DE3448235C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen als Wurzelschneider geeigneten Werkzeugvorsatz für eine, insbesondere einen Vortrieb bewir­ kende, Rückstoßdüsen aufweisende Antriebsvorrichtung zum Rei­ nigen von Rohren o. dgl., wobei die Antriebsvorrichtung mit einem Hydraulikmotor zum Antrieb des Werkzeugvorsatzes über einen in einem Stator angeordneten Überdruckfluidstrahlen antreibbaren Rotor versehen ist, wobei an dem mit der Rotor­ welle verbundenen Werkzeugvorsatz zumindest im Umfangsbe­ reich in Vortriebs- bzw. Rotorachsrichtung weisende Schneid­ zähne vorgesehen sind.

Rotierende Antriebe für Werkzeuge sind an sich bekannt. Aus der US-PS 26 92 752 ist ein an einen Gartenschlauch angeschlos­ sener, aus Stator und Rotor bestehender Antrieb für ein Rohr­ reinigungswerkzeug bekannt, bei dem ein hydraulischer Antrieb mit einem Werkzeugkopf zusammenwirkt. Dabei wird der Werkzeug­ kopf als zum Reinigen von Rohrleitungen als geeignet beschrie­ ben und weist auf der angetriebenen Welle eine Anzahl unter­ schiedlicher Schneidscheiben auf und weist am Ende der Welle einen Fräskopf auf, der mit einer Vielzahl gratartig ausgebildeter, auf Lücke gesetzter, Zähne versehen ist. Dieses Werkzeug wird zum Entfernen von Fettablagerungen und Faulschlamm eingesetzt. Harte Inkrustierungen lassen sich über den gesamten Querschnitt nicht entfernen, nachgiebige, in eine Rohrleitung oder einen Kanal eingewachsene Wurzeln werden von einem derartigen Werk­ zeug nicht geschnitten, sondern allenfalls unter Mitnahme ab­ gerissen; sie wickeln sich um Welle und Schneidscheiben und lassen so die Vorrichtung unwirksam werden. Ein auch als Wurzelschneider geeigneter Werkzeugvorsatz ist in der DE-OS 21 22 498 beschrieben, der von einem hydraulischen Motor in Form von zusammenwirkenden Gerotor-Zahnrädern an zwei Roto­ ren angetrieben wird. Der Werkzeugvorsatz ist dabei auf das freie Ende der angetriebenen Welle auf- und dort festgesetzt und weist zur Verbindung mit der Antriebs­ welle eine Nabe auf, von der ein spiralförmiges, sägeblattar­ tiges "Wurzelmesser" mit freistehendem Ende ausgeht. Die Zah­ nung des sägezahnartigen Messers ist lediglich im Umfangsbe­ reich angeordnet. Diese Zähne sollen die Wand der Rohrlei­ tungen abkratzen und von Ablagerungen entkrusten, wobei die Wirkung des Werkzeugs als "Wurzelmesser" offenbar von der Vorstellung ausgeht, daß bei dem Abkratzen der Wand der Rohr­ leitung durch die Rohrleitung eingewachsene Wurzeln abge­ schnitten würden. Da jedoch unter Berücksichtigung der lan­ gen Reinigungsintervalle für unterirdisch verlegte Kanäle mit einem massiven Wurzel-Einwuchs gerechnet werden muß, sind die so abgeschnittenen Wurzeln so lang, daß sie sich im Werkzeug verfahren und den ordnungsgemäßen Betrieb der Reinigungsvor­ richtung behindern und die Drehzahl abfallen lassen. Als Fol­ ge davon vermindert sich auch die auf das freistehende Ende des Wurzelmessers wirkende Fliehkraft, so daß dieses nicht mehr an die Rohrwandung angedrückt wird, so daß eingewachsene Wurzeln (und auch harte Inkrustierungen) zu einem Abheben des Wurzelmessers führen. Die dauernden Radial-Bewegungen führen an der Einspannstelle im Bereich der Nabe zu einer Dauer-Bie­ gewechselbeanspruchung, die zu einem unkontrollierbaren Bruch des Werkzeuges führen kann. Da das Werkzeug in unterirdischen Kanälen unbeaufsichtigt und visuell nicht überprüfbar arbei­ tet, führt ein Bruch des Werkzeugs - wenn er überhaupt wäh­ rend des zur Reinigung notwendigen Vorschubes bemerkt wird - dazu, daß die Reinigungsvorrichtung aus dem Kanal gezogen werden muß, um das Werkzeug zu erneuern. Ein unbemerktes Bre­ chen führt dazu, daß die Reparatur nach vermeintlichem Abschluß der Rohrreinigung erfolgt und die Rohrreinigung wiederholt werden muß. Eine den gesamten Querschnitt des Rohres erfas­ sende Reinigung ist mit diesem Werkzeug nicht möglich.

Hier setzt die Erfindung ein, mit der ein derartiger Werkzeug­ vorsatz so weitergebildet werden soll, daß er eine spurfreie Überarbeitung des gesamten zu behandelnden Querschnitts er­ laubt, ohne für ein großflächiges Schneiden ausgebildet zu sein und ohne durch eingewachsene Wurzeln in der Wirkungs­ weise behindert zu werden, so daß ein Abbremsen des Antriebs bis zum Stillstand (Blockierung des Antriebs) durch Material­ brocken und/oder Wurzelstücke vermieden wird.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung zum einen gelöst durch das Kennzeichen des Anspruchs 1; eine Alternativ-Lösung be­ schreibt das Kennzeichen des Anspruchs 2. Vorteilhafte Weiter­ bildungen sind Gegenstand der Unteransprüche 3 und 4.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß eine wirkungs­ volle Reinigung einer Rohrleitung oder eines Kanals insbeson­ dere von massiven Wurzel-Durchwachsungen nur dann möglich ist, wenn der gesamte Querschnitt erfaßt wird. Darüber hinaus wur­ de erkannt, daß das Erfassen des gesamten Querschnitts zu ei­ ner ständigen Wechselbeanspruchung des Schneidmesseers führt, eine Beanspruchung, die nach der Erfindung durch das Festle­ gen des Schneidmessers auf der Grundplatte ausgeschlossen wird. Durch die bei der ersten Ausführungsform spiralige Form der Schneidmesser, die im Winkelabstand zueinander gegenein­ ander versetzt auf der Grundplatte angeordnet sind und die über ihre gesamte Länge mit Schneidzähnen versehen sind, wird bei jeder Umdrehung des Rotors der gesamte Querschnitt über­ strichen. Dabei ist auch der Naben-Bereich mit eingeschlossen, da die Nabe wegen der Grundplatte unter dieser angeordnet wer­ den kann und so Raum ist für das Heranführen der Schneidmes­ ser an den Mittelpunkt. Dabei kann durch die Anordnung mehre­ rer Spiralarme die Positionierung der Zähne derart erfolgen, daß die Zähne der aufeinander folgenden Messer gegeneinander versetzt eine spurfreie Überarbeitung des gesamten zu behan­ delnden Querschnitts ermöglichen. Infolge dieser Spiralform wird in Lage nur ein Teilbereich des zu bearbeitenden Quer­ schnitts erfaßt, erst bei der Drehung werden - nacheinander - alle Querschnittsbereiche betroffen.

Bei der zweiten Ausführngsform weist der Werkzeugvorsatz min­ destens zwei exzentrisch an der Grundplatte aufgehängte Pen­ delmesser auf, die mit in Vortriebsrichtung weisenden Schneid­ zähnen versehen sind. Mit Hilfe der Schneidszähne werden durch das angetriebene Werkzeug Nuten in das zu bohrende Material gefräst. Sobald die zwischen den Nuten verbleibenden Material­ stege auf dem Schaft des Pendelmessers schleifen, schlägt das Pendelmesser zurück, so daß die Schneidzähne ihre Bahn verlassen und dadurch die Materialstege von den Seiten her wegfräsen oder abreißen. Durch dieses in Intervallen auftre­ tende Pendeln wird die Drehzahl des Antriebs kaum abgesenkt, so daß dieser kontinuierlich mit erheblich weniger Leistung auskommt als bei anderen bekannen Werkzeugen. Erreicht wird dies durch eine erhebliche Verkleinerung der jeweiligen Bohrfläche bis etwa auf die Hälfte bei den vorgeschlagenen Ausführungsformen des Werkzeugs. Zwar ist das pendelnde Anhän­ gen von Schabblechen an ein rotierendes Teil zum Zwecke der Rohrreinigung aus der US-PS 38 48 289 bekannt, jedoch wird bei dem dort vorgeschlagenen Werkzeug ausschließlich die Rohr­ wandung abgekratzt, wobei durch die besondere Art der Aufhän­ gung auch ovale Rohre gereinigt werden können. Eine Behand­ lung des gesamten Querschnittes mit der dort vorgeschlagenen Vorrichtung ist nicht möglich. Dies betrifft auch den Vorschlag nach US-PS 20 38 004, bei dem radial nach auswärts bewegbare Backen beim Betrieb des Werkzeugvorsatzes durch die Fliehkraft nach außen gegen die Rohrleitung gedrückt werden und mit ih­ ren in Vorwärtsrichtung weisenden Schneidzähnen Krusten von der Rohrwand abtragen.

Um eine zusätzliche Schneid- bzw. Abtragwirkung zu erreichen, wird die Grundplatte kreuzförmig ausgebildet und es werden die in Drehrichtung vorangehenden Kanten der Arme des Kreuzes mit Schneiden versehen. Als vorteilhaft hat sich dabei erwie­ sen, wenn nahe den äußeren Rändern Ausbuchtungen als Fangstel­ len für Wurzeln vorgesehen sind, die letztendlich die nach­ giebigen Wurzelstränge am Auswärts- und am Abgleiten zu hin­ dern.

Um den Werkzeugvorsatz zu zentrieren und ggfs. auch zum Vor­ bohren kann er mit einer vorstehenden Bohrspitze ausgerüstet sein. Dies ist insbesondere zweckmäßig bei dem Pendelmesser- Werkzeug, bei dem die Pendelzähne den zentrischen Bohrbereich nicht ganz erfassen.

In den Fig. 1 bis 4 beispielhaft dargestellt; es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Antrieb mit Werkzeug,

Fig. 2 eine Aufsicht auf ein Werkzeug mit spiralisch geführtem Messer,

Fig. 3 eine Aufsicht auf ein Werkzeug mit Pendelmesser und

Fig. 4 eine um 90° geschwenkte Ansicht der Anordnung nach Fig. 1.

Ein vorteilhafter Werkzeugantrieb nach Fig. 1 ist mit einem in einem Stator 1 angeordneten Rotor 2, mit vier axial nebeneinander liegenden Sacklochreihen versehen, wobei jede Sackloch­ reihe mit um den Rotor-Umfang versetzt angeordneten Sach­ löchern 3 versehen ist. Der Rotor 2 ist von vorn in den Sta­ tor 1 eingeschoben und über Kugellager 13 mit dem Stator 1 drehbar verbunden. Dabei werden die Kugellager 13 über eine Halteplatte 18 mittels Schraube 19 gehalten. Eine zwischen Kugellager 13 und Stator 1 vorgesehene Dichtung 32 schützt das Kugellager durch Eindringen von zum Antrieb des Stators zugeführten Druckmitteln durch den Spalt zwischen Rotor 2 und Stator 1. Das Zuführrohr 10 für die Antriebsdruckmittel ist an der linken Seite in den Stator 1 angeführt und an ihn an­ geschweißt. An dem hinteren, also linken Ende ist mit dem Zuführrohr 10 ein Düsenträger 9 mit Rückstoßdüsen 8 fest ver­ bunden. An dem Düsenträger 9 kann mittels Gewinde der Druck­ mittelzuführschlauch befestigt sein. Damit das Schlauchan­ schlußgewinde durch das Gegenmoment des Stators gegen Los­ drehen gesichert ist, muß das Anschlußgewinde entgegengesetzt zur Drehrichtung des Rotors ausgebildet sein. Am linken abge­ setzten Teil des Stators 1 ist über eine Hülse 21 mit Schrau­ ben 22 ein Führungskorb 20 leicht auswechselbar befestigt. Am Rotor 2 ist rechts eine Grundplatte 15 für das anzutreiben­ de Werkzeug 12, hier ein Sägemesser, mit Schrauben 23 befestigt.

Das über den Druckmittelzuführschlauch zugeführte Druckmittel zum Antrieb des Stators strömt aus dem Zuführrohr 10 über ra­ diale Durchlässe 14 und Längsdurchlässe 17 zu den düsenartigen Kanälen 4, in denen Einsatzhülsen vorgesehen sein können und dann unmittelbar in die Sacklöcher 3. Die Sacklöcher sind nach den Seiten hin abgeschlossen; das Druckmittel wird also durch den Aufprall um 180° umgelenkt und kann dann nur radial durch Umfangsschlitze austreten. Dadurch wird eine wirksame Umsetzung der mit dem Druckmittel zugeführten Energie in Ro­ tationsenergie erreicht, so daß an den Rotor angeschlossene Werkzeuge vorteilhaft betrieben werden können, wobei es sich von selbst versteht, daß auch anderen Antriebe einsetzbar sind.

Die Fig. 2 zeigt das Werkzeug 12 als spiralartig derart ge­ formtes Messer, daß es den gesamten zu behandelnden Quer­ schnitt bei Drehung bestreicht. Es ist an der kreuzförmig ausgebildeten Grundplatte 15 befestigt, die ihrerseits über die Schraublöcher 24 (und die Schrauben 23 - Fig. 1) mit dem Rotor verbindbar ist.

Die Fig. 3 und 4 zeigen zwei unterschiedlich ausgebildete pendelnd aufgehängte Messer 25 mit Messerklingen 25 in ihrer Arbeitslage. Von der senkrechten Mittellinie der Fig. 3 45° nach rechts unten gerichtet befindet sich ein Schaft als rechteckiger Messebalken. Dieser hat den Vor­ teil, daß der abgefräste oder abgeschlagene Materialbrocken wegen seiner geringen Breite besonders gut nach hinten durch­ läßt und abtransportiert. Er schwingt bei Widerstand wegen seiner geringen Masse leicht aus.

Von der senkrechten Mittellinie der Fig. 3 um 45° nach links oben gerichtet befindet sich ein Schaft als dreieckiger Messerbalken. Der Vorteil des dreieckigen Messerbalkens liegt in seiner Masse. Er eignet sich besonders zum Bohren oder Abschlagen von härterem Material und er pendelt bei Materialberührung nicht so schnell aus. Außerdem wird das ganze Bohrgerät schwerer und somit das Zurückprallen des Bohrgerätes bei Materialberührung verhindert.

Der Schaft des Messers 25 ist an an der Grundplatte 15 ex­ zentrisch befestigten Haltebolzen 27 mittels Deckscheiben 28 und Muttern 29 schwenkbar befestigt. Bei Nachlassen der Drehgeschwindigkeit schwenkt das Messer in Richtung des Pendelradius 31 einwärts, wodurch die Brücken des von den einzelnen Messerklingen 26 stehengelassenen Materials be­ seitigt werden.

Bei der Werkzeuganordnung nach den Fig. 2 bis 4 ist zen­ trisch ein an sich bekannter Vorbohrer 30 angeordnet.

Die kreuzförmige Grundplatte 15, insbesondere beim spiral­ artig geformten Sägemesser, muß in ihren Außenabmessungen dem jeweiligen Rohrdurchmesser entsprechen, damit das die Sägezähne aufweisende Sägeblatt bis zum äußersten Durch­ messer hin daran angeschweißt werden kann. Die in Längs­ richtung vorn liegende Kante jedes Balkens der kreuzförmigen Grundplatte 15 kann, soweit sie den Rotordurchmesser über­ ragt, angeschliffen sein und es können am äußeren Umfang Ausbuchtungen 34 als Spanwinkel vorgesehen sein. Dadurch er­ hält das Werkzeug zusätzlich der Bohrfunktion eine Schneid­ funktion, so daß es als Wurzelschneider wirkt.

Claims (4)

1. Als Wurzelschneider geeigneter Werkzeugvorsatz für eine insbesondere einen Vortrieb bewirkende Rückstoßdüsen auf­ weisende Antriebsvorrichtung zum Reinigen von Rohren o. dgl., wobei die Antriebsvorrichtung mit einem Hydraulikmo­ tor zum Antrieb des Werkzeugvorsatzes über einen in einem Stator angeordneten, über Druckfluidstrahlen antreibbaren Rotor versehen ist und wobei an dem mit der Rotorwelle ver­ bundenen Werkzeugvorsatz zumindst im Umfangsbereich in Vortriebs- bzw. Rotorachsrichtung weisende Schneidzähne vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeug­ vorsatz eine mit dem Rotor (2) kraft- und/oder formschlüs­ sig verbundene Grundplatte (15) aufweist, auf die dem Ver­ lauf im Mittelpunkt entspringender, gleichläufiger, um gleiche Winkel gegeneinander versetzter Spiralzüge folgend, mindestens zwei, an sich bekannte sägeblattartige Schneid­ messer (12) aufgesetzt und zumindest im Mitten- und im Rand­ bereich durch Schweißverbindungen mit der Grundplatte (15) fest verbunden sind, wobei die Grundplatte (15) im wesent­ lichen dem Rohrdurchmesser entspricht, und wobei die der Grundplatte (15) abgewandten Ränder der Schneidmesser (12) über ihre gesamte Länge mit Schneidzähnen versehen sind.

2. Als Wurzelschneider geeigneter Werkzeugvorsatz für eine insbesondere einen Vortrieb bewirkende Rückstoßdüsen auf­ weisende Antriebsvorrichtung zum Reinigen von Rohren o. dgl., wobei die Antriebsvorrichtung mit einem Hydraulikmo­ tor zum Antrieb des Werkzeugvorsatzes über einen in einem Stator angeordneten, über Druckfluidstrahlen antreibbaren Rotor versehen ist und wobei an dem mit der Rotorwelle verbundenen Werkzeugvorsatz zumindest im Umfangsbereich in Vortriebs- bzw. Rotorachsrichtung weisende Schneidzähne vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeug­ vorsatz eine mit dem Rotor kraft- und/oder formschlüssig verbundene Grundplatte (15) aufweist, auf der ein vorzugs­ weise mehrteiliges Schneidmesser (25) mit in Vortriebsrich­ tung weisenden Schneidzähnen (26) mittels einer exzentrisch zur Rotorachse angeordneten Bolzenanordnung (27), um eine parallel zur Rotorachse liegende Schwenkachse schwenkbar an der Grundplatte (15) aufgehängt ist, wobei die Grund­ platte (15) und die Schneidmesser (25) im durch Fliehkraft gestrecktem Zustand im wesentlichen dem Rohrdurchmesser entsprechen.

3. Werkzeugvorsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Grundplatte (15) kreuzartig ausgebildet ist und die in Drehrichtung vorangehenden Kanten der Arme des Kreuzes messerartig angeschliffen und vorzugsweise nahe den äußeren Rändern mit Ausbuchtungen (34) versehen sind.

4. Werkzeugvorsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (15) konzentrisch zur Rotorachse mit einem Vorbohrer (30) versehen ist.