DE8319084U1

DE8319084U1 - Kamerawagen zur visuellen inspektion von rohren

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Publication number: DE8319084U1
Application number: DE19838319084
Authority: DE
Original assignee: Eab Klein-Walsertal Electronic-Apparate-Bau 8985 Hirschegg De GmbH
Current assignee: Eab Klein-Walsertal Electronic-Apparate-Bau 8985 Hirschegg De GmbH
Priority date: 1983-07-01
Filing date: 1983-07-01
Publication date: 1983-11-24

Description

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Electron!c-Apparate-Bau-GmbH

D-8985 Hirschegg

Kamerawagen zur visuellen Inspektion von Rohren

Die Neuerung betrifft einen Kamerawagen zur visuellen Inspektion von Rohren, bestehend aus einem mehrachsigen Fahrgestell, auf dem ein elektrischer Fahrantrieb, eine Halterung für die Kamera mit ihren Zusatzaggregaten, wie Beleuchtungsvorsatz und Anschlüsse für |

elektrische Versorgungs- und Ubertragungskabel, montiert sind. I

I Derartige Kamerawagen werden zur visuellen Inspektion von ver- |

legten Rohrleitungen unterschiedlicher Innendurchmesser eingesetzt, um den Zustand der Rohrinnenwand bzw. Leckstellen zu überprüfen und festzustellen. Die auf dem Fahrgestell bzw. der Lafette montierte Video-Kamera ermöglicht bei entsprechender Ausleuchtung des Rohrinneren die Herstellung und Aufzeichnung von Fernsehbildern auf außerhalb des Rohres befindlichen Geräten und Monitoren. Die Übertragungs- und Versorgungskabel werden dabei vom Wagen mitgezogen, was bei längeren Rohrstrecken zu Schwierigkeiten führt. Da die Innenwände von z. B. Abwasser- und Öl-Rohren häufig schmierig sind, besteht ein erhebliches Problem darin, den Kamerawagen wirksam anzu-

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treiben, ohne daß er im Rohr SchÜngerbeWegungen ausführt oder stehenbleibt. Durch den freien Rohrquerschnitt ist nämlich die Größe und damit das zur Kraftübertragung zwischen den Rädern und der Rohrinnenwand wesentliche Gewicht begrenzt, so daß es häufig zum Durchrutschen der Räder kommt. Die Schüngerbewegungen des Kamerawagens führen zu unscharfen Bildern, was die Inspektion des Rohres erschwert. Das vom Kamerawagen gezogene Schleppkabel kann mehr oder weniger schlangenlinienförmlg im Rohr verlaufen, so daß eine genaue Positionsüberwachung des Kamerawagens durch Messung der in das Rohr eingezogenen Kabellängen nicht mit ausreichend hoher Genauigkeit möglich ist.

Aufgabe der Neuerung ist es, einen Kamerawagen der angegebenen Gattung zu schaffen, der eine wirksame Selbstführung im Rohr und eine verbesserte synchronisierte Übertragung der Radantriebskräfte auf die Rohrwandung ermöglicht und welcher die Durchführung und die Genauigkeit der Rohrinspektionen verbessert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die synchron angetriebenen Wagenräder an ihrer Außenseite einen kegelförmigen Zahnst kranz aufweisen.

Der kegelförmige oder auch ballige Außenrand der Räder bewirkt zusammen mit dem jeweiligen Zahnkranz eine sehr wirksame Kraftübertragung und gleichzeitig eine Selbstführung de Kamerawagens im Rohr. Beide Wirkungen werden noch verbessert durch eine direkte Verbindung der Vorderräder mit den Hinterrädern jeder Fahrzeugseite durch ein Endlosband in Form eines Gummiringes von z. B. kreisförmigem Querschnitt.

a Diese Kopplung führt zu einem Allradantrieb und zu einer besser ausge-

richteten Fahrbewegung in Richtung der Rohrlängsachse. Natürlich kann diese Kopplung zwischen Vorder- und Hinterrädern auch durch Zahnräder

oder andere entsprechende Mittel erfolgen. Zweckmäßig kann auch ein mit Außenzähnen versehenes elastisches Endlosband verwendet werden, das mit seiner gezahnten Außenseite auf der Rohrinnenwand aufliegt und auf diese

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Weise die übertragenen Reibungs- und Antriebskräfte vergrößert, wie es Z₄ B. bei Kettenfahrzeugen bekannt ist. Durch eine zweckmäßige Abstimmung der Spurbreite des Kamerawagens auf den jeweiligen Rohrquerschnitt wird erreicht, daß der erfindungsgemäße Kamerawagen in einer bestimmten Querschnittszone oberhalb des Rohrtiefsten gehalten wird, in der die seitliche Wölbung der Rohrinnenwand einen wirksamen Selbstzentrierungseffekt gegen Schlingerbewegungen herbeiführt und gleichzeitig durch die balligen Rad-Zahnkränze die Antriebskräfte ohne nachteilige Nebenwirkungen voll zur Geltung kommsn. Damit diese Wirkungen auch bei Rohren von unterschiedlichen Durchmessern in vollem Maße erreicht werden, sitzen die Räder auf auswechselbaren Steckachsen von unterschiedlicher Länge, die einfach in die seitlichen Achsaufnahmen der Lafette bzw» des Fahrgestells eingesteckt und dann verriegelt werden.

Einen weiteren Vorteil bietet der Kamerawagen gemäß der Neuerung durch die besondere Anordnung und Montage der Kamera auf der Lafette, Durch Vorsehen eines einfach abgebogenen Flacheisens mit elastischen Klammern zur Halterung der zylindrischen Kamera kann die Kamera direkt auf oder vor der Lafette angeordnet werden, was eine tiefe Lage des Gesamtschwerpunktes und damit eine vergrößerte Kippsicherheit ergibt. Ferner ist die Montage des Flacheisens auf der Lafette und der Kamera auf dem entsprechend abgebogenen Flacheisen einfach und schnell durchzuführen.

Weitere Verbesserungen gegenüber herkömmlichen Kamerawagen ergeben sich durch den Einbau eines Senders in den Kamerawagen selbst oder in einen Kameravorsatz, wie z. B. den Belichtungsring, was eine ständige genaue Positionskontrolle des Kamerawagens und z. B. die genaue Ortsbestimmung von Rohrbrüchen· bei Gasrohren von außen durch Verwendung eines entsprechenden Empfangsgerätes ermöglicht. Ferner ergibt sich durch die weitere Möglichkeit einer motorisch schwenkbaren Halterung der Kamera gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Neuerung eine bessere Inspektionsmöglichkeit besonderer Rohrabschnitte, was noch

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durch Verwendung von motorisch verstellbaren Objektiven begünstig wird, die Vergrößerungen dieser besonderen Rohrwandabschnitte ermöglichen.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Neuerung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen

Kamerawagens mit vor der Lafette montierter Kamera;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Kamerawagen nach Fig. 1;

Fig. 3 eine Seitenansicht des Kamerawagens mit direkt

auf der Lafette montierter Kamera;

Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch einen Kamerawagen

für Rohre mit kleinem Innendurchmesser;

Fig. 5 eine der Fig. 4 entsprechende Schnittdarstellung

des Kamerawagens mit zwei verschiedenen Möglichkeiten der Spurverbreiterung zur Inspektion größerer Rohre;

Fig, 6 einen Beleuchtungsring mit Ortungssender im Axial

schnitt;

Fig. 7 einen fokussierbaren Beleuchtungsring im schema

tischen Querschnitt;

Fig. 8 eine Draufsicht auf eine andere Ausführung des

Kamerawagens mit motorisch schwenkbarer Anordnung der Kamera.

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Der Kamerawagen nach Fig. 1, 2 besteht aus einer selbstfahrenden Lafette 1 mit eingebautem elektrischem Antriebsmotor und aus einer Video-Kamera 2, die über einen Halter 3 in Fahrtrichtung vor der Lafette lösbar montiert ist. An einem Heckspoiler 4 der Lafette 1 ist ein Schleppkabel 5 durch eine Klemmung 6 befestigt, in welchem die Verc<?rgungs-Steuer- und Übertragungsleitungen verlaufen.

Die Lafette 1 enthält ein Fahrgestell mit dem elektrischen Antriebsmotor, der entweder die Vorder- oder die Hinterachse antreibt. Alle Fahrzeugräder 7 bis 10 sind gleich ausgebildet und auf den jeweiligen Achsstummeln durch Schrauben befestigt. Wie insbesondere aus Fig. 4 ersichtlich, hat jedes Rad einen äußeren konischen bzw. kegelförmigen Teil 11 mit einem Zahnkranz 12. In seinem inneren zylindrischen Teil 13 ist in jedem Rad eine Ringnut 14 ausgebildet, in welcher ein elastisches Endlosband 15 von kreisförmigem Querschnitt aufgenommen ist, das die jeweiligen Vorder- und Hinterräder 7, 9 bzw. 8, 10 jeder Wagenseite miteinander reibschlüssig verbindet. Dadurch ergibt sich eine reibschlüssige synchrone Kopplung der Radpaare und auf diese Weise ein sog. Allradantrieb.

Der Halter 3 gemäß Fig. 1, 2 besteht aus einem einfachen doppelt abgebogenen Flachträger 16, der mit seinem freien Ende 17 in einer Schwalbenschwanz-Führung 18 auf der Oberseite der Lafette 1 festgeklemmt wird und der an seinem anderen horizontalen Teil 19 zwei elastische Klemmen 20, 21 aus z. B. Kunststoff trägt, welche das Zylindergehäuse 22 der Kamera 2 teilweise umgreifen. Dieser Flachträger 16 ist in seinem Mittelabschnitt 23 so geformt, daß die Mittelachse der Kamera 2 in etwa mit der Mittelachse der Lafette 1 zusammenfällt, so daß sich eine tiefe Lage des Gesamtschwerpunkts ergibt.

Der Kamerawagen nach Fig. 3 ist der gleiche wie nach Fig. 1, 2, wobei lediglich ein anderer Halter für die Kamera 2 Verwendet Wird. Dieser Halter besteht aus einem ebenen Flachträger 25, der die beiden Klemmen

20, 21 trägt und in die Schwalbenschwanz-Führung eingeklemmt ist. Aufgrund dieses Aufbaus ergibt sich die in Fig. 3 dargestellte Lage der Kamera 2, vor die ein Vorsatzring 26 aufpeschraubt ist, der weiter unten im einzelnen erläutert wird.

Fig. 5 zeigt den Kamerawagen in einer der Fig. 4 entsprechenden Querschnittsansicht, jedoch mit zwei Möglichkeiten zur Verbreiterung seiner Spur. Zur Anpassung der Spurbreite an einen Rohrquerschnitt von mittlerer lichter Weite ist auf das linke Rad 8 des Wagens ein größeres Zusatzrad 30 aufgesteckt und mittels einer Schraube 31 und eines Fixierstiftes 32 an der äußeren Stirnseite des Rades 8 verdrehsicher befestigt. Der äußere Radteil 33 ist ebenfalls als gezahnter Konus 34 ausgebildet, wobei der Schrägwinkel des Konus 34 gegenüber dem des Rades 8 unterschiedlich und an die andere Krümmung der Rohrinnenwand angepaßt Is,·. Diese Zusatzräder 30 können einfach auf die Räder 7 bis 10 aufgesteckt und gesichert werden. Der rechte Teil der Fig. 5 zeigt eine Anpassung der Wagenspurbreite an ein Rohr von großem Durchmesser. Zu diesem Zweck wird ein Zusatzrad 35 mit einem angeforn iten Zwischenstück 36 auf die gleiche Weise wie die Zusatzräder 30 auf das entsprechende Original-Wagenrad aufgesteckt und gesichert.

Fig. 6 zeigt einen besonderen Vorsatzring 40, der über einen Anschluß 41 an die Stirnseite der Kamera mittels eines herkömmlichen Schnellverschlusses angesetzt wird. An einer Ringschulter sitzt eine Senderplatine 42 und am Außenumfang des zweckmäßig aus Kunststoff gefertigten Ringvorsatzes ist eine Induktionsspule 43 festgelegt. Diese Anordnung ermöglicht nach entsprechender elektrischer Erregung und Verschaltung das Aussenden von Impulsen, die von einem entsprechend ausgelegten tragbaren Empfangsgerät von beispielsweise der Erdoberfläche aus aufgefangen werden können und eine genaue Ortung der jeweiligen Position des Kamerawagens ermöglichen. Diese genaue Ortung ist beispielsweise wichtig bei der örtlichen Feststellung von Gasrohrbrüchen, weil da-

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durch genau diejenige Stelle festgelegt werden kann, an welcher sich der von der Kamera festgestellte Rohrbruch befindet.

In Fig. 7 ist ein anderer Kameravorsatz dargestellt, der eine motorische Fokussierung von außen über die Steuerkabel oder auch über Funk ermöglicht. Ein Objektiv 45 ist über einen Halter 46 im Ring 47 befestigt, wobei sein Linsensystem über ein Übertragungselement 48 mit der Ausgangswelle 4y eines Elektromotors 50 verbunden ist. Dieser stufenlos regelbare Elektromotor 50 wird von einer Empfängerschaltung 51 angesteuert, deren elektrische Bauteile auf einer im Ring 47 befestigten Platte 52 montiert sind. Die elektrischen Leitungen zwischen der Empfängerschaltung 51 und dem im Ringinneren festgelegten Motor 50 sind nicht dargestellt. Die zum Ausleuchten des Rohrabschnittes vor der Kamera notwendige Lichtquelle ist als Halogenlampe 53 ausgebildet und am Halter 46 montiert.

Bei dem in Fig. 8 dargestellten Kamerawagen ist die Kamera an der Stirnseite der selbstfahrenden Lafette 1 in verschiedenen Richtungen verschwenkbar montiert. Am vorderen Ende der Lafette 1 ist ein Elektromotor 60 mit elektrischen Anschlüssen 61 angeordnet, dessen Abtriebswelle 62 über ein Kegelradpaar 63 und eine Rutschkupplung 64 mit einem Drehglied 65 in Antriebsverbindung steht, das über Lager 66 um die Wagenlängsachse verdrehbar gelagert ist. Am vorderen Ende dieses Drehgliedes 65 ist ein Tragrahmen 67 starr befestigt, welcher durch eine wasserdichte Abdeckung 68 gegen eindringende Feuchte geschützt ist und in dem das Zylindergehäuse 22 der Kamera zusammen mit dem Beieuchtungsvorsatz aufgenommen ist. An einer i_ängsseite des Tragrahmens befindet sich ein elektrischer Schwenkmotor 70, dessen Ausgangswelle 71 über eine Rutschkupplung und ein Kegelradpa~r 72 mit einer in der Halterung quer gelagerten Schwenkwelle 73 in Antriebsverbindung steht Oie-Se Querwelle 73 setzt sich an der änderen Seite des Kärnefägehäuses; in einem gleichachsigen Wellensturnmel 74 fort, die beide äfn Kämefagehäu-

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\ Durch Einschalten des stufenlos regelbaren Elektromotors 60 wird j.i

die Halterung 67 zusammen mit der Kamera um die Fahrzeugmittel- |

achse gedreht» Eine Betätigung des Schwenkmotors 70 führt zu einer |

Schwenkbewegung der Kamera 2 zusammen mit ihrem Beleuchtungsvor- |

satz um die Achse der Wellen 73, 74, so daß durch die gemeinsame Be- *

tätigung der stufenlos regelbaren Elektromotoren 60, 70 die Kamera in »

verschiedenen Ebenen schwenken kann. Die vorstehend beschriebene
Ausführung mit verschwenkbarer Kanwahalterung kann auch bei herkömmlichen Kamerawagen Anwendung finden.

Claims

BEETZ & PARTNER °· . · · .·' . >\ Patentanwälte Steinsdorfstr,10 · D-8000 Müfichfen-52 ''.."i ' \ „·* r European Patent Attorneys Telefon (089) 227201 - 227244 - 295910 R BEETZ sen Telex 522048 - Telegramm Allpat* München DMnq R BEETZ iun 822-35.o77G Dr.-!ng. W. TjMPE Dipt.-Ing. J. SIEGFRIED Priv.-Doz. Dipl.-Chem. Dr, rer. nat. W.SCHMITT-FUMIAN Dipl.-Ing. K. LAMPRECHT 11981

1. Juli 1983

Ansprüche

1. Kamerawagen zur visuellen Inspektion von Rohren, bestehend aus einem mehrachsigen Fahrgestell, auf dem ein elektrischer Fahrantrieb, eine Halterung für die Kamera mit ihren Zusatzaggregaten, wie ihrem Beleuchtungsvorsatz,und Anschlüsse für elektrische Versorgungs- und Übertragungsk&bel, montiert sind,

dadurch gekennzeichnet,

daß die synchron angetriebenen Wagenräder (7 bis 10) an ihrer Außenseite einen kegelförmigen Zahnkranz (12) aufweisen.

2. Kamerawagen nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Wagenräder (7, 9 bzw. 8, 10) jeder Seite durch ein endloses elastisches Band (15) miteinander verbunden und synchronisiert sind»

3. Kamerawagen nach Anspruch 1 odei 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Wagenräder (7 bis 10) von unterschiedlicher Große und unterschiedlich langen Achsen lösbar an den Wagenachsen montiert sind.

4* Kamerawagen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

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daß ein Heckspoiler (

4) Halterungen (6) zur lösbaren Festlegung der Versorgungs- und Übertragungskabel (5) aufweist.

5. Kamerawagen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß im Beleuchtungsvorsatz der auf der Lafette (1) lösbar montierten zylindrischen Kamera (2, 22) ein Ortungssender (42, 43) eingebaut ist.

6. Kamerawagen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

daß im Beleuchtungsvorsatz (47) der Kamera eine Fokussierung zusammen mit einer Halogenlampe (53) eingebaut ist.

7. Kamerawagen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

daß die Fokussierung einen Servoantrieb (48 bis 50) für das Objektiv und einen Fernsteuerungs-Empfänger (51) umfaßt.

8. Kamerawagen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,

daß die Kamerahalterung (3) aus einem lösbar auf der Lafette (1) montierten Flachtiä'ger (16) besteht, auf dem Klemmschellen (20, 21) für das zylindrische Kameragehäuse befestigt sind.

9. Kamerawagen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

daß der Flachträger (16) zweifach winkelförmig abgebogen ist.

10. Kamerawagen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,

daß die Kamera (2, 22.) verschwenkbar an der Lafette (1) montiert ist.

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11. Kamerawagen nach einem der Ansprüche i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamera (2> 22) um die Mittel-Längsachse verdrehbar und um eine Querachse (73, 74) schwenkbar in der wasserdicht gekapselten Halterung (67) gelagert ist*

12. Kamerawagen nach Anspruch U, dadurch gekennzeichnet, daß je ein elektrischer Antrieb (60, 70) mit einem Winkelgetriebe (62, 64) für die Verdrehung und für die Schwenkbewegung der Kamera (2) vorgesehen sind.