DE3602281C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Behandlung unterirdisch verlegter Kanalrohre gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der US-PS 44 42 891 bekannt. Bei dieser Vorrichtung ist der sogenannte Arbeitskopf des nicht selbstfahrbaren Fahrzeuges um mehrere Freiheitsgrade mit dem am Ende angebrachten Behandlungswerkzeug manipulierbar. So ist der gesamte Kopf in Richtung der Kanalrohrlängsachse hin- und herbewegbar. Außerdem ist eine Drehung um die Kanalrohrlängsachse möglich. Schließlich sind noch andere Schwenkbewegungen möglich. Wenn nun mit einem derartigen Bearbeitungskopf bei einer Sanierung ein Zulauf zum Kanalrohr bearbeitet werden soll, so ist dies bei der bekannten Vorrichtung nur möglich, wenn zwei Schwenkbewegungen, gezielt gesteuert, in Kombination so bewegt werden, daß das Behandlungswerkzeug beispielsweise den Rand des Zulaufes auf einer Kreisbewegung abtasten kann. Eine derartige Steuerung ist nur mit erheblichem Aufwand realisierbar.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der genannten Art zu schaffen, mit der Mündungsstellen von Seiteneinläufen auf einfache Weise behandelt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Anspruch 1 gelöst.

Gemäß dieser Lösung ist in Ergänzung zu den an sich bekannten Freiheitsgraden das Armglied, das unmittelbar das Behandlungswerkzeug trägt, um eine Achse drehbar, die senkrecht zur Kanalrohrlängsachse liegt, wobei gleichzeitig eine Verschwenkung des Werkzeuges um eine Achse möglich ist, die senkrecht zur Kanalrohrlängsachse liegt und zur vorgenannten Drehachse. Dadurch ist es auf einfache Weise, d. h. durch einfache Steuerung, möglich, das Behandlungswerkzeug an seiner Arbeitsstelle auf einer Kreisbahn oder auch auf einer elliptischen Bahn zu bewegen, die genau der Mündungsstelle eines seitlichen Zulaufs entspricht, so daß gerade diese Mündungsstellen auf einfache Weise behandelt werden können.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Das Behandlungswerkzeug besteht vorzugsweise aus einer Düse, aus der Mörtel oder ein anderes Beschichtungsmaterial auf die Rohrwand aufgebracht oder in Bruchstellen des Rohres eingesprüht wird. Auf diese Weise können sowohl Ausbesserungs- als auch Beschichtungsarbeiten 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 erfolgen.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt die Bewegung des Behandlungswerkzeugs in bezug auf den Fahrzeugkörper vorzugsweise mit fünf einzeln steuerbaren Freiheitsgraden. Dadurch können verschieden geartete Rohrausbrüche aus der jeweils günstigsten Richtung ausgekleidet werden. Bei besonders tiefen Bruchstellen kann der Auftrag fast immer parallel zur Bruchfläche erfolgen, so daß eine besonders gute Haftung des Auskleidungsmaterials gewährleistet ist.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Benutzung einer Vorrichtung zur Behandlung unterirdisch verlegter Kanalrohre,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung in einem Kanalrohr,

Fig. 3 eine Seitenansicht der Vorrichtung, wobei sich das Behandlungswerkzeug in einer ersten Position 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 Armglieder 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 Kabelschacht 10 eingelassen ist, bewirkt eine reibungslose Umlenkung der Schläuche 13 und Kabel 14 an der Verbindungsstelle zwischen dem Kanalschacht 10 und dem Kanal 11.

Die Behandlungsvorrichtung 12 besteht aus einem als Fahrzeug mit eigenem Fahrantrieb ausgebildeten Arbeitsgerät 22 und dem an einem Ende des Fahrzeugkörpers 22 a angebrachten Gelenkarm 23, der ein Behandlungswerkzeug 24 trägt.

Aus Fig. 2 ist der Aufbau des Fahrzeugs 22 erkennbar. Der Fahrzeugkörper 22 a ist länglich, und an seinen Seiten sind angetriebene endlose Raupenketten 25 oder Riemen vorgesehen, die von Rollen 26 abgestützt 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 ein erstes Armglied 27 um eine 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 ein zweites 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 Fahrzeugskörpers 22 a 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 ein drittes Armglied 32, das in bezug auf das Arm­ glied 31 um eine vertikale Achse 33 drehbar ist. Die Antriebsvorrichtung 34 für den Drehantrieb befindet sich im Inneren des Armgliedes 31.

An dem dritten Armglied 32 ist ein viertes Armglied 35 um eine 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 ein fünftes Armglied 37 trägt, welches um eine 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 aber ebenfalls für die Anbringung eines derartigen Gelenkarms. Es ist 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 Arm­ gliedes 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 zweiten 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 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 22 a und das fünfte Armglied 37 auf der Seite des Behand­ lungswerkzeugs 24 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 24 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 das Behandlungswerkzeug 24 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 (6)

1. Vorrichtung zur Behandlung unterirdisch verlegter Kanalrohre, mit einem im Kanalrohr bewegbaren Arbeitsgerät, das mindestens ein Behandlungswerkzeug aufweist und über Kabel bzw. Schläuche mit oberirdischen Versorgungs- und Steuereinrichtungen verbunden ist, mit einem an mindestens einem Ende des Arbeitsgerätes angebrachten Gelenkarm, der aus mehreren aneinander befestigten und relativ zueinander durch separate Antriebsvorrichtungen bewegbaren Armgliedern besteht, von denen eines das Behandlungswerkzeug trägt, und mit einer an dem Arbeitsgerät vorgesehenen, den Zielbereich des Behandlungswerkzeugs erfassenden Fernsehkamera, dadurch gekennzeichnet, daß das das Behandlungswerkzeug (24) tragende Armglied (35) um eine senkrecht zur Kanalrohrlängsachse (28) verlaufende Drehachse (33) drehbar ist und daß das Behandlungswerkzeug (24) um eine Achse (38; 36) schwenkbar ist, die senkrecht zur Drehachse (33) und senkrecht zur Kanalrohrlängsachse (28) verläuft.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkarm (23) ein an dem als selbstfahrendes Fahrzeug ausgebildeten Arbeitsgerät (22) um die horizontale Längsachse (28) schwenkbares erstes Armglied (27) aufweist, daß das erste Armglied (27) über eine Parallelführung (30) ein zweites Armglied (31) trägt, dessen Abstand von der Längsachse (28) veränderbar ist, und daß das zweite Armglied (31) das das Behandlungswerkzeug tragende Armglied (35) trägt, welches um die senkrecht zur Drehachse (3) und senkrecht zur Längsachse (28) verlaufende erste Schwenkachse (36) schwenkbar ist, wobei letztere außerdem senkrecht zur Bewegungsrichtung des zweiten Armgliedes (31) verläuft.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem das Behandlungswerkzeug tragenden Armglied (35) das Behandlungswerkzeug (36) selbst um eine parallel zu der ersten Schwenkachse (36) verlaufende zweite Schwenkachse (38) schwenkbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem zweiten Armglied (31) ein drittes Armglied (32) angebracht ist, das um die Drehachse (33) drehbar angebracht ist und daß das weitere Armglied (35) relativ zu dem dritten Armglied (32) um die erste Schwenkachse (36) herum schwenkbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Behandlungswerkzeug (24) eine Düse zum Versprühen von Beschichtungsmaterial ist, die durch einen Schlauch (231) mit der oberirdischen Versorgungseinheit (16) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernsehkamera im oder an dem ersten Armglied (27) angeordnet ist.