JPH08501752A - 管内を自走可能な搬送手段 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明による桝送手段（１０）は、互いに無関係に管（２）の中に機械的に締付け固定できる少なくとも二つの相対移動可能な締付けユニット（１１、１２）を備えている。これらの締付けユニット（１１、１２）はそれぞれ長さ（ａ、ｃ）が変化するベース（１１１、１１２）を有し、これらのベースの両端は複数個の締付け要素（２０）を介して互いに結合されている。ベース（１１１、１１２）の長さ（ａ、ｃ）が短縮されることによって、締付け要素（２０）の半径方向外側に向いた運動が引き起こされ、これによってその締付けユニット（１１、１２）の締付け固定が引き起こされる。締付けユニット（１１、１２）を交互に締付けおよび弛緩することによって前進運動が発生する。弓形締付け要素（２０）を利用することによって分岐部のある管も克服することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 管内を自走可能な搬送手段 本発明は、例えばドイツ連邦共和国特許第３１１１８１４Ｃ２号明細書で知ら れているように一つの管内を自動的に走行可能な搬送手段に関する。 工具あるいは検査器を遠隔操作で管の内部に搬送させるために、例えば歯車伝 動式あるいはチェーン伝動式の搬送手段が知られている。しかしこれらの公知の 搬送手段はほぼ水平に敷設された配管に対してしか適用できない。また水が溢れ ている配管には限られた範囲でしか使用できない。 ドイツ連邦共和国特許第３１１１８１４Ｃ２号明細書において、後部歩行体と 前部歩行体とを備えた二リンク式歩行機械から成る工具あるいは検査器を遠隔操 作で搬送させるための自走式管マニピュレータが知られている。これらの２つの 歩行体は互いにリンク結合され、軸方向に相対移動できる。両歩行体は管内に交 互に因定できるので、マニピュレータは管内を徐行前進運動することができる。 歩行体は管内に固定するためにそれぞれ二つの支持面を有し、これらの支持面に それぞれ複数個の液圧式シリンダが配置され、そのピストン棒は半径方向に繰り 出され、このようにして歩行体は管内に締付け固定される。これによって垂直の 管部分も克服することができる。 しかしこの公知のマニピュレータの場合、支持面上における液圧式シリンダの 位置はそれぞれ、半径方向に繰り出し可能なピストン棒のストロークが管の通行 可能な最小直径の半径によって制限されるので、管の内径に適合させなければな らない。更に前進運動が球形ころに接触して行われるので、管の経過における横 断面積の変化は実際には克服できない。更に公知のマニピュレータでは管分岐部 および開口部を備えた管部分を通過することはできない。 本発明の課題は、簡単な構造を有し、横断面積の変化部、障害物および管分岐 部を備えた管部分にも使用できるような管内を自走可能な搬送手段を提供するこ とにある。 この課題は請求項１に記載の搬送手段によって解決される。互いに無関係に管 の中に機械的に締付け固定できる締付けユニットはそれぞれ長さが変化するべー スを有し、これらのベースの両端が互いに複数個の締付け要素を介して、ベース の長さの変化によって締付け要素の半径方向運動が引き起こされるように結合さ れているので、軸方向移動は半径方向ストロークに変換され、、これによって同 一の搬送手段によって大きな直径差がある管の中も通行できる。更に管内におい て締付けユニットを締付け固定するためには、必然的にすべての締付け要素に伝 達される軸方向運動だけしか必要とされない。これによって構造的費用はかなり 減少される。 本発明の有利な実施態様において、締付けユニットはそれらのベースが空間的 に重なり合っているように互いに入り組んで配置されている。この処置によって 小さな曲率半径の管部分の中でも前進運動することを可能にする比較的短い構造 形態が得られる。 締付け要素としては、特に断面が矩形あるいは円形のたわみ棒、好適にはガラ ス繊維棒が適している。その際締付け要素は好適にはベースの両端にリンク結合 されている。 たわみ棒の代わりに、、クラウンヒンジにおいて互いに結合されたリンクアー ムを設けることができ、これはクラウンヒンジに結合された支持要素を有してい る。 本発明の他の有利な実施態様は従属請求項に記載されている。 以下図面に示した実施例を参照して本発明を詳細に説明する。 図１は本発明に基づく搬送手段の斜視図、 図２から図７はそれぞれ図１に示されている搬送手段が移動する際の運動経過 を概略的に示した図、 図８は本発明の有利な実施例の縦断面図、および 図９はリンク形の締付け要素の概略図である。 図１には管分岐部４付きの管２の中に置かれている搬送手段あるいは歩行機械 １０が斜視図で示されている。この歩行機械１０は二つの締付けユニット１１、 １２を有している。各締付けユニット１１、１２はそれぞれ軸方向に相対移動で きる二つの締付け板１４、１５；１６、１７を有している。締付け板１４〜１７ にそれぞれ複数個、この実施例の場合には４個の締付け装置１８が配置されてい る。弓形締付け要素２０の両端がこれらの締付け装置１８に固定されている。端 面側の締付け板１７に検査器あるいは加工装置の器具ホルダ（図示せず）が配置 される。締付け要素２０としては好適には断面が円形あるいは矩形の弾性たわみ 棒が設けられる。特に断面が円形のガラス繊維棒が適している。締付け板１４、 １５および締付け板１６、１７によってそれぞれベース１１１、１１２が形成さ れている。これらのベース１１１、１１２の長さａ、ｃはそれらに付設された締 付け要素２０の曲げ状態を決定する。 締付け要素２０として好適に使用されるガラス繊維棒は摩擦係数を高めるため に織物ホース、例えばＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）製の織物ホースで覆われている 。このホースの材料を変えることによって管壁における種々の摩擦係数が得られ る。 締付けユニット１１の外側締付け板１４と締付けユニット１２の側にある内側 締付け板１５との間に線形駆動装置、例えば電気式あるいは液圧式線形駆動装置 、好適には締付け空気シリンダ３０および送り空気シリンダ３４が配置されてい る。これらの空気シリンダ３０、３４は相互におよび内側締付け板１５に対して 固定されている。締付け空気シリンダ３０のピストン棒３１は外側締付け板１４ に作用するので、このピストン棒３１の軸方向運動によって外側締付け板１４と 内側締付け板１５との間隔即ち締付け板１４、１５によって形成されたベースの 長さａが変更できる。ピストン棒３１に対して平行に記された矢印の方向へのピ ストン棒３１の運動は、、このベース１１１を短縮させ、これによって締付け要 素２０を矢印で示すように管内壁に向けて半径方向外側に運動させる。その場合 、締付け装置１８は好適には長手軸線に対して垂直に且つ締付け要素２０によっ てそれぞれ張られた平面に対して平行に延びる回転軸線を中心として揺動可能に 締付け板上に配置されている。これによって管２の内壁に押圧される際に締付け 要素２０に作用する力は締付け装置によってこの締付け要素２０の長手軸線に対 して平行に受けられ、屈曲は回避される。 内側締付け板１５に固定された送り空気シリンダ３４のピストン棒３５は内側 締付け板１５を貫通して突出し、締付けユニット１２の内側締付け板１６に摩擦 結合されている。送り空気シリンダ３４を作動することによって内側締付け板１ ５と内側締付け板１６との間隔ｂを変更できる。締付けユニット１１、１２が相 対的に揺動できるとともに小さな曲率半径で曲がっている管内も容易に通行でき るようにするために、ビストン棒３５は締付け板１６にもリンク結合される。 締付けユニット１２の締付け板１６、１７は締付け空気シリンダ３２およびピ ストン棒３３を介して互いに結合されているので、内側締付け板１６と外側締付 け板１７との間に形成されたベース１１２の長さｃは締付けユニット１１の場合 と同じように変更できる。 図面には更に、締付け空気シリンダ３０、３２および送り空気シリンダ３４を 締めつけたり緩めたりするために必要な空気配管を含んでいる供給配管３６も示 されている。 直径が約６００ｍｍ〜８００ｍｍの管２に対してベース１１１、１１２の長さ ａ、ｃは約９００ｍｍであり、最大間隔ｂは約１５０ｍｍ〜２００ｍｍが好適な 寸法であることが明らかになっている。この実施形態の場合には締付け板１４〜 １７の直径は約２００ｍｍである。締付け要素２０としてこの実施形態の場合、 直径が約９ｍｍのガラス繊維棒が好適である。 図２には、両方の締付けユニット１１、１２が弛緩された状態即ちピストン棒 ３１、３３が最大に繰り出されている状態が示されている。 ピストン棒３３を引き込むことおよびこれによって締付けユニット１２のべー ス１１２を短縮することによって、図３に相応して締付けユニット２０は外側に 湾曲され、図示されていない管内壁に押しつけられる。これによって締付けユニ ット１２は管内に締付け固定される。それに続いて送り空気シリンダ３４によっ て内側締付け板１５と内側締付け板１６との間隔ｂが短縮されることによって、 締付けユニット１１が図４に相応して締付けユニット１２に引き寄せられる。 次いで締付けユニット１１の締付け空気シリンダ３０に圧力を供給することに よって、第１のステップにおいて外側締付け板１４が締付け空気シリンダ３０に 引き寄せられる。これはベース１１１を短縮させ、同じようにして締付けユニッ ト１１を管の中に締付け固定するので、この運動区域において図５に相応して両 方の締付けユニットが管の中に固定される。 この位置から出発して図６において締付けユニット１２がそのベース１１２を 延長して弛緩され、図７に相応して送り空気シリンダ３４のピストン棒３５を繰 り出すことによって右側に移動される。それに続いて行われる締付けユニット１ ２の新たな締付けおよびこれに続く締付けユニット１１の弛緩は図３に相応した 状熊を生じ、その間に歩行機械１０全体が右側に移動される。締付け空気シリン ダ３０、３２および送り空気シリンダ３４を交互に締付けおよび弛緩ずることに よって、歩くようなおよび這うような前進運動あるいは後進運動が発生する。 図８における有利な実施例においては、ベース１５１、１５２が空間的に重な り合っている二つの締付けユニット５１、５２を備えた歩行機械５０が設けられ ている。この実施例において送り空気シリンダ３４は締付け空気シリンダ３０、 ３２から空間的に分離され、それらのシリンダに対して軸方向に相対移動できる 。このために送り空気シリンダ３４は締付けユニット５１の内側締付け板５５に 固定されている。この締付け板５５は取付け棒６０を介して、締付けユニット５ １の締付け空気シリンダ３０が固定されている取付け板６２に固く結合されてい る。取付け棒６０はこの実施例の場合、締付けユニット５２の内側締付け板５６ の開口あるいは孔を貫通している。これによって構造はコンパクトにできる。締 付け板５６は取付け棒６４を介して、締付けユニット５２の締付け空気シリンダ ３２が固定されている取付け板６６に固く結合されている。取付け棒６４はこの ために内側締付け板５５の開口を貫通して延びている。 送り空気シリンダ３４は締付けユニット５１に付設された取付け板６２並びに 締付けユニット５２に付設された取付け板６６に作用する。二つの締付けユニッ ト５１、５２のどちらが管の中に締付け固定されているかに応じて、送り空気シ リンダ３４のピストン棒３５の繰り出しによって、締付け固定されていない締付 けユニット５２ないし５１が右側あるいは左側に移動される。例えば締付けユニ ット５１が締付け固定されている場合、ピストン棒３５の繰り出しにより締付け ユニット５２が右側に移動される。送りのためのできるだけ大きなストロークが 得られるようにするために、締付けユニット５２の内側締付け板５６は、この内 側締付け板５６が送り空気シリンダ３４の上を移動できるようにする中央開口５ ８を備えている。 図９において弾性たわみ棒の代わりに、クラウンヒンジ２４において互いにヒ ンジ結合されたリンク２５、２６も考えられる。これらのリンク２５、２６はそ れぞれベースの両端にヒンジ結合されている。図面ではこれは例えば締付け板１ ４、１５によって形成された締付けユニット１１のベース１１１の例を表してい る。この実施例においても、ベース１１１の長さの変化はクラウンヒンジ２４の それに対して垂直の移動に変換される。その場合、クラウンヒンジ２４に配置さ れ適当に成形された支持要素２７は、ベース１１１が短縮されることによって図 示されていない管の内壁に向けて外側に押圧される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ Ｇ２１Ｃ 17/10

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．互いに無関係に管（２）の中に機械的に締付け固定できる少なくとも二つの 相対移動可能な締付けユニット（１１、１２、５１、５２）を備え、これらの締 付けユニットがそれぞれ長さ（ａ、ｃ）が変化するベース（１１１、１１２、１ ５１、１５２）を有し、これらのベースの両端が互いに複数個の締付け要素（２ ０）を介して、ベース（１１１、１１２、１５１、１５２）の長さ（ａ、ｃ）の 変化によって締付け要素（２０）の半径方向運動が引き起こされるように結合さ れていることを特徴とする管内を自走可能な搬送手段。 ２．締付けユニット（５１、５２）のベース（１５１、１５２）が空間的に重な り合うように互いに入り組んで配置されていることを特徴とする請求項１記載の 搬送手段。 ３．前進するためおよび締付け固定するために空気圧式駆動ユニット（３０、３ ２、３４）が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の搬送手段。 ４．締付け要素（２０）がそれぞれのベース（１１１、１１２、１５１、１５２ ）の両端にリンク結合されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか １つに記載の搬送手段。 ５．ベース（ａ、ｃ）の両端がそれぞれ、締付け要素（２０）の両端が固定され ている締付け板（１４、１５；１６、１７）によって形成されていることを特徴 とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の搬送手段。 ６．締付け要素（２０）の両端が、この締付け要素（２０）の半径方向運動方向 に対して垂直に向けられた軸線を中心として揺動可能に締付け板（１４、１５、 １６、１７）に支持されている締付け装置（１８）において固定されていること を特徴とする請求項５記載の搬送手段。 ７．締付け要素（２０）としてガラス繊維棒が設けられていることを特徴とする 請求項１ないし６のいずれか１つに記載の搬送手段。 ８．締付け要素（２０）として、一端がベース（１１１；１１２）の両端にそれ ぞれリンク結合され他端がクラウンヒンジ（２４）において互いに結合された二 つのリンクアーム（２５、２６）が設けられていることを特徴とする請求項１な いし７のいずれか１つに記載の搬送手段。