DE29604865U1

DE29604865U1 - Vorrichtung zur Innenuntersuchung von Rohren, mit einer Sonde

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Publication number: DE29604865U1
Application number: DE29604865U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-03-18
Filing date: 1996-03-18
Publication date: 1996-08-08
Anticipated expiration: 2006-03-19
Also published as: WO1997035230A1; EP1118040A1

Description

Vorrichtung zur Innenuntersuchung von Rohren,
mit einer Sonde

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Innenuntersuchung von Rohren, mit einer von einer Zugangsstelle in ein Rohr einbringbaren Sonde, wobei die Sonde an ihrer Vorderseite eine von der Zugangsstelle weg in das Rohr blickende Untersuchungskamera aufweist. Mit der Untersuchungskamera können die Innenwandung des Rohrs und ggf. in dem Rohr abgelagerte Gegenstände betrachtet werden. Damit ist die genaue Identifizierung von Schaden zur Einleitung geeigneter Gegenmaßnahmen möglich.

Eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art ist aus dem DE-GM 295 00 127.5 bekannt. Hier weist die Sonde an ihrer Rückseite in zwei einander beabstandet gegenüberliegenden Bereichen einen Anschluß für eine flexible Versorgungs- und Signalubertragungs-

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leitung und einen Anschluß für eine elastisch verformbare Schubstange auf. Dabei ist der Anschluß für die Schubstange radial nach außen abklappbar. Hiermit wird es möglich, die Sonde auch durch enge Bögen in einem Rohr hindurchzuschieben, das nur einen etwas größeren Innendurchmesser als die äußeren Abmessungen der Sonde aufweist. Das Hindurchschieben durch die engen Bögen gelingt jedoch nur, wenn das Klappgelenk des Anschlusses für die Schubstange an der Innenseite des Bogens angeordnet ist, so daß die Sonde um die Klappachse des Anschlusses abkippend den Bogen überwinden kann. Besonders kritisch sind hierbei die im Hausanschlußbereich geläufigen 87°-Bögen. Neben der korrekten Anordnung der Klappachse des Anschlusses für die Schubstange ist auch darauf zu achten, daß die Versorgungs- und Signalübertragungsleitung nicht um die Schubstange herumgewickelt ist und so das gewünschte Abkippen der Sonde um die Klappachse behindert. Beim Vorschieben der Sonde kann die Relativlage eines Leitungsbogens zu der Klappachse aus dem von der Untersuchungskamera aufgenommenen Bildern entnommen werden. Beim Zurückziehen der Sonde mit der Schubstange ist dies nicht möglich. Ob die Versorgungs- und Signalübertragungsleitung um die Schubstange herumgewickelt ist, kann mit der Untersuchungskamera überhaupt nicht festgestellt werden.

Bei einer anderen Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art weist die Sonde einen eigenen Antrieb und an ihrer Rückseite einen Anschluß für eine Versorgungs- und/oder Signalübertragungsleitung auf. Mit dem Antrieb ist die Sonde in dem Rohr verfahrbar. Dabei zieht sie* beim Vorfahren die Versorgungs- und/oder Signalübertragungsleitung in das Rohr hinein. Beim Zurückfahren muß zur Vermeidung von Kollisionen mit der Versorgungs- und/oder Signalübertragungsleitung diese von außen aus dem Rohr hinausgezogen werden. Hierfür ist bei der bekannten Vorrichtung eine Wickel trommeil mit einem Antrieb vorgesehen, dem eine aufwendige elektronische Steuerung zugeordnet ist. Die elektronische Steuerung betätigt die Wickeltrommel in Abhängig-

keit von der Geschwindigkeit der Sonde in dem Rohr. Dabei ist es ein Problem, daß es häufig zu einem Durchdrehen des Antriebs der Sonde in dem Rohr kommt und so auch die aufwendige elektronische Steuerung das Einziehen der Versorgungs- und/oder Signalübertragungsleitung aus dem Rohr in der richtigen Weise nicht gewährleisten kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art aufzuzeigen, die die bekannten Probleme der bekannten Vorrichtungen beim Zurückbewegen der Sonde aus dem Rohr vermeidet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Sonde an ihrer Rückseite eine zusätzliche, zu der Zugangsstelle hin in das Rohr blickende Orientierungskamera aufweist. Mit Hilfe der Orientierungskamera wird der Bereich des Rohrs sichtbar gemacht, der für das Zurückbewegen der Sonde aus dem Rohr von Bedeutung ist, d. h. der hinter der Rückseite der Sonde liegende Bereich des Rohrs. Die Orientierungskamera läßt Hindernisse jeglicher Art erkennen, wodurch es beim Zurückbewegen der Sonde möglich ist, diesen Hindernissen auszuweichen oder sie zu überwinden.

Vorzugsweise ist ein Monitor zur Darstellung der mit der Orientierungskamera aufgezeichneten Bilder in Echtzeit vorgesehen, damit die mit der Orientierungskamera gewonnenen Informationen sofort, d. h. direkt beim Zurückbewegen der Sonde aus dem Rohr, berücksichtigt werden können.

Ein Monitor zur Darstellung von Bildern in Echtzeit ist bei bekannten Vorrichtungen der eingangs beschriebenen Art in der Regel vorhanden, um die mit der Untersuchungskamera aufgezeichneten Bilder direkt zu überwachen. Bei der neuen Vorrichtung kann dieser bereits vorhandene Monitor zur wechselweisen Darstellung der mit der Untersuchungskamera und der Orientierungskamera aufgezeichneten Bilder vorgesehen sein.

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Die Orientierungskamera kann mit dem Monitor über ein separates Kabel zusätzlich zu den Verbindungen der Untersuchungskamera verbunden sein. Dies ist jedoch besonders aufwendig, wenn das von der Orientierungskamera kommende Videosignal ebenso wie dasjenige der Untersuchungskamera möglichst verlust- und störungsfrei mit einem Koaxialkabel zu dem Monitor übertragen werden soll. In diesem Fall ist es günstiger, wenn die Sonde nur über ein einziges Koaxialkabel mit dem Monitor in Verbindung steht und in der Sonde ein von außerhalb des Rohrs schaltbares Relais vorgesehen ist, das das Koaxialkabel wechselweise mit der Untersuchungskamera und der Orientierungskamera verbindet.

Unabhängig davon ist es bevorzugt, wenn sowohl die Untersuchungskamera als auch die Orientierungskamera zum kontinuierlichen Betrieb vorgesehen sind. Das heißt, die Orientierungskamera und die Untersuchungskamera sind beide ständig aktiv und geben ein Videosignal ab; es wird jedoch normalerweise immer nur ein Videosignal auf dem Monitor dargestellt.

Bei den Vorrichtungen der eingangs beschriebenen Art ist es üblich, daß der Untersuchungskamera Lichtquellen zur Ausleuchtung ihres Blickfelds zugeordnet sind. Das hiervon ausgehende Streulicht reicht nicht aus, um auch das Blickfeld der Orientierungskamera zuverlässig auszuleuchten. Von daher sind der Orientierungskamera zusätzliche Lichtquellen zuzuordnen.

Bei einer Sonde, die an ihrer Rückseite in zwei einander beabstandet gegenüberliegenden Bereichen einen Anschluß für eine flexible Versorgungs- und Signalübertragungsleitung und einen Anschluß für eine elastisch verformbare Schubstange aufweist, wobei der Anschluß für die Schubstange radial nach außen abklappbar ist, kann mit der Orientierungskamera die Relativlage der Klappachse des Anschlusses für die Schubstange zu einem Leitungsbogen ermittelt und festgestellt werden, ob die Versorgungs- und Signalübertragungsleitung um die Schubstange

herumgewickelt ist. Damit ist es möglich, eine solche Umwicklung aufzuheben und die Klappachse des Anschlusses für die Schubstange immer optimal zu dem jeweiligen Leitungsbogen auszurichten.

Bei einer Sonde, die einen eigenen Antrieb und an ihrer Rückseite einen Anschluß für eine Versorgungs- und/oder Signalübertragungsleitung aufweist, ist mit der Orientierungskamera zusätzlich zu etwaigen Hindernissen beim Zurückfahren der Sonde feststellbar, ob die Versorgungs- und/oder Signalübertragungsleitung mit der richtigen Geschwindigkeit aus dem Rohr herausgezogen wird, so daß einerseits Kollisionen mit der zurückfahrenden Sonde und andererseits Beschädigungen der Versorgungs- und/oder Signalübertragungsleitung verhindert werden können.

Besonders vorteilhaft kann durch die Überwachung des Herausziehens der Versorgungs- und/oder Signalübertragungsleitung aus dem Rohr auf eine elektronische Steuerung für den Antrieb einer Wickeltrommel verzichtet werden. Es reicht aus, wenn eine separate Wickeltrommel für die Versorgungs- und/oder Signalübertragungsleitung vorgesehen ist, die einen verstellbaren Antrieb aufweist. Der Antrieb wird in Abhängigkeit von den Bildern der Orientierungskamera eingestellt, die direkt anzeigen, ob die Versorgungs- und/oder Signalubertragungsleitung mit der korrekten Geschwindigkeit aus dem Rohr herausgezogen wird.

Mit der Orientierungskamera können natürlich auch zusätzliche Informationen über den Zustand der Innenwandung des Rohrs gewonnen werden. Hierfür ist die Orientierungskamera jedoch weder erforderlich noch vorgesehen. Sie hat vielmehr die konkrete und beschränkte Aufgabe, ein Zurückführen der Sonde aus dem Rohr zu erleichtern. Diese Aufgabe löst sie bereits mit deutlich geringerem technischen Aufwand, als er für die Untersuchungskamera zu betreiben ist, um auswertbare Bilder von der Rohrinnenwandung zu gewinnen., Mit einer Orientierungskamera, die

einen technisch einfacheren Aufbau aufweist als die Untersuchungskamera, können die zusätzlichen Kosten für die Orientierungskamera in engen Grenzen gehalten werden, ohne daß Abstriche bei den besonderen Vorteilen der neuen Vorrichtung gemacht werden müssen.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 die Sonde der Vorrichtung zur Innenuntersuchung von Rohren in einer Ansicht von oben,

Fig. 2 die Sonde gemäß Fig. 1 in einer Ansicht von hinten,

Fig. 3-5 verschiedene Relativpositionen der Sonde gemäß den Fig. 1 und 2 in einem Rohr mit einem 87°-Bogen,

Fig. 6 die Sonde einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung zur Innenuntersuchung von Rohren in einer Seitenansicht,

Fig. 7 die Sonde gemäß Fig. 6 in einer Rückansicht und

Fig. 8 die in einem Rohr angeordnete Sonde gemäß den Fig. 6 und 7 mit weiteren Bestandteilen der Vorrichtung.

Die in Fig. 1 dargestellte Sonde 1 weist ein Gehäuse 2 auf, an dem eine Untersuchungskamera 3 zwischen zwei übereinander angeordneten Armen 5 und 6 verschwenkbar gelagert ist. Die Untersuchungskamera 3 besitzt ein Objektiv 7, um das herum ein Kranz von Lichtquellen 8 angeordnet ist. Aufbau und Anordnung des Objektivs 7 und der Lichtquellen 8 im einzelnen sind aus Fig. 1 nicht entnehmbar. Durch Verschwenken der Kamera 3 um die Schwenkachse 4 ändert sich der Winkel zwischen dem Blickfeld der Kamera 3 und der Längsachse 9 der Sonde 1. Zur Energieversorgung

der Untersuchungskamera 3 und zur Signalübertragung eines Videosignals der Untersuchungskamera 3 weist die Sonde l an ihrer Rückseite einen Anschluß 10 für eine flexible Versorgungsund Signalübertragungsleitung Il auf. Der Anschluß 10 ist bezüglich der Längsachse 9 außermittig an der Rückseite der Sonde l angeordnet. Ihm gegenüberliegend ist ein Anschluß 12 vorgesehen, der zur Befestigung einer Schubstange an der Sonde 1 dient. Der Anschluß 12 ist in Richtung eines Pfeils 13 von der Längsachse 9 weg um eine Klappachse 14 abklappbar, bis er quer zu der Längsachse 9 ausgerichtet ist. Zwischen den Anschlüssen 10 und 12 ist in dem Gehäuse 2 eine zusätzliche Orientierungskamera 15 angeordnet, die wiederum ein Objektiv 16 und einen Kranz von Lichtquellen 17 umfaßt. Das Objektiv 16 ist wie das Objektiv 7 ein Weitwinkelobjektiv. Die Ausrichtung der Orientierungskamera 15 ist im Gegensatz zu der Ausrichtung der Untersuchungskamera 3 jedoch feststehend zur Längsachse 9. Ihre Blickrichtung verläuft dabei entgegengesetzt zu der mittleren Blickrichtung der Untersuchungskamera 3.

In der Rückansicht der Fig. 2 ist der Anschluß 12 für die Schubstange in seiner abgeklappten Stellung dargestellt. Aus Fig. 2 geht auch der Aufbau der Orientierungskamera 15 näher hervor. Um das zentrale Objektiv 16 ist der Kranz der Lichtquellen 17 ringförmig angeordnet, um das Blickfeld des Objektivs 16 möglichst gleichmäßig auszuleuchten.

Die Funktion der Orientierungskamera 15 für die Sonde 1 gemäß den Fig. 1 und 2 ist aus den Fig. 3 bis 5 entnehmbar. In diesen Figuren ist die Sonde 1 jeweils in einem Rohr 18 dargestellt, das einen 87°-Bogen 19 aufweist. Diesen 87°-Bogen 19 kann die Sonde 1 nur um die Klappachse 14 des Anschlusses 12 abkippend überwinden, wenn sie mit einer elastisch verformbaren Schubstange 2 0 in dem Rohr 18 vorgeschoben oder zurückgezogen wird. Dies ist in Fig. 3 dargestellt. Demgegenüber zeigt Fig. 4 einen Fall, in dem das weitere Zurückziehen der Sonde 1 mit der

Schubstange 20 durch die falsche Relativlage der Klappachse 14 zu dem 87°-Bogen 19 behindert wird. Auch in dem Fall der Fig. 5 kommt es zu Schwierigkeiten beim Zurückziehen der Sonde 1 über den 87°-Bogen 19; hier deshalb, weil die um die Schubstange 2 0 herumgewickelte Versorgungs- und Signalübertragungsleitung 11 das gewünschte Abkippen des Anschlusses 12 um die Klappachse 14 behindert. Beide Problemfälle sind mit der Orientierungskamera 15 erkennbar und damit vermeidbar. Dazu sind die mit der Orientierungskamera 14 aufgezeichneten Bilder vorzugsweise in Echtzeit auf einem hier nicht wiedergegebenen Monitor darzustellen und beim Zurückziehen der Sonde l mit der Schubstange 20 zu beobachten.

Die Sonde l gemäß Fig. 6 weist ebenfalls eine um eine Schwenkachse 4 zwischen zwei Tragarmen 5 und 6 verschwenkbare Untersuchungskamera 3 mit einem Objektiv 7 auf. Die Sonde 1 gemäß Fig. 6 ist jedoch nicht zum Verschieben mit einer Schubstange vorgesehen. Vielmehr weist sie einen Antrieb 21 auf, der ein Fahrwerk mit Rollen 22 und Raupenbändern 23 antreibt. Beim Vorwärtsfahren in einem Rohr zieht die Sonde 1 gemäß Fig. 6 die Versorgungs- und Signalübertragungsleitung 11 hinter sich in das Rohr hinein. Beim Zurückfahren muß die Versorgungsleitung Il so aus dem Rohr herausgezogen werden, daß es nicht zu Kollisionen mit der selbstfahrenden Sonde l kommt. Neben solchen Kollisionen kann es zum Zusammenstoß der Sonde 1 gemäß Fig. 6 mit rückwärtigen Hindernissen kommen. Um solche Hindernisse rechtzeitig zu erkennen und um das korrekte Zurückziehen der Versorgungs- und Signalübertragungsleitung 11 aus dem Rohr zu überwachen, ist an der Rückseite der Sonde 1 die aus Fig. 7 ersichtliche Orientierungskamera 15 mit dem Objektiv 16 und den Lichtquellen 17 vorgesehen.

Die Funktion dieser Anordnung zeigt Fig. 8. Die Versorgungs- und S ignalübert ragungs leitung wird beim Zurückziehen aus dem Rohr 18 auf eine Wickeltrommel 24 aufgewickelt. Dabei wird die Wickel-

trommel 24 von einem Antrieb 25 angetrieben. Die von der Orientierungskamera 15 aufgezeichneten Bilder werden auf einem Monitor 26 dargestellt. Anhand dieser Bilder wird eine Einstelleinrichtung 27 für die Geschwindigkeit des Antriebs 25 betätigt. Dabei kann auf eine aufwendige elektronische Steuerung, die den Antrieb 25 mit einer Einstelleinrichtung 28 für den Antrieb 21 der Sonde 1 abstimmt, verzichtet werden. Eine solche Abstimmung ist durch auftretendes Durchdrehen des Antriebs 21 und unterschiedliche Durchmesser der Wickeltrommel 24 grundsätzlich problematisch.

BEZCTGSZEICHENLISTE

1	Sonde
2	Gehäuse
3	Untersuchungskamera
4	Schwenkachse
5	Tragarm
6	Tragarm
7	Objektiv
8	Lichtquelle
9	Längsachse
10	Anschluß
11	Versorgungs- und Signalübertragungsleitung
12	Anschluß
13	Pfeil
14	Klappachse
15	Orientierungskamera
IS	Objektiv
17	Lichtquelle
18	Rohr
19	87°-Bogen
20	Schubstange
21	Antrieb
22	Rolle
23	Raupenbaiad
24	Wickeltrommel
25	Antrieb
26	Monitor
27	Einstelleinrichtung
28	Einstelleinrichtung
29	Zugangsstelle

Claims

SCHÜTZANSPRÜCHE ;

1. Vorrichtung zur Innenuntersuchung von Rohren mit einer von einer Zugangsstelle in ein Rohr einbringbaren Sonde, wobei die Sonde an ihrer Vorderseite eine von der Zugangsstelle weg in das Rohr blickende Untersuchungskamera aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (l) an ihrer Rückseite eine zusätzliche, zu der Zugangsstelle hin in das Rohr (18) blickende Orientierungskamera (15) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß ein Monitor (26) zur Darstellung der mit der Orientierungskamera (15) aufgezeichneten Bilder in Echtzeit vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Monitor (26) zur wechselweisen Darstellung der mit der Untersuchungskamera (3) und der Orientierungskamera (15) aufgezeichneten Bilder vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (1) über ■ ein Koaxialkabel mit dem Monitor (26) in Verbindung steht und daß in der Sonde (1) ein von außerhalb des Rohrs (18) schaltbares Relais vorgesehen ist, das das Koaxialkabel wechselweise mit der Untersuchungskamera (3) und der Orientierungskamera (15) verbindet.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Untersuchungskamera (3) als auch die Orientierungskamera (15) zum kontinuierlichen Betrieb vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Orientierungskamera (15) Lichtquellen (17) zur Ausleuchtung ihres Blickfelds zugeordnet sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche l bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (1) an ihrer Rückseite in zwei einander beabstandet gegenüberliegenden Bereichen einen Anschluß (10) für eine flexible Versorgungs- und Signalubertragungsleitung (11) und einen Anschluß (12) für eine elastisch verformbare Schubstange (20) aufweist, wobei der Anschluß (12) für die Schubstange (20) radial nach außen abklappbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (l) einen eigenen Antrieb (21) und an ihrer Rückseite einen Anschluß (10) für eine Versorgungs- und/oder Signalubertragungsleitung (11) aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß

eine separate Wickeltrommel (24) für die Versorgungs- und/oder Signalübertragungsleitung (11) vorgesehen ist, die einen verstellbaren Antrieb (25) aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Orientierungskamera (15) einen technisch einfacheren Aufbau aufweist als die Untersuchungskamera (3).