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Dokumentenidentifikation DE102004029631B4 13.04.2006
Titel Wagen zum zentrierten Durchfahren von Rohren
Anmelder HC Pipe Tech GmbH, 13591 Berlin, DE
Erfinder Christian, Jenni, Erlenbach, CH
Vertreter Kohler Schmid Möbus Patentanwälte, 70565 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 18.06.2004
DE-Aktenzeichen 102004029631
Offenlegungstag 12.01.2006
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 13.04.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.04.2006
IPC-Hauptklasse F16L 55/26(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
Zusammenfassung Bei einem Wagen (1) zum zentrierten Durchfahren eines Rohres mit mindestens drei entlang des Umfangs angeordneten Armen (3a; 3b) zur Anlage an der Rohrinnenwand ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Arme (3a; 3b) an einem Wagenträger (2) jeweils schwenkbar um eine zur Längsachse (5) des Wagens (1) parallele Schwenkachse (4) gelagert und miteinander für ein synchrones Verschwenken bewegungsgekoppelt sind und dass ein Antrieb (7) zum Verschwenken der Arme (3a; 3b) vorgesehen ist.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wagen zum zentrierten Durchfahren eines Rohres mit mindestens drei entlang des Umfangs eines Wagenträgers angeordneten Armen zur Anlage an der Rohrinnenwand, wobei jeder Arm am Wagenträger in einem eigenen Drehlager schwenkbar gelagert ist.

Ein derartiger Wagen ist beispielsweise durch die DE 42 05 113 C1 bekannt geworden.

Nicht begehbare schadhafte Rohrleitungen werden mit so genannten Relinig-Verfahren saniert, wobei vor Ort aus aushärtbaren Formmassen ein Neurohr hergestellt wird. Dazu wird ein mit aushärtbarem Kunststoff getränkter Schlauch über einen senkrechten Schacht in ein zu sanierendes Altrohr eingebracht, positioniert und vor Ort ausgehärtet, wobei als aushärtbarer Kunststoff meist lichthärtende Harze verwendet werden. Nachdem der eingebrachte Schlauch mittels Druckluft an die Innenwandung des Altrohrs gepresst ist, wird ein z.B. mit UV-Lampen bestückter Wagen mit gleichmäßiger Geschwindigkeit durch den Schlauch gezogen. Dabei müssen die UV-Lampen möglichst zentriert zur Schlauch- bzw. Rohrachse angeordnet sein, um eine über den Schlauchumfang gleichmäßige Aushärtung des Harzes sicher zustellen. Allerdings muss der Wagen für unterschiedliche Rohrdurchmesser jeweils neu umgebaut werden, was arbeits- und zeitaufwändig ist.

Das aus DE 42 05 113 C1 bekannte Fahrgestell trägt eine Strahlungsquelle und weist drei entlang des Umfangs eines Wagenträgers angeordnete Schwingen mit Stützrollen zur Anlage an der Rohr- bzw. Schlauchinnenwand auf, wobei jede Schwinge am Wagenträger in einem eigenen Drehlager quer zur Längsachse des Wagens schwenkbar gelagert ist. Die Schwingen bzw. die Stützrollen sind durch Federn radial nach außen an die Schlauchinnenwand angedrückt. Das nur auf den unteren Stützrollen lastende Gewicht des Fahrgestells und der Strahlungsquelle verringert jedoch die an den unteren Stützrollen wirkende Federkraft, so dass die unteren Stützrollen radial weniger weit ausgelenkt sind als die oberen Stützrollen. Dadurch ist die Strahlungsquelle bzw. die Fahrgestellachse nicht mehr exakt zum Schlauch bzw. zur Rohrleitung zentriert, was zu einer inhomogenen Aushärtung des Schlauchs führen kann.

Demgegenüber ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wagen der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass seine Längsachse exakt zum Schlauch bzw. zur Rohrleitung zentriert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Arme in ihren Drehlagern jeweils schwenkbar um eine zur Längsachse des Wagens parallele Schwenkachse gelagert und miteinander für ein synchrones Verschwenken bewegungsgekoppelt sind und dass ein Antrieb zum Verschwenken der Arme vorgesehen ist.

Der Wagen mit zunächst eng am Wagenträger anliegenden Schwenkarmen wird im Schlauch angeordnet, und dann werden die Schwenkarme mittels des Antriebs entfaltet, bis sie innen am Schlauch anliegen. Aufgrund der Bewegungskopplung ist dabei sichergestellt, dass sich die Schwenkarme synchron entfalten und folglich der Wagen im Schlauch zentriert zur Schlauch- bzw. Rohrachse angeordnet ist. Auf diese Weise kann mit einem einzigen Wagen ein Durchmesserbereich von z.B. 300 bis 800 mm abgedeckt werden.

Der Schlauch wird im Schacht durch einen Verschlusswinkel (so genannter „Packer") verschlossen, in dessen hoch stehendem Winkelschenkel der Wagen mit eng anliegenden Schwenkarmen zunächst „geparkt" ist. Wenn der Schlauch durch Druckluft an die Innenwandung des Altrohrs gepresst ist, wird der Wagen aus dem hoch stehenden Winkelschenkel über die Krümmung des Verschlusswinkels in den Schlauch gezogen. Statt bisher für jeden Schlauchdurchmesser einen eigenen Packer zu verwenden, ermöglichen die eng anliegenden Schwenkarme die Verwendung jeweils eines einzigen Packers für Schlauchdurchmesser von 150 bis 350 mm und für Schlauchdurchmesser größer als 400 mm.

Vorzugsweise sind die Arme durch Zahnräder miteinander bewegungsgekoppelt, wobei die Arme in einer vorteilhaften Ausgestaltung jeweils einen Zahnradabschnitt (oder auch ein Zahnrad) aufweisen können, der über ein Zwischenzahnrad mit einem Antriebszahnrad des Antriebsmotors kämmt. Bevorzugt ist dabei das Zwischenzahnrad längsverschiebbar gelagert und durch eine Rückstellfeder in kämmenden Eingriff mit Antriebszahnrad und Zahnradabschnitt vorgespannt. Durch diese Maßnahme können bei einer Durchmesserverengung im Altrohr bzw. im Schlauch die Zwischenzahnräder gegen die Wirkung der Rückstellfedern außer Eingriff mit Antriebszahnrad und Zahnradabschnitt gelangen, wodurch die Schwenkarme – aufgrund ihrer Bewegungskopplung synchron – nach innen verschwenken und die Durchmesserverengung so überwunden werden kann, bis die Zwischenzahnräder wieder in kämmenden Eingriff mit Antriebszahnrad und Zahnradabschnitt kommen.

Weiterhin bevorzugt weisen die Arme an ihren freien Enden jeweils Räder, Rollen oder Gleitelemente auf und sind bogenförmig gekrümmt, wobei der Krümmungsradius etwa dem Außendurchmesser des Wagenträgers entspricht.

In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung trägt der Wagenträger mindestens eine UV-Lichtquelle und/oder eine Kamera und/oder eine Bearbeitungseinheit, wie z.B. einen Fräskopf zum Bearbeiten der Innenwandung des ausgehärteten Schlauchs.

Der Antriebsmotor ist idealerweise ein Pneumatikmotor, z.B. ein Lamellenmotor, da Druckluft zum Anpressen des Schlauchs an das Altrohr sowieso in den Schlauch geliefert wird und keine explosionsgeschützte Teile erforderlich sind. Statt eines Pneumatikmotors ist auch ein Hydraulikmotor möglich.

Die Erfindung betrifft auch einen Wagenzug mit mehreren Wagen, wie sie oben beschrieben sind, wobei die einzelnen Wagen bevorzugt durch Kreuzgelenke miteinander verbunden sind.

Vorteilhaft weist der Wagenzug am einen Ende einen Pneumatikanschluss und, insbesondere am anderen Ende, einen elektrischen Anschluss auf. Eine mit dem Pneumatikanschluss verbundene Pneumatikleitung kann gleichzeitig zum Ziehen des Wagens verwendet werden.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale je für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigte und beschriebene Ausführungsform ist nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern hat vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.

Es zeigen:

1 einen erfindungsgemäßen Wagen in perspektivischer Ansicht;

2 einen Querschnitt des Wagens gemäß II-II in 3 mit eingeschwenkten Armen (2a) und ausgeschwenkten Schwenkarmen (2b); und

3 einen Wagenzug aus mehreren der in 1 gezeigten Wagen.

Der in 1 gezeigte Wagen 1 dient zum zentrierten Durchfahren eines Rohres und zum Aushärten eines mit Harz getränkten, das Rohr auskleidenden Schlauchs mittels UV-Lichts.

Der Wagen 1 weist einen Wagenträger 2 und drei bogenförmig gekrümmte Doppelarme 3 auf, die am Wagenträger 2 entlang des Umfangs schwenkbar gelagert sind. Die Schwenkachsen 4 der Doppelarme 3 verlaufen jeweils parallel zur Längsachse 5 des Wagens 1, d.h. zur Mittelachse des Wagenträgers 2. Jeder Doppelarm 3 ist durch zwei parallele Schwenkarme 3a, 3b gebildet, an deren freien Enden jeweils ein frei drehbares Rad 6 zur Anlage bzw. zum Abrollen an der Rohrinnenwandung gelagert ist. Zum Verschwenken der Doppelarme 3 synchron zueinander ist am Wagenträger 2 ein als Pneumatikmotor ausgebildeter Antrieb 7 vorgesehen, dessen Funktionsweise anhand der in 1 vorderen Schwenkarme 3a der Doppelarme 3 beschrieben wird und auf die hinteren Schwenkarme 3b entsprechend zu übertragen ist.

Jeder Schwenkarm 3a hat einen Zahnradabschnitt 8, der jeweils mit einem am Wagenträger 2 befestigten Zwischenzahnrad 9 kämmt, welches wiederum mit einem Antriebszahnrad 10 des Pneumatikmotors kämmt. Über die drei Zwischenzahnräder 9 und das Antriebszahnrad 10 sind die drei Schwenkarme 3a miteinander synchron bewegungsgekoppelt, so dass sie durch den Antrieb 7 synchron vesschwenkt werden. Zwischen jedem Zahnradabschnitt 8 und dem Antriebszahnrad 10 erstreckt sich ein Bügel 11, der am Wagenträger 2 bei 12 schwenkbar gelagert ist. Die Zwischenzahnräder 9 sind jeweils an ihrem Bügel 11 in dessen Längsrichtung verschiebbar (Doppelpfeil 13) geführt und durch eine Feder (nicht gezeigt) in kämmenden Eingriff mit ihrem zugeordneten Zahnradabschnitt 8 und dem Antriebszahnrad 10 gezogen.

Am Wagenträger 2 sind weiterhin noch zwei UV-Lichtquellen 14 befestigt, die zu beiden Seiten des Antriebs 7 und zentriert zur Längsachse 5 angeordnet sind.

2a zeigt den Wagen 1 mit eng am Wagenträger 2 anliegenden Schwenkarmen 3a, wobei die Räder 6 in entsprechende Ausbuchtungen 15 des Wagenträgers 2 eingreifen. Aufgrund der am Wagenträger 2 anliegenden Schwenkarmen 3a ist der Außendurchmesser d des Wagens 1 minimal. Aus der in 2a gezeigten Ausgangslage können die Schwenkarme 3a mittels des Antriebs 7 synchron zueinander nach außen geschwenkt werden. 2b zeigt den Wagen 1 mit maximal nach außen entfalteten Schwenkarmen 3a, so dass der Außendurchmesser D (D > d) des Wagens 1 maximal ist.

3 zeigt einen Wagenzug 20 aus fünf Wagen 1, die miteinander durch Kreuzgelenke 21 verbunden sind. Der erste und der letzte Wagen 1a, 1b weisen jeweils nur eine einzige UV-Lichtquelle 14 auf, die anderen Wagen 1 hingegen jeweils zwei UV-Lichtquellen 14. Dafür weist der in 3 linke Wagen 1a einen Pneumatikanschluss 22 und der rechte Wagen 1b einen Anschluss 23 für die Stromversorgung und Elektronik des Wagenzugs 20 auf.

Der in ein zu sanierendes Altrohr eingebrachte Schlauch wird in einem Schacht durch einen Verschlusswinkel (so genannter „Packer") verschlossen, in dessen hoch stehendem Winkelschenkel der Wagenzug 20 mit eng anliegenden Schwenkarmen 3a, 3b zunächst „geparkt" ist. Wenn der Schlauch durch Druckluft an die Innenwandung des Altrohrs gepresst ist, wird der Wagenzug 20 aus dem hoch stehendem Winkelschenkel über die Krümmung des Verschlusswinkels in den Schlauch gezogen. Dort werden die Schwenkarme 3a, 3b über den Antrieb 7 entfaltet, bis sie innen am Schlauch anliegen. Aufgrund ihrer Bewegungskopplung ist dabei sichergestellt, dass sich alle Schwenkarme 3a, 3b synchron entfalten und folglich die einzelnen Wagen 1 des Wagenzugs 20 mit ihren UV-Lichtquellen 14 im Schlauch zentriert zur Schlauch- bzw. Rohrachse angeordnet sind.


Anspruch[de]
  1. Wagen (1; 1a; 1b) zum zentrierten Durchfahren eines Rohres, mit mindestens drei entlang des Umfangs eines Wagenträgers (2) angeordneten Armen (3a; 3b) zur Anlage an der Rohrinnenwand, wobei jeder Arm (3a; 3b) am Wagenträger (2) in einem eigenen Drehlager schwenkbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (3a; 3b) in ihren Drehlagern jeweils schwenkbar um eine zur Längsachse (5) des Wagens (1; 1a; 1b) parallele Schwenkachse (4) gelagert und miteinander für ein synchrones Verschwenken bewegungsgekoppelt sind und dass ein Antrieb (7) zum Verschwenken der Arme (3a; 3b) vorgesehen ist.
  2. Wagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (3a; 3b) durch Zahnräder (9, 10) miteinander bewegungsgekoppelt sind.
  3. Wagen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (3a; 3b) jeweils einen Zahnradabschnitt (8) aufweisen, der über ein Zwischenzahnrad (9) mit einem Antriebszahnrad (10) des Antriebs (7) kämmt.
  4. Wagen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenzahnrad (9) längsverschiebbar gelagert und durch eine Feder in kämmenden Eingriff mit Antriebszahnrad (10) und Zahnradabschnitt (8) vorgespannt ist.
  5. Wagen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (3a; 3b) an ihren freien Enden jeweils Räder, Rollen (6) oder Gleitelemente aufweisen.
  6. Wagen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (3a, 3b) bogenförmig gekrümmt sind.
  7. Wagen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wagenträger (2) mindestens eine UV-Lichtquelle (14) und/oder eine Kamera und/oder eine Bearbeitungseinheit trägt.
  8. Wagen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (7) ein am Wagenträger (2) befestigter Antriebsmotor, insbesondere ein Pneumatik- oder Hydraulikmotor, ist.
  9. Wagen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wagen (1) am einen Ende einen Pneumatikanschluss und am anderen Ende einen elektrischen Anschluss aufweist.
  10. Wagenzug (20) mit mehreren Wagen (1; 1a; 1b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  11. Wagenzug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Wagen (1; 1a; 1b) durch Kreuzgelenke (21) miteinander verbunden sind.
  12. Wagenzug nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Wagenzug (20) am einen Ende einen Pneumatikanschluss (22) und, insbesondere am anderen Ende, einen elektrischen Anschluss (23) aufweist.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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