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Die
Erfindung betrifft eine Kanalsanierungsvorrichtung mit einem aus
zumindest einem Wagen bestehenden Zug, der durch eine zu sanierende Rohrleitung
bewegbar ist, wobei der Wagen eine Tragvorrichtung aufweist, auf
der zumindest eine Lichtquelle angeordnet ist und die zwei axial
voneinander beabstandete Fahrwerke trägt, wobei jedes Fahrwerk mehrere über den
Umfang vereilt angeordnete, schwenkbare Halter aufweist, die jeweils
zumindest ein Rad drehbar lagern, und wobei die Halter eines Fahrwerks
mittels einer Antriebsvorrichtung gemeinsam radial ausschwenkbar
und an eine Innenwandung der Rohrleitung anlegbar sind.
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In
den meisten Städten
dieser Welt ist unterirdisch ein enges Netz von Kanalisations- oder
sonstigen Rohrleitungen verlegt, in denen üblicherweise Frischwasser und
Abwasser gefördert
werden. Nach einer gewissen Lebensdauer ist die Kanalisation sanierungsbedürftig, was
bedeuten kann, dass die Rohrleitung ausgegraben, entnommen und durch eine
neue Rohrleitung ersetzt wird. Dieses Vorgehen ist jedoch sehr zeit-
und kostenaufwendig und findet heutzutage nur noch im Ausnahmefall
Anwendung.
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Seit
einiger Zeit sind sogenannte Kanalsanierungsroboter bekannt, die
ferngesteuert sind und neben einer Kamera auch Werkzeuge tragen,
mit denen kleinere Risse und sonstige Leckagestellen in der Rohrleitung
verschlossen werden können.
Dieses Vorgehen macht jedoch nur dann Sinn, wenn die Schäden in der
Rohrleitung relativ gering und die einzelnen Risse und Leckagestellen
klein sind.
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Eine
vollständige
Sanierung einer Rohrleitung, ohne diese ausgraben zu müssen, besteht
in der Möglichkeit
des Einziehens eines sognannten Inliners, d. h. eines Kunststoffschlauches
mit relativ dicker Wandstärke,
der von innen gegen die Innenwandung des Rohres gespannt wird und
dann ausgehärtet
wird, so dass er praktisch ein Rohr-im-Rohr bildet. Die Aushärtung erfolgt
durch Bestrahlung mit Infrarot-Licht
(IR-Licht) oder ultraviolettem Licht (UV-Licht), indem eine oder
mehrere IR- oder UV-Lampen durch den aufgeweiteten, jedoch noch nicht
ausgehärteten
Schlauch hindurchbewegt werden. Im folgenden soll beispielhaft von
UV-Licht ausgegangen
werden. Zur Bewegung der UV-Lampen wird ein sogenannter Zug verwendet,
der aus einem oder mehreren Wagen bestehen kann, und entweder mit
eigenem Antrieb oder üblicherweise
mittels eines Zugseils durch den Schlauch gezogen wird. Der Wagen
besitzt eine Tragvorrichtung, auf der zumindest eine Lichtquelle
in Form der UV-Lampe angeordnet ist. Um das Kunststoff-Mater-ial
des aufgeweiteten Schlauches möglichst
gleichmäßig auszuhärten, ist es
notwendig, alle Bereiche des Schlauches gleichmäßig mit UV-Licht zu bestrahlen.
Dabei muss jedoch darauf geachtet werden, dass kein Bereich des Schlauches
einer übermäßig starken
und/oder übermäßig langen
Bestrahlung mit UV-Licht ausgesetzt ist, da es dann zu örtlichen Überhitzungen
des Kunst stoff-Materials und Verbrennungen kommen kann. Es ist deshalb
notwendig, die UV-Lampen möglichst zentral
durch den aufgeweitete Schlauch zu führen. Zu diesem Zweck ist vorgesehen,
dass jeder Wagen zumindest zwei Fahrwerke, nämlich ein vorderes Fahrwerk
und ein hinteres Fahrwerk aufweist. Jedes Fahrwerk besitzt mehrere über den
Umfang verteilte schwenkbare Halter, die jeweils zumindest ein Rad drehbar
lagern. Jedem Fahrwerk ist eine eigne pneumatische oder hydraulische
Antriebsvorrichtung zugeordnet, mit der die Halter eines Fahrwerks
gemeinsam radial (bezogen auf die Längsrichtung der Rohrleitung
oder des Schlauches) ausgeschwenkt werden können, wobei die Schwenkbewegung
der einzelnen Halters eines Fahrwerks miteinander gekoppelt und
synchronisiert ist. Das Ausschwenken oder Aufspreizen des Fahrwerks
erfolgt solange, bis die an den Haltern angebrachten Räder nahe
der Innenwandung des Schlauches angeordnet sind oder sich an diese
anlegen, wodurch sichergestellt ist, dass der Wagen im zentralen
Bereich des Schlauches und der Rohrleitung angeordnet ist. In diesem
Zustand wird der Wagen bzw. der Zug, der einen oder mehrere Wagen
aufweist, durch den Schlauch und die Rohrleitung gezogen, wobei
das Kunststoff-Material des Schlauches mit UV-Licht bestrahlt und
dadurch ausgehärtet
wird. Am Ende des Schlauches werden die Antriebsvorrichtungen der
Fahrwerke aktiviert, wodurch die Halter wieder eingezogen werden.
In diesem Zustand kann der Wagen oder der Zug aus dem Schlauch entnommen
werden.
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Zum
Aufblähen
und Spannen des Inliners wird am Anfang und Ende des Inliners eine
Druckschleuse (Packer) benötigt.
In der Regel entspricht der Durchmesser der Druckschleuse dem Durchmesser
des Inliners, um den Wagen in den Inliner einschleusen zu können. Gerade
bei großen
Inlinern/Packern ist die Montage dieser Druckschleuse sehr aufwendig.
Durch das Spreizen des Fahrwerks erst im Inliner, also nach der
Druckschleuse, ist es möglich,
eine kleine Druckschleuse mit einem großen Inliner zu kombinieren.
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Bei
der vorbekannten Kanalsanierungsvorrichtung besitzt jedes Fahrwerk
eine eigene Antriebsvorrichtung. Dies führt zu einem konstruktiv aufwendigen
und teuren Aufbau und bringt gleichzeitig den Nachteil mit sich,
dass jeder Wagen ein relativ hohes Gewicht besitzt. Desweiteren
ist bei der bekannten Ausgestaltung der Nachteil gegeben, dass ein
zusätzlicher
konstruktiver Aufwand notwendig ist um die Bewegung der beiden Fahrwerke
aufeinander abzustimmen, damit sichergestellt ist, dass der Wagen auch
in korrekter axialer Ausrichtung in dem Schlauch sitzt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kanalsanierungsvorrichtung
der genannten Art zu schaffen, bei der in konstruktiv einfacher
Weise eine exakt aufeinander abgestimmte Ausschwenk- und Einzugsbewegung
der Halter der Fahrwerke gewährleistet
ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Kanalsanierungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird von der
Grundüberlegung
ausgegangen, für
die beiden Fahrwerke des Wagens nur eine einzelne, gemeinsame Antriebsvorrichtung
vorzusehen und die Ausschwenk- und
Einzugsbewegung der Fahrwerke in mechanischer Weise miteinander
zu koppeln und zu synchronisieren. Zu diesem Zweck ist die Tragvorrichtung
des Wagens mehrteilig aufgebaut und besitzt ein 1. Tragteil und
ein 2. Tragteil, wobei die beiden Tragteile mittels der Antriebsvorrichtung
relativ zueinander verstellbar sind. Das 1. Tragteil umfasst ein
1. Grundteil, an dem das 1. Fahrwerk gelagert ist, sowie eine 1.
Steuerfläche.
Das 2. Tragteil umfasst in entsprechender Weise ein 2. Grundteil,
an dem das 2. Fahrwerk gelagert ist, und eine 2. Steuerfläche. Wenn
die beiden Tragteile mittels der Antriebsvorrichtung relativ zueinander
verstellt werden, wirkt die 1. Steuerfläche des 1. Tragteils auf das
am 2. Grundteil des 2. Tragteils gelagerte 2. Fahrwerk ein und gleichzeitig
wirkt die 2. Steuerfläche
des 2. Tragteils auf das am 1. Grundteil des 1. Tragteils gelagerte
1. Fahrwerk ein. Aufgrund der Steuerflächen werden die schwenkbaren
Halter der Fahrwerke in synchronisierter Bewegung radial ausgeschwenkt.
Die Rückstellbewegung
kann ebenfalls über
die Steuerflächen, über die
auf die Steuerflächen
wirkende Gewichtskraft des Wagens oder über eine in die eingezogene
Stellung wirkende Rückstellkraft
beispielsweise mittels einer Rückstellfeder
erfolgen.
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Mit
der genannten Ausgestaltung ist erreicht, dass einerseits nur eine
einzelne Antriebsvorrichtung für
die beiden Fahrwerke des Wagens notwendig ist und andererseits die
Ausschwenk- und Einzugsbewegungen der Fahrwerke miteinander gekoppelt
und synchronisiert sind.
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Wenn
der Zug aus mehreren Wagen besteht, können nicht nur die Fahrwerke
jedes einzelnen Wagens miteinander in genannter Weise synchronisiert sein,
sondern es ist auch möglich,
die Fahrwerke mehrerer Wagen miteinander zu synchronisieren und mittels
einer gemeinsamen Antriebsvorrichtung anzutreiben.
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In
bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, das jedes
Tragteil ein im Abstand zum Grundteil angeordnetes Steuerteil aufweist,
an dem die jeweilige Steuerfläche ausgebildet
ist. Das Steuerteil kann beispielsweise platten- oder tellerförmig ausgebildet
sein und in seinem Umfangsbereich die Steuerfläche tragen, die entweder vollständig umläuft oder
von einzelnen diskreten Steuervorsprüngen oder -nocken gebildet
ist. Die einzelnen Steuervorsprünge
oder -nocken können
unterschiedlich ausgebildet sein, um die Spreizbewegung des Fahrwerks
an nicht-kreisrunde Rohre anpassen zu können.
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In
bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, die beide
Tragteile einen zumindest annähernd
gleichen Aufbau besitzen und in entgegengesetzter axialer Orientierung
ausgerichtet sind. Wenn jedes Tragteil ein Grundteil und ein im
Abstand dazu angeordnetes Steuerteil aufweist, kann bei umgekehrter
Orientierung der Tragteile vorgesehen sein, dass das 1. Steuerteil
des 1. Tragteils innerhalb des 2. Grundteils des 2. Tragteils angeordnet
ist. Entsprechend kann das 2. Steuerteil des 2. Tragteils innerhalb
des 1. Grundteils des 1. Tragteils angeordnet sein. Dies führt dazu,
dass ein sehr kompakter, Platz sparender Aufbau erreicht ist.
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Jeder
Wagen der Kanalsanierungsvorrichtungen trägt zumindest eine Lichtquelle.
Um über
den Umfang eine möglichst
gleichmäßige Bestrahlung mit
UV-Licht zu erreichen, sollten an jedem Wagen mehrere Lichtquellen
angeordnet sein. In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist
vorgesehen, dass jedes Tragteil zumindest eine Lichtquelle trägt.
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Die
Halter eines Fahrwerks sind vorzugsweise im Außenbereich des Grundteils des
jeweiligen Tragteils schwenkbar gelagert. Jeder Halter kann beispielsweise
im wesentlichen L-förmig
ausgebildet sein und einen längeren,
nach außen gerichteten Schenkel
und einen kürzeren,
nach innen gerichteten Schenkel besitzen. An dem längeren Schenkel
der L-Form ist das
zumindest eine Rad angeordnet. Der innere kürzere Schenkel tritt mit der
jeweiligen Steuerfläche
in Anlage und wird durch diese verschwenkt, wodurch es zu einer
Verschwenkung des längeren Schenkels
kommt, bis die gewünschte
Schwenkstellung erreicht ist oder der mögliche Schwenkbereich vollständig ausgenutzt
ist oder die an den längeren Schenkeln
befestigten Räder
sich an der Innenwandung des Schlauchs oder der Rohrleitung anlegen.
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Jeder
Halter trägt
zumindest ein Rad. In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung kann
vorgesehen sein, dass jeder Halter zwei in Längsrichtung des Halters voneinander
beabstandete Räder
trägt. Dies
ermöglicht
das Rollen des Wagens im voll eingefahrenen Zustand auf einer ebenen
Fläche.
Die Halter können
bis zu einem Bereich von ca. 10° nach innen
geschwenkt werden. Dies ermöglicht
ein leichteres Einführen
des Wagens in den Inliner. In diesem Zustand ist das äußere Rad
nicht mehr die Störkontur.
In diesem Zustand ermöglicht
das innere Rad ein Rollen des Wagens auf der Straße.
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Für die gegenseitige
Verstellung der beiden Tragteile, die zu der Ausschwenkbewegung
der Halter und somit der Fahrwerke führt, kann eine Spannfeder oder
in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ein Spindeltrieb vorgesehen
sein. Der Spindeltrieb kann manuell oder vorzugsweise auch motorisch
angetrieben sein, wofür
beispielsweise ein Elektromotor, ein Servomotor oder auch ein Hydraulikmotor
verwendet werden kann. In einer möglichen Ausgestaltung kann
vorgesehen sein, dass die beiden Tragteile über eine Gewindespindel miteinander verbunden
sind, wobei bei Drehung der Ge windespindel eine relative Verstellung
der beiden Tragteile auftritt.
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Weitere
Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich. Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung der beiden Tragteile im auseinander gebauten
Zustand,
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2 eine
schematische, teilweise geschnitten dargestellte Seitenansicht der
beiden Tragteile im zusammengebauten Zustand,
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3 eine
perspektivische Ansicht der Kanalsanierungsvorrichtung und
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4 einen
aus zwei miteinander gekoppelten Wagen bestehenden Zug.
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Die 3 zeigt
in perspektivischer Darstellung einen Wagen 10 einer Kanalsanierungsvorrichtung,
mit einem vorderen 1. Fahrwerk 14 und einem hinteren 2.
Fahrwerk 21, wobei die Fahrwerke im ausgeschwenkten, aufgespreizten
Zustand dargestellt sind. Ein entsprechender Wagen 10 kann
mit weiteren gleichartigen Wagen 10 zu einem Zug zusammengekoppelt
werden (siehe 4), wobei dieser Zug dann durch
eine zu sanierende Rohrleitung bzw. einen darin bereits befindlichen,
aufgeweiteten Schlauch hindurchbewegt und insbesondere hindurch
gezogen wird. Der grundsätzlich
Aufbau des Wagens 10 wird im Folgenden anhand der schematischen
Darstellungen in den 1 und 2 im Einzelnen
erläutert.
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Der
Wagen 10 besitzt eine Tragvorrichtung 11, die
von zwei Tragteilen, nämlich
einem 1. Tragteil 12a und einem 2. Tragteil 12b gebildet
ist. Das 1. Tragteil 12a besitzt ein napfförmiges 1.
Grundteil 13, an dessen vorderen, gemäß 1 linken
Ende das 1. Fahrwerk 14 angebracht ist. Das 1. Fahrwerk 14 besteht
aus mehreren hebelartigen Haltern 15, die gleichmäßig über den
Umfang des 1. Grundteils verteilt und mit ihrem einen Endbereich
schwenkbar am Grundteil 13 gelagert sind. Wie 2 zeigt,
besitzt jeder Halter 15 eine im wesentlichen L-förmige Gestalt
mit einem längeren
Schenkel 15a, an dessen vorderem freien Ende ein 1. Rad 26 und
in dessen mittleren Bereich ein 2. Rad 27 drehbar gelagert
ist. An seinem hinteren Ende geht der längere Schenkel 15a in
einen kürzeren
Schenkel 15b über,
wobei der Halter 15 im Bereich dieses Übergangs schwenkbar am 1. Grundteil
gelagert ist. Der kürzere
Schenkel 15b liegt im Bereich des Innenraums des 1. Grundteils 13 und
trägt an
seinem freien Ende eine Rolle 32. Durch Aufbringung einer
axial gerichteten Kraft auf die Rolle 32 und somit den
kürzeren
Schenkel 15b des Halters 15 kann dieser um sein
Schwenklager am 1. Grundteil 1 geschwenkt werden, wodurch der
längere
Schenkel 15a mit den daran gelagerten Rädern 26 und 27 in
radialer Richtung nach außen geschwenkt
wird, wie es in 2 durch die Pfeile D angedeutet
ist.
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In
diesem Zusammenhang und auch im sonstigen Text bedeutet der Begriff ”axial” in Längsrichtung
des Wagens 10, was auch der Längsrichtung der nicht dargestellten,
zu sanierenden Rohrleitung entspricht, während der Begriff ”radial” eine Richtung
senkrecht dazu bezeichnet.
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In
axialer Richtung versetzt zum 1. Grundteil 13 ist ein plattenförmiges 1.
Steuerteil 18 angeordnet, das mit dem Grundteil über mehrere, über den
Umfang verteilte Verbindungsstäbe 17 verbunden
ist. In dem Zwischenraum zwischen dem 1. Grundteil 13 und
dem 1. Steuerteil 18 ist eine 1. Lichtquelle 16 angeordnet,
die auf dem 1. Grundteil 13 sitzt.
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Am
Umfangsrand des 1. Steuerteils 18 ist eine 1. Steuerfläche 19 ausgebildet,
deren Funktion später
erläutert
wird.
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Das
2. Tragteil 12b ist dem 1. Tragteil 12a gleichartig
ausgebildet, d. h. es besitzt ein 2. Grundteil 20, an dem
in gleichartiger Weise die hebelartigen Halter 15 des 2.
Fahrwerks 21 schwenkbar gelagert sind. Mit axialem Abstand
zum 2. Grundteil 20 ist ein plattenförmiges 2. Steuerteil 24 angeordnet,
das eine außenseitige
2. Steuerfläche 25 besitzt.
Im Unterschied zum 1. Tragteil 12a ist das 2. Steuerteil 24 über einen
einzigen, zentral angeordneten Verbindungsstab 23 mit dem
2. Grundteil 20 verbunden. Auf dem 2. Grundteil 20 sitzt
eine 2. Lichtquelle 28 in genannter Weise.
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Im
dargestellten Ausführungsbeispiel
ist auf jedem Grundteil 13 bzw. 20 jeweils nur
eine Lichtquelle 16 bzw. 28 vorgesehen, jedoch
können
auch zwei oder mehr Lichtquellen pro Tragteil 12a bzw. 12b vorgesehen
sein.
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Wie
die 1 und 2 zeigen, sind die beiden Tragteile 12a, 12b in
umgekehrter Ausrichtung angeordnet und durchdringen sich im montierten
Zustand gemäß 2,
d. h. das 1. Steuerteil 18 ist innerhalb des 2. Grundteils 20 angeordnet,
während
das 2. Steuerteil 24 innerhalb des 1. Grundteils 13 angeordnet
ist. Die beiden Tragteile 12a und 12b sind axial
relativ zueinander verschieblich, so dass das jeweilige Steuerteil 18 bzw. 24 relativ
zu dem es umgebenden Grundteil 13 bzw. 20 eine
Bewegung ausführt.
Während
dieser Bewegung stößt jedes Steuerteil 18 bzw. 24 mit
seiner Steuerfläche 19 bzw. 25 an
die kürzeren
Arme 15b bzw. die dort gehaltenen Rollen 32 der
benachbart angeordneten Halter 15 an, wodurch die Halter 15 relativ
zum Grundteil schwenken, bis die an den Haltern angebrachten Räder 26 sich
gegen die Innenwandung der umgebenden Rohrleitung bzw. des innerhalb
der Rohrleitung aufgeweiteten Kunststoff-Schlauches anlegen.
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Da
die Schwenkung der Halter 15 und somit die Spreizung der
Fahrwerke 14 und 21 allein aus der Relativbewegung
zwischen den beiden Tragteilen 12a und 12b resultiert,
ist ein einzige Antriebsvorrichtung 29 ausreichend, die
diese Relativbewegung bewirkt.
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Wie 2 zeigt,
durchdringt der mittlere Verbindungsstab 23, der das 2.
Steuerteil 24 mit dem 2. Grundteil 20 verbindet,
das innerhalb des 2. Grundteils 20 angeordnete 1. Steuerteil 19 des
1. Tragteils 12 in verschieblicher Weise und ragt außenseitig
aus diesem hervor und in den Innenraum einer Gleitführungshülse 33 hinein,
die außenseitig
auf dem 2. Steuerteil 18 sitzt. Innerhalb der Gleitführungshülse 33 erstreckt
sich eine Gewindespindel 31, die in der Gleitführungshülle 33 drehbar,
jedoch unverschieblich gehalten ist und zusätzlich mit einem am Verbindungsstab 23 ausgebildeten
Gewinde 34 in Eingriff steht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
ist außenseitig
auf die Gewindespindel 31 ein motorischer Drehantrieb 30,
beispielsweise ein Elektromotor, aufgesetzt, jedoch kann der Drehantrieb
der Gewindespindel auch manuell erfolgen. Bei Drehung der Gewindespindel 31 tritt
eine relative Verstellung zwischen der Gleit führungshülse 33 und dem darin
verschieblich aufgenommenen Verbindungstab 23 auf, was
auch zu einer entsprechenden Relativverstellung der beiden Tragteile 12a und 12b führt, wodurch die
Fahrwerke ausgefahren bzw. aufgespreizt oder eingezogen werden können.
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Vor
dem Einsetzen in den Schlauch der Rohrleitung sind die Fahrwerke
eingezogen, d. h. nahe der Längsachse
angeordnet. Wenn dann der Drehantrieb aktiviert wird, erfahren die
beiden Tragteile 12a und 12b eine relative Verstellung,
wodurch die Fahrwerke in einer synchronisierten Bewegung soweit
ausgefahren werden, bis sich die äußeren Räder 26 an der Innenwandung
des Schlauches oder der Rohrleitung anlegen. Da die Ausfahrbewegung der
Fahrwerke synchron erfolgt, ist sichergestellt, dass sich der Wagen
und somit dessen Tragteile und insbesondere die darauf montierten
Lichtquellen im mittleren Abschnitt der Rohrleitung bzw. des Schlauches
befinden, so dass das Kunststoff-Material des Schlauches über den
gesamten Umfang eine gleichmäßige ausreichende
UV-Bestrahlung und somit Aushärtung
erfährt.