DE4005510C1 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine in Abwasser eintauchende hohle
Reinigungskugel zum Reinigen eines
Abwasserkanals mit Vorsprüngen an der Außenseite ihres
Kugelmantels, wobei die Einhüllende der Vorsprünge
eine gedachte Kugelfläche ist.
Eine derartige Reinigungskugel ist aus der DE-PS 25 43 622
bekannt. Da diese
längs des Abwasserkanals mit geringerer Geschwindigkeit als der
mittleren Strömungsgeschwindigkeit des Abwassers im Kanal von
dem Abwasser mitgenommen wird, bildet die Reinigungskugel für
das Abwasser einen Strömungswiderstand, wodurch das Abwasser
vor der Reinigungskugel teilweise angestaut wird und die
Strömung unter Ausbildung einer die Reinigungskugel
passierenden Umlenkströmung gestört wird. Hierbei erhält die
Umlenkströmung eine höhere Strömungsgeschwindigkeit, so daß
Ablagerungen vor und hinter der Reinigungskugel von der
Kanalsohle abgelöst, aufgeschwemmt und weggespült werden. Zur
Verzögerung der Bewegungsgeschwindigkeit der Vorrichtung kann
in der hohlen Reinigungskugel eine Bremsmasse, z. B. ein starres
Pendel, welches um eine mit der Reinigungskugel verbundene
Achse unter Überwindung einer entsprechenden Reibung
verschwenkbar ist, eine in der Reinigungskugel verlustbehaftet
abrollbare Bremskugel oder dergl. oder eine verlustbehaftet
fließfähige Flüssigkeits- und/oder Teilefüllung wie Sand und
Wasser vorhanden sein, die durch das Abwälzen der
Reinigungskugel in dieser dauernd umgeschichtet wird. Es hat
sich auch eine reine Wasserfüllung bewährt, deren Umschichtung
mit Hilfe einer Drosselstruktur in der Reinigungskugel
gedrosselt wird. Durch die Art und Menge der Bremsmasse läßt
sich der Bewegungsablauf der Reinigungskugel in weiten Grenzen
beeinflussen.
Mit Hilfe einer solchen Bremsmasse läßt sich über deren
Abmessung und/oder ihr Gewicht auch das Gewicht der
Reinigungskugel an die Abwasserhöhe über die Kanalsohle
anpassen, damit die Reinigungskugel in Anpassung an den
Abwasserstand unter ihrem Eigengewicht, vermindert um den
Auftrieb, mit für ihre Abwälzbewegung unter dem Antrieb des
strömenden Abwassers hinreichender Reibung auf der Kanalsohle
aufliegt. Andererseits ändert sich der Abwasserstand im Kanal
nicht nur in Abhängigkeit von tageszeitlichen Schwankungen und
der aktuellen Witterung, sondern ändert sich über die
Kanallänge hin auch in Abhängigkeit von der Anzahl von
Seitenzuflüssen. Wenn aber die Reinigungskugel für einen
niedrigen Abwasserstand zu schwer ist, besteht die Gefahr, daß
die Antriebskraft des strömenden Abwassers auf die
Reinigungskugel für deren Abwälzen zu gering ist und diese
liegenbleibt. Ist andererseits das Gewicht der Reinigungskugel
in Anpassung an niedrige Abwasserstände klein, so kann die
Reinigungskugel bei höheren Abwasserständen zu schnell
fortbewegt werden, so daß die für die Reinigungswirkung
wichtige Umströmung derselben zu schwach wird und daher die
Reinigungswirkung erheblich vermindert wird.
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Reinigungskugel
der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß
eine Selbstanpassung des wirksamen Gewichtes der
Reinigungskugel an unterschiedliche Abwasserstände unter
Beibehaltung einer möglichst optimalen Reinigungswirkung
erzielt wird.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in dem
Kugelmantel mehrere über diesen hin verteilte
Wasserdurchtrittsöffnungen ausgebildet sind, die in einen
Abwasserraum im Inneren der hohlen Reinigungskugel an einer
Wandungsfläche münden, nahe an den Mündungen der
Durchtrittsöffnungen endende Schmutzleittrippen ausgebildet
sind.
Durch die Erfindung gelingt es, hinreichend große
Wasserdurchtrittsöffnungen in dem Kugelmantel ausbilden zu
können, um deren Verstopfen zu vermeiden, und gleichwohl eine
Ansammlung von Sand und sonstigen festen Schmutzteilchen in der
Reinigungskugel zu vermeiden, weil diese festen Schmutzteilchen
während der Abwälzbewegung der Reinigungskugel mit Hilfe der
Schmutzleitrippen wieder zu den Mündungen der
Durchtrittsöffnungen geleitet und durch diese herausgeschwemmt
werden. Beispielsweise können die Wasserdurchtrittsöffnungen
einen Durchmesser von 15 mm habenund sechs derselben über den
Kugelmantel hin verteilt sein. Die Schmutzleitrippen können
verhältnismäßig dünn sein, z. B. einen Querschnitt von 5×5 m²
aufweisen. Sie können beispielsweise aus auf die Wandungsfläche
aufgeschweißten Drähten oder aufgeklebten Gummischnüren oder
dergleichen bestehen.
Erfindungsgemäß ändert sich somit das wirksame Gewicht der
Reinigungskugel aufgrund einer mehr oder weniger großen
Abwasserfüllung in Abhängigkeit von dem jeweiligen
Abwasserstand im Kanal. Eine Verzögerung der
Bewegungsgeschwindigkeit der Reinigungskugel wird bereits aufgrund
des Vorhandenseins der vorzugsweise in Form von Gummiwülsten
ausgebildeten Vorsprünge an der Außenseite des Kugelmantels der
Reinigungskugel erreicht, da von den Vorsprüngen der
Rollwiderstand der Reinigungskugel erhöht wird. Zusätzlich kann
auch das Umschichten der Abwasserfüllung in der Reinigungskugel
zu deren Abbremsung beitragen, zumal die Schmutzleitrippen dem
Umschichten des Abwassers einen wenn auch geringen Widerstand
entgegensetzen.
Die Bremsvorrichtung kann beispielseise eine Drosselstruktur
sein, von welcher das Umschichten des Abwassers in der
Reinigungswinkel gedrosselt wird. Hierbei ist die Abbremswirkung
aufgrund der sich wasserstandabhängig ändernden
Abwasserfüllung ebenfalls abhängig von der Höhe des jeweiligen
Abwasserstandes, wodurch die Abbremsung der Reinigungskugel bei
geringem Abwasserstand und daher geringer auf die
Reinigungskugel einwirkenden Vortriebskraft geringer wird und
bei höheren Abwasserständen erwünschtermaßen stärker wird.
Hierbei besteht jedoch die Möglichkeit daß die Drosselöffnungen
der Drosselstruktur von in die Reinigungskugel eingetretenem
Schmutz, z. B. Papierfetzen, verstopft werden. Daher wird
gegenwärtig eine Bremsvorrichtung vorgezogen, bei welcher die
Möglichkeit einer ihrer Wirksamkeit beeinträchtigenden
Verschmutzug nicht besteht.
Insbesondere kann hierzu die Bremsvorrichtung als Pendel gemäß Anspruch 2
ausgebildet sein.
Hierdurch kann
erreicht werde, daß die Abbremswirkung nicht nur unter der
Masse der Pendelplatte und deren Reibung an der Achse, sondern
in gewissem Maße auch durch Drosseln der Umschichtbewegung des
Abwassers in dem Spalt zwischen dem Plattenrand und dem
Kugelmantel entsteht, wobei die Drosselungsstärke sich
ihrerseits in Abhängigkeit von der Menge der Abwasserfüllung
und daher dem jeweiligen Abwasserstand im Kanal ändert.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist
in der Reinigungskugel konzentrisch zu dieser und im Abstand
von deren Kugelmantel eine hohle Innenkugel angeordnet, wobei
von einem der beiden aus dem Innenraum der Innenkugel und dem
Zwischenraum zwischen dem Kugelmantel und der Innenkugel
gebildeten Räumen der Abwasserraum ausgebildet wird und die
Bremsvorrichtung in dem teilweise mit einer Bremsflüssigkeit
gefüllten geschlossenen anderen der beiden Räume als
Drosselstruktur mit einer Mehrzahl von Drosselöffnungen
ausgebildet ist. Hierdurch werden somit sowohl eine
selbsttätige Gewichtsanpassung der Reinigungskugel als auch
eine vorbestimmte gleichbleibende Bremswirkung auf die
Reinigungskugel erreicht. Wenngleich es dabei möglich ist, den
Abwasserraum in dem Zwischenraum auszubilden und die
Bremsvorrichtung in der Innenkugel anzuordnen, wird es wegen
der besseren Schwerpunktverhältnisse vorgezogen, den
Abwasserraum im der Innenkugel auszubilden und die
Bremsvorrichtung in dem Zwischenraum anzuordnen.
Erfindungsgemäß ist es aber auch möglich, die Bremsvorrichtung
dadurch auszubilden, daß die Vorsprünge an der Außenseite des
Kugelmantels der Reinigungskugel als hohle Wülste ausgeführt
sind, deren Innenräume teilweise mit einer Bremsflüssigkeit
gefüllt sind und vorzugsweise miteinander in Verbindung stehen.
Der erfindungsgemäße Vorschlag, in der Reinigungskugel einen
Abwasserraum auszubilden, der über Durchtrittsöffnungen mit der
Außenseite des Reinigungskörpers in Verbindung steht, bietet
außerdem die Möglichkeit einer zusätzlichen Beeinflussung des
wirksamen Gewichtes der Reinigungskugel durch Anordnung eines
oder mehrerer Auftriebskörper geringeren spezifischen Gewichtes
als dasjenige von Waser in dem Abwasserraum. Wenn hierbei die
Reinigungskugel auf der Kanalsohle sich abrollen soll, ist der
Auftriebskörper vorzugsweise an dem Kugelmantel der
Reinigungskugel z. B. in Form von Platten oder Scheiben
angeordnet, damit er auch bei geringem Abwasserstand wirksam
wird. Durch eine entsprechende Verteilung mehrerer
Auftriebskörper an dem Kugelmantel läßt sich auch das
Abwälzverhalten der Reinigungskugel beeinflussen. Wenn
andererseits die Reinigungskugel sich wenigstens bei höheren
Abwasserständen an der Kanaldecke abwälzen soll, kann der
Auftriebskörper in der Mitte der Reinigungskugel angeordnet
sein, so daß der Anpreßdruck der Reinigungskugel gegen die
Kanaldecke mit zunehmendem Abwasserstand aufgrund des
zunehmenden Auftriebs anwächst.
Ausführungsbeispiele nach der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert,
in welcher zeigt
Fig. 1 und 2 eine erfindungsgemäße Reinigungskugel in der
Seitenansicht bzw. der Draufsicht,
Fig. 3 einen Querschnitt der Reinigungskugel aus den Fig. 1 und
2,
Fig. 4 einen Querschnitt einer Reinigungskugel mit einem
zentralen Auftriebskörper,
Fig. 5 einen Querschnitt einer Reinigungskugel mit einer
Bremsvorrichtung in Form einer Pendelplatte, und
Fig. 6 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Reinigungskugel in teilweise aufgebrochener
Darstellung.
Die Reinigungskugel 1 aus den Fig. 1 und 2 weist auf der
Außenseite ihres Kugelmantels eine Mehrzahl von Vorsprüngen 2
in Form von S-förmigen Gummiwülsten mit rechteckigem
Querschnitt und von würfelförmigen Einzelvorsprüngen 3 auf, die
zwischen den Gummiwülsten 2 verteilt angeordnet sind. Die
Längsmitten der Gummiwülste 2 liegen auf einer gemeinsamen
Äquatorlinie 18 der Reinigungskugel und ihre S-Halbbögen 19
sind entlang der Äquatorlinie 18 im Abstand gegeneinander
versetzt. Der Innenraum der hohlen Reinigungskugel 1 bildet
gemäß Fig. 3 einen Abwasserraum 6, in den mehrere entlang der
Kugeloberfläche nahe der Äquatorlinie 18 verteilte
Wasserdurchtrittsöffnungen 5 z. B. mit einem Durchmesser von
15 mm an der inneren Wandungsfläche 7 des Kugelmantels 4
einmünden. Beispielsweise sind beidseitig der Äquatorlinie je
drei Wasserdurchtrittsöffnungen 5 um 120° gegeneinander
versetzt angeordnet. Wie ebenfalls aus Fig. 3 am besten
ersichtlich, sind an der Wandungsfläche 4 in
rotationssymmetrischer Verteilung rings der Mündung jeder
Wasserdurchtrittsöffnung 5 vier schmale Schmutzleitrippen 8
ausgebildet, die in geringem Abstand von der
Waserdurchtrittsöffnung 5 enden.
Mit Hilfe der Wasserdurchtrittsöffnungen 5 wird das wirksame
Gewicht der Reinigungskugel 1 selbsttätig an den jeweiligen
Abwasserstand in dem Abwasserkanal angepaßt, wohingegen die
Schmutzleitrippen 8 bewirken, daß in den Abwasserraum der
Reinigungskugel 1 durch die Wasserdurchtrittsöffnungen 5
hindurch eingetretene feste Schmutzteilchen wie Sand durch die
Abwälzbewegung der Reinigungskugel 1 wieder zu den
Wasserdurchtrittsöffnungen 5 geleitet werden und durch diese
hindurch wieder nach außen gespült werden.
Die Gummiwülste 2 sind zur Gewichtsreduzierung hohl. Ihre
Hohlräume 20 können jedoch auch über hohle Querstege
miteinander verbunden sein und teilweise mit einer
Bremsflüssigkeit zum Abbremsen der Abwälzbewegung der
Reinigungskugel 1 unter der Antriebskraft des strömenden
Abwassers gefüllt sein.
Bei der Ausführungsform aus Fig. 4 ist im Zentrum des
Abwasserraums 6 der Reinigungskugel 1 ein kugelförmiger
Auftriebskörper 17 geringeren spezifischen Gewichtes als Wasser
auf einer die Reinigungskugel 1 diametral durchquerenden Achse
10 angeordnet.
Bei der Ausführungsform aus Fig. 5 hingegen ist auf der Achse
10 ein als halbkreisförmige Platte ausgebildetes Pendel 9
schwenkbar angebracht, welches ebenfalls zum Abbremsen der
Abwälzbewegung der Reinigungskugel dient. Die Pendelplatte 9
verläuft mit ihrem halbkreisförmigen Randteil 11 unter
Ausbildung eines Spaltes 21 in gerigem Abstand von dem
Kugelmantel 4 der Reinigungskugel 1.
Nach Fig. 6 ist in der Reinigungskugel 1 eine hohle Innenkugel
12 mit einem Durchmesser abgestützt, der etwa 4/5 des
Durchmessers des Kugelmantels 4 der Reinigungskügel ausmacht.
Der Abwasserraum wird von dem Innenraum 13 der Innenkugel 12
ausgebildet, in den die Wasserdurchtrittsöffnungen 5 über
zwischen die Kugeln 1, 12 eingesetzte Rohrstücke 22 an der
inneren Wandungsfläche 7 der Innenkugel 12 einmünden. An dieser
Wandungsfläche 7 sind auch die Schmutzleitrippen 8 angebracht.
In dem Zwischenraum 14 zwischen den Kugeln 1, 12 ist eine
Drosselstruktur 15 aus stegartigen Platten eingebaut, in
welchen Drosselöffnungen 16 verteilt ausgebildet sind, die mit
einer den Zwischenraum 14 nur teilweise anfüllenden
Bremsflüssigkeit zum Abbremsen der Abwälzbewegung der
Reinigungskugel 1 zusammenwirken.
Claims (6)
1. In Abwasser eintauchende hohle
Reinigungskugel zum Reinigen eines Abwasserkanals mit Vorsprüngen an der Außenseite
ihres Kugelmantels, wobei die Einhüllende der
Vorsprünge eine gedachte Kugelfläche ist, dadurch
gekennzeichnet, daß in dem Kugelmantel (4) mehrere über
diesen hin verteilte Wasserdurchtrittsöffnungen (5)
ausgebildet sind, die in einen Abwasserraum (6) im Inneren
der hohlen Reinigungskugel (1) an einer Wandungsfläche (7)
münden, an der nahe an den Mündungen der
Durchtrittsöffnungen (5) endende Schmutzleitrippen (8)
ausgebildet sind.
2. Reinigungskugel nach Anspruch 1, an
oder in der eine deren Abwälzbewegung
abbremsende Bremsvorrichtung in Form eines
Pendels ausgebildet ist, das an
einer entlang eines Durchmessers der Reinigungskugel
verlaufenden, an dieser abgestützten Achse aufgehängt
ist, dadurch gekennzeichnet, daß das
Pendel (9) als im wesentlichen halbkreisförmige Platte
ausgebildet ist, die mit ihrem kreisbogenförmigen Randteil
(11) in gerigem Abstand von dem Kugelmantel (4) der
Reinigungskugel (1) verläuft.
3. Reinigungskugel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Reinigungskugel (1) konzentrisch zu dieser und im
Abstand von deren Kugelmantel (4) eine hohle Innenkugel (12)
angeordnet ist, wobei von einem der beiden aus dem Innenraum
(13) der Innenkugel (12) und dem Zwischenraum (14) zwischen
dem Kugelmantel (4) und der Innenkugel (12) gebildeten
Räumen der Abwasserraum (6) ausgebildet wird und eine
Bremsvorrichtung in dem teilweise mit einer Bremsflüssigkeit
gefüllten geschlossenen anderen der beiden Räume als
Drosselstruktur (15) mit einer Mehrzahl von Drosselöffnungen
(16) ausgebildet ist.
4. Reinigungskugel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Abwasserraum (6) in der Innenkugel (12) ausgebildet ist und
die Drosselstruktur (15) in dem Zwischenraum (14) angeordnet
ist.
5. Reinigungskugel nach dem Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Vorsprünge (2)
unter Ausbildung einer Bremsvorrichtung als Hohlwülste
ausgebildet sind, deren Innenräume (20) miteinander
verbunden sind und teilweise mit einer Bremsflüssigkeit
gefüllt sind.
6. Reinigungskugel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß in dem Abwasserraum (6) ein
Auftriebskörper (17) geringeren spezifischen Gewichtes als
dasjenige von Wasser festgelegt ist.
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