DE10220994C1

DE10220994C1 - Drainage pipe milling device, e.g. for cleaning, has probe provided with rotary milling head and camera for viewing milling operation

Info

Publication number: DE10220994C1
Application number: DE2002120994
Authority: DE
Inventors: Hans Oberdorfer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-05-11
Filing date: 2002-05-11
Publication date: 2003-10-02
Anticipated expiration: 2022-05-12

Abstract

The milling device (1) has an ultrasonic probe freely inserted in the pipe, provided by a base body with a front and rear end incorporating a camera with its objective (9) at the front end of the base body, a feed hose connection (4) for a liquid or gas medium coupled to its rear end, for supplying the liquid or gas medium to outlet jets (3) and a rotary milling head at the front end. The milling head can be rotated via jets (7) directed at an angle to the longitudinal axis of the base body.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fräsvorrichtung für Abwasserrohre und dergleichen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a milling device for sewage pipes and the like with the features of the preamble of claim 1.

Aus der DE 196 27 312 C1 ist ein Kanal-Fräsroboter bekannt, der aus einem fahr baren Transportschlitten besteht, der ein Parallelgestänge mit einem Fräskopf aufweist und mit einem kombinierten Sensorsystem ausgestattet ist, dessen Daten von einem Rechner erfasst und bearbeitet werden. Ein Gerät zum Sanieren von Rohren, bestehend aus mehreren miteinander verbundenen Modulen ist aus der DE 197 14 463 A1 bekannt. Dieses Gerät ist mit Werkzeug und Fernsehkamera ausgestattet. Die EP 10 03 991 B1 zeigt eine Vorrichtung zur Inspektion und zum Reinigen von Lüftungs- oder Klimarohren und andere Rohrleitungen, die mit Druckluft schwebend gehalten und gesteuert wird und die mit der Druckluft auch Reinigungsvorgänge ausführt.From DE 196 27 312 C1 a channel milling robot is known, which from a driving There is a transport carriage with a parallel linkage with a milling head has and is equipped with a combined sensor system, the data recorded and processed by a computer. A device for the renovation of Tubes consisting of several interconnected modules is made of DE 197 14 463 A1 known. This device is with tools and television camera fitted. EP 10 03 991 B1 shows a device for inspection and Clean ventilation or air conditioning pipes and other pipelines using Compressed air is kept floating and controlled, and so is the compressed air Performs cleaning operations.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fräsvorrichtung für Abwasser rohre und dergleichen zu schaffen, die flexibel einsetzbar ist, deren Fräsfunktion bei Bedarf zuschaltbar ist und bei der während des Fräsens eine Übertragung von erkennbaren Bildern möglich ist.The object of the present invention is to provide a milling device for waste water to create pipes and the like, which can be used flexibly, their milling function can be switched on if required and during which a transmission of recognizable images is possible.

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmalen gelöst. Fortbildungen und vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen umfaßt.This object is with those mentioned in the characterizing part of claim 1 Features resolved. Developments and advantageous embodiments of the invention are included in the further claims.

Erfindungsgemäß ist eine Fräsvorrichtung für Abwasserrohre und dergleichen, bestehend aus einer Sonde aus einem Grundkörper mit einem vorderen und einem hinteren Ende, die eine eingebauter Kamera besitzt, deren Objektiv zu dem vorde ren Ende eines Grundkörpers hin ausgerichtet ist, einer Schlauchzuleitung für ein flüssiges oder gasförmiges Medium, die an dem hinteren Ende des Grundkörpers der Sonde angeschlossen ist, einer Versorgungseinheit für die Schlauchzuleitung außerhalb des Einsatzortes der Sonde, Austrittsdüsen für das Medium an der Son de, durch die diese frei durch das Rohr bewegbar ist, sowie Übertragungsmitteln zwischen der Kamera und einer Auswertungs- und/oder Wiedergabeeinheit, da durch gekennzeichnet, daß am vorderen Ende ein drehbar an dem Grundkörper gelagerter Fräskopf angeordnet ist.According to the invention, a milling device for sewage pipes and the like, consisting of a probe consisting of a basic body with a front and a rear end, which has a built-in camera, its lens to the front ren end of a base body is aligned, a hose line for a liquid or gaseous medium at the rear end of the body the probe is connected, a supply unit for the hose feed outside the place of use of the probe, outlet nozzles for the medium on the probe de, through which this is freely movable through the tube, and transmission means between the camera and an evaluation and / or playback unit, because characterized in that at the front end a rotatable on the base body mounted milling head is arranged.

Eine solche Sonde, die von Antriebsdüsen im Rohr schwebendgehalten und ge steuert wird, ist aus der PCT-WO-00/63607 bekannt. Gemäß Fig. 2 wird hier die Kamerasonde von vorzugsweise vier Drehdüsen bewegt, wobei jeweils zwei ge genüberliegende Drehdüsen 3.0, 3.0 und 3.0', 3.0' über eine Achse 2.0 fest ver bunden sind und durch diese mit dem Druckmedium versorgt werden. Über einen druckfesten Schlauch gelangt ein sehr verdichtetes oder gastförmiges Medium an den Anschluß 6.0 des Grundkörpers 1.0. Diese Anschlußbohrung 6.0 führt weiter bis über die im rechten Winkel zueinander stehenden Achsen 2.0 der Drehdüsen 3.0, 3.0', die hierfür als Hohlachsen ausgelegt sind, zu den flachkonischen Dreh düsen 3.0, 3.0' und dort über Versorgungsbohrungen 2.1 (Bohrung der Hohlachse) und 3.1 (abgewinkelte Zuführung in der Drehdüse) zu den Austrittsöffnungen 3.3 an dem konischen Umfang der Drehdüsen 3.0, 3.0'. Die Austrittsöffnungen 3.3 auf dem konischen Umfang der Drehdüsen 3.0, 3.0' sind so angeordnet, daß die Strahlachsen 3.2 der Düsen sich mit dem geometrischen Mittelpunkt der Ach sen 2.0 treffen. Dies hat zur Folge, daß der Antrieb für die Drehbewegung von den beträchtlichen Vorschubkräften vollkommen entkoppelt wird. Dies ist erfor derlich, damit keine dynamischen Kräfte auf die Stellmotoren 4.0 wirken, bzw. beim Stellvorgang überwunden werden müssen und dadurch die Antriebseinheit sehr klein gewählt werden kann. Die Stellmotoren 4.0 sind kleine Elektromotoren die sowohl so angeordnet werden können, daß vier Motoren jeweils eine Drehdü se antreiben, wobei der Aufbau aber auch so gewählt werden kann, daß ein Motor mit Umschaltgetriebe zwei Drehdüsen gleichzeitig antreibt. Sinnvoll ist es dabei, den Grundkörper 1.0, die Achsen 2.0 und die Drehdüsen 3.0 symmetrisch anzu ordnen, denn dadurch subtrahieren sich die Seitenkräfte, was ebenfalls zur Redu zierung der Stellenergie beiträgt. Die Motoren werden über Kabel (nicht gezeigt) versorgt und angesteuert. Fig. 3 läßt erkennen, wie das zweite Drehdüsenpaar 3.0' mit ihren zugeordneten Motoren 4.0 rotationssymmetrisch versetzt zu dem ersten Drehdüsenpaar 3.0 an dem Grundkörper 1.0 angeordnet ist. Fig. 4 zeigt zum bes seren Verständnis der geometrische Form den Grundkörper 1.0 in einer perspekti vischen Darstellung, wobei Schlauchzuführung und Kabel weggelassen sind. Der Grundkörper 1.0 hat einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt und trägt auf einem vorderen, leicht gewölbten Ende das Kameraauge 5.0 der eingebauten Ka mera, die über Kabel oder kabellose Bilder nach außerhalb liefert. An den vier Seitenflächen des Grundkörpers 1.0 befinden sich die rotationssymmetrisch zu einander versetzten Drehdüsenpaare 3.0 und 3.0' mit ihren jeweiligen Austritts öffnungen 3.3.Such a probe, which is kept floating and controlled by drive nozzles in the tube, is known from PCT-WO-00/63607. Referring to FIG. 2, the camera probe is moved from preferably four rotating nozzles here, each two ge genüberliegende rotary nozzle 3.0, 3.0 and 3.0 ', 3.0' about an axis 2.0 are firmly ver connected and supplied by it with the print medium. A highly compressed or gas-like medium reaches the connection 6.0 of the base body 1.0 via a pressure-resistant hose. This connecting hole 6.0 continues up to the mutually perpendicular axes 2.0 of the rotating nozzles 3.0 , 3.0 ', which are designed as hollow axes, to the flat-conical rotating nozzles 3.0 , 3.0 ' and there via supply holes 2.1 (drilling the hollow axis) and 3.1 (angled feed in the rotary nozzle) to the outlet openings 3.3 on the conical circumference of the rotary nozzles 3.0 , 3.0 '. The outlet openings 3.3 on the conical circumference of the rotary nozzles 3.0 , 3.0 'are arranged such that the jet axes 3.2 of the nozzles meet with the geometric center of the axes 2.0 . As a result, the drive for the rotary movement is completely decoupled from the considerable feed forces. This is neces sary so that no dynamic forces act on the servomotors 4.0 or have to be overcome during the actuating process and the drive unit can thus be selected to be very small. The servomotors 4.0 are small electric motors which can be arranged so that four motors each drive a rotary nozzle, but the structure can also be selected so that a motor with a gearbox drives two rotary nozzles simultaneously. It makes sense to arrange the basic body 1.0 , the axes 2.0 and the rotary nozzles 3.0 symmetrically, because this subtracts the side forces, which also contributes to reducing the actuating energy. The motors are supplied and controlled via cables (not shown). FIG. 3 shows how the second pair of rotary nozzles 3.0 'with their associated motors 4.0 are arranged on the base body 1.0 in a rotationally symmetrical manner with respect to the first pair of rotary nozzles 3.0 . Fig. 4 shows the better understanding of the geometric shape of the base body 1.0 in a perspecti vical representation, with the hose feed and cable are omitted. The base body 1.0 has a substantially rectangular cross section and carries on a front, slightly curved end the camera eye 5.0 of the built-in camera, which delivers to the outside via cable or wireless images. On the four side surfaces of the base body 1.0 are the rotationally symmetrical staggered rotating nozzle pairs 3.0 and 3.0 'with their respective outlet openings 3.3 .

Eine derartige Sonde wird erfindungsgemäß mit einem Fräskopf ausgestattet, der durch quer zur Längsachse des Grundkörpers gerichtete Düsen in Rotationsbewe gung versetzbar ist. Die Düsen werden von dem zugeführten Medium gespeist, wobei den Düsen ein oder mehrere Ventile vorgeschaltet sind, wobei ein erster Druck des Mediums zum Antrieb des Grundkörpers dient und ein zweiter, erhöh ter Druck des Mediums das oder die Ventile öffnet. Zur Vermeidung des Aufbaus von Schwingungen im Hochdruckwassersystem sind das oder die Ventile mit ei ner sehr großen Hysterese (150 bar ein - 30 bar aus) ausgestattet.According to the invention, such a probe is equipped with a milling head which by rotating nozzles directed transversely to the longitudinal axis of the base body supply is displaceable. The nozzles are fed by the medium supplied, one or more valves being connected upstream of the nozzles, a first one Pressure of the medium is used to drive the base body and a second, increase The pressure of the medium that opens the valve or valves. To avoid construction of vibrations in the high pressure water system are these or the valves with egg very large hysteresis (150 bar on - 30 bar off).

Nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung besteht der Fräskopf aus ei nem kugelgelagerten ringförmigen Basisteil, von dem aus sich nach vorne Arme mit Fräseinsätzen erstrecken. Vorzugsweise sind zwei Arme vorhanden, die im wesentlich senkrecht nach vorne von entgegengesetzten Positionen am Kreisum fang des Basisteils ausgehen und sich in einem Abstand vor der Grundkörper zu einander abwinkeln und vereinigen. Da die Rotationsgeschwindigkeit sehr hoch ist, sind die sich drehenden Arme für die Kamera praktisch "unsichtbar" und der Fräsprozess kann ausreichend gut beobachtet werden. Die Düsen sind vorzugs weise in den Armen oder vorspringen Teilen des Basisteils angeordnet.According to a preferred embodiment of the invention, the milling head consists of egg a ball-bearing ring-shaped base part, from which arms extend forward extend with milling inserts. Preferably there are two arms that are in the substantially vertically forward from opposite positions on the circle Start the base part and go out at a distance in front of the body bend and unite each other. Because the rotation speed is very high , the rotating arms are practically "invisible" to the camera Milling process can be observed well enough. The nozzles are preferred arranged in the arms or protruding parts of the base part.

Mit der erfindungsgemäßen Fräsvorrichtung kann ein Abwasserrohr inspiziert und gereinigt werden. Da die Kamera stets Bilder liefert, kann beurteilt werden, ob es sich bei einem Hindernis um eine Rohrkante, eine Biegung oder tatsächlich um Ablagerungen handelt. Je nach dem kann die Fräsfunktion zugeschaltet wer den, wobei hiefür das gleiche Medium verwendet wird, wie zum Antrieb des Grundkörpers der Sonde.A sewage pipe can be inspected with the milling device according to the invention and be cleaned. Since the camera always delivers images, it can be assessed whether an obstacle is a pipe edge, a bend or actually is deposits. Depending on the, the milling function can be switched on which, using the same medium as that used to drive the Basic body of the probe.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen beispielhaft näher be schrieben. Dabei zeigen:In the following the invention will be exemplified with reference to drawings wrote. Show:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Fräsvorrichtung; Figure 1 is a perspective view of the milling device.

Fig. 2 einen Schnitt durch den Grundkörper 1.0 einer Sonde nach dem Stand der Technik mit einer Darstellung des Druckmittelverlaufs;2 shows a section through the base body 1.0 of a probe according to the prior art with a representation of the pressure medium course.

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Grundkörper von Fig. 2; Fig. 3 is a plan view of the base body of Fig. 2;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des Grundkörpers von Fig. 2 und Fig. 3. Fig. 4 is a perspective view of the body of FIG. 2 and FIG. 3.

Fig. 1 zeigt eine Fräsvorrichtung 1, bestehend aus einem Grundkörper 2 mit An triebsdüsen 3 und einem Schlauchanschluß 4, wie er zu den Fig. 2-4 näher be schrieben ist. Der Grundkörper trägt drehbar das Basisteil 5 eines Fräskopfes. Das Basisteil ist durch einen Flansch 8 gesichert, in dem auch mittig das Objektiv 9 der Kamera eingesetzt ist. Das Basisteil 5 ist ringförmig flachzylindrisch ausge führt, wobei zwei einander gegenüberliegende kreisabschnittförmige Vorsprünge 5'' vorhanden sind. Diese bilden zwischen sich Aussparungen 5', die von Wänden 5''' der Vorsprünge 5'# begrenzt werden. An zwei dieser Wände 5''' sind nach vorne gerichtete Arme 6 so befestigt, dass sich diese am Kreisumfang des Basis teils 5 gegenüberliegen. Die Arme 6 besitzen einen oberen abgewinkelten Ab schnitt 6, über den sie sich vereinigen. Die abgewinkelten Abschnitte 6 sind mit Fräseinsätzen 10 bestückt. An ihren unteren Enden weisen die Arme 6 Düsen auf, die tangential zum Kreisumfang des Basisteils 5 ausgerichtet sind und auf der Seite der Arme 6 liegen, die der jeweiligen Aussparung zugewandt sind. Der An trieb des Grundkörpers erfolgt wie oben zu den Fig. 2-4 beschrieben. Die Düsen sind über ein oder mehrere Ventile mit der Zuführung für das Antriebsmedium verbunden, wobei sich das oder die Ventile ab einer bestimmten Erhöhung des Antriebsdrucks auf z. B. 150 bar öffnen. Sind sie geöffnet, bringt das austretende Medium das Basisteil zu Rotationsgeschwindigkeiten von mehreren Tausend upm. Diese Drehgeschwindigkeit lässt es zu, dass der Fräsvorgang mittels der Kamera beobachtet werden kann. Fig. 1 shows a milling device 1 , consisting of a base body 2 with drive nozzles 3 and a hose connection 4 , as described in more detail in FIGS . 2-4 be. The base body rotatably supports the base part 5 of a milling head. The base part is secured by a flange 8 , in which the lens 9 of the camera is also inserted in the center. The base part 5 is ring-shaped flat cylindrical leads, two opposing circular segment-shaped projections 5 '' are present. These form recesses 5 'between them, which are delimited by walls 5 ''' of the projections 5 '#. On two of these walls 5 '''forward-facing arms 6 are attached so that they are opposite each other on the circumference of the base part 5 . The arms 6 have an upper angled section 6 from which they unite. The angled sections 6 are equipped with milling inserts 10 . At their lower ends, the arms 6 have nozzles which are oriented tangentially to the circumference of the base part 5 and are on the side of the arms 6 which face the respective recess. At the drive of the base body is as described above for FIGS. 2-4. The nozzles are connected to the supply for the drive medium via one or more valves, the valve or valves starting from a certain increase in the drive pressure to z. B. open 150 bar. When they are open, the escaping medium brings the base part to rotational speeds of several thousand rpm. This rotational speed allows the milling process to be observed using the camera.

Claims

1. Milling device ( 1 ) for sewage pipes and the like, consisting of
a probe consisting of a base body ( 1.0 ) with a front and a rear end, which has a built-in camera ( 5.0 ), the lens of which is oriented towards the front end of a base body ( 1.0 ),
a hose feed for a liquid or gaseous medium, which is connected to the rear end of the main body of the probe,
a supply unit for the hose feed outside of the location where the probe is used,
Outlet nozzles ( 3.0 ) for the medium at the probe, through which the probe can be moved freely through the tube,
and transmission means between the camera and an evaluation and / or playback unit,
characterized by
that a milling head rotatably mounted on the base body ( 1.0 ) is arranged at the front end.

2. Milling device according to claim 1, characterized in that the milling head is rotatable by nozzles ( 7 ) directed transversely to the longitudinal axis of the base body.

3. Milling device according to claim 2, characterized in that the nozzles ( 7 ) are fed by the medium supplied.

4. Milling device according to claim 3, characterized in
that one or more valves are connected upstream of the nozzles ( 7 ),
wherein a first pressure of the medium serves to drive the base body and a second, increased pressure of the medium opens the valve or valves.

5. Milling device according to one of the preceding claims, characterized in that the milling head consists of a ball-bearing annular base part ( 5 ), from which arms ( 6 ) with milling inserts ( 10 ) extend forward.

6. Milling device according to claim 5, characterized in that two arms ( 6 ) are provided which extend substantially vertically forward from opposite positions on the circumference of the base part ( 5 ) and bend at a distance in front of the base body ( 1.0 ) and agree.

7. Milling device according to claim 5 or 6, characterized in that the nozzles ( 7 ) in the arms or projecting parts of the base part are angeord net.