EP1166901A2 - Federwelle für Rohrreinigungsgeräte - Google Patents

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EP1166901A2
EP1166901A2 EP01112110A EP01112110A EP1166901A2 EP 1166901 A2 EP1166901 A2 EP 1166901A2 EP 01112110 A EP01112110 A EP 01112110A EP 01112110 A EP01112110 A EP 01112110A EP 1166901 A2 EP1166901 A2 EP 1166901A2
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EP
European Patent Office
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grooves
outside
projections
windings
spring shaft
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EP01112110A
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Helmut Dr.-Jur. Rhotenberger
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Rothenberger AG
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Rothenberger Werkzeuge AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto 
    • B08B9/02—Cleaning pipes or tubes or systems of pipes or tubes
    • B08B9/027—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages
    • B08B9/04—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes
    • B08B9/043—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes moved by externally powered mechanical linkage, e.g. pushed or drawn through the pipes
    • B08B9/045—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes moved by externally powered mechanical linkage, e.g. pushed or drawn through the pipes the cleaning devices being rotated while moved, e.g. flexible rotating shaft or "snake"

Definitions

  • the invention relates to a spring shaft for cleaning pipelines according to the preamble of claim 1.
  • Such spring shafts also called “cleaning spirals” usually consist of a coiled, drawn Steel wire with a round cross-section and a smooth surface. You will be on at the end via connecting couplings with a wide variety of tools provided like drills, cutting heads, chain slingshot heads, Pipe brushes, root cutters, mud drills etc.
  • the drive machines and their mode of operation are described in the detailed description explained in more detail.
  • the known spring shafts have essentially only drive character.
  • the tools used are by the spring shaft, the can also be composed of several spring shafts, in clogged Pipelines introduced, whereby they are also through elbows, pipe branches etc. "work through”. The withdrawal is done by repentance the direction of rotation, with persistent blockages also periodic Forward and retreat movements can be performed.
  • DE 38 32 716 C2 is a spring shaft with a cross section in Known form of a rectangle or trapezoid, of which two are opposite lying edges run parallel to the axis of the spring shaft.
  • the outer these helical edges lie in an imaginary Cylinder surface if you consider the straight position of the spring shaft.
  • the known device is used to line the inner walls of Tubes, and at the end of the spring shaft there are several in a row rotationally symmetrical distribution body for a liquid coating material arranged by a hose inside the spring shaft runs, fed and when the spring shaft retracts through the Distribution body is distributed on the pipe wall.
  • the spring shaft only has a drive function: for reasons of limitation of diameter changes when turning the spring shaft forwards and backwards these have a rectangular or trapezoidal shape defined by formulas Cross-section.
  • the use of the spring shaft itself as a cleaning device is neither disclosed nor suggested, especially since it is expressly stated is for cleaning the inner wall of the pipe at the front end of the spring shaft Cleaning devices must be attached.
  • the object of the invention is to provide such spring shafts to improve it while maintaining its drive function can have a cleaning effect themselves.
  • the task is solved in full, i.e. the spring shafts can maintain their drive function themselves have a cleaning effect and to a certain extent also scrape stubborn incrustations from the tube walls, which are made of ceramics, Cast iron or plastic can exist.
  • the profile can be created by rolling, grinding or milling if necessary, also on the wire before winding. In this case it is only pay attention to precise guidance when turning.
  • a spring shaft 1 for a not shown Pipe cleaning device shown in a known manner from a portable or mobile prime mover, which has an electric motor and has a clutch driven by it.
  • This clutch contains sector-shaped Clutch shoes that can be pressed radially onto the spring shaft, the contact pressure determines the torque of the spring shaft.
  • the spring shaft 1 consists of a coil spring 2 made of spring steel, with an axis of rotation RA and a plurality of turns 3, the Outside 4 is provided with a profile 5 in which there are projections 6 and grooves 7 and 8 alternate.
  • the projections 6 are at least in a circumferential direction of the winding axis (WA-WA) is formed with sharp edges.
  • the projections 6 are surrounded by the grooves 7 and 8.
  • the Profiling 5 naturally extends over the entire length of the spring shaft 1.
  • the grooves 7 and 8 form two groups, of which the grooves 7 one Group essentially in the circumferential direction of the winding axis (WA-WA) run and the grooves 8 of the other group at an angle to this, the is between 30 and 60 degrees.
  • the arrangement is such that the projections 6 extend in the circumferential direction of the winding axis (WA-WA) overlap such that clutch shoes of a drive machine for the The spring shaft cannot fall into the grooves 8.
  • the projections 6 are diamond-shaped in plan view.
  • FIG. 4 shows various further exemplary embodiments of one Longitudinal section of a spring shaft 1.
  • the two ends shown correspond to the prior art with a cross section in the form of a Circular area.
  • the outer sides - seen in a stretched position - are in one dash-dot imaginary cylindrical surface Z.
  • the turn 3a consists of a wire with such a cross section, (hatched twice) that its outer helical Surface 4a is concave, so that two sharp edges "K” with each an opening angle of less than 90 degrees are formed between enclose a circumferential groove. This will create two sharp edges "K” formed, which act on the pipe walls and located there Scrape off incrustations.
  • the turn 3b consists of a wire with a square cross section (shown hatched twice), of which the surface diagonal 4b is radial runs to the axis of rotation RA. This creates a sharp edge K, which acts on the pipe walls and incrustations located there scrapes.
  • the square cross section can be a square, a rectangle. on Checked or a trapeze, of which at least 3a in the winding 3a Outer edge 4a can also be made concave to the scraping effect of the edges K to increase.
  • the turn 3c consists of a wire with an original Circular cross section (shown hatched twice), on the outside a groove 8 following the turns 3c is incorporated.
  • two sharp edges K are formed on the pipe walls act and scrape off any incrustations located there.
  • turns 3, 3a, 3b and 3c belong to different ones Spring waves.
  • the windings 3a to 3c produce besides the scraping effect also a "thread guide" of the spring shaft at all points where the The spring shaft lies firmly against the pipe wall, e.g. in elbows or Connection points.
  • the compression of the spring shaft under the force of the feed is then reduced, and the feed forces then develop to Part "on site". The same applies to withdrawal forces.

Abstract

Eine Federwelle (1) für die Reinigung von Rohrleitungen besteht aus einer Schraubenfeder (2) mit Windungen (3, 3a. 3b, 3c) aus Federstahl und mit einer Rotationsachse (RA) und einer gewendelten Windungsachse (WA). Um der Federwelle (1) eine eigene Reinigungsfunktion zu verleihen, weisen die Windungen (3, 3a, 3b, 3c) zumindest auf ihrer Außenseite (4) einen von der Kreisform abweichenden Querschnit mit mindestens einer auf die Rohrleitung einwirkenden Kante (K) auf. Dabei ist es möglich, die Außenseite (4) mit mindestens einer den Windungen (3c) folgenden Längsnut (8) zuversehen, oder den Querschnitt der Windungen (3a, 3b) als Vierkant auszubilden, dessen Außenkante (4a) parallel zur Rotationsachse (RA) oder dessen Flächendiagonale (4b) radial zur Rotationsachse (RA) verläuft. Schließlich ist es möglich, die Außenseite (4) mit einer Profilierung (5) zu versehen, in der sich Vorsprünge und Nuten abwechseln. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Federwelle für die Reinigung von Rohrleitungen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Derartige Federwellen, die auch als "Reinigungsspiralen" bezeichnet werden, bestehen üblicherweise aus einem gewendelten, gezogenen Stahldraht mit rundem Querschnitt und glatter Oberfläche. Sie werden an ihrem Ende über Anschlußkupplungen mit den unterschiedlichsten Werkzeugen versehen wie Bohrern, Schneidköpfen, Kettenschleuderköpfen, Rohrbürsten, Wurzelschneidern, Schlammbohrern etc. Die Antriebsmaschinen und ihre Wirkungsweise werden in der Detailbeschreibung näher erläutert.
Die bekannten Federwellen haben also im wesentlichen nur Antriebscharakter. Die angesetzten Werkzeuge werden durch die Federwelle, die auch aus mehreren Federwellen zusammengesetzt sein kann, in verstopfte Rohrleitungen eingebracht, wobei sie sich auch durch Krümmer, Rohrabzweigungen etc. "hindurcharbeiten". Der Rückzug erfolgt durch Umkehr der Drehrichtung, wobei bei hartnäckigen Verstopfungen auch periodische Vorwärts- und Rückzugsbewegungen ausgeführt werden können.
Durch die DE 38 32 716 C2 ist eine Federwelle mit einem Querschnitt in Form eines Rechtecks oder Trapezes bekannt, von dem zwei gegenüber liegende Kanten parallel zur Achse der Federwelle verlaufen. Die äußere dieser schraubenlinienförmig verlaufenden Kanten liegt in einer imaginären Zylinderfläche, wenn man die gestreckte Lage der Federwelle betrachtet. Dadurch können die gleichfalls schraubenlinienförmig verlaufenden Ecken dieses Querschnitts keine reinigende Wirkung auf die Innenwände von Rohren ausüben, auch dann nicht, wenn die Federwelle durch Rohrbögen oder Krümmer hindurchgeführt wird, weil in diesen Falle die äußere Kante des Querschnitts den Rohrbogen auf seinem kleinsten Krümmungsradius nur tangential berührt, die Querschnittskanten im Rohrbogen also nicht in Berührung mit der Rohrinnenfläche kommen können.
Die bekannte Vorrichtung dient zum Auskleiden der Innenwände von Rohren, und am Ende der Federwelle sind hintereinander mehrere rotationssymmetrische Verteilungskörper für ein flüssiges Beschichtungsmaterial angeordnet, das durch einen Schlauch, der innerhalb der Federwelle verläuft, zugeführt und beim Rückzug der Federwelle durch die Verteilungskörper auf der Rohrwand verteilt wird. Die Federwelle hat nur eine Antriebsfunktion: Aus Gründen der Beschränkung von Durchmesseränderungen beim Vorwärts- und Rückwärtsdrehen der Federwelle hat diese einen durch Formeln definierten rechteckigen oder trapezförmigen Querschnitt. Die Verwendung der Federwelle selbst als Reinigungsvorrichtung ist weder offenbart noch nahegelegt, zumal ausdrücklich angegeben ist, das zum Reinigen der Rohrinnenwand am vorderen Ende der Federwelle Reinigungsvorrichtungen angebracht werden müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Federwellen dahingehend zu verbessern, daß sie unter Beibehaltung ihrer Antriebsfunktion selbst eine Reinigungswirkung ausüben können.
Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruchs 1.
Durch diese Lösung wird die gestellte Aufgabe in vollem Umfange gelöst, d.h., die Federwellen können unter Beibehaltung ihrer Antriebsfunktion selbst eine Reinigungswirkung ausüben und schaben gewissermaßen auch hartnäckige Verkrustungen von den Rohrwänden ab, die aus Keramiken, Gußeisen oder Kunststoff bestehen können.
Es ist dabei im Zuge weiterer Ausgestaltungen der Erfindung besonders vorteilhaft, wenn - entweder einzeln oder in Kombination - :
  • die Außenseite mit mindestens einer den Windungen folgenden Längsnut versehen ist,
  • der Querschnitt der Windungen ein Vierkant ist, dessen eine Flächendiagonale zumindeste im wesentlichen radial zur Rotationsachse verläuft,
  • die Außenseite mit einer Profilierung versehen ist, in der sich Vorsprünge und Nuten abwechseln,
  • die Vorsprünge zumindest in einer Umfangsrichtung der Windungsachse scharfkantig ausgebildet sind,
  • die Vorsprünge von den Nuten umgeben sind,
  • die Nuten zwei Gruppen bilden, von denen die Nuten der einen Gruppe im wesentlichen in Umfangsrichtung der Windungsachse verlaufen und die Nuten der anderen Gruppe in einem Winkel hierzu,
  • die Nuten beider Gruppen sich unter einem Winkel zwischen 30 und 60 Grad schneiden,
  • die Vorsprünge sich in Umfangsrichtung der Windungsachse derart überlappen, daß Antriebsbacken einer Antriebsmaschine für die Federwelle nicht in die Nuten einfallen können, und/oder, wenn
  • die Vorsprünge in der Draufsicht rautenförmig ausgebildet sind.
Die Profilierung kann dabei durch Walzen, Schleifen oder Fräsen erzeugt werden, ggf. auch am Draht vor dem Wendeln. In diesem Falle ist lediglich auf eine genaue Führung beim Wendeln zu achten.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 4 näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1
eine Seitenansicht eines Längenabschnitts einer Federwelle eines ersten Ausführungsbeispiels,
Figur 2
den Auschnitt II aus Figur 1 in vergrößertem Maßstab,
Figur 3
einen Schnitt durch eine halbe Windung der Federwelle nach Figur 1, gleichfalls in einem gegenüber Figur 1 vergrößerten Maßstab, und
Figur 4
verschiedene weitere Ausführungsbeispiele an einem Längenabschnitt einer Federwelle in einem gegenüber Figur 1 vergrößerten Maßstab.
In den Figuren 1 bis 3 ist eine Federwelle 1 für ein nicht gezeichnetes Rohrreinigungsgerät gezeigt, das in bekannter Weise aus einer tragbaren oder fahrbaren Antriebsmaschine besteht, die einen Elektromotor und eine davon angetriebene Kupplung besitzt. Diese Kupplung enthält sektorförmige Kupplungsbacken, die radial an die Federwelle anpreßbar sind, wobei der Anspreßdruck das Drehmoment der Federwelle bestimmt.
Die Federwelle 1 besteht aus einer Schraubenfeder 2 aus Federstahl, mit einer Rotationsachse RA und einer Vielzahl von Windungen 3, deren Außenseite 4 mit einer Profilierung 5 versehen ist, in der sich Vorsprünge 6 und Nuten 7 bzw. 8 abwechseln. Die Vorsprünge 6 sind zumindest in einer Umfangsrichtung der Windungsachse (WA-WA) scharfkantig ausgebildet. Dabei sind die Vorsprünge 6 von den Nuten 7 und 8 umgeben. Die Profilierung 5 erstreckt sich natürlich über die gesamte Länge der Federweile 1.
Die Nuten 7 und 8 bilden zwei Gruppen, von denen die Nuten 7 der einen Gruppe im wesentlichen in Umfangsrichtung der Windungsachse (WA-WA) verlaufen und die Nuten 8 der anderen Gruppe in einem Winkel hierzu, der zwischen 30 und 60 Grad liegt. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die Vorsprünge 6 sich in Umfangsrichtung der Windungsachse (WA-WA) derart überlappen, daß Kupplungsbacken einer Antriebsmaschine für die Federwelle nicht in die Nuten 8 einfallen können. Zu diesem Zweck sind die Vorsprünge 6 in der Draufsicht rautenförmig ausgebildet.
Die Figur 4 zeigt verschiedene weitere Ausführungsbeispiele an einem Längenabschnitt einer Federwelle 1. Die beiden dargestellten Enden entsprechen dem Stande der Technik mit einem Querschnitt in Form einer Kreisfläche. Die Außenseiten liegen - in gestreckter Lage gesehen- in einer strichpunktiert dargestellten imaginären Zylinderfläche Z.
Die Windung 3a besteht aus einen Draht, mit einem solchen Querschnitt, (zweimal schraffiert) daß dessen außenliegende schraubenlinienförmige Fläche 4a konkav ausgebildet ist, so daß zwei scharfe Kanten "K" mit je einem öffnungswinkel von weniger als 90 Grad gebildet sind, die zwischen sich eine Umfangsnut einschließen. Hierdurch werden zwei scharfe Kanten "K" gebildet, die auf die Rohrwandungen einwirken und dort befindliche Verkrustungen abschaben.
Die Windung 3b besteht aus einem Draht mit einem Vierkantquerschnitt (zweimal schraffiert dargestellt), von dem die Flächendiagonale 4b radial zur Rotationsachse RA verläuft. Hierbei wird eine scharfe Kante K gebildet, die auf die Rohrwandungen einwirkt und dort befindliche Verkrustungen abschabt. Der Vierkantquerschnitt kann ein Quadrat, ein Rechteck. ein Karo oder ein Trapez sein, von dem bei der Windung 3a mindestens die Außenkante 4a auch konkav ausgebildet sein kann, um die Schabewirkung der Kanten K zu erhöhen.
Die Windung 3c besteht aus einem Draht mit einem ursprünglichen Kreisquerschnitt (zweimal schraffiert dargestellt), in dessen Außenseite eine den Windungen 3c folgende Nut 8 eingearbeitet ist. Auch hierbei werden zwei scharfe Kanten K gebildet, die auf die Rohrwandungen einwirken und dort befindliche Verkrustungen abschaben.
Natürlich gehören die Windungen 3, 3a, 3b und 3c zu verschiedenen Federwellen. Die Windungen 3a bis 3c erzeugen außer der Schabewirkung auch eine "Gewindeführung" der Federwelle an allen Stellen, an denen die Federwelle kräftig an der Rohrwandung anliegt, z.B. in Krümmern oder Anschlußstellen. Das Stauchen der Federwelle unter der Kraft des Vorschubs wird dann reduziert, und die Vorschubkräfte entstehen dann zum Teil "vor Ort". Das Gleiche gilt für Rückzugskräfte.
Bezugszeichenliste:
1
Federwelle
2
Schraubenfeder
3
Windungen
3a
Windungen
3b
Windungen
3c
Windungen
4
Außenseite
4a
Fläche
4b
Flächendiagonale
5
Profilierung
6
Vorsprünge
7
Nuten
8
Nuten
K
Kante (n)
RA
Rotationsachse
WA-WA
Windungsachse
Z
Zylinderfläche

Claims (10)

  1. Vorrichtung für die Reinigung von inneren Rohrwänden mittels einer eine Federwelle (1) bildenden Schraubenfeder (2) mit Windungen (3, 3a, 3b, 3c) aus Federstahl und mit einer Rotationsachse (RA) und einer gewendelten Windungsachse (WA-WA), wobei die Windungen (3, 3a, 3b 3c) zumindest auf ihrer Außenseite (4) einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Außenseite (4) der Windungen in der Weise profiliert ist, daß die Federwelle (1) selbst mit mindesten einer Kante (K) schabend auf Verunreinigungen der Rohrwände einwirkt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite (4) mit mindestens einer den Windungen (3, 3c) folgenden Längsnut (8) versehen ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Windungen (3b) ein Vierkant ist, dessen eine Flächendiagonale (4b) zumindest im wesentlichen radial zur Rotationsachse (RA) verläuft.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite (4) mit einer Profilierung (5) versehen ist, in der sich Vorsprünge (6) und Nuten (7, 8) abwechseln.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (6) zumindest in einer Umfangsrichtung der Windungsachse (WA-WA) scharfkantig ausgebildet sind.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (6) von den Nuten (7, 8) umgeben sind.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (7, 8) zwei Gruppen bilden, von denen die Nuten (7) der einen Gruppe im wesentlichen in Umfangsrichtung der Windungsachse (WA-WA) verlaufen und die Nuten (8) der anderen Gruppe in einem Winkel hierzu.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (7, 8) beider Gruppen sich unter einem Winkel zwischen 30 und 60 Grad kreuzen.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (6) sich in Umfangsrichtung der Windungsachse (WA-WA) derart überlappen, daß Antriebsbacken einer Antriebsmaschine für die Vorrichtung (1) nicht in die Nuten (8) einfallen können.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (6) in der Draufsicht rautenförmig ausgebildet sind.
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