DE3602281A1 - Vorrichtung zur behandlung unterirdisch verlegter kanalrohre - Google Patents
Vorrichtung zur behandlung unterirdisch verlegter kanalrohreInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung
unterirdisch verlegter Kanalrohre, mit einem im Kanal
rohr bewegbaren Arbeitsgerät, das mindestens ein
Behandlungswerkzeug aufweist und über Kabel bzw.
Schläuche mit oberirdischen Versorgungs- und Steuer
einrichtungen verbunden ist.
Es ist bekannt, zur Sanierung von verlegten Kanalroh
ren, die so eng sind, daß sie nicht begangen werden
können, Vorrichtungen einzusetzen, die mit einem Seil
zug in das Kanalrohr eingesetzt und in diesem verscho
ben werden können. Diese Vorrichtungen haben eine
Schleuderdüse, die ungesteuert Mörtel gegen die Kanal
wand schleudert. Diese bekannten Vorrichtungen haben
den Nachteil, daß stets nur ringförmige Beschichtungen
erzeugt werden können, so daß eine gezielte Ausbesse
rung einer schadhaften Stelle nicht möglich ist. Ins
besondere bei tiefen Bruchstellen ist nicht sicher
gestellt, daß sämtliche Hohlräume durch das Mörtel
material mit hinreichender Dichte ausgefüllt werden.
Stellen, an denen Seiteneinläufe einmünden, können mit
solchen Geräten nicht behandelt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich
tung der eingangs genannten Art zu schaffen, die viel
seitig verwendbar ist, für Kanalrohre mit unterschied
lichen Querschnitten benutzt werden kann und eine ge
zielte Inspektion und Ausbesserung schadhafter Wand
stellen ermöglicht.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß dar
in, daß das Arbeitsgerät ein selbstfahrendes Fahrzeug
ist, das an mindestens einem Ende einen Gelenkarm aus
mehreren aneinander befestigten und relativ zueinander
durch separate Antriebsvorrichtungen bewegbaren Arm
gliedern aufweist, von denen eines das Behandlungs
werkzeug trägt, und daß an dem Fahrzeug eine den Ziel
bereich des Behandlungswerkzeugs erfassende Fernseh
kamera vorgesehen ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist ein selbstfah
rendes Fahrzeug auf, das sich in dem Kanalrohr fernge
steuert bewegen kann und das einen Gelenkarm nach Art
eines Manipulatorarmes trägt, an welchem das Behand
lungswerkzeug angebracht ist, das in bezug auf den
Fahrzeugkörper in mehreren Freiheitsgraden bewegt wer
den kann. Die Bewegungen der einzelnen Armglieder des
Gelenkarmes sind durch separate Antriebsvorrichtungen
steuerbar, so daß das Behandlungswerkzeug nicht nur an
jede Stelle des Kanalrohrs geführt, sondern auch im
Anstellwinkel verschwenkt werden kann, so daß es mög
lich ist, das Behandlungswerkzeug gezielt in Bruch
stellen des Rohres einzuführen.
Das Behandlungswerkzeug besteht vorzugsweise aus einer
Düse, aus der Mörtel oder ein anderes Beschichtungs
material auf die Rohrwand aufgebracht oder in Bruch
stellen des Rohres eingesprüht wird. Auf diese Weise
können sowohl Ausbesserungs- als auch Beschichtungs
arbeiten durchgeführt werden. Beispielsweise ist es
möglich, Bruchstellen oder Risse gezielt auszufüllen,
Seiteneinläufe zu reparieren oder die gesamte Rohrwand
mit einer gleichmäßigen Beschichtung zu versehen. Die
Steuerung des Fahrzeugantriebs und des Gelenkarmes kann
durch Fernbedienung in Abhängigkeit von dem von der
Fernsehkamera an einen Monitor gelieferten Bild er
folgen.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt die Bewe
gung des Behandlungswerkzeugs in bezug auf den Fahr
zeugkörper vorzugsweise mit fünf einzeln steuerbaren
Freiheitsgraden. Dadurch können verschieden geartete
Rohrausbrüche aus der jeweils günstigsten Richtung aus
gekleidet werden. Bei besonders tiefen Bruchstellen
kann der Auftrag fast immer parallel zur Bruchfläche
erfolgen, so daß eine besonders gute Haftung des Aus
kleidungsmaterials gewährleistet ist.
Durch die Verwendung eines Raupenfahrzeugs wird eine
sichere Abstützung des Fahrzeugs an der konkaven Rohr
wand erreicht, wobei das Fahrzeug sich selbsttätig in
horizontaler Ausrichtung hält.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung, insbeson
ders des Gelenkarmes, sind den Unteransprüchen zu ent
nehmen.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Benutzung
der Vorrichtung,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Fahr
zeugs in einem Kanalrohr,
Fig. 3 eine Seitenansicht des Fahrzeugs, wobei sich
das Behandlungswerkzeug in einer ersten Posi
tion befindet,
Fig. 4 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 3 bei einer
anderen Position des Behandlungswerkzeugs,
Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V von Fig.
3,
Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI von
Fig. 3 und
Fig. 7 einen schematischen Vertikalschnitt durch die
Antriebsvorrichtungen der beiden letzten Arm
glieder des Gelenkarms.
Gemäß Fig. 1 führt ein Kanalschacht 10 in das Erdreich
hinein zu einem aus Kanalrohren bestehenden Kanal 11,
beispielsweise einem Entwässerungskanal. Durch den
Kanalschacht 10 ist die Behandlungsvorrichtung 12 in
den Kanal 11 eingebracht worden. Von der Behandlungsvor
richtung 12 führen Schläuche 13 und Kabel 14 zu einem
oberirdisch angeordneten Verteiler 15. Die Schläuche 13
führen vom Verteiler 15 zu einer Versorgungseinrichtung
16 zur Aufbereitung des Beschichtungsmaterials und die
Kabel 14 führen zu einem Fahrzeug 17, das verschiedene
Steuereinrichtungen 18, u.a. einen Computer sowie einen
Fernsehmonitor 19, enthält. Der Verteiler 15, der auch
eine Kabeltrommel aufweist, kann alternativ auch im
Fahrzeug 17 angebracht sein.
Eine mit mehreren Rollen versehene Umlenkvorrichtung
20, die an einem Schiebegestänge 21 in den Kanalschacht
10 eingelassen ist, bewirkt eine reibungsarme Umlenkung
der Schläuche 13 und Kabel 14 an der Verbindungsstelle
zwischen dem Kanalschacht 10 und dem Kanal 11.
Die Behandlungsvorrichtung 12 besteht aus dem Fahrzeug
22, das einen eigenen Fahrantrieb aufweist, und dem an
einem Ende des Fahrzeugkörpers 22 a angebrachten Gelenk
arm 23, der das Behandlungswerkzeug 24 trägt.
Aus Fig. 2 ist der Aufbau des Fahrzeugs 22 erkennbar.
Das Fahrzeug weist einen länglichen Fahrzeugkörper 22 a
auf, an dessen Seiten angetriebene endlose Raupenketten
25 oder Riemen vorgesehen sind, die von Rollen 26 abge
stützt und angetrieben sind. Der Fahrantrieb befindet
sich im Inneren des Fahrzeugkörpers 22 a und wird von
der Steuereinrichtung 18 aus gesteuert.
An einer Stirnwand des Fahrzeugkörpers 22 a ist das
erste Armglied 27 um die horizontale Längsachse 28
schwenkbar gelagert (Fig. 3 und 4). Die Verbindung
zwischen dem ersten Armglied 27 und dem Fahrzeugkörper
22 a ist lösbar, so daß der gesamte Gelenkarm 23 aus
gewechselt werden kann. Das erste Armglied 27 besteht
aus einem Kasten, der eine Fernsehkamera enthält, von
der in den Zeichnungen lediglich das Kameraauge 29
sichtbar ist. Das Kameraauge 29 befindet sich an der
dem Fahrzeugkörper 22 a abgewandten Stirnwand des
Armgliedes 27 und die Kamera ist in dem Armglied 27
durch eine (nicht dargestellte) Antriebsvorrichtung
verschwenkbar, so daß der Erfassungsbereich der Fern
sehkamera stets so eingestellt werden kann, daß er das
Behandlungswerkzeug 24 erfaßt.
An dem ersten Armglied 27 ist eine Parallelführung 30
angebracht, die das zweite Armglied 31 trägt. Die
Parallelführung 30 besteht aus einem Parallelogramm
gestänge mit den Lenkern 30 a, 30 b (Fig. 3 und 4),
welche mit ihrem einen Ende gelenkig an dem ersten
Armglied 27 und mit ihrem anderen Ende gelenkig an dem
zweiten Armglied 31 angebracht sind. Das zweite Arm
glied 31 besteht aus einem rechteckigen Kasten, der in
jedem Schwenkzustand parallel zur horizontalen Mittel
ebene des Fahrzeugkörpers 24 ausgerichtet ist und durch
Bewegen der Parallelführung 30 angehoben und abgesenkt
werden kann. Der Antrieb zum Verstellen der Parallel
führung 30 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht
dargestellt.
Auf der Oberseite des zweiten Armgliedes 31 befindet
sich das dritte Armglied 32, das in bezug auf das Arm
glied 31 um die vertikale Achse 33 drehbar ist. Die
Antriebsvorrichtung 34 für den Drehantrieb befindet
sich im Inneren des Armgliedes 31.
An dem dritten Armglied 32 ist das vierte Armglied 35
um die horizontale erste Schwenkachse 36 schwenkbar
gelagert. Dieses vierte Armglied 35 ragt von der Ober
seite des zweiten Armgliedes 31 nach oben auf. Es be
steht aus einem Gehäuse, das zwei Antriebsvorrichtungen
enthält und an seinem oberen Ende das fünfte Armglied
37 trägt, welches um die horizontale zweite Schwenk
achse 38 herum schwenkbar ist. Die zweite Schwenkachse
38 verläuft parallel zur ersten Schwenkachse 36.
Das Behandlungswerkzeug 24 ist an dem fünften Armglied
37 des Gelenkarms 23 fest (aber auswechselbar) ange
bracht. Das Behandlungswerkzeug 24 besteht im vorlie
genden Fall aus einer Düse, die an einen Schlauch 231
angeschlossen ist, durch den von der Versorgungsein
richtung 16 flüssiges Beschichtungsmaterial unter Druck
zugeführt wird. Dieses Beschichtungsmaterial kann von
der Düse gegen die Kanalwand gespritzt werden.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist nur an
einem Ende des Fahrzeugkörpers 22 a ein Gelenkarm 23
angebracht. Das andere Ende des Fahrzeugkörpers eignet
sich ebenfalls für die Anbringung eines derartigen
Gelenkarms. Es ist auch möglich, außer dem Behand
lungswerkzeug 24 noch ein weiteres Behandlungswerkzeug
anzubringen, z.B. einen Glattstreicher zum Glätten der
aufgespritzten Beschichtung.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die
Antriebsvorrichtungen für die einzelnen Armglieder 27,
31, 32, 35 und 37 Hydraulikantriebe, die durch (nicht
dargestellte) Magnetventile von der Steuereinrichtung
18 aus gesteuert werden. Es können beispielsweise auch
pneumatische, elektrische oder andere Antriebsvorrich
tungen benutzt werden.
Aus Fig. 7 sind die Antriebsvorrichtungen 40, 41 zum
Bewegen des vierten Armgliedes 35 und des fünften Arm
gliedes 37 erkennbar. Die Antriebsvorrichtungen 40, 41
bestehen aus zwei Hydraulikzylindern, die im Gehäuse
des vierten Armgliedes 35 gebildet sind. In jedem
Hydraulikzylinder ist ein Kolben 42 bzw. 43 verschieb
bar, der mit einer Verzahnung 44 nach Art einer Zahn
stange versehen ist. Durch Einleiten von Druck in einem
der Anschlüsse 45 des betreffenden Zylinders wird der
Kolben 42 oder 43 in dem zugehörigen Zylinder axial
bewegt. Die Verzahnung 44 steht in Eingriff mit einem
am Gehäuse des Armgliedes 35 drehbar gelagerten Ritzel
46 bzw. 47. Das Ritzel 46 kämmt seinerseits mit einer
bogenförmigen Verzahnung 48 des dritten Armgliedes 32.
Der Mittelpunkt der bogenförmigen Verzahnung 48 fällt
mit der zweiten Schwenkachse 36 zusammen. Wenn der
Kolben 42 in dem zugehörigen Zylinder verschoben wird,
dreht sich das Ritzel 46, wodurch das Gehäuse des Armg
liedes 35 um die Schwenkachse 36 herum geschwenkt wird.
In ähnlicher Weise steht das Ritzel 47 in Eingriff mit
der Verzahnung 44 des Kolbens 43 und außerdem mit einem
Ritzel 49, das drehfest mit der Schwenkachse 38 und
somit mit dem fünften Armglied 37 verbunden ist. Bei
einer Verschiebung des Kolbens 43 treibt das Ritzel 47
das Ritzel 49 an, das daraufhin den das Armglied 37 um
die Schwenkachse 38 herum dreht.
In ähnlicher Weise wie die Antriebsvorrichtungen 40, 41
kann auch die Antriebsvorrichtung 34 zum Drehen des
dritten Armgliedes 32 in bezug auf das zweite Armglied
31 ausgebildet sein.
Es ist auch möglich, anstelle linearer Antriebsvorrich
tungen 40, 41 jeweils einen hydraulischen oder pneuma
tischen Drehmotor einzusetzen.
Wie aus den Fig. 5 und 6 hervorgeht, stützt sich das
Fahrzeug 22 mit den Raupenketten 25 jeweils an schrägen
Teilen der Wand des zylindrischen Kanals 11 ab. Die
Raupenketten bestehen zweckmäßigerweise aus rutsch
festen gezahnten Riemen mit konvexer, d.h. balliger,
Lauffläche.
Der Gelenkarm 23 läßt Bewegungen in insgesamt fünf
Freiheitsgraden zu, nämlich Drehbewegungen um die
Längsachse 28, Heb- und Senkbewegungen des zweiten
Armgliedes 31, Drehbewegungen um die vertikale Achse
33, Schwenkbewegungen um die horizontale erste
Schwenkachse 36 und Schwenkbewegungen um die zweite
Schwenkachse 38. Sämtliche Armglieder 27, 31, 32, 35,
37 sind funktionell in Reihe geschaltet, wobei das
erste Armglied 27 auf der Seite des Fahrzeugkörpers 24
und das fünfte Armglied 37 auf der Seite des Behand
lungswerkzeugs 38 angeordnet ist.
Beim Betrieb der Vorrichtung wird das Fahrzeug 22 ent
lang des Kanals 11 gefahren. Dabei kann mit der Fern
sehkamera der Zustand der Kanalwand inspiziert werden.
Dann wird das Behandlungswerkzeug 24 durch entsprechen
de Einstellung des Gelenkarms 23 in die für die Behand
lung günstigste Position gebracht und anschließend wird
durch den Schlauch 231 dem Behandlungswerkzeug 38 flüs
siges Beschichtungsmaterial zugeführt. Wie Fig. 4
zeigt, kann das Behandlungswerkzeug auch auf Fehl
stellen 50 eingestellt werden, die an der Anschluß
stelle eines Schachtes 51 auftreten. Ferner ist es mög
lich, das Behandlungswerkzeug ein Stück weit in den
Schacht 51 hochzufahren.
Die bisher beschriebene Funktionsweise wird zum Erken
nen und Ausbessern schadhafter Stellen des Kanals 11
benutzt. Es ist auch möglich, eine vollflächige Be
schichtung auf die Kanalwand aufzubringen, indem das
Armglied 27 um die Längsachse 28 herum gedreht wird.
Dabei muß in Abhängigkeit von dem jeweiligen Drehwinkel
die Parallelführung 30 betätigt werden, um das Behand
lungswerkzeug 24 gemäß Fig. 3 stets im konstanten Ab
stand von der Rohrwand zu halten. Die Koordinierung der
Drehung des Armteils 27 und der Verstellung der Paral
lelführung 30 erfolgt durch den im Fahrzeug 17 befind
lichen Rechner. Alternativ besteht die Möglichkeit, das
Armglied 31 in eine solche Hubstellung zu bringen, daß
bei Drehung des Gelenkarms 23 um die Längsachse 28
herum das Behandlungswerkzeug 38 einen konstanten Ab
stand zur Kanalwand einhält, ohne daß die Parallelfüh
rung 30 verstellt werden müßte. Dies ist allerdings nur
möglich, wenn die Längsachse 28 mit der Kanalachse über
einstimmt, also nur bei einem ganz bestimmten Kanal
durchmesser.
Das Rohrbehandlungsgerät kann für Kanäle mit unter
schiedlichen Durchmessern eingesetzt werden. Es eignet
sich nicht nur zum Aufspritzen von Beschichtungsmate
rial, sondern auch zur Durchführung von Inspektionsar
beiten oder beispielsweise zum Lockern loser Rohrwan
dungsteile mit einem hierzu geeigneten Behandlungswerk
zeug.
An dem Fahrzeug 22 ist eine (nicht dargestellte)
Beleuchtungsvorrichtung angebracht, um den Erfassungs
bereich der Fernsehkamera zu beleuchten.
Claims (10)
1. Vorrichtung zur Behandlung unterirdisch verlegter
Kanalrohre, mit einem im Kanalrohr bewegbaren
Arbeitsgerät, das mindestens ein Behandlungswerk
zeug aufweist und über Kabel bzw. Schläuche mit
oberirdischen Versorgungs- und Steuereinrichtungen
verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Arbeitsgerät ein selbstfahrendes Fahrzeug
(22) ist, das an mindestens einem Ende einen
Gelenkarm (23) aus mehreren aneinander befestigten
und relativ zueinander durch separate Antriebsvor
richtungen (34, 40, 41) bewegbaren Armgliedern
(27, 31, 32, 35, 37) aufweist, von denen eines das
Behandlungswerkzeug (24) trägt, und daß an dem
Fahrzeug (22) eine den Zielbereich des Behand
lungswerkzeugs (24) erfassende Fernsehkamera
vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Gelenkarm (23) ein am Fahrzeug
körper (24) um eine horizontale Längsachse (28)
schwenkbares erstes Armglied (27) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das erste Armglied (27) über eine
Parallelführung (30) ein zweites Armglied (31)
trägt, dessen Abstand von der Längsachse (28)
veränderbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß das zweite Armglied (31) ein weite
res Armglied (35) trägt, welches um eine quer zur
Längsachse (28) und parallel zur Bewegungsrichtung
des zweiten Armgliedes (31) verlaufende erste
Schwenkachse (36) schwenkbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß an dem weiteren Armglied (35) das
Behandlungswerkzeug (24) um eine parallel zu der
ersten Schwenkachse (36) verlaufende zweite
Schwenkachse (38) schwenkbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, daß an dem zweiten Armglied (31)
ein drittes Armglied (32) um eine parallel zur
Bewegungsrichtung des zweiten Armgliedes (31)
verlaufende Achse (33) drehbar angebracht und daß
das weitere Armglied (35) relativ zu dem dritten
Armglied (32) um die erste Schwenkachse (36) herum
schwenkbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das Behandlungswerk
zeug (24) eine Düse zum Versprühen von Beschich
tungsmaterial ist, die durch einen Schlauch (231)
mit der oberirdischen Versorgungseinheit (16) ver
bunden ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug (22) ein
Raupenfahrzeug ist, daß mit zwei parallelen Raupen
ketten (25) entlang der konkaven Kanalwand läuft.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Raupenketten (25) konvexe Lauf
flächen aufweisen.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Fernsehkamera im
oder an dem ersten Armglied (27) angeordnet ist.
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DE19863602281 DE3602281A1 (de) | 1986-01-25 | 1986-01-25 | Vorrichtung zur behandlung unterirdisch verlegter kanalrohre |
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Family
ID=6292652
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19863602281 Granted DE3602281A1 (de) | 1986-01-25 | 1986-01-25 | Vorrichtung zur behandlung unterirdisch verlegter kanalrohre |
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DE3602281C2 (de) | 1989-01-26 |
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