EP3431197A2

EP3431197A2 - Vorrichtung zur hydrodynamischen beseitigung von störstellen im inneren von rohrleitungen, insbesondere zur sanierung und reinigung von wasserführenden rohrleitungen im häuslichen, kommunalen und industriellen bereich

Info

Publication number: EP3431197A2
Application number: EP18184862.3A
Authority: EP
Inventors: Jürgen Herm
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-07-20
Filing date: 2018-07-20
Publication date: 2019-01-23
Also published as: DE202017104354U1; EP3431197A3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur hydrodynamischen Beseitigung von Störstellen im Inneren von Rohrleitungen, insbesondere zur Sanierung und Reinigung von wasserführenden Rohrleitungen im häuslichen, kommunalen und industriellen Bereich. Dazu besitzt die Vorrichtung eine relativ zur Rohrleitung bewegbare Druckstrahldüse (2) mit mindestens einer Austrittsöffnung (24) zur Erzeugung eines Druckstrahls (25), an die zur Zufuhr einer unter Druck stehenden Arbeitsflüssigkeit mindestens ein Druckschlauch (5) angeschlossen ist. Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung eine Vorschubeinrichtung (6) zur Bewegung und Positionierung der Druckstrahldüse (2) in der Rohrleitung. Zur Verbesserung der Handhabung und Wirkungsweise sowie zur Erweiterung des Einsatzbereiches der Vorrichtung wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass zwischen Vorschubeinrichtung (6) und Druckstrahldüse (2) ein Tragelement (3) angeordnet ist, das über erste Anschlussmittel lösbar mit der Vorschubeinrichtung (6) verbunden ist und das über zweite Anschlussmittel lösbar mit der Druckstrahldüse (2) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur hydrodynamischen Beseitigung von Störstellen im Inneren von Rohrleitungen, insbesondere zur Sanierung und Reinigung von wasserführenden Rohrleitungen im häuslichen, kommunalen und industriellen Bereich mit einer relativ zur Rohrleitung bewegbaren Druckstrahldüse mit mindestens einer Austrittsöffnung zur Erzeugung eines Druckstrahls, an die zur Zufuhr einer unter Druck stehenden Arbeitsflüssigkeit ein Druckschlauch angeschlossen ist, wobei die Vorrichtung eine Vorschubeinrichtung umfasst, mit dem die Druckstrahldüse in der Rohrleitung bewegt und positioniert werden kann.
Im Bereich der Wasserversorgung und Wasserableitung stellt sich regelmäßig das Problem, dass sich im Laufe der Zeit der Durchflussquerschnitt der Rohrleitungen verengt oder vollständig verschlossen ist. Ersteres ist auf Inkrustationen zurückzuführen, die sich im Laufe der Zeit an der Innenwandung der Rohrleitungen bilden, was beispielsweise bei der Ablagerung von Urinstein in Abwasserleitungen der Fall ist. Auch Wurzeln, die im Bereich von Stoßfugen oder Schadstellen in die Rohrleitung einwachsen verringern den ursprünglichen Rohrquerschnitt allmählich. Vollverschlüsse sind oft die Folge menschlichen Fehlverhaltens, zum Beispiel wenn auf Baustellen erhärtende Materialien wie Beton, Farben und dergleichen in eine Rohrleitung gelangen und dort nach ihrem Erhärten einen Pfropfen bilden.
Es ist bekannt, derartige Störstellen mit Hilfe eines druckbeaufschlagten Wasserstrahls zu beseitigen. Eine dazu geeignete Vorrichtung besitzt einen Düsenkopf, der an seinem der Störstelle abgewandten hinteren Ende an einen Druckschlauch angeschlossen ist und an seinem gegenüberliegenden vorderen Ende eine auf die Störstelle gerichtete Austrittsdüse für den Wasserstrahl aufweist. Weiter sind über den Umfang oder das hintere Ende des Düsenkopfs nach hinten strahlende Düsen angeordnet, die bei Druckbeaufschlagung nach dem Rückstoßprinzip den Vortrieb des Düsenkopfes in der Rohrleitung besorgen. Derartige Vorrichtungen eignen sich in erster Linie für niedrigere Betriebsdrücke.
Soll hingegen eine Störstelle mit Hochdruck oder Höchstdruck beseitigt werden, so bedarf es einer Einrichtung zum kontrollierten Bewegen und Positionieren einer Druckstrahldüse in der Rohrleitung, um Schäden an der Rohrleitung infolge unkontrollierten Schlagens der Druckstrahldüse gegen die Rohrwandung zu verhindern. Eine sich in dieser Hinsicht bestens bewährte Vorrichtung ist aus der EP 2 393 615 A1 bekannt, bei der eine Druckstrahldüse an das Ende eines zug- und druckfesten Schubstabs angeschlossen ist. Solche Schubstäbe besitzen eine ausreichende Eigensteifigkeit, um eine Druckstrahldüse auch übergroße Distanzen in eine Rohrleitung einzuschieben und im Betrieb die Rückstoßkräfte der Druckstrahldüse aufnehmen zu können. Andererseits sind derartige Schubstäbe genügend flexibel, um den Krümmungen der Rohrleitung folgen zu können oder bei Nichtgebrauch auf eine Spindel aufgerollt zu werden. Mit Hilfe des Schubstabs ist eine äußerst präzise und feinfühlige Positionierung der Druckstrahldüse in der Rohrleitung relativ zur Störstelle möglich und damit eine gezielte Beseitigung der Störstelle.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bekannte Vorrichtung im Hinblick auf deren Anwendung, Handhabung und Wirkungsweise noch universeller auszubilden.
Diese Aufgabe wird durch eine gattungsgemäße Vorrichtung gelöst, bei der zwischen der Schubeinrichtung und Druckstrahldüse ein Tragelement angeordnet ist, das über erste Anschlussmittel lösbar mit der Vorschubeinrichtung verbunden ist und das über zweite Anschlussmittel lösbar mit der Druckstrahldüse verbunden ist.
Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht unter anderem darin, die Druckstrahldüse nicht unmittelbar mit der Vorschubeinrichtung zu verbinden, sondern im Anschlussbereich ein zentrales Tragelement vorzusehen, an das die unterschiedlichen Komponenten der Vorrichtung wie Vorschubeinrichtung, Druckschlauch und/oder Druckstrahldüse lösbar angeschlossen werden können. Diese Konstruktionsweise erlaubt die Verwirklichung eines modularen Konzepts, bei dem die unterschiedlichen Komponenten der Vorrichtung in jeweils unterschiedlichen Typen vorgehalten werden. Durch geeignete Auswahl lassen sich dann die unterschiedlichen Typen zu einer bestimmten Vorrichtungen kombinieren, um die für einen speziellen Einsatzzweck am besten geeignete Vorrichtung zu erhalten. Beispielsweise kann die Vorschubeinrichtung einen zug- und druckfesten Schubstab umfassen, der in unterschiedlichen Durchmessern, Steifigkeiten, Längen, Materialien etc. vorgehalten werden kann und/oder die Druckstrahldüse wird in Typen mit festem oder rotierendem, aufgefächertem oder gebündeltem Druckstrahl, und/oder in Typen mit unterschiedlicher Düsenleistung vorgehalten.
Der sich daraus ergebende große Vorteil liegt zunächst darin, dass eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer sich aus verhältnismäßig wenig Komponenten zusammensetzenden Grundausstattung an die jeweils charakteristischen Besonderheiten eines Einsatzes angepasst werden kann. Auf diese Weise lassen sich Kosten für Anschaffung und Lagerhaltung gering halten, was die Wirtschaftlichkeit der Erfindung steigert. Für den Einsatz vor Ort genügt es eine vergleichsweise begrenzte Ausrüstung mit sich zu führen, so dass der Transport mit geringem Aufwand bewältigt werden kann. Die Erfindung erlaubt es auf diese Weise mit minimaler Geräteausstattung einen maximalen Nutzen zu erzielen.
Um einen schnellen und dabei einfachen Wechsel einzelner Komponenten auch am Einsatzort zu ermöglichen, sind die Komponenten über Anschlussmittel lösbar mit dem Tragelement verbunden. So kann beispielsweise das Tragelement für den Anschluss der Vorschubeinrichtung und/oder des Druckschlauchs und/oder der Druckstrahldüse axiale Bohrungen aufweisen, in die die Komponenten axial einsteckbar und dort mittels Arretiermittel wie zum Beispiel radiale Klemmschrauben oder Rastelemente fixiert sind. Alternativ können die Bohrungen auch mit einem Innengewinde versehen sein, auf das die Vorschubeinrichtung und/oder der Druckschlauch und/oder die Druckstrahldüse mit einem endseitig aufgebrachten Außengewinde aufgeschraubt werden kann. Eine andere Alternative sieht einen bajonettartigen Anschlussmechanismus vor, bei dem die Vorschubeinrichtung und/oder der Druckschlauch und/oder die Druckstrahldüse zunächst axial in die Bohrung eingeschoben und dann durch Verdrehung um die Längsachse verriegelt werden.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung besitzt das Tragelement an seiner der Druckstahldüse abgewandten Hinterseite mehrere unterschiedliche Anschlussmöglichkeiten, um Vorschubeinrichtungen mit unterschiedlichen Eigenschaften mit dem Tragelement verbinden zu können. Beispielsweise können Bohrungen unterschiedlichen Durchmessers vorgesehen sein, die in gegenseitigem Umfangsabstand um den Druckschlauch angeordnet sind. Je nach Einsatzzweck können auf diese Weise Vorschubeinrichtungen unterschiedlicher Dicke und damit unterschiedlicher Steifigkeit verwendet werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Druckstrahldüse zumindest teilweise von einem Ringelement umgeben, so dass die Druckstrahldüse nicht direkt auf der Innenwandung der Rohrleitung aufliegt, sondern über das Ringelement. Durch geeignete Materialwahl beim Ringelement, beispielsweise Kunststoff, insbesondere Polyoxymethylen (POM), kann auf diese Weise verhindert werden, dass die Druckstrahldüse aufgrund vorhandener Vibrationen während des Betriebs die Innenseite der Rohrleitung beschädigt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung entspricht die Kontur des Innenumfangs des Ringelements im axialen Überlappungsbereich mit der Druckstrahldüse der Kontur des Außenumfangs der Druckstrahldüse. Auf diese Weise umschließt das Ringelement die Druckstrahldüse spaltfrei. Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umgibt das Ringelement die Druckstrahldüse glockenartig, wobei sich zwischen dem Innenumfang des Ringelements und Außenumfang der Druckstrahldüse ein Ringspalt bildet. In beiden Fällen weist das Ringelement eine zentrale Bohrung auf, mit der es auf dem Tragelement sitzt, so dass ein Ringelement auch für unterschiedliche Druckstrahldüsen universell einsetzbar ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann das Ringelement unlösbar mit der Druckstrahldüse verbunden sein, beispielsweise durch Kleben und dergleichen. Demgegenüber bevorzugt ist jedoch eine Ausführungsform, die ein zerstörungsfreies Lösen des Ringelements von der Druckstrahldüse ermöglicht, so dass dieses austauschbar ist. Vorzugsweise geschieht ein Lösen durch eine axiale Abziehbewegung entgegen der Richtung der Düsenmündung, nachdem zuvor die Druckstrahldüse vom Tragelement abgenommen worden ist. Um ein solche Bewegung nicht zu behindern, weitet sich mit zunehmender axialer Länge die Kontur des Innenumfangs des Ringelements in radialer Richtung kontinuierlich oder bleibt zumindest konstant.
Die Fixierung des Ringelements an der Vorrichtung erfolgt vorzugsweise über einen Formschluss, so dass sich zusätzliche Befestigungsmittel erübrigen. Vorteilhafterweise wird der Formschluss im Zuge des Zusammensetzens der Druckstrahldüse und des Tragelements hergestellt, so dass die Befestigung des Ringelements in einem Vorgang mit dem Zusammenfügen von Tragelement und Druckstrahldüse geschieht. Dazu kann sowohl das Tragelement als auch das Ringelement eine Ringschulter besitzen, die konzentrisch zur Längsachse sich axial gegenüberliegen und beim Zusammenfügen von Tragelement und Druckstrahldüse das Ringelement klemmen.
Darüber hinaus bietet das Ringelement den großen Vorteil, die Richtung des Druckstrahls bezogen auf die Achse der zu sanierenden Rohrleitung einstellen zu können. Im Betrieb einer erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt die Druckstrahldüse schwerkraftbedingt mit zwei Punkten auf der Sohle der Rohrleitung auf. Den ersten Kontaktpunkt bildet das Tragelement mit seinem Außenumfang, den zweiten Kontaktpunkt das Ringelement mit seinem Außenumfang. Bei Verwendung eines Ringelements, dessen Außendurchmesser dem des Tragelements entspricht, liegt eine erfindungsgemäße Vorrichtung derart innerhalb der Rohrleitung, dass die Längsachse der Druckstrahldüse und die Längsachse der Rohrleitung achsparallel oder gegebenenfalls koaxial zueinander verlaufen, der Druckstrahl ist daher parallel zur oder in der Längsachse der Rohrleitung gerichtet.
Durch den Einsatz eines Ringelements mit gegenüber dem Durchmesser des Tragelements größerem Durchmesser, ist die Längsachse der Druckstrahldüse gegenüber der Längsachse der Rohrleitung geneigt, wobei ein schräg nach oben zum Scheitel der Rohrleitung gerichteter Druckstrahl erzeugt wird. Umgekehrt führt eine Vorrichtung mit kleinerem Durchmesser des Ringelements gegenüber dem Durchmesser des Tragelements zu einer Neigung der Längsachse der Druckstrahldüse, die den Druckstrahl zur Rohrleitungssohle richtet. Auf diese Weise kann durch Vorhalten einiger weniger Ringelemente unterschiedlichen Durchmessers die Neigung des Druckstrahl gegenüber der Rohrlängsachse eingestellt und so die Vorrichtung an die besonderen Erfordernisse des jeweiligen Einsatzes angepasst werden.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind an dem Tragelement Räder vorgesehen, auf denen die Vorrichtung beim Einschieben in eine Rohrleitung rollt. Da der Rollwiderstand im Vergleich zum Reibwiderstand beim Gleiten der Vorrichtung entlang der Rohrsohle wesentlich geringer ist, können auf diese Weise auch größere Distanzen bis zu Störstelle bewältigt werden und/oder ein Schubstab mit geringerem Durchmesser gewählt werden. Erstgenanntes erweitert den Einsatzbereich erfindungsgemäßer Vorrichtungen erheblich; zweitgenannte Möglichkeit verbessert die Handhabung der Vorrichtung, da Schubstäbe mit geringerem Durchmesser u. a. ein geringeres Gewicht besitzen.
In vorteilhafter Weiterbildung der Vorrichtung ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer schlauchartigen Manschette ausgerüstet, die das Tragelement umgibt. Die Manschette ist mit einem Druckmedium wie zum Beispiel Wasser oder Luft beaufschlagbar, wodurch sich der Außenumfang der Manschette radial weitet und bei Anordnung in einer Rohrleitung gegen die Innenwandung der Rohrleitung drückt. Auf diese Weise kann die Vorrichtung gegenüber der Rohrleitung festgelegt werden, so dass druckstrahlbedingte Rückstoßkräfte bereits im Bereich der Vorrichtung in den Untergrund abgetragen werden.
Zur Erhöhung der Arbeitsleistung kann die Vorrichtung mehrere Druckstrahldüsen bzw. eine Druckstrahldüse mit mehreren Düsenköpfen besitzen, mit entweder festem oder rotierendem Druckstrahl.
Die Vorrichtung kann zudem mit einer Lichtquelle und einer Kamera ausgestattet sein, um die Umstände und den Arbeitsfortschritt an der Störstelle erfassen zu können. Beispielsweise kann die Lichtquelle und/oder die Kamera in das Tragelement integriert sein. Die Versorgungs- und Datenleitungen für diese Komponenten können parallel zum Druckschlauch verlaufen, gegebenenfalls in einer gemeinsamen Umhüllung.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung offenbar werden. Für gleiche oder funktionsgleiche Merkmale unterschiedlicher Ausführungsformen kommen gleichlautende Bezugszeichen zur Anwendung, soweit dies dem besseren Verständnis der Erfindung dient.
Es zeigt

Fig. 1: eine Schrägansicht auf das düsenseitige Ende einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 2: einen Schnitt durch die erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung entlang der in Fig. 3 dargestellten Linie II - II,
Fig. 3a: eine Vorderansicht auf die erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 3b: einen Längsschnitt durch die in Fig. 3a dargestellte Vorrichtung entlang der dortigen Linie A - A,
Fig. 4a: eine Vorderansicht auf eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 4b: einen Schnitt durch die in Fig. 4a dargestellte Vorrichtung entlang der dortigen Linie B - B,
Fig. 5a: eine Vorderansicht auf eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 5b: einen Schnitt durch die in Fig. 5a dargestellte Vorrichtung entlang der dortigen Linie C - C,
Fig. 6a: eine Vorderansicht auf eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 6b: einen Schnitt durch die in Fig. 6a dargestellte Vorrichtung entlang der dortigen Linie D - D,
Fig. 7: eine Hinteransicht vergleichbar Fig. 2 auf eine fünfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 8: einen Längsschnitt durch eine sechste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 9: eine Längsansicht auf eine siebte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 10: einen Längsschnitt durch eine achte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 11: einen Längsschnitt durch eine neunte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, und
Fig. 12: eine Schrägansicht auf eine zehnte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die Figuren 1, 2, 3a und 3b zeigen eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, die im Wesentlichen eine Druckstrahldüse 2, ein Tragelement 3, ein Ringelement 4, einen Druckschlauch 5 und eine Vorschubeinrichtung 6 umfasst, die entlang einer Achse 7 angeordnet sind.
Wie vor allem aus Fig. 3 hervorgeht stellt das Tragelement 3 ein monolithisches, aus dem Vollen gearbeitetes Teil dar, mit einer balligen, zur Achse 7 im Wesentlichen rotationssymmetrischen Gestalt. Vorzugsweise besteht das Tragelement 3 aus Metall oder Kunststoff oder einer Kombination aus beidem. Die dem Druckschlauch 5 zugewandte Hinterseite 8 des Tragelements 3 weist im Bereich um die Achse 7 eine Abflachung 9 auf und auf der gegenüberliegenden Vorderseite 10 einen sich koaxial zur Achse 7 erstreckenden Ansatz 11. Der Ansatz 11 ist gestuft ausgebildet mit einem ersten zylindrischen Abschnitt 12 größeren Durchmessers, der in Richtung zur Hinterseite 8 von einer umlaufenden Ringschulter 13 begrenzt ist.
Das freie Ende des Ansatzes 11 besteht aus einem zweiten zylindrischen Abschnitt 14 kleineren Durchmessers, der mit einem Außengewinde versehen ist. Den Übergang zwischen erstem Abschnitt 12 und zweitem Abschnitt 14 bildet eine zur Achse 7 orthogonale Ringfläche 15.
Koaxial zur Achse 7 erstreckt sich ausgehend von der Hinterseite 8 bis zum Ende des Abschnitts 11 reichende Durchgangsbohrung 16, die einen über eine von der Hinterseite 8 ausgehende erste Teillänge größeren Durchmesser aufweist und die über eine sich daran anschließende zweite Teillänge stufig in einen kleineren Durchmesser übergeht und schließlich aus der Stirnseite des Ansatzes 11 austritt.
Die Durchgangsbohrung 16 dient mit ihrer ersten Teillänge der Aufnahme des Druckschlauchs 5, wozu die Durchgangsbohrung 16 eingangsseitig ein Innengewinde besitzen kann, in das der Druckschlauch 5 mit einem entsprechenden Fitting an seinem Ende einschraubbar ist.
Parallel zur Achse 7 ist im lichten radialen Abstand zur Durchgangsbohrung 16 eine Sacklochbohrung 17 in das Tragelement 3 eingebracht. Analog zur Durchgangsbohrung 16 ist die Sacklochbohrung 17 als Stufenbohrung ausgebildet mit einem größeren Durchmesser im Bereich der Hinterseite 8 und einem kleineren Durchmesser im Bereich des Bohrlochgrundes.
Die Sacklochbohrung 17 bildet eine Zug- und Druckkraft übertragende Aufnahme für einen der Vorschubeinrichtung 6 zugehörigen Schubstab, auf dessen Ende eine Anschlusshülse 18 kraftschlüssig aufgesetzt ist. Die Anschlusshülse 18 ist in die Sacklochbohrung 17 formschlüssig einsteckbar, wobei der sich in den Bohrungsabschnitt mit kleinerem Durchmesser erstreckende Teil der Anschlusshülse 18 eine Querbohrung aufweist, in die eine Madenschraube 19 zum Festlegen des Schubstabs radial zur Achse 7 ein- und ausschraubbar ist. Durch diese Art der Befestigung ist es möglich, sowohl Zug- als auch Druckkräfte aus dem Schubstab zu übertragen und den Schubstab bei Bedarf vom Tragelement 3 zu lösen.
Die Vorderseite 10 des Tragelements 3 mit Ansatz 11 dient dem Anschluss der Druckstrahldüse 2, deren im Wesentlichen zur Achse 7 rotationssymmtrische Außenkontur in Durchströmrichtung zunächst einen zylindrischen Abschnitt 20 mit einem ersten Durchmesser aufweist, an den ein Übergangsbereich 21 anschließt, in dem eine Weitung auf einen zweiten, maximalen Durchmesser stattfindet. An den Abschnitt 22 mit maximalem Durchmesser schließt schließlich ein Abschnitt 23 mit stetig abnehmendem Durchmesser an. Am Ende weist die Druckstrahldüse 2 eine Austrittsöffnung 24 auf. Der aus der Öffnung 24 austretende Strahl 25 schließt mit der Achse 7 einen Winkel α ein (Fig. 1).
Im Anschlussbereich zum Tragelement 3 weist die Druckstrahldüse 2 einen koaxialen Eintrittskanal 26 auf, der eingangsseitig mit einem Innengewinde versehen ist und so auf den zweiten Abschnitt 14 des Ansatzes 11 aufschraubbar ist, bis das Ende der Druckstrahldüse 2 an der Ringfläche 15 des Tragelements 3 anliegt. Im Vergleich zum ersten Abschnitt 12 des Ansatzes 11 besitzt die Druckstrahldüse 2 an ihrem dortigen Ende einen größeren Durchmesser, so dass die Druckstrahldüse 2 mit dem ersten Abschnitts 12 und der Ringschulter 13 eine umlaufende Ringnut 27 formt.
Das ebenfalls rotationssymmetrische Ringelement 4 ist nach Art einer Hülse geformt mit einem dem Tragelement 3 zugewandten hinteren Ende 28 und einem gegenüberliegenden vorderen Ende 29. Das hintere Ende 28 ist dabei von einer umlaufenden Ringschulter 30 gebildet, die eine koaxial zur Achse 7 angeordnete Öffnung 33 umschließt. Durch die Öffnung 33 erstreckt sich der erste Abschnitt 12 des Ansatzes 11, wobei die Ringschulter 30 formschlüssig von der Ringnut 27 aufgenommen wird.
Das Ringelement 4 erstreckt sich in axialer Richtung über die Abschnitte 20, 21, 22 der Druckstrahldüse 2, wobei die Innenkontur des Ringelements 4 formschlüssig der Außenkontur der Druckstrahldüse 2 folgt. So ist es möglich, das Ringelement 3 axial auf die Druckstrahldüse 2 aufzuschieben, bis die Ringschulter 30 an der Stirnseite des zylindrischen Abschnitts 20 der Druckstrahldüse 2 anliegt. Nach dem Aufschrauben der Druckstrahldüse 2 auf den zweiten Abschnitt 14 des Ansatzes 11 ist das Ringelement 4 durch Formschluss in radialer und axialer Richtung gegenüber der Druckstrahldüse 2 fixiert.
Ausgehend vom hinteren Ende 28 weitet sich die Außenkontur des Ringelements 4 in Richtung des vorderen Endes kontinuierlich, das heißt der Außendurchmesser des Ringelements 4 nimmt ständig zu. Wie vor allem aus Fig. 3b ersichtlich ist der maximale Außendurchmesser des Ringelements 4 kleiner ist als der maximale Außendurchmesser des Tragelements 3. Im Betrieb einer solchen Vorrichtung 1 ergibt sich daher eine relative Lage der Vorrichtung 1 innerhalb einer Rohrleitung, bei der die Achse 7 gegenüber der Längsachse der Rohrleitung geneigt ist. Der aus der Öffnung 24 austretende Strahl 25 ist somit in Richtung der mit 31 angedeuteten Rohrleitungssohle geneigt.
Die erfindungsgemäßen Ausführungsformen nach den Fig. 4a, 4b, 5a, 5b und 6a, 6b entsprechen weitestgehend der vorbeschriebenen, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen im Umfang konstruktiver Übereinstimmung unter Verwendung gleichlautender Bezugszeichen auf das dort Gesagte verwiesen wird.
Ein Unterschied zwischen der Vorrichtung 1 und Vorrichtung 1' gemäß der Fig. 4a und 4b besteht in der Ausbildung des Ringelements 4', das eine vergleichsweise größere radiale Dicke und demzufolge einen größeren Außendurchmesser besitzt. Die größere radiale Dicke kann durch eine dickere Wandung erreicht werden oder - wie im gezeigten Ausführungsbeispiel - durch die Anordnung einer Vielzahl achsparalleler Rippen 32, die in einheitlichem seitlichen Abstand gleichmäßig über den Außenumfang des Ringelements 4' verteilt sind. Zwischen den Rippen 32 entstehen auf diese Weise sich vom hinteren Ende 28 zum vorderen Ende 29 erstreckende Kanäle 34.
Da der Außendurchmesser des Ringelements 4' gleichgroß ist wie der Außendurchmesser des Tragelements 3, stellt sich im Betrieb der Vorrichtung 1' eine relative Lage der Vorrichtung 1' innerhalb der Rohrleitung ein, bei der die Achse 7 parallel zur Rohrsohle 31 verläuft, der Strahl 25 also in Rohrlängsrichtung gerichtet ist.
Bei der in den Fig. 5a und 5b gezeigten Ausführungsform besitzt die Vorrichtung 1" ein Ringelement 4", dessen Außendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Tragelements 3. Erreicht wird dies beispielsweise durch eine gegenüber dem Ringelement 4 größere Wandungsdicke gegebenenfalls in Verbindung mit der Anordnung von Rippen 32. Liegt eine solche Vorrichtung 1" in einer Rohrleitung, so ergibt sich eine Lage, bei der die Achse 7 gegenüber der Rohrleitungslängsachse geneigt ist, wobei der Strahl 25 in Richtung des Rohrleitungsscheitels geneigt ist.
Durch die Verwendung unterschiedlicher Ringelemente 4, 4', 4" kann die Richtung des Strahls 25 vorgegeben und so eine effiziente Bearbeitung der Störstelle erreicht werden.
Die Fig. 6a und 6b zeigen einer Ausführungsform der Erfindung mit schlanker Druckstrahldüse 2' und glockenartiger Ausbildung des Ringelements 4"'. Wie schon im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 3b beschrieben besitzt die Druckstrahldüse 2' im Anschlussbereich zum Tragelement 3 einen zylindrischen Abschnitt 20', mit dem die Druckstrahldüse 2' auf den zweiten Abschnitt 14 des Ansatzes 11 aufschraubbar ist und dabei aufgrund des gegenüber dem ersten Abschnitt 12 größeren Außendurchmessers zusammen mit der Ringschulter 13 eine Ringnut 27 zur formschlüssigen Aufnahme des Ringelements 3 bildet. Alternativ kann der Abschnitt 20' auch einen anderen Querschnitt aufweisen, beispielsweise als Sechskant ausgebildet sein, und zwischen dem Abschnitt 20' und der Ringfläche 15 eine Kreisringscheibe eingelegt sein, die den Formschluss zur Ringschulter 30 des Ringelements 4'" bewerkstelligt.
Der sich in Richtung der Austrittsöffnung 24 fortsetzende Abschnitt 23' der Druckstrahldüse 2' verläuft ebenfalls zylindrisch mit gegenüber dem Abschnitt 20' geringerem oder - nicht dargestellt - gleichem Außendurchmesser.
Das Ringelement 4'" greift wie bereits beschrieben mit seiner Ringschulter 30 in die Ringnut 27 ein und ist auf diese Weise starr an der Vorrichtung 1'" gehalten. Im Unterschied zu den zuvor beschriebenen Ausführungsformen umschließt das Ringelement 4'" mit seiner Innenkontur jedoch nicht formschlüssig die Druckstrahldüse 2'. Stattdessen weitet sich die Innenkontur des Ringelements 4"' in Richtung der Austrittsöffnung 24 glockenartig, wodurch zwischen Ringelement 4"' und Druckstrahldüse 2' ein radialer Abstand entsteht, der zu einem die Druckstrahldüse 2' umlaufenden Ringspalt 35 führt.
Fig. 7 zeigt schließlich eine Ausführungsform der Erfindung, bei der an der Hinterseite 8 des Tragelements 3 drei Sacklochbohrungen 17, 17', 17" angeordnet sind. Die Sacklochbohrungen 17' und 17" entsprechen weitestgehend der bereits beschrieben Sacklochbohrung 17 und unterscheiden sich lediglich im Bohrlochdurchmesser. Der Durchmesser der Sacklochbohrung 17' ist kleiner als der der Sacklochbohrung 17, und der Durchmesser der Sacklochbohrung 17" wiederum kleiner als der der Sacklochbohrung 17'. Dadurch ist es möglich an ein und dasselbe Tragelement 3 unterschiedliche Vorschubeinrichtungen 6 mit unterschiedlichen Eigenschaften anzuschließen.
Fig. 8 betrifft eine sechste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1"" mit einer Weiterentwicklung des Tragelements 3' im mittleren Längsabschnitt. Vorderseite 10, Hinterseite 8, Ringelement 4 und Druckstrahldüse 2 der Vorrichtung 1"" entsprechen den Ausführungen gemäß der Fig. 1 bis 7, so dass wiederum das dort Gesagte gilt.
Wie aus Fig. 8 hervorgeht weist der mittlere Längsabschnitt des Tragelements 3' mehrere, über den Umfang verteilte, achsparallele schlitzförmige Ausnehmungen 36 auf, die sich mit ihrer Tiefe vom Außenumfang in das Tragelement 3' hinein erstrecken. Jede Ausnehmungen 36 dient der Aufnahme eines Rads 37, das in einer die Ausnehmung 36 querenden Achse 38 gelagert ist. Vorzugsweise sind die Ausnehmungen 36, beispielsweise drei bis sechs Stück, in gleichem Umfangsabstand angeordnet und die Achsen 38 verlaufen jeweils tangential zur Achse 7. Daraus ergibt sich eine über den Umfang des Tragelements 3' kranzförmige Anordnung der Räder 37 mit radialer Abstützrichtung bezogen auf die Achse 7. Auf dem von den Rädern 37 gebildeten Radkranz 40 rollt die Vorrichtung 1"" innerhalb der Rohrleitung 39 ab, wenn mit Hilfe des Schubstabs 6 eine axial Vorschubkraft auf die Vorrichtung 1"" aufgebracht wird.
Eine Weiterbildung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1""', die sich vor allem zur Behebung von Störstellen weit im Inneren einer Rohrleitung 39 befindet, ist in Fig. 9 gezeigt. Zu diesem Zweck besitzt das Tragelement 3" eine ausgeprägte Längserstreckungsrichtung, das heißt die axiale Länge des Tragelements 3" ist um Vielfaches größer als die Abmessungen quer dazu.
Hinsichtlich der Vorderseite 10, Hinterseite 8, Ringelement 4 und Druckstrahldüse 2 der Vorrichtung 1"" wird auf die unter den Fig. 1 bis 7 gemachten Ausführungen verwiesen, da insoweit Übereinstimmung besteht. Lediglich der mittlere Längsabschnitt ist wiederum weiterentwickelt, indem zusätzlich zu dem ersten Radkranz 40 entsprechend Fig. 8 ein analog ausgebildeter zweiter Radkranz 41 in axialem Abstand dazu angeordnet ist. Auf diese Weise bilden die beiden Radkränze 40, 41 ein Fahrwerk für das Tragelement 3", so dass die Vorrichtung 1'"" mit Hilfe der Schubeinrichtung 6 zum Einsatzort gefahren werden kann. Aufgrund des geringen Rollwiderstandes lassen sich auf diese Weise große Distanzen innerhalb einer Rohrleitung 39 überwinden.
Zusätzlich kann - wie in Fig. 9 dargestellt - das Tragelement 3" mit einer schlauchartigen, hermetisch verschließbaren Manschette 42 ausgerüstet sein, die das Tragelement 3" zwischen dem ersten Radkranz 40 und zweiten Radkranz 41 koaxial zur Achse 7 umgibt und mit ihrem Innenumfang an dem Tragelement 3" befestigt ist. Die Manschette 42 ist mit einem unter Druck stehenden Medium wie Luft oder Wasser beaufschlagbar, wodurch sich deren Außenumfang radial weiten lässt und sich an die Innenwandung der Rohrleitung 39 anlegt. Auf diese Weise wird ein Kraftschluss zur Fixierung der Vorrichtung 1'"" in der Rohrleitung 39 erzeugt, über den Rückstoßkräfte während des Betriebs der Vorrichtung 1""' in die Rohrleitung 39 und im Weiteren in den Untergrund abgeleitet werden.
Gegenstand von Fig. 10 ist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1""" mit einer Druckstrahldüse 2" mit zwei oder gegebenenfalls auch mehreren Düsenköpfen 43. Die Druckstrahldüse 2" umfasst einen Y-förmigen Verteiler 44 mit einem zylindrischen, in der Achse 7 verlaufenden Grundkörper 45, der sich in Richtung des freien Düsenendes symmetrisch zur Achse 7 in zwei oder gegebenenfalls mehrere divergierende Düsenarme 46 aufteilt, die an ihren Enden jeweils einen starren oder rotierenden Düsenkopf 43 tragen.
Der Grundkörper 45 und die Düsenarme 46 sind mit Längsbohrungen 48, 49 versehen, über die die Düsenköpfe 43 mit Arbeitsflüssigkeit versorgt werden. Der dem Tragelement 3 zugeordnete Abschnitt der Druckstrahldüse 2" entspricht in konstruktiver Hinsicht dem zylindrischen Abschnitt 20 der in den Fig. 1 bis 9 beschriebenen Ausführungsformen. Der Anschluss der Druckstrahldüse 2" an das Tragelement 3 unter Fixierung des Ringelements 4 erfolgt daher in der dort beschriebenen Art und Weise.
Eine Abwandlung der unter Fig. 10 beschriebenen Ausführungsform ist Gegenstand von Fig. 11. Im Unterschied zur vorbeschriebenen Ausführungsform wird dort die Arbeitsflüssigkeit nicht zentral im Bereich der Längsachse 7 in die Durchgangsbohrung 16 des Tragelements 3 eingeleitet, sondern über zwei getrennte Druckschläuche 5', 5", die seitlich der Längsachse 7 im Bereich der Hinterseite 8 an das Tragelement 3 angeschlossen sind und über Kanäle 47 im spitzen Winkel in die Durchgangsbohrung 16 münden. Das stirnseitige Ende der Durchgangsbohrung 16 ist mittels eines Deckels 50 verschlossen. Im Übrigen gelten aufgrund vorhandener Übereinstimmung die unter Fig. 10 gemachten Ausführungen entsprechend.
In vielen Fällen wird die Vorschubeinrichtung zur Positionierung der Vorrichtung 1 im Wesentlichen aus einem Schubstab 6 bestehen, der von außerhalb der zu sanierenden Rohrleitung händisch oder maschinell in die Rohrleitung eingeschoben wird. Es ist auch möglich, dass die Vorschubeinrichtung zusätzlich eine oder mehrere Rückstoßdüsen an der Druckstrahldüse umfasst, die die Vorwärtsbewegung unterstützen. Bei der in Fig. 12 dargestellten Ausführungsform umfasst die Vorschubeinrichtung hingegen einen Fahrwagen 51 und einen Schubstab 6'. Der Fahrwagen 51 ist von einem Motor angetrieben und mit einer Lichtquelle und Kamera ausgestattet. Neben dem Druckschlauch 5 zur Zufuhr der Arbeitsflüssigkeit sind an den Fahrwagen 51 Versorgungs- und Steuerleitungen 53 angeschlossen, so dass der Fahrwagen 51 vom Bedienpersonal fernsteuerbar ist.
Der Schubstab 6' ist über ein Gelenk 52 an der Vorderseite des Fahrwagens 51 befestigt. Das freie Ende des Schubstabs 6' trägt wie unter den Fig. 1 bis 11 beschrieben unter Zwischenschaltung eines Tragelements 3 eine Druckstrahldüse 2, die wiederum über einen Druckschlauch 5 mit Arbeitsflüssigkeit beaufschlagbar ist. Zur Positionierung der Druckstrahldüse 2 kann das Gelenk 52 um die Längsachse rotieren und/oder um eine Achse quer zur Längsachse verschwenkt werden.
Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die Merkmalskombinationen der jeweiligen Ausführungsformen gemäß der Fig. 1 bis 12 beschränkt ist. Vielmehr liegen im Rahmen der Erfindung auch Kombinationen von Merkmalen unterschiedlicher in den einzelnen Ausführungsbeispielen offenbarter Ausführungsformen. So sind die einzelnen Tragelemente und/oder Ringelemente und/oder Druckstrahldüsen der unterschiedlichen Ausführungsformen austauschbar ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Ebenso kann die in Fig. 9 gezeigte Vorrichtung auch ohne Manschette zur Anwendung kommen, wodurch die Funktionalität der Vorrichtung als Fahrwagen erhalten bleibt.

Claims

Vorrichtung zur hydrodynamischen Beseitigung von Störstellen im Inneren von Rohrleitungen, insbesondere zur Sanierung und Reinigung von wasserführenden Rohrleitungen im häuslichen, kommunalen und industriellen Bereich,
- mit einer relativ zur Rohrleitung bewegbaren Druckstrahldüse (2) mit mindestens einer Austrittsöffnung (24) zur Erzeugung eines Druckstrahls (25),

- wobei zur Zufuhr einer unter Druck stehenden Arbeitsflüssigkeit an die Druckstrahldüse (2) mindestens ein Druckschlauch (5) angeschlossen ist, und

- mit einer Vorschubeinrichtung (6) zur Bewegung und Positionierung der Druckstrahldüse (2) in der Rohrleitung, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Vorschubeinrichtung (6) und Druckstrahldüse (2) ein Tragelement (3) angeordnet ist, das über erste Anschlussmittel lösbar mit der Vorschubeinrichtung (6) verbunden ist und das über zweite Anschlussmittel lösbar mit der Druckstrahldüse (2) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Anschlussmittel von einer oder mehreren Vertiefungen, insbesondere Bohrungen (17, 17', 17"), gebildet sind, in die Vorschubeinrichtung (6) einsteckbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Anschlussmittel von mehreren Vertiefungen, insbesondere Bohrungen (17, 17', 17"), gebildet sind und die mehreren Vertiefungen unterschiedlich groß sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Anschlussmittel Sicherungselemente (19) umfassen, mit denen das Ende der Vorschubeinrichtung (6) am Tragelement (3) festlegbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Anschlussmittel einen Gewindeabschnitt aufweisen, auf den die Druckstrahldüse (2) mit einem korrespondierenden Gewindeabschnitt aufschraubbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (3) eine Durchgangsbohrung (16) aufweist, an deren einem Ende der mindestens eine Druckschlauch (5) anschließbar ist, und die mit ihrem anderen Ende in die Druckstrahldüse (2) mündet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckstrahldüse (2) von einem Ringelement (4) umgeben ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringelement (4) durch Formschluss zwischen Tragelement (3) und Druckstrahldüse (2) gehalten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des Ringelements (4) kleiner ist als der Außendurchmesser des Tragelements (3) oder dass der Außendurchmesser des Ringelements (4") größer ist als der Außendurchmesser des Tragelements (3) oder dass der Außendurchmesser des Ringelements (4') gleich dem Außendurchmesser des Tragelements (3) ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Tragelement (3', 3") mindesten zwei, vorzugsweise drei bis sechs Räder (38) angeordnet sind, die zur Bildung von Abrollflächen mit einem Teil ihres Umfangs über den Außenumfang des Tragelements (3', 3") überstehen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (3") von einer schlauchartigen Manschette (42) umgeben ist, die zur radialen Aufweitung der Manschette (42) mit einem Druckmedium beaufschlagbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschubeinrichtung einen zug- und druckfesten Schubstab (6) umfasst, der für die manuelle oder maschinelle Handhabung der Vorrichtung bis außerhalb der Rohrleitung reicht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschubeinrichtung einen innerhalb der Rohrleitung ferngesteuert bewegbaren Fahrwagen (51) umfasst und die Druckstrahldüse (2) über einen Schubstab (6') und ein Tragelement (3) mit dem Fahrwagen (51) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckstrahldüse (2') mehrere Düsenköpfe (43) umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch zwei Druckschläuche (5, 5'), die an das Tragelement (3) angeschlossen und mit der Druckstrahldüse (2) verbunden sind.