DE19515927C1

DE19515927C1 - Vorrichtung zum Innenbearbeiten von Rohren oder Kanälen

Info

Publication number: DE19515927C1
Application number: DE19515927A
Authority: DE
Inventors: Frederik Breckwoldt; Markus Laemmerhirt
Original assignee: D T I DR TRIPPE INGENIEURGESEL
Current assignee: D T I DR TRIPPE INGENIEURGESEL
Priority date: 1995-05-02
Filing date: 1995-05-02
Publication date: 1996-08-29
Anticipated expiration: 2015-05-03
Also published as: WO1996035075A1; US5799729A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Innenbearbeiten von Rohren, Kanälen oder dergleichen, die ein Bearbeitungsgerät trägt und eine steuerbare Antriebsvorrichtung für die Geräteführung aufweist.

Aus der DE-PS 42 43 529 ist eine solche Vorrichtung bekannt, die es erlaubt, in kostensparender Weise Rohrleitungen auf Schäden zu überprüfen und bei Bedarf Schadstellen mit verschiedenen Werkzeugen vom Rohrinneren aus zu bearbeiten. Die Rohrleitung braucht dazu von außen nicht freigelegt zu werden.

Für eine solche Vorrichtung ist eine kompakte Bauweise erwünscht, die den Einsatz der Vorrichtung selbst bei Rohren geringen Durchmessers ermöglicht. Ferner ist in technischer Hinsicht eine Bewegungssteuerung für das Gerät vom Rohräußeren aus zu fordern, die komplizierte Arbeitsvorgänge erlaubt. Eine Schwierigkeit liegt nun darin, daß zur Realisierung komplizierter Bewegungsabläufe ein erheblicher Aufwand für den Bewegungsantrieb des Bearbeitungsgeräts getrieben werden muß, was der Forderung nach kompakter Bauweise entgegengerichtet ist.

Die bekannte Vorrichtung löst die sich damit stellende Aufgabe, die Vorrichtung kompakt und dennoch für die Durchfürung komplizierter Bewegungsabläufe des Bearbeitungsgeräts geeignet auszubilden, mit einer Antriebskonzeption, die die folgenden Besonderheiten aufweist:

a) Die Antriebseinrichtung weist voneinander unabhängige Einzelantriebe auf, von denen einer als Linearantrieb die Verschiebung einer das Bearbeitungsgerät tragenden Arbeitskonsole in Längsrichtung des Rohres ermöglicht, ein anderer als Rotationsantrieb die Drehung der Arbeitskonsole um die Rohrachse oder um eine zu dieser parallele Achse gestattet und ein weiterer als Radialantrieb zur Bewegung der Arbeitskonsole in Richtung quer zur Rohrwand dient.
b) Die Vorrichtung weist ein inneres und ein dieses wenigstens teilweise umgebendes äußeres Gehäuse auf.
c) Jeder Einzelantrieb umfaßt eine eigene Getriebeeinheit mit einem diese beaufschlagenden Gleichstrommotor, wobei die Motoren für den Linear- und für den Rotationsantrieb in dem inneren Gehäuse aufgenommen sind.
d) Zur Realisierung der Linearbewegung ist das innere Gehäuse gegenüber dem äußeren Gehäuse in Längsrichtung des Rohres verschiebbar.

Diese zum Stand der Technik gehörende Vorrichtung wurde durch eine mit der DE-PS 43 11 365 bekanntgewordene Kanalsanierungsvorrichtung in der Weise weitergebildet, daß das innere Gehäuse bei seiner Verschiebung gegenüber dem äußeren Gehäuse in einer direkt zwischen dem inneren und dem äußeren Gehäuse wirkenden Gleitlagerung geführt ist.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung der Vorteile der bekannten Vorrichtungen hinsichtlich kompakter Bauweise und komplizierte Bewegungen des Bearbeitungsgeräts zulassender Antriebskonzeption eine solche Vorrichtung so auszubilden, daß sie einen besonders montage- und wartungsfreundlichen Aufbau aufweist und in einfacher Weise durch Umrüstung den besonderen Bedingungen unterschiedlicher Anwendungsfälle anpaßbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt dadurch, daß die Vorrichtung die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.

Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein wesentliches Erfindungsmerkmal ist der modulare Aufbau der beanspruchten Vorrichtung aus vormontierbaren Baugruppen. Diese lassen sich leicht austauschen, sei es zur Wartung oder sei es zur Anpassung der Vorrichtung an geänderte Anwendungsbedingungen. Wesentliche Komponenten der Vorrichtung sind an dem Querschnitt des Innengehäuses angepaßten Platten angeordnet. Die verschiedenen Baugruppen brauchen zur Montage nur hintereinander zusammengefügt zu werden. Danach kann das innere Gehäuse über die zusammengefügte Baugruppenanordnung geschoben werden. Durch den skelettartigen Aufbau mit den Tragplatten als "Rippen" ist eine sehr einfache und schnelle Montage möglich.

Zur Wartung kann das innere Gehäuse von den Baugruppen abgezogen werden. Danach liegt die gesamte innere Mechanik und Elektrik der Vorrichtung frei. Die Baugruppen können einzeln durchgeprüft werden, ohne daß es erforderlich ist, die Vorrichtung weiter zu zerlegen. Soll aber die eine oder andere Baugruppe ausgetauscht werden, ist auch das mit minimalem Montageaufwand möglich.

Das erfindungsgemäße Konstruktionskonzept ermöglicht, das Innengehäuse ohne Durchgangsbohrungen auszubilden. Es ist damit gegen Schmutz und Wasser unempfindlich.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.

Auch der Drehkopf ist als unabhängig von den übrigen Komponenten vormontierbare, austauschbare Baugruppe ausgebildet. Er kann aufgrund des in den Ansprüchen angegebenen besonderen Aufbaus der fünften, Einrichtungen zur Bildung von Schnittstellen für den Übergang von Leitungen von dem Innengehäuse zum Drehkopf aufweisenden Baugruppe, um beliebige Winkel gedreht werden. Die Medien führenden Leitungen können ebenso wie die Steuer- und Energieversorgungsleitungen über eine weitere, unabhängig von den übrigen Baugruppen vormontierbare Baugruppe in das Außengehäuse eingeleitet werden, die als das Außengehäuse an dessen dem Drehkopf abgewandten Ende abschließende Platte ausgebildet sein kann. Diese Platte teilt die verschiedenen Leitungen so auf, daß sie mit einer Gegenplatte, die an einem alle Leitungen vereinigenden Versorgungskabel angeordnet ist, unverwechselbar koppelbar ist, insbesondere durch eine Steckverbindung.

Zur Realisierung der Drehbewegung des Drehkopfes kann die entsprechende Getriebeanordnung als besonders kompakt bauendes Planetengetriebe vorgesehen sein. Zur Realisierung der Aus- und Einfahrbewegung des Innengehäuses dient zweckmäßigerweise eine Getriebeanordnung mit einer Gewindespindel und mit einer Gewindehülse.

Die erfindungsgemaße Vorrichtung wird nachfolgend anhand der Zeichnung im Rahmen eines Ausführungsbeispiels weiter erläutert.

Die einzige Figur zeigt in stark vereinfachter schematischer Darstellung die Vorrichtung im Längsschnitt.

Mit 1 ist das Außengehäuse bezeichnet, in dem das Innengehäuse 2 axial verschiebbar ist. Dazu dient eine Anordnung aus einer Gewindespindel 7, die mit einer nicht näher bezeichneten Gewindemutter zusammenarbeitet und von einem Elektromotor 5 beaufschlagt wird. Dieser Elektromotor bildet mit einer ihn tragenden und gegen die Innengehäusewand abstützenden Platte 10 ebenso eine vormontierbare Baugruppe wie die von einer weiteren Platte 10 getragene Getriebeanordnung für den Axialvorschub des Innengehäuses 2.

Weitere Platten 10 tragen jeweils eine Getriebeanordnung 6 für die Rotation des lediglich angedeuteten Drehkopfs 3 und einen diese Getriebeanordnung 6 beaufschlagenden Elektromotor 4 und bilden so weitere unabhängig von den anderen Baugruppen vormontierbare Baugruppen. Die bisher genannten vier Baugruppen sind im Innengehäuse 2 axial aufeinanderfolgend aufgenommen und jeweils über die Platten 10 radial gegen das Innengehäuse 2 abgestützt. An diese vier Baugruppen schließt sich zum vorderen Ende des Innengehäuses 2 hin eine fünfte vormontierbare Baugruppe 11 an. Diese weist Einrichtungen zur Bildung von Schnittstellen für den Übergang von, insbesondere elektrischen, Steuer- und Energieversorgungsleitungen und von Medien führenden Leitungen von dem Innengehäuse 2 zum Drehkopf 3 auf.

Zu dieser fünften Baugruppe 11 gehört eine an den Ausgang des Getriebes 6 für die Rotation des Drehkopfs 3 angeschlossene Welle 13, ferner ein im wesentlichen zylindrischer, innengehäusefester, die Welle umgebender Stator 14 und ein im wesentlichen topfförmiger Rotor 15. Der Zylindermantel des Rotors ist in dem Ringraum zwischen der Wand des Innengehäuses 2 und dem Stator 14 aufgenommen. Der Rotorboden ist am Ende der Welle 13 lösbar befestigt, so daß der Rotor 15 mit der Welle 13 mitdreht.

Der Rotorboden bildet einen Befestigungsflansch für den Drehkopf 3. Dieser trägt eine in der Zeichnung nicht dargestellte Konsole zur Befestigung eines Bearbeitungsgeräts. Das Bearbeitungsgerät kann insbesondere ein Schleifer, Fräser, Spachtel, Greifer oder sonstiges Gerät wie zum Beispiel ein Meß- oder Sichtgerät sein. Es können auch mehrere derartiger Geräte zusammen auf der Konsole befestigt sein.

Notwendige, insbesondere elektrische, Steuer- und Energieversorgungsleitungen sowie Medien führende Leitungen zur Versorgung der Bearbeitungsgeräte, eines gegebenenfalls im Bereich des Drehkopfs 3 angeordneten Antriebsmotors für die Realisierung einer Bewegung der Konsole radial zum zu bearbeitenden Rohr oder andere Zwecke sind durch die fünfte Baugruppe hindurchgeführt. Diese stellt zur endlos möglichen Drehbewegung des Drehkopfes 3 kompatible Schnittstellen zur Verfügung. Medien führende Kanalabschnitte, in der Zeichnung lediglich angedeutet und mit 16 bezeichnet, sind im Stator 14 und im Rotor 15 ausgebildet. Diese Kanalabschnitte gehen in entsprechend im Drehkopf ausgebildete Kanalabschnitte über. Die Lochmuster für die Kanalübergänge von der fünften Baugruppe 11 in den Drehkopf 3 sind im Boden des Rotors 15 und am Drehkopf deckungsgleich ausgebildet. Es sind geeignete Vorkehrungen dafür getroffen, daß beim Verbinden des Rotors 15 mit dem Drehkopf 3 die Kanalübergänge unverwechselbar hergestellt werden.

Elektrische Steuer- und Energieversorgungsleitungen sind über eine zwischen der Welle 13 und dem Stator 14 angeordnete Schleifringanordnung 17 in die Welle 13 geführt, und enden in einem Steckverbinder 18, der mit einem zum Drehkopf 3 gehörenden Gegenstecker zusammenwirkt.

Die Steckverbindung ist so ausgebildet, daß die Leitungen unverwechselbar miteinander verbunden werden. Die Steckverbindung kann zugleich mit dem Ansetzen des Drehkopfes 3 an den Rotorboden hergestellt werden.

Der so an das Innengehäuse 2 angeschlossene Drehkopf 3 kann somit sehr einfach ausgetauscht werden. Alle Leitungsverbindungen werden zugleich mit der Befestigung des Drehkopfes 3 hergestellt, der eine unabhängig von den anderen Baugruppen vormontierbare sechste Baugruppe bildet.

Alle Medien führenden Leitungen 8 und alle Steuer- und Energieversorgungsleitungen 9 werden in dem dargestellten Ausführungsbeispiel über eine Platte 12 in das Außengehäuse 1 eingeleitet. Die Platte 12 verschließt das Außengehäuse 1 an dessen dem Drehkopf 3 abgewandten Ende. Sie bildet eine weitere, siebente Baugruppe, die unabhängig von den übrigen Baugruppen vormontierbar ist. Diese Platte 12 teilt die verschiedenen Leitungen so auf, daß sie mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Gegenplatte koppelbar ist, die mit einem alle Leitungen vereinigenden Versorgungskabel verbunden ist. Die Koppelung zwischen Platte 12 und Gegenplatte ist nur so möglich, daß die Leitungsübergänge beim Koppeln unverwechselbar hergestellt werden.

Die Leitungsführung von der Platte 12 in das Innengehäuse 2 und in diesem kann mit bekannten Mitteln erfolgen, zum Beispiel mit Hilfe von zur Axialbewegung des Innengehäuses 2 kompatiblen Posaunenrohren.

Die Motoren können Elektromotoren, insbesondere Gleichstrommotoren sein.

Bezugszeichenliste

1 Außengehäuse
2 Innengehäuse
3 Drehkopf
4 Motor für Rotation des Drehkopfs
5 Motor für Axialverschiebung des Innengehäuses
6 Getriebe für Rotation des Drehkopfs
7 Gewindespindel
8 Medien führende Leitungen
9 Steuer- und Energieversorgungsleitungen
10 Tragplatten
11 fünfte Baugruppe mit Einrichtungen zur Bildung von Schnittstellen
12 Platte, siebente Baugruppe
13 Welle
14 Stator
15 Rotor
16 Kanäle
17 Schleifringanordnung
18 Steckverbinder

Claims

1. Vorrichtung zum Innenbearbeiten von Rohren oder Kanälen, die längs des Rohres im Rohrinneren verfahrbar ist,

- mit einem rohrförmigen Außengehäuse (1), das an bestimmten Stellen im zu bearbeitenden Rohr gegenüber dessen Wandung festlegbar ist,
- mit einem im Außengehäuse (1) aufgenommenen rohrförmigen Innengehäuse (2), das gegenüber dem Außengehäuse (1) axial verschiebbar und dabei aus diesem ausfahrbar oder in dieses einfahrbar ist,
- mit einem vom Innengehäuse (2) getragenen, an dessen ausfahrbarem Ende angeordneten Drehkopf (3), der relativ zum Innengehäuse (2) um dessen Längsachse drehbar ist,
- mit einer vom Drehkopf (3) getragenen Konsole zur Befestigung eines Bearbeitungsgeräts, insbesondere eines Schleifers, Fräsers, Spachtels, Greifers und/oder eines Meß- und/oder eines Sichtgeräts,
- mit einem mittels eines Motors betätigbaren, zwischen der Konsole einerseits und dem Drehkopf (3) andererseits wirkenden Antrieb zur Bewegung der Konsole in einer Richtung radlal zum zu bearbeitenden Rohr,
- mit je einer von einem Motor (4,5) beaufschlagbaren Getriebeanordnung (6,7) zur Realisierung der Drehbewegung des Drehkopfes (3) einerseits und der Aus- und Einfahrbewegung des Innengehäuses (2) andererseits,
- mit in das Außengehäuse (1) eingeleiteten, sich im Inneren des Innengehäuses (2) und bis in den Bereich der Konsole fortsetzenden, Medien führenden Leitungen (8) zur Versorgung des Bearbeitungsgeräts, insbesondere mit Antriebs-, Kühl- und Arbeitsmitteln,
- und mit in das Außengehäuse (1) eingeleiteten Steuer- und Energieversorgungsleitungen für die Motoren sowie für das Bearbeitungsgerät und/oder das Meß- und/oder das Sichtgerät, dadurch gekennzeichnet, daß
a) die Getriebeanordnung (7) zur Realisierung der Aus- und Einfahrbewegung des Innengehäuses (2), der diese Getriebeanordnung beaufschlagende Motor, die Getriebeanordnung (6) zur Realisierung der Drehbewegung des Drehkopfes (3), sowie der diese Getriebeanordnung beaufschlagende Motor (4) vier getrennt voneinander vormontierbare, Baugruppen bilden,
b) wenigstens eine dieser Baugruppen, insbesondere alle, jeweils von einer dem Querschnitt des Innengehäuses (2) angepaßten Platte (10) getragen ist/sind,
c) diese Baugruppen im Innengehäuse (2) aufgenommen sind und dabei die von den Platten (10) getragenen Baugruppen mittels dieser Platten (10) radial gegenüber der Gehäusewand abgestützt sind, und wobei
d) in dem Innengehäusebereich zwischen den vier genannten, axial aufeinanderfolgenden Baugruppen einerseits und dem Drehkopf (3) andererseits eine unabhängig von den anderen Baugruppen vormontierbare fünfte Baugruppe aufgenommen ist, welche Einrichtungen zur Bildung von Schnittstellen für den Übergang von Steuer- und Energieversorgungsleitungen und von Medien führenden Leitungen von dem Innengehäuse (2) zu dem Drehkopf (3) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkopf (3) eine unabhängig von den anderen Baugruppen vormontierbare sechste Baugruppe bildet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die fünfte, Schnittstellen für Leitungsübergänge von dem Innengehäuseraum zu dem Drehkopf (3) bildende Baugruppe einen Aufbau aufweist, der die Drehung des Drehkopfes gegenüber dem Innengehäuse (2) um unbegrenzte Drehwinkel unter Aufrechterhaltung der Leitungsübergänge erlaubt.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Medien führenden Leitungen und die Steuer- und Energieversorgungsleitungen über eine eine siebente, unabhängig von den übrigen Baugruppen vormontierbare Baugruppe bildende Platte (12) in das Außengehäuse (1) eingeleitet werden, wobei diese Platte (12) das Außengehäuse (1) an dessen dem Drehkopf (3) abgewandten Ende abschließt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die siebente Baugruppe bildende Platte (12) die verschiedenen Leitungen so aufteilt, daß sie mit einer an einem alle Leitungen vereinigenden Versorgungskabel angeordneten Gegenplatte hinsichtlich der Leitungsübergänge unverwechselbar koppelbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelung zwischen Platte (12) und Gegenplatte mittels einer Steckverbindung erfolgt.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebeanordnung (6) zur Realisierung der Drehbewegung des Drehkopfes (3) ein Planetengetriebe umfaßt.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebeanordnung zur Realisierung der Aus- und Einfahrbewegung des Innengehäuses (2) eine mit einer Gewindehülse zusammenarbeitende Gewindespindel (7) umfaßt.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur fünften Baugruppe eine vom Ausgang der die Drehbewegung des Drehkopfes (3) realisierenden Getriebeanordnung beaufschlagte Welle (13) gehört, ferner ein insbesondere zylindrischer, innengehäusefester, die Welle (13) umgebender Stator (14) und ein insbesondere topfförmiger Rotor (15), wobei der Rotor-Zylindermantel in dem Ringraum zwischen der Innengehäusewand und dem Stator (14) aufgenommen ist und der an dem Ende der Welle (13) lösbar befestigte Rotorboden einen Befestigungsflansch für den Drehkopf (3) bildet.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Stator (14) und im Rotor (15) Kanäle (16) ausgebildet sind, die Teile von Medien führenden Leitungen bilden.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Ringraum zwischen der Welle (13) und dem Stator (14) eine Schleifringanordnung (17) aufgenommen ist, über die elektrische Steuer- und Energieversorgungsleitungen geführt sind.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Steuer- und Energieversorgungsleitungen über in der Welle (13) verlaufende Leitungsabschnitte geführt sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Welle (13) verlaufenden Leitungsabschnitte in einem im Bereich des Wellenendes angeordneten, durch den Rotorboden hindurchragenden Steckverbinder (18) enden, der mit einem zum Drehkopf (3) gehörenden Gegenstecker zusammenwirkt.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Motoren Elektromotoren, insbesondere Gleichstrommotoren sind.