WO1996039277A2 - Verfahren zum reinigen von oberflächen mit hilfe eines strahlmittels und roboter zur durchführung des verfahrens - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Beseitigen von Sprengstoffablagerungen in Kanalrohren oder zum Herauslösen von Sprengstoff aus Munitionshülsen, bei dem der Sprengstoff mit Hilfe eines gasförmigen Strahlmediums, dem vorzugsweise Trockeneis als Strahlmittel zugesetzt ist, von der Wand des Rohres oder der Hülse abgelöst wird. Bei Einsätzen in Kanalrohren wird ein Roboter (10) verwendet, der eine Luftlanze (26) zur Abgabe des Strahlmediums sowie eine Fernsehkamera (34) trägt. Die Luftlanze (26) und die Kamera sind ferngesteuert um die Rohrachse drehbar und um eine Querachse (52) schwenkbar.

Description

Verfahren zum Reinigen von Oberflächen mit Hilfe eines Stxahlmittels und Roboter zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Verfahren zum Reinigen von Ober¬ flächen mit Hilfe eines Strahlmittels. Spezieller betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Ablösen von an der Oberfläche, etwa der Innenfläche einer Munitionshülse, haftenden Explosivstoffen, ein Verfahren zum Reinigen von Kanalrohren sowie einen Roboter zur Durchführung des letzteren Verfahrens.

Bisher werden zur Reinigung von Abwasserkanälen und dergleichen zumeist Spüllanzen oder Spüldüsen eingesetzt, die durch die Kanalrohre gezogen oder geschoben werden und unter hohem Druck einen oder mehrere Wasser¬ strahlen abgeben, mit denen die Rohrwand von Verunreinigungen gesäubert und das Rohr ausgespült wird. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daj3 beträchtliche Mengen an verunreinigtem Abwasser anfallen, was besonders dann problematisch ist, wenn die zu reinigenden Kanalrohre mit umwelt¬ schädlichen Substanzen kontaminiert sind. In einigen Anwendungsfällen ist der Einsatz von Wasser bei der Reinigung von Rohren in industriellen Anla¬ gen und dergleichen auch aus anderen Gründen zu vermeiden, beispielsweise in Gegenwart von mit Wasser unverträglichen Chemikalien (z. B. Magnesium).

In manchen Kanalnetzen sind Sprengstoffe, beispielsweise aus Munitionsfa¬ briken, in das Kanalnetz geschwemmt worden. Diese Sprengstoffe haben an den Wänden der Kanalrohre relativ festsitzende gesinterte Krusten gebildet, die sehr vorsichtig entfernt werden müssen, da sie nach wie vor brisant sind. Wenn diese Sprengstoffe mit Wasser ausgespült werden, so fallen große Men¬ gen an mit TNT verunreinigtem Abwasser an, die in aufwendiger Weise ent¬ sorgt werden müssen. Außerdem besteht die Gefahr, daß die mit der Spüldü¬ se von der Rohrwand abgelösten Sprengstoffreste sich an anderer Stelle im Rohr wieder absetzen und dort erneut eine Sinterkruste bilden. Weiterhin besteht Explosionsgefahr, weil Schläge oder Stöße der Wasserstrahldüse an der Rohrwand zur Zündung des TNT führen können.

Zur Reinigung von Rohrleitungen in Industrieanlagen ist es auch bekannt, die Innenwände der Rohre mit Trockeneis oder Trockenschnee abzustrahlen. Als Strahlmedium wird in diesem Fall ein Gas, beispielsweise Luft, Stickstoff oder CO2 verwendet, in dem Trockenschnee oder Partikel aus Trockeneis als Strahlmittel mitgeführt werden. Diese Verfahren sind jedoch bisher nicht da-

ERSATZBLATT (RE6EL 26) zu eingesetzt worden, die Oberflächen von Kanalrohren, Munitionshülsen und dergleichen von anhaftenden Sprengstoffen zu befreien.

Bei der Munitionsaufbereitung im Rahmen der Entsorgung von Munitionsalt- lasten wird bisher mit Hochdruck-Wasserstrahlen gearbeitet. Üblicherweise wird die Munitionshülse aufrecht stehend auf eine rotierende Scheibe aufge¬ spannt und eine Lanze wird durch das Mundloch in die Munitionshülse einge¬ senkt, um die Hülse unter hohem Druck mittels eines Wasserstrahls auszu¬ spülen. Dieses Verfahren erfordert einen hohen Energieeinsatz und verur- sacht außerdem beträchtliche Kosten für die Wasseraufbereitung und die Aus¬ filterung des ausgespülten Sprengstoffes.

Aufgabe der Erfindung ist es, Verfahren sowie einen Kanalroboter zu schaffen, die eine wirksame und dennoch schonende Reinigung von mit Explosivstof- fen behafteten Oberflächen sowie allgemein von Kanalrohren ganz oder weit¬ gehend ohne Einsatz von Wasser gestatten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in den unabhängigen Patentan¬ sprüchen angegebenen Merkmalen gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei dem Verfahren nach Anspruch 1 wird Luft oder ein Inertgas als Strahl- mittel zum Ablösen von an einer Oberfläche haftenden Explosivstoffen ver¬ wendet. Es hat sich gezeigt, daß die bei Sprengstoffeinschwemmungen in Ka¬ nalrohren gebildeten Krusten aus Sprengstoff mit Hilfe von Druckluft scho¬ nend von der Rohrwand abgelöst werden können, so daß keine Explosionsge¬ fahr besteht. Die abgelösten Sprengstoffreste werden mit Hilfe der Druckluft unmittelbar fortgeblasen und können beispielsweise in einem Fangkorb aufge¬ fangen oder mit Hilfe einer Saugvorrichtung abgesaugt werden. Durch die ständige Druckluftzufuhr wird zugleich für einen hohen Luftwechsel gesorgt und somit die Entstehung explosiver Gas-Luft-Gemische vermieden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren fällt somit kein kontaminiertes Ab¬ wasser an, so daß Kosten für die Wasseraufbereitung in beträchtlicher Höhe eingespart werden können. Zur Verminderung der Staubbildung kann es allerdings zweckmäßig sein, die an der Oberfläche sitzenden Sprengstoffreste etwa anzufeuchten. Dies kann etwa dadurch geschehen, daß die Oberfläche aus einer separaten Düse mit Wasser besprüht wird oder da_ß das Wasser direkt mit dem als Strahlmedium dienenden Gas vernebelt wird. Auch bei dieser Verfahrensvariante ist der An¬ fall an verunreinigtem Abwasser beträchtlich geringer als bei herkömmlichen Verfahren. Das Befeuchten der zu reinigenden Oberflächen hat zugleich den Vorteil, da_ß statische Aufladungen und eine daraus etwa resultierende Fun¬ kenbildung vermieden werden können.

Beim Lösen von Sprengstoffablagerungen in Kanalrohren ist es im allgemei¬ nen nicht erforderlich und auch nicht empfehlenswert, dem gasförmigen Strahlmedium noch ein zusätzliches Strahlmittel in Form von Feststoffparti¬ keln zuzugeben, zumal beim Einsatz herkömmlicher Strahlmittel (z.B. Sand) u. U. eine erhöhte Explosionsgefahr aufgrund von statischer Aufladung und Funkenbildung bestünde. Wenn jedoch die Explosivstoffe fester am Unter¬ grund haften, etwa aufgrund von Rohrschäden oder bei mit einer Haftgrun- dierung versehenen Munitionshülsen, ist gemäß einer Weiterbildung der Er¬ findung vorgesehen, dem gasförmigen Strahlmedium ein festes Strahlmittel, z. B. Trockeneis oder Trockenschnee zuzusetzen. In diesem Fall wird die Rei¬ nigungswirkung einerseits durch die abrasive Wirkung der Partikel aus Trockeneis oder Trockenschnee und andererseits durch einen Versprö- dungseffekt aufgrund der niedrigen Temperatur des Trockeneises (-76 °C) gesteigert. Außerdem wird durch die Sublimation des Trockeneises zu gasför- migem CO2 automatisch eine inerte Atmosphäre geschaffen und somit der Explosionsgefahr vorgebeugt. Da das Strahlmittel als Gas entweicht, ist eine aufwendige Trennung von Strahlmittel und Sprengstoff nicht erforderlich. Ei¬ ne etwaige statische Aufladung des Strahlmittels läßt sich durch geeignete Erdungsmaßnahmen, insbesondere durch Erdung der verwendeten Strahldü- se und ggf. der zugehörigen Aggregate vermeiden. Bei durch Druck entzünd¬ baren Explosivstoffen wie TNT kann es zweckmäßig sein, den Druck im Ar¬ beitsbereich zu überwachen und bei Überschreitung eines bestimmten Grenz¬ druckes die Zufuhr des Strahlmediums zu unterbrechen oder die Absauglei- stung zu erhöhen.

Anstelle des Trockeneises oder zusätzlich dazu kann auch ein härteres Strahlmittel eingesetzt werden. Bei der Munitionsaufbereitung wäre auch ein kombiniertes Verfahren denk¬ bar, bei dem in einem ersten Schritt nur mit dem gasförmigen Strahlmedium gearbeitet wird und dann in einem zweiten Schritt eine Nachreinigung mit Trockeneis oder Trockenschnee erfolgt, um die am Haftanstrich der Muni- tionshülse festsitzenden Sprengstoffreste zu entfernen.

Selbst unter Berücksichtigung des Energieeinsatzes für die Erzeugung des Trockeneises bzw. Trockenschnees ist das erfindungsgemäjße Verfahren bei der Munitionsaufbereitung wesentlich energiesparender als das herkömmli- ehe Ausspülen der Hülsen mit einem Hochdruck- Wasserstrahl. Berechnungen zeigen, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nur etwa 1 bis 10 % der bisher eingesetzten Energie benötigt werden. Außerdem entfällt die aufwen¬ dige Trennung von Wasser und Sprengstoff.

Bei der Reinigung von Kanalrohren, insbesondere von Abwasserkanälen, bie¬ tet die erfindungsgemäße Verwendung eines gasförmigen Strahlmediums, insbesondere von Druckluft, anstelle des bisher verwendeten Druckwassers wegen des geringeren Anfalls an Schmutzwasser auch dann erhebliche Vor¬ teile, wenn die Rohrwände nicht mit Sprengstoffresten, sondern mit sonsti- gen Verunreinigungen behaftet sind. Die Verwendung eines festen Strahlmit¬ tels ermöglicht beispielsweise auch die effiziente Beseitigung von Wurzelein- wachsungen und dgl.

Im Bereich der Kanalsanierung sind generell Kanalroboter bekannt, die ein durch das Kanalrohr bewegbares Gestell aufweisen, das verschiedene Arbeits¬ geräte sowie eine Fernsehkamera tragen kann, so daß Sanierungs- oder Re¬ paraturarbeiten ferngesteuert im Kanal vorgenommen werden können.

ErfindungsgemäJ3 wird ein Roboter zur Reinigung von Kanalrohren vorge- schlagen, bei dem das durch das Kanalrohr bewegbare Gestell des Roboters eine Luftlanze trägt, deren Düse schräg oder senkrecht auf die Rohrwand ge¬ richtet und um die Rohrachse schwenkbar ist. Durch die Schrägstellung und Schwenkbarkeit der Düse ist es möglich, den Druckluftstrahl gezielt auf die Rohrwand zu richten und die gesamte Rohrwand mit dem Druckluftstrahl ab- zufahren, so daß die Verunreinigungen schonend und doch wirksam gelöst und ggf. in Anstellrichtung der Düse fortgeblasen werden. Bei kürzeren Rohrhaltungen können die mittels Druckluft abgelösten Verun¬ reinigungen auch unmittelbar mit der Luftströmung aus dem Rohr abtrans¬ portiert und dann z. B. am Schacht aufgefangen werden. Im allgemeinen ist es jedoch zweckmäßig, die mittels Druckluft abgelösten Verunreinigungen in ei- ner Auffangeinrichtung aufzufangen.

Eine solche Auffangeinrichtung kann beispielsweise durch ein Saugsystem ge¬ bildet werden, mit dem die Verunreinigungen abgesaugt werden.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist ein zusammen mit dem Gestell des Roboters oder unabhängig von diesem durch das Rohr be¬ wegbarer Fangkorb vorgesehen, der die Verunreinigungen auffängt. Der Fang¬ korb ist vorzugsweise so vor der Düse der Luftlanze angeordnet, daß die Ver¬ unreinigungen mit Hilfe des Druckluftstrahls unmittelbar in den Fangkorb ge- blasen werden. Zu diesem Zweck sollte der Fangkorb den größten Teil des Rohrquerschnitts einnehmen und ganz oder teilweise aus luftdurchlässigem Material bzw. Filtermaterial bestehen.

Im Bedarfsfall kann die Rohrhaltung auch an einem oder an beiden Enden mit Filtern verschlossen werden, damit feine Stäube, die nicht vom Fangkorb zurückgehalten wurden, nicht in die Umgebung gelangen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Düse der Luftlanze nicht nur um die Rohrachse schwenkbar oder drehbar, sondern auch um eine zur Rohrach- se senkrechte Achse schwenkbar, so daß der Anstellwinkel in bezug auf die Rohrwand variiert werden kann. Bevorzugt ist eine Kamera so am Schwenk¬ kopf für die Luftlanze montiert, daß sie zusammen mit der Luftlanze ver¬ schwenkt und gedreht wird. Auf diese Weise ist es möglich, lokale Verunrei¬ nigungen an der Rohrwand mit Hilfe der Kamera anzuvisieren und dann mit Hilfe der Luftlanze einen gezielten "Schuß" abzugeben, um die Verunreini¬ gung mittels Druckluft zu lösen. Daneben ist jedoch auch eine kontinuierliche Betriebsweise möglich, bei der die gesamte Rohrwand nach und nach von dem Druckluftstrahl überstrichen wird.

In einer etwas abgewandelten Ausführungsform läßt sich ein solcher Roboter auch zum Freilegen von Landminen einsetzen. In diesem Fall wird der selbst¬ fahrende, ferngesteuerte Roboter mit einem an sich bekannten Minensuchge- rät ausgerüstet. Nachdem eine Mine geortet wurde, wird mit Hilfe der schwenkbaren Luftlanze ferngesteuert und unter Kameraüberwachung das die Mine bedeckende Erdreich vorsichtig fortgeblasen. Es hat sich gezeigt, daß auf diese Weise das Erdreich so schonend entfernt werden kann, daß kein unzulässig hoher Druck auf die Mine ausgeübt wird und keine Bewegung der Mine verursacht wird, die zu einer Zündung führen würde. Nachdem die Mi¬ ne in dieser Weise freigelegt wurde, kann sie entweder von Hand entschärft oder mit Hilfe einer durch den Roboter neben der Mine abgelegten Zündkap¬ sel gesprengt werden, nachdem sich der Roboter um einen ausreichenden Sicherheitsabstand von der Mine entfernt hat.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeich¬ nungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen Roboter gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einem Kanalrohr; und

Fig. 2 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel des Roboters.

Der Roboter 10 ist in einem in Figur 1 im Längsschnitt dargestellten Kanal¬ rohr 12 verfahrbar und besitzt ein rohrförmiges Gestell 14, das außen mit mehreren auf dem Umfang verteilten Rollen 16 versehen ist, die an der In- nenfläche des Kanalrohres 12 abrollen, so daß das Gestell 14 kippstabil und annähernd koaxial in dem Kanalrohr 12 gehalten wird.

Eine Hohlwelle 18 ist koaxial in dem rohrförmigen Gestell 14 angeordnet und mit Hilfe eines Motors 20 um ihre Längsachse drehbar. Im Inneren der Hohlwelle 18 ist an radialen Führungen 22 ein Lanzenrohr 24 einer Luftlanze 26 gehalten. Das Lanzenrohr 24 ist am vorderen Ende angewinkelt und bildet eine schräg auf die Rohrwand gerichtete Düse 28. In der Nähe der Düse 28 trägt das Lanzenrohr 24 eine Stützrolle 30, die gewährleistet, daß ein gewis¬ ser Mindestabstand zwischen der Düse 28 und der Innenwand des Kanalroh- res 12 nicht unterschritten wird und z. B. auf Rohrversätze überwunden wer¬ den können. Die Luftlanze 26 ist (in der Zeichnung am linken Ende) an einen Druckluft¬ schlauch 32 angeschlossen. Sofern zwischen diesem Druckluftschlauch 32 und der Luftlanze 26 keine Drehkupplung vorgesehen ist, muß die Hohlwelle 18 während des Betriebs des Roboters oszillierend gedreht werden, damit der Druckluftschlauch 32 nicht verdrillt wird.

An der Hohlwelle 18 ist mittig eine Fernsehkamera 34 befestigt, deren Ob¬ jektiv axial nach vom (nach rechts in der Zeichnung) gerichtet ist, so daß die Rohrwand im Arbeitsbereich der Düse 28 mit Hilfe der Fernsehkamera über- wacht werden kann.

Weiterhin ist an der Hohlwelle 18 ein Bügel 36 befestigt, an dem ein Zugseil 38 vorzugsweise drehbar verankert ist.

In Abstand vor der Düse 28 ist an dem Zugseil 38 ein Fangkorb 40 befestigt. Dieser Fangkorb besitzt ein rohrförmiges, am vorderen Ende geschlossenes Gehäuse 42 aus sieb- oder gitterförmigem und somit luftdurchlässigem Mate¬ rial. Das Gehäuse 42 ist im Inneren mit einem Polster 44 aus offenzelligem (luftdurchlässigen) Schaumstoff ausgekleidet. Das Polster 44 bildet an der Öffnung des Gehäuses 42 einen Wulst 46, durch den der Öffnungsquerschnitt des Gehäuses eingeschnürt wird. An der Öffnung des Gehäuses 42 ist außen eine Gummimanschette 48 befestigt, die sich trichterförmig in Richtung auf die Düse 28 öffnet und mit ihrem äußeren Umfang an der Innenfläche des Kanalrohres 12 anliegt.

Der oben beschriebene Roboter 10 ist insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens vorgesehen, mit dem das Kanalrohr 12 von an der Rohrwand fest¬ sitzenden Sprengstoffresten gesäubert wird.

Mit Hilfe des Zugseils 38 werden der Fangkorb 40 und das Gestell 14 ge¬ meinsam durch das Kanalrohr 12 gezogen. Die Luftlanze 26 wird über den Druckluftschlauch 32 mit Druckluft versorgt, so daß die Düse 28 einen schräg auf die Rohrwand gerichteten Druckluftstrahl abgibt. Durch die Druck¬ luft werden die an der Rohrwand festsitzenden Sprengstoffreste gelöst und in den Fangkorb geblasen. Die Druckluft kann durch die luftdurchlässige Wand des Fangkorbes austreten, so daß der Fangkorb wie ein Filter wirkt. Durch das Polster 44 wird der Aufprall der Sprengstoffreste im Fangkorb so weit ge- dämpft, daß keine Gefahr einer Entzündung besteht. Mit Hilfe des Motors 20 werden die Hohlwelle 18 und die exzentrisch daran befestigte Luftlanze 26 gedreht, so daß die Düse 28 um die Rohrachse geschwenkt wird und somit den gesamten Umfang der Rohrwand abfahren kann. Auf diese Weise kann die Rohrwand vollständig von Sprengstoffresten und sonstigen Verunreinigungen befreit werden, wobei der Reinigungsvorgang mit Hilfe der Kamera 34 über¬ wacht und gezielt auf die verunreinigten Umfangsbereiche des Kanalrohres konzentriert werden kann.

Im gezeigten Beispiel ist die Luftlanze 26 so gestaltet, daß der Anschluß für den Druckluftschlauch 32 im wesentlichen auf der Achse des Kanalrohres 12 liegt, während das Lanzenrohr 24 gegenüber der Rohrachse versetzt ist. Vor¬ zugsweise ist das Lanzenrohr 24 in Radialrichtung an den Führungen 22 ver¬ stellbar, so daß der Abstand zwischen der Düse 28 und der Rohrwand nach Bedarf eingestellt werden kann. Dieser Abstand sowie der Druck der zuge¬ führten Druckluft und der Anstellwinkel der Düse werden so gewählt, daß einerseits eine ausreichende Reinigungswirkung erzielt wird, andererseits je¬ doch die auf die Sprengstoffreste wirkenden Kräfte nicht zu groß werden, so daß es nicht zu einer Explosion kommt.

Ein Teil der von der Düse 28 abgegebenen Druckluft strömt entgegen der Fortbewegungsrichtung des Roboters, also nach links in der Zeichnung, durch das Kanalrohr 12 ab. Obgleich der Motor 20 und sonstige elektrische Komponenten des Roboters generell explosionsgeschützt ausgeführt sein werden, wird so ein zusätzlicher Explosionsschutz erreicht, da etwaige Fun¬ ken aufgrund der Luftströmung nicht in den noch mit Sprengstoffresten kon¬ taminierten Bereich des Kanalrohres gelangen können. Wenn es bei dem Rei¬ nigungsprozeß zur Gasentwicklung kommt, so werden die entstehenden Gase ebenfalls mit der Luftströmung abtransportiert.

Durch die Stützrolle 30, die vorzugsweise ebenfalls radial verstellbar ist, wird gewährleistet, daß die Düse 28 nicht zu nahe an die Sprengstoffreste heran¬ reicht und keinesfalls direkt mit dem Sprengstoff in Berührung kommt. Da die Stützrolle 30 dicht an der Düse 28 angeordnet ist, wird die Düse 28 radi- al nach innen zurückgedrückt, wenn sich an der Rohrwand eine dickere Kru¬ ste gebildet hat, die von der Stützrolle 30 überfahren wird. Das Ausweichen der Düse 28 wird durch eine Eigenelastizität des Lanzenrohres 24 und/oder durch eine radiale Beweglichkeit des Lanzenrohres längs der Führungen 22 ermöglicht. Im letzteren Fall ist das Lanzenrohr vorzugsweise durch nicht ge¬ zeigte, in Radialrichtung wirkende Federn gegen nicht gezeigte Anschläge vorgespannt. Alternativ können auch die Rollen 16 federnd am Gestell 14 ge- halten sein.

Da die Stützrolle 30 im Normalfall einen Abstand zu der Rohrwand 12 und der daran gebildeten Kruste aufweist, wird die Drehung der Düse 28 um die Rohrachse nicht behindert. Wahlweise kann anstelle der Stützrolle 30 jedoch auch eine in einer Lagerpfanne gelagerte Laufkugel vorgesehen sein, die auch in Umfangsrichtung an der Rohrwand abrollen kann.

Die von der Rohrwand abgelösten Verunreinigungen werden durch die Gum¬ mimanschette 38 aufgefangen und in den Fangkorb 40 geleitet. Der Wulst 46 verhindert, daß die festen Partikel wieder aus dem Fangkorb herausfallen. Der Außendurchmesser des Gehäuses 42 ist deutlich kleiner als der Innen¬ durchmesser des Kanalrohres 12, so daß das Gehäuse 42 nicht mit den an der Rohrwand sitzenden Sprengstoffresten in direkte Berührung kommt. In der Praxis kann der Fangkorb eine beträchtlich größere Länge aufweisen als in der Zeichnung dargestellt ist, so daß eine größere Menge an Verunreini¬ gungen aufgenommen werden kann.

Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel kann auf vielfältige Weise abge¬ wandelt werden.

Beispielsweise kann das rohrförmige Gehäuse 42 des Fangkorbes aus mehre¬ ren rohrförmigen Segmenten bestehen, die durch Kugelgelenke, flexible Bäl¬ ge und dergleichen gelenkig miteinander verbunden sind. In diesem Fall ist es möglich, die Länge des Fangkorbes und damit dessen Fassungsvermögen beträchtlich zu vergrößern, und dennoch kann der Fangkorb aufgrund der gelenkigen Verbindung der einzelnen Segmente von einem relativ engen Schacht aus in das Kanalrohr 12 eingeführt werden.

Wahlweise kann der Fangkorb 40 auch unabhängig von dem Gestell 14 durch das Kanalrohr 12 bewegbar sein. Zu diesem Zweck kann beispielsweise für den Fangkorb ein separates Zugseil vorgesehen sein, das an dem Bügel 36 des

Gestells 14 umgelenkt wird und eine geschlossene Schleife bildet, so daß der Fangkorb allein zum Schacht transportiert und nach Entleerung wieder in die Arbeitsposition gebracht werden kann. Durch geeignete Zugspannung des Zugseils 38 wird der Fangkorb etwa in der Mitte des Kanalrohres gehalten, so daß er nicht über die mit Sprengstoff verunreinigten Rohrwände schleift. Wahlweise kann der Fangkorb selbstverständlich auch ähnlich wie das Gestell 14 außen mit Laufrollen versehen sein. Die Gummimanschette 48 ist relativ weich, so daß zwischen dieser Gummimanschette und dem Sprengstoff keine hohe Reibung auftritt. Wenn der Fangkorb 40 entgegen der Arbeitsrichtung (nach links in der Zeichnung) bewegt wird, kann sich die Gummimanschette außerdem umstülpen, so daß sich auch in dieser Bewegungsrichtung nur ein geringer Reibungswiderstand ergibt. Andererseits wird die Gummimanschet¬ te, obwohl sie relativ schlaff ist, durch die von der Düse 28 abgegebene Druckluft in dichter Anlage mit der Rohrwand gehalten, so daß die abgelö¬ sten Sprengstoffreste zuverlässig aufgefangen werden können.

Wahlweise ist es auch möglich, das Gestell 14 und den Fangkorb 40 mit ei¬ nem gemeinsamen oder jeweils mit einem eigenen Fahrantrieb auszustatten. Weiterhin kann anstelle des Fangkorbes 40 auch eine Vakuum-Saugeinrich¬ tung oder eine Pumpeinrichtung zum Abfördern des abgelösten Materials vor- gesehen sein.

Während im gezeigten Beispiel das Düsenrohr 24 abgewinkelt und exzen¬ trisch in einer drehbaren Hohlwelle montiert ist, ist es in einer anderen Aus¬ führungsform beispielsweise auch möglich, das Lanzenrohr 24 gerade auszu- bilden und schräg zur Rohrachse angestellt an einer drehbaren Welle zu befe¬ stigen. Weiterhin kann das Lanzenrohr in der Mitte auch kardanisch aufge¬ hängt sein, so daß die Düse 28 an der Rohrwand entlangbewegt werden kann, indem das hintere Ende des Lanzenrohres in kreisende Bewegung ver¬ setzt wird. Wenn das Lanzenrohr außerdem axial in der kardanischen Aufhän- gung verschiebbar ist, können sowohl der Radius der von der Düse beschrie¬ benen Kreisbahn als auch der Anstellwinkel der Düse relativ zur Rohrwand stufenlos variiert werden. Die Funktion der Stützrolle 30 kann in diesen Fäl¬ len auch durch einen drehbaren Ring übernommen werden, der koaxial auf der Düse 28 sitzt.

Ein modifiziertes Ausführungsbeispiel des Roboters 10 ist in Figur 2 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform ist das Gestell 14 als selbstfahrender, motorge- triebener Fahrwagen ausgebildet. Die Hohlwelle 18 ist in diesem Fall starr in dem Gestell 14 gehalten und ragt nach vorn aus dem Gestell heraus. Die Rol¬ len 16 des Gestells sind hier als auswechselbare Räder gestaltet, so daß durch Verändern des Raddurchmessers oder des Radstands die Mittelachse der Hohlwelle 18 auf die Achse des Kanalrohres 12 zentriert werden kann.

Auf dem vorragenden vorderen Ende der Hohlwelle 18 ist drehbar ein gabel¬ förmiger Drehkopf 50 montiert, in dem ein um eine Querachse 52 schwenk¬ barer Schwenkkopf 54 gelagert ist. Die Luftlanze 26 wird in diesem Fall durch ein verhältnismäßig kurzes Rohrstück bildet, das in dem Schwenkkopf 54 befestigt ist. Nicht gezeigte Motoren für den Schwenkantrieb des Schwenkkopfes 54 und den Drehantrieb des Drehkopfes 50 sind beispiels¬ weise in dem Drehkopf 50 untergebracht. Auf der Hohlwelle 18 ist ein An¬ triebsritzel 56 angeordnet, das mit einem nicht gezeigten Antriebszahnrad für den Drehantrieb des Drehkopfes kämmt.

Die Luftlanze 26 ist innerhalb des Schwenkkopfes 54 mit einem flexiblen Verbindungsschlauch 58 verbunden, der durch die Hohlwelle 18 verläuft und am rückwärtigen Ende des Gestells 14 über eine Drehkupplung 60 mit dem Druckluftschlauch 32 verbunden ist. Die Drehkupplung 60 ist unmittelbar am Gestell 14 angehängt, damit die Zugkräfte des Druckluftschlauches 32 mittig in das Gestell 14 eingeleitet werden.

Die Fernsehkamera 34 ist so am Schwenkkopf 54 befestigt, daß der mit der Düse 28 bestrahlte Bereich der Rohrwand über ein Korn 62 anvisiert werden kann. Die Luftlanze 26 ist vorzugsweise auswechselbar, so daß ihre Länge an den Durchmesser des Kanalrohres 12 angepaßt werden kann.

Ungeachtet der in dieser Anmeldung verwendeten Bezeichnungen "Luftlanze" und "Druckluftschlauch" kann als Strahlmedium anstelle von Druckluft auch ein anderes Gas, vorzugsweise ein Inertgas wie etwa Stickstoff verwendet werden. Diesem Strahlmedium kann auch ein Strahlmittel in der Form fester Partikel zugesetzt sein. Besonders bevorzugt ist die Verwendung von Trockeneis-Pellets oder Trockenschnee als Strahlmittel. Ein als solcher be- kannter Generator 64 für Trockeneis-Pellets ist stationär außerhalb des Ka¬ nalrohres 12 angeordnet und über eine Leitung 66 mit dem Druckluft¬ schlauch 32 oder einer Zuleitung für diesen verbunden, so daß dem unter ho- hem Druck zugeführten Strahlmedium (Gas) Trockeneis-Pellets in der je¬ weils gewünschten Dosierung zugegegen werden können. Die Pellets werden dann mit Hilfe des Strahlmediums durch den Druckluftschlauch 32 und den Verbindungsschlauch 58 zur Luftlanze 26 transportiert und über die Düse 28 auf die Rohrwand gestrahlt. Hierdurch wird die Reinigungs- und Ablösewir¬ kung des Strahlmediums auf dreifache Weise unterstützt: Zum einen werden an der Rohrwand haftende Verunreinigungen oder Sprengstoffreste durch die abrasive Wirkung der Pellets mechanisch entfernt. Weiterhin bewirkt die niedrige Temperatur des Trockeneises eine Versprödung des abzulösenden Materials, so daß dieses leichter zertrümmert und abgelöst werden kann. Darüberhinaus kommt es aufgrund der niedrigen Temperatur zu einem star¬ ken Temperaturgefälle zwischen der Wand des Kanalrohres 12 und den dar¬ an haftenden Verunreinigungen, so daß die Verunreinigungen durch differen- tielle thermische Schrumpfung abgelöst werden.

Dieser Reinigungseffekt kann nicht nur beim Entfernen von Spreng¬ stoffresten, sondern auch beim Entfernen von anderen festsitzenden Verun¬ reinigungen mit Vorteil ausgenutzt werden. Beim Ablösen von Spreng¬ stoffresten hat die Verwendung von Trockenschnee oder Trockeneis den weiteren Vorteil, daß durch die intensive Kühlung die Gefahr einer Entzün¬ dung aufgrund von Reibungshitze vermieden wird. Außerdem wird durch die rückstandfreie Sublimation des Trockeneises zu gasförmigem CO2 eine Ent¬ sorgung des Strahlmittels überflüssig, selbst bei Verwendung von Luft als Strahlmedium wird eine inerte oder zumindest reaktionsträge Atmosphäre geschaffen, die die Explosionsgefahr weiter vermindert.

Wenn der Roboter 10 zum Entfernen von Sprengstoffresten eingesetzt wird, bestehen die Luftlanze 26 sowie sämtliche Teile des Roboters, die mit dem Strahlmittel in Berührung kommen könnten, aus vorzugsweise elektrisch leitfähigem Material. Durch Erdung dieser Teile läßt sich eine statische Auf¬ ladung des Strahlmittels (beispielsweise der Trockeneis-Pellets) und damit eine etwaige Funkenbildung zuverlässig verhindern. Im gezeigten Beispiel ist an dem Gestell 14 ein Erdungsband 68 aus einem leitfähigen Material, etwa aus Kupfer, angebracht, das über die (zumeist feuchte) Sohle des Kanalrohres 12 schleift und so gewährleistet, daß sich sämtliche Teile des Roboters 10 und das Kanalrohr 12 auf demselben Potential befinden. Wahlweise oder zu¬ sätzlich kann die Erdung auch über die Laufflächen der Rollen 16 erfolgen. Erforderlichenfalls werden auch der Kompressor und der Generator 64 zu Erdungszwecken auf Metallgitter gestellt oder auf sonstige Weise geerdet.

Auch die in Figur 2 nicht gezeigte Auffangvorrichtung für die abgelösten Sprengstoffreste besteht aus leitenden Materialien und ist geerdet. Die Gum¬ mimanschette 48 kann beispielsweise durch eingelagerte Metalldrähte oder Graphitpartikel leitfähig gemacht werden. Falls die abgelösten Spreng¬ stoffreste unmittelbar abgesaugt werden, wird hierzu vorzugsweise eine Was¬ serringpumpe eingesetzt. Zur Vermeidung von statischen Aufladungen ist es auch möglich, die Wand des Kanalrohres 12 vorbereitend oder während des Reinigungsvorgangs mit Hilfe des Roboters 10 anzufeuchten, etwa indem ein Wassernebel auf die Rohrwand gesprüht wird.

Im gezeigten Beispiel ist die Luftlanze 26 mit einem Seitenloch 70 versehen, um einen Teil des Druekluftstrahls abzuzweigen und auf das Objektiv der Fernsehkamera 34 zu richten und diese von Verunreinigungen zu säubern. Beim Einsatz von festem Strahlmittel ist das Seitenloch 70 so dimensioniert, daß Druckluft und Strahlmittel getrennt werden.

Abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel kann das Strahlmittel (etwa die Trockeneis-Pellets) auch über einen separaten Schlauch zugeführt und erst kurz vor der Düse 28 in die Luftlanze 26 eingespeist werden.

Das hier beschriebene Verfahren zum Entfernen von Sprengstoffresten in Ka- nalrohren läßt sich analog auch im Rahmen der Beseitigung von militärischen Altlasten dazu einsetzen, den Sprengstoff aus Munitionshülsen zu entfernen. In diesem Fall ist die Luftlanze nicht an einem selbstfahrenden Gestell, son¬ dern in einer stationären Vorrichtung montiert. Auch auf den Drehkopf kann in diesem Fall verzichtet werden, wenn die Munitionshülse auf einen drehba- ren Tisch aufgespannt wird.

Der vorgeschlagene Roboter eignet sich auch zum Reinigen von Rohren in In¬ dustrieanlagen, von Drainagerohren in Abfalldeponien und dergleichen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Ablösen von an einer Oberfläche haftenden Explosiv¬ stoffen mit Hilfe eines Strahlmediums, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlmedium Luft oder ein Inertgas ist.

2. Verfahren zum Reinigen von Kanalrohren, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Rohrwand haftenden Verunreinigungen, insbesondere Spreng¬ stoffreste, mit Hilfe eines schräg auf die Rohrwand gerichteten Druckluft- Strahls oder eines Strahls eines anderen gasförmigen Strahlmediums fortge¬ blasen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Ab¬ strahlen der Rohrwand mit dem Strahlmedium einen Roboter (10) durch das Kanalrohr (12) bewegt, der eine vorzugsweise mit verstellbarem Anstellwin¬ kel schräg zur Rohrachse angestellte und um die Rohrachse schwenkbare Luftlanze (26) trägt.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn - zeichnet, daß dem Strahlmedium Feststoffpartikel als Strahlmittel zugesetzt werden.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß dem Strahlmedium Trockeneis oder Trockenschnee als Strahl- mittel, ggf in Kombination mit anderen Strahlmitteln zugesetzt wird.

6. Roboter zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, mit einem durch das Kanalrohr (12) bewegbaren Gestell (14), dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell (14) eine Luftlanze (26) trägt, deren Düse (28) schräg oder senkrecht auf die Rohrwand gerichtet und um die Rohrachse schwenkbar ist.

7. Roboter nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine gemeinsam mit dem Gestell (14) oder unabhängig von diesem durch das Kanalrohr (12) be¬ wegbare Auffangeinrichtung für die von der Rohrwand abgelösten Verunreini- gungen.

8. Roboter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangein¬ richtung ein Fangkorb (40) ist, der vorzugsweise ganz oder teilweise aus luft¬ durchlässigem Material besteht und vorzugsweise im Inneren mit einem Pol¬ ster (44) oder Filter ausgekleidet ist.

9. Roboter nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftlanze (26) in der Nähe der Düse (28) eine Stützkugel, Stützkufe oder Stützrolle (30) trägt, welche die Düse zur Innenfläche der Wand des Ka¬ nalrohres auf Abstand hält.

10. Roboter nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gestell (14) eine Kamera (34) montiert ist.

11. Roboter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gestell (14) ein ferngesteuert um die Rohrachse drehbarer Drehkopf (50) montiert ist, der einen ferngesteuert um eine Querachse (52) schwenkbaren Schwenk¬ kopf (54) trägt, an dem die Luftlanze (26) und die Kamera (34) angeordnet sind.

12. Verfahren zum Freilegen von Landminen, dadurch gekennzeichnet, daß das die Mine bedeckende Erdreich mit Hilfe eines gasförmigen Strahlmedi¬ ums fortgeblasen wird.

13. Ferngesteuerter Roboter mit einem Minensuchgerät zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Roboter eine ferngesteuert schwenkbare Luftlanze und eine den Strahlbereich der Luftlanze überwachende Kamera aufweist.