VORRICHTUNG ZUM AUSFÜLLEN UND VERLEIMEN VON VERTIEFUNGEN ALLER ART IN EINER NICHTBEGEHBAREN ROHRLEITUNG

Vorrichtung zum Ausfüllen und Verleimen von Vertiefungen aller Art in einer nichtbegehbaren Rohrleitung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausfüllen und

Verleimen von Vertiefungen aller Art in einer nichtbegehbaren Rohrleitung, mit einem ferngesteuerten Fahrzeug mit einer Spachteleinrichtung zum Aufbringen und Verstreichen des zum Ausfüllen und Verleimen verwendeten Materials sowie mit einer zum Auffinden der Vertiefungen dienenden Fernsehkamera. Die Vertiefungen sind Krater, Ausbrüche oder auch Risse; die letzteren müssen nicht nur ausgefüllt werden, sondern das Material soll auch die Risswände wieder belastbar verbinden, also verleimen.

Eine Vorrichtung, welche solche nichtbegehbare Rohrleitungen, dh solche von einem Durchmesser von 25 - 100 cm repariert, ist bereits aus der europäischen Patenschrift 0023 347 be¬ kannt geworden. Sie weist ausser einer Vorrichtung, welche Löcher in die schadhaften Stellen der Rohrleitung bohrt, um sie dann nachher zu verschliessen, auch noch eine Zusatzeinrichtung auf welche die an der Aussenseite des Rohres bereits verschlos¬ senen Bohrlöcher auch noch von innen her mit einer Spachtel¬ masse ausfüllt und diese glattstreicht, sodass die Rohrlei- tung wieder eine vollständig glatte Innenfläche, mindestens an der Reparaturstelle, aufweist. Die Zusatzeinrichtung kann jedoch auch allein betrieben werden, wenn die Vertie¬ fungen lediglich geringfügige Korrosionsstellen oder Aus¬ brüche sind, die mit einem blossen Auftrag von Spachtel- masse ausgebessert werden können. Bei jener Vorrichtung war jedoch der das Verschliessen der Löcher ausführende Teil, also die Spachteleinrichtung, ein Bestand¬ teil jener Vorrichtung, welche gleichzeitig auch noch die Bohr¬ einrichtung aufwies. Hauptsächlich aus konstruktiven Gründen waren daher die Zuleitungen für das Spachtelmaterial in der Vorrichtung fest eingebaut. Dies bedeutete, dass meist nach jeder ausgeführten Arbeit die Vorrichtung aus der Rohrleitung zurückgezogen werden musste, um an einer begehbaren Stelle der letzteren, dh unter einem vertikalen KontrollSchacht, von der rasch aushärtenden Spachtelmasse befreit und gereinigt zu werden. Dies hatte längere Stillsetzungen der Vorrichtung zur Folge, was eine rasche Durchführung der Ausbesserungsarbeiten verhinderte.

Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, die Vorrichtung, welche jetzt nur noch zum Ausfüllen der ausgebohrten, ausgefrästen oder lediglich schadhaften Stellen in der Rohrleitung dient (das Bohren der Löcher oder Ausfräsen der Risse in der Rohrleitung wird nun von einer besonderen Vorrichtung ausge¬ führt), so zu verbessern, dass sie nach Beendigung einer Arbeit nur noch kurzfristig bis zur Servicestelle in der Rohrleitung zurückgefahren, dort nur kurz gewartet werden muss und nach dieser Wartung sofort wieder einsatzbereit ist. Die Reinigungs- und übrigen Wartungsarbeiten können damit unabhängig vom Einsatz der Vorrichtung durchgeführt werden.

Eine solche Vorrichtung der eingangs erwähnten Art ist erfindungs- gemäss gekennzeichnet durch ein wegnehmbar auf dem Fahrzeug gelagertes, das Füllmaterial enthaltendes Rohr.

Zweckmässig ist das Rohr in einem durch einen Antrieb um seine Längsachse drehbaren Zyl nder gelagert und an diesem mittels Verriegelungen befestigt, während die Spachteleinrichtung auf dem Rohr angebracht und mit diesem über Verschlüsse verbunden ist.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung ist in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt; es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung,

Fig. 2 eine Aufsicht auf die Vorrichtung bei abgenom¬ menem Fahrantrieb und

Fig. 3 eine Stirnansicht der Vorrichtung mit der Spachtel¬ einrichtung.

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Die Vorrichtung weist ein Fahrzeug mit einer Grundplatte 1 auf. Diese trägt an ihrem einen Ende ein breites Stützlager 2, in der Mitte eine mittlere vertikale Lagerplatte 3 und am anderen Ende eine zweite oder Endplatte 4. Die Platten sind in geeigneter Weise an der Grundplatte befestigt. Ferner trägt die Grundplat¬ te 1 ein Gehäuse 5, anschliessend an die Lagerplatte 3. In diesem Gehäuse ist die Steuerelektronik für den gesamten Betrieb der Vorrichtung untergebracht.

Das Fahrzeug weist im weiteren auch an der Grundplatte 1 gelager¬ te Achsen für die Fortbewegungsmittel auf. Diese Fortbewegungs¬ mittel können Räder sein; im vorliegenden Ausführungsbeispiel bestehen sie aber aus zwei Raupenketten 6, je eine.auf jeder Seite der Vorrichtung. Jede Raupenkette läuft über zwei Umlenk- räder 7, 8, von denen wenigstens eines, besser jedoch beide, angetrieben sind,wobei dann die Räder 8 mittels Ketten 9 mit den eigentlichen Antriebsrädern 7 verbunden sind. Zwischen den beiden Umlenkrädern 7, 8 gleitet die Raupenkette 6 in einer oberen und einer unteren Nut einer Kettenführungsplatte 10. Die Breite dieser Platte und der Durchmesser der beiden Räder 7, 8 bestimmen den Abstand der Grundplatte 1 vom Boden der Rohr- leitung; die Räder 7, 8 können für andere Rohrleitungsdurchmesser durch solche mit anderem Durchmesser und dementsprechend die Kettenführungsplatten 10 durch solche anderer Breite ersetzt werden.

Der Antrieb der Achse der beiden Umlenkräder 7 erfolgt über erste Kettenräder 11, erste Ketten 12 und zweite Kettenräder 13, welche zwischen vorstehenden Rippen 14, 14a der Endplatte 4 gelagert sind. Auf der Aussenseite jeder äusseren Rippe 14a sitzt auf der Welle des Kettenrades 13 ein weiteres Kettenrad 15. Jedes dieser äusseren Räder 15 erhält seinen Antrieb über zweite und dritte Ketten 16, 17 mit dazwischengeschalteten Räderpaa¬ ren 18. Die Antriebskraft zum Fahren wird von Elektromotoren 19 aufgebracht. Wegen der beschränkten Platzverhältnisse sind vier Fahrmotoren 19 vorgesehen, von denen je zwei miteinander gekup¬ pelt sind und auf eine Antriebsseite des Fahrzeuges wirken. Die Fahrmotoren sind an einer Deckplatte 20 aufgehängt. Mit den verschiedenen Antriebsketten und Rädersätzen 11 - 13, 15 - 18 wird nicht nur die Wahl einer geeigneten Uebersetzung, die unter anderem von der Wahl des Durchmessers der Räder 7, 8 und der Kettenführungsplatte 10 beeinflusst wird, sondern auch eine leichte Wegnahme der auf die Platten 3, 4 aufgesetzten Deckplat¬ te 20 samt den Elektromotoren 19 ermöglicht, zwecks Freilegung der darunter befindlichen, noch zu beschreibenden Einrichtung.

An der Lagerplatte 3 ist ein Drehlager 21 angebracht. Es enthält ein Getriebe, das von zwei in der Längsrichtung der Vorrichtung angeordneten Elektromotoren 22 in nicht näher dargestellter Weise angetrieben wird. Auf seiner Achse befinden sich auf der andern Seite der Lagerplatte 3 eine Scheibe 23 und an ihr be¬ festigt ein Zylinder 24, der über einen Teil seiner Länge eine- Ausnehmung sowie an seinem einen Ende einen Flansch 25 aufweist. Die Ausnehmung umfasst den halben Umfang des Zylinders, sodass dieser dort eine Halbschale 26 bildet. Dieser Zylinder 24 ist drehbar im Stützlager 2 gelagert. Er dient zur Aufnahme eines Rohres 27. Dieses wird in den Zylinder 24 von der Seite seines Flansches 25 her soweit eingeschoben, bis es mit seinem Ende an der Scheibe 23 gegen eine in diese eingelegte ringförmige ^* Dichtung 28 anliegt. Zweckmässig wird noch eine ^" weitere Dich¬ tung 29 vorgesehen, welche das Rohr 27 an seinem Umfang abdichtet und sich im Zylinder 24 anschliessend an die Scheibe 23 befindet. In der eingeschobenen Lage wird das Rohr 27 von zwei Verriege¬ lungen 30 auf dem Rand der Halbschale 26 in seiner axialen Lage arretiert. Diese Verriegelungen sind deswegen nötig, weil das Rohr 27, das mit dem Spachtelmaterial angefüllt ist, einen frei beweglichen Kolben 31 mit zwei Dichtungsringen 32 enthält, der zum Ausstossen dieses Materials dient und mit Druckluft beauf¬ schlagt wird, die über eine Leitung 33 in den Zylinder 24 einge¬ führt ist. Diese Leitung führt aus einer Drehmuffe 34 heraus durch das Drehlager 21 und die Lagerplatte 3 hindurch in die Scheibe 23 hinein. Die Drehmuffe 34 hat den Zweck, die Luft aus einem fest an einem Anschlussblock 35, der an der Endplat¬ te 4 befestigt ist, angebrachten und daher ortsfesten Steuer¬ ventil 36 in die sich mit der Scheibe 23 und dem Rohr 27 ^* drehende Leitung 32 einzuleiten. An der Endplatte 4 ist ein flexibler Schlauch 37 angeschlossen. Dieser führt von einem nicht dargestellten Kompressor heran und enthält ausser der eigentlichen Druckluftleitung noch kon¬ zentrisch um diese herum angeordnete elektrische Kabel für die Stromversorgung der Motoren 19, 22, der Steuerelektronik im

Gehäuse 5 sowie für weitere Verbraucher. Der Kompressor selber befindet sich auf einem Servicefahrzeug, das oberhalb der zu reparierenden Rohrleitung unmittelbar neben einem zu dieser führenden vertikalen Schacht parkiert wird. Die Luft wird in einer Kupplung 38 abgezweigt und über eine separate Leitung 39 durch den Anschlussblock 35 in das Steuerventil 36 eingeführt.

Strom wird auch für eine Fernsehkamera 40 mit Lichtquelle be- nötigt. Diese ist am Flansch 25 des Zylinders 24 angebracht. Da der letztere mittels der Motoren 19 verdreht werden kann, schwenkt auch die Kamera 40 um seine Längsachse, die im übrigen genau mit der Achse der Rohrleitung zusammenfallen muss; auf dem Fernsehmonitor im Servicefahrzeug sieht man dann die zu reparierende Rohrleitung sich scheinbar um ihre Achse drehen.

Am Ende des Rohres 27 befindet sich die Spachteleinrichtung, - die gesamthaft mit 41 bezeichnet ist. Sie weist einen Rohrab- . schlussdeckel 42 auf, der auf das Ende des Rohres 27 aufgesezt wird und mittels Verschlüssen 43 an diesem befestigt ist. Der Rohrabschlussdeckel 42 trägt gemäss Fig. 3 zwei schräg gegen¬ einander verlaufende ortsfeste Führungen 44 für zwei Zahnstan¬ gen 45, 46. Die Zahnstangen stehen in ständigem Eingriff mit zwei Ritzeln 47, die über Wellen 48 von zwei in Längsrichtung des Rohres 27 angeordneten und am Flansch 25 angeschraubten Motoren 49 angetrieben werden. Beide Zahnstangen tragen an ihren Enden je ein Parallelogrammgelenk 50. Dasjenige der Zahnstange 45 trägt seinerseits eine Düse 51, die über einen biegsamen Schlauch 52 mit dem Innern des Rohres 27 in Verbindung steht. Das andere Gelenk an der Zahnstange 46 trägt einen elastischen Spachtel 53. Da die ganze Spachteleinrichtung 41 am Rohr 27 befestigt ist, dreht sie sich mit diesem ebenfalls um dessen Längsachse, wobei gleichzeitig die Motoren 49 eingeschaltet werden können, die dann die Düse 51 und den Spachtel 53 im we¬ sentlichen quer zur Längsachse des Rohres 27 aus- und einfahren. Wird dann noch das gesamte Fahrzeug vor- oder rückwärtsbewegt, ist es möglich, jedem beliebig in der Wand der Rohrleitung ver¬ laufenden Riss exakt zu folgen.

Während die Zahnstangen 45, 46 dazu dienen, die Spachtelein- richtung an verschiedene Rohrleitungsdurchmesser anzupassen, haben die Parallelogra mgelenke 50 die Aufgabe, allfällige Un- rundheiten der Rohrleitung auszugleichen, wozu sie durch Fe¬ dern 54 vorgespannt werden.

Im Betrieb wird die Vorrichtung bei eingeschalteter Fernseh¬ kamera an die auszubessernde Stelle gefahren. Das mit Spachtel- material gefüllte Rohr 27 ist vorher in den Zylinder 24 einge- setzt und mit diesem verriegelt worden. Nunmehr wird Druckluft in das Rohr 27 eingegeben und dieses gleichzeitig um seine Längsachse gedreht; verläuft die zu reparierende Stelle teil¬ weise in Längsrichtung, wird die Vorrichtung gleichzeitig lang¬ sam in Längsrichtung bewegt. Die Druckluft schiebt den Kolben 31 vor sich her, welcher das Material auspresst; dieses wird durch die langsame Rotation der sich mit dem Rohr 27 mitdrehenden Düse 51 auf die Innenwand der Rohrleitung aufgebracht und mit dem Spachtel 53 glattgestrichen. Hat der Kolben 31 seine End- Stellung erreicht, wird die ganze Vorrichtung bis zum schon erwähnten Serviceschacht zurückgefahren. Dort ist ein neues gefülltes Rohr 27 schon bereitgestellt. Das leere Rohr wird ge¬ gen das gefüllte ausgetauscht, wozu lediglich zuerst die Spach- teleinrichtung 41 nach Lösen der Verschlüsse 43 abmontiert und die Verriegelungen 30 gelöst werden müssen. Das gefüllte Rohr wird aufgesetzt und die Spachteleinrichtung wieder montiert. Der Austausch geht also sehr rasch vor sich, und die Vorrichtung kann sofort und praktisch ohne Zeitverlust wieder zum Einsatz- ort gelangen. Das leere Rohr 27 samt dem Kolben 31 kann zum Servicefahrzeug gebracht und dort gereinigt und wieder ge¬ füllt werden, während die Vorrichtung in der Rohrleitung wei¬ terarbeitet.

Weil also die Spachteleinrichtung 41 vom Rohr 27 leicht abmon¬ tiert werden muss, aber im montierten Zustand mit den fest ange¬ brachten Motoren 49 in Verbindung steht, ist jede Welle 45 zweiteilig; die beiden Teile stehen über eine Klauenkupplung 55 miteinander im Eingriff, sodass das Abmontieren der Spachtel- einrichtung keinerlei Probleme mit sich bringt.

Zu beachten ist, dass das Auspressen von Spachtelmaterial aus der Düse 51 weder von der Drehung des Rohres 27 um sei¬ ne Längsachse noch von der Bewegung des Fahrzeuges abhängig ist. Dies ist von Bedeutung, denn gelegentlich sind auch Schadstellen auszubessern, die zwar einen relativ kleinen Umfang, dafür aber eine beträchtliche Tiefe aufweisen, so¬ dass sehr viel Spachtelmaterial an ein und demselben Ort aufgebracht werden muss. In einem solchen Fall wird, nament- lieh wenn eine überhängende Schadstelle von unten her aus¬ gebessert werden muss, ein hier nicht dargestellter Ver¬ schalungsaufsatz über der Schadstelle angebracht, der in seiner Mitte eine Bohrung aufweist. Durch diese wird ein auf die Mündung der Düse 51 aufgesetzter Schlauch hindurch- gesteckt. Der im wesentlichen rechteckige Verschalungsauf¬ satz weist eine dem gerade auszubessernden Rohr angepasste Krümmung auf. Es können Aufsätze gleicher Krümmung, aber ver¬ schiedener Länge zum Einsatz kommen, je nach Grosse der Schad¬ stelle. Im wesentlichen gleicht der genannte Aufsatz den Ab¬ dichtschilden 9 in der zu Beginn erwähnten europäischen Pa- tentschrift Nr. 0 023 347 und dient wie jene dazu, den Aus¬ tritt bezw. das Wegfliessen des Spachtelmaterials aus der Ein¬ füllstelle zu verhindern.

Es besteht auch die Möglichkeit, statt Druckluft Dampf ein- zuführen, der dann anstelle des Spachtelmaterials aus der Düse 51 austritt. Damit lassen sich auch Reinigungsarbeiten durchführen. Zu diesem Zweck wird nach Entfernen des geleer¬ ten Rohres 27 der flexible Schlauch eines im oder neben dem Servicefahrzeug stationierten Hochdruckdampferzeugers über den in Fig. 1 linken Teil der Vorrichtung hinweggeführt und die am Schlauchende angebrachte Dampfdüse mit ihrer Halterung so in der Spachteleinrichtung 41 eingespannt, dass der Dampf direkt in den Schlauch 52 eintritt.