DE3206033A1

DE3206033A1 - Zugkarre zur fortbewegung in rohren

Info

Publication number: DE3206033A1
Application number: DE19823206033
Authority: DE
Inventors: Galimsjan Manapovi&ccaron; Almetievsk Achmadiev; Il'ja Aleksandrovi&ccaron; Buvajlo; Petr Ivanovi&ccaron; Kazan' Jastrebov; Vasilij Michajlovi&ccaron; Morgun; Feliks Iljasovi&ccaron; Mutin
Original assignee: BUVAJLO IL'JA ALEKSANDROVIC
Current assignee: BUVAJLO IL'JA ALEKSANDROVIC
Priority date: 1981-02-24
Filing date: 1982-02-19
Publication date: 1982-09-16
Also published as: FR2500420A1; JPS57163795A; FR2500420B1; DE3206033C2; CA1187334A; US4457236A

Description

-: :" : a 9 : * Februar 1982 .:- .-* P-9O^:"353*

Die vorliegende Erfindung betrifft Rohrleitungstransportmittel, und zwar eine Zugkarre zur Fortbewegung in Honren.
Die vorliegende Erfindung kann am zweckmäßigsten für die Fortbewegung von diagnostischen, Reinigungs-, Anstreich- und anderen Vorrichtungen in Hohren mit geringem Durcnmesser von 250 — 200 nun. und weniger in der Erdöl und Erdgas gewinnenden Industrie unter den Bedingungen verschiedener Gewinnungsstätten angewendet werden.

Die erfindungsgemäße Zugkarre zur Fortbewegung in Rohren kann aucn zur Fortbewegung von diagnostischen, Reinigungs- - und Anstreiohv or richtungen in Rohren mit geringem Durchmesser in der chemischen, Nahrungsmittel- und anderen Industriezweigen, aber auch in der Kommunalwirtschaft eingesetzt werden.

Bekannt ist eine Zugkarre zur Fortbewegung in Rohren, die Reibrollen enthält. Die Reibrollen sind auf einer Welle mit elastischem Andruck in gewisser Entfernung von der Drehachse der Welle und gleichmäßig um die Welle herum verteilt montiert.

Außerdem sind die Reibrollen in Längsrichtung der Welle in gewisser Entfernung voneinander angebracht. Dabei werden 12 Reibrollen benötigt* Die Reibrollen sind für das Zusammenwirken mit der Innenfläche des Rohrs vorgesehen.

Die Drehachsen der Reibrollen verlaufen unter einem spitzen Winkel zur Drehachse der Welle.

Die auf der Welle befestigten Reibrollen dienen dem Zusammenwirken mit der Innenfläche des Rohrs, indem sie<-> > auf Schraubenlinien über die Innenfläche des Rohrs rollen. <£ei von einem Antrieb ausgehender Drehung der WeIIe^ Auf diese Weise vermitteln die Reibrollen der Zugkarre eine Vorwärtsbewegung entlang des Rohre.

Die Reibrollen stehen durch den elastischen Andruck mit der Oberfläche des Rohrs unter einer gewissen Kraft in Kontakt, wodurcn ein ausreichender Reibungsohluß mit dem Rohr und die Zugkraft der Karre erzeugt wird.

Die Welle ist über eine Kupplung mit dem Antrieb verbunden.

Als Antrieb dient ein Elektromotor (siehe z.B. Urheberschein der UdSSR Nr. 481748 XPC F161 59/14 vom 25.12.1972).

Die bekennte Zugkarre zur Fortbewegung in Rohren ist duroh mangelhafte Betriebssicherheit und verhältnismäßig komplizierte Konstruktion gekennzeicnnet, was hauptsächlich durch die oben beschriebene Anordnung der Reibrollen um die Welle verursacht wird.

Infolge der besonriebenen Anordnung der Reibrollen muß ihr Durohmesser geringer sein als die Hälfte des Rohrdurohmessers, was höhere Drehgeschwindigkeiten der Reibrollen im Vergleioh zur Drehgeschwindigkeit der Welle und eine Verringerung der Betriebssicherheit und der Lebensdauer der Karre bewirkt.

Außerdem muli man für die Zentrierung der Welle im Rohr wenigstens drei Eeibrollen naben, die um die Welle im Abstand von 120° angeordnet sind. Is ist jedoch überaus ratsam, mehr als drei Reibrollen vorzusehen, was wiederum die Konstruktion der Zugkarre kompliziert, und sich besonders negativ beim JBinsatz der Karre in Rohren mit geringem Durchmesser (von 250 mm und geringer) auswirkt.

Dabei bereitet auch die Schaffung von Zugkarren mit genügend hoher Transportkraft in Rohren mit geringem Durchmesser Schwierigkeiten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zugkarre zur Fortbewegung in Rohren zu schaffen, in der die Reibrollen so angeordnet sind, daß die Betriebssicherheit und Einfachheit der Konstruktion der Zugkarre bei geringer Masse und geringen Abmessungen der Karre erhöht wird.

einer

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in / Zugkarre zur Fortbewegung in Rohren mit Reibrollen für das Zusammenwirken mit der Innenfläche des Rohrs» die auf

einer mit einem Antrieb verbundenen Welle angebracht sind und Drehachsen haben, dia unter einem Winkel zur Drehachse der Welle installiert sind, gemäß der Erfindung die Reibrollen auf der Welle hintereinander in einer Reihe

derart angebracht sind, daß ihre Drehachsen parallel zueinander liegen und die Drehachse der Äelle achneiden, wobei die Welle am. Anordnungsort der Keibrollen mit

Stufen versehen ist, auf jeder btufe eine der Keibrollen untergebracht ist und die stufen längs der 'Welle in einer Richtung zueinander versetzt sind.

Bei dieser Ausfünrung der Zugkarrβ zar .Fortbewegung; in bohren kann der Durchmesser der Keibrollen etwas kleiner sein als der üurcnmesser des Rohrs, wodurch sie beim Laufen über die innenfläche des Rohrs eine ziemlich

von
geringe Anzahl/Umdrehungen ausführen, was a ion- gunstits

auf die Betriebssicherheit der Zugkarre auswirkt.

Die Konstruktion der Zugkarre ist verhältnismäßig einfach und genügend effektiv für Rohre mit geringem Durchmesser von 250 ^m und darunter.

Ks ist vorteilhaft, dau* die Welle mehrteilig ausgeführt ist und eine stufenföriniKe Nabe und einen die Nabe

aufweist
tragenden Btab / , die so miteinander verbunden sind, daß eine relative Drehung zwischen ihnen möglich ist.

Die mehrteilige Ausführung der duroh eine stufenförmige Nabe und einen in der Nabe untergebrachten Stab gebildeten Welle, die eine relative Drehung zwischen Habe und Stab ermöglicht, erlaubt eine unabhängige Rotation der stufenförmigen Habe und des Stabs und ein

2b eigenständiges Stehenbleiben unabhängig voneinander.

Ea ist günstig, daß die felle dynamisch nicht ausbalanciert ist und zu "diesem Zweck Unwuchten tragt, deren Massenmittelpunkte auf einer üer ad en. liegen, die parallel zur Drehachse der Welle verläuft.

Bei dieser Ausfünrung der Konstruktion der Zug-

der karre zur Fortbewegung in Rohren werden bei/Übertragung einer Drehbewegung vom Antrieb auf die die &eibrollen und die Unwuchten tragende Welle die Reibrollen unter Einwirkung der durch die Unwuchten erzeugten Fliehkraft an die Innenfläche dee Rohrs gedrückt, wonach sie auf einer Schraubenlinie unter Einwirkung von das Rollmoment der Reibrollen erzeugenden Kräften an der Innenfläche des Rohrs entlang laufen.

Auf Grund dessen, daß die Massenmittelpunkte der

Unwuchten auf einer parallel zur Dreiiaohse der Welle verlaufenden Ger ade⁵¹ liegen, sind die auf jede Reibrolle einwirkenden Fliehkräfte gleicn in üröüe und Riehtung, was für ein sicheres Funktionieren der Zugkarre wichtig ist.

Es ist vorteilhaft, daß die durch die itoesenmittelpunkte der Unwuchten und die drehachse der Welle verlaufende Ebene einen spitzen Winkel mit einer vertikalen Ebene bildet.

XO Diese Ausführung der Transportkarre verursacht

die Entstehung eines Rollmoments der Reibrollen um ihren Berührungspunkt mit der Innenfläche.des Rohrs unter ülnwirKung der Fliehkraft der dynamisch nicnt ausbalancierten Welle.

Es ist auch vorteilhaft, daß die Unwuohten auf der Welle zu beiden iieiten der Reihe der Reibrollen angeordnet werden.

Diese Ausführung der Konstruktion ermöglicht neben der Erzeugung einea auf jede Reibrolle einwirkenden gleiohen Rollmomentfa eine kompakte Anordnung der Reibrollen auf der Welle und vereinfacht außerdem die Anfertigung der Welle mit den Stufen und die Montage und Demontage der Zu^karre.

Es ist vorteilhaft, daß in der Zugkarre, die wenigstens drei Reibrollen hat, die Unwuonten gleicnmäßig auf der Welle zwischen den Heibruilen verteilt sind.

Diese Ausführung der Konstruktion ermöglicht eine gleiohmäßigö Verteilung der .Rollmomente sswiscaen allen Reibrollen für den -⁰VlI, ^d<aß mehr als zwei i^eibrollen

pO vorgesehen sind,sowie eine Unterbringung der Unwuohten im Innern der Zugkarre, die beim Ankuppeln von duron die Zugkarre transportierten Voxricntungen stören könnten.

Es ist auoη vorteilhaft, daß die Welle einen Hohlraum hat, in dem der Antrieb untergebracht ist, und/tie Unwuchten unmittelbar auf der Welle des Antriebs befestigt sind.

Diese Ausführung der Welle und die Anordnung der Unwucht en ermöglicht den Verzioht auf eine

Kupplung zur Verbindung der Antriebswelle mieder Walle mit den an ihr befestigten Reibrollen.

Außerdem wird durch diese Aueführung der Kon-

es struktion die Zugkarre in der Länge kompakter und^wird die Möglichkeit der Erhöhung der Trägheitsmasse der Zugkarre geschaffen, wodurch eine höhere Transportkraft der Zugkarre erzeugt werden kann.

Es ist empfehlenswert, daß die Unwuoiiten in Form von koaxial zur Drehachse der Welle des Antriebs gelegenen hohlea Hot at ionskör per ausgeführt werden, die mit elektromagnetischen Wicklungen versehen und deren Hohlräume teilweise mit einem ferromagnetlachen Material gefüllt sind. Diese Ausführung der Zugkarre zur Fortbewegung in Rohren ermöglicht eine Verringerung des AnIaßmomenta des Antriebs, da in der Anlaßperiode die ^eIIe die geringste dynamische Unwucht besitzt. Die Unzuchten erfüllen dabei die funktion einer Leerlauf kupplung, was die LaufmÖgliohkeiten der Zugkarre verbessert.

Ss ist auon empfehlenswert, daß der Rotor des Antriebs eine elektromagnetische Wicklung und einen Hohlraum aufweist, der teilweise mit einem ferroraagnetisoaen Material gefüllt ist.

Diese Ausführung der. Zugkarre, bei der der Rotor des Antriebsmotors als Unwuoht dient, ermöglicht eine Ver~ ringerung der Abmessungen der Zugkarre in der Länge und eine Vereinfaonung der Konstruktion, wodurch die Masse der Zugkarre und der Arbeitsaufwand für ihre Herstellung verringert werden.

Auf diese Weise 1st die naoh der vorliegenden Erfin-

dung angefertigte Zugkarre zur Fortbewegung, in Rohren durch/

einer /

verhältnismäßig hohe Betriebssicherheit beil äußerst einfachen Konstruktion gekennzeichnet.

Bei dieser Ausführung erhöht sion wesentlich die

Zugkraft der Transportkarre, d.h. die Kraft, die

die Zugkarre bei der Fortbewegung von an die Transportkarre gekuppelten Vorricntungen entwickelt.

Die aufgezählten Besonderheiten und andere Vorteile der Erfindung werden

' in der folgenden Beschreibung von konkreten Ausführ unKS be ispielßn der Erfindung unter Bezug auf Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

eine
Mg. 1 scheiaatisoh Zugkarre zur Fortoewegung m

b Rohren gemäß der vorliegenden hrfindung zusammen mit dem

Antrieb und dem Teil eines längsgeschnittenen Rohrs;

Fig. 2 wie oben, eine Draufsicht, auf der zu sehen ist, daß die -Ur eh achse η der Reibrollen die Drehachse der Welle achneiden;

Fig. 5 scheuiatisch eine Zugkarre zur Fortbewegung in Rohren gemäß der Erfindung zusammen mit einem 'i'e il des Rohr s, im Längsschnitt, und zwar die Ausfuhr ungsvar iante , bei der die Welle Unwucnten trä&t;

₁l₎ Fig. 4 scheinatisoh eine Zugkarre zur Fortbewegung in

Rohren gemäß der Erfindung, und zwar die Ausführungsvariante, bei der die Welle mehrteilig ausgeführt ist und eine Nabe und einen Stab enthält und Unwucht en trägt ;

Fig. J? scaematisoh eine Zugkarre zur Fortbewegung in Rohren gemäß der Erfindung, Ansicht nach Pfeil A in Fig.3; Fig. 6 sche.uatisch eine Zugkarre zur Fortbewegung in Ronren gemäß der Erfindung zusammen mit einem Teil eines Rohrs in der Ausführungsv ar iante, bei der die Zugkarre vier Reibrollen hat und die Unwuchten zwischen ihnen 2^> gleichmäßig auf der ^rtelle verteilt sind-,

Fig. 7 schematise α eine Zugkarre zur Fortbewegung in Rohren zusammen mit dem Antrieb und dem Teil eines Rohrs in einer Ausführungsvariante, bei der die vVelle einen

'jkj Jiuhlrauta uat, in dem der Antrieb untergebracnt ist, und die Unwuchten unmittelbar auf der Welle des Antriebs befestigt

in bei

sind, Drauf sieht, ι teilweisem Langsscrmitt;

Fig. a schematisoh eine Zugkarre zur Fortbewegung in Rohren gemäß der Erfindung zusammen mit dem Teil eines Rohrs in . einer Ausführungsv ar iante , bei der die Unwuonten die Form hohler Rotationskörper haben, die mit elektromagnetischen Wicklungen vergehen sind und deren Hohlräume teilweise mit einem ferromagnetischen Material

gefüllt sind,ι Längsschnitti

Pig. 9 einen Schnitt IX-IX in Fig.8;

Fig. IO schematisoh eine Zugkarre zur Fortbewegung in Rohren gemäß der iSrfindung zusammen mit dem 'i'eil eines Rohrs in " einer A usführungs Variante, bei der der Rotor des Antriebs die Funktion einer Unwucnt übernimmt, mit einer electromagnetisohen Wicklung versenen ist und einen riohlraum nat, der teilweise mit einem ferrooiagneti sehen Material gefüllt ist,Draufsicht, bei teilweisem Längsschnitt;

Fig. 11 einen Schnitt XI-XI in Fig. 10.

Eine naon der vorliegenden Erfindung angefertigte Zugkarre zur Fortbewegung in einem Rohr enthält zwei Reibrollen 1 (Fig.l), die dem Zusammenwirken mit der Innenfläche eines Rohr s 2 dienen.

Die Reibr,ollen 1 haben de» gleichen Durcn-

me s sei und sind hintereinander in einer Reihe auf einer WeI-Ie 3 befestigt. Die Welle 3 ist mit einer lVelle 4 eines Antriebs ^lj> durch eine Kupplung 6 verbunden.

Der Antrieb 5 enthalt einen Elektromotor (nicht abgebildet) beliebiger bekannter Konstrukt ion.

Der Antrieb 5· nat em koaxial zum Rohr 2 aufgestelltes Gehäuse '/, Das Gehäuse 7 ruht im Rohr 2 auf acht Stützrädern d, die über üonsoleⁿ9 elastisch mit dem Gehäuse 7 verbunden sind. Die Räder Ö sind am Gehäuse ? gleichmäßig. am Umfang und in der Länge angeordnet.

Die Räder 8 dienen als Stützen für das Gehäuse 7 im

der

^O Rohr 2 bei'Fortbewegung des Gehäuses 7 ini Rohr 2 in axialer Richtung und zum j (Löschen) des Rückstoßmoments, das beim Betrieb des Elektromotors des Antriebs 5 entsteht. Die Reibrollen 1 haben Drenachsen 10 (Fig. 2), die unter einem Winkel zur Drehachse 11 der Welle 5 angebracht sind, so daß diese Aohsan 10 die Drehachse 11 der Welle 3 unter einem spitzen Winkel <?\ schneiden, wiedies in Fig. 2 abgebildet ist.

Die Zugkarre ist im Rohr 2 mit einer .Exzentrizität (Fig.l) aufgestellt, und zwar verläuft die Drehachse 11

der Welle 3 parallel zur Acuse 12 des Rohrs 2 im Abstand der Exzentrizität t von ihr, wie im Fig.

abgebildet ist.

Eine hinreichend kleine Exzentrizität t ermöglicht es, den Durchmesser der Reibrollen 1 bis zu den maximal notwendigen Abmessungen zu vergrößern, was für die Verringerung der Umdrenungszahl der Reibrollen 1 bei ihrem Lauf über die Innenfläche des Rohrs 2 und für die Erhöhung der Betriebssicherheit der Zugkarre erwünscht ist. Am Befestigungsort der Reibrollen 1 ist die Welle 3 mit Stufen 13 (Fig. 3) verseilen, uie eine zylindrische Form haben.

Die Stufen 13 schließen sich aneinander an und auf jeder Stufe 13 ist mit Hilfe von Kugellagern 14, die eine beliebige bekannte, für diesen Zweok passende Konstruktion haben, je eine Reibrolle 1 befestigt.

Stufen 13 sind in Läng sr i exit ung der Welle 3 in

. jD

/ Richtung gegeneinander versetzt.

Wie in Fig. 2 abgebildet, hat jede Reibrolle 1 eine Nabe 15, in dev die von beiden Seiten duroh Deckel 16 geschlossenen Lager 14 untergebracht sind. Die zur Innenseite des Hohra 2 gewendete Außenseite jeder Nabe 15 jeder Reibrolle 1 hat eine Vertiefung (nicnt abgebildet), die im ^uerscnnitt die Form eines Kreisbogens hat, in den einLaufrad 17 eingesetzt ist, das die Form eines Rings hat und

<aus Polyurethan angefertigt ist^>zur besseren Haftung an den Kontaktstellen mit der Inrienfläcne ues Rohrs 2 4—Ά

Jede Reibrolle 1 wird auf einer entsprechenden btufe 13 der Welle 3 mit Hilfe von Stoßringen 18 fixiert. 'JQ Wie in Fig. 4 abgebildet, ist die tfelle 3 mehrteilig

ausgeführt und hat eine stufenförmige Nabe I9 una einen die Nabe I9 tragenden Stab 20, die so miteinander verbunden sind, daß eine relative Drehung zwischen ihnen möglich ist.
Die stufenförmige Nabe 19 ist auf dem Stab 20 mit Hilfe von Wälzlagern 21 beliebiger bekannter Konstruktion befestigt, die auf beiden Seiten der Nabe I9 angebracht sind. Die Verbindung der Welle 4 des Antriebs 5 mit der

Welle 5 geschieht unmittelbar über den Stab 20.

Die Welle 3 ist ^dynamisch nicat ausbalanciert zum Zwecke der Erzeugung einer Fliehkraft, die einen besseren Reibungskontakt der Reibrollen 1 bei ihrer Fortbewegung an der Innenseite des Rohrs 2 gewährleistet <—>.

Die dynamische Unwucht der Welle 3 entsteht dadurch, daß auf der Welle 3 ünwuohten 22 (Fig. 3) angebracht sind, deren Massenmittelpunkte 23 auf einer parallel zur Drehachse 11 der Welle 3 verlaufenden Geraden liegen. Die Unwucnten 22 sind auf der Welle 3 uiibeweglicn

befestigt und zwar mit Hilfe vun Stellschrauben (nicht

aogebildet).

' Für den Fall» das die Welle 3, wie in Fig. 4 abgebildet, mehrteillK ausgeführt wird, werden die Unwuchten 22 unmittelbar auf dem fcitab 20 angebracht.

Gemäß der Erfindung bildet die durcn die Massenmittelpunkte 23 der Unwuchten 22 und die Drehachse 11 der Welle 3 verlaufende Ebene einen spitzen Winkel Ii (Fig. 5) mit einer vertikalen Ebene.

Dieser Winkel Ii verursacüt bei Rotation der dynamisch nicht ausbalancierten Welle 3 die Entstehung eines RoIlmomants der Reibrollen 1 um ihre Kontaktρunkte 24 mit der Xnnenflache des Rohrs 2. -,__^

Die Unwuchten 22 sind/auf der Welle 3 ^zu beiden beiten der Reihe der Reibrollen 1 in gleicher Entfernung von ihnen angeordnet.^wie in Fig. 3» 4 abgebildet^

In einer anderen A usfuhrungsVariante der Zugkarre zur Fortbewegung in Rohren, die drei und mehr Reibrollen 1 hat, sind die Unwuchten 22 gleichmäßig auf der Länge der WeI-Ie 3 zwiscnen den Reibrollen 1 angeordnet (Fig. 6).

In der in Fig. 7 abgebildeten AusführungsVariante der ■^ugkarre sind die Reibrollen 26 auf einer Welle 27 angebracht, die hohl ausgeführt ist.

Im Hohlraum der Welle 2? ist ein Antrieb 2Ü mit Hilfe von Wälzlagern 29 installiert.

Die Unwuchten 22 sind unmittelbar auf der Weile 30 des Antriebs 2a befestigt.

An den Antrieb 2ti schließt von beiden Seiten je eine koaxial angeordnete Trommel 31 zum Auffangen des Rückstoß moments vom Gehäuse des Antriebs 2ö an.

Das Gehäuse 52 der Trommel 31 ist stufenartig ausgeführt und nat einen Hohlraum/in dem Teil 33» der einen größeren Durchmesser hat.<(zur Unterbringung einer Unwucht 22>

Die Abmessungen des Hohlraums sind so festgelegt, daß die Unwuchten 22 darin frei untergebracht werden können. Am Teil 34 des Gehäuses 32 der Trommel 31» der einen gerinderen Durchmesser hat, sind an Konsolen 35 elastische Hollen 36 angebracht.

Auf jeder Trommel 31 befinden sica je vier Hollen 36» deren Drehachsen senkrecht zu der Achse 12 des Rohrs 2 liegen, die in der eine Draufsicht darstellenden Fig. ? mit der Drehacnae der Welle 2? zusammenfällt.

In der in Fig. 8 und Fig. 9 abgebildeten Ausführungsvariante der Erfindung sind die Unwuchten 37 in Form hohler .Rotationskörper ausgeführt, und zwar in Form von Ringen mit rechteckigem Querschnitt. Diese hohlen .Rotationskörper liegen koaxial aur ^rehaohae der Welle 3. Der Antrieb 5 befindet sioh außerhalb der Reibrollen 1 und ist nicht abgebildet.

Die Unwucht en 37 sind mit elektromagnetischen Wiok-

einander angeordnet

lungen 38 versehen, die ι diametral entgegengesetzt ι sind .

^5 Die Hohlräume der Unwuohten 37 sind teilweise mit

einem ferromagne tischen. Material 39 gefüllt. Die elektromagnetischen Wicklungen. 38 Bind für oie JÜrzeugung eines elektromagnetischen Felds im Hohlraum jeder Unwucht 37 bestimmt, das auf das ferromagnetische Material 39 einwirkt

^U und es in verschiedenen Teilen des Hohlraums in solchen Mengen konzentriert, die direkt proportional der Stärke des elektromagnetischen Felds sind.

Das in den diametral entgegengesetzten Teilen des Hohlraums befindliche ferromagnetische Material 39 erzeugt die dynamisohe Unwucht der Welle 3.

Die Große der dynamischen Unwucht der Welle 3 wird duroh das Verhältnis der duroh die elektromagnetischen Wicklungen erzeugten Feldstärken geregelt, die unterschiedlicne Massen des ferromagnetiscnen Materials 39 in dia-

me tr al entgegengesetzten Teilen des Honlraums jeder Unwucht 37 konzentrieren.

Diese Aueführungsvariante der Konstruktion einer Zugkarre ermöglicht »eine kontinuierliche Veränderung der dynamischen Unwucht der Welle 3 -und folglich auch des .Rollmoments der Reibrollen 1 voxi WuIl bis zum maximalen Wert»4>ei eingeschaltetem Antrieb $)

Duron diese konstruktive Besonderneit wird den Unwuchten 37 eine neue Funktion zuteil, d.h. die Funktion einer Le erlauf kupplung. Der die elektromagnetischen Wicklungen speisende elektrische Strom wird duroh die Welle 4 (in der Zeichnung nicnt abgebildet) von selten des Gehäuses des Antriebs 5 zugeleitet.

In der in Fig. IO und 11 abgebildeten Ausführungsva-

j_5 riante der Zugkarre wird der .Rotor 40 des Antriebs 28 als Unwucht verwendet. Zu diesem Zweck ist der Rotor 40 mit einem Hohlraum versehen, der die Form eines Rotationskörpers nat, dessen Symmetrieachse mit der Achse dea .Rotors 40 zusammenfällt. Auf dem Rotor 40 sind elektromagnetische

^O Wicklungen 41 befestigt. Der Rotor 40 hat einen Hohlraum, der teilweise mit einem ferromagnetisciien Material 39 gefüllt ist. Der elektrische Strom wird durch die Welle 30 des Antriebs 28 zu den elektromagnetischen Wicklungen 41 mit Hilfe von Schleifkontakten 42, die an Kollektor-

platten 43 durch Federn 44 angedrückt werden, geleitet.

Die in Fig. 1 und Fig. 2 abgebildete Zugkarre zur Fortbewegung in Rohren funktioniert folgendermaßen.

Beim Einschalten des Antriebs 5 beginnt die Welle 4 zu rotieren und überträgt die Drehbewegung über ,die Kupplung 6 auf die Welle 3, die die Reibrollen 1 trägt. Dabei wirkt auf die Reibrollen 1 eine Kraft ein, die die Reibrollen 1 an die Innenfläche des Rohrs 2 drückt und um die Kontaktpunkte der Reibrollen 1 mit dem Rohr 2 ein Moment erzeugt, das ein Rollen der Reibrollen 1 über die

3i> Innenfläcne des Rohrs 2 verursacht.

Da die Drehachse 10 der Reibrollen 1 mit der Drehachse 11 der Welle 3 einen spitzen Winkel «X- bildet, laufen die Äsibrollen 1 an der Innenseite des Rohrs 2 auf

einer Schraubenlinie, wobei sie sieh in Lagern 14 auf der Welle 3 drehen.

Die Welle 4 des Antriebs 5 überträgt die Drehbewegung auf die WeMLe 3 über eine Kupplung 6. Die in Fig. 3 abgebildete Zugkarre bewegt sioti im Innern des Eohrs 2 durch die Bntstehung einer Fliehkraft der dynamisch niont ausbalancierten Welle 3» sobald die Welle 3 duroh <He. Welle 4 dea Antriebs 5 zur Rotation gebracht wird,

. Die dynamische Unwucht der "Welle 3 entsteht durcn die Befestigung von Unwuchten 22 auf der Welle 3.

Bei Rotation der Welle 3 ent stent duroh die auf ihr befestigten Unwuchten 22 eine Flieh- und Trägheitskraft, die sioii aufteilt in eine Kraft, die die Heibrollen 1 an die Oberfläche des Bohr a 2 drückt, und eine Kraft, die das Bollmoment der Baibrollen 1 über die Innenfläche des Hohrs 2 hervorruft.

Zur &czeugung eines Rollmoments im Anfangsstadium der Funktion der Zugkarre dreht sich die die Unwuohten 22 tragende Welle 3 um ihre Achse 11 um den -^ollwinkel ß, der zwischen einer duroh die Drehachse 11 der Welle 3 und die Massenmittelpunkte 23 der Unwucnten 22 verlaufenden Bbene und einer vertikalen Ebene gebildet wird.

Die Größe des Winkels J3 verändert sich direkt mit der Achsenbelastung der Zugkarre von selten der zu

transportierenden Vorrichtungen wie a.B. einer Vorrichtung zur Reinigung der Innenfläche des Rohrs 2.

Die in Fig* 6 abgebildete Zugkarre funktioniert analog wie oben beschrieben, da die rotierenden Unwuchten 22 keine Veränderungen des Funktioasbildes der Zugkarre hervorrufen. .

Der Betrieb der in Fig. 7 abgebildeten Zugkarre unterscheidet eion prinzipiell ebenfalls nicht von dem oben beschriebenen.

Die in Fig* 8 abgebildete Zugkarre funktioniert folgendermaßen;

Beim Sinsohalten des Antriebs 5 beginnt die Welle 4 zu rotieren und überträgt die Drehbewegung auf die WeI-

le 20 mit den Reibrollen 1 und die in Form hohler Rotationskörper ausgeführten Unwucht en 37.

Das in den Hohlräumen der sich drohenden Unwucht en 40 befindliche ferromagnetische Material 39 verteilt aioh in diesen Hohlräumen in Form eines Rings. Dadurch wird die Welle 20 dynamisch ausgewuchtet, auf die Helbrollen 1 wirkt kein Rollmoment und die Zugkarre bleibt unbeweglich, obwohl der Antrieb 5 eingeschaltet let.

Zur Erzeugung einer axial gerichteten Bewegung der Zugkarre wird in die elektromagnetischen Wicklungen 37 ein elektriaoner Strom von einer Stromquelle (nioht abgebildet) geleitet.

Die von des elektromagnet lachen Wicklung 37 erzeugten Magnetfeldes einer bestimmten feldstärke konzentrieren verschiedene Massen dee ferromagnetische Materials 39 auf diametral entgegengesetzten Abschnitten der Unwucht 37, wodurch die Welle 3 dynamisch nicnt mehr ausbalanoiert ist und fast augenblicklich die Reibrpllen 26 in Betrieb setzt.

Diese Konstruktion der Unwucht 37 verleiht ihr die Eigenschaft einer Leer lauf kupplung, wodurch die Laufmöglichkelten der Zugkarre erweitert werden.

Die Funktion der in Fig. 10 abgebildeten Zugkarre unterscheidet sich prinzipiell nioht von der Funktion der in Fig. 8 abgebildeten Zugkarre·

Das nach der vorliegenden Erfindung angefertigte Versuchsmuster einer Zugkarre zur Fortbewegung in einem Rohr ist allseitig erprobt worden. Die Prüfergebniese haben gezeigt, daß die für den konkreten Fall eines Rohrs mit 100 mm Durchmesser angefertigte Zugkarre eine Zugkraft von 20 kp bei einer Antriebsleistung von 50 W erzeugt.

Auf der Grundlage der vorliegenden Erfindung ist es

möglich, Zugkarren mit kleinen Abmessungen, geringer Masse und hoher Zugleistung für Rohre mit geringem Durohmesser zu schaffen und mit ihrer Hilfe verschiedene Arbeit sauer üstungen zu transportieren³/ T& in igung s-, Anstreich-j, diagnostische und andere Vorrichtungen.

Die vorliegende Erfindung stellt eine verhältnismäßig einfache und gleichzeitig ausreichend effektive Zug-

karre zur Fort be weg uug in Rohren dar.

Auf lirund dessen, daß aXs quelle der Bewegung der Räder die Flieh- und Trägheitskraft einer dynamisch nicnt ausbalancierten Welle genutzt wird, ist es möglich, bei verhdltnismäüig kleiner Leistung und geringen Abmessungen ües Antriebs ein« erhebliohe Axialkraft der Zugkarre zu erzeugen, die von der Große der Kraft abhängt, mit der die Reibrollen an die Oberfläche des Rohrs gedrückt werden.

Außerdem ist der Durchmesser der Reibrolle*! wet-entlich großer als die Hälfte des Durchmessers des Rohrs, darum ist die Konstruktion der Zugkarre einfach und betriebssicher und kann in Rohren mit geringem Durchmesser von 250 mm und darunter angewendet werden.

Claims

ZUGKAÄRE ZUR FQRTßBWEGUliG IK HLBEM

PATENTANSPRÜCHE

Zugkarre zur Fortbewegung in Bohren mit Re ib-Ι) für das Zusammenwirken mit dar Innenfläche des Rohrs (2), die auf einer mit einem Antrieb (3) verbundenen Welle O) angebracht sind und Drehachsen (10) Haben, die unter einem Winkel zur Drehachse (11) der Welle (3) angeordnet sind, d a d u r ο h g a k e η nze i ohne t, daß die Reibrollen (1) auf der Welle (3) hintereinander in einer Reihe derart angeordnet sind, daß ihre Drehachsen (10) parallel zueinander liegen und die Drehachse (11) der Welle (3) schneiden, daß die Welle (3) am Anordnungsort der Reibrollen (1) mit

Stufen (13) vereeaen ist, daß auf jeder Stufe (13) eine Reibrolle (1) angeordnet igt und die Stufen/längs der Welle (2) in einer Richtung zueinander versetzt sind.

2. Zugkarre nach Anspruch 1, d a d u r ο h g ekennze lohnet, daß die Welle (3) mehrteilig ausgeführt ist und eine stufenförmige Nabe (19) und einen die Nabe (19) tragenden Stab (20) / , die so miteinander verbunden sind, daß eine relative Drehung zwisohen ihnen möglich ist. .

3. Zugkarre nach Anspruch !oder 2, dadurch ge-

k e η η ζ e lehnet, daß die Welle (3) dynamisch nicht ausbalanciert ist und Unwuchten (22)

trägt, deren Massenmittelpunkte (23) auf einer Geraden liegen, die parallel zur Drehachse (11) der Welle (3) verläuft.

4, Zugkarre naoh Anspruch 3, dadurch genennze iohnet, daü die durch die Massenmittelpunkte (23) der Unwuohten (22) und die Drehaohse (11) der Welle (3) verlaufende Ebene einen spitzen Winkel (Ji) mit einer vertikalen übene bildet. _{3 oder 4}

5. Zugkarre naoh Anspruch/ ,dadurch g e k e η η ζ e lehnet, daß die Unwuchten (22) auf der Welle (3) zu beiden Seiten der Reihe der Reibrollen (1) angeordnet S ind. . _{3 oder 4}

6. Zugkarre naoh Anspruch/ ,mit wenigstens djrsi Reibrollen (I)₇ dadurch gekennzeichnet, daß die Unwuchten (22) gleichmäßig auf der A'elle (3) zwischen den Seibroilen (1) verteilt sind.

7. Zugkarre nach Ansprucn 4, dadurch g ekennzeichnet, daß die Welle (2?) einen Hohlraum / , In dem der Antrieb (2ä) angeordnet ist, und die Unwucht en (22) unmittelbar auf der Welle (30) des Antriebs (26) befestigt sind.

a. Zugkarre nach Ansprucn 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unwuchten (37) in Form koaxial zur Drehaohse der Welle (20) des Antriebs gelegener hohler Rotationskörper ausgeführt sind, die mit elektromagnetischen Wicklungen (3ü) versahen und deren Hohlräume teilweise mit einem ferromagnetisoxien Material (39)

pO gefüllt sind.

9. Zugkarre naoh Anspruch 7>daduroh ge-& e η η ζ e lehnet, daßd er Rotor (40) des Antriebs (2ä) eine elektromagnetische Wicklung (41) und einen Hohlraum^auy ^e,^saer teilweise mit einem ferromagnetisciaen Material (39) gefüllt ist.