must be pressed inwards when the vehicle 4 is introduced into the channel to be cleaned and then automatically conform to the inner wall of the channel.
Das Fahrzeug funktioniert wie folgt:The vehicle works as follows:
Der zu reinigende Kanal wird zunächst geöffnet und das Fahrzeug 4 wird mit nach vorn geschwenkten Auslegern 2 bzw. 12 in den Kanal eingeführt. Anschließend werden die Steuerbuchse 30 die notwendigen Versorgungsleitungen, insbesondere Pneumatikleitungen, Stromleitungen, Videoleitungen und Datenleitungen angeschlossen. Nach einer Funktionsprüfung kann das Fahrzeug 4 dann den Reinigungsbetrieb aufnehmen. The channel to be cleaned is first opened and the vehicle 4 is introduced into the channel with the booms 2 and 12 swung forward. The necessary supply lines, in particular pneumatic lines, power lines, video lines and data lines, are then connected to the control socket 30. After a functional test, the vehicle 4 can then start cleaning operations.
Hierzu werden zunächst die Bürsten 1 und 11 in den Pfeilrichtungen 31 und 32 in Rotation versetzt, wobei eine Rotationsgeschwindigkeit von 700 Umdrehungen pro Minute gewählt wird. Anschließend werden die Sensoren zur Detektion der Kanalbreite aktiviert, wodurch die Ausleger 2 und 12 so weit nach außen geschwenktTo do this, brushes 1 and 11 are first set in rotation in the directions of the arrows 31 and 32, with a rotation speed of 700 revolutions per minute being selected. The sensors for detecting the channel width are then activated, causing the arms 2 and 12 to be swivelled outwards as far as possible.
werden, bis die Bürsten 1 und 11 die seitlichen Wandungen des zu reinigenden Kanals erreichen und einen leichten, vorbestimmten Druck darauf ausüben. Daraufhin wird die Höhenverstelleinrichtung der oberen Teile 9 und 19 der Bürsten 1 und 11 mit Druckluft beaufschlagt, wodurch diese oberen Teile ausfahren und sich der Höhe des zu reinigenden Kanals anpassen. Dies kann entweder durch Anschlag erfolgen oder durch weitere Sensoren, welche die Kanalhöhe detektieren und die oberen Teile 9 und 19 auf ein vorbestimmtes Maß ausfahren.until the brushes 1 and 11 reach the side walls of the channel to be cleaned and exert a light, predetermined pressure on them. The height adjustment device of the upper parts 9 and 19 of the brushes 1 and 11 is then pressurized with compressed air, causing these upper parts to extend and adjust to the height of the channel to be cleaned. This can be done either by a stop or by additional sensors which detect the channel height and extend the upper parts 9 and 19 to a predetermined level.
Anschließend wird das Fahrzeug 4 durch Betätigen des Antriebs 21 in Bewegung gesetzt. Die übliche Fahrgeschwindigkeit liegt zwischen 1 und 6 cm pro Sekunde. Während der Bewegung des Fahrzeugs 4 werden die -Ausleger 2 und 12 um ihre Achsen 3 und 13 oszillierend geschwenkt, wobei die Oszillation gegensinnig oder gleichsinnig erfolgen kann. Jedenfalls muß die Oszillationsbewegung, verglichen mit der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 4, schnell erfolgen, damit alle Teile des Kanals gereinigt werden. Die Osziallationsbewegung der Ausleger 2 und 12 hat den Vorteil, daß nicht nur die Seitenwandungen und die Innenkanten des Kanals gereinigt werden, sondern auch dessen Boden und dessen Decke.The vehicle 4 is then set in motion by actuating the drive 21. The usual travel speed is between 1 and 6 cm per second. During the movement of the vehicle 4, the booms 2 and 12 are pivoted in an oscillating manner about their axes 3 and 13, whereby the oscillation can take place in opposite or in the same direction. In any case, the oscillation movement must be fast compared to the travel speed of the vehicle 4 so that all parts of the channel are cleaned. The oscillation movement of the booms 2 and 12 has the advantage that not only the side walls and the inner edges of the channel are cleaned, but also its floor and ceiling.
Verändern sich nun die Innenabmessungen des Kanals, so ist das Fahrzeug 4 in der Lage, sich diesen Änderungen anzupassen. Verengt sich der Kanal beispielsweise, wird dies von den die Kanalbreite detektierenden Sensoren erfaßt und die maximale Verschwenkung der Ausleger 2 und 12 wird entsprechend begrenzt. Erweitert sich der Kanal in seitlicher Richtung, so wird dies auch von den Sensoren erfaßt und die maximale Auslenkung der Ausleger 2 und 12 wird vergrößert. Erhöht sich der Kanal, so werden die oberen Teile 9 und 19 der Bürsten 1 und 11 weiter nach oben ausgefahren. Erniedrigt sich der Kanal, so werden diese oberen Teile 9 und 19 eingezogen.If the inner dimensions of the channel change, the vehicle 4 is able to adapt to these changes. If the channel narrows, for example, this is detected by the sensors that detect the channel width and the maximum pivoting of the booms 2 and 12 is limited accordingly. If the channel widens in a lateral direction, this is also detected by the sensors and the maximum deflection of the booms 2 and 12 is increased. If the channel increases in height, the upper parts 9 and 19 of the brushes 1 and 11 are extended further upwards. If the channel decreases in height, these upper parts 9 and 19 are retracted.
Durch die Wahl der Rotationsrichtung der Bürsten 1 und 11 in den Pfeilrichtungen 31 und 32 wird gewährleistet, daß aufgewirbelter Schmutz ausschließlich nach vorne getrieben wird, also in Richtung auf die weiter vorn montierte Absauganlage.By selecting the direction of rotation of the brushes 1 and 11 in the directions of the arrows 31 and 32, it is ensured that any dirt that is thrown up is only driven forwards, i.e. in the direction of the suction system mounted further forward.
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Das Fahrzeug ist also sowohl in der Lage, sich verändernden Innenabmessungen des zu reinigenden Kanals anzupassen, als auch, den gelösten Schmutz vollständig nach vorn in Richtung auf die Absauganlage zu transportieren. Es ist somit nur ein Reinigungsdurchgang erforderlich und es können auch schwer zugängliche Kanalbereiche zuverlässig gereinigt werden.The vehicle is therefore able to adapt to changing internal dimensions of the channel to be cleaned and also to transport the loosened dirt completely forwards towards the suction system. Only one cleaning pass is therefore required and even difficult to access channel areas can be reliably cleaned.
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