DE4401433A1

DE4401433A1 - Anordnung zum Verbinden von flexiblen Kunststoffstangen

Info

Publication number: DE4401433A1
Application number: DE19944401433
Authority: DE
Inventors: Volkhard Lueken
Original assignee: RAK SYSTEM HORST KLUENDER GmbH
Current assignee: RAK SYSTEM HORST KLUENDER GmbH
Priority date: 1994-01-19
Filing date: 1994-01-19
Publication date: 1995-07-20
Anticipated expiration: 2014-01-20
Also published as: DE4401433C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Verbinden einer Folge von aus ummantelten flexiblen Kunststoff-Filamenten bestehenden Stangen, die an ihren jeweiligen Enden mit zueinander kompatiblen Kupplungselementen versehen sind.

Insbesondere in Abwasserkanälen und -rohren setzen sich im Laufe der Zeit zwangsläufig Schmutz und Schlamm ab, was für den freien Abwasserabfluß hinderlich ist. Dies führt teilweise dazu, daß die Abwasserkanäle und -rohre verstopfen, so daß eine Reinigung dieser Kanäle und Rohre erforderlich wird, um diese von Schmutz und Schlamm zu befreien.

Schwierigkeiten treten vor der Reinigung dadurch auf, daß die Verstopfungsstelle im Kanal- bzw. Rohrsystem von außen in der Regel nicht feststellbar und daher erst recht nicht zu inspizieren ist. Um diese Verstopfungsstelle jedoch zuverlässig orten zu können, wird ein Verfahren angewendet, bei dem ein Kamera- oder Fernsehkopf in das Kanal- bzw. Rohrsystem eingeschoben wird, der über ein entsprechendes zugehöriges Kabel die aufgenommenen Bilder an einen Monitor außerhalb des Kanal- bzw. Rohrsystems überträgt. Dadurch wird die Verstopfungsstelle sichtbar gemacht.

Der Kamera- oder Fernsehkopf wird dazu am vorderen Ende einer Folge von Stangen aus Kunststoffvollmaterial befestigt, die untereinander mittels einer Kupplungseinrichtung verbunden sind. Daher sind die Stangen zwangsläufig wenig flexibel. Diese Stangen zur Kanal- bzw. Rohrinspektion werden mit einem Gerät, ähnlich einem kleinen Panzerfahrzeug, das ferngesteuert wird, in das Kanal- bzw. Rohrsystem eingeführt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die Kunststoffstangen von einer entsprechend im Durchmesser sehr großen Trommel oder Haspel abgewickelt und in das Kanal- bzw. Rohrsystem eingeführt werden.

Von den Schiebestangen wird ein hohes Maß an Flexibilität erwartet, da diese Kanal- und Rohrbögen von teilweise 90°, oftmals sogar von 180°, überwinden müssen, um den Kamera- oder Fernsehkopf zum Inspektionsort zu führen. Manchmal müssen mehrere solcher unmittelbar aufeinanderfolgenden Kanal- und Rohrbögen überwunden werden.

Die erwähnte Kupplungseinrichtung besteht üblicherweise aus einem männlichen (aufzunehmenden) Kupplungsteil und einem weiblichen (Aufnahme-) Kupplungsteil aus Metall, die jeweils auf ein Ende einer Schiebestange aufgeklebt sind. Bei der Verbindung zweier Schiebestangen wird das männliche Kupplungselement in axialer Richtung in das weibliche Kupplungselement eingeschoben, wobei eine federnd gelagerte Rastnase das männliche Kupplungselement in eine entsprechende Vertiefung im weiblichen Kupplungselement einrastet.

Durch die Koppelung der Kupplungselemente in axialer Verbindungsrichtung verschmutzen die Kupplungselemente nach jeder Anwendung. Dadurch sind die Kupplungselemente schwer zu reinigen und verhindern den einwandfreien Gebrauch bei einer erneuten Anwendung, da sich der Schmutz im Inneren der Kupplungselemente absetzt und verkrustet. Schwierigkeiten bereitet das Lösen der Kupplungselemente voneinander, nämlich einerseits aufgrund der erwähnten Verschmutzung und andererseits dadurch, daß die Rastnase kaum erreichbar ist, um diese aus der Verrastung zu lösen. Die aus Vollkunststoff bestehenden Stangen neigen aufgrund der hohen Belastung beim Einsatz der Schiebestangen zum Reißen und Zersplittern, so daß diese nach kurzer Zeit unbrauchbar sind. Durch das Aufkleben der Kupplungselemente bilden sich zwangsläufig äußere Kanten und der Durchmesser im Kupplungsbereich wird erheblich erweitert. Dies führt zu Widerständen und Blockierungen in den Bögen der Rohre bzw. Kanäle beim Einführen und Handhaben der Schiebestangen durch die extrem hohe Schubkraft, der diese Schiebestangen ausgesetzt sind. Die hervorstehenden Ecken und Kanten und die Verdickung im Kupplungsbereich können weiterhin zu einer Beschädigung des mitgeführten Fernseh-Übertragungskabels führen und dadurch die beabsichtigte Kanalinspektion völlig verhindern.

Zur Reinigung von Abwasserkanälen und -rohren selbst wird üblicherweise eine Rohrreinigungsspirale verwendet, die mit einem Rohrreinigungsgerät, das manuell oder motorisch angetrieben wird, verbunden ist. Diese Rohrreinigungsspirale besteht aus hochqualitativem Stahl, der hohen Belastungen widerstehen kann und der widerstandsfähig gegen Korrosion und Schmutz ist.

Am vorderen Ende der Rohrreinigungsspirale ist ein Werkzeugkopf angebracht, der zur Reinigung des Abwasserrohres bzw. -kanales geeignet ist. Obwohl die Rohrreinigungsspirale eine Länge von mehreren Metern aufweist, kann deren Länge erheblich erweitert werden, indem eine Folge dieser Spiralen über eine Kupplungseinrichtung verbunden wird, die aus einem aufzunehmenden (männlichen) und einem dazu kompatiblen Aufnahme- (weiblichen) Kupplungselement besteht, die am jeweiligen Ende jeder Teilspirale angebracht sind. Die Kupplungselemente besitzen zu diesem Zweck jeweils ein Halsstück, das in den inneren Durchmesser der Rohrreinigungsspirale eingesetzt wird. Die Rohrreinigungsspirale weist eine enorme innere Federspannung auf, die das Halsstück derart kraft- und formschlüssig umgreift, daß keine zusätzliche Befestigung des Halsstückes des Kupplungselementes, beispielsweise durch Verschweißen oder Verstiften, erforderlich ist. Bei der Verbindung zweier Rohrreinigungsspiralen wird das aufzunehmende Kupplungselement seitlich in das Aufnahme-Kupplungselement eingesteckt. Zusätzlich ist am aufzunehmenden Kupplungselement ein federnd gelagertes Arretierungsteil vorgesehen, das in ein kompatibles Gegenstück im Aufnahme-Kupplungselement eingreift und mittels eines Spezialwerkzeuges wieder lösbar ist.

Durch das seitliche Einschieben des aufzunehmenden in das Aufnahme- Kupplungselement ist ein Verschmutzen der Kupplungseinrichtung ausgeschlossen. Eine Reinigung der Kupplungseinrichtung erübrigt sich daher von selbst. Durch diese Kupplungseinrichtung erfolgt eine leichte und einfache Verbindung der Rohrreinigungsspiralen, wobei die Verbindung durch die zusätzlichen Arretierungsmittel gesichert wird.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung zum Verbinden von flexiblen Kunststoffstangen zu schaffen, um diese leicht in ein Kanal- bzw. Rohrsystem einführen zu können und die für Geräte zur Rohr- und Kanalinspektion verwendet werden kann, um die Funktionseigenschaften und Handhabbarkeit dieser Geräte zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß

- die Enden der Stangen entmantelt sind;
- die Kupplungselemente jeweils ein die Enden der Stangen umschließendes Halsstück aufweisen, das mit einer axialen Bohrung versehen ist;
- die Kupplungselemente auf die jeweiligen entmantelten Enden der Stangen aufgesteckt sind, wobei zwischen dem entmantelten Ende der Stange und der axialen Bohrung im Halsstück ein Spezialkleber eingebracht ist;
- jedes Kupplungselement eine Entlüftungsöffnung aufweist, die mit der axialen Bohrung des Halsstückes in Verbindung steht;
- bei auf die Stange aufgesetztem Kupplungselement das Halsstück des Kupplungselementes radial zusammengepreßt ist;
- das eine Kupplungselement einer Stange mit dem kompatiblen Kupplungselement einer anderen Stange kraft- und formschlüssig verbunden ist, wobei das männliche Kupplungselement der einen Stange seitlich in das weibliche Kupplungselement der anderen Stange einsteckbar ist; und
- das männliche Kupplungselement an seinem vorderen Ende ein zusätzliches Arretierungsteil aufweist, das in ein kompatibles Gegenstück im weiblichen Kupplungselement eingreift.

An der Innenwand der axialen Bohrung im Halsstück des Kupplungselementes können Kerbungen angebracht sein, die vorzugsweise als Innengewinde ausgebildet sind.

Das Arretierungsteil im männlichen Kupplungselement kann ein axial federnd gelagerter Stift sein, der in eine entsprechende axiale Aufnahmebohrung des weiblichen Kupplungselementes eingreift.

Das weibliche Kupplungselement weist eine seitliche Öffnung auf, die mit der axialen Aufnahmebohrung verbunden ist, wobei in die seitliche Öffnung ein Werkzeug zum federnden Lösen des Stiftes des männlichen Kupplungselementes aus der axialen Aufnahmebohrung des weiblichen Kupplungselementes einsetzbar ist.

Die Kupplungselemente bestehen im wesentlichen aus einem korrosionsbeständigen metallischen Werkstoff hoher Festigkeit.

Die Erfindung ist weiterhin gekennzeichnet durch die Verwendung einer Kupplung einer Verbindungsanordnung zum Verbinden einer Folge von aus ummantelten flexiblen Kunststoff-Filamenten bestehenden Stangen, die an ihren jeweiligen Enden mit zueinander kompatiblen Kupplungselementen versehen sind, zum Einschieben in Rohre und Kanäle für Geräte zur Rohr- und Kanalinspektion mit den Merkmalen von wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6.

Die bisher verwendete Kupplungseinrichtung zum Verbinden von Stangen zur Rohr- bzw. Kanalinspektion war aus eingangs genannten Gründen nicht sicher und zuverlässig genug, um diese mehrfach zu Inspektionszwecken einsetzen zu können. Es war daher eine Kupplung zu finden, die aufgrund ihrer konstruktiven Gestaltung alle Nachteile der bekannten Kupplungseinrichtungen beseitigt. Es kommt dabei insbesondere darauf an, daß die Kupplung einer extremen Schubkraft ausgesetzt werden kann und eine hohe Gleitfähigkeit in Kanal- bzw. Rohrbögen von Abwasserkanalsystemen aufweist. Darüber hinaus soll eine Verschmutzung der Kupplung generell verhindert werden, um diese ohne zusätzliche Reinigung mehrfach verwenden zu können. Schließlich soll die Kupplung eine hohe Funktionssicherheit aufweisen.

Nach Durchführung einer Vielzahl von Testversuchen mit verschiedenen Kupplungseinrichtungen wurde nun auf die Kupplung für die Rohrreinigungsspirale zurückgegriffen, die derart verändert wurde, daß sie für Geräte zur Kanal- bzw. Rohrinspektion einsetzbar ist.

Zu diesem Zweck wurde das Halsstück an jedem Kupplungselement angebracht, das mit seiner Innenbohrung das entmantelte Ende der Schiebestange umgibt. Dadurch ergibt sich ein absatzloser fließender Übergang vom Außenumfang der jeweiligen Schiebestange zum Außenumfang des Halsstückes des Kupplungselementes, das aufgrund seiner konstruktiven Ausbildung nur unwesentlich radial erweitert ist. Gleichzeitig mit dem Aufschieben des Halsstückes des Kupplungselementes auf den entmantelten Bereich der Stange wird ein Spezialkleber eingebracht, der für eine feste Verbindung des Kupplungselementes mit der Stange sorgt. Die Verbindung wird weiterhin durch Kerbungen im Inneren der Halsstückbohrung des Kupplungselementes stabilisiert, insbesondere dann, wenn das Halsstück durch ein geeignetes Werkzeug oder eine Presse radial gegen die Außenfläche des entmantelten Bereichs der Stange zusammengedrückt wird. Diese Kombination von Kleber, Kerbung und Pressung führt zu einer dauerhaften zuverlässigen Verbindung des einzelnen Kupplungselementes mit der jeweiligen Schiebestange.

Die mit der Halsstückbohrung in Verbindung stehende Entlüftungsöffnung sorgt für ein Entweichen der Luft beim Einbringen des entmantelten Bereichs der Schiebestange in das Halsstück des Kupplungselementes.

Von besonderem Vorteil ist die seitliche Verbindbarkeit der beiden jeweils zueinander kompatiblen Kupplungselemente, da keinerlei Möglichkeiten zum Ansammeln von Schmutz und Schlamm vorhanden sind. Beim Ineinandergreifen der jeweiligen Kupplungshälften erfolgt eine Verrastung durch die zusätzlichen Arretierungsmittel, die Kupplungsverbindung funktionell zuverlässig sichern.

Zum Entkuppeln zweier verbundener Stangen wird in die seitliche Öffnung des weiblichen Kupplungselementes ein spezielles Werkzeug, das ein Dorn sein kann, eingesteckt, das das federnd gelagerte Arretierungsteil im männlichen Kupplungselement zurückdrückt und dadurch die beiden Kupplungselemente durch seitliches Voneinanderwegbewegen entkuppelt.

Durch diese Erfindung wird eine Verbindungsanordnung bereitgestellt, die eine spezielle Kupplungseinrichtung aufweist, die besonders geeignet ist, eine Folge von flexiblen Kunststoffstangen zum Einschieben in Rohre und Kanäle miteinander zu verbinden, die für Geräte zur Rohr- und Kanalinspektion verwendet werden.

An einem Ausführungsbeispiel wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher beschrieben. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 die erfindungsgemäße Anordnung im entkuppelten Zustand;

Fig. 2 die Anordnung gemäß Fig. 2 im verbundenen Zustand;

Fig. 3 das männliche Kupplungselement in Explosivdarstellung;

Fig. 4 das zum Kupplungselement gemäß Fig. 3 kompatible weibliche Kupplungselement, und

Fig. 5 eine entmantelte Stange zum Verbinden mit einem Kupplungselement.

In Fig. 1 sind ein weibliches Kupplungselement 1 und ein männliches Kupplungselement 3 dargestellt, die sich im entkuppelten Zustand befinden. Diese Kupplungselemente 1 und 3 sind in den Fig. 3 und 4 detaillierter dargestellt. Insofern wird im folgenden auf die Fig. 1 bis 4 Bezug genommen.

Die Kupplungselemente 1 und 3 sind zwangsläufig kompatibel zueinander ausgebildet und nehmen im verbundenen Zustand die in Fig. 2 gezeigte Form ein.

Das weibliche Kupplungselement 1 besitzt ein Halsstück 5 und das männliche Kupplungselement besitzt ein Halsstück 7.

Wie aus den Zeichnungen leicht ersichtlich ist, weist das männliche Kupplungselement eine Führungsform auf, die ihrer Pendant in der klauenförmigen Form des weiblichen Kupplungselementes 1 wiederfindet. Am vorderen Ende des männlichen Kupplungselementes ist in eine axiale Bohrung 9 eine Feder 11 und ein Arretierungsteil in Form eines Stiftes 13 eingesetzt. Der Stift 13 weist eine axiale Längsnut 15. Um den Stift 13 in der Bohrung 9 sicher zu halten, ist ein weiterer Stift 17, der in eine Bohrung 19 eingesetzt wird, die quer zur Längsrichtung der Bohrung 9 verläuft auf diese trifft. Dadurch greift der Stift 17 in die Längsnut 15 des Stiftes 13 ein, wobei der Arretierungsstift 13 über die Länge der Längsnut 15 axial verschiebbar und durch die Feder 11 federnd gelagert ist.

Als Gegenstück zum Arretierungsstift 13 ist im weiblichen Kupplungselement 1 eine axiale Aufnahmebohrung 21 vorgesehen.

Um das männliche Kupplungselement 3 mit dem weiblichen Kupplungselement 1 zu verbinden, wird das männliche Kupplungselement 3 seitlich mit seiner Führungsform, die gewissermaßen schwalbenschwanzförmig ausgebildet ist, in die klauenförmige Form des weiblichen Kupplungselementes 1 eingeschoben. Dabei wird der Arretierungsstift 13 gegen die Kraft der Feder 11 zurückgedrückt. Im verbundenen Zustand der Verbindungsanordnung drückt die Feder 11 den Arretierungsstift in die Aufnahmebohrung 21, so daß das männliche Kupplungselement 3 form- und kraftschlüssig mit dem weiblichen Kupplungselement 1 verbunden ist. Dieser verbundene Zustand ist in Fig. 2 dargestellt.

Wenn das männliche Kupplungselement 3 vom weiblichen Kupplungselement 1 getrennt und damit die Kupplungsvorrichtung gelöst werden soll, wie in Fig. 1 dargestellt, wird in eine seitlich des weiblichen Kupplungselementes 1 eingebrachte Öffnung 23 ein nicht dargestellter Bolzen oder irgendein anderes Spezialwerkzeug eingesteckt, das den Arretierungsstift 13 gegen den Widerstand der Feder 11 zurückdrückt, so daß das männliche Kupplungselement 3 seitwärts aus dem weiblichen Kupplungselement 1 herausgezogen werden kann.

Das Halsstück 5 des weiblichen Kupplungselementes 1 besitzt eine axiale Bohrung 25, die sich weiter hinein in das weibliche Kupplungselement 1 erstrecken kann. Das Halsstück 7 des männlichen Kupplungselementes weist ebenfalls eine identische axiale Bohrung auf, die jedoch in Fig. 3 nicht dargestellt ist. Beide Kupplungselemente 1 und 3 besitzen weiterhin jeweils eine Entlüftungsöffnung 27 und 29, die jeweils radial zur axialen Bohrung 25 verläuft und mit dieser verbunden ist. Darüber hinaus ist die Innenwand der axialen Bohrung 25 mit Kerbungen 31 versehen, die als Innengewinde ausgebildet sein können.

In Fig. 5 ist ein Teil einer flexiblen Kunststoffstange 33 dargestellt, die aus einem Kunststoff-Filament 35 besteht, das von einem Kunststoffmantel 37 umgeben ist. Eine solche Stange zum Einschieben in Rohre und Kanäle wird mit einem Kupplungselement 1 oder 3 an seinem einen Ende verbunden. Das andere Ende der Stange 33 wird mit dem jeweils anderen Kupplungselement in Verbindung gebracht. Zu diesem Zweck wird der zu verbindende Bereich 39 der Stange 33 vom Kunststoffmantel 37 befreit, wie dies bei elektrischen Kabeln üblich ist. Im entmantelten Bereich 39 liegt dadurch das Kunststoff-Filament 35 frei. Dieser entmantelte Bereich 39 der Stange 33 wird mit einem Spezialkleber versehen und in die axiale Bohrung 25 beispielsweise des weiblichen Kupplungselementes 1 eingeschoben. Da der Innendurchmesser der axialen Bohrung 25 etwa dem Außendurchmesser des Kunststoff-Filamentes 35 der Stange 33 entspricht, entweicht die beim Einschieben der Stange 33 in das weibliche Kupplungselement 1 entweichende Luft über die Entlüftungsöffnung 27. Dadurch wird gesichert, daß sich beim Verbinden der Stange 33 mit dem Kupplungselement 1 kein Luftpolster bildet.

Der Spezialkleber verbindet nun das entmantelte Kunststoff-Filament 35 der Stange 33 mit der Innenwand der axialen Bohrung 25 des Kupplungselementes 1. Bereits dadurch wird eine relativ sichere und stabile Verbindung aufgebaut. Zusätzlich wird, wie durch die stärkeren Pfeile in den Fig. 1, 2 und 5 angedeutet, ein hoher Anpreßdruck durch ein geeignetes Werkzeug auf das Halsstück des weiblichen Kupplungselementes 1 ausgeübt, so daß die Kerbungen 31 auf das entmantelte Kunststoff-Filament 35 der Stange 33 drücken und diesen Bereich kraftvoll zusammenpressen. Die Stabilität der Verbindung wird dadurch enorm erhöht.

Die mit den Kupplungselementen 1 bzw. 3 versehenen Schiebestangen 33 können nun durch das Verbinden einer Folge dieser Stangen 33 zu einer Schiebestange beliebiger Länge ausgebildet werden, die durch die verwendete Kupplungsanordnung fest und stabil und dennoch flexibel ist. Das vordere Ende einer Folge solcher Schiebestangen 33 kann auf die gleiche Art mit einem Fernseh- bzw. Kamerakopf verbunden werden, um die Schiebestange in ein Abwasserrohr- bzw. Abwasserkanalsystem einzuführen, um dieses zu inspizieren. Das andere Ende der Folge von Schiebestangen 33 wird zweckmäßigerweise mit einem Inspektionsgerät verbunden.

Claims

1. Anordnung zum Verbinden einer Folge von aus ummantelten flexiblen Kunststoff-Filamenten bestehenden Stangen, die an ihren jeweiligen Enden mit zueinander kompatiblen Kupplungselementen versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenwand der axialen Bohrung im Halsstück des Kupplungselementes Kerbungen angebracht sind.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerbungen als Innengewinde ausgebildet sind.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Arretierungsteil im männlichen Kupplungselement ein axial federnd gelagerter Stift ist, der in eine entsprechende axiale Aufnahmebohrung des weiblichen Kupplungselementes eingreift.

5. Anordnung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das weibliche Kupplungselement eine seitliche Öffnung aufweist, die mit der axialen Aufnahmebohrung verbunden ist, wobei in die seitliche Öffnung ein Werkzeug zum federnden Lösen des Stiftes des männlichen Kupplungselementes aus der axialen Aufnahmebohrung des weiblichen Kupplungselementes einsetzbar ist.

6. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungselemente im wesentlichen aus einem korrosionsbeständigen metallischen Werkstoff hoher Festigkeit bestehen.

7. Verwendung einer Kupplung einer Verbindungsanordnung zum Verbinden einer Folge von aus ummantelten flexiblen Kunststoff-Filamenten bestehenden Stangen, die an ihren jeweiligen Enden mit zueinander kompatiblen Kupplungselementen versehen sind, zum Einschieben in Rohre und Kanäle für Geräte zur Rohr- und Kanalinspektion mit der Maßgabe, daß

- die Enden der Stangen entmantelt sind;
- die Kupplungselemente jeweils ein die Enden der Stangen umschließendes Halsstück aufweisen, das mit einer axialen Bohrung versehen ist;
- die Kupplungselemente auf die jeweiligen entmantelten Enden der Stangen aufgesteckt sind, wobei zwischen dem entmantelten Ende der Stange und der axialen Bohrung im Halsstück ein Spezialkleber eingebracht ist;
- jedes Kupplungselement eine Entlüftungsöffnung aufweist, die mit der axialen Bohrung des Halsstückes in Verbindung steht;
- bei auf die Stange aufgesetztem Kupplungselement der Hals des Kupplungselementes radial zusammengepreßt ist;
- das eine Kupplungselement einer Stange mit dem kompatiblen Kupplungselement einer anderen Stange kraft- und formschlüssig verbunden ist, wobei das männliche Kupplungselement der einen Stange seitlich in das weibliche Kupplungselement der anderen Stange einsteckbar ist; und
- das männliche Kupplungselement an seinem vorderen Ende ein zusätzliches Arretierungsteil aufweist, das in ein kompatibles Gegenstück im weiblichen Kupplungselement eingreift.

8. Verwendung einer Kupplung einer Verbindungsanordnung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch die Merkmale von mindestens einem der Ansprüche 2 bis 6.