DE3836278C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befahren von geschlossenen Kanälen, mit einem beweglichen Kopf, insbesondere zum körnigen Strahlen der Kanalinnenfläche, bei der der Kopf über einen verdrehbaren und/oder höhenverstellbaren Ausleger (Manipulatorarm) mit der Stirnseite eines Zentralchassis verbunden ist, das Teil eines Fahrwagens ist, der über oberhalb und unterhalb des Zentralchassis an Tragarmen angeordnete Räder verfügt, deren Abstand zur Mittelachse des Zentralchassis veränderbar ist.

Der Ausleger dient insbesondere zum körnigen Strahlen der Kanalinnenfläche, kann jedoch auch eine optische Ausrüstung tragen, ein Gamma-Strahlenelement, einen Farbsprüher, eine Luftreinigungsdüse und dergleichen, wobei es darauf ankommt, daß der Kopf zu einer Oberfläche während des Vorschreitens der Vorrichtung einen definierten Abstand einhält.

Vorzugsweise soll sich die Vorrichtung zum Reinigen und Strahlen schmaler, nur schwer begehbarer oder erreichbarer Kanal-Innenflächen, ebenen Flächen, Rinnen oder anderen geschlossenen Hohlräumen eignen. Gedacht ist beispielsweise an Kanalrohre, Luftansaugkanäle von Flugzeugen, Rauchgasführungen und dergleichen, wobei diese Kanäle und Rinnen über ihre Länge einen wechselnden Querschnitt aufweisen können.

Bekannt ist, derartige Kanäle durch Personen zu reinigen, die in diese Kanäle hineinkriechen müssen, dabei vollständig in eine Schutzkleidung eingehüllt sind und auch ihre Atemluft von außen beziehen. Es handelt sich um eine äußerst gesundheitsbelastende und anstrengende Tätigkeit, die niemandem über längere Zeit zugemutet werden kann.

Aus der US-PS 45 37 136 ist eine Vorrichtung zum Befahren und Inspizieren von geschlossenen Pipelines bekannt. Die Vorrichtung verfügt über zwei mal drei auf eine Art Regenschirmgestell ("frame of an umbrella") aufgehängten Rädern, die von einem Zentralpunkt aus gedreht werden können. Mit Hilfe eines in einer Richtung gesperrten Freilaufs ist ein Vorwärtskriechen der Vorrichtung möglich. Mit der Vorrichtung kann nicht das Zentralchassis in gleichem Abstand von der Pipeline-Innenwand gehalten werden, da jeder der Arme getrennt gelagert ist.

Weiterhin ist aus einem in der Zeitschrift "technica", 1978, Seite 1367, referierten Messebericht eine Vorrichtung bekannt, bei der eine Vorrichtung gemäß dem eingangs zitierten Oberbegriff des Anspruches 1 beschrieben wird. Diese Vorrichtung ist jedoch relativ kompliziert aufgebaut und erlaubt auch keine gleichmäßige Abstandshaltung des Zentralchassis von den Wänden des Kanals, insbesondere wenn die lichte Weite des Kanals stark variiert.

Es stellt sich demnach die Aufgabe, eine einfach zu bauende Vorrichtung anzugeben, die es insbesondere erlaubt, Kanäle mit im Laufe der Fahrstrecke stark variierendem Durchmesser zu durchfahren, wobei das Zentralchassis im wesentlichen in der Mittelachse des Kanals positioniert bleibt. Diese Aufgabe wird gelöst bei der Vorrichtung der eingangs genannten Art, bei der wenigstens ein in seiner Mitte am Zentralchassis um eine Querachse gegenläufig pendelnd angebrachtes Tragarmpaar vorhanden ist, bei dem der Abstand der Räder zur Mittelachse des Zentralchassis je Tragarmpaar gleich ist.

Durch diese Anordnung eines Zentralchassis zwischen zwei Radpaaren wird gewährleistet, daß die Mittellinie des Zentralchassis sich immer genau auf derselben Höhe zwischen Scheitel und Sohle des Kanals befindet. Eine Strahlkopf-Vorrichtung, die in Höhe des Zentralchassis angebracht ist, hat demnach immer denselben Abstand von der Oberfläche des zu reinigenden Kanals.

Gegenüber dem Stand der Technik gemäß US-PS 45 37 136 ist vorteilhaft, daß auf eine komplizierte Aufhängung und Teleskopierbarkeit der Arme verzichtet werden kann.

Vorzugsweise wird die Vorrichtung so ausgestaltet, daß sich von den zwei Tragarmen am Zentralchassis einer in unmittelbarer Nachbarschaft zur Anbringungsstelle des Strahlkopfes befindet.

Vorzugsweise wird weiterhin eine genaue Einstellung der Tragarme dadurch hervorgerufen, daß mit Hilfe eines Kraftspeichers der Tragarme in eine Lage maximaler Abspreizung in bezug auf das Zentralchassis verdreht gehalten ist. Unter Kraftspeicher kann sowohl eine Torsionsfeder, eine Zylinderfeder oder eine andere Federanordnung oder aber auch eine hydraulische Kraftspeicheranordnung verstanden werden.

Anstelle von Rädern können auch Gleitschuhe oder Gleitklötze vorgesehen werden; dabei kann der Fahrwagen sowohl passiv als auch aktiv über Räder angetrieben werden.

Um jeden beschädigenden Stoßkontakt mit der Oberfläche zu vermeiden, sind alle wesentlichen Teile des Fahrwagens mit einem stoßdämpfenden Material ummantelt. Insbesondere die Räder sind mit einer Bereifung aus gummielastischem Material umzogen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Die Beschreibung erfolgt anhand dieser Zeichnung. Es zeigt im einzelnen:

Fig. 1 eine Vorrichtung in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 eine Vorrichtung in Seitenansicht,

Fig. 3 eine Vorrichtung von oben gesehen,

Fig. 4 den Antrieb der Vorrichtung.

Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Fahrwagen 1 mit einem Manipulatorarm 2. Länge und weitere Abmessungen des Fahrwagens sind an den Abmessungen der zu strahlenden Kanäle angepaßt. Wird die Vorrichtung beispielsweise zum Reinigen von Flugzeug-Lufteinsaugkanälen für Triebwerke (air-in-takes) verwendet, so ist der Abstand der Pendellager (siehe unten) in Fahrtrichtung gesehen etwa 75 cm. Alle anderen Abmessungen können hier gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel abgeleitet werden.

Der Fahrwagen 1 verfügt über ein Zentralchassis 3, das in Draufsicht die Form eines geschlossenen Rahmens hat. An den in beiden Fahrtrichtungen äußeren Enden des Zentralchassis 3 sind auf beiden Seiten jeweils Pendellager 4, 4′ und 5, 5′ angebracht. Jedes der Pendellager 4, 4′ und 5, 5′ trägt genau in dessen Mitte einen Tragarm 6, 6′ und 7, 7′. Die vier Tragarme 6, 6′ und 7, 7′ wiederum tragen an ihren Enden je ein Rad 8, 8′ und 9, 9′, das jeweils mit einem Reifen aus gummielastischem Material versehen ist. Der Abstand der an einem Tragarm befestigten Räder, gemessen von konträr liegendem Scheitel zu Scheitel, ist im allgemeinen größer als die größte lichte Höhe eines zu reinigenden Kanals.

Die unteren Enden der Tragarme 6 und 6′ bzw. 7 und 7′ sind durch Traversen 18 und 19 miteinander verbunden. Weiterhin laufen die zu den Rädern 8, 28 - 8′/28′ - 9, 29 - 9′/29′ - gehörenden Achsen 20 parallel zu den Traversen 18, 19 quer zum Zentralchassis 3 und sorgen für eine Versteifung der radtragenden Gebilde.

Unterhalb des Zentralchassis 3 befinden sich zwei Klemmkästen 11, 11′, die von zwei gebogenen Haltestreben 12, 12′ gehalten werden. An diesen Haltestreben 12, 12′ sind wiederum je zwei Gewindeblöcke 13, 13′ und 14, 14′ nach unten ragend befestigt. Die Öffnung der Gewindeblöcke 13, 13′ bzw. 14, 14′ ist von je einer Gewindestange 15 durchsetzt, die an ihrem freien Ende mit einer Zylinder- Zugfeder 16, 16′ verbunden ist. Das andere Ende der Zugfeder ist an einer der Traversen 18 bzw. 19 befestigt, wobei jeweils die beiden zugehörigen Tragarme bis zu einem Anschlag (nicht dargestellt) in Gegenuhrzeigerrichtung bzw. Uhrzeigerrichtung gezogen werden können, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Eine entsprechende Feder 16′ ist am hinteren Ende des Fahrwagens vorhanden und zieht den dort befindlichen Tragarm 6 bzw. 6′ in Uhrzeigerrichtung. Auf der gegenüberliegenden Seite des Fahrwagens 1 ziehen entsprechende Federn im Bereich der Tragarme 7 und 7′, wie eine Draufsicht auf den Wagen zeigt. Damit sind im unbelasteten Zustand die Tragarme gegenüber dem horizontalen Zentralchassis vertikal ausgerichtet. In engen, von Boden und Decke begrenzten Kanälen dagegen werden die Tragarme 6, 6′ und 7, 7′ gegenläufig verdreht, wenn die endständigen Räder 8, 9, 28, 29 oben und unten Kontakt mit der Kanalinnendecke haben. Dabei bleibt das Zentralchassis 3 immer genau in der Mitte zwischen den oberen und unteren Rädern, so daß der Abstand der Mittellinie von der Sohle und dem Scheitel eines durchfahrenden Kanals gleich ist.

Das Zentralchassis 3 wird in Fahrtrichtung mittig durchzogen von einem Zentralrohr 22, das etwa in der Mitte von einem Abzweigventil 23 unterbrochen ist. Das Abzweigventil 23 ist zur Vereinfachung der Zeichnung in den Fig. 2 und 3 nicht dargestellt. Weiterhin ist am Ende des Fahrwagens 1 ein Anschluß für das Zentralrohr 22 an einen Zubringerschlauch (nicht dargestellt) vorgesehen. Das Zentralrohr 22 wird von außerhalb des Fahrzeuges mit einem Strom von Druckluft und körnigem Strahlmittel beschickt, der zu einem Strahlkorb 25 am Ende des Manipulatorarmes 2 geleitet wird, wie im folgenden noch erläutert werden wird.

Das Abzweigventil 23 ist mit zwei steuerbaren Abzweigleitungen 27 versehen, die zu zwei Reinigungsdüsen 30, 30′ führen; ähnliche Reinigungsdüsen sind auch an der Rückseite des Fahrwerkes angebracht (verdeckt). Die Reinigungsdüsen 20 dienen zum Freiblasen des Arbeitsweges von liegengebliebenen Strahlmitteln. Es ist auch möglich, nach Abschluß einer festgelegten Reinigungsphase das Strahlmittel mit Hilfe der Düsen 30, 30′ an das Ende des zu reinigenden Kanals zu bringen und es dort in an sich bekannter Weise auszubringen. Das Abzweigventil 23 wird durch eine Zentraleinheit gesteuert; mit dieser Zentraleinheit, die in Entfernung von der Vorrichtung angeordnet ist, wird nach Bedarf strahlmittelfreie Druckluft zu der Vorrichtung geleitet und durch die Düsen 30, 30′ geblasen.

Der Antrieb des Fahrwagens 1 erfolgt über die Räder 9′ und 29′, die über einen Elektromotor 31 angetrieben werden, der diese Räder vorwärts und rückwärts mit verschiedenen Geschwindigkeiten, je nach Steuerung, antreibt. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, ist der Elektromotor 31 in einer Traverse 70 gelagert und von unten gestützt. In dieser Traverse 70 kann er in Pfeilrichtung hin und her bewegt werden. Über ein Getriebe 71, das die Welle 32 umfaßt, erfolgt die Drehmomentübertragung. Je nach Stellung des Tragarmes 6, 6′, der die Räder trägt, verschiebt sich der Elektromotor in der Traverse 70 und folgt damit der Bewegung der Tragarme und Räder.

Ferner ist über eine luftdichte Steckerverbindung am hinteren Ende des Fahrzeuges ein Kabel anschließbar, das Energie- und Signalversorgung des Fahrzeuges mit dem Manipulatorarm besorgt. Eine Steuereinheit 33 ist am Zentralchassis 3 befestigt, von dem Kabel und weitere Verbindungen zu den betreffenden Teilen ausgehen. Im einzelnen wird die Funktion noch erläutert. Dem Fachmann sind an sich notwendige Steuerleitungen bekannt, so daß diese nicht im einzelnen beschrieben werden müssen.

An den Fahrwagen 1, und zwar an der Stirnseite 35 des Zentralchassis 3, ist ein Drehkopf 40 für einen Manipulatorarm 2 angebracht. Der Drehkopf 40 ist gegenüber einer Basisplatte abgedichtet verdrehbar. Durch die Basisplatte 42 und dem Drehkopf 40 ist ein Schlauch 43 angeschlossen, der zum Strahlkopf 25 führt. Der Drehkopf 40 ist über eine Treibkette 44 mit der Abtriebswelle 45′ eines Elektromotors 45 verbunden, wie in Fig. 3 schematisch dargestellt ist. Bei einer Variante (vgl. Fig. 1) liegt der Elektromotor 45 innerhalb des Zentralchassis quer zur Fahrrichtung und treibt den Drehkopf 40 über ein (nicht dargestelltes) Getriebe an. Die Drehrichtung des Elektromotors kann durch die bereits erwähnte Steuereinrichtung 33 gesteuert werden.

An dem Drehkopf 40 ist ein Stirnblock 47 angebracht, an dem zwei Paare von Parallelführungsstangen 48, 48′ und 49, 49′ angelenkt sind. Die Parallelführungsstangen 48, 48′ und 49, 49′ enden an einem Endblock 50. Die Auf- und Abverstellung des Endblocks 50 gegenüber dem Stirnblock 47 erfolgt über einen elektrisch betriebenen Gewindestangen- Trieb 51, der extern an den Lagerpunkten 46 und 46′ zu der Konfiguration der Parallelführungsstangen montiert ist. Durch Herein- und Herausbewegen der Gewindestange 52 wird der Endblock 50 genau in der vertikalen Ebene unter Einhaltung der Ausrichtung gegenüber dem Zentralchassis 3 geschwenkt, wie aus den beiden in Fig. 2 dargestellten Schwenkstellungen ersichtlich ist. An der Unterseite des Endblocks 50 ist ein Elektromotor 53 angeflanscht, dessen Abtriebsachse 53′ mit einem Gehäuse 54 verbunden ist, das wiederum über ein Lager 54′ mit dem aus einer Düse 55 und einem Schlauchübergang 56 bestehenden Strahlkopf 35 verbunden ist. In der unteren, horizontal liegenden Gehäusewand 56 sind zwei Näherungsfühler 58, 59 nach unten gerichtet eingebaut, die auf einer Linie quer zur Fahrtrichtung liegen. Benachbart zu den Näherungsfühlern 58, 59 sind noch zwei Gummifüße 60 als Schutz gegen Aufschlagen installiert. Die Näherungsfühler 58, 59 geben ein Signal, sobald sich das vordere Ende des Manipulatorarmes der Wand unterhalb einer bestimmten, festgelegten Minimal-Entfernung nähert. In diesem Falle kann ein Schwenken oder Entfernen des Strahlkopfes 25 bewirkt werden.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Befahren von geschlossenen Kanälen, mit einem beweglichen Kopf, insbesondere zum körnigen Strahlen der Kanalinnenfläche, bei der der Kopf über einen verdrehbaren und/oder höhenverstellbaren Ausleger (Manipulatorarm 2) mit der Stirnseite eines Zentralchassis verbunden ist, das Teil eines Fahrwagens ist, der über oberhalb und unterhalb des Zentralchassis an Tragarmen angeordnete Räder verfügt, deren Abstand zur Mittelachse des Zentralchassis veränderbar ist, gekennzeichnet durch wenigstens ein in seiner Mitte am Zentralchassis (3) um eine Querachse gegenläufig pendelnd angebrachtes Tragarmpaar (6, 6′; 7, 7′), bei dem der Abstand der Räder (8, 8′; 9, 9′, 28, 28′; 29, 29′) zur Mittelachse des Zentralchassis (3) je Tragarmpaar gleich ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Tragarme (7, 7′) sich in unmittelbarer Nachbarschaft zur Anbringungsstelle des Strahlkopfes (bei 40) befindet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Tragarme (6, 7, 6′, 7′) mit Hilfe eines Kraftspeichers (16, 16′) in eine Lage maximaler Abspreizung in bezug auf das Zentralchassis (3) verdreht gehalten sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftspeicher eine Zylinderfeder (16, 16′) ist, einen Endes am Zentralchassis und anderen Endes am Träger angebracht ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Räder als Gleitschuh oder -klotz gestaltet ist.

6. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der unteren Räder (8, 9, 9′, 28, 29′) angetrieben ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle mit der Oberfläche in Kontakt kommenden Teile, insbesondere die Räder (8, 8′; 9, 9′; 28, 28′; 29, 29′) mit einer elastischen Masse abgedeckt sind.