DE2539022A1

DE2539022A1 - Radanordnung fuer einen durch eine rohrleitung verfahrbaren fahrkoerper bzw. molch

Info

Publication number: DE2539022A1
Application number: DE19752539022
Authority: DE
Inventors: Richard M Baldwin; Freddy R Szenasi
Original assignee: TUBEXPRESS SYSTEMS Inc
Current assignee: TUBEXPRESS SYSTEMS Inc
Priority date: 1974-09-18
Filing date: 1975-09-02
Publication date: 1976-04-01
Also published as: US3921533A; GB1467207A; FR2285320A1; CA1021632A; JPS5153315A; ZA755796B; IT1047954B; NL7510853A

Description

PATENTANWÄLTE

HENKEL, KERN, FEILER&HÄNZEL

BAYERISCHE HYPOTHEKEN- UND TELEX: 05 29 802 HNKL D rmuRn STH M IΠ-STR A SSF ? WECHSELBANK MÜNCHEN Nr. 318-85111 TELEFON· (0 89) 66 3197 66 3091 9' ARD-bLHMiU 6 1 ΚΑί>ί>fc. Z DRESDNER BANK MÜNCHEN 3 914975 TELEFON. (0 89) 66 3197, 66 3091 - 9. D-8000 MÜNCHEN 90 POSTSCHECK: MÜNCHEN 162147 - TELEGRAMME: ELLIPSOID MÜNCHEN ^ ^ουυ" mui^ni^m Tubexpress Systems, Inc -2 °,^rr Houston, Texas, V.St.A« Radanordnung für einen durch eine Rohrleitung verfahrbaren Fahrkörper bzw« Molch

Die Erfindung betrifft eine Radanordnung zur Abstützung der beiden Enden eines durch eine Rohrleitung verfahrbaren Fahrkörpers bzw« Rohrleitungsmolches·

In der US-PS 3 797 405 ist ein mittels eines Luftstroms durch das Innere einer Rohrleitung hindurch verfahrbarer Fahrkörper beschrieben, der zur Bewegung längs der Rohrleitung von einer Anzahl von radial auf Abstand angeordneten Rädern getragen wird, die starr am Fahrkörper montiert sind. Derartige Fahrkörper oder Fahrzeuge sind einer schraubenförmigen Roll- bzw· Überdrehbewegung entweder aufgrund von mangelhaft ausgefluchteten Rädern oder aufgrund von Fliehkräften unterworfen, welche den Fahrkörper an Biegungen um seine Längsachse rollen oder die Rohrleitungswände hochklettern lassen. In der US-PS 3 734 428 ist eine Radanordnung für ein Fahrzeug bzw. einen Fahrkörper beschrieben, wobei mehrere Räder an einer um die Achse des Fahrkörpers herum drehbaren Nabe gelagert sind, so daB die Radanordnung relativ zu« Fahrkörper um dessen Längsachs· zu rollen bzw« zu rotieren vermag, wodurch das Problem des Überdrehens vermieden wird« Dabei ist es jedoch wesentlich, daß eine derartige Radanordnung einen niedrigen Abroll-

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reibungskoeffizienten, niedrige Berührungsdrücke zwischen den Rädern und der Innenwand der Rohrleitung und einen minimalen Verschleiß der Rohrleitung gewährleistet, die Notwendigkeit für eine Radausflucht/vermeidet, ein Stoßdämpfersystem zur weitgehenden Ausschaltung von auf den Fahrkörper übertragenen Schwingungen aufweist sowie die Fähigkeit besitzt, ungünstige Umgebungsbedingungen, wie Schmutzablagerungen oder Oberflächenunregelmäßigkeiten in der Rohrleitung, zu überwinden und in unrunden bzw_o einen ovalen Querschnitt besitzenden Rohrleitungen zu arbeiten·

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung einer Radanordnung mit einer solchen, insbesondere auch einfachen Konstruktion, daß sie die bei der Führung eines Fahrkörpers durch die Rohrleitung auftretenden Schwierigkeiten vermeidet bzw. Überwindet.

Diese Aufgabe wird bei einer Radanordnung zur Unterstützung der Enden eines sich durch eine Rohrleitung bewegenden Fahrzeugs bzw. Fahrkörpers erfindungsgemäß gelöst durch je eine koaxial zur Längsachse des Fahrkörpers mit je einem der beiden Enden desselben verbundene Achse, je eine drehbar mit jeder Achse verbundene Nabe, mehrere mit jeder Nabe verbundene und radial nach außen ragende Streben, je eine in der Mitte zwischen ihren Enden mittels eines praktisch parallel zur Achse verlaufenden Schwenkzapfens an der betreffenden Strebe angelenkte, Räder tragende Halterung und je zwei an jeder Halterung gelagerte Räder, die auf gegenüberliegenden Seiten der Strebe angeordnet sind, so daß die beiden von einer Halterung getragenen Räder gleich stark belastbar sind«

Hit der Erfindung wird also eine Radanordnung zur Unterstützung beider Enden eines sich durch eine Rohrleitung bewegenden Fahrkörpers bzw. Rohrleitungsmolches geschaffen,

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bei welcher ait jede» Ende des Fahrkörpers eine koaxial zu dessen Längsachse verlaufende Achse verbunden und an jeder Achse eine die Radanordnung tragende Tragnabe drehbar gelagert ist, wobei die Radanordnung relativ zum Fahrkörper zu rotieren versag, so daß die Möglichkeit für ein Überdrehen oder Rollen des Fahrkörpers in der Rohrleitung auf ein Mindestmaß herabgesetzt wird· Mit jeder Nabe sind mehrere radial nach außen ragende Streben verbunden, welche die auf der Innenfläche der Rohrleitung abrollenden Räder tragen« An jeder Strebe ist eine Räder tragende Halterung in der Mitte zwischen ihren Enden schwenkbar gelagert, und jede Halterung trägt dabei zwei Räder« Die beiden Räder befinden sich auf gegenüberliegenden Seiten der betreffenden Strebe, wobei die von den einzelnen Halterungen getragenen Radpaare jeweils gleich stark belastet sind, so daß die Zahl der mit der Rohrleitungswand in Berührung stehenden Räder möglichst groß gehalten werden kann und die Berührungs- oder Abrolldrücke zwischen der Radanordnung und der Innenwand der Rohrleitung auch bei unrunder Rohrleitung reduziert werden können«

Vorzugsweise ist die Radanordnung mit drei auf Abstände von 120° verteilten Streben zur Lagerung von sechs um den Innenumfang der Rohrleitung herum auf gleiche Abstände angeordneten Rädern versehen«

Im Zuge der genannten Aufgabe bezweckt die Erfindung auch die Anordnung eines mit jeder Strebe verbundenen Stoßdämpfers, um die Radanordnung vor Längsstoßkräften in der Rohrleitung zu sohützen. Außerdem kann je ein Stoßdämpfer zwischen jedem Rad und seiner Anschlußhalterung vorgesehen sein, um Aufprallstöße dann aufzufangen, wenn die Räder auf Oberflächenunregelmäßigkeiten oder Schmutzablagerungen in der Rohrleitung treffen·

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Erfindungsgemäß ist weiterhin für Jedes Rad eine Welle oder Achse vorgesehen, die in begrenztem Maß relativ zur Halterung schwenkbar ist, um der Radanordnung zusätzliche Flexibilität und Sicherheit zu verleihen·

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert· Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise weggeschnittene Seitenansicht eines Fahrkörpere bzw_o Rohrleitungsmolches mit einer erfindungsgemäßen Radanordnung für die Bewegung durch eine Rohrleitung,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in FIg₀ 1, Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 1,

Fig· 4 eine in vergrößertem Haßstab gehaltene Teilschnittansicht der Konstruktion einer der Streben und der Laufräder bei der erfindungsgemäßen Radanordnung und

Fig· 5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 in Fig_o 4.

In Fig. 1 ist ein durch eine Rohrleitung 12 bewegbarer Fahrkörper 10, d.h. ein sog. Rohrleitungsmolch, dargestellt, der von zwei Radanordnungen 14 gemäß der Erfindung getragen wird. Obgleich der Fahrkörper 10 in den Figuren mit einer Stirnplatte 16 dargestellt ist, die eine große Widerstandsfläche bietet, welche auf die in der US-PS 3 797 405 beschriebene Weise von durch die Rohrleitung 12 strömender Luft beaufschlagbar 1st, um den Fahrkörper 10 durch die Rohrleitung 12 zu treiben, können die Radanordnung/14 auch bei anderen, durch eine Rohrleitung 12 verfahrbaren Fahrkörperarten vorgesehen werden.

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Gemäß den Fig. 1, 2, 4 und 5 ist an Jedem Ende des Fahrkörpers 10 eine koaxial zu dessen Längsachse angeordnete Achse 18 vorgesehen, so daß an jedem Ende des Fahrkörpers 10 je eine Radanordnung 14 Xagerbar ist_e

Jede Radanordnung 14 weist eine auf der betreffenden Achse 18 mittels eines Lagers 22 drehbar gelagerte Nabe 20 zur drehbaren Lagerung der betreffenden Radanordnung 14 an der Achse 18 auf, so daß die Radanordnungen 14 relativ zum Fahrkörper oder Behälterzylinder 10 schraubenförmig zu rotieren bzw· schraubenförmig auf der Innenfläche der Rohrleitung 12 abzurollen vermögen. Der Fahrkörper bzw« Behälter 3 behält daher, wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich ist, jederzeit eine Gleichgewichtsposition gegenüber Gravitations- oder Fliehkräften bei, wodurch die Möglichkeit dafür weitgehend ausgeschaltet wird, daß der Fahrkörper 10 in der Rohrleitung 12 um seine Längsachse herum überdreht bzw· rollt und seine Ladung 15 in der Rohrleitung 12 verschüttet.

Mehrere Lastaufnahmestreben, bei der dargestellten Ausführungsform in Form von drei Streben 24a, 24b und 24c, sind am einen Ende mit der betreffenden Nabe 20 verbunden und stehen von ihr radial nach außen ab« Vorzugsweise sind die Streben 24a, 24b und 24c um die Nabe 20 herum auf gleiche Abstände, d.h. auf solche von 120° verteilt. An jeder Strebe ist eine Halterung zur Lagerung zweier Räder zwischen ihren Enden angelenkt. Beispielsweise ist eine Halterung 26a mittels eines Schirenkzapfens 28a am Außenende der Strebe 24a angelenkt, wobei die Halterung in einer senkrecht zur Achse des Fahrkörpers 10 liegenden Ebene angeordnet ist. Auf gegenüberliegenden Selten des Schwenkzapfens 28a an der Halterung 26a gelagerte Räder 30a und 30b liegen in einer längs der Bewegungsbahn des Fahrkörpers 10 verlaufenden Radialebene· Auf ähnliche Welse sind eine Halterung 26b zur Lagerung von Rädern 30c und 3Od mittels eines Schwenkzapfens 28b an der Strebe 24b und eine Halterung zur Lagerung von Rädern 3Oe

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und 3Of mittels eines Schwenkzapfens 28c an der Strebe 24c montiert«, Die Räder 30a - 30f sind dabei vorzugsweise um den Innenumfang der Rohrleitung 12 herum auf gleiche Abstände voneinander angeordnet·

Durch die Schwenkverbindung jedes Radpaars mit seiner tragenden Strebe wird gewährleistet, daß die auf jedes Radpaar einwirkenden Radlasten gleichmäßig verteilt sind· Im Fall der Räder 30e und 30f wäre beispielsweise dann, wenn alle Räder fest mit dem Fahrkörper 10 verbunden wären, das Rad 30f unter einer Belastung, während das Rad 30e unbelastet wäre» Da bei der erfindungsgemäßen Anordnung die Räder 3Oe und 3Of jedoch um den Schwenkpunkt 28c herum verschwenkbar sind, wirkt auf das Rad 30e die gleiche Belastung ein wie auf das Rad 30f, so daß die Kontaktdrücke oder Andruckbelastungen pro Flächeneinheit zwischen den Rädern und der Innenfläche der Rohrleitung 12 herabgesetzt werden· Durch die Schwenkverbindung jedes Radpaars werden daher übermäßige Kontakt- oder Abrolldrücke herabgesetzt, die zu Grübchenbildung, zu einem Festfressen oder zu einer Furchenbildung in der Rohrleitung 12 führen könnten· Außerdem wird durch die bei der bevorzugten Ausführungsform vorgesehene Schwenkverbindung der einzelnen Radpaare gewährleistet, daß stets eine größtmögliche Zahl von Rädern, bei der dargestellten Ausführungsform vier Räder» mit der Innenfläche der Rohrleitung 12 in Berührung steht, so daß eine minimale Andruckbelastung gewährleistet wird· Darüber hinaus wird die Last sowohl über einen Teil der Oberseite der Rohrleitung 12 als auch über ihre Unterseite verteilt· Dies bedeutet, daß die Räder belastet sind, wenn der Winkel der sie tragenden Strebe bei ±120° gegenüber der Unterseite der Rohrleitung 12 liegt, und die Radlasten selbst tatsächlich über einen Winkel von 300° innerhalb der Rohrleitung hinweg verteilt sind, so daß der Verschleiß der Rohrleitung über eine größer· Fläche verteilt ist. Weiterhin ist zu beachten, daß die Radpaare Infolge ihrer Anlenkung einen guten Andruck aufrechterhalten, wobei Andruckbelastungen der

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Räder innerhalb unrunder Rohrleitungen auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden, während Radanordnungen, bei denen die Räder auf einem starr festgelegten Kreis angeordnet sind, in einer ovalen Rohrleitung nicht zufriedenstellend arbeiten, weil dabei weniger Räder mit der ovalen Rohrleitung in Berührung stehen, was zu hoher Andruckbelastung und zu lokalem Rad- und Rohrleitungsverschleiß führt· Bei der erfindungsgeaäßen Konstruktion kann der Außenumfang der Radanordnungen 14 für den kleinsten Radius ausgelegt sein, so daß die Radanordnungen den kleinsten, in der Praxis variierenden Rohrleitungsquerschnitt und ebenso eine unrunde Rohrleitung zu durchlaufen vermögen, während dabei dennoch eine größtmögliche Zahl von Rädern mit der Rohrleitung in Berührung bleibt, so daß die Räder die erforderlichen Belastungen zufriedenstellend aufzunehmen vermögen· Bei der Untersuchung einer AnwendungsmSglichkeit der Erfindung hat es sich gezeigt, daß das System mit sechs Rädern gegenüber einem System mit acht Rädern zu bevorzugen ist, da sich bei letzterem, obgleich es zufriedenstellend arbeitet, das Gewicht der Radanordnungen erhöht« Weiterhin stehen die Räder 30c und 3Od gemäß Fig. 2 unter keiner Belastung, wodurch die Abrollreibung der Radanordnungen 14 vermindert wird·

Die vom Fahrkörper 10 durchlaufene Rohrleitung 12 kann selbstverständlich Schweißnähte und andere Oberflächenunregelmäßigkeiten besitzen« Wie am besten aus den Fig· 4 und 5 hervorgeht, enthalten die Streben, von denen nur die Strebe 24a dargestellt ist, eine Stoßdämpfereinrichtung zum Auffangen von Stößen, wenn die Radanordnung auf Unregelmäßigkeiten oder Schmutzablagerungen in der Rohrleitung 12 trifft« Die Strebe 24a kann dabei zwei Teleskopteile 32 und 34 aufweisen, zwischen deren einander zugewandten Enden ein Stoßdämpfer, z.B. in Form eines Stücks dichten Gummis 36, vorgesehen ist« Zusätzlich können die Räder auf Achsen 38 sitzen, die, wie bei 26a dargestellt, über einen Schwenkzapfen 40 mit der betreffenden

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Halterung verbunden und innerhalb der durch einen Umfangsanschlag 42, in welchem ebenfalls ein StoBdämpfer 44 vorgesehen ist, festgelegten Grenzen beweglich sind. Der Stoßdämpfer 44 und die Schwenkachse 38 ermöglichen dabei eine begrenzte Bewegung der Räder zur Aufnahme von Stößen, die beim Auftreffen auf Hindernisse in der Rohrleitung 12 auftreten,,

Gemäß Fig. 4 sind an der Halterung 26a nahe der Strebe 34, jedoch in einem gewissen Abstand von ihr, Anschläge 47 vorgesehen, die lediglich eine begrenzte Schwenkbewegung der Halterung 26a um den Schwenkzapfen 28a herum zulassen«, Aus der begrenzten Schwenkbewegung der Halterung 26a um den Schwenkzapfen 28a herum ergibt sich das Sicherheitsmerkmal, daß im Fall einer Beschädigung eines der Räder 30a oder 30b das andere Rad die Belastung über den Anschlag und die Strebe aufnimmt und eine Weiterbewegung des Fahrkörpers 10 ermöglicht.

Im allgemeinen sollten Räder einer solchen Radanordnung einen möglichst großen Durchmesser, um den Abrollwiderstand zu verringern, und eine maximale Breite zur Verringerung der Andruckbelastungen besitzen, während sie gleichzeitig möglichst leicht sein und einen praktisch günstigen Durchmesser besitzen sollen«, Die Radanordnung gemäß der Erfindung vermag den beladenen Fahrkörper 10 selbst in einer Rohrleitung mit ovalem Querschnitt einwandfrei zu führen, wobei gleichzeitig die Andruckbelastungen weitgehend herabgesetzt werden und dabei auch der Verschleiß der Rohrleitung über eine große Fläche derselben verteilt wird.

Hit der Erfindung wird also die eingangs genannte Aufgabe einwandfrei gelöst. Obgleich die Erfindung vorstehend nur in einer speziellen Ausführungsform dargestellt und beschrieben ist, sind dem Fachmann selbstverständlich verschiedene Änderungen und Abwandlungen möglich, ohne daß vom Rahmen und Grundgedanken der Erfindung abgewichen wird.

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Claims

- 9 -Patentansprüche

Radanordnung zur Unterstützung der Enden eines sich durch eine Rohrleitung bewegenden Fahrzeugs bzw· Fahrkörpers, gekennzeichnet durch je eine koaxial zur Längsachse des Fahrkörpers (10) mit je einem der beiden Enden desselben verbundene Achse (18), je eine drehbar mit jeder Achse verbundene Nabe (20), mehrere mit jeder Nabe verbundene und radial nach außen ragende Streben (24), je eine in der Mitte zwischen ihren Enden mittels eines praktisch parallel zur Achse (18) verlaufenden Schwenkzapfens (28) an der betreffenden Strebe (24) angelenkte, Räder tragende Halterung (26) und je zwei an jeder Halterung gelagerte Räder (30), die auf gegenüberliegenden Seiten der Strebe angeordnet sind, so daß die beiden von einer Halterung (26) getragenen Räder gleich stark belastbar sind.

2« Radanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit jeder Strebe ein Stoßdämpfer (36) verbunden ist.

3· Radanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Streben um die betreffende Nabe herum auf gleiche Abstände voneinander verteilt sind und daß alle Räder radial um die Nabe auf gleiche Abstände voneinander angeordnet sind·

4· Radanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei Streben auf Winkelabstände von 120° verteilt sind und daß sechs auf Winkelabstände von 60° verteilte Räder vorgesehen sind.

5. Radanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit jeder Halterung je ein Stoßdämpfer (44) für jedes Rad verbunden ist«

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6ο Radanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (47) zur Begrenzung der Schwenkbewegung der Halterung an der sie tragenden Strebe vorgesehen sind.

7. Laufradanordnung zur Unterstützung der Enden eines das Innere einer Rohrleitung in Längsrichtung durchfahrenden Fahrzeugs oder Fahrkörpers, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Je eine am jeweils zugeordneten Ende des Fahrkörpers angebrachte und koaxial zur Längsachse des Fahrkörpers angeordnete Achse, Je eine mit der betreffenden Achse drehbar verbundene Nabe, mehrere mit der betreffenden Nabe verbundene und von dieser radial nach außen ragende Streben, die auf gleiche Winkelabstände voneinander verteilt sind, eine Räder tragende Halterung mit zwei Enden, die in der Mitte zwischen ihren Enden mittels eines Schwenkzapfens mit praktisch parallel zur Achse liegender Längsachse schwenkbar mit dem Außenende der betreffenden Strebe verbunden ist, und je ein Rad an jedem Ende der Halterung.

8. Radanordnung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Streben jeweils durch Teleskopteile gebildet sind und einen Stoßdämpfer zur Aufnahme von durch die Streben wirkenden Längsstößen aufweisen.

9. Radanordnung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine schwenkbar mit der Halterung verbundene Achse für jedes Rad und durch einen zwischen die Halterung und die betreffende Radachse eingefügten Stoßdämpfer zur Begrenzung der Schwenkbewegung der Achse_o

10. Radanordnung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Räder um den Außenumfang der Anordnung herum auf gleiche Abstände voneinander verteilt sind.

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