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WO1993005334A1 - Inner treatment process and device for inaccessible pipes - Google Patents

Inner treatment process and device for inaccessible pipes Download PDF

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WO1993005334A1
WO1993005334A1 PCT/CH1992/000175 CH9200175W WO9305334A1 WO 1993005334 A1 WO1993005334 A1 WO 1993005334A1 CH 9200175 W CH9200175 W CH 9200175W WO 9305334 A1 WO9305334 A1 WO 9305334A1
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WO
WIPO (PCT)
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milling
unit
working head
robot
epoxy resin
Prior art date
Application number
PCT/CH1992/000175
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Alfred Morgenegg
Original Assignee
Alfred Morgenegg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alfred Morgenegg filed Critical Alfred Morgenegg
Priority to CZ93738A priority Critical patent/CZ73893A3/en
Priority to JP5504793A priority patent/JPH06501767A/en
Priority to BR9205435A priority patent/BR9205435A/en
Priority to CA002095143A priority patent/CA2095143A1/en
Publication of WO1993005334A1 publication Critical patent/WO1993005334A1/en
Priority to NO931520A priority patent/NO931520D0/en
Priority to FI931922A priority patent/FI931922A0/en

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/26—Pigs or moles, i.e. devices movable in a pipe or conduit with or without self-contained propulsion means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/16—Devices for covering leaks in pipes or hoses, e.g. hose-menders
    • F16L55/162—Devices for covering leaks in pipes or hoses, e.g. hose-menders from inside the pipe
    • F16L55/1645—Devices for covering leaks in pipes or hoses, e.g. hose-menders from inside the pipe a sealing material being introduced inside the pipe by means of a tool moving in the pipe
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    • F16L55/16—Devices for covering leaks in pipes or hoses, e.g. hose-menders
    • F16L55/179—Devices for covering leaks in pipes or hoses, e.g. hose-menders specially adapted for bends, branch units, branching pipes or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/18—Appliances for use in repairing pipes

Definitions

  • the present invention relates to a method and an apparatus for processing conduit pipes, for example sewer pipes, that cannot be accessed from the inside for renovation or other purposes.
  • conduit pipes for example sewer pipes
  • the invention allows lateral branches in such line pipes to be closed or opened and repairs to be carried out at damaged locations.
  • So-called sewer rehabilitation robots are known for this purpose, which include a small, elongated, self-propelled vehicle that can run in the conduit, the vehicle being designed as a robot by using processing tools, for example a milling head, as well as injection syringes and fillers wearing.
  • the robot vehicle is also equipped with a video camera and can therefore be operated from a supply and control unit, which are arranged above ground, are operated.
  • the supply and control unit is usually permanently installed in a special vehicle, for example in a truck box body, in a truck box trailer or in an easily movable container.
  • the milling cutter of the milling head is movable.
  • a site to be renovated can be milled out under video observation, after which filler is sprayed from a cartridge, which is housed in the robot vehicle, into the milled-out area. Finally, the area is pressed and smoothed using a press shoe.
  • the object is achieved by a method for the internal processing of inaccessible conduit pipes, in which a remote-controlled robot with a video-monitored working head, which is moved into the pipe conduit to be machined by a supply and control unit arranged above ground, the one to be opened or repaired Milled out place, or placed a pig at the point to be closed and braced by inflation in the conduit, the method being characterized by the characterizing features of claim 1.
  • Another aspect of the object is achieved by a method for the internal processing of inaccessible conduit pipes according to claim 1, in which the opening to be opened is milled with the characterizing method steps according to claim 2.
  • a device for carrying out the method according to claim 1 or 2 with a remote-controlled robot which can be moved into the line pipe to be machined and has a video-monitored working head and an associated supply and control unit, the device being characterized by the characterizing features according to claim 3.
  • the invention also permits machining toward the front, that is to say at a dead end of a conduit or at a blockage in the front. Due to the special technical design of the robot, it is particularly powerful and the processing is accordingly efficient and versatile. Much time can be saved by mixing the leveling compound by continuously feeding two components of an appropriate epoxy resin at the processing location. In addition, only as much filler is prepared as is actually used and no unnecessary waste is produced, as is inevitable when using cartridges, the content of which is often only partially consumed per operation.
  • Figure 1 A train composition of locomotive, control valve unit and robot
  • FIG. 2 The working head, here designed as a milling head, pivotally mounted between the fork tips, seen from above;
  • FIG. 3 The milling head with milling cutter and the video camera, pivotally mounted in the likewise pivoting fork, seen from the side;
  • Figure 4 The milling head seen in a cross section from the side;
  • FIG. 5 the milling head between the fork end seen from the front with the sliding shafts, which make it possible to extend the milling head
  • Figure 6 The pressing unit, mounted on the milling head
  • Figure 7 The counter-rotating spiral mixer, partially cut open, seen from the side;
  • Figure 8 The synchronous drive of the locomotive with gear wheels.
  • the device forms a train composition consisting of locomotive 8, control valve unit 14 and the actual robot 1.
  • These individual composition elements 1, 8 and 14 are connected to one another via swivel joints 15, 16.
  • the elements 1, 8 and 14 can thus be pivoted up and down to one another and sideways become.
  • the locomotive 8 is responsible for shifting the entire train composition. To do this, it must be able to apply the greatest possible pulling or pushing force.
  • a synchronous all-wheel drive which works via four wheels 12 with special stud tires 28, which ensure good adhesion to the mostly wet and slippery inner walls of the conduit pipes.
  • the drive takes place via a single electric motor housed in the locomotive 8 and will be described in more detail later.
  • the pneumatic feed line 34 leads from the valve control unit 14, although combined in a single tubular sleeve, branches into the actual robot 1, where the compressed air is required for various functions.
  • the robot 1 consists of a cylindrical drive and control part 36. This is provided on the outside with skids 37 or wheels on which it slides or rolls in the conduit without being damaged.
  • This cylindrical drive and control part 36 is of relatively heavy construction, since it has to absorb the reaction forces during processing and give the entire robot 1 the necessary stability.
  • a plate disk 9 sits like an end cover.
  • This plate disk 9 can be rotated about the longitudinal axis of the robot 1 via a gear drive by means of an air motor, specifically by up to 420 °.
  • a fork 10 is mounted on this plate disk 9 and has a swivel joint 13.
  • the actual working head 2 is pivotally arranged between the fork ends or fork tips 11.
  • the working head 2 can be a milling unit 4 for milling conduit locations or as a blowing unit for bracing pigs, as a pressing unit 23 (FIG. 6) for pressing and smoothing of epoxy resin, as a centrifugal unit for internally coating pipes, or as a combination of such units 4; 23.
  • the working head 2 is a milling unit 4 with a milling cutter 5.
  • a video camera 7 with a halogen lamp 21 is mounted between the fork 10, which can be pivoted there and can be fastened in any position.
  • the train composed of locomotive 8, control valve unit 14 and robot 1 is usually pushed by hand from a shaft into a conduit to be processed.
  • the setting of the pivot angle of the fork 10 at the fork joint 13 is adapted to the diameter of the line pipe to be processed. Thanks to this joint 13, about which the fork can be swiveled by approximately 60 °, pipes with an inner diameter of approximately 850 mm can be processed.
  • the locomotive 8 pushes the robot 1 and the valve control unit 14 forward after the pushing-in of the train composition into the conduit to the desired processing point, which is monitored with video surveillance from the supply and control unit, that is to say from the day.
  • the supply and control unit is advantageously housed in a truck box body, in a truck box trailer or in an easily movable container. The rest of the work can only be done from the control panel of this supply and control unit.
  • the locomotive 8 has to tighten the supply and control lines 3; 33-35, which is why a strong drive for the locomotive 8 is essential.
  • the closer arrangement of the working head 2, here the milling unit 4, is shown in FIG. 2 in a view from above. This milling unit 4 is pivotally arranged between the fork ends 11.
  • the drive for its motorized pivoting can be seen on one side of the milling unit 4. It is a gearwheel 39, in which a worm 41 engages, which is pneumatically driven by the drive and control part 36 of the robot 1, that is to say by an air motor.
  • the power transmission can take place, for example, via cardan shafts with universal joints or via a string.
  • the milling unit 4 can thus be moved into the desired swivel position under video surveillance, and the self-locking of the worm drive ensures good stability, so that the milling unit 4 can easily absorb the reaction forces of the machining in the set swivel position.
  • the back of the milling unit 4 is rounded in accordance with the pivoting radius, so that it does not get stuck anywhere when the motor is pivoted.
  • the fork 10 with the milling unit 4 arranged in between is shown in a view from the side.
  • the fork 10 is mounted on the plate 9, which can be rotated by 420 ° by means of an air motor via a gear drive.
  • the plate 10 also rotates the fork 10 and the working head 2 arranged between its ends, here the milling unit 4.
  • the fork 10 has a joint 13 around which the front part of the fork 10 is rotated by approximately 60 ° is pivotable upwards. Together with the rotation of the plate disk 9, this results in a further machining area for the working head or the milling unit 4, which describes a correspondingly large circle when the plate disk 9 rotates.
  • the swivel position of which is fixed in such a way that the objective 30 is directed approximately in the direction of the processing point.
  • a water nozzle is directed onto the objective 30, through which it is sprayed on with high pressure if necessary.
  • the milling unit 4 sits with the milling cutter 5, where it can be pivoted by means of the worm drive described, as indicated by the arrows. So that the video camera 7 itself can also be pivoted remotely, it can also be built directly on the working head 2. It can then be positioned better for a closer look at the inner tube walls, in particular the inner tube walls of confluent tubes.
  • the milling unit 4 is shown in FIG. 4 in a cross section. It consists of a housing 18 in which the actual milling head 17 is accommodated in a translationally displaceable manner.
  • the milling cutter 5 is driven pneumatically via a turbine 40.
  • a hollow shaft 6 runs axially along the milling cutter axis, through which cooling water can be pumped, which can cool the actual milling cutter 5 from the inside and then emerges laterally.
  • the displacement of the cutter head 17 in the housing 18th takes place pneumatically in both directions.
  • the milling head 17 is held in a desired extended position according to the invention by means of pneumatically operated oil brake cylinders.
  • the oil circuit which supplies the said oil brake cylinders with hydraulic oil, is closed within the milling unit 4. In this way it becomes possible, despite the fact that the milling unit 4 is only supplied with air, to generate a very high braking force, so that the milling head 17 extended in the housing 18 can absorb large reaction forces during milling.
  • FIG. 5 shows the milling unit 4 sitting between the fork ends 11 of the fork 10 in a view from the front, the fork 10 being here in the extended position.
  • the fork 10 is rounded on its outer sides, so that when the plate disk 9 is rotated in a narrow tube, the fork 10 cannot get stuck with one edge anywhere.
  • the worm drive for pivoting the working head 2, here the milling unit 4, can also be seen.
  • This includes the worm 41 driven from the robot housing and the gearwheel 39, which is firmly connected to the pivot axis of the housing 18.
  • the milling head 17 is mounted inside the housing 18 by means of two opposing sliding shafts made of hardened round steels.
  • Two hardened, parallel arranged round steels 19 are fastened to the milling head 17 on two opposite sides of the milling head 17.
  • the play of the slide bearing formed in this way can be set by means of the screws 22 on the housing 18, which act on the round steels 20 and thus determine their contact pressure.
  • the oil brake cylinder 43 can be seen. If a pressing shoe is built onto the milling head 17, the epoxy resin line is connected to point 48 in FIG. 6.
  • the working head can also be a separate blowing unit without a milling device, which has a compressed air nipple for attaching the inflation hose of a pig, which is equipped with a one-way valve.
  • the robot 1 With the robot 1, the pig is placed in the conduit or in an opening to be closed and then inflated by means of compressed air, so that it braces in the inner tube in question.
  • the side niches can then be pressed around the entire pig with epoxy resin.
  • the working head can also be a centrifugal unit, which essentially has a pneumatically operated centrifugal disc, onto which a coating material or a paint coat in liquid form can be sprayed from the nozzle on the centrifugal disc on the working head.
  • the control valve unit 14 contains the electrically operated pneumatic valves for controlling the robot 1. All the drives of the robot 1 are pneumatic or pneumatic-mechanical, on the one hand, the plate disk 9 is rotated via a toothed wheel gear, which in turn is driven by an air motor, then the working head 2 or the milling unit 4 is pivoted by means of the mechanical worm gear, the worm in turn being driven by an air motor. Furthermore, the milling head 17 is pneumatically retracted and extended and held in any extension position by means of pneumatically operated oil brake cylinders.
  • the actual milling drive is also pneumatic, in that a turbine 40 inside the milling unit 4 is supplied with compressed air.
  • This drive allows cutter speeds of around 45,000 rpm and correspondingly high milling performance. All of these functions are controlled via the electrically controllable air valves in the control valve unit 14.
  • the spiral mixer is attached below the control valve unit 14.
  • the robot unit 36 advantageously contains in its interior a cross profile running along its longitudinal axis, so that four cross-sectionally V-shaped recesses are formed.
  • the first air motor is accommodated in a first recess, the supply lines for the compressed air and the electrical control lines in a second and fourth recess.
  • the second air motor for the drives is accommodated in a third recess.
  • the individual movements of the robot 1 and the machining operations carried out by it can be carried out continuously monitored by the video camera 8 sitting between the fork 10 and controlled from the above-mentioned supply and control unit, which is equipped with a corresponding monitor, on the basis of the camera image.
  • the control unit even allows the automatic milling of programmable milling curves, which is particularly advantageous for milling out side openings that open. If such a lateral junction is to be newly created or a closed junction is to be reopened, then the pipe wall of the conduit in which the robot 1 is located must be milled out as precisely as possible along the inner contour of the junctioning pipe. The first thing to do is locate the area to be milled.
  • a previously closed point In cases where a previously closed point is to be opened again, this can be done optically by moving the suspected area of the junction and viewing it with the video camera.
  • the previously closed point is usually visually recognizable.
  • an ultrasonic sensor is used, which is mounted on the milling head. The reflected ultrasound signals are different when they hit a pipe wall behind which there is a cavity, for example the interior of a pipe that opens. If this point is found roughly, it is drilled with the milling cutter 5 under video surveillance. Then the milling cutter 5 is moved from the drilled hole over two intersecting directions up to the respective stop.
  • the milling paths can be adjusted via potentiometers be recorded.
  • the control unit is equipped with electronics which, on the basis of the milling paths covered and recorded by the potentiometers in the form of electrical signals, make it possible to calculate the center and the dimension of the merging pipe and to save them as data material.
  • the electronics can calculate a round milling curve and then electronically control the milling cutter in such a way that it precisely follows the calculated milling curve, as a result of which the said point is opened cleanly.
  • the pressing of epoxy resin for the purpose of repairing or closing a line pipe location is carried out after the completion of the milling work or after the insertion of a pig, a pressing unit 23, which can be installed as a separate component instead of the milling unit between the fork ends 11.
  • the pressing unit 23 is designed as an attachment, which can be placed directly on the milling head 17 and fastened there by means of screws, as can be seen from FIG. 6.
  • the pressing unit 23 consists of a shoe 24, the shape of which forms a cutout from a hollow cylinder. Skids 25 are mounted on the rounded longitudinal edges of the pressing shoe 24. During processing, these runners 25 rest on the intact line pipe wall on both sides of the point to be processed and thus act as a spacer.
  • the rear end edge of the pressing shoe 24 is designed as a special smoothing edge 26 which acts as a smoothing spatula.
  • Approximately in the middle of the pressing shoe 24 is the outlet Opening 48 for the epoxy resin to be pressed.
  • a nipple is arranged around the outlet opening, on which the hose for the epoxy resin is mounted.
  • the pressing shoe 24 is moved under video surveillance to the point to be repaired or closed and then pressed onto this point by extending the milling head 17.
  • the lateral runners 25 rest on an intact area around the point to be pressed and define the position of the pressing shoe 24.
  • the supply unit pre-presses the two components of the epoxy resin from the supply unit, which are directly in front of the Use and processed virtually on site in a spiral mixer 46, as will be described. If it is determined by the video surveillance that the injected epoxy resin has filled the site sufficiently, the pressing shoe 24 is pivoted about its radius of curvature along its runners 25 by pivoting the milling unit 4 or by rotating the fork 10 by means of the plate disk 9.
  • the smoothing edge 26 brushes precisely at the level of the runners 25 and thus at the level of the surrounding inner wall area over the point pressed with epoxy resin and smooths the epoxy resin cleanly.
  • FIG. 7 shows a counter-rotating spiral mixer in a side view with the wall partially cut open. It is a plastic tube 46 with a slightly tapering diameter towards the front. Inside the art Fabric tube 46 is arranged a row of rectangles 47 each twisted by 180 °, so that their longitudinal edges each form a helical shape. The individual twisted rectangles 47 or twisting elements 47 are lined up in such a way that the straight end edges or broad sides of the twisted rectangles 47 adjoin one another at right angles to one another. The two components of the epoxy resin pressed by this spiral mixer are rotated by 180 ° by each twisting element 47 and then each component is divided in two by the front edge of the next twisting element 46 and brought together with half of the other component.
  • each twist element 47 two new parts arriving separately from the preceding twist element 47 are therefore mixed together on both sides of the surface. This process extends over approximately 10 torsion elements 47, as a result of which a very intimate mixing of the two original components is achieved.
  • This spiral mixer 46 is accommodated below the valve control unit 14. From there, the finished epoxy resin mixture thus emerges from the supply line 35 and reaches the pressing unit 23, by means of which the epoxy resin is applied to the point in the conduit to be repaired or sealed.
  • the electric motor in the interior of the locomotive housing has, for example, a nominal motor voltage of 60 V at 5 A current. It is equipped with a tachometer generator which is coupled to a transformer and amplifier in the supply and control unit. A voltage drop due to a drop in the speed of the electric motor is automatically compensated by the supply and control unit by means of the transformer and the amplifier with a higher current intensity in accordance with an optimized characteristic characteristic of the motor.
  • the four specially developed solid rubber studded tires 28, which are provided with many rubber studs all around the visible tire cross-section, ensure optimal power transmission of the locomotive 8 in order to achieve the highest possible adhesion to the curved inner wall of the conduits used.
  • the robot 1 can be equipped in two places with chassis legs which can be extended by it instead of runners .
  • chassis legs can be extended pneumatically, for example, and held in any extended position by means of pneumatically operated oil brake cylinders.
  • the undercarriage legs are advantageously equipped with freewheeling wheels in such a way that the robot 1 can be stabilized about its longitudinal axis in the center in the center for processing in large-diameter pipes and still remains displaceable by the locomotive 8.

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Abstract

The process uses a remote-control robot (1) with a video-monitored working head (2). The part to be opened or repaired is cut out, or a pig is placed and inflated so as to be clamped in the pipe at the part to be sealed. The process is mainly characterized in that the desired cut-out part is sealed with a two-component epoxy resin. Both components are mixed in an opposite flow helical mixer just before reaching the working head (2), forming an intimate, curing epoxy resin mixture. The device has a front rotary disk wheel (9) arranged on the robot (1), that carries a fork (10) provided with an articulation (13). A pivotable and retractable working head (2) is mounted between the ends (11) of the fork. The working head (2) may be designed as a cutting unit (4), as an inflating unit for clamping pigs, as a pressing unit for pressing and smoothening epoxy resin, as a whirling unit for coating the inside of pipes or as a combination of such units.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Innenbearbeitung von nicht begehbaren Leitungsrohren Method and device for internal processing of non-accessible conduit pipes
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, um von innen nicht begehbare Leitungsrohre, zum Beispiel Kanalisationsrohre, für Sanierungs- oder andere Zwecke zu bearbeiten. Insbesondere erlaubt es die Erfindung, seitliche Abzweigungen in solchen Leitungsrohren zu ver- schliessen oder zu öffnen und Reparaturen an schadhaften Stellen auszuführen.The present invention relates to a method and an apparatus for processing conduit pipes, for example sewer pipes, that cannot be accessed from the inside for renovation or other purposes. In particular, the invention allows lateral branches in such line pipes to be closed or opened and repairs to be carried out at damaged locations.
Hierzu sind bisher sogenannte KanalSanierungsroboter bekannt, welche ein kleines, längliches, selbstfahrendes Fahrzeug ein- schliessen, das in den Leitungsrohren fahren kann, wobei das Fahrzeug als Roboter ausgebildet ist, indem es Bearbeitungs¬ werkzeuge, zum Beispiel einen Fräskopf sowie Injektions¬ spritzen und Verspachtelungseinrichtungen trägt. Das Roboter- Fahrzeug ist ausserdem mit einer Videokamera ausgerüstet und kann dadurch von einer Versorgungs- und Steuereinheit aus, die Übertag angeordnet ist, bedient werden. Meistens ist die Versorgungs- und Steuereinheit fest in ein Spezialfahrzeug eingebaut, zum Beispiel in einen Lkw-Kastenaufbau, in einen Lkw-Kastenanhänger oder einen leicht verschiebbaren Contai¬ ner. Der Fräser des Fräskopfes ist beweglich. Mit seiner Hilfe kann unter Videobeobachtung eine zu sanierende Stelle ausgefräst werden, wonach Spachtelmasse aus einer Kartusche, die im Roboter-Fahrzeug untergebracht ist, in die ausgefräste Stelle gespritzt wird. Schliesslich wird die Stelle mittels Verpressschuh verpresst und abgeglättet.So-called sewer rehabilitation robots are known for this purpose, which include a small, elongated, self-propelled vehicle that can run in the conduit, the vehicle being designed as a robot by using processing tools, for example a milling head, as well as injection syringes and fillers wearing. The robot vehicle is also equipped with a video camera and can therefore be operated from a supply and control unit, which are arranged above ground, are operated. The supply and control unit is usually permanently installed in a special vehicle, for example in a truck box body, in a truck box trailer or in an easily movable container. The milling cutter of the milling head is movable. With its help, a site to be renovated can be milled out under video observation, after which filler is sprayed from a cartridge, which is housed in the robot vehicle, into the milled-out area. Finally, the area is pressed and smoothed using a press shoe.
Herkömmliche Roboter haben verschiedene Nachteile, die ihren Einsatz einschränken oder diesen in der Effizienz beschnei¬ den. Ein solcher Nachteil ist zum Beispiel darin zu erblic¬ ken, dass der Fräser nicht gegen vorne wirken kann, sondern in bezug auf das längliche Roboter-Fahrzeug nur seitwärts. Ausserdem haben die Fräser herkömmlicher Roboter aus techni- •sehen Gründen eine oft unzureichende Leistung beziehungsweise Drehzahl. Schliesslich muss das Roboter-Fahrzeug bei längeren Arbeitsphasen oft aus dem Leitungsrohr herausgeholt werden, um die verbrauchte Kartusche mit einer neuen, vollen zu ersetzen. Hierbei geht viel kostbare Zeit verloren, während welcher die ganze Anlage, die doch immerhin eine hohe Inve¬ stition darstellt, lahmgelegt ist.Conventional robots have various disadvantages which restrict their use or reduce their efficiency. Such a disadvantage can be seen, for example, in the fact that the milling cutter cannot act towards the front, but only sideways in relation to the elongated robot vehicle. In addition, for technical reasons, the milling cutters of conventional robots often have insufficient power or speed. After all, the robot vehicle often has to be pulled out of the pipe during longer work phases in order to replace the used cartridge with a new, full one. A lot of valuable time is lost during this time, during which the entire system, which is nevertheless a high investment, is paralyzed.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nach¬ teile zu beseitigen und ein technisch ausgereifteres Verfah¬ ren und eine Vorrichtung zu dessen Ausübung zu schaffen, wel¬ che ganz allgemein breitere technische Anwendungsmöglichkei- ten bei höherer Effizienz in der Wirkung ermöglichen und in vielerlei Hinsicht bessere technische Lösungen hierzu reali¬ sieren.It is the object of the present invention to eliminate these disadvantages and to create a technically more mature method and a device for its practice which generally have broader technical application possibilities. Enable higher efficiency in the effect and in many ways implement better technical solutions for this.
Die Aufgabe wird gelöst von einem Verfahren zur Innenbearbei¬ tung von nicht begehbaren Leitungsrohren, bei dem ein fernge¬ steuerter Roboter mit videoüberwachtem Arbeitskopf, der von einer übertags angeordneten Versorgungs- und Steuereinheit in das zu bearbeitende Leitungsrohr eingefahren wird, die zu öffnende oder zu reparierende Stelle ausfräst, oder an der zu verschliessenden stelle einen Molch plaziert und durch Aufblasen im Leitungsrohr verspannt, wobei sich das Verfahren durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 auszeichnet.The object is achieved by a method for the internal processing of inaccessible conduit pipes, in which a remote-controlled robot with a video-monitored working head, which is moved into the pipe conduit to be machined by a supply and control unit arranged above ground, the one to be opened or repaired Milled out place, or placed a pig at the point to be closed and braced by inflation in the conduit, the method being characterized by the characterizing features of claim 1.
Ein anderer Aspekt der Aufgabe wird gelöst von einem Verfah¬ ren zur Innenbearbeitung von nicht begehbaren Leitungsrohren gemäss Patentanspruch 1, bei dem das Ausfräsen der zu öffnen¬ den stelle mit den kennzeichnenden Verfahrensschritten gemäss Patentanspruch 2 erfolgt.Another aspect of the object is achieved by a method for the internal processing of inaccessible conduit pipes according to claim 1, in which the opening to be opened is milled with the characterizing method steps according to claim 2.
Die Aufgabe wird schliesslich gelöst von einer Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens gemäss Anspruch 1 oder 2, mit ei¬ nem ferngesteuerten, in das zu bearbeitende Leitungsrohr ein¬ fahrbaren Roboter mit videoüberwachtem Arbeitskopf und einer zugehörigen Versorgungs- und Steuereinheit, wobei sich die Vorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale gemäss Pa¬ tentanspruch 3 auszeichnet. Die Erfindung erlaubt auch Bearbeitungen gegen vorne, also an einem toten Ende eines Leitungsrohres oder an einer Verstop¬ fung in der Front. Durch die besondere technische Ausgestal¬ tung des Roboters ist dieser besonders leistungsfähig und die Bearbeitung entsprechend effizient und vielseitig. Dadurch, dass die Mischung der Spachtelmasse durch kontinuierliches Zuführen von zwei Komponenten eines entsprechenden Epoxyharzes am Ort der Bearbeitung geschieht, kann viel Zeit eingespart werden. Ausserdem wird nur immer soviel Spachtel¬ masse zubereitet, wie tatsächlich gebraucht wird und es wird kein unnötiger Abfall produziert, wie das bei der Verwendung von Kartuschen, deren Inhalt pro Arbeitsgang oft nur teil¬ weise verbraucht wird, unvermeidlich ist.The object is finally achieved by a device for carrying out the method according to claim 1 or 2, with a remote-controlled robot which can be moved into the line pipe to be machined and has a video-monitored working head and an associated supply and control unit, the device being characterized by the characterizing features according to claim 3. The invention also permits machining toward the front, that is to say at a dead end of a conduit or at a blockage in the front. Due to the special technical design of the robot, it is particularly powerful and the processing is accordingly efficient and versatile. Much time can be saved by mixing the leveling compound by continuously feeding two components of an appropriate epoxy resin at the processing location. In addition, only as much filler is prepared as is actually used and no unnecessary waste is produced, as is inevitable when using cartridges, the content of which is often only partially consumed per operation.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung wird anhand von Zeichnungen einer beispielsweisen Ausführung nachfolgend beschrieben und die Funktion der einzelnen Bestandteile wird erläutert, sodass auch das erfindungsgemässe Verfahren und seine spezi¬ fischen Merkmale und Vorteile verständlich werden.The device according to the invention is described below with the aid of drawings of an exemplary embodiment and the function of the individual components is explained, so that the method according to the invention and its specific features and advantages can also be understood.
Es zeigt:It shows:
Figur 1: Eine Zugskomposition aus Lokomotive, Steuer¬ ventileinheit und Roboter;Figure 1: A train composition of locomotive, control valve unit and robot;
Figur 2: Den Arbeitskopf, hier als Fräskopf ausgebil¬ det, schwenkbar zwischen den Gabelspitzen ge¬ lagert, von oben gesehen; Figur 3 Den Fräskopf mit Fräser sowie die Videokamera, verschwenkbar gelagert in der ebenfalls ver¬ schwenkbaren Gabel, von der Seite her gesehen;Figure 2: The working head, here designed as a milling head, pivotally mounted between the fork tips, seen from above; FIG. 3 The milling head with milling cutter and the video camera, pivotally mounted in the likewise pivoting fork, seen from the side;
Figur 4: Den Fräskopf in einem Querschnitt von der Seite her gesehen;Figure 4: The milling head seen in a cross section from the side;
Figur 5 Den Fräskopf zwischen dem Gabelende von vorne gesehen mit den Gleitwellen, welche ermögli¬ chen, den Fräskopf auszufahren;FIG. 5 the milling head between the fork end seen from the front with the sliding shafts, which make it possible to extend the milling head;
Figur 6: Die Verpresseinheit, montiert auf dem Fräs¬ kopf;Figure 6: The pressing unit, mounted on the milling head;
Figur 7: Den gegenläufigen Wendelmischer, teilweise aufgeschnitten, von der Seite her gesehen;Figure 7: The counter-rotating spiral mixer, partially cut open, seen from the side;
Figur 8: Den Synchron-Antrieb der Lokomotive mit Zahn¬ rädern.Figure 8: The synchronous drive of the locomotive with gear wheels.
In Figur 1 sind alle wesentlichen Bestandteile der erfin- dungsgemässen Vorrichtung in einer Gesamtansicht gezeigt. Die Vorrichtung bildet eine Zugskomposition aus Lokomotive 8, Steuerventileinheit 14 und dem eigentlichen Roboter 1. Diese einzelnen Kompositionselemente 1,8 und 14 sind über Schwenk¬ gelenke 15,16 -miteinander verbunden. Die Elemente 1,8- und 14 können also zueinander auf und ab sowie seitwärts verschwenkt werden. Durch diese Schwenkgelenke 15,16 ist die ganze Zugskomposition sehr beweglich und es können mit ihr auch die engsten Kurvenradien befahren werden, die in Kanalisations¬ rohren etwa vorkommen. Die Lokomotive 8 ist für das Verschie¬ ben der ganzen Zugskomposition zuständig. Sie muss hierfür eine möglichst grosse Zug- oder stosskraft aufbringen können. Dazu ist sie mit einem synchronen Allradantrieb ausgerüstet, der über vier Räder 12 mit speziellen Stollenreifen 28 wirkt, die für eine gute Adhäsion an den meist nassen und glitschi¬ gen Innenwänden der Leitungsrohre sorgen. Der Antrieb erfolgt über einen einzelnen, in der Lokomotive 8 untergebrachten Elektromotor und wird später noch näher beschrieben. Durch die Lokomotive 8 hindurch verlaufen die Versorgungs- und Steuerleitungen 3, die etwa 200 Meter lang sein können und von der Lokomotive 8 vom Zugangsschacht her, von dem aus die Komposition in das zu bearbeitende Leitungsrohr eingeschoben wird, nachgezogen werden müssen. Es handelt sich dabei um drei von der Funktion her verschiedene Leitungen, nämlich um eine elektrische Steuer- und Speiseleitung 33 für die elek¬ trische Versorgung des Elektromotors sowie für die Steuersi¬ gnale und Mess-Signale, weiter um eine pneumatische Speise¬ leitung 34, sowie um Zufuhrleitungen für das zu verarbeitende Epoxyharz, nämlich zwei Leitungen 35 für die beiden Komponen- •ten des Epoxyharzes. Die Leitungen 33, 34 und 35 führen durch die Lokomotive 8 hindurch in das nächstvordere Element, die Ventilsteuereinheit 14. In dieser Ventilsteuereinheit 14 ist ein gegenläufiger Wendelmischer untergebracht, mittels dessen die beiden Komponenten des Epoxyharzes beim Durchpressen innig vermischt werden. Der Aufbau und die Anordnung dieses Wendelmischers wird später noch näher beschrieben. In der Zeichnung ist ersichtlich, dass zwei Leitungen 35 für die zwei Komponenten des Epoxyharzes in die Ventilsteuereinheit 14 hineinführen, jedoch nur eine 35 hinaus, da beim Austritt aus der Ventilsteuereinheit 14 das Epoxyharz für die Verar¬ beitung bereits fertig gemischt ist. Die pneumatische Speise¬ leitung 34 führt ab der Ventilsteuereinheit 14, obwohl in einer einzelnen Schlauchhülle zusammengefasst, verzweigt in den eigentlichen Roboter 1, wo die Druckluft für verschiedene Funktionen benötigt wird. Der Roboter 1 besteht aus einem zylinderförmigen Antriebs- und Steuerteil 36. Dieser ist hier aussen mit Kufen 37 oder Rädern versehen, auf denen er im Leitungsrohr gleitet oder rollt, ohne Schaden zu nehmen. Dieser zylinderförmige Antriebs- und Steuerteil 36 ist rela¬ tiv schwer gebaut, muss er doch die Reaktionskräfte bei der Bearbeitung aufnehmen und dem ganzen Roboter 1 die nötige Stabilität verleihen. Vorne am zylinderförmigen Antriebs- und Steuerteil 36 sitzt wie ein Abschlussdeckel eine Teller¬ scheibe 9. Diese Tellerscheibe 9 ist über einen Zahnradan¬ trieb mittels Luftmotor um die Längsachse des Roboters 1 drehbar, und zwar um bis zu 420°. Auf dieser Tellerscheibe 9 ist eine Gabel 10 montiert, welche ein Schwenkgelenk 13 auf¬ weist. Zwischen den Gabelenden oder Gabelspitzen 11 ist moto¬ risch verschwenkbar der eigentliche Arbeitskopf 2 angeordnet. Der Arbeitskopf 2 kann eine Fräseinheit 4 zum Ausfräsen von Leitungsrohr-Stellen sein oder als Blaseinheit zum Verspannen von Molchen, als Verpresseinheit 23 (Fig. 6) zum Verpressen und Abglätten von Epoxyharz, als Schleudereinheit zum Innenbeschichten von Rohren, oder als eine Kombination sol¬ cher Einheiten 4;23 ausgebildet sein. Im gezeigten Beispiel ist der Arbeitskopf 2 eine Fräseinheit 4 mit einem Fräser 5. Hinter dem Arbeitskopf 2 ist zwischen der Gabel 10 eine Videokamera 7 mit Halogenlampe 21 montiert, die dort ver¬ schwenkbar ist und in jeder Lage befestigbar ist. In der Pra¬ xis wird die Zugskomposition aus Lokomotive 8, Steuerventil¬ einheit 14 und Roboter 1 von Hand meist von einem Schacht aus in ein zu bearbeitendes Leitungsrohr hineingeschoben. Die Einstellung des Schwenkwinkels der Gabel 10 beim Gabelgelenk 13 wird an den Durchmesser des zu bearbeitenden Leitungsroh¬ res angepasst. Dank dieses Gelenkes 13, um welches die Gabel um ca. 60° schwenkbar ist, können Rohre bis zu einem Innen¬ durchmesser von etwa 850 mm bearbeitet werden. Die Lokomotive 8 schiebt den Roboter 1 und die Ventilsteuereinheit 14 nach dem Hineinschieben der Zugskomposition in das Leitungsrohr bis zur gewünschten Bearbeitungsstelle vor, was mit Video¬ überwachung von der Versorgungs- und Steuereinheit aus, also von übertags aus, überwacht wird. Die Versorgungs- und Steuereinheit ist vorteilhaft in einem Lkw-Kastenaufbau, in einen Lkw-Kastenanhänger oder einem leicht verschiebbaren Container untergebracht. Die weitere Arbeit kann aus- schliesslich vom Kommandopult dieser Versorgungs- und Steuereinheit aus erfolgen. Beim Hineinschieben des Roboters 1 muss die Lokomotive 8 die Versorgungs- und Steuerleitungen 3;33-35 nachziehen, weshalb ein starker Antrieb für die Loko¬ motive 8 unerlässlich ist. Die nähere Anordnung des Arbeitskopfes 2, das eisst hier der Fräseinheit 4, ist in Figur 2 in einer Ansicht von oben ge¬ zeigt. Diese Fräseinheit 4 ist schwenkbar zwischen den Gabelenden 11 angeordnet. Auf der einen Seite der Fräseinheit 4 ist der Antrieb für ihre motorische Schwenkung zu erkennen. Es handelt sich um ein Zahnrad 39, in welches eine Schnecke 41 eingreift, die vom Antriebs- und Steuerteil 36 des Robo¬ ters 1 pneumatisch, das heisst von einem Luftmotor, angetrie¬ ben wird. Die Kraftübertragung kann zum Beispiel über Kardanwellen mit Kreuzgelenken oder über eine Saite erfolgen. Die Fräseinheit 4 kann somit unter Videoüberwachung in die gewünschte Schwenklage gefahren werden, und die Selbsthemmung des Schneckenantriebes sorgt für eine gute Stabilität, sodass die Fräseinheit 4 in der eingestellten Schwenklage die Reak¬ tionskräfte der Bearbeitung ohne weiteres aufnehmen kann. Die Rückseite der Fräseinheit 4 ist entsprechend dem Schwenkra¬ dius gerundet, damit sie bei einer motorisch betätigten Schwenkung möglichst nirgends hängenbleibt.1 shows all the essential components of the device according to the invention in an overall view. The device forms a train composition consisting of locomotive 8, control valve unit 14 and the actual robot 1. These individual composition elements 1, 8 and 14 are connected to one another via swivel joints 15, 16. The elements 1, 8 and 14 can thus be pivoted up and down to one another and sideways become. By means of these swivel joints 15, 16, the entire train composition is very mobile and it can also be used to negotiate the narrowest curve radii that may occur in sewer pipes. The locomotive 8 is responsible for shifting the entire train composition. To do this, it must be able to apply the greatest possible pulling or pushing force. For this purpose, it is equipped with a synchronous all-wheel drive, which works via four wheels 12 with special stud tires 28, which ensure good adhesion to the mostly wet and slippery inner walls of the conduit pipes. The drive takes place via a single electric motor housed in the locomotive 8 and will be described in more detail later. The supply and control lines 3, which can be approximately 200 meters long, run through the locomotive 8 and must be retightened by the locomotive 8 from the access shaft from which the composition is inserted into the conduit to be processed. These are three functionally different lines, namely an electrical control and feed line 33 for the electrical supply to the electric motor and for the control signals and measurement signals, and a pneumatic feed line 34, as well as supply lines for the processing to epoxy resin, namely two lines 35 for the two compo- • th of the epoxy resin. The lines 33, 34 and 35 lead through the locomotive 8 into the next front element, the valve control unit 14. In this valve control unit 14 a counter-rotating spiral mixer is accommodated, by means of which the two components of the epoxy resin are pressed through be intimately mixed. The structure and arrangement of this spiral mixer will be described in more detail later. In the drawing it can be seen that two lines 35 for the two components of the epoxy resin lead into the valve control unit 14, but only one 35, since the epoxy resin for processing is already completely mixed when exiting the valve control unit 14. The pneumatic feed line 34 leads from the valve control unit 14, although combined in a single tubular sleeve, branches into the actual robot 1, where the compressed air is required for various functions. The robot 1 consists of a cylindrical drive and control part 36. This is provided on the outside with skids 37 or wheels on which it slides or rolls in the conduit without being damaged. This cylindrical drive and control part 36 is of relatively heavy construction, since it has to absorb the reaction forces during processing and give the entire robot 1 the necessary stability. At the front of the cylindrical drive and control part 36, a plate disk 9 sits like an end cover. This plate disk 9 can be rotated about the longitudinal axis of the robot 1 via a gear drive by means of an air motor, specifically by up to 420 °. A fork 10 is mounted on this plate disk 9 and has a swivel joint 13. The actual working head 2 is pivotally arranged between the fork ends or fork tips 11. The working head 2 can be a milling unit 4 for milling conduit locations or as a blowing unit for bracing pigs, as a pressing unit 23 (FIG. 6) for pressing and smoothing of epoxy resin, as a centrifugal unit for internally coating pipes, or as a combination of such units 4; 23. In the example shown, the working head 2 is a milling unit 4 with a milling cutter 5. Behind the working head 2, a video camera 7 with a halogen lamp 21 is mounted between the fork 10, which can be pivoted there and can be fastened in any position. In practice, the train composed of locomotive 8, control valve unit 14 and robot 1 is usually pushed by hand from a shaft into a conduit to be processed. The setting of the pivot angle of the fork 10 at the fork joint 13 is adapted to the diameter of the line pipe to be processed. Thanks to this joint 13, about which the fork can be swiveled by approximately 60 °, pipes with an inner diameter of approximately 850 mm can be processed. The locomotive 8 pushes the robot 1 and the valve control unit 14 forward after the pushing-in of the train composition into the conduit to the desired processing point, which is monitored with video surveillance from the supply and control unit, that is to say from the day. The supply and control unit is advantageously housed in a truck box body, in a truck box trailer or in an easily movable container. The rest of the work can only be done from the control panel of this supply and control unit. When the robot 1 is pushed in, the locomotive 8 has to tighten the supply and control lines 3; 33-35, which is why a strong drive for the locomotive 8 is essential. The closer arrangement of the working head 2, here the milling unit 4, is shown in FIG. 2 in a view from above. This milling unit 4 is pivotally arranged between the fork ends 11. The drive for its motorized pivoting can be seen on one side of the milling unit 4. It is a gearwheel 39, in which a worm 41 engages, which is pneumatically driven by the drive and control part 36 of the robot 1, that is to say by an air motor. The power transmission can take place, for example, via cardan shafts with universal joints or via a string. The milling unit 4 can thus be moved into the desired swivel position under video surveillance, and the self-locking of the worm drive ensures good stability, so that the milling unit 4 can easily absorb the reaction forces of the machining in the set swivel position. The back of the milling unit 4 is rounded in accordance with the pivoting radius, so that it does not get stuck anywhere when the motor is pivoted.
In Figur 3 ist die Gabel 10 mit der dazwischen angeordneten Fräseinheit 4 in einer Ansicht von der Seite her gesehen ge¬ zeigt. Die Gabel 10 ist auf der Tellerscheibe 9 montiert, die mittels eines Luftmotors über einen Zahnradantrieb um 420° verdreht werden kann. Mit der Tellerscheibe 9 dreht auch die Gabel 10 und der zwischen ihren Enden angeordnete Arbeitskopf 2, hier die Fräseinheit 4, mit. Die Gabel 10 weist ein Gelenk 13 auf, um welches der vordere Teil der Gabel 10 um etwa 60° nach oben schwenkbar ist. Zusammen mit der Drehung der Tellerscheibe 9 ergibt sich damit ein weiter Bearbeitungsbe¬ reich für den Arbeitskopf oder die Fräseinheit 4, die bei Drehung der Tellerscheibe 9 einen entsprechend grossen Kreis beschreibt. Etwa in der Längsmitte der Gabel 10 ist eine kom¬ pakte, spezielle Videokamera 7 mit Halogenlampe 21 angeord¬ net, deren Schwenklage so fixiert wird, dass das Objektiv 30 ungefähr in Richtung des Bearbeitungspunktes gerichtet ist. Um das Objektiv 30 während der Fräsarbeiten sauber zu halten, ist eine Wasserdüse auf das Objektiv 30 gerichtet, über wel¬ che dieses wenn nötig mit hohem Druck angespritzt wird. Vorne zwischen den Gabelenden 11 sitzt die Fräseinheit 4 mit dem Fräser 5, wo sie so wie die Pfeile andeuten motorisch mittels des beschriebenen Schneckenantriebes verschwenkbar ist. Damit die Videokamera 7 selbst auch ferngesteuert verschwenkbar ist, kann sie auch direkt auf dem Arbeitskopf 2 aufgebaut sein. Sie kann dann besser zum genauen Betrachten der Rohrin¬ nenwandungen, insbesondere der Rohrinnenwandungen von einmün¬ denden Rohren, positioniert werden.In FIG. 3, the fork 10 with the milling unit 4 arranged in between is shown in a view from the side. The fork 10 is mounted on the plate 9, which can be rotated by 420 ° by means of an air motor via a gear drive. The plate 10 also rotates the fork 10 and the working head 2 arranged between its ends, here the milling unit 4. The fork 10 has a joint 13 around which the front part of the fork 10 is rotated by approximately 60 ° is pivotable upwards. Together with the rotation of the plate disk 9, this results in a further machining area for the working head or the milling unit 4, which describes a correspondingly large circle when the plate disk 9 rotates. Approximately in the longitudinal center of the fork 10 there is a compact, special video camera 7 with a halogen lamp 21, the swivel position of which is fixed in such a way that the objective 30 is directed approximately in the direction of the processing point. In order to keep the objective 30 clean during the milling work, a water nozzle is directed onto the objective 30, through which it is sprayed on with high pressure if necessary. At the front between the fork ends 11, the milling unit 4 sits with the milling cutter 5, where it can be pivoted by means of the worm drive described, as indicated by the arrows. So that the video camera 7 itself can also be pivoted remotely, it can also be built directly on the working head 2. It can then be positioned better for a closer look at the inner tube walls, in particular the inner tube walls of confluent tubes.
Die Fräseinheit 4 ist in Figur 4 in einem Querschnitt darge¬ stellt. Sie besteht aus einem Gehäuse 18, in welchem der ei¬ gentliche Fräskopf 17 translatorisch verschiebbar unterge¬ bracht ist. Der Fräser 5 ist pneumatisch über eine Turbine 40 angetrieben. Axial längs der Fräserachse verläuft eine Hohl¬ welle 6, durch welche Kühlwasser pumpbar ist, welches den ei¬ gentlichen Fräser 5 von innen kühlen kann und dann seitlich austritt. Die Verschiebung des Fräserkopfes 17 im Gehäuse 18 erfolgt pneumatisch in beiden Richtungen. Das Festhalten des Fräserkopfes 17 in einer gewünschten Ausfahrlage wird erfin- dungsgemäss mittels pneumatisch betätigter Ölbremszylinder bewerkstelligt. Der ölkreislauf, welcher die besagten Öl¬ bremszylinder mit Hydraulikol versorgt, ist innerhalb der Fräseinheit 4 geschlossen. In dieser Weise wird es möglich, trotzdem, dass die Fräseinheit 4 nur mit Luft versorgt wird, eine sehr hohe Bremskraft zu erzeugen, sodass der im Gehäuse 18 ausgefahrene Fräskopf 17 beim Fräsen grosse Reaktions¬ kräfte aufnehmen kann.The milling unit 4 is shown in FIG. 4 in a cross section. It consists of a housing 18 in which the actual milling head 17 is accommodated in a translationally displaceable manner. The milling cutter 5 is driven pneumatically via a turbine 40. A hollow shaft 6 runs axially along the milling cutter axis, through which cooling water can be pumped, which can cool the actual milling cutter 5 from the inside and then emerges laterally. The displacement of the cutter head 17 in the housing 18th takes place pneumatically in both directions. The milling head 17 is held in a desired extended position according to the invention by means of pneumatically operated oil brake cylinders. The oil circuit, which supplies the said oil brake cylinders with hydraulic oil, is closed within the milling unit 4. In this way it becomes possible, despite the fact that the milling unit 4 is only supplied with air, to generate a very high braking force, so that the milling head 17 extended in the housing 18 can absorb large reaction forces during milling.
In Figur 5 ist die zwischen den Gabelenden 11 der Gabel 10 sitzende Fräseinheit 4 in einer Ansicht von vorne gezeigt, wobei sich hier die Gabel 10 in gestreckter Position befin¬ det. Wie in dieser Figur ersichtlich, ist die Gabel 10 an ihren Aussenseiten gerundet, sodass bei einer Drehung der Tellerscheibe 9 in einem engen Rohr die Gabel 10 nicht mit einer Kante irgendwo hängenbleiben kann. Einsehbar ist auch der Schneckenantrieb zur Schwenkung des Arbeitskopfes 2, hier der Fräseinheit 4. Dieser schliesst die vom Robotergehäuse aus angetriebene Schnecke 41 und das Zahnrad 39 ein, das fest mit der Schwenkachse des Gehäuses 18 verbunden ist. Erfin- dungsgemäss ist der Fräskopf 17 innerhalb des Gehäuses 18 mittels zweier gegenüberliegender Gleitwellen aus gehärteten Rundstählen gelagert. Auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Fräskopfes 17 sind je zwei gehärtete, parallel an¬ geordnete Rundstähle 19 am Fräskopf 17 befestigt. An den ge¬ genüberliegenden Innenseiten des Gehäuses 18 ist je ein ein- zelner gehärteter Rundstahl 20 angeordnet, der in der Mitte zwischen den anliegenden Rundstahl-Paaren 19 am Fräskopf 17 längs je einer Linie aufliegt. Das Spiel des so gebildeten Gleitlagers kann mittels der Schrauben 22 am Gehäuse 18 ein¬ gestellt werden, welche die Rundstähle 20 beaufschlagen und so deren Anpresskraft bestimmen. Nebst dem Pneumatikzylinder 42 ist der Ölbremszylinder 43 zu sehen. Wenn ein Verpress- Schuh auf den Fräskopf 17 aufgebaut wird, wird die Epoxyharz- leitung an Punkt 48 Figur 6 angeschlossen.FIG. 5 shows the milling unit 4 sitting between the fork ends 11 of the fork 10 in a view from the front, the fork 10 being here in the extended position. As can be seen in this figure, the fork 10 is rounded on its outer sides, so that when the plate disk 9 is rotated in a narrow tube, the fork 10 cannot get stuck with one edge anywhere. The worm drive for pivoting the working head 2, here the milling unit 4, can also be seen. This includes the worm 41 driven from the robot housing and the gearwheel 39, which is firmly connected to the pivot axis of the housing 18. According to the invention, the milling head 17 is mounted inside the housing 18 by means of two opposing sliding shafts made of hardened round steels. Two hardened, parallel arranged round steels 19 are fastened to the milling head 17 on two opposite sides of the milling head 17. On the opposite inner sides of the housing 18 there is a single arranged hardened round steel 20, which lies in the middle between the adjacent round steel pairs 19 on the milling head 17 along one line each. The play of the slide bearing formed in this way can be set by means of the screws 22 on the housing 18, which act on the round steels 20 and thus determine their contact pressure. In addition to the pneumatic cylinder 42, the oil brake cylinder 43 can be seen. If a pressing shoe is built onto the milling head 17, the epoxy resin line is connected to point 48 in FIG. 6.
Der Arbeitskopf kann auch eine gesonderte Blaseinheit ohne Fräseinrichtung sein, der einen Pressluftnippel zum Auf¬ stecken des Aufblasschlauches eines Molches aufweist, der mit einem Einwegventil ausgerüstet ist. Mit dem Roboter 1 wird der Molch im Leitungsrohr oder in einer zu verschliessenden Einmündung plaziert und hernach mittels Pressluft aufgebla¬ sen, sodass er sich im betreffenden Innenrohr verspannt. Da¬ nach können die seitlichen Nischen um den ganzen Molch mit Epoxyharz verpresst werden. Der Arbeitskopf kann auch eine Schleudereinheit sein, die im wesentlichen eine pneumatisch betriebene Schleuderscheibe aufweist, auf welche ein BeschichtungsStoff oder ein Farbanstrich in flüssiger Form von einer auf die SchleuderScheibe gerichteten Düse am Arbeitskopf aufspritzbar ist. Mittels einer solchen Schleu¬ dereinheit lassen sich Innenbeschichtungen auf Leitungsrohre aufbringen, die sich durch eine sehr homogene Verteilung des Beschichtungsstoffes auszeichnen. Die Steuerventileinheit 14 enthält die elektrisch betätigten Pneumatik-Ventile zur Steuerung des Roboters 1. Alle Antriebe des Roboters 1 erfolgen nämlich pneumatisch oder pneumatisch¬ mechanisch, zum einen wird die Tellerscheibe 9 über ein Zahn¬ radgetriebe gedreht, welches seinerseits von einem Luftmotor angetrieben wird, dann wird der Arbeitskopf 2, beziehungs¬ weise die Fräseinheit 4, mittels des mechanischen Schnecken¬ getriebes verschwenkt, wobei wiederum die Schnecke von einem Luftmotor angetrieben wird. Weiter wird der Fräskopf 17 pneumatisch ein- und ausgefahren und mittels pneumatisch betätigter Ölbremszylinder in jeder beliebigen Ausfahrlage festgehalten. Schliesslich ist auch der eigentliche Fräseran¬ trieb pneumatisch, indem eine Turbine 40 im Innern der Fräseinheit 4 mit Druckluft versorgt wird. Dieser Antrieb erlaubt Fräser-Drehzahlen von gegen 45'000 U/min und entspre¬ chend hohe Fräsleistungen. Alle diese Funktionen werden über die elektrisch steuerbaren Luftventile in der Steuerventil¬ einheit 14 angesteuert. Unterhalb der Steuerventileinheit 14 ist der Wendelmischer angebracht. Die Robotereinheit 36 enthält in ihrem Innern vorteilhaft ein längs ihrer Längsachse verlaufendes Kreuzprofil, sodass vier im Quer¬ schnitt V-förmige Ausnehmungen gebildet werden. In einer ersten Ausnehmung ist der erste Luftmotor untergebracht, in einer zweiten und vierten Ausnehmung die Versorgungsleitungen für die Pressluft sowie die elektrischen Steuerleitungen. In einer dritten Ausnehmung ist der zweite Luftmotor für die Antriebe untergebracht. Die einzelnen Bewegungen des Roboters 1 sowie die von ihm ausgeführten Bearbeitungen können laufend von der zwischen der Gabel 10 sitzenden Videokamera 8 über¬ wacht und anhand des Kamerabildes von der Übertags ange¬ ordneten Versorgungs- -und Steuereinheit aus, die mit einem entsprechenden Monitor ausgestattet ist, gesteuert werden. Die Steuereinheit erlaubt sogar das automatische Fräsen von programmierbaren Fräskurven, was speziell zum Ausfräsen von zu öffnenden seitlichen Einmündungen sehr vorteilhaft ist. Soll eine solche seitliche Einmündung neu erstellt oder eine verschlossene neu geöffnet werden, so muss ja die Rohrwandung des Leitungsrohres, indem sich der Roboter 1 befindet, mög¬ lichst genau längs der Innenkontur des einmündenden Rohres ausgefräst werden. Zuerst gilt es, die aufzufräsende Stelle zu orten. Das kann in den Fällen, wo eine zuvor geschlossene Stelle wieder geöffnet werden soll, auf optischem Wege geschehen, indem der mutmassliche Bereich der Einmündung abgefahren wird und mit der Videokamera betrachtet wird. Die zuvor verschlossene Stelle ist meistens optisch erkennbar. In jenen Fällen, wo diese Stelle nicht optisch auffindbar ist, oder in all jenen Fällen, wo ein Rohr neu einmünden soll, bedient man sich eines Ultraschall-Sensors, der auf dem Fräs¬ kopf montiert ist. Die reflektierten Ultraschall-Signale sind unterschiedlich, wenn sie auf eine Rohrwandung treffen, hin¬ ter welcher sich ein Hohlraum befindet, zum Beispiel eben der Innenraum eines einmündenden Rohres. Wenn diese Stelle grob gefunden ist, wird sie mit dem Fräser 5 unter Videoüberwa¬ chung angebohrt. Dann wird der Fräser 5 vom angebohrten Loch aus über zwei sich kreuzende Richtungen bis hin zum jeweili¬ gen Anschlag gefahren. Die Fräswege können über Potentiometer erfasst werden. Die Steuereinheit ist mit einer Elektronik ausgerüstet, die es ermöglicht, aufgrund der zurückgelegten und von den Potentiometern in Form elektrischer Signale erfassten Fräswege das Zentrum und die Dimension des einmündenden Rohres zu errechnen und als Datenmaterial abzu¬ speichern. Die Elektronik kann aufgrund dieser Daten eine runde Fräskurve errechnen und anschliessend den Fräser elek¬ tronisch so steuern, dass er die errechnete Fräskurve genau abfährt, wodurch die besagte Stelle sauber geöffnet wird.The working head can also be a separate blowing unit without a milling device, which has a compressed air nipple for attaching the inflation hose of a pig, which is equipped with a one-way valve. With the robot 1, the pig is placed in the conduit or in an opening to be closed and then inflated by means of compressed air, so that it braces in the inner tube in question. The side niches can then be pressed around the entire pig with epoxy resin. The working head can also be a centrifugal unit, which essentially has a pneumatically operated centrifugal disc, onto which a coating material or a paint coat in liquid form can be sprayed from the nozzle on the centrifugal disc on the working head. By means of such a centrifugal unit, inner coatings can be applied to line pipes, which are characterized by a very homogeneous distribution of the coating material. The control valve unit 14 contains the electrically operated pneumatic valves for controlling the robot 1. All the drives of the robot 1 are pneumatic or pneumatic-mechanical, on the one hand, the plate disk 9 is rotated via a toothed wheel gear, which in turn is driven by an air motor, then the working head 2 or the milling unit 4 is pivoted by means of the mechanical worm gear, the worm in turn being driven by an air motor. Furthermore, the milling head 17 is pneumatically retracted and extended and held in any extension position by means of pneumatically operated oil brake cylinders. Finally, the actual milling drive is also pneumatic, in that a turbine 40 inside the milling unit 4 is supplied with compressed air. This drive allows cutter speeds of around 45,000 rpm and correspondingly high milling performance. All of these functions are controlled via the electrically controllable air valves in the control valve unit 14. The spiral mixer is attached below the control valve unit 14. The robot unit 36 advantageously contains in its interior a cross profile running along its longitudinal axis, so that four cross-sectionally V-shaped recesses are formed. The first air motor is accommodated in a first recess, the supply lines for the compressed air and the electrical control lines in a second and fourth recess. The second air motor for the drives is accommodated in a third recess. The individual movements of the robot 1 and the machining operations carried out by it can be carried out continuously monitored by the video camera 8 sitting between the fork 10 and controlled from the above-mentioned supply and control unit, which is equipped with a corresponding monitor, on the basis of the camera image. The control unit even allows the automatic milling of programmable milling curves, which is particularly advantageous for milling out side openings that open. If such a lateral junction is to be newly created or a closed junction is to be reopened, then the pipe wall of the conduit in which the robot 1 is located must be milled out as precisely as possible along the inner contour of the junctioning pipe. The first thing to do is locate the area to be milled. In cases where a previously closed point is to be opened again, this can be done optically by moving the suspected area of the junction and viewing it with the video camera. The previously closed point is usually visually recognizable. In those cases where this point cannot be found optically or in all those cases where a pipe is to open again, an ultrasonic sensor is used, which is mounted on the milling head. The reflected ultrasound signals are different when they hit a pipe wall behind which there is a cavity, for example the interior of a pipe that opens. If this point is found roughly, it is drilled with the milling cutter 5 under video surveillance. Then the milling cutter 5 is moved from the drilled hole over two intersecting directions up to the respective stop. The milling paths can be adjusted via potentiometers be recorded. The control unit is equipped with electronics which, on the basis of the milling paths covered and recorded by the potentiometers in the form of electrical signals, make it possible to calculate the center and the dimension of the merging pipe and to save them as data material. On the basis of this data, the electronics can calculate a round milling curve and then electronically control the milling cutter in such a way that it precisely follows the calculated milling curve, as a result of which the said point is opened cleanly.
Das Verpressen von Epoxyharz zum Zweck des Ausbesserns oder Verschliessens einer Leitungsrohr-Stelle besorgt nach dem Ab- schluss der Fräsarbeiten oder nach dem erfolgten Einsetzen eines Molchs eine Verpresseinheit 23, die als gesondertes Bauteil anstelle der Fräseinheit zwischen die Gabelenden 11 eingebaut werden kann. Vorteilhaft aber ist die Verpressein¬ heit 23 als Anbauteil ausgebildet, das direkt auf den Fräs¬ kopf 17 aufgesetzt werden kann und dort mittels Schrauben befestigt wird, wie das aus der Figur 6 hervorgeht. Die Ver¬ presseinheit 23 besteht aus einem Schuh 24, welcher der Form nach ein Ausschnitt aus einem Hohlzylinder bildet. An den gerundeten Längskanten des Verpress-Schuhs 24 sind Kufen 25 montiert. Diese Kufen 25 liegen bei der Bearbeitung auf der intakten Leitungsrohrwand beidseits der zu bearbeitenden Stelle auf und wirken so als Distanzhalter. Die hintere Ab¬ schlusskante des Verpress-Schuhs 24 ist als spezielle Abglättkante 26 ausgebildet, die als Abglättspachtel wirkt. Etwa in der Mitte des Verpress-Schuhs 24 liegt die Austritts- Öffnung 48 für das zu verpressende Epoxyharz. Auf der Hinter¬ seite des Verpress-Schuhs 24 ist um die Austrittsöffnung ein Nippel angeordnet, auf den der Schlauch für das Epoxyharz montiert wird. In der Anwendung wird der Verpress-Schuh 24 unter Videoüberwachung auf die auszubessernde oder zu ver- schliessende Stelle gefahren und anschliessend durch Aus¬ fahren des Fräskopfes 17 auf diese Stelle gepresst. Die seit¬ lichen Kufen 25 liegen dabei auf einen intaktem Bereich um die zu verpressende Stelle auf und definieren die Lage des Verpress-Schuhs 24. Jetzt werden von der Versorgungseinheit aus mittels einer dort vorhandenen Pumpe die zwei Komponenten des Epoxyharzes vorgepresst, welche direkt vor dem Gebrauch und quasi vor Ort in einem Wendelmischer 46 aufbereitet wer¬ den, wie das noch beschrieben wird. Wenn durch die Videoüber¬ wachung festgestellt wird, dass das injizierte Epoxyharz die Stelle hinreichend gefüllt hat, wird der Verpress-Schuh 24 durch Schwenken der Fräseinheit 4 oder durch Drehen der Gabel 10 mittels der Tellerscheibe 9 längs seiner Kufen 25 etwa um seinen Krümmungsradius geschwenkt. Die Abglättkante 26 streicht dabei genau auf dem Niveau der Kufen 25 und somit auf dem Niveau des umliegenden Innenwandbereiches über die mit Epoxyharz verpresste Stelle und glättet das Epoxyharz sauber ab.The pressing of epoxy resin for the purpose of repairing or closing a line pipe location is carried out after the completion of the milling work or after the insertion of a pig, a pressing unit 23, which can be installed as a separate component instead of the milling unit between the fork ends 11. Advantageously, however, the pressing unit 23 is designed as an attachment, which can be placed directly on the milling head 17 and fastened there by means of screws, as can be seen from FIG. 6. The pressing unit 23 consists of a shoe 24, the shape of which forms a cutout from a hollow cylinder. Skids 25 are mounted on the rounded longitudinal edges of the pressing shoe 24. During processing, these runners 25 rest on the intact line pipe wall on both sides of the point to be processed and thus act as a spacer. The rear end edge of the pressing shoe 24 is designed as a special smoothing edge 26 which acts as a smoothing spatula. Approximately in the middle of the pressing shoe 24 is the outlet Opening 48 for the epoxy resin to be pressed. On the rear side of the pressing shoe 24, a nipple is arranged around the outlet opening, on which the hose for the epoxy resin is mounted. In use, the pressing shoe 24 is moved under video surveillance to the point to be repaired or closed and then pressed onto this point by extending the milling head 17. The lateral runners 25 rest on an intact area around the point to be pressed and define the position of the pressing shoe 24. Now the supply unit pre-presses the two components of the epoxy resin from the supply unit, which are directly in front of the Use and processed virtually on site in a spiral mixer 46, as will be described. If it is determined by the video surveillance that the injected epoxy resin has filled the site sufficiently, the pressing shoe 24 is pivoted about its radius of curvature along its runners 25 by pivoting the milling unit 4 or by rotating the fork 10 by means of the plate disk 9. The smoothing edge 26 brushes precisely at the level of the runners 25 and thus at the level of the surrounding inner wall area over the point pressed with epoxy resin and smooths the epoxy resin cleanly.
In Figur 7 ist ein gegenläufiger Wendelmischer in einer Sei¬ tenansicht mit teilweise aufgeschnittener Wandung darge¬ stellt. Es handelt sich um ein Kunststoffröhr 46 mit gegen vorne leicht verjüngendem Durchmesser. Im Innern des Kunst- Stoffrohres 46 ist eine Reihe von jeweils um 180° verwundenen Rechtecken 47 aneinander anschliessend angeordnet, sodass deren Längskanten jeweils eine Schraubenlinienform bilden. Die einzelnen verwundenen Rechtecke 47 oder Verwindungsele- mente 47 sind so aneinander angereiht, dass die geraden End¬ kanten oder Breitseiten der verwundenen Rechtecke 47 jeweils im rechten Winkel zueinander stehend aneinander anschliessen. Die beiden durch diesen Wendelmischer gepressten Komponenten des Epoxyharzes werden von jedem Verwindungselement 47 um 180° gedreht und dann wird jede Komponente von der Frontkante des nächsten Verwindungselementes 46 zweigeteilt und mit einer Hälfte der anderen Komponente zusammengeführt. In jedem Verwindungselement 47 werden deshalb auf beiden Flächenseiten zwei jeweils neue, getrennt vom vorangehenden Verwindungsele¬ ment 47 ankommende Teile neu zusammengemischt. Dieser Vorgang erstreckt sich über etwa 10 Verwindungselemente 47, wodurch eine sehr innige Vermischung der beiden ursprünglichen Kompo¬ nenten erzielt wird. Dieser Wendelmischer 46 ist unterhalb der Ventilsteuereinheit 14 untergebracht. Von dort tritt also fertiges Epoxyharzgemisch aus der Versorgungsleitung 35 und gelangt in die Verpresseinheit 23, mittels welcher das Epoxy¬ harz auf die zu reparierende oder zu verschliessende Stelle im Leitungsrohr aufgebracht wird.FIG. 7 shows a counter-rotating spiral mixer in a side view with the wall partially cut open. It is a plastic tube 46 with a slightly tapering diameter towards the front. Inside the art Fabric tube 46 is arranged a row of rectangles 47 each twisted by 180 °, so that their longitudinal edges each form a helical shape. The individual twisted rectangles 47 or twisting elements 47 are lined up in such a way that the straight end edges or broad sides of the twisted rectangles 47 adjoin one another at right angles to one another. The two components of the epoxy resin pressed by this spiral mixer are rotated by 180 ° by each twisting element 47 and then each component is divided in two by the front edge of the next twisting element 46 and brought together with half of the other component. In each twist element 47 two new parts arriving separately from the preceding twist element 47 are therefore mixed together on both sides of the surface. This process extends over approximately 10 torsion elements 47, as a result of which a very intimate mixing of the two original components is achieved. This spiral mixer 46 is accommodated below the valve control unit 14. From there, the finished epoxy resin mixture thus emerges from the supply line 35 and reaches the pressing unit 23, by means of which the epoxy resin is applied to the point in the conduit to be repaired or sealed.
In Figur 8 ist noch die Ausführung des synchronen Antriebes der Lokomotive 8 dargestellt. Zwischen den vorderen und hin¬ teren Antriebsrädern 12, die je über eine Starrachse mitein¬ ander verbunden sind, ist eine Reihe von gleichgrossen Zahn- rädern 29 ungerader Anzahl angeordnet, welche die Antriebs¬ kraft von der Antriebsachse 44 auf die andere 45 übertragen. Mit dieser Art der Kraftübertragung ist ein absolut synchro¬ ner Lauf der vier Antriebsräder 12 der Lokomotive 8 ohne Spiel und bei geringstem Platzbedarf und effektivster Kraft¬ übertragung sichergestellt. Diese Zahnräder 29 sind auf je einer gesonderten Platte 38 angeordnet, die ihrerseits dich¬ tend mit dem Gehäuse 27 verschraubt ist. Das ganze, gasdichte Gehäuse der Lokomotive 8 wird unter einem Überdruck von unge¬ fähr 0.2 bar gegenüber der Umgebung mit Stickstoff gefüllt, um jegliches Eindringen von Feuchtigkeit oder Wasser zu ver¬ hindern. Dieser Überdruck kann regelmässig nachgeprüft und gegebenenfalls über ein dazu vorgesehenes Ventil am Loko¬ motivengehäuse 27 ergänzt werden. Der Elektromotor im Innern des Lokomotivengehäuses weist beispielsweise eine Motor-Nenn¬ spannung von 60 V bei 5 A Stromstärke auf. Er ist mit einem Tachogenerator ausgerüstet, welcher mit einem Transformator und Verstärker in der Versorgungs- und Steuereinheit gekop¬ pelt ist. Ein Spannungsabfall infolge Drehzahlabfall des Elektromotors wird von der Versorgungs- und Steuereinheit automatisch mittels des Transformators und des Verstärkers mit einer höheren Stromstärke gemäss einer optimierten, motortypischen Kennlinie kompensiert. Für eine optimale Kraftübertragung der Lokomotive 8 sorgen die vier speziell entwickelten Vollgummi-Stollenreifen 28, die rund um den sichtbaren Reifenquerschnitt mit vielen Gummistollen versehen sind, um eine möglichst hohe Adhäsion an der gekrümmten Innenwand der befahrenen Leitungsrohre zu erzielen. Damit die Vorrichtung auch in Leitungsrohren mit erheblich grösseren Durchmessern einsetzbar ist als in solchen, deren Innenwand der auf dem Leitungsrohrboden liegende Roboter er¬ reichen kann, kann der Roboter 1 anstelle von Kufen zusätz¬ lich an zwei Stellen mit sternförmig von ihm ausfahrbaren Fahrwerksbeinen ausgerüstet sein. Diese Fahrwerksbeine lassen sich zum Beispiel pneumatisch ausfahren und mittels pneuma¬ tisch betätigter Ölbremszylinder in jeder Ausfahrlage fest¬ halten. Die Fahrwerksbeine sind vorteilhaft mit Freilaufrä¬ dern ausgerüstet ist, derart, dass der Roboter 1 für Bearbei¬ tungen in grossdurchmessrigen Rohren in deren Zentrum um seine Längsachse stabilisierbar ist und trotzdem von der Lokomotive 8 verschiebbar bleibt. In Figure 8, the execution of the synchronous drive of the locomotive 8 is shown. Between the front and rear drive wheels 12, each of which is connected to one another via a rigid axle, there is a series of gear teeth of the same size. wheels 29 odd number arranged, which transmit the driving force from the drive axle 44 to the other 45. This type of power transmission ensures absolutely synchronous running of the four drive wheels 12 of the locomotive 8 without play and with the smallest space requirement and most effective power transmission. These gear wheels 29 are each arranged on a separate plate 38, which in turn is screwed tightly to the housing 27. The entire, gas-tight housing of the locomotive 8 is filled with nitrogen under an overpressure of approximately 0.2 bar with respect to the environment in order to prevent any ingress of moisture or water. This overpressure can be checked regularly and, if necessary, supplemented via a valve provided on the locomotive housing 27. The electric motor in the interior of the locomotive housing has, for example, a nominal motor voltage of 60 V at 5 A current. It is equipped with a tachometer generator which is coupled to a transformer and amplifier in the supply and control unit. A voltage drop due to a drop in the speed of the electric motor is automatically compensated by the supply and control unit by means of the transformer and the amplifier with a higher current intensity in accordance with an optimized characteristic characteristic of the motor. The four specially developed solid rubber studded tires 28, which are provided with many rubber studs all around the visible tire cross-section, ensure optimal power transmission of the locomotive 8 in order to achieve the highest possible adhesion to the curved inner wall of the conduits used. So that the device can also be used in conduits with considerably larger diameters than in those whose inner wall can be reached by the robot lying on the conduit floor, the robot 1 can be equipped in two places with chassis legs which can be extended by it instead of runners . These chassis legs can be extended pneumatically, for example, and held in any extended position by means of pneumatically operated oil brake cylinders. The undercarriage legs are advantageously equipped with freewheeling wheels in such a way that the robot 1 can be stabilized about its longitudinal axis in the center in the center for processing in large-diameter pipes and still remains displaceable by the locomotive 8.

Claims

•Patentansprüche • Claims
Verfahren zur Innenbearbeitung von nicht begehbaren Lei¬ tungsrohren, bei dem ein ferngesteuerter Roboter (1) mit videoüberwachtem Arbeitskopf (2) , der von einer Übertags angeordneten Versorgungs- und Steuereinheit aus in das zu bearbeitende Leitungsrohr eingefahren wird, die zu öffnende oder zu reparierende Stelle ausfräst, oder an der zu verschliessenden stelle einen Molch plaziert und durch Aufblasen im Leitungsrohr verspannt, dadurch gekennzeichnet, dass a) im Falle des Ausfräsens dieses mit einem pneuma¬ tisch angetriebenen Fräser (5) mit einer Drehzahl von mehr als 35' 000 U/min erfolgt; b) für das Ausbessern zwei Komponenten eines zweikom- ponentigen Epoxyharzes über zwei getrennte Schlauchleitungen (35) von der Versorgungs- und Steuereinheit zum Roboter (1) gepresst werden; c) die zwei Komponenten in einem Wendelmischer (46) unmittelbar vor Erreichen des Arbeitskopfes (2) zu einer innigen, aushärtenden Epoxyharz-Mischung ver¬ mischt werden; d) die ausgefräste Stelle oder der Bereich vor dem verspannten Molch mit dem vermischten, aushärtenden Epoxyharz verpresst und abgeglättet wird. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Ausfräsen der zu öffnenden Stelle erfolgt, indem a) die zu öffnende Stelle über die Videokamera (7) an¬ gefahren wird oder mittels Ultraschall-Sensoren er¬ mittelt wird, b) die zu öffnende Stelle angebohrt wird, c) von der Bohrung aus nacheinander in zwei sich kreu¬ zenden Richtungen hin und her bis zum Anschlag ge¬ fräst wird, wobei die Fräswege elektronisch ausge¬ messen und daraus das Zentrum und die Dimension des einmündenden Rohres und die zugehörige Fräskurve errechnet und abgespeichert werden, d) die elektronisch gespeicherte Fräskurve abgefahren wird, wodurch die Stelle wie gewünscht geöffnet wird.Process for the internal processing of non-accessible line pipes, in which a remote-controlled robot (1) with video-monitored working head (2), which is inserted into the pipe to be processed from a supply and control unit arranged above ground, the location to be opened or repaired milled out, or placed a pig at the point to be closed and braced by inflation in the conduit, characterized in that a) if it was milled out, it was operated with a pneumatically driven milling cutter (5) at a speed of more than 35,000 U / min takes place; b) for the repair, two components of a two-component epoxy resin are pressed from the supply and control unit to the robot (1) via two separate hose lines (35); c) the two components are mixed in a spiral mixer (46) immediately before reaching the working head (2) to form an intimate, hardening epoxy resin mixture; d) the milled point or the area in front of the braced pig is pressed and smoothed with the mixed, hardening epoxy resin. Method according to Claim 1, in which the location to be opened is milled out by a) moving the location to be opened via the video camera (7) or by means of ultrasound sensors, b) drilling the location to be opened , c) from the bore one after the other in two intersecting directions back and forth up to the stop, the milling paths being measured electronically and the center and the dimension of the merging pipe and the associated milling curve being calculated and stored therefrom d) the electronically stored milling curve is traversed, whereby the location is opened as desired.
Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens gemäss Anspruch 1 oder 2, mit einem ferngesteuerten, in das zu bearbei¬ tende Leitungsrohr einfahrbaren Roboter (1) mit video¬ überwachtem Arbeitskopf (2) und einer zugehörigen, über- tags angeordneten Versorgungs- und Steuereinheit, da¬ durch gekennzeichnet, dass vorne auf dem Roboter (1) eine um seine Längsachse mehr als 360° verdrehbare Tel¬ lerscheibe (9) angeordnet ist, die eine mit einem Gelenk (13) versehene Gabel (10) trägt, zwischen deren Gabelen¬ den (11) ein Arbeitskopf (2) schwenk- und ausfahrbar gelagert ist, der als Fräseinheit (4) zum Ausfräsen von Stellen, als Blaseinheit zum Verspannen von Molchen, als Verpresseinheit (23) zum Verpressen und Abglätten von Epoxyharz, als Schleudereinheit zum Innenbeschichten von Rohren, oder als eine Kombination solcher Einheiten (4;23) ausgebildet ist.Device for carrying out the method according to claim 1 or 2, with a remote-controlled robot (1) which can be moved into the conduit to be processed, with a video-monitored working head (2) and an associated supply and control unit arranged above ground, da¬ characterized in that at the front of the robot (1) there is a dial plate (9) which can be rotated more than 360 ° about its longitudinal axis and which carries a fork (10) provided with a joint (13), between the fork ends ( 11) a working head (2) can be swiveled and extended which is stored as a milling unit (4) for milling out spots, as a blowing unit for bracing pigs, as a pressing unit (23) for pressing and smoothing epoxy resin, as a centrifugal unit for coating pipes internally, or as a combination of such units (4; 23 ) is trained.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter (1) ein Element einer Zugs-Komposition aus Lokomotive (8) , Ventilsteuereinheit (14) und Roboter (1) ist, wobei diese drei Elemente (1,8,14) über all¬ seits verschwenkbare, jedoch nicht gegeneinander ver¬ drehbare Gelenke (15,16) miteinander verbunden sind, derart, dass der Roboter (1) ohne weitere Verspannungs- mittel im Rohrinnern verdrehsicher gehalten ist, und dass elektronische Messeinrichtungen vorhanden sind, mittels derer sämtliche Bewegungen der Zugs-Komposition, nämlich Horizontalfahrt der Lokomotive (8) , Drehung der Gabel (10) sowie das Schwenken und Ausfahren des Ar¬ beitskopfes (2) erfassbar und steuerbar sind.Device according to claim 3, characterized in that the robot (1) is an element of a train composition comprising a locomotive (8), valve control unit (14) and robot (1), these three elements (1, 8, 14) above all ¬ joints (15, 16) which can be pivoted but cannot be rotated relative to one another are connected in such a way that the robot (1) is held against rotation in the interior of the tube without any additional tensioning means, and that electronic measuring devices are provided by means of which all movements are carried out the train composition, namely horizontal travel of the locomotive (8), rotation of the fork (10) and the pivoting and extending of the working head (2) can be detected and controlled.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitskopf (2) eine Blas- und Fräseinheit (4) mit pneumatisch ausfahrbarem Fräskopf (17) aufweist, der in jeder Ausfahrlage mittels pneuma¬ tisch betätigter, hydraulischer Ölbremszylinder fest- stellbar ist, deren Ölkreislauf im Innern der Fräsein¬ heit (4) geschlossen ist.Device according to one of claims 3 or 4, characterized in that the working head (2) has a blowing and milling unit (4) with a pneumatically extendable milling head (17) which is fixed in each extended position by means of pneumatically operated, hydraulic oil brake cylinders. is adjustable, the oil circuit inside the milling unit (4) is closed.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Blas- und Fräseinheit (4) ein Gehäuse (18) aufweist, in welchem der Fräskopf (17) gleitgelagert ausfahrbar ist, wobei die Gleitlager auf zwei Seiten des Fräskopfes (17) von je zwei gehärteten, parallel angeordneten Rundstählen (19) am Fräskopf (17) einerseits gebildet sind, und je einem gehärteten Rund¬ stahl (20) an den gegenüberliegenden Innenseiten des Gehäuses (18) andrerseits, derart, dass die einzelnen Rundstähle (20) in der Mitte zwischen den Rundstahl-Paa¬ ren (19) auf diesen längs je einer Linie aufliegen, wo¬ bei das Spiel dieser Gleitlager durch Einstellen des Anpressdrucks mittels Schrauben (22) am Gehäuse (18) einstellbar ist, welche die gehärteten Rundstähle (20) am Gehäuse (18) beaufschlagen.Device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the blowing and milling unit (4) has a housing (18) in which the milling head (17) can be extended with sliding bearings, the sliding bearings on two sides of the milling head (17) are formed on the one hand by two hardened round steels (19) arranged in parallel on the milling head (17), and on the other hand in each case by one hardened round steel (20) on the opposite inner sides of the housing (18) such that the individual round steels (20) in the middle between the round steel pairs (19) lie on each of these along a line, the play of these slide bearings being adjustable by adjusting the contact pressure by means of screws (22) on the housing (18) which hold the hardened round steel ( 20) on the housing (18).
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitskopf (2) pneumatisch¬ mechanisch mittels eines Schneckenantriebes in seine Schwenklage bringbar und dort infolge der Selbsthemmung des Schneckenantriebes feststellbar ist, und dass bei der Ausbildung des Arbeitskopfes (2) als Blas- und Frä¬ seinheit (4) der Fräser (5) pneumatisch über eine Tur- bine (40) antreibbar ist, wobei eine Hohlwelle (6) vor¬ handen ist, über welche der Fräser (5) von innen was- serkühlbar ist, indem Wasser von der Innenseite des Frä¬ sers (5) nach aussen leitbar ist.7. Device according to one of claims 3 to 6, characterized in that the working head (2) can be pneumatically mechanically brought into its pivoting position by means of a worm drive and can be ascertained there due to the self-locking of the worm drive, and that during the formation of the working head (2) as a blowing and milling unit (4) of the milling cutter (5) pneumatically via a door bine (40) is drivable, a hollow shaft (6) being provided, via which the milling cutter (5) can be water-cooled from the inside, in that water can be conducted from the inside of the milling cutter (5) to the outside.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitskopf (2) als Verpress¬ einheit (23) ausgebildet ist, wobei vor dem Arbeitskopf (2) in der Ventilsteuereinheit (14) ein gegenläufiger Wendelmischer (46) untergebracht ist, mittels dessen die Epoxyharz-Komponenten unmittelbar vor dem Einpressen in den Arbeitskopf (2) innig mischbar sind, und dass die Verpresseinheit (23) einen gerundeten Verpress-Schuh (24) mit beidseitigen Kufen (25) und einer Abglättkante (26) aufweist, mittels dessen die gemischte Epoxyharzmi- schung auf die zu bearbeitende Stelle verpressbar und dort abglättbar ist.Device according to one of claims 3 to 7, characterized in that the working head (2) is designed as a pressing unit (23), a counter-rotating spiral mixer (46) being accommodated in front of the working head (2) in the valve control unit (14), by means of which the epoxy resin components can be intimately mixed immediately before being pressed into the working head (2), and that the pressing unit (23) has a rounded pressing shoe (24) with runners (25) on both sides and a smoothing edge (26) of which the mixed epoxy resin mixture can be pressed onto the area to be machined and smoothed there.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lokomotive (8) ein einstücki¬ ges, gasdicht unter N2~Überdruck abgeschlossenes Gehäuse (27) aufweist und von vier mit Stollenreifen (28) be¬ stückten Rädern (12) angetrieben ist, die kollektiv über eine Reihe von Zahnrädern (29) synchron von einem einzelnen Elektromotor angetrieben sind, welcher mit einem Tachogenerator ausgerüstet ist, derart, dass ein Spannungsabfall infolge Drehzahlabfall des Elektromotors automatisch von der Versorgungs- und Steuereinheit mittels eines Transformators und Verstärkers mit einer höheren Stromstärke gemäss einer optimierten motortypi¬ schen Kennlinie kompensiert wird.Device according to one of claims 3 to 8, characterized in that the locomotive (8) has a one-piece housing (27) which is sealed gas-tight under N 2 ~ overpressure and of four wheels (12) fitted with studded tires (28). is driven, which are driven collectively via a series of gear wheels (29) synchronously by a single electric motor, which is equipped with a tachometer generator, such that a Voltage drop due to the drop in speed of the electric motor is automatically compensated for by the supply and control unit by means of a transformer and amplifier with a higher current intensity in accordance with an optimized characteristic curve typical of the motor.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Videokamera (7) direkt auf dem Arbeitskopf (2) angeordnet ist und ihr Objektiv (30) in einem Winkel von ungefähr 45° zur Fräserachse auf den Bearbeitungspunkt gerichtet ist.10. Device according to one of claims 3 to 9, characterized in that the video camera (7) is arranged directly on the working head (2) and its lens (30) is directed at an angle of approximately 45 ° to the milling cutter axis on the machining point.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verpresseinheit (23) direkt auf den Fräskopf (17) montierbar ist.11. Device according to one of claims 3 to 10, characterized in that the pressing unit (23) can be mounted directly on the milling head (17).
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter (1) an zwei Stellen mit sternförmig von ihm ausfahrbaren, pneumatisch betätigba¬ ren und mittels pneumatisch betätigter ölbremszylinder feststellbaren Fahrwerksbeinen mit Freilaufrädern ausge¬ rüstet ist, derart, dass er für Bearbeitungen in gross¬ durchmessrigen Rohren in deren Zentrum um seine Längs¬ achse stabilisierbar ist. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schleudereinheit zwischen die Gabelenden (11) eingesetzt ist, mittels welcher die In¬ nenfläche des zu bearbeitenden Rohres beschichtbar ist. 12. The device according to one of claims 3 to 11, characterized in that the robot (1) is equipped at two locations with star-shaped extendable, pneumatically actuated ren and lockable by means of pneumatically operated oil brake cylinders with free-wheeling wheels, such that it can be stabilized around its longitudinal axis for processing in large-diameter pipes in the center thereof. 13. Device according to one of claims 3 to 12, characterized in that a centrifugal unit is inserted between the fork ends (11), by means of which the inner surface of the pipe to be processed can be coated.
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