EP3017872B1 - Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung, Kanalreinigungsvorrichtung und Höchstdruck-Wasserstrahlverfahren - Google Patents

Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung, Kanalreinigungsvorrichtung und Höchstdruck-Wasserstrahlverfahren Download PDF

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EP3017872B1
EP3017872B1 EP14198541.6A EP14198541A EP3017872B1 EP 3017872 B1 EP3017872 B1 EP 3017872B1 EP 14198541 A EP14198541 A EP 14198541A EP 3017872 B1 EP3017872 B1 EP 3017872B1
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pressure water
deflection
nozzle
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    • 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
    • B08B9/049—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes having self-contained propelling means for moving the cleaning devices along the pipes, i.e. self-propelled
    • B08B9/051—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes having self-contained propelling means for moving the cleaning devices along the pipes, i.e. self-propelled the cleaning devices having internal motors, e.g. turbines for powering cleaning tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/26—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets
    • B05B1/262—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets with fixed deflectors
    • B05B1/267—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets with fixed deflectors the liquid or other fluent material being deflected in determined directions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B08B9/049—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes having self-contained propelling means for moving the cleaning devices along the pipes, i.e. self-propelled
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03F—SEWERS; CESSPOOLS
    • E03F9/00—Arrangements or fixed installations methods or devices for cleaning or clearing sewer pipes, e.g. by flushing

Definitions

  • the invention relates to a high-pressure water jet device for processing a surface.
  • Such water jet devices are used, for example, for cleaning surfaces having adhesion.
  • the high-pressure water jet device comprises a nozzle with at least one opening for generating a beam following a directional beam path of a liquid medium under maximum pressure.
  • the invention also relates to a sewer cleaning device for cleaning channels, such as open channels or closed channels.
  • a sewer cleaning device for cleaning channels, such as open channels or closed channels. This includes not accessible to persons channels, wherein by means of the channel cleaning device on the surfaces of the channels different processing steps, such as cleaning are executable.
  • the invention further relates to a high-pressure water jet method for processing a surface, comprising generating a beam of a liquid, ultra-high-pressure medium following a directed beam path by means of a nozzle and then directing the beam onto the surface to be processed.
  • a surface to be treated refers to surfaces which have coatings or adhesions or other constituents to be removed on the surface which are to be removed with the device.
  • water jet devices for a variety of different applications, such as the cutting of materials, the removal of on bodies deposited coatings, such as paints, or for the removal of unwanted deposits / deposits, impurities or contaminants, here generally referred to as adhesions, known on surfaces, especially on surfaces in channels.
  • adhesions known on surfaces, especially on surfaces in channels.
  • a nozzle for so-called shot peening described in which solid particles are blasted by means of a pressurized fluid on a surface to be machined to densify the surface.
  • a spray head for horticultural applications is known in which the spread of the spray jet in a spray area is limited by means of a deflector.
  • the medium used to remove adhesions may have solid components to enhance the abrasive action.
  • various pressure ranges are contemplated in which the water jet devices are operated.
  • the maximum pressure should here be the pressures of the medium, often water, in the range of greater than 500 bar to about 3000 bar.
  • pumps are known with which pressures of the medium of up to 6000 bar can be achieved, but at these extreme pressures of up to 6000 bar the restriction that the medium by means of inflexible media guides, such as rigid pipes, passed to the nozzle or nozzles becomes.
  • inflexible media guides such as rigid pipes
  • Such extreme pressures are used, for example, in stationary water jet devices used to cut or cut hard materials.
  • flexible media guides such as reinforced plastic hoses
  • the upper limit of the maximum through this flexible media guide conductive medium is currently limited to about 3000 bar. With their further development higher pressures are possible and usable with the invention described below.
  • the amount of liquid per unit of time is of interest, which is provided by one, optionally also more than one pump of the device.
  • liquid quantities of 8 to 40 l / min are usual, although different configurations of pump parameters exist for the different volume ranges.
  • the limits and the available pumps may also vary with respect to the amount of liquid usable for the method and apparatus.
  • a medium by means of a working machine on a certain pressure and directed by means of hoses or other media guides, such as pipes or flexible hoses to a nozzle.
  • the pressurized medium then exits a directional jet path as a free jet from an opening of the nozzle.
  • this free jet can be directed to the surface to be machined, where the beam in turn causes a locally limited abrasive effect on impact.
  • the beam may be bundled or fan-shaped.
  • a collimated beam has a substantially circular cross-sectional shape
  • a fan-shaped beam is characterized in that the medium is spread in the form of a fan when exiting the opening, so that it impinges linearly on the surface to be processed.
  • nozzles in which the jet emerges in the form of the lateral surface of a cone.
  • nozzles with multiple openings are known.
  • a disadvantage of the known devices and methods is that the pressure of the medium on the one hand must be so high that buildup on the surfaces to be processed can be reliably removed at such pressures but also damage to the surfaces to be processed may occur when the adhesions removed and the beam hits the already processed surface.
  • a high-pressure water jet device for processing a surface comprising a nozzle with at least one opening to Generation of a beam following a directed beam path of a liquid medium under maximum pressure in the range of greater than 500 bar to approx. 3000 bar.
  • the invention is characterized in that a beam deflection means can be positioned in the beam path by means of a beam deflection means positioning device and the beam deflection means has a beam deflection surface positioned in the beam path towards the at least one nozzle opening.
  • the beam can be characterized by a plurality of beam paths, which describe the propagation of the medium in space meaningful and understandable. For example, they may lie in a plane when a peak pressure jet at an acute angle hits a surface or on a cone shroud at a corresponding nozzle.
  • each beam is always spread after a certain distance from its source. Due to the high directional momentum for media under extreme pressure, it can be assumed that this proportion is negligible. If the high-pressure water jet device is temporarily operated at a pressure at which no damage to the surface to be processed is to be expected, the beam deflecting means can also move outside by means of the beam deflection means positioning device be positioned of the beam path so that the beam hits directly on the surface to be machined.
  • the surface to be processed can be processed so that d. H. for example, adhesions are just as reliably removable, as is known in a directly directed to the surface to be processed beam.
  • this processing effect of the jet on the surface to be processed can even be increased.
  • the relevant impact angle is the angle between the already processed, d. H. under the adhered surface and the deflected beam, thus the complementary angle of a surface normal of the already machined surface and the deflected beam.
  • the deflection of the beam according to the invention by means of the beam deflection means also includes the alternative that the deflected beam does not strike the surface to be machined, in which case no angle of incidence can be measured. Instead, the jet is deflected by the beam deflection surface in such a way that the deflected beam essentially, ie with minimal possible deviations, runs parallel to the already processed surface. In this way, damage to the already machined surface can be completely avoided by hitting the deflected under high pressure jet.
  • the Strahlumlenk Structure is arranged in close proximity to the already processed surface, so that the deflected beam directly over the already processed surface is directed to the adhesions.
  • the angle of incidence is preferably in a range greater than 0 ° to less than or equal to 60 °, more preferably in a range greater than 0 ° to less than or equal to 30 °.
  • the pointed angle of incidence or the beam deflected parallel to the surface already machined can be used to cut adhesions from the surface to be machined, minimizing or even avoiding the momentum of the deflected beam on the already machined surface, thus avoiding their damage ,
  • the angle of incidence is to be distinguished from that angle with which the jet emerging from the nozzle and impinging on the beam path strikes the beam deflection surface.
  • This angle between the beam path and a surface normal of the Strahlumlenk the Strahlumlenk the is preferably in a range greater than 0 ° to less than or equal to 30 °, more preferably in a range greater than 0 ° to less than or equal to 60 °.
  • the beam deflection surface can be designed differently in order to achieve the technical effect.
  • the beam deflecting surface is designed as a plane or, in contrast to the below described channel, as a slightly curved surface, ie with a cross section whose radius or radii are substantially larger than the diameter of the jet emerging from the nozzle. This ensures that the beam is distributed in a fan shape upon impact with the Strahlumlenk materials according to its momentum and the shape of the Strahlumlenk materials.
  • the jet does not impinge punctiformly but linearly on the surface to be processed, whereby the pulse provided by the beam is still available, but is comparable to a scraper linear, whereby the Potentially damaging punctiform machining can be avoided and a larger section can be machined during the same exposure time of the deflected jet to the surface to be machined.
  • the beam deflecting means may be designed in the manner of an arcuately shaped channel. Accordingly, the beam deflecting surface is formed to have a semi-circular cross-section having a diameter slightly larger than that of the collimated beam, which in turn is extruded on a sheet.
  • the beam after exiting the nozzle initially as bundled beam follows the beam path, hits the channel and is deflected by this and leaves the channel again as a focused beam, but in a different direction than the beam path, the beam after the exit from the opening of the nozzle follows. As a result, the beam continues to strike the surface to be processed over a small area.
  • Another advantage of the invention is that known, existing high-pressure water jet devices can be converted.
  • a Strahlumschposition ists in each case a Strahlumschposition ists noticed is mounted with a beam deflection arranged thereon.
  • the Strahlumlenkstoffposition réelles can be attached, for example by means of a lockable sleeve to a holder of the nozzle. By rotating the sleeve on the holder, the beam deflection means can be positioned both in the beam path and outside the beam path.
  • the beam deflecting means is designed as a hollow body whose inner circumferential surface is at least partially the Strahlumsch materials.
  • the hollow body may for this purpose have an arbitrarily shaped cross-section, which is extruded along a path.
  • the hollow body has a circular or elliptical cross section, which is extruded along a straight line.
  • the wall thickness of the hollow body is chosen inter alia as a function of the pressure range in which the high-pressure water jet device operates.
  • the hollow body is open at its ends lying in the direction of extrusion.
  • the jet emerging from the nozzle is deflected through the one opening, the inlet opening, into the interior of the hollow body, at the beam deflection surface, thus a section of the inner lateral surface of the hollow body, and then from the other opening, the outlet opening, emerges from the hollow body.
  • the nozzle is arranged in the interior of the hollow body.
  • An advantage of this configuration is that in contrast to the use of a Strahlumsch Touch is formed as a plane or slightly curved surface, and the part of the medium for processing the surface to be processed is used, which is otherwise deflected in a direction away from the surface to be machined, since it is deflected from the inner circumferential surface towards the outlet opening.
  • it is advantageous for processing the wall surfaces of channels since a full beam deflecting surface and thus complete protection of the surface to be processed can be available and, moreover, their pivoting with the beam is not required.
  • jet deflecting surface prefferably arranged on the beam deflecting means.
  • the detachable arrangement of the Strahlumlenk materials can be achieved that it can be replaced without replacing the entire Strahlumlenkstoff. This is advantageous because wear of the Strahlumlenk nature can occur due to the medium under maximum pressure.
  • the Strahlumlenk nature can be detachably connected for example by a screw and / or clamp connection with the Strahlumlenkstoff.
  • Suitable materials for the Strahlumlenk configuration are in particular stainless steel, sapphire or hard metal, with a combination of these materials and other suitable materials is possible.
  • the Strahlumlenk is brought by means of the Strahlumlenkstoffpositionierungs worn in contact with the surface to be machined. Due to the elastic material property of the Strahlumlenk Design, ie return to its original shape after deformation, the Strahlumlenk textures the contour of the surface to be machined can be adjusted.
  • the effect of the deflected beam on the surface to be machined for example on the adhesions, can be improved, since the angle between the deflected beam and the already machined surface can be minimized in this way or the parallel course the beam is achieved.
  • the deflected jet has a fan-shaped shape that corresponds to the contour of the already processed surface, so that an optimal linear machining of the surface to be processed is possible.
  • the elastic deformability can be achieved for example by the fact that the Strahlumsch Assembly is made of spring steel or at least partially has spring steel, the spring steel may also be cured.
  • the beam deflecting surface adapts to the contour of the surface to be processed as soon as the beam deflecting surface is brought into contact with the surface to be processed, it can be provided in one embodiment that the beam deflecting surface has a plurality of laminations elastically mounted on the beam deflecting means. By bringing into contact with the surface to be machined, the relative position of adjacent lamellae is changed. In this case, the lamellae themselves can be designed to be elastic. After releasing the contact of the Strahlumschsch St and the surface to be processed, the slats return to their original shape and / or position as before the contact back.
  • the beam deflection means positioning device has a linear actuator for positioning the Strahlumlenkffens relative to the surface to be machined with a direction of action to be machined surface, so that the required position and the required angle of Strahlumlenk Structure precise and reproducible and automatable Adjusted, removed again and can be maintained under the action of the beam.
  • a linear actuator for positioning the Strahlumlenkffens relative to the surface to be machined with a direction of action to be machined surface, so that the required position and the required angle of Strahlumlenk Structure precise and reproducible and automatable Adjusted, removed again and can be maintained under the action of the beam.
  • Known and suitable are various pneumatic, hydraulic, mechanical or electrical actuators, such as rail systems with suitable drive for running on it carriages or brackets, air or hydraulic cylinders or a spindle drive.
  • the nozzle is designed to be movable relative to the beam deflection means by means of a nozzle positioning device.
  • the nozzle positioning device is arranged on the high-pressure water jet device, so that the nozzle is movable relative to the Strahlumlenkstoff. Since the beam deflection means is self-positionable by means of the beam deflection means positioning means, both the nozzle and the beam deflection means are positionable relative to the surface to be processed. This makes it possible to block the relative movement between the nozzle and Strahlumlenkstoff so that the Strahlumlenkstoff always follows the movement of the nozzle.
  • the high-pressure water jet device comprises a motorized carriage, on which a nozzle positioning device with the nozzle and the Strahlumlenkstoffstoffposition ists worn are arranged with the Strahlumlenkstoff.
  • the carriage may for example have an electric drive, by means of which the carriage is movable relative to the surface to be machined.
  • the trolley may stand on wheels or chains on the surface.
  • the high-pressure water jet device can be remotely controlled from a greater distance to the surface to be processed by, for example, a partially bidirectional media supply is provided by means of which the high-pressure water jet device with the carriage with the required media, such as electrical energy, control signals, the medium for the beam and data is supplied.
  • the nozzle by means of Nozzle positioning device is formed pivotable about an axis parallel to the travel of the trolley. Furthermore, it is provided in a further embodiment that the Strahlumlenkstoffakus issued is pivotable about an axis parallel to the track of the trolley, whereby they are equipped for different requirements with regard to the positioning of the nozzle and Strahlumlenkstoff, in particular for the channel cleaning.
  • the nozzle positioning device and the beam deflection center positioning device each have an electric rotary drive whose axes of rotation are arranged parallel to the travel path of the trolley.
  • the independently operated rotary actuators pivot preferably at an angle greater than 360 °, further preferably at an angle of greater than 400 ° about an axis parallel to the travel path of the trolley.
  • the beam deflecting device can also be fixedly connected to the nozzle holder, so that both can always be pivoted together and excluded, that the jet laterally hits the beam deflecting surface on the already processed surface.
  • the high-pressure water jet device according to the invention which operates in the range from greater than 500 bar to about 3000 bar, is advantageously suitable for the cleaning of open and closed channels.
  • a closed channel is characterized in that it is fully closed, but at least it has an opening to get into the channel.
  • the sewer cleaning device especially for closed channels, even those that do not allow access for an operator of the sewer cleaning device.
  • the sewer cleaning device on a carriage which can enter the channel.
  • the high-pressure water jet device comprises a support device which can be pressed against the duct wall.
  • the jet deflection surface on the currently machined side of the channel and the support device on the opposite side can thus be pressed against the channel wall, so that the device is braced in the channel.
  • the support device also interact with the carriage associated with fixation in the channel.
  • a high-pressure water jet method for processing a surface comprising generating a jet beam following a directed beam path of a liquid medium under maximum pressure in the range of greater than 500 bar to about 3000 bar by means of a nozzle and the directing of the beam the surface to be processed.
  • the high-pressure water jet method is characterized in that the jet deflected after exiting the nozzle and before hitting the surface to be machined becomes.
  • the deflection is carried out according to the invention such that the beam in a compared to the beam without Strahlumlenksch, more acute impact on the surface to be machined or alternatively runs in a parallel direction, as described above, the directional relationships between the beam and surface always on the already processed surface is related, as this is not or at least not clearly possible by the adhesions for the surface still to be processed.
  • the deflection of the beam has been described in detail above for the device which is suitable for carrying out the method, so that reference is also made to the statements therein.
  • this processing effect of the jet on the surface to be processed can even be increased.
  • the beam is deflected in a direction parallel to the already processed surface.
  • the deflected beam is substantially, i. With minimal possible deviations, running parallel to the already processed surface, it is achieved that the deflected beam does not hit the already processed surface to a damaging extent. In this way, damage to the already processed surface by direct impact of the deflected, under maximum pressure medium of the beam can be completely avoided.
  • the jet is deflected after emerging from the nozzle and before hitting the surface to be processed to form a flat or curved fan beam.
  • the jet does not impinge punctiformly but linearly on the surface to be processed, as a result of which a larger portion of the surface can be processed in comparison with punctiform machining during an identical reaction time of the deflected jet.
  • the deflection of the beam takes place by means of a beam deflecting surface, wherein the beam is always deflected by the beam deflecting surface relative to the surface to be processed during a movement of the beam deflecting surface.
  • the jet emerging from the nozzle can initially be aligned arbitrarily relative to the surface to be processed.
  • This embodiment of the method includes that the movement of the beam deflection surface is synchronized with the alignment of the jet emerging from the nozzle relative to the already processed surface, and thereby Beam is deflected by the Strahlumsch
  • the deflection of the beam takes place by means of a beam deflecting surface which is brought into contact with the already processed surface during processing.
  • the beam deflecting surface is deformed while being brought into contact with the already machined surface.
  • the Strahlumsch configuration By deforming the Strahlumlenk characteristics by bringing the Strahlumlenk characteristics in contact with the already machined surface, the Strahlumlenk characteristics can create the contour of the already machined surface and adapt to this contour.
  • the effect of the deflected beam on the surface to be machined, for example on the adhesions can be improved, since the angle between the deflected beam and the already machined surface can thus be minimized.
  • the deflected jet has a fan-shaped shape that corresponds to the contour of the already processed surface, so that an optimal linear machining of the surface to be processed is possible.
  • Fig. 1a and 1b show one and the same high pressure water jet device in working position.
  • the high-pressure water jet device is suitable for cleaning an inner surface 11 of a closed channel 1.
  • a closed channel 1 is characterized in that it is fully closed, but at least one opening, so that the high-pressure water jet device in the Channel 1 can be spent.
  • the high-pressure water jet device which operate in the range of greater than 500 bar to about 3000 bar, persistent buildup 8 on the surface 11 of the channel 1 can be reliably removed without damaging the surface 11 itself.
  • the high-pressure water jet device is arranged on a carriage 7 and forms an inventive embodiment of a sewer cleaning device.
  • the carriage 7 has a drive, not shown, by means of which the carriage 7 is movable within the channel 1 along a guideway 75.
  • the carriage 7 In the working position, ie during the processing of the adhesions 8 of the surface 11 by means of the medium under extreme pressure, the carriage 7 is, however, at rest.
  • the in Fig. 1b shown arrow to the right here is the forward direction of the High pressure water jet device represent, while the left arrow represents the rearward travel path 75.
  • the carriage 7 by means of four driven by the drive wheels 73 in the channel 1 is movable.
  • the wheels 73 are arranged interchangeably on the carriage 7 in order to use the high-pressure water jet device in channels 1 with other cross sections, including smaller or larger wheels 73 would be advantageous.
  • the carriage 7 moves by means of chains in the channel 1.
  • a camera 72 for monitoring the interior of the channel 1 in the direction of the travel path 75 is likewise arranged on the carriage 7. For clarity, the camera is 72 in Fig. 1a Not shown. It is also possible to provide a plurality of cameras 72 for the forward and backward observation of the channel 1.
  • the carriage 7 is connected by means of a media supply 71 with a media supply device, not shown. Via the media supply 71 all the media required by the high-pressure water jet device and the carriage 7 are transmitted. By means of the media supply 71 of the carriage 7 can be supplied with electrical energy as well as with control signals, for example, for the control of the drive, not shown. Furthermore, via the media supply 71, the data of the camera 72 can be transmitted to an evaluation unit, not shown. By means of the media supply 71 is also the high-pressure water jet device with a liquid, extremely high pressure medium, such as water, which may be additionally provided with a Abrassivstoff supplied.
  • the supply of the liquid medium takes place directly to the nozzle positioning device 8, while all the media required for the carriage 7 via a separate line be led directly to this.
  • Other embodiments of the media supply are possible, for example, a leading only to the carriage 7 media supply, in which the liquid medium is passed through the car.
  • the pump, not shown, for generating the maximum pressure of the medium can be arranged for this purpose in the media supply device, also not shown, or separately from this.
  • the high-pressure water jet device further comprises a nozzle 2 arranged in the working direction with an opening 21.
  • the medium produced by means of the pump (not shown) is guided by means of the media supply 71 to the opening 21 of the nozzle 2.
  • the nozzle 2 has a plurality of openings 21. It may also be provided to arrange a plurality of nozzles 2 on the high-pressure water jet device.
  • a nozzle positioning device 6 is provided, by means of which the nozzle 2 is designed to be pivotable about an axis parallel to the travel path 75.
  • the high-pressure water jet device further comprises a beam deflection means 4 arranged in the working direction.
  • the beam deflection means 4 is arranged in this exemplary embodiment on a beam deflection means positioning device 5 which is designed with a holder (not illustrated) for the beam deflection means 4.
  • the holder is in the embodiment by means of air motor (not shown) on a linear rail system 51 movable. Due to the design of the linear rail system 51, the holder has a direction of action 511 directed toward the surface 11 with a double arrow. By means of the rail system 51, a beam deflection surface 41 arranged on the beam deflection means 4 can thus be moved toward the surface 11 and also away from the surface 11.
  • the beam deflection means positioning means 5 is formed so that the beam deflection 4 and thus the Beam deflection 41 is pivotable about an axis parallel to the track 75. In the working position the Strahlumsch materials 41 with the inner surface 11 of the channel 1 can be brought into contact.
  • a movable in the direction of the surface 11 pressure plate 74 is also arranged, by means of which the carriage 7 in the working position in the channel 1 against unintentional rolling away, for example by the reaction force exiting from the nozzle 2, under maximum pressure medium secured can be by pressing the pressure plate 74 against the surface 11 of the channel 1 and held.
  • a support means 76 is disposed on the Strahlumschposition réelles Rhein.
  • the support means 76 includes a non-illustrated drive, so that the support means 76 can be brought into contact with the inner surface 11 of the channel 1 when the high-pressure water jet device is in the working position.
  • Beam deflection surface 41 and support 76 act in opposite directions on the surface 11 of the channel 1, whereby the beam deflection surface 41 and likewise the trolley 7 are held particularly secure in the working position. If the high-pressure water jet device is moved by means of the trolley 7, ie if the high-pressure water jet device is not in the working position, there is no contact between the surface 11 and the pressure plate 74 and between the surface 11 and the support device 76.
  • the support 74 can be like in Fig. 1a also have shown several supports, which are each separately brought into contact with the surface 11 in contact.
  • a fixing pad for holding the trolley 75 in the channel first is provided.
  • a fixing pad is for example of DE 20 2014 000 026 U1 , which is hereby incorporated by reference.
  • the Fixierpolster can be filled with a medium, so that it squeezes in the channel 1 without the channel 1 but to block.
  • a high-pressure water jet method for processing an adhering surface 8 having 11 can be performed.
  • the medium produced by means of the pump, not shown, under the highest pressure in the range from greater than 500 bar to about 3000 bar, is directed by means of the media supply 71 to the opening 21 of the nozzle 2.
  • a directed beam path following, bundled beam 3 of the liquid, under maximum pressure medium is generated.
  • the beam deflection surface 41 of the beam deflection means 4 can be positioned by means of the beam deflection means positioning device 5 towards the at least one opening 21 in the beam path.
  • the Strahlumschsch Materials 41 is formed in this embodiment as an elastic spring plate.
  • the jet 3 is deflected after exiting the nozzle 2 and before striking the adherences 8 of the surface 11.
  • the beam 3 changes by deflecting at least its direction, in this embodiment also its shape. The change in the direction of the beam 3 takes place in a direction whose angle to the surface 11 is more acute than the angle of the beam path of the emerging from the nozzle 2 under maximum pressure medium. By At this more acute angle it can be achieved that adhesions 8, similar to a scraper, can be cut from the surface 11, minimizing the momentum of the deflected beam 3 on the surface 11 and thus avoiding damage to the surface 11.
  • the Strahlumsch materials 41 is in this embodiment in the unformed state, not shown, a plane.
  • the beam path and the normal of this plane include an angle of preferably greater than or equal to 60 °.
  • the beam deflection surface 41 is in accordance with Fig. 1a and 1b in the working position in contact with the surface 11, whereby the Strahlumsch materials 41 deformed and takes the contour of the surface 11.
  • the collimated beam 3 strikes the beam deflection surface 41, the collimated beam 3 is distributed in a fan shape. Since the beam path shows at least partially in the working direction, the fan-shaped distribution is also carried out by the conservation of momentum substantially in the working direction. The fan-shaped distribution takes place in a plane congruent with the beam deflection surface 41. Furthermore, due to the fan-shaped distribution, there is a transition from a punctiform processing to a line-like processing.
  • the shape of the beam deflection surface 41 it can be provided in another embodiment that, in the undeformed state, it is not formed as a plane but as a surface that is curved once or several times.
  • the Strahlumsch Stavage Surface 41 is the inner circumferential surface of a hollow body, wherein the hollow body has an inlet opening and an outlet opening.
  • the hollow body can be designed so that it is only slightly smaller than the cross section of the channel. 1
  • the shape of the beam deflection surface 41 can be influenced in different ways, which can also overlap one another.
  • the beam deflection surface 41 can already be deformed by the impulse of the beam 3, so that, for example, a concave beam deflection surface 41 is set.
  • the Strahlumsch materials 41, as described above and in Fig. 1a and 1b are also changed in shape by being brought into contact with the surface 11 by means of the beam deflection means positioning means 5.
  • the shape of the beam deflection surface 41 is actively changed to the beam deflection surface 41 even without the action of the beam 3.
  • the advantage of this is that the beam deflection surface 41 can rest against the surface 11, so that the shape of the beam deflection surface is congruent with the shape of the surface 11.
  • the nozzle positioning device 6 and the Strahlumlenkstoffpositionierungs shark 5 By means of the nozzle positioning device 6 and the Strahlumlenkstoffpositionierungs shark 5, the nozzle 2 and the Strahlumlenk materials 41 are independently movable and positionable, but their movement is also synchronized, so that the beam 3 is completely deflected by the Strahlumlenk materials 41 at any time. This is advantageous, for example, when the high-pressure water jet device is in the working position, but the beam deflection surface 41 is not in contact with the surface 11.
  • the beam deflection surface 41 is used to remove attachments 8 mechanically from the surface 11 of the channel, ie without the jet 3 emerging from the nozzle 2.
  • adhesions 8 can also be separated directly from the surface 11, for example by means of the beam deflection surface 41.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung zur Bearbeitung einer Fläche. Derartige Wasserstrahlvorrichtungen werden beispielsweise zur Reinigung von Anhaftungen aufweisenden Flächen verwendet. Hierzu umfasst die Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung eine Düse mit mindestens einer Öffnung zur Erzeugung eines einem gerichteten Strahlweg folgenden Strahls eines flüssigen, unter Höchstdruck stehenden Mediums.
  • Die Erfindung betrifft zudem eine Kanalreinigungsvorrichtung zum Reinigen von Kanälen, beispielsweise von offenen Kanälen oder von geschlossenen Kanälen. Hiervon erfasst sind auch nicht für Personen zugänglichen Kanäle, wobei mittels der Kanalreinigungsvorrichtung auf den Flächen der Kanäle verschiedene Bearbeitungsschritte, beispielsweise eine Reinigung ausführbar sind.
  • Ferner betrifft die Erfindung ein Höchstdruck-Wasserstrahlverfahren zur Bearbeitung einer Fläche, umfassend das Erzeugen eines einem gerichteten Strahlweg folgenden Strahls eines flüssigen, unter Höchstdruck stehenden Mediums mittels einer Düse und dem anschließenden Richten des Strahls auf die zu bearbeitende Fläche. Sofern nachfolgend von einer zu bearbeitenden Fläche die Rede ist, sind damit Flächen gemeint, die Beschichtungen oder Anhaftungen oder andere zu beseitigende Bestandteile auf der Fläche aufweisen, welche mit der Vorrichtung zu beseitigen sind.
  • Es sind Wasserstrahlvorrichtungen für eine Vielzahl unterschiedlicher Anwendungen, wie beispielsweise dem Schneiden von Materialen, dem Entfernen von auf Körpern abgeschiedenen Beschichtungen, wie Lacken, oder aber zum Entfernen von unerwünschten An- / Ablagerungen, Verunreinigungen oder Verschmutzungen, hier allgemein als Anhaftungen bezeichnet, auf Flächen, insbesondere auf Flächen in Kanälen bekannt. Beispielsweise ist in der US 2 439 032 A eine Düse zum sogenannten Shot-Peening beschrieben, bei dem feste Partikel mithilfe eines unter Druck stehenden Fluids auf eine zu bearbeitende Oberfläche gestrahlt werden, um die Oberfläche zu verdichten. Aus der US1510175 A ist ein Sprühkopf für gärtnerische Anwendungen bekannt, bei welchem die Ausbreitung des Sprühstrahls in einem Sprühbereich mittels eines Deflektors begrenzt wird.
  • Es ist auch bekannt, dass das Mediumm welches zum Entfernen von Anhaftungen zur Anwendung kommt, feste Bestandteile aufweisen kann, um die abrasive Wirkung zu verstärken. Für die verschiedenen Anwendungen und den damit verknüpften Leistungsanforderungen kommen verschiedene Druckbereiche in Betracht, in welchen die Wasserstrahlvorrichtungen betrieben werden.
  • Als Höchstdruck sollen hier Drücke des Mediums, häufig Wasser, im Bereich von größer 500 bar bis ca. 3000 bar bezeichnet sein. Zwar sind Pumpen bekannt mit denen Drücke des Mediums von bis zu 6000 bar erreichbar sind, jedoch besteht bei diesen extremen Drücken von bis zu 6000 bar die Einschränkung, dass das Medium mittels unflexiblen Medienführungen, wie beispielsweise starren Rohren, zu der Düse oder den Düsen geleitet wird. Solche extremen Drücke werden beispielsweise bei stationären Wasserstrahlvorrichtungen verwendet, die zum Trennen oder Schneiden von harten Werkstoffen verwendet werden. Hinsichtlich flexibler Medienführungen, wie beispielsweise verstärkten Kunststoffschläuchen, ist die Obergrenze des maximal durch diese flexible Medienführung leitbaren Mediums derzeit auf ca. 3000 bar begrenzt. Mit deren Weiterentwicklung sind durchaus auch höhere Drücke möglich und mit der nachfolgend beschriebenen Erfindung nutzbar. Von diesen Wasserstrahlvorrichtungen, die mit unter Höchstdruck stehenden Medien arbeiten, sind jene Wasserstrahlvorrichtungen zu unterscheiden, die mit Hochdruck betrieben werden. Der Bereich des Hochdrucks bei Wasserstrahlvorrichtungen zur Bearbeitung von Flächen überschneidet sich mit dem Bereich des Höchstdruck, wobei die Obergrenze des Hochdrucks, bei den derzeitig üblichen Wasserstrahlvorrichtungen bei ca. 700 bar, weit unterhalb der Obergrenze des Höchstdrucks liegt.
  • Der Übergang vom Bereich des Hochdrucks zum Bereich des Höchstdrucks erfolgt vor dem Hintergrund, auch sehr dichte und harte Anhaftungen an den zu bearbeitenden Flächen, beispielsweise an Flächen eines Kanals, zu entfernen und auf Grund dieser gesteigerten Wirkung des Mediums die flächenbezogene Menge des zur Bearbeitung notwendigen Mediums zu reduzieren.
  • Für die Bearbeitung und damit die Konzeptionierung der Vorrichtung ist neben den Druckangaben insbesondere die Flüssigkeitsmenge pro Zeiteinheit von Interesse, die durch eine, gegebenenfalls auch mehr als eine Pumpe der Vorrichtung bereitgestellt wird. Für das hier betrachtete Höchstdruckwasserstrahlverfahren mit den oben angeführten Druckbereichen sind Flüssigkeitsmengen von 8 bis 40 l/min üblich, wobei es für die verschiedenen Mengenbereiche unterschiedliche Konfigurationen von Pumpenparametern gibt. Sofern sich, wie in Bezug auf die obere Druckgrenze dargelegt, die zur Verfügung stehende Technik der Pumpen verbessert, können sich auch bezüglich der für das Verfahren und die Vorrichtung verwendbaren Flüssigkeitsmenge die Grenzen und die dafür verfügbaren Pumpen verschieben.
  • Für die beiden genannten Druckbereiche sind Vorrichtungen, beispielsweise aus DE 20 2010 016 857 U1 und DE 20 2014 000 026 U1 , sowie Verfahren bekannt, bei denen ein Medium mittels einer Arbeitsmaschine auf einen bestimmten Druck gebracht und mittels Schläuchen oder anderen Medienführungen, wie beispielsweise Rohren oder flexiblen Schläuchen, zu einer Düse geleitet wird. Das unter Druck stehende Medium tritt anschließend einem gerichteten Strahlweg folgend als Freistrahl aus einer Öffnung der Düse aus. Durch Positionierung der Düse kann dieser Freistrahl auf die zu bearbeitenden Fläche gerichtet werden, wo der Strahl beim Auftreffen wiederum eine lokal begrenzte abrasive Wirkung hervorruft. Abhängig von der Düsenform kann der Strahl gebündelt oder fächerförmig ausgebildet sein. Während ein gebündelter Strahl eine im Wesentlichen kreisförmige Querschnittsform aufweist, zeichnet sich ein fächerförmiger Strahl dadurch aus, dass das Medium beim Austritt aus der Öffnung in Form eines Fächers aufgespreizt wird, so dass es linienförmig auf der zu bearbeitenden Fläche auftrifft. Es sind ferner Düsen bekannt, bei denen der Strahl in Form der Mantelfläche eines Kegels austritt. Ferner sind auch Düsen mit mehreren Öffnungen bekannt.
  • Nachteilig an den bekannten Vorrichtungen und Verfahren ist dabei, dass der Druck des Mediums einerseits so hoch sein muss, dass Anhaftungen auf den zu bearbeitenden Flächen zuverlässig entfernt werden können, bei solchen Drücken aber auch Beschädigung der zu bearbeitenden Flächen auftreten können, wenn die Anhaftungen entfernt sind und der Strahl auf die bereits bearbeitete Fläche trifft.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demnach eine Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung, eine Kanalreinigungsvorrichtung sowie ein Höchstdruck-Wasserstrahlverfahren anzugeben, welche Beschädigungen der zu bearbeitenden Fläche durch den Strahl vermeiden, wobei aber die Anwendbarkeit für die benannten Anwendungsgebiete mindestens erhalten bleibt und verbessert werden kann.
  • Vorgeschlagen wird daher eine Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung zur Bearbeitung einer Fläche umfassend eine Düse mit mindestens einer Öffnung zur Erzeugung eines einem gerichteten Strahlweg folgenden Strahls eines flüssigen, unter Höchstdruck im Bereich von größer 500 bar bis ca. 3000 bar stehenden Mediums.
  • Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass im Strahlweg ein Strahlumlenkmittel mittels einer Strahlumlenkmittelpositionierungseinrichtung positionierbar ist und das Strahlumlenkmittel eine zu der mindestens einen Düsenöffnung hin im Strahlweg positionierte Strahlumlenkfläche aufweist.
  • Hierdurch wird erreicht, dass das unter Höchstdruck stehende Medium, nachdem es als Strahl aus einer Öffnung der Düse ausgetreten ist, nicht direkt auf die zu bearbeitende Fläche trifft, sondern vielmehr vor dem Auftreffen auf die zu bearbeitende Fläche an der Strahlumlenkfläche des Strahlumlenkmittels umgelenkt wird. Soweit nachfolgend der Strahl beschrieben wird, erfolgt dies stets unter Bezug auf den Strahlweg, welchem der Strahl folgt und welcher durch das Auftreffen auf eine Oberfläche geändert wird. Unter Verwendung entsprechender Düsen oder nach dem Auffächern des Strahls auf eine Oberfläche kann der Strahl durch mehrere Strahlwege charakterisiert sein, die die Ausbreitung des Mediums im Raum sinnvoll und verständlich beschreiben. Beispielsweise können sie in einer Ebene liegen, wenn ein Höchstdruckstrahl mit spitzem Winkel auf eine Oberfläche trifft oder auf einem Kegelmantel bei einer entsprechenden Düse. Bei der Bestimmung der Strahlwege soll außer Betracht bleiben, dass jeder Strahl nach einem bestimmten Abstand von seiner Quelle stets aufgespreizt wird. Aufgrund des hohen Richtungsimpulses für unter Höchstdruck stehende Medien ist anzunehmen, dass dieser Anteil vernachlässigbar ist. Wird die Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung zeitweise mit einem Druck betrieben, bei dem keine Beschädigungen der zu bearbeitenden Fläche zu erwarten sind, kann das Strahlumlenkmittel während dessen mittels der Strahlumlenkmittelpositionierungseinrichtung auch außerhalb des Strahlwegs positioniert werden, so dass der Strahl direkt auf die zu bearbeitende Fläche trifft.
  • Trotz eines mit der Umlenkung verbundenen Leistungsverlustes des Strahls, welcher maßgeblich in der Impulsänderung des Mediums begründet ist, wurde festgestellt, dass die zu bearbeitende Fläche so bearbeitet werden kann, d. h. das beispielsweise Anhaftungen genauso zuverlässig entfernbar sind, wie es bei einem direkt auf die zu bearbeitende Fläche gerichteten Strahl bekannt ist.
  • Darüber hinaus kann diese bearbeitende Wirkung des Strahls auf die zu bearbeitende Fläche sogar noch gesteigert werden. Dies ist erfindungsgemäß dadurch möglich, dass der Strahl durch die Umlenkung an der Strahlumlenkfläche in einer Alternative in einem, verglichen zum Strahlweg ohne Strahlumlenkmittel, spitzeren Auftreffwinkel auf die zu bearbeitende Fläche trifft. Der betreffende Auftreffwinkel ist der Winkel zwischen der bereits bearbeiteten, d. h. unter den Anhaftungen liegenden Fläche und dem umgelenkten Strahl, mithin der Komplementärwinkel einer Flächennormalen der bereits bearbeiteten Fläche und dem umgelenkten Strahl.
  • Das erfindungsgemäße Umlenken des Strahls mittels des Strahlumlenkmittels schließt auch die Alternative ein, dass der umgelenkte Strahl nicht auf die zu bearbeitenden Fläche trifft, wobei hierbei kein Auftreffwinkel messbar ist. Vielmehr wird der Strahl vom der Strahlumlenkfläche so umgelenkt, dass der umgelenkte Strahl im Wesentlichen, d.h. mit minimal möglichen Abweichungen, parallel zur bereits bearbeiteten Fläche verläuft. Auf diese Weise können Beschädigungen der bereits bearbeiteten Fläche durch Auftreffen des umgelenkten unter Höchstdruck stehenden Strahls gänzlich vermieden werden. Für diese Ausführungsform ist es vorteilhaft, wenn die Strahlumlenkfläche in unmittelbarer Nähe zur bereits bearbeiteten Fläche angeordnet ist, damit der umgelenkte Strahl unmittelbar über der bereits bearbeiteten Fläche auf die Anhaftungen gerichtet ist.
  • Der Auftreffwinkel liegt bevorzugt in einem Bereich größer 0° bis kleiner gleich 60°, weiterhin bevorzugt in einem Bereich größer 0° bis kleiner gleich 30°. Durch den spitzen Auftreffwinkel oder den parallel zur bereits bearbeiteten Fläche umgelenkten Strahl kann erreicht werden, dass Anhaftungen von der zu bearbeitenden Fläche geschnitten werden können, wobei der Impuls des umgelenkten Strahls auf die bereits bearbeiteten Fläche minimiert oder sogar vermieden wird und so deren Beschädigungen vermieden werden.
  • Vom Auftreffwinkel ist jener Winkel zu unterscheiden, mit dem der aus der Düse austretende, dem Strahlweg folgende Strahl auf die Strahlumlenkfläche trifft. Dieser Winkel zwischen dem Strahlweg und einer Flächennormalen der Strahlumlenkfläche liegt bevorzugt in einem Bereiche größer 0° bis kleiner gleich 30°, weiterhin bevorzugt in einem Bereich größer 0° bis kleiner gleich 60°.
  • Es wurde ferner festgestellt, dass die Strahlumlenkfläche zur Erreichung des technischen Effektes unterschiedlich gestaltet sein kann.
  • So kann vorgesehen sein, die Strahlumlenkfläche als Ebene oder, im Gegensatz zur nachfolgend beschriebenen Rinne, als schwach gekrümmte Fläche, d. h. mit einem Querschnitt dessen Radius oder Radien wesentlich größer sind als der Durchmesser des aus der Düse austretenden Strahls, ausgebildet sein. Hierdurch wird erreicht, dass sich der Strahl beim Auftreffen auf die Strahlumlenkfläche entsprechend seine Impulses und der Form der Strahlumlenkfläche fächerförmig verteilt. Infolge dessen trifft der Strahl nicht punktförmig sondern linienförmig auf die zu bearbeitenden Fläche, wodurch der mit dem Strahl bereitgestellte Impuls weiterhin zur Verfügung steht, jedoch vergleichbar einem Schaber linienförmig ist, wodurch die potentiell schädigende punktförmigen Bearbeitung vermieden werden kann und während einer gleichen Einwirkzeit des umgelenkten Strahls auf die zu bearbeitende Fläche ein größerer Abschnitt bearbeitbar ist.
  • In Abhängigkeit vom Anwendungsfall kann das Strahlumlenkmittel nach Art einer bogenförmig verformten Rinne ausgebildet sein. Die Strahlumlenkfläche ist demnach so ausgebildet, dass sie einen halbkreisförmigen Querschnitt, der einen geringfügig größeren Durchmesser hat als der gebündelte Strahl, aufweist, welcher wiederum an einem Bogen extrudiert wird. Bei dieser Ausgestaltung folgt der Strahl nach dem Austritt aus der Düse zunächst als gebündelter Strahl dem Strahlweg, trifft auf die Rinne und wird von dieser umgelenkt und verlässt die Rinne wieder als gebündelter Strahl, aber in einer anderen Richtung als der Strahlweg, dem der Strahl nach dem Austritt aus der Öffnung der Düse folgt. Hierdurch trifft der Strahl weiterhin kleinflächig auf die zu bearbeitende Fläche.
  • Ein weiterer erfindungsgemäßer Vorteil besteht darin, dass bekannte, vorhandene Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtungen umgerüstet werden können. Hierzu wird an diesen jeweils eine Strahlumlenkmittelpositionierungseinrichtung mit einem daran angeordneten Strahlumlenkmittel montiert. Die Strahlumlenkmittelpositionierungseinrichtung kann beispielsweise mittels einer arretierbaren Muffe an einem Halter der Düse befestigt sein. Durch Drehen der Muffe auf dem Halter kann das Strahlumlenkmittel sowohl im Strahlweg als auch außerhalb des Strahlwegs positioniert sein. Hinsichtlich der Anordnung der Strahlumlenkmittelpositionierungseinrichtung mit dem daran angeordneten Strahlumlenkmittel an der Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung ist eine Vielzahl unterschiedlicher Ausgestaltungen möglich, die vom jeweiligen Anwendungsgebiet abhängen.
  • In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist das Strahlumlenkmittel als Hohlkörper ausgebildet, dessen innere Mantelfläche mindestens abschnittsweise die Strahlumlenkfläche ist.
  • Der Hohlkörper kann hierzu einen beliebig geformten Querschnitt aufweisen, welcher entlang eines Pfades extrudiert wird. Bevorzugt weist der Hohlkörper einen kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt auf, welcher entlang einer Geraden extrudiert wird. Die Wandstärke des Hohlkörpers wird unter anderem in Abhängigkeit vom Druckbereich gewählt, in welchem die Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung arbeitet.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Hohlkörper an seinen in Richtung der Extrusion liegenden Enden offen ausgebildet ist. Hierdurch kann erreicht werden, dass der aus der Düse ausgetretene Strahl durch die eine Öffnung, die Eintrittsöffnung, in das Innere des Hohlkörpers eintritt, an der Strahlumlenkfläche, mithin ein Abschnitt der inneren Mantelfläche des Hohlkörpers, umgelenkt wird, und anschließend aus der anderen Öffnung, der Austrittsöffnung, aus dem Hohlkörper austritt. In einer weiteren Ausgestaltung kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Düse im Inneren des Hohlkörpers angeordnet ist.
  • Vorteilhaft an dieser Ausgestaltung ist, dass hier im Gegensatz zur Verwendung einer Strahlumlenkfläche die als Ebene oder schwach gekrümmte Fläche ausgebildet ist, auch der Teil des Mediums zur Bearbeitung der zu bearbeitenden Fläche nutzbar ist, der sonst in eine Richtung umgelenkt wird, die weg von der zu bearbeitenden Fläche zeigt, da er von der inneren Mantelfläche hin zur Austrittsöffnung umgelenkt wird. Zudem ist es zur Bearbeitung der Wandflächen von Kanälen vorteilhaft, da eine vollumfängliche Strahlumlenkfläche und damit ein vollumfänglicher Schutz der zu bearbeitenden Fläche zur Verfügung stehen kann und zudem deren Schwenken mit dem Strahl nicht erforderlich ist.
  • In einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, die Strahlumlenkfläche lösbar am Strahlumlenkmittel anzuordnen.
  • Durch die lösbare Anordnung der Strahlumlenkfläche kann erreicht werden, dass diese ausgetauscht werden kann, ohne das gesamte Strahlumlenkmittel auszutauschen. Dies ist vorteilhaft, da durch das unter Höchstdruck stehende Medium ein Verschleiß der Strahlumlenkfläche auftreten kann. Die Strahlumlenkfläche kann beispielsweise durch eine Schraub- und/oder Klemmverbindung mit dem Strahlumlenkmittel lösbar verbunden sein. Als Werkstoffe für die Strahlumlenkfläche eignen sich insbesondere Edelstahl, Saphir oder Hartmetall, wobei eine Kombination dieser Werkstoffe und auch anderer geeigneter Werkstoffe möglich ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass mindestens die Strahlumlenkfläche elastisch verformbar ist.
  • Dies ist vorteilhaft, wenn die Strahlumlenkfläche mittels der Strahlumlenkmittelpositionierungseinrichtung in Kontakt mit der zu bearbeitenden Fläche gebracht ist. Durch die elastische Werkstoffeigenschaft der Strahlumlenkfläche, d. h. nach Verformung wieder in ihre ursprüngliche Ausgangsform zurückzukehren, kann sich die Strahlumlenkfläche der Kontur der zu bearbeitenden Fläche anpassen. Durch dieses Anlegen an die zu bearbeitende Fläche kann die Wirkung des umgelenkten Strahl auf die zu bearbeitende Fläche, beispielsweise auf die Anhaftungen, verbessert werden, da der Winkel zwischen dem umgelenkten Strahl und der bereits bearbeiteten Fläche auf diese Weise minimiert werden kann oder der parallele Verlauf des Strahl erzielt wird. Ferner wird so erreicht, dass der umgelenkte Strahl eine fächerförmige Form aufweist, die der Kontur der bereits bearbeiteten Fläche entspricht, so dass eine optimale linienförmige Bearbeitung der zu bearbeitenden Fläche möglich ist.
  • Die elastische Verformbarkeit kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Strahlumlenkfläche aus Federstahl gefertigt ist oder zumindest abschnittsweise Federstahl aufweist, der Federstahl kann zudem gehärtet sein.
  • Damit sich die Strahlumlenkfläche an die Kontur der zu bearbeitenden Fläche anpasst sobald die Strahlumlenkfläche mit der zu bearbeitenden Fläche in Kontakt gebracht wird, kann in einer Ausgestaltung vorgesehen sein, dass die Strahlumlenkfläche eine Mehrzahl von elastisch an dem Strahlumlenkmittel gelagerten Lamellen aufweist. Durch das in Kontakt bringen mit der zu bearbeitenden Fläche wird die relative Lage benachbarter Lamellen geändert. Dabei können die Lamellen selbst elastisch ausgebildet sein. Nach dem Lösen des Kontaktes der Strahlumlenkfläche und der zu bearbeitenden Fläche kehren die Lamellen in ihre ursprüngliche Form und/oder Lage wie vor dem Kontakt zurück.
  • In einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Strahlumlenkmittelpositionierungseinrichtung einen Linearaktor zur Positionierung des Strahlumlenkmittels relativ zur zu bearbeitenden Fläche aufweist mit einer Wirkrichtung zur zu bearbeitenden Fläche aufweist, so dass die erforderliche Lage und der erforderliche Winkel der Strahlumlenkfläche präzise und auf reproduzierbare sowie automatisierbare Weise eingestellt, wieder entfernt und auch unter Einwirkung des Strahls beibehalten werden kann. Bekannt und geeignet sind verschiedene pneumatische, hydraulische, mechanische oder elektrische Aktoren, wie beispielsweise Schienensysteme mit geeignetem Antrieb für darauf laufende Schlitten oder Halterungen, Luft- oder hydraulische Zylinder oder ein Spindelantrieb.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Düse mittels einer Düsenpositionierungseinrichtung relativ zum Strahlumlenkmittel bewegbar ausgebildet ist.
  • Hierzu ist die Düsenpositionierungseinrichtung an der Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung angeordnet, so dass die Düse relativ zum Strahlumlenkmittel bewegbar ist. Da das Strahlumlenkmittel mittels der Strahlumlenkmittelpositionierungseinrichtung selbst positionierbar ist, sind sowohl die Düse als auch das Strahlumlenkmittel relativ zur zu bearbeitenden Fläche positionierbar. Hierdurch ist es möglich, die relative Bewegung zwischen Düse und Strahlumlenkmittel zu sperren, so dass das Strahlumlenkmittel stets der Bewegung der Düse folgt.
  • In einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung einen motorisierten Fahrwagen umfasst, an welchem eine Düsenpositionierungseinrichtung mit der Düse und die Strahlumlenkmittelpositionierungseinrichtung mit dem Strahlumlenkmittel angeordnet sind.
  • Auf diese Weise kann eine weitere Automatisierung der Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung erreicht werden. Hierzu kann der Fahrwagen beispielsweise einen elektrischen Antrieb aufweisen, mittels dessen der Fahrwagen relativ zu der zu bearbeitenden Fläche bewegbar ist. Zum Beispiel kann der Fahrwagen auf Rädern oder Ketten auf der Fläche stehen. Auf diese Weise kann auch erreicht werden, dass die Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung aus größerer Entfernung zu der zu bearbeitenden Fläche ferngesteuert werden kann, indem beispielsweise eine teilweise bidirektionale Medienzuführung vorgesehen ist, mittels der die Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung mit dem Fahrwagen mit den benötigten Medien, wie beispielsweise elektrischer Energie, Steuersignalen, dem Medium für den Strahl und Daten versorgt wird.
  • Hierbei ist in einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung vorgesehen, dass die Düse mittels der Düsenpositionierungseinrichtung um eine zum Fahrweg des Fahrwagens parallele Achse schwenkbar ausgebildet ist. Weiterhin ist in einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, dass das Strahlumlenkmittel mittels der Strahlumlenkmittelpositionierungseinrichtung um eine zum Fahrweg des Fahrwagens parallele Achse schwenkbar ausgebildet ist, wodurch sie für verschieden Anforderungen hinsichtlich der Positionierung von Düse und Strahlumlenkmittel, insbesondere für die Kanalreinigung, ausgerüstet sind.
  • Für diese Ausgestaltungen kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Düsenpositionierungseinrichtung und die Strahlumlenkmittelpositionierungseinrichtung je einen elektrischen Drehantrieb aufweisen, deren Drehachsen parallel zum Fahrweg des Fahrwagens angeordnet sind. Die unabhängig voneinander betreibbaren Drehantriebe schwenken bevorzugt in einem Winkel größer 360°, weiterhin bevorzugt in einem Winkel von größer 400° um eine Achse parallel zum Fahrweg des Fahrwagens. Alternativ kann die Strahlumlenkeinrichtung auch fix mit der Düsenhalterung verbunden sein, so dass stets beide gemeinsam geschwenkt und ausgeschlossen werden können, dass der Strahl seitlich an der Strahlumlenkfläche vorbei auf die bereits bearbeitete Fläche trifft.
  • Es wird ferner eine Kanalreinigungsvorrichtung zum Reinigen eines Kanals mit einer erfindungsgemäßen Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung vorgeschlagen.
  • Es hat sich gezeigt, dass die erfindungsgemäße Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung, welche im Bereich von größer 500 bar bis ca. 3000 bar arbeitet, vorteilhaft zur Reinigung von offenen und geschlossenen Kanälen geeignet ist. Ein geschlossener Kanal zeichnet sich dadurch aus, dass er vollumfänglich geschlossen ist, wobei er aber zumindest eine Öffnung aufweist, um in den Kanal hineinzugelangen. In einer Ausgestaltung eignet sich die Kanalreinigungsvorrichtung insbesondere für geschlossene Kanäle, auch solche die keine Zugangsmöglichkeit für einen Bediener der Kanalreinigungsvorrichtung erlauben. Insbesondere in letzterem Fall weist die Kanalreinigungsvorrichtung einen Fahrwagen auf, der in den Kanal einfahren kann. Mittels der Medienzufuhr von außerhalb des Kanals ist sodann eine Bearbeitung der inneren Fläche des Kanals, beispielweise deren Reinigung möglich, wobei mittels Kamera am Fahrwagen oder der Düsenhalterung Positionierung und Bewegung von Düse und Strahlumlenkfläche sowie die Bearbeitung beobachtet und gesteuert werden können. Derartige Fahrwagen sind in den verschiedensten Ausführungen bekannt.
  • Entsprechend einer weiteren Ausgestaltung hat es sich für eine während der Behandlung dauerhafte präzise Positionierung als vorteilhaft erwiesen, wenn die Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung eine Abstützeinrichtung umfasst, welche gegen die Kanalwandung pressbar ist. Beispielsweise können damit die Strahlumlenkungsfläche auf der aktuell zu bearbeitenden Seite des Kanals und die Abstützeinrichtung auf der gegenüber liegenden Seite gegen die Kanalwandung gepresst werden, so dass die Vorrichtung im Kanal verspannt wird. Alternativ kann die Abstützeinrichtung auch mit der dem Fahrwagen zugeordneten Fixierung im Kanal zusammenwirken.
  • Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Höchstdruck-Wasserstrahlverfahren zur Bearbeitung einer Fläche umfassend das Erzeugen eines einem gerichteten Strahlweg folgenden Strahls eines flüssigen, unter Höchstdruck im Bereich von größer 500 bar bis ca. 3000 bar stehenden Mediums mittels einer Düse und dem Richten des Strahls auf die zu bearbeitende Fläche.
  • Das Höchstdruck-Wasserstrahlverfahren zeichnet sich dadurch aus, dass der Strahl nach dem Austritt aus der Düse und vor dem Auftreffen auf die zu bearbeitende Fläche umgelenkt wird. Das Umlenken erfolgt erfindungsgemäß derart, dass der Strahl in einem, verglichen zum Strahlweg ohne Strahlumlenkmittel, spitzeren Auftreffwinkel auf die zu bearbeitende Fläche trifft oder alternativ in einer parallelen Richtung verläuft, wobei wie oben beschrieben die Richtungsbeziehungen zwischen Strahl und Fläche stets auf die bereits bearbeitete Fläche bezogen wird, da dies durch die Anhaftungen für die noch zu bearbeitende Fläche nicht oder zumindest nicht eindeutig möglich ist. Die Umlenkung des Strahls wurde oben zur Vorrichtung, welche zur Ausführung des Verfahrens geeignet ist, im Detail beschrieben, so dass auch auf die dortigen Darlegungen verwiesen wird.
  • Durch das Umlenken des Strahl wird erreicht, dass das unter Höchstdruck stehende Medium nachdem es als Strahl aus einer Öffnung der Düse ausgetreten ist, nicht direkt auf die zu bearbeitende Fläche trifft, sondern vielmehr vor dessen Auftreffen umgelenkt wird, wobei durch die Umlenkung sowohl die Richtung des umgelenkten Strahl relativ zum aus der Düse ausgetretenen Strahl als auch die Form des umgelenkten Strahls veränderbar ist.
  • Vorteilhaft ist es, wenn der aus der Düse austretende gebündelte Strahl vollständig vor dem Auftreffen auf die zu bearbeitende Fläche umgelenkt wird. Hierdurch werden einerseits eine Beschädigung der bereits bearbeiteten Fläche durch direktes Auftreffen des Strahls vermieden und andererseits die Menge des zur Verfügung stehenden Mediums bestmöglich ausgenutzt.
  • Darüber hinaus kann diese bearbeitende Wirkung des Strahls auf die zu bearbeitende Fläche sogar gesteigert werden. Dies ist erfindungsgemäß dadurch möglich, dass der Strahl durch die Umlenkung an der Strahlumlenkfläche in einem spitzeren Auftreffwinkel auf die zu bearbeitende Fläche trifft.
  • In einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Strahl in eine zur bereits bearbeiteten Fläche parallele Richtung umgelenkt wird.
  • Dadurch, dass der umgelenkte Strahl im Wesentlichen, d.h. mit minimal möglichen Abweichungen, parallel zur bereits bearbeiteten Fläche verläuft, wird erreicht, dass der umgelenkte Strahl die bereits bearbeitete Fläche nicht in einem schädigenden Maße trifft. Auf diese Weise können Beschädigungen der bereits bearbeiteten Fläche durch direktes Auftreffen des umgelenkten, unter Höchstdruck stehenden Mediums des Strahls gänzlich vermieden werden.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Strahl nach dem Austritt aus der Düse und vor dem Auftreffen auf die zu bearbeitende Fläche unter Ausbildung eines ebenen oder gekrümmten Fächerstrahls umgelenkt wird.
  • Hierdurch trifft der Strahl nicht punktförmig sondern linienförmig auf die zu bearbeitenden Fläche, wodurch gegenüber einer punktförmigen Bearbeitung während einer gleichen Einwirkzeit des umgelenkten Strahls ein größerer Abschnitt der Fläche bearbeitbar ist.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Umlenken des Strahls mittels einer Strahlumlenkfläche erfolgt, wobei der Strahl während einer Bewegung der Strahlumlenkfläche relativ zu der zu bearbeitenden Fläche stets von der Strahlumlenkfläche umgelenkt wird.
  • Auf diese Weise kann der aus der Düse austretende Strahl zunächst beliebig relativ zu der zu bearbeitenden Fläche ausgerichtet werden. Diese Verfahrensausgestaltung schließt ein, dass die Bewegung der Strahlumlenkfläche synchronisiert ist mit dem Ausrichten des aus der Düse austretenden Strahls relativ zu der bereits bearbeiteten Fläche und dabei der Strahl, ohne diese direkt zu berühren oder zu beschädigen, von der Strahlumlenkfläche umgelenkt wird.
  • In einer zweckmäßigen Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Umlenken des Strahls mittels einer Strahlumlenkfläche erfolgt, welche während der Bearbeitung mit der bereits bearbeiteten Fläche in Kontakt gebracht wird.
  • Durch das in Kontakt bringen der Strahlumlenkfläche mit der bereits bearbeiteten Fläche, wird eine räumliche Nähe zwischen der Umlenkung und dem Auftreffen des umgelenkten Strahls auf der zu bearbeitenden Fläche erreicht, wodurch die Wirkung des umgelenkten Strahls auf die zu bearbeitende Fläche verbessert wird.
  • Zweckmäßig ist es ferner, dass die Strahlumlenkfläche während sie mit der bereits bearbeiteten Fläche in Kontakt gebracht durch dieses in Kontakt bringen verformt wird.
  • Durch das Verformen der Strahlumlenkfläche durch das in Kontakt bringen der Strahlumlenkfläche mit der bereits bearbeiteten Fläche, kann sich die Strahlumlenkfläche an die Kontur der bereits bearbeiteten Fläche anlegen und dieser Kontur anpassen. Durch dieses Anlegen kann die Wirkung des umgelenkten Strahl auf die zu bearbeitende Fläche, beispielsweise auf die Anhaftungen, verbessert werden, da der Winkel zwischen dem umgelenkten Strahl und der bereits bearbeiteten Fläche auf diese Weise minimiert werden kann. Ferner wird so erreicht, dass der umgelenkte Strahl eine fächerförmige Form aufweist, die der Kontur der bereits bearbeiteten Fläche entspricht, so dass eine optimale linienförmige Bearbeitung der zu bearbeitenden Fläche möglich ist.
  • Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Hierzu zeigt
    • Fig. 1a
    eine Seitenansicht einer Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung in Arbeitsstellung in einem Kanal und
    Fig. 1b
    eine Vorderansicht der Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung gemäß Fig. 1a in dem Kanal.
  • Die Fig. 1a und 1b zeigen ein und dieselbe Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung in Arbeitsstellung. Aus Gründen der besseren Darstellbarkeit ist in Fig. 1a und 1b jeweils nur der Kanal 1 geschnitten dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung geeignet zum Reinigen einer inneren Fläche 11 eines geschlossen Kanals 1. Ein geschlossener Kanal 1 zeichnet sich dadurch aus, dass er vollumfänglich geschlossen ist, wobei er aber zumindest eine Öffnung aufweist, damit die Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung in den Kanal 1 verbracht werden kann. Mit der Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung, welchen im Bereich von größer 500 bar bis ca. 3000 bar arbeiten, können hartnäckige Anhaftungen 8 an der Fläche 11 des Kanals 1 zuverlässig entfernt werden, ohne dabei die Fläche 11 selbst zu beschädigen. In der nachfolgenden Darstellung wird zwischen einer Fläche 11 und deren Anhaftungen 8 unterschieden, so dass die hier mit dem Bezugszeichen 11 bezeichnete Fläche der zuvor bereits bearbeiteten Fläche vergleichbar ist.
  • Die Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung ist an einem Fahrwagen 7 angeordnet und bildet eine erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Kanalreinigungsvorrichtung. Der Fahrwagen 7 weist einen nicht dargestellten Antrieb auf, mittels dessen der Fahrwagen 7 innerhalb des Kanals 1 entlang eines Fahrwegs 75 bewegbar ist. In der Arbeitsstellung, d. h. während der Bearbeitung der Anhaftungen 8 der Fläche 11 mittels des unter Höchstdruck stehenden Mediums, befindet sich der Fahrwagen 7 jedoch in Ruhe. Der in Fig. 1b dargestellten Pfeil nach rechts soll hierbei die vorwärts gerichtete Arbeitsrichtung der Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung darstellen, während der nach Pfeil nach links den rückwärts gerichteten Fahrweg 75 darstellt. In dieser Ausführungsform ist der Fahrwagen 7 mittels vier vom Antrieb angetriebener Räder 73 im Kanal 1 bewegbar. Hierbei ist vorgesehen, dass die Räder 73 austauschbar am Fahrwagen 7 angeordnet sind, um die Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung auch in Kanälen 1 mit anderen Querschnitten einsetzen zu können, wozu kleinere oder größere Räder 73 vorteilhaft wären. In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass sich der Fahrwagen 7 mittels Ketten im Kanal 1 fortbewegt. Am Fahrwagen 7 ist ebenfalls eine Kamera 72 zur Beobachtung des Inneren des Kanals 1 in Richtung des Fahrweges 75 angeordnet. Aus Gründen einer übersichtlicheren Darstellung ist die Kamera 72 in Fig. 1a nicht gezeigt. Es können auch mehrere Kameras 72 zur vorwärts und rückwärts gerichteten Beobachtung des Kanals 1 vorgesehen sein.
  • Der Fahrwagen 7 ist mittels einer Medienversorgung 71 mit einer nicht dargestellten Medienversorgungseinrichtung verbunden. Über die Medienversorgung 71 werden alle von der Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung und dem Fahrwagen 7 benötigten Medien übertragen. Mittels der Medienversorgung 71 kann der Fahrwagen 7 mit elektrischer Energie als auch mit Steuersignalen beispielweise für die Steuerung des nicht dargestellten Antriebs versorgt werden. Des Weiteren sind über die Medienversorgung 71 die Daten der Kamera 72 zu einer nicht dargestellten Auswerteeinheit übertragbar. Mittels der Medienversorgung 71 ist ebenfalls die Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung mit einem flüssigen, unter Höchstdruck stehenden Medium, beispielsweise Wasser, welches zusätzlich noch mit einem Abrassivmittel versehen sein kann, versorgbar. Im dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Versorgung mit dem flüssigen Medium direkt zur Düsenpositionierungseinrichtung 8, während alle für den Fahrwagen 7 benötigten Medien über eine separate Leitung direkt zu diesem geführt werden. Andere Ausgestaltungen der Medienversorgung sind möglich, beispielsweise auch eine nur zum Fahrwagen 7 führende Medienversorgung, bei der das flüssige Medium durch den Wagen geleitet wird. Die nicht dargestellte Pumpe zur Erzeugung des Höchstdruck des Mediums kann hierzu in der ebenfalls nicht dargestellten Medienversorgungseinrichtung oder separat von dieser angeordnet sein.
  • Die Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung umfasst ferner eine in Arbeitsrichtung angeordnete Düse 2 mit einer Öffnung 21. Das mittels der nicht dargestellten Pumpe erzeugte unter Höchstdruck stehende Medium wird mittels der Medienversorgung 71 zur Öffnung 21 der Düse 2 geleitet. In einer anderen Ausführungsform weist die Düse 2 mehrere Öffnungen 21 auf. Es kann ebenfalls vorgesehen sein, mehrere Düsen 2 an der Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung anzuordnen. Zudem ist eine Düsenpositionierungseinrichtung 6 vorgesehen, mittels derer die Düse 2 um eine zum Fahrweg 75 parallele Achse schwenkbar ausgebildet ist.
  • Die Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung umfasst ferner ein in Arbeitsrichtung angeordnetes Strahlumlenkmittel 4. Das Strahlumlenkmittel 4 ist in diesem Ausführungsbeispiel an einer Strahlumlenkmittelpositionierungseinrichtung 5 angeordnet, welche mit einer Halterung (nicht dargestellt) für das Strahlumlenkungsmittel 4 ausgebildet ist. Die Halterung ist im Ausführungsbeispiel mittels Luftmotor (nicht dargestellt) auf einem Linearschienensystem 51 beweglich. Die Halterung hat aufgrund der Ausführung des Linearschienensystems 51 eine zur Fläche 11 hin gerichtete mit einem Doppelpfeil dargestellte Wirkrichtung 511. Mittels des Schienensysytems 51 kann eine am Strahlumlenkmittel 4 angeordnete Strahlumlenkfläche 41 mithin zur Fläche 11 hin und auch von der Fläche 11 weg bewegt werden. Die Strahlumlenkmittelpositionierungseinrichtung 5 ist so ausgebildet, dass das Strahlumlenkmittel 4 und mithin die Strahlumlenkfläche 41 um eine zum Fahrweg 75 parallele Achse schwenkbar ist. In der Arbeitsstellung ist die Strahlumlenkfläche 41 mit der inneren Fläche 11 des Kanals 1 in Kontakt bringbar.
  • Am Fahrwagen 7 ist zudem eine in Richtung der Fläche 11 bewegbare Andruckplatte 74 angeordnet, mittels derer der Fahrwagen 7 in der Arbeitsstellung im Kanal 1 gegen ein unbeabsichtigtes Wegrollen, beispielsweise durch die Reaktionskraft des aus der Düse 2 austretenden, unter Höchstdruck stehenden Mediums, gesichert werden kann, indem die Andruckplatte 74 gegen die Fläche 11 des Kanals 1 gedrückt und gehalten wird.
  • Ferner ist an der Strahlumlenkmittelpositionierungseinrichtung eine Abstützeinrichtung 76 angeordnet. Die Abstützeinrichtung 76 umfasst einen nicht näher dargestellten Antrieb, so dass die Abstützeinrichtung 76 mit der inneren Fläche 11 des Kanals 1 in Kontakt gebracht werden kann, wenn sich die Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung in der Arbeitsstellung befindet. Strahlumlenkungsfläche 41 und Abstützeinrichtung 76 wirken in entgegengesetzten Richtungen auf die Fläche 11 des Kanals 1, wodurch die Strahlumlenkungsfläche 41 und gleichermaßen der Fahrwagen 7 besonders sicher in der Arbeitsstellung gehalten werden. Wird die Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung mittels des Fahrwagens 7 bewegt, d. h. wenn sich die Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung nicht in der Arbeitsstellung befindet, so gibt es keinen Kontakt zwischen der Fläche 11 und der Andruckplatte 74 sowie zwischen der Fläche 11 und der Abstützeinrichtung 76. Die Abstützeinrichtung 74 kann wie in Fig. 1a dargestellt auch mehrere Stützen aufweisen, die jeweils separat mit der Fläche 11 in Kontakt bringbar sind.
  • Alternativ kann vorgesehen sein, dass am Fahrwagen 7 keine Andruckplatte 74 und keine Abstützeinrichtung 76, sondern ein Fixierpolster zum Halten des Fahrwagens 75 im Kanals 1 vorgesehen ist. Ein solches Fixierpolster wird beispielsweise von DE 20 2014 000 026 U1 , auf die hiermit Bezug genommen wird, offenbart. Das Fixierpolster ist mit einem Medium füllbar, so dass es sich im Kanal 1 verpresst ohne den Kanal 1 jedoch zu versperren.
  • Mittels der Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung kann ein Höchstdruck-Wasserstrahlverfahren zur Bearbeitung einer Anhaftungen 8 aufweisenden Fläche 11 durchgeführt werden. Hierzu wird zunächst das mittels der nicht dargestellten Pumpe erzeugte unter Höchstdruck im Bereich von größer 500 bar bis ca. 3000 bar stehende Medium mittels der Medienversorgung 71 zur Öffnung 21 der Düse 2 geleitet. Vermittels der Düse 2 wird ein einem gerichteten Strahlweg folgender, gebündelter Strahl 3 des flüssigen, unter Höchstdruck stehenden Mediums erzeugt. Im diesem Strahlweg ist die Strahlumlenkfläche 41 des Strahlumlenkmittels 4 mittels der Strahlumlenkmittelpositionierungseinrichtung 5 zu der mindestens einen Öffnung 21 hin im Strahlweg positionierbar. Die Strahlumlenkfläche 41 ist in diesem Ausführungsbeispiel als elastisches Federblech ausgebildet. Gemäß dem Höchstdruck-Wasserstrahlverfahren ist vorgesehen, dass der Strahl 3 nach dem Austritt aus der Düse 2 und vor dem Auftreffen auf die Anhaftungen 8 der Fläche 11 umgelenkt wird. Hierdurch werden zweierlei technische Wirkungen erreicht. Zum einen kann dadurch, dass der gebündelte Strahl 3 vollständig von der Strahlumlenkfläche 41 umgelenkt wird, verhindert werden, dass der Strahl 3 direkt auf die Fläche 11 trifft, so dass eine Beschädigung der Fläche 11 durch das unter Höchstdruck stehende Medium vermieden wird. Zum anderen ändert der Strahl 3 durch das Umlenken zumindest seine Richtung, in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls seine Form. Die Änderung der Richtung des Strahls 3 erfolgt dabei in eine Richtung, deren Winkel zur Fläche 11 hin spitzer ist als der Winkel des Strahlwegs des aus der Düse 2 austretenden unter Höchstdruck stehenden Mediums. Durch diesen spitzeren Winkel kann erreicht werden, dass Anhaftungen 8, ähnlich wie mit einem Schaber von der Fläche 11 geschnitten werden können, wobei der Impuls des umgelenkten Strahls 3 auf die Fläche 11 minimiert wird und so Beschädigungen der Fläche 11 vermieden werden.
  • Die Strahlumlenkfläche 41 ist in diesem Ausführungsbeispiel im nicht dargestellten unverformten Zustand eine Ebene. Der Strahlweg und die Normale dieser Ebene schließen einen Winkel von vorzugsweise größer gleich 60° ein. Mittels der Strahlumlenkmittelpositionierungseinrichtung 5 ist die Strahlumlenkfläche 41 gemäß Fig. 1a und 1b in der Arbeitsstellung in Kontakt mit der Fläche 11, wodurch sich die Strahlumlenkfläche 41 verformt und die Kontur der Fläche 11 annimmt.
  • Beim Auftreffen des gebündelten Strahls 3 auf die Strahlumlenkfläche 41 wird der gebündelte Strahl 3 fächerförmig verteilt. Da der Strahlweg zumindest teilweise in die Arbeitsrichtung zeigt, erfolgt die fächerförmige Verteilung durch die Impulserhaltung ebenfalls im Wesentlichen in Arbeitsrichtung. Die fächerförmige Verteilung erfolgt in einer zur Strahlumlenkfläche 41 deckungsgleichen Fläche. Ferner erfolgt durch die fächerförmige Verteilung ein Übergang von einer punktförmigen Bearbeitung hin zu einer linienartigen Bearbeitung.
  • Hinsichtlich der Form der Strahlumlenkfläche 41 kann in einer anderen Ausführungsform vorgesehen sein, dass diese im unverformten Zustand nicht als Ebene, sondern als einfach oder mehrfach gekrümmte Fläche ausgebildet ist. In einer weiteren Ausführungsform ist ferner vorgesehen, dass die Strahlumlenkfläche 41 die innere Mantelfläche eines Hohlkörpers ist, wobei der Hohlkörper eine Eintrittsöffnung und eine Austrittsöffnung aufweist. Der Hohlkörper kann dabei so ausgebildet sein, dass er nur unwesentlich kleiner ist als der Querschnitt des Kanals 1.
  • Die Form der Strahlumlenkfläche 41 kann auf unterschiedliche Weisen beeinflusst werden, die sich auch gegenseitig überlagern können. So kann die Strahlumlenkfläche 41 einerseits bereits durch den Impuls des Strahls 3 verformt werden, so dass sich beispielsweise eine konkave Strahlumlenkfläche 41 einstellt. Andererseits kann die Strahlumlenkfläche 41, wie oben beschrieben und in Fig. 1a und 1b dargestellt, auch dadurch in ihrer Form verändert werden, indem sie mittels der Strahlumlenkmittelpositionierungseinrichtung 5 mit der Fläche 11 in Kontakt gebracht wird. Durch das in Kontakt bringen der Strahlumlenkfläche 41 mit der Fläche 11 wird die Form der Strahlumlenkfläche 41 mit anderen Worten aktiv auch ohne Einwirkung des Strahls 3 auf die Strahlumlenkfläche 41 geändert. Vorteilhaft daran ist, dass sich die Strahlumlenkfläche 41 an die Fläche 11 anlegen kann, so dass die Form der Strahlumlenkfläche deckungsgleich mit der Form der Fläche 11 ist.
  • Vermittels der Düsenpositionierungseinrichtung 6 und der Strahlumlenkmittelpositionierungseinrichtung 5 sind die Düse 2 und die Strahlumlenkfläche 41 unabhängig voneinander bewegbar und positionierbar, wobei deren Bewegung aber auch synchronisierbar ist, so dass der Strahl 3 zu jedem Zeitpunkt vollständig von der Strahlumlenkfläche 41 umgelenkt wird. Dies ist beispielsweise dann vorteilhaft, wenn sich die Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung in Arbeitsstellung befindet, aber die Strahlumlenkfläche 41 nicht in Kontakt mit der Fläche 11 steht.
  • Es kann ferner auch vorgesehen sein, dass die Strahlumlenkfläche 41 dazu verwendet wird, Anhaftungen 8 mechanisch von der Fläche 11 des Kanals zu entfernen, d. h. ohne dass der Strahl 3 aus der Düse 2 austritt. Mit anderen Worten können Anhaftungen 8 auch direkt mittels der Strahlumlenkfläche 41 von der Fläche 11 abgetrennt, beispielweise geschnitten werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kanal
    11
    Fläche
    2
    Düse
    21
    Öffnung
    3
    Strahl
    4
    Strahlumlenkmittel
    41
    Strahlumlenkfläche
    5
    Strahlumlenkmittelpositionierungseinrichtung
    51
    Linearschienensystem
    511
    Wirkrichtung
    6
    Düsenpositionierungseinrichtung
    7
    Fahrwagen
    71
    Medienversorgung
    72
    Kamera
    73
    Räder
    74
    Andruckplatte
    75
    Fahrweg
    76
    Abstützeinrichtung
    8
    Anhaftung

Claims (15)

  1. Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung zur Beseitigung von Beschichtungen, Anhaftungen oder Bestandteilen auf einer Fläche, als zu bearbeitende Fläche bezeichnet, umfassend eine Düse (2) mit mindestens einer Öffnung (21) zur Erzeugung eines einem gerichteten Strahlweg folgenden Strahls (3) eines flüssigen, unter Höchstdruck im Bereich von größer 500 bar bis 3000 bar stehenden Mediums, dadurch gekennzeichnet, dass im Strahlweg ein Strahlumlenkmittel (4), welches eine zu der mindestens einen Öffnung (21) hin im Strahlweg positionierbare Strahlumlenkfläche (41) aufweist, mittels einer Strahlumlenkmittelpositionierungseinrichtung (5) derart positionierbar ist, dass der Strahl (3) nach dem Austritt aus der Düse (2) und vor dem Auftreffen auf eine zu bearbeitende Fläche mittels der im Strahlweg positionierten Strahlumlenkfläche (41) des Strahlumlenkmittels (4) umlenkbar ist, so dass der Strahl (3) in einem, verglichen zum Strahlweg ohne Strahlumlenkmittel (4), spitzeren Auftreffwinkel auf die Fläche trifft oder in einer zur Fläche parallelen Richtung verläuft.
  2. Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlumlenkmittel (4) als Hohlkörper ausgebildet ist, dessen innere Mantelfläche mindestens abschnittsweise die Strahlumlenkfläche (41) ist.
  3. Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Strahlumlenkfläche (41) elastisch verformbar ist.
  4. Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlumlenkmittelpositionierungseinrichtung (5) einen Linearaktor zur Positionierung des Strahlumlenkmittels (4) mit einer Wirkrichtung (511) zur Fläche aufweist.
  5. Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung einen motorisierten Fahrwagen (7) umfasst, an welchem eine Düsenpositionierungseinrichtung (6) mit der Düse (2) und die Strahlumlenkmittelpositionierungseinrichtung (5) mit dem Strahlumlenkmittel (4) angeordnet sind.
  6. Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (2) mittels der Düsenpositionierungseinrichtung (6) und/oder das Strahlumlenkmittel (4) mittels der Strahlumlenkmittelpositionierungseinrichtung (5) um eine zum Fahrweg (75) des Fahrwagens (7) parallele Achse schwenkbar ausgebildet ist.
  7. Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auftreffwinkel und/oder der Winkel, mit welchem der aus der Düse austretende, dem Strahlweg folgende Strahl auf die Strahlumlenkfläche trifft und welcher zwischen dem Strahlweg und einer Flächennormalen der Strahlumlenkfläche liegt, in einem Bereich größer 0° bis kleiner gleich 30° oder in einem Bereich größer 0° bis kleiner gleich 60° liegt.
  8. Kanalreinigungsvorrichtung zum Reinigen eines Kanals dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalreinigungsvorrichtung eine Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 umfasst.
  9. Kanalreinigungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Höchstdruck-Wasserstrahlvorrichtung eine Abstützeinrichtung (76) umfasst, welche gegen die Kanalwandung pressbar ist.
  10. Höchstdruck-Wasserstrahlverfahren zur Beseitigung von Beschichtungen, Anhaftungen oder Bestandteilen auf einer Fläche, als zu bearbeitende Fläche bezeichnet, umfassend
    • das Erzeugen eines einem gerichteten Strahlweg folgenden Strahls (3) eines flüssigen, unter Höchstdruck im Bereich von größer 500 bar bis 3000 bar stehenden Mediums mittels einer Düse (2),
    • Richten des Strahls auf die zu bearbeitende Fläche
    dadurch gekennzeichnet, dass der Strahl (3) nach dem Austritt aus der Düse (2) und vor dem Auftreffen auf die zu bearbeitende Fläche mittels eines im Strahlweg positionierten Strahlumlenkmittels (4) derart umgelenkt wird, dass der Strahl (3) in einem, verglichen zum Strahlweg ohne Strahlumlenkmittel (4), spitzeren Auftreffwinkel auf die Fläche trifft oder in einer zur Fläche parallelen Richtung verläuft.
  11. Höchstdruck-Wasserstrahlverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahl (3) nach dem Austritt aus der Düse (2) und vor dem Auftreffen auf die zu bearbeitende Fläche unter Ausbildung eines ebenen oder gekrümmten Fächerstrahls umgelenkt wird.
  12. Höchstdruck-Wasserstrahlverfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenken des Strahls (3) mittels einer Strahlumlenkfläche (41) erfolgt, wobei der Strahl (3) während einer Bewegung der Strahlumlenkfläche (41) relativ zu der zu bearbeitenden Fläche stets von der Strahlumlenkfläche (41) umgelenkt wird.
  13. Höchstdruck-Wasserstrahlverfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenken des Strahls (3) mittels einer Strahlumlenkfläche (41) erfolgt, welche während der Bearbeitung der Fläche mit der Fläche in Kontakt gebracht wird.
  14. Höchstdruck-Wasserstrahlverfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlumlenkfläche (41) infolge des Kontakts mit der Fläche verformt wird.
  15. Höchstdruck-Wasserstrahlverfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Auftreffwinkel und/oder der Winkel, mit welchem der aus der Düse austretende, dem Strahlweg folgende Strahl auf die Strahlumlenkfläche trifft und welcher zwischen dem Strahlweg und einer Flächennormalen der Strahlumlenkfläche liegt, in einem Bereich größer 0° bis kleiner gleich 30° oder in einem Bereich größer 0° bis kleiner gleich 60° liegt.
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