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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung von Leitungen
und Kanälen,
wie Lüftungskanäle oder
Kamine.
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Die
Erfindung betrifft auch eine Empfängereinheit und einen Queraufspannkopf,
die Teil der Vorrichtung sind.
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In
der CH-A-681 141 sind zwei Lösungen dargestellt,
wobei in der ersten ein flexibler Schaft unter Zuhilfenahme einer
Zieh-Einrichtung verwendet wird. Dieser Schaft ist rotierend ausgebildet
und erlaubt keine Berührung
oder Führung
durch Drücken. Die
zweite, in dieser Veröffentlichung
dargestellte Ausführungsform
stellt ein loses Schleppkabel mit einer hydraulischen Übertragung
dar, wodurch ebenfalls keine Betätigung
auf Zug zugelassen ist. Daher erfordern beide beschriebenen Lösungen ein
unbequemes und zeitaufwendiges Einfädeln des Zugkabels in die zu
reinigende Leitung.
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Nach
dem Stand der Technik werden Reinigungsvorrichtungen und -verfahren
verwendet, bei denen eine Bürste
am Ende eines langen Führungskabels
in die zu reinigende Leitung eingesetzt wird. Die Bürste wird
in Innern der Leitung bewegt und zur Erreichung eines verbesserten
Reinigungseffekts rotiert oder in ruckartige Bewegungen versetzt.
Eine alternative Lösung
schließt
eine Technik ein, die auf intensiver Druckluftsprengung basiert,
wobei das Reinigungsende innerhalb der Leitung mittels Druckluft vorwärts kommt.
Sogar Druckluftturbinen-Bürsten sind
bekannt. Bei der Reinigung wird im Leitungssystem ein starker Unterdruck
erzeugt, der durch Saugen die Entfernung von losem Schmutz von dem System
erlaubt. Die Dreh- oder Ruckbewegung der Bürste wird entweder durch einen
elektrischen oder pneumatischen Antrieb erreicht, wobei der elektrisch oder
pneumatisch betriebene Motor mit der Bürste verbunden ist und die
Antriebskraft zum Motor mittels elektrischer oder Druckleitungen
entlang des Führungskabels übertragen
wird. Auch sind Lösungen bekannt,
bei denen ein flexibler Schaft innerhalb des Führungskabels rotiert, wobei
der die Antriebskraft generierende Motor an dem der Bürste gegenüberliegenden
Ende des Führungskabels
gelegen ist. Der lose Schmutz wird vom Führungssystem zur Außenluft
entweder ohne Filterung oder nach einer Vorfilterung geführt oder
alternativ nach Filterung in die Innenluft entlassen.
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Mit
dem Stand der Technik entstehen aufgrund mehrerer Nachteile Schwierigkeiten.
Insbesondere bei großen
Leitungsdurchmessern sind für die
Antriebseinheit eine große
Ausstoßkapazität, eine
einstellbare Rotationsgeschwindigkeit und ein großes Antriebsmoment
gefordert, um die große Bürste in
gewünschter
Art zu rotieren und zu bewegen.
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Insbesondere
bei der Reinigung großer
Klimaanlagen ist die erforderliche Reinigungseffizienz so hoch,
dass die Motorgröße und dadurch
das Gewicht des elektrischen Antriebsmotors zu groß wird, um
eine vernünftige
Bewegung des Motors auf dem Führungskabel
zu erlauben. Da der zu reinigende Bereich in der Praxis mit einer
Mischung von Staub und Luft gefüllt
ist, stellt die Funkenbildung des elektrischen Motors innerhalb
des zu reinigenden Bereichs ein ernsthaftes Risiko in Bezug auf
Feuer und Explosion dar. Hinzu kommt, dass das üblicherweise aus einem elektrisch
leitfähigem
Material aufgebaute Leitungssystem problematisch in Verbindung mit elektrischen
Antrieben ist, da sich die elektrischen Leitungen innerhalb des
Führungskabels
bei Kabelbeschädigungen
im Leitungssystem bei der Reinigung kurzschließen können, wodurch nicht nur die Gefahr
von Feuer und Explosion, sondern auch von elektrischem Schock besteht.
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Pneumatische
Antriebe bereiten auch durch mehrere Nachteile Schwierigkeiten.
Um die für
große Leitungssysteme
erforderliche Leistung zu erreichen, sind pneumatische Kompressoren
von derartigen äußeren Dimensionen
erforderlich, dass diese üblicherweise
außerhalb
des zu reinigenden Gebäudes
angeordnet werden müssen.
Solche großen
Kompressoren werden entweder durch Verbrennungsmotoren angetrieben
oder alternativ dazu benötigen
sie einen Drei-Phasen-Strom, der nicht in allen Immobilien anzutreffen
ist. Pneumatische Kompressoren oder Motoren sind relativ laut und
die für
das System erforderlichen pneumatischen Schläuche sind beschwerlich innerhalb
der Gebäude
zu bewegen. Zusätzlich
wird bei pneumatisch betriebenem System Schmieröl vom Motor zusammen mit der
Druckluft in das zu reinigende Leitungssystem verteilt. Das in das
Leitungssystem verteilte Öl
führt zur
Berufsbeeinträchtigung
und beschleunigt ein Wiederverschmutzen der Leitungen, da das Öl wie eine effektive
Adhäsionsoberfläche auf
die Schmutzpartikel wirkt.
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Auf
einem mechanischen flexiblen Schaft basierende Lösungen sind bei den erforderlichen Leistungsniveaus
extrem schwer und darüber
hinaus ist das Führungskabel
zu lose, um durch Drücken
in die Leitung eingesetzt zu werden. Die daraus resultierende Reibung
ist auch zu groß für den Motor
und die Übertragung.
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In
Stand der Technik treten weiterhin Schwierigkeiten aufgrund der
Nachbehandlung des von dem Leitungssystem entfernten Schmutzes auf.
Wenn die Auslassluft vorgefiltert ist, können größere Feststoffpartikel das
gegenwärtig
verwendete Filtersystem brechen, da der starke Unterdruck eine starke
Saugwirkung ausübt
und Schmutzpartikel in allen Größen mit
hohen Geschwindigkeiten zum Filter bewegt. Wenn dann keine Filterung
ausgeführt
wird, können gesundheitsschädliche Substanzen
in die Umgebung verteilt werden.
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Der
Stand der Technik ist begrenzt lediglich auf die Reinigung von Leitungen
von Klimaanlagen und bietet keine Mittel zur Reinigung von ebenen Oberflächen oder
zur Behandlung solcher Oberflächen
ohne Schmutzbelastung an. Wenn die zu behandelnde Oberfläche gesundheitsgefährdende Substanzen
enthalten, kann die Verwendung von Ausrüstung nach dem Stand der Technik
zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen
führen,
wenn sich nicht die Arbeiter selbst in erforderlicher Weise schützen.
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Die
vorliegende Erfindung richtet sich auf die Eliminierung der den
Stand der Technik behindernden Nachteile und durch Erreichung einer
vollständig neuen
Art von System oder Verfahren zur Reinigung von Klimaanlageleitungen
oder anderer Leitungssysteme und Kaminsysteme. Ein weiteres Ziel
ist, die Erfindung für
eine staubfreie Reinigung und Bearbeitung von ebenen Oberflächen zu
verwenden.
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Die
Erfindung basiert auf einer hydraulischen Erzeugung der Antriebskraft
zur Rotation der Reinigungsbürste
entlang des Führungskabels.
Der lose Schmutz wird in einem Saugkopf gesammelt und an eine Empfängereinheit übertragen
und die zur Empfängereinheit
abgeführte
Luft kann dann nachgefiltert werden. Weiterhin wird nach einer vorteilhaften
Ausführungsform
der Erfindung ein Transversal-Aufspannkopf, der mit einem Pfeilradgetriebe
ausgestattet ist, zur Behandlung von im Wesentlichen ebenen Oberflächen verwendet.
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Das
System nach der Erfindung ist mit mehr Detail durch das gekennzeichnet,
was im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 zum Ausdruck gebracht wird.
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Der
Aufspannkopf nach der Erfindung ist durch das gekennzeichnet, was
im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 7 zum Ausdruck gebracht wird.
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Die
Erfindung bringt beträchtliche
Vorteile mit sich.
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Die
elektrische Antriebe verhindernde Probleme in Bezug auf Feuer- und
elektrischer Sicherheit werden aufgrund des hydraulischen Antriebs vermieden.
Zusätzlich
kann der mit der Bürste
verbundene Motor viel leichter und kompakter gebaut werden.
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Verglichen
mit einer pneumatischen Lösung wird
die Verwendung eines ziemlich großen, teuren, lauten und schwer
betreibbaren Kompressors vermieden. Zusätzlich wird ein Verölen des
zu reinigenden Leitungssystems eliminiert, da in der Praxis ein Hydraulik-System
vollständig
flüssigkeitsdicht
gebaut ist. Mögliche
Leckagegefahren können
durch Verwendung von biologisch abbaubarem Hydrauliköl und durch
Bereitstellung von jeglichen Teilen, die Leckage-anfällig sind,
mit Leckschutz, wie z. B. thermokontraktible Schutzhülsen, minimiert
werden.
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Der
Hydraulikantrieb nach der Erfindung gewährleistet einen sehr leisen
Betrieb.
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Aufgrund
der Empfängereinheit
werden ein verbessertes Reinigungsergebnis und eine vermehrte Schmutzentfernung
erreicht. Die Empfängereinheit
kann auch durch Kollisionen von großen Schmutzpartikeln nicht
zerstört
werden.
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Der
Transversal-Aufspannkopf nach der Erfindung ermöglicht dann eine staubfreie
Reinigung oder andere Behandlungen von ebenen Oberflächen.
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Im
Folgenden wird die Erfindung detaillierter mittels eines Arbeitsbeispiels/mittels
Arbeitsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren
beschrieben.
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1 ist
eine perspektivische Darstellung einer Reinigungsvorrichtung nach
der Erfindung.
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2 zeigt
eine Radialbürste
nach der Erfindung, die mit der Anordnung nach 1 kompatibel ist.
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3 ist
eine perspektivische Darstellung der Anordnung der 1,
die mit einem Transversal-Aufspannkopf ausgestattet ist.
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4 stellt
eine Anordnung der 3 dar, die mit einer Sammeleinheit
nach der Erfindung ausgestattet ist.
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5 ist
eine Variante der Lösung
nach der 4, wobei die Sammeleinheit ausgelassen
ist.
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6 ist
eine perspektivische Darstellung des Transversal-Arbeitskopfes nach
der Erfindung.
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7 ist
eine perspektivische Explosionsdarstellung des Arbeitskopfs nach
der 6.
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8 ist
eine perspektivische Schnittdarstellung des Pfeilradgetriebes des
Arbeitskopfs nach der 7.
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9 ist
eine perspektivische Explosionsdarstellung der Empfängereinheit
nach der Erfindung.
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10 ist
eine schematische Darstellung des Hydrauliksystems nach der Erfindung.
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11 ist
eine Seitenschnitt-Projektion des hydraulischen Aggregats nach der
Erfindung.
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12 ist eine Draufsicht des Hydraulik-Aggregats
nach der 11.
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In
der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung wird die folgende Terminologie
mit entsprechenden Bezugszeichen benutzt:
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- 1
- Reinigungsvorrichtung
- 2
- Führungskabel
- 3
- Reinigungsende
- 4
- Hydraulikmotor
- 5
- Beschickungsende
- 6
- Wicklungsgestell
- 7
- Hydraulikaggregat
- 8
- Räder
- 9
- Radialbürste
- 10
- Transversal-Arbeitskopf
- 11
- Saugverbinder
- 12
- Zylinderbürste
- 13
- Haube
- 14
- Pfeilradgetriebe
- 15
- Saugleitung
- 16
- Sammeleinheit
- 17
- Sammelbeutel
- 18
- Inneres
Gehäuse
- 26
- Primärer Schaft
- 27
- Sekundärer Schaft
- 28
- Getriebekörper
- 29
- Elektrikmotor
- 30
- Hydraulikpumpe
- 31
- Erstes
einstellbares Druckbegrenzungsventil
- 32
- Zweites
einstellbares Druckbegrenzungsventil
- 33
- Hydraulikfilter
- 34
- Erstes
Gegenstromventil
- 35
- Zweites
Gegenstromventil
- 36
- Drittes
Gegenstromventil
- 37
- Viertes
Gegenstromventil
- 38
- Fünftes Gegenstromventil
- 39
- Sechstes
Gegenstromventil Gegenstromventil
- 40
- Federbelastetes
Gegenstromventil
- 41
- Ventilfeder
- 42
- Bypass-Strömungssystem
der internen Zirkulation
- 43
- Räder
- 19
- Äußeres Gehäuse
- 20
- Strömungsverteiler-Abdeckung
- 21
- Einlass-Verbinder
- 22
- Unterdruck-Verbinder
- 23
- Saugleitung
- 24
- Unterdruckeinheit
- 25
- Abgasauslass
- 44
- Dichtungs/Bürstenstreifen
- 45
- Spulenachse
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Gemäß 1 weist
die Anordnung 1 zur Reinigung von Klimaanlageleitungen
eine Halterung 1 oder ein Rack auf, um die bzw. um das
die übrige Ausrüstung zusammengebaut
ist. Zur Erleichterung der Reinigungsarbeit ist das Führungskabel 2 oder Übertragungskabel
um das Wicklungsgestell 6 gewickelt. Das Übertragungskabel 2 hat
typischerweise eine Länge
von 40 m und eine Dicke von 25,4 mm (1 Inch). Folglich weist das Übertragungskabel 2 ein Reinigungsende 3 mit
einem Hydraulikmotor 4 und ein Beschickungsende 5 auf,
das über
die Achse 45 des Wicklungsgestells 6 mit dem Hydraulikaggregat 7 verbunden
ist. Das Hydraulikaggregat 7 ist mit beiden Enden der Achse 45 verbunden.
Innerhalb des Übertragungskabels 2 sind
zumindest zwei Hydraulikleitungen gelegen, die den Motor 4 mit
dem Hydraulikaggregat 7 verbinden. Demzufolge dient eine der
Hydraulikleitungen als Einlassschlauch und die andere als Auslassschlauch
für den
Hydraulikmotor 4. Wenn die Laufrichtung des Motors 4 umgekehrt wird,
wird der Einlassschlauch zu einem Auslassschlauch und umgekehrt.
Das Hydraulikaggregat 7 ist fest an dem Wicklungsgestell angebracht,
das wiederum zur Erleichterung der Bewegung auf Rädern montiert
ist. Die Anordnung 1 ist eigenständig und verlangt keine externe
Energie oder Antriebseinheiten.
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2 ist
eine schematische Darstellung der mit dem Hydraulikmotor verbundenen
Radialbürste 9.
Der Ausdruck "Radialbürste" basiert auf der
radialen Ausrichtung der einzelnen Borsten. Das Bürstenmaterial
kann zwischen Plastik und Naturstoffen und Metall oder irgendeinem
anderen Material je nach Einzelfallanforderungen variieren. Der
Durchmesser der Bürste
wird hauptsächlich
nach dem Durchmesser oder dem bereichsreichsten Oberflächengebiet des
Reinigungsziels ausgewählt.
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3 stellt
die Verbindung eines Transversal-Arbeitskopfes 10 mit
der Anordnung nach der 1 dar. Der Transversal-Arbeitskopf
weist eine Saughaube 13 auf, deren Zweck darin liegt, als
Unterdruckkammer zur Verhinderung der Ausbreitung von Staub in dem
umgebenen Bereich zu wirken. Der Unterdruck wird mittels eines Saugverbinders 11 bereitgestellt.
Die Zylinderbürsten 12,
die transversal zu der Richtung des Beschickungskabel verlaufen,
sind innerhalb der Hauben 13 und an beiden Enden derselben
angeordnet, und die Bürsten
werden durch den Hydraulikmotor 4 über ein Pfeilradgetriebe angetrieben.
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In 4 ist
die Anordnung nach der 3 mit einer Sammeleinheit 16 über eine
Saugleitung 15 und einen Einlassverbinder 21 verbunden,
wobei die Sammeleinheit 16 wiederum mit der Unterdruckeinheit 24 über eine
Saugleitung 23 verbunden ist. Die Sammeleinheit 16 enthält eine
Strömungsverteilerabdeckung 20,
die einen Unterdruck bildet, der sich von der Richtung des Unterdruckverbinders 22 zwischen
dem äußeren Gehäuse 19 und
dem steifen inneren Gehäuse 18 ausbildet.
Das innere Gehäuse
ist mit einer Perforation versehen, die den Druck homogen zu dem
Sammelbeutel 17 verteilt. Der Sammelbeutel 17 ist
aus einem porösen,
flexiblen Material wie zum Beispiel einen Filtertextil gebildet,
der demnach als Staubfilter dient. Demnach ist es der zwischen den
Gehäusen 19 und 18 gebildete
Unterdruck, der bewirkt, dass der Sammelbeutel gegen die Oberfläche des
inneren Gehäuses 18 gedrückt wird. Die
Sammeleinheit 16 kann mit Rädern 43 zur Verbesserung
der Bewegung ausgerüstet
sein. Die Sammeleinheit kann ein Volumen von z.B. 600 Litern haben.
Luft wird durch die Unterdruckeinheit 24 über den
Auslass 25 entzogen. Abgasluft kann weiterhin soweit erforderlich
nach der Sammeleinheit gefiltert werden.
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In
der Lösung
nach der 5 wird die Sammeleinheit 6 umgangen
und die Luft von der Haube 16 des Transversal-Arbeitskopfs 10 wird
direkt in die Unterdruckeinheit 24 gesaugt. Dies ist z.B.
dann zweckmäßig, wenn
eine mäßige Schmutzmenge
vorhanden ist oder wenn das entzogene Material nicht gesundheitsschädlich ist.
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6 zeigt
den Transversal-Arbeitskopf 10 mit mehr Detail. Die Haube 13 ist
jetzt am Arbeitsbereich, das heißt einem Bereich der zylindrischen
Reinigungsrollen 12 geöffnet.
Der Unterdruck wird über einen
Saugverbinder 11 erzeugt und die Leckprüfung der Haube im Betrieb wird
mittels Abdichtstreifen 44 bewerkstelligt. Die Absteckstreifen 44 können weiterhin
mit Bürsten
ausgestattet sein. Der Ausgang des Motors 4 wird über ein
Feinradgetriebe 14 an quer verlaufende Zylinder übertragen.
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7 stellt
eine Explosionsdarstellung der Lösung
nach der 6 bereit. Das näher dargestellte Detail
ist das Feinradgetriebe 14, dessen längsgerichteter Primer schafft 26,
quergerichteter Sekundärschaft 26 und
Körper 28 mit
mehr Detail gezeigt sind.
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8 stellt
eine noch nähere
Darstellung des Feinradgetriebes in seiner Arbeitsstellung bereit. Aus
technischen Gründen
bezüglich
der Zeichnung ist jedoch die Verzahnung der Getrieberäder auf
dem primeren 26 und sekundären Schaft 27 nicht
gezeigt.
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9 ist
eine Explosionsdarstellung der Sammeleinheit 16. Der interne
Beutel ist in dieser Figur nicht gezeigt. Dieser würde jedoch
innerhalb des inneren Gehäuses 28 angeordnet
sein. Die Strömungsverteilerabdeckung 20 ist
als Zweischichtstruktur verkleidet, so dass das eine an der Öffnung des
Unterdruckverbinders 22 der Sammeleinheit auftretende Absaugung
lediglich an der oberen Kante des Bereichs zwischen dem inneren
Gehäuse 18 und
dem äußeren Gehäuse 19 angestrebt wird.
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10 ist
ein schematisches Hydraulikschaltbild einer Implementierung des
hydraulischen Antriebs nach der Erfindung. Von den in dem Schaubild
gezeigten Komponenten sind der Motor 4 und die zu dem Motor
führenden
Hydraulikverbinder klar außerhalb
des Hydraulikaggregats 7. Die anderen Komponenten sind
entweder in der Hydraulikeinheit 7 selbst angeordnet oder
in der unmittelbaren Nachbarschaft derselben fest angebracht.
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Das
Herz der Hydraulikeinheit 7 ist ein Elektromotor 27,
der die Antriebskraft bereit stellt und eine Leistung von z.B. 2,2
kW hat, wobei zum Betrieb des Motors ein Zweiphasenstrom verwendet
werden kann. Den Motor 27 rotiert eine Pumpe 30,
die elektrische Leistung in hydraulische Leistung, Druck und Strömung umwandelt.
Der Hydraulikmotor 27 kann in zwei Richtungen rotiert werden,
wobei sogar eine bidirektionale Funktionsweise der Pumpe 30 angestrebt
wird. Einstellbare Druckbegrenzungsventile 31 und 32 sind
mit dem System verbunden, um im vorliegenden Fall den dem System
bereitgestellten Druck auf 160 bar zur begrenzen. Die interne Zirkulation
wird mittels eines ersten 34 und eines zweiten Gegenstromventils
gesteuert. Das erfindungsgemäße System
erfordert keinen Behälter
für das
Hydraulikfluid; gewissermaßen
dient das im Übertragungskabel 2 enthaltene
Langschlauchsystem stattdessen als eines, während es gleichzeitig eine
effiziente Hydraulikfluid-Kühlung
vorsieht. Eine Verbindung ist um den Hydraulikfluid-Filter 33 herum
mittels Gegenstromventilen 36–40 gebildet, wobei
die Verbindung die geforderte Strömungsrichtung (in den Figuren von
unten nach oben) von dem Filter 33 unabhängig von
der Rotationsrichtung der Pumpe 30 bewirkt. Wenn zum Beispiel
die Strömung
durch den Motor 4 von rechts nach links verläuft, wird
die Strömung dann
durch den Filter 33 über
das Ventil 38 und weiter über das Ventil 37 zur
Pumpe 30 verlaufen. Im Fall der Gegenstromrichtung verläuft die
Strömung
zum Motor 4 zum dem Filter 33 über das Ventil 39 und über das
Ventil 36 weiter zu dem Motor 4. Im Falle einer
Verstopfung des Filters 33 wird für das Hydraulikfluid eine Strömungsroute über das
federbelastete Ventil 40 arrangiert. Der Rückführungsfaktor
der Feder 41 bestimmt den Entlastungsdruck des Ventils.
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Die 11 und 12 sind als Beispiele für die Anordnung des Elektromotors 29 und
der Pumpe in dem Hydraulikaggregat vorgesehen.
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In
der vorliegenden Anmeldung werden die Ausdrücke Leitung und Kanal insbesondere
in Bezug auf Klimaanlagen-Leitungen verwendet, jedoch kann die erfindungsgemäße Anordnung
auch auf die Reinigung anderer Leitungen und Kamine angewendet werden.
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Die
Antriebseinheit für
die Hydraulikpumpe 30 kann selbstverständlich eine andere Antriebseinheit
als einen Elektromotor, wie zum Beispiel einen Verbrennungsmotor
oder einen Pneumatikmotor, aufweisend, aber gegenwärtig ist
der Elektromotor aufgrund seiner Laufruhe und seiner vorteilhaften Kosten
die bevorzugte Alternative.