[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs
von Anspruch 1. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren gemäß den Merkmalen
des Oberbegriffs von Anspruch 44. Schließlich bezieht sich die Erfindung auf Anwendungen
von Verfahren und Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 48 bis 51.
[0002] Es ist ständige Aufgabe von Kaminkehrern, Kesselreinigern und sonstigen Rohrreinigungspersonen,
Abgasrohre von Ablagerungen des Rauchgases zu reinigen und dabei den ursprünglichen
lichten Querschnitt solcher Rohre wieder herzustellen. Dies erfolgt teils manuell,
teils mittels motorischer Servounterstützung. Selbst hartnäckigere Ablagerungen lassen
sich dabei mit relativ geringem Kraftaufwand beseitigen, so daß im allgemeinen bürstenartige
Reinigungswerkzeuge und relativ schwach ausgelegte Servomotoren ausreichen. Ein Beispiel
einer Reinigung von Rauchgasrohren einer Kesselanlage zeigt dabei die FR-A 2 074 527.
Bei dieser vorbekannten Einrichtung wird eine Reinigungsbürste zusammen mit einem
von Druckluft angetriebenen Pneumatikmotor in das zu reinigende Kesselrohr eingeführt.
Die Einrichtung wirkt dabei der Art nach nicht als Fräseinrichtung, sondern als Radialschleifmaschine
(vgl. auch die mit einer Waschbürste arbeitende DE-A1 29 53 685).
[0003] Ungleich schwieriger ist die Sanierung von sanierungsbedürftigen Altbau-Schornsteinen,
womit sich die Erfindung ausschließlich befaßt.
[0004] Die Sanierungsbedürftigkeit kann dabei sehr unterschiedliche Gründe haben. So kann
nur beispielsweise das ursprüngliche Rauchgas führende Rohr infolge von Versottung,
Sprüngen, Mürbe-Werden, Rauchgas-durchlässig-Werden, Verlust der Wärmedämmung oder
nach neuzeitlichen Bewertungen zu kleine Wärmedämmung, oder aus anderen Gründen nicht
mehr funktionsfähig sein. Es kann auch die Einbringung einer inneren Auskleidungsschicht
in einem ersten Sanierungsversuch untauglich gewesen oder geworden sein. Schließlich
kann es sich bei an sich noch intakten Schornsteinstrukturen um eine Änderung des
gewünschten lichten Querschnitts handeln. In allen diesen Fällen muß in den sanierungsbedürftigen
Schornstein ein neuer Rauchgas führender Innenrohrstrang eingezogen werden (sogenanntes
Ausfüttern), in bestimmten Fällen mit zusätzlichem radialen Abstand außerhalb dieses
einzuziehenden Innenrohrstranges, sei es wegen der Notwendigkeit, zusammen mit diesem
noch eine Wärmedämmschicht einzuziehen, sei es zur Anordnung eines sonstigen Zwischenraums,
beispielsweise für Hinterlüftungszwecke. Nun muß der neue Rauchgas führende Innenrohrstrang
jeweils einen vorgegebenen Innen- und damit auch einen größenordnungsmäßig vorgegebenen
Außendurchmesser haben, so daß in aller Regel ein Einziehen des zur Sanierung verwendeten
neuen Innenrohrstrangs in die schon vorhandene lichte Weite des sanierungsbedürftigen
Schornsteins nicht in Frage kommt. Deshalb ist in allen diesen Fällen erforderlich,
in dem sanierungsbedürftigen Schornstein mindestens dessen bisherige Rauchgas führende
Innenschale vor dem Einsetzen von Sanierungsrohrelementen zu entfernen. In vielen
Fällen mehrschaliger Schornsteinkonstruktionen wird man dabei das ganze ursprüngliche
Rauchgas führende Innenrohr entfernen müssen. In anderen Fällen, wie bei dem genannten
Beispiel einer Nachsanierung eines vorhergehenden fehlgeschlagenen Sanierungsversuchs,
mag es dabei ausreichen, eine Ausschleuderschicht o. dgl. wieder abzutragen, gegebenenfalls
mit Randzonen der ursprünglichen Schornsteinkonstruktion.
[0005] Weiterhin sind die Materialien der Innenrohre bestehender Schornsteine und auch
der mit einzubeziehenden Nachsanierungsschichten sehr unterschiedlich und fast immer
sehr widerstandsfähig. Nur beispielsweise sind ältere Schornsteine aus Natur- oder
Kunststeinen, z.B. bestimmten Ziegelsteinen, aufgemauert oder in einschaligen Formstücken
aus Beton mit geformt, insbesondere aus wärmedämmend ausgebildetem Beton. Bei neueren
Schornsteinkonstruktionen bestehen die Rauchgas führenden Innenrohre oft aus Schamotte
unterschiedlicher Güte bis hin zu Glas-, Keramik- und Edelstahlrohren. Bei älteren
Schornsteinen hat man ferner auch die Innenrohrauskleidung aus Elementen nach Art
keramischer Fliesen gebildet.
[0006] Darüber hinaus sind Schornsteine nicht selten abschnittweise auf Geschoßdeckendurchbrüchen
aufgesetzt, so daß beispielsweise im Geschoßdeckenbereich eigentliches Bauwerkmaterial,
wie beispielsweise Beton von Böden oder Decken von Räumen sowie darin eingebettete
Armierungselemente, auch Armierungseisen, bis in den lichten Querschnitt des Rauchgas
führenden Rohres reichen und dort oft sogar Querschnittseinschnürungen bilden. Entsprechende
Querschnittseinschnürungen findet man häufig auch dann, wenn Mörtelungsarbeiten beim
Versetzen des ursprünglichen Schornsteins unsauber ausgeführt wurden.
[0007] Schließlich hat es sich gezeigt, daß in einem ganz erheblichen Anteil sanierungsbedürftige
Schornsteine nicht längs einer geraden vertikalen Achse verlaufen, sondern im Einzelfall
oft sehr überraschende gezogene Krümmungen und krumme Versetzungen aufweisen.
[0008] Es ist bereits in Betracht gezogen worden, die erforderliche Querschnittsvergrößerung
eines sanierungsbedürftigen Schornsteins mittels eines Bohrgerätes zu erzeugen (Bezugszeichen
6 in DE-U1 87 01 745.8; siehe auch Bezugszeichen 12 des DE-U1 86 26 492.3). Ein Ausbohren
von Schornsteinen ist jedoch überhaupt nur bei bestimmten Materialien der Innenschicht
möglich und darüber hinaus unerwünscht, weil unkontrollierbare Druckauswirkungen auf
die Schornsteinkonstruktion ausgeübt werden. Für das Ausbohren spricht allein eine
relativ günstige Arbeitsgeschwindigkeit.
[0009] Eine geringere Beanspruchung der Schornsteinstruktur erhält man beim Ausschleifen.
Dies ist jedoch mit hohem Zeitaufwand verbunden. Wenn man ferner als schleifend arbeitende
Drehwerkzeuge solche mit fliegenden Ketten nach Art der SE-C 177 343 oder der SE-C
177 783 verwendet, kommt es zusätzlich zu waschbrettartigen Riefenbildungen an der
Innenfläche des Schornsteins. Das gilt auch dann, wenn diese fliegenden Ketten gemäß
der Lehre der
WO 86 00 391 der WIPO in unmittelbar axial aufeinander folgenden Ebenen des Drehwerkzeugs angeordnet sind;
dabei wird der Waschbretteffekt lediglich gedrängter.
[0010] Unter Verwendung eines Fräswerkzeugs hingegen kann man sowohl eine gute Schonung
der bestehenden Schornsteinkonstruktion als auch eine große Arbeitsgeschwindigkeit
erreichen. Verbunden ist dies mit einer größeren Vielfalt verwendbarer Werkzeuggeometrien
und damit einer besseren Anpaßbarkeit einerseits an die vorgefundenen Gegebenheiten
und andererseits an das Arbeitsziel.
[0011] Neben den genannten Erweiterungsverfahren der lichten Weite eines sanierungsbedürftigen
Schornsteins durch Bohren, Schleifen oder Fräsen ist es auch noch bekannt, eine Schlagwirkung
des Werkzeugs vorzusehen. So zeigt die US-A 4 603 747 einen rotierenden Schwinghammer.
Dieser ist jedoch nur für Spezialeinsatzzwecke geeignet, hier zum Abschlagen von als
Innenauskleidung des Rauchgas führenden Rohrstrangs dienenden Fliesen.
[0012] Es ist schließlich bekannt, ein den lichten Querschnitt eines sanierungsbedürftigen
Kamins erweiterndes Drehwerkzeug zusätzlich über ein Schlagwerk in axiale Schlagschwingungen
zu versetzen. Auch dies führt jedoch zu unerwünschten Erschütterungen der Schornsteinstruktur
(AT-A 325 290).
[0013] Die Erfindung geht gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 von der AT-A 203 707 aus,
bei welcher neben der Verwendung von Schleif- oder Schlägerwerkzeugen auch schon Fräswerkzeuge
in Betracht gezogen sind. Das betreffende Schleif- oder Fräswerkzeug ist bei dieser
bekannten Vorrichtung schon zusammen mit seinem Antriebsmotor im lichten Querschnitt
des Schornsteins auf und ab bewegbar.
[0014] Die Erfindung bevorzugt die Verwendung von eigentlichen Fräswerkzeugen. Soweit von
Fräswerkzeugen gesprochen wird, können sie jedoch auch, insbesondere für Sonderanwendungen
oder zusätzliche Arbeitsgänge, durch Bohr- oder Schleifwerkzeuge ersetzt werden,
die in den Begriff spanabhebender Werkzeuge mit einbezogen sind.
[0015] Diese vorbekannte Vorrichtung unterscheidet sich hiermit von fernerstehenden Vorrichtungen,
bei denen der Antriebsmotor außerhalb des Schornsteins angeordnet ist und sein Drehmoment
über eine gegebenenfalls flexible Welle in das Innere des Schornsteins übertragen
wird (vgl. DE-A 1 229 230, WO 86/00391 der WIPO).
[0016] Bei derartigen Vorrichtungen muß wegen der begrenzten Länge, mit der die drehmomentübertragende
Welle ausgebildet werden kann, der Antrieb auf dem Dach aufgebracht werden, wobei
eine größere Reichweite als etwa 10 m nur durch eine weitere Ankupplung von flexiblen
Verlängerungswellen bei Leistungsverlust erreicht werden kann. Hierbei hat sich das
Starten des Antriebsmotors nur dann als möglich erwiesen, wenn das Wellenendstück
mit Werkzeug aus dem Schornstein herausgenommen wird. Die biegsame Welle und das Werkzeug
bewegen sich dabei also im Freien und stellen für die Bedienungsperson(en)eine große
Gefahr dar. Außerdem nutzen sich die Wellen im Betrieb mitsamt ihren Anschlußkupplungen
schnell ab und neigen darüber hinaus zum plötzlichen Brechen. Allgemein ist ihre Handhabung
problematisch. Ein Einsatz in nicht axial geradlinig verlaufenden Schornsteinen kommt
nur höchst bedingt in Frage.
[0017] Allerdings ist bei der AT-A 203 707 ein elektromotorischer Antrieb vorgesehen. In
einer bevorzugten Ausführungsform dieser bekannten Vorrichtung dient dabei der Stator
des Elektromotors zugleich als Führung des Motors an der Kamininnenwand. Bei allen
gezeigten Ausführungsformen ist dabei der gerätetechnische Aufwand und der damit verbundene
Mindestdurchmesser der Vorrichtung so groß, daß sie nicht zum Ausbohren von Schornsteinen
mit Nenndurchmessern von weniger als 150 mm geeignet erscheint. Schon gar nicht erscheint
es möglich, eine derartige Vorrichtung durch den lichten Querschnitt eines zusätzlich
mit inneren Ablagerungen versehenen Schornsteins dieses Nenndurchmessers hindurchzuführen,
um anschließend von unten nach oben zu fräsen.
[0018] Darüber hinaus erscheinen elektromotorische Antriebe überhaupt nicht für das Einbringen
in einen Schornstein geeignet. Nur beispielsweise sei an die Explosionsgefahr in
abgeschiedenem Ruß bei Funkenbildung, die Gefahr von elektrischen Kurzschlüssen an
leitfähigen Bereichen der Kamininnenwand (z.B. hervorstehenden Metallarmierungen
oder infolge Versottung durch Flüssigkeit leitfähig gewordener Bereiche), Brandgefahr
wegen Heißlaufens aufgrund der unzureichenden Belüftung bei Vermeidung des zusätzlichen
Raumbedarfs von Flüssigkeitskühlung, Unfallgefahr der Bedienungspersonen, großes
Arbeitsgewicht, seltene Verfügbarkeit von Starkstrom am Arbeitsort u.dgl. Außerdem
neigen von Elektromotoren angetriebene Fräswerkzeuge zum Festfressen im Mauerwerk,
selbst wenn man wie im Falle der genannten AT-A 203 707 dagegen wirkende Auskuppeleinrichtungen
vorsieht. Auch ist eine feinfühlige stufenlose Regelung nur schwierig möglich. Schließlich
deckt die ganze Vorrichtung den Einblickquerschnitt des Schornsteins völlig ab, so
daß eine Beobachtung des Fräsvorganges von der oberen Schornsteinmündung her nicht
direkt möglich ist. Von unten her kommt ein Einblick schon wegen des herunterfallenden
Fräsabhubs nicht in Betracht.
[0019] Soweit ersichtlich haben - sicherlich aus den genannten Gründen - in den Schornstein
mit dem Fräswerkzeug zusammen abgesenkte Elektromotoren in der Praxis keinen Eingang
gefunden. Nicht ohne Grund wird im Falle der WO 86/00391 der WIPO der dort auch verwendete
Elektromotor außerhalb des Schornsteins angeordnet und dafür der Aufwand in Kauf genommen,
diesen Elektromotor über flexible Gestänge mit dem innerhalb des Schornsteins befindlichen
Drehwerkzeug, dort Kettenschleifwerkzeug, zu verbinden.
[0020] Ausgehend von der AT-A 203 707 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zum Ausfräsen eines auszufütternden Schornsteins zu schaffen, die unter möglichster
Beibehaltung der Vorteile der bekannten Vorrichtung gefahrlos, bequem und universell
anwendbar ist und eine kompakte, eine optische Inspektion des Arbeitsortes des Fräswerkzeugs
von oben ermöglichende Bauweise erlaubt.
[0021] Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von
Anspruch 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.
[0022] Der bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendete Fluidmotor kann beispielsweise
mit Öl oder mit Druckluft betrieben werden. Im Falle der Verwendung von Druckluft
oder eines anderen Pneumatikgases, beispielsweise eines inerten Gases wie Stickstoff,
besteht von vorneherein keine Gefahr für den Schornstein. Drucköle wählt man zweckmäßig
in einer nicht inflammbaren Art. Sollte derartiges Drucköl in einem verrußten Schornstein
austreten, könnte es sogar zur Flüssigkeitsbindung des Rußes und damit zu einer Verringerung
der originär vorhandenen Rußbrandgefahr führen. Außerdem neigen Fluidleitungen weniger
zu einem Verhaken an Vorsprüngen und Fugen an der Innenfläche eines auszufräsenden
Schornsteins als Elektroleitungen.
[0023] Von besonderer Bedeutung ist die Möglichkeit, den Fluidmotor so durchmesserklein
bauen zu können, daß er selbst bei Schornsteinen sehr geringer lichter Weite in den
Schornstein einführbar ist. Dabei läßt sich bei relativ geringer axialer Baulänge
ein sehr hohes Drehmoment übertragen, das bei geeigneter Wahl auswechselbarer Fräswerkzeuge
praktisch für alle vorhandenen Wandmaterialien des auszufräsenden Schornsteins in
Frage kommt.
[0024] Geringer Durchmesser und geringe axiale Bauweise lassen sich gerade bei Fluidmotoren
bequem zu einer im ganzen kompakten Bauweise vereinen. Diese hat eine ganze Reihe
von Vorteilen, wie leichtes Gewicht und damit bequeme Erreichbarkeit auch sehr großer
Arbeitstiefen, selbst bei bei Schornsteinen mit rundem Innenquerschnitt ausreichendem
optischen Einblickraum zum Arbeitsort des Fräswerkzeugs von oben sowie leichte Führbarkeit
längs ungerader Arbeitswege.
[0025] Fluidmotoren bedürfen ferner keiner Kühlung, um eine Überhitzung des Motors zu vermeiden.
Der innere Aufbau ist technisch einfach und zugleich robust. Es besteht daher kein
Risiko, wenn der Fluidmotor auch in größeren Arbeitstiefen gegen die Innenwandfläche
des Schornsteins schlägt. Es läßt sich selbst eine gegen Beschädigung bei Sturz aus
großer Höhe sichere Bauart einfach konstruieren. Dabei sind die Betriebselemente
gegen den beim Fräsen entstehenden Staub mit einfachen Mitteln, z.B. einem einfachen
Gehäuse, abschirmbar, zumal die Elemente eines Fluidmotors von vornherein eine dem
Schornstein affine schmale langgestreckte Bauart zeigen. Eine das Betriebsfluid von
außerhalb des Schornsteins zur Verfügung stellende Öldruckpumpe, oder im Falle einer
Pneumatikpumpe eines Kompressors, kann an beliebigem Arbeitsort einfach mittels eines
Verbrennungsmotors, beispielsweise eines modernen geräuscharmen Dieselmotors, angetrieben
werden, ohne daß es eines Starkstromanschlusses bedarf.
[0026] Aus derartigen Gründen zeichnet sich inzwischen eine allgemeine breite Akzeptanz
in allen denkbaren Anwendungsbereichen für die erfindungsgemäße Vorrichtung ab, während
alle bisher bekannten vergleichbaren Vorrichtungen allenfalls unter Sonderbedingungen
in Frage kamen. Von ganz besonderer Bedeutung sind dabei die Anwendungsfälle der Ansprüche
48 bis 51, für die bisher praktisch überhaupt keine sachgerechte Lösung verfügbar
war. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist jedoch wegen ihrer universellen Einsetzbarkeit
auf die Anwendbarkeit in diesen Problemfällen nicht beschränkt, sondern es kann bei
jeweils angepaßtem Fräswerkzeug derselbe Fluidmotor für alle Anwendungsfälle eingesetzt
werden, d.h. selbst ein Fluidmotor sehr geringen Durchmessers bei Schornsteinen maximaler
Weite.
[0027] Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich sowohl zum Ausfräsen von Rauchgas führenden
Innenrohren mit rundem lichten Querschnitt als auch von solchen mit unrundem, beispielsweise
etwa rechteckigem oder quadratischem, Querschnitt einsetzen. In allen Fällen ist der
Endquerschnitt aufgrund der rotierend wirkenden Arbeitsweise des Fräswerkzeuges rund,
wobei bei unrunden Querschnitten zunächst nur eine partielle Aushöhlung des Querschnittes
in den durchmesserkleinsten Bereichen erfolgt.
[0028] Im Rahmen der Erfindung ist primär daran gedacht, die eigentliche spanabhebende Erweiterung
des Schornsteins aus den erörterten Gründen durch Fräsen vorzunehmen. An demselben
Fluidmotor lassen sich aber auch Bohr- oder Schleifgeräte auswechselbar ansetzen,
um z.B. Vorbereitungsarbeiten am Schornstein, wie Schornsteinschiebervergrößerung
durchzuführen und Schornsteinkopfplatteaus zu egalisieren. Es ist auch nicht ausgeschlossen,
den erfindungsgemäßen Fluidmotor z.B. bei geringeren Qualitätsansprüchen oder zur
Verwendung schon vorhandener Bohr- oder Schleifwerkzeuge zu verwenden.
[0029] Die Verwendung von Drucköl als Betriebsfluid bietet bekanntlich an sich den Vorteil,
mit relativ großen Arbeitsdrücken wegunabhängig gestängeartig und damit verzögerungsfrei
arbeiten zu können. Gemäß Anspruch 2 wird jedoch die Verwendung von Druckluft oder
anderen Pneumatikgasen für den vorliegenden Anwendungszweck des Ausfräsens eines auszufütternden
Schornsteins bevor zugt. Selbst wenn es einmal in einer Druckluftleitung zu einem
Leck kommen sollte, verschwindet die Leckströmung rückstandsfrei, solange das pneumatische
Fluid nicht mit feuchten Anteilen versehen ist, was gemäß nachfolgender Beschreibung
sogar bevorzugt sein kann. Aber auch enthaltene Feuchtigkeit verdunstet aus einem
Schornstein alsbald.
[0030] Darüber hinaus läßt sich ein Betrieb mit Druckluft o.dgl. als Betriebsgas sehr einfach
stufenlos von der Außenseite des Schornsteins her regeln, indem der Druck der Druckluft
über ein Stellventil verändert wird, beispielsweise direkt am Kompressor, aber auch
am Ort der Arbeitsperson am Schornstein, z.B. auf dem Dach. Wegen der Kompressibilität
eines pneumatischen Druckfluids läuft ferner das Fräswerkzeug auf etwaige Widerstände
sanft auf, so daß sich schon von der Betriebsweise her kaum einmal ein Festfressen
des Fräswerkzeugs im Schornstein ereignen wird.
[0031] Besonders wesentlich ist auch die noch durchmesserkleinere Baumöglichkeit von Pneumatikmotoren
im Vergleich mit Hydraulikmotoren als Fluidmotoren.
[0032] Grundsätzlich kann man die Abluft (atmosphärische Luft odersonstiges pneumatisches
Druckfluid) über eine gesonderte Auslaßleitung aus dem Schornstein herausführen. Vorzugsweise
läßt man jedoch gemäß Anspruch 3 die Abluft direkt in den Rauchgaskanal des Schornsteins
entweichen. Dabei entsteht in diesem Bereich ein Luftpolster mit geringfügigem Überdruck.
Es hat sich gezeigt, daß dabei der beim Fräsvorgang gebildete Staub, der im Gegensatz
zu größer dimensioniertem Fräsabhub - der von vornherein die Neigung hat, unter der
Schwerkraft nach unten abzufallen - die Neigung hat, nach oben aufzuwallen, eine Strömungsrichtung
zum Abströmen nach unten aufgeprägt erhält. Dies hat einen doppelten Vorteil. Zum
einen kann das Abströmen des gebildeten Staubes nach unten in einfacher Weise ohne
oder nur mit geringer Saugleistung erfolgen; dabei kann auch die Saugleistung einer
am unteren Ende des Schornsteins etwa angeordneten Absaugeinrichtung kleingehalten
werden. Zum anderen kann die Möglichkeit eines geometrischen optischen Einblicksquerschnittes
von oben am Fluidmotor vorbei in Richtung auf den Arbeitsort des Werkzeuges für die
Bedienungsperson voll nutzbar gemacht werden, da dann der Raum oberhalb des Fräswerkzeuges
bzw. des genannten Luftpolsters frei von Staubtrübung bleibt. Ein angenehmer Nebeneffekt
ist dabei auch, daß die Bedienungspersonen nicht durch Staubaufwirbelung eingeschmutzt
wird.
[0033] Wenn gemäß Anspruch 4 der Abluftauslaß sogar noch gezielt nach unten auf das unterhalb
des Fluidmotors angeordnete Fräswerkzeug gerichtet ist, kann man dieses kontinuierlich
kühlen und von unerwünschten Ablagerungen freihalten. Man kann sogar auf einen Lufttrockner
in den offenen Pneumatikkreislauf verzichten; denn es hat sich herausgestellt, daß
Feuchtigkeitsanteile in der Druckluft sogar günstig zum Binden entstehenden Feinstaubes
sind.
[0034] Es ist an sich bekannt, einen Elektromotor, der mit einem Bohrkopf in den zu sanierenden
Schornstein eingeführt wird, von dem oberen Ende des Schornsteins her über eine Führungsstange
zu halten und zu führen. Vorzugsweise ist im Rahmen der Erfindung jedoch gemäß Anspruch
5 die Einheit von Fluidmotor und Fräswerkzeug an einem reinen Zugelement aufgehängt,
wie dies an sich aus der AT-A 203 707 bekannt ist. In einfachster Ausführungsform
kann nach Anspruch 6 als das Zugelement der Fluidschlauch selbst dienen, der dann
zweckmäßig tragfähig ausgerüstet sein muß. Alternativ kommt die Verwendung eines
gesonderten Zugelementes, wie beispielsweise eines von einer Winde betätigten Zugseils,
z.B. aus Stahl, in Frage. Die bei der AT-A 203 707 verwendete Aufhängkette kann man
wegen des geringeren Gewichts des erfindungsgemäßen Fluidmotors durch ein derartiges
Zugseil problemlos ersetzen. Trotz des relativ geringen Gewichtes einer Einheit aus
Fluidmotor und Fräswerkzeug hat es sich gezeigt, daß beim Fräsen von oben nach unten
die Gewichtsbelastung des Fräswerkzeuges durch den Fluidmotor und die sonstigen Elemente
der Einheit Fluidmotor-Fräswerkzeug ausreicht, selbst wenn sehr schwer zu fräsende
Materialien vorliegen, wie beispielsweise ein wegzufräsendes Schamotterohr oder ein
wegzufräsendes Stahlrohr. Entscheidend ist hierbei die richtige Wahl des Fräswerkzeuges.
Falls erwünscht, kann man allerdings auch mittels eines Druckelementes im Rahmen der
Erfindung von oben nach unten nachdrücken. Beispielsweise könnte man am oberen Ende
des Schornsteins einen von demselben Kompressor gespeisten Druckzylinder vorsehen,
welcher das Druckelement nach unten hin mit Kraft beaufschlagt. Alternativ kann man
in an sich bekannter Weise auch von unten her Zug ausüben (Bezugszeichen 15 in der
AT-A 203 707).
[0035] Zur Sicherstellung optischer Einblickmöglichkeit von oben längs des Fluidmotors zum
Fräswerkzeug sind Führungselemente für den Fluidmotor im Schornstein zweckmäßig nur
lokal um den Fluidmotor herum angeordnet. Im Gegensatz dazu sind bei der AT-A 203
707 die in Betracht gezogenen Führungselemente jeweils ringförmig geschlossen ausgebildet.
[0036] Eine erste Möglichkeit hierfür gibt Anspruch 7 an. Wesentlich ist dabei, daß die
Kufen an wechselnden Innendurchmesser des Schornsteins durch Verstellung anpaßbar
sind. Die Kufen, die schlittenkufenartig in ihrem zentralen Bereich leicht gekrümmt
und - auch zur Führbarkeit sowohl aufwärts als auch abwärts - an ihren Enden aufgebogen
sein können, gewährleisten auch bei Ungleichmäßigkeiten der Innenwand des Schornsteins
ein reibungsarmes Gleiten ohne Gefahr, sich zu oft zu verhaken. Zur Verstellung kann
man gegebenenfalls das Druckfluid verwenden, das auch als Betriebsmittel des Fluidmotors
verwendet wird, jedoch zweckmäßig über eine gesonderte Steuerleitung zugeführt und
außerhalb des Schornsteins, z.B. am oberen Schornsteinende, gesteuert wird. Zweckmäßig,
jedoch nicht zwingend, verbindet man dabei die Steuerleitung und die Druckfluidleitung
zu einem Leitungsteil, beispielsweise durch Zusammenbinden mittels von über die Länge
verteilten Befestigungsbändern, insbesondere Klebstreifen.
[0037] Eine alternative Führungseinrichtung beschreiben die Ansprüche 9 bis 11. Aus der
DE-A 1 229 230 ist es zwar schon an sich bekannt, als Tast- oder Gleitelemente dienende
Führungsrollen (Bezugszeichen 8) als zwei axial aufeinanderfolgende Kränze über
den Umfang eines Drehwerkzeuges zu verteilen. Nach der Erfindung wird eine derartige
punktweise Abstützung des Fluidmotors selbst in rückfedernder Bauweise vorgenommen,
um eine selbsttätige Anpassung an sich verändernde Innen durchmesser des Schornsteins
zu erhalten. Die Schneidräder gemäß Anspruch 11 bieten dabei den Vorteil, bei bereits
mit Versottung versetzten Altschornsteinen bis zur eigentlichen baumäßig vorgesehenen
Innenwand des Rauchgas führenden Stranges durchdringen zu können und so die gewünschte
Führung zu stabilisieren; sonst kann man Rollen oder Walzen verwenden.
[0038] Überraschenderweise hat es sich gezeigt, daß der erfindungsgemäße Fluidmotor sogar
selbst seinen Weg längs der Achse des auszufräsenden Schornsteins sucht, ohne einer
Zwangsführung zu bedürfen. Das gilt nicht nur für geradlinig vertikal ausgerichtete
Altschornsteine, sondern auch für bogenmäßig gezogene Schornsteine, die weiter oben
angesprochen sind. In solchen Fällen kann man oft von Zwangsführungselementen sogar
ganz absehen. Allenfalls kann man noch Zentrierungselemente vorsehen, die nach Anspruch
12 zweckmäßig federnd-nachgiebig zur Anpassung an unterschiedliche effektive lichte
Weiten des Schornsteins ausgebildet sind. Im Grenzfall kann man jedoch sogar auch
auf solche Zentrierungselemente verzichten. Gegebenenfalls kann man eine Verstellung
der Federvorspannung, wie sie z.B. Anspruch 13 erlaubt, auch von außerhalb des Schornsteins
durch Druckfluid, z.B. Druckluft steuern.
[0039] Mittels Fluidmotoren, insbesondere Pneumatikmotoren, lassen sich grundsätzlich sehr
hohe Drehzahlen erreichen, und zwar bis in Übergangsbereiche vom Fräsen zum Schleifen
(20 000 U/min und mehr). Ohne Getriebeuntersetzung lassen sich dabei jedoch nur relativ
mürbe Materialien abfräsen. Man kann allerdings in Nebenfunktion den erfindungsgemäßen
Fluidmotor dann unter Austausch des Fräswerkzeuges gegen ein Schleifwerkzeug noch
zur Nachbearbeitung eines schon vorgefrästen Schornsteins mit nutzbar machen.
[0040] Für schwierigere Materialien ist es jedoch zweckmäßig, die Einwirkung des Fräswerkzeuges
auf das auszufräsende Mauerwerk zu verstärken, sei es durch ein Untersetzungsgetriebe
(Ansprüche 14 bis 16), sei es durch zuschaltbare Schlagwirkung in Winkelrichtung (Ansprüche
38 bis 41). Mittels des Untersetzungsgetriebes wird dabei eine hohe Drehzahl des
Rotors des Fluidmotors in ein hohes Drehmoment am Fräswerkzeug gewandelt. In beiden
Fällen läßt sich das Untersetzungsgetriebe bzw. das Schlagwerk als kurzes axiales
Verlängerungsstück ohne zusätzliche Außendurchmessererweiterung vorsehen, im Bedarfsfalle
als herausnehmbares Einsatzstück. Untersetzungsgetriebe können dabei insbesondere
in Axialrichtung hintereinander mehrstufig ausgebildet sein, wobei sich Planetengetriebe
einzeln und in Hintereinanderschaltung als besonders geeignet erwiesen haben.
[0041] Der bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehene Fluidmotor, insbesondere als
Pneumatikmotor, ist von seiner Bauart her geeignet, nicht nur in einem bereits ausgefrästen
Bereich des Schornsteins mit dem Fräswerkzeug mitgeführt zu werden, wie dies im Regelfall
bei Fräsen von oben nach unten der Fall ist, sondern auch um zusammen mit dem Fräswerkzeug
durch einen noch auszufräsenden Bereich des Schornsteins zunächst abwärts geführt
zu werden, um dann das Fräsen nach oben durchzuführen (vgl. Anspruch 17). Es ist an
sich bekannt, Fräswerkzeuge von Vorrichtungen zum Ausfräsen eines auszufütternden
Schornsteins mit einem oberhalb des Fräswerkzeuges angeordneten Antriebsmotor über
eine flexible Welle zu verbinden und den Kaminquerschnitt unter Auf- und Abbewegung
des Fräswerkzeuges zu erweitern (Oberbegriff von Anspruch 1 der DE-A 12 29 230). Ein
derartiger Fräsvorgang kann einstufig von unten nach oben erfolgen (vgl. z.B. WO
86/00391 der WIPO) oder mehrstufig unter schichtweiser Ausfräsung, gegebenenfalls
mit schlichtender Nachbearbeitung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist für alle in
Frage kommenden Arbeitsweisen aufwärts und abwärts sowie einstufig und mehrstufig
geeignet.
[0042] Die Ansprüche 18 bis 21, 22 sowie 25 bis 30 betreffen drei verschiedene Bauarten
von Fräsköpfen, die im Zusammenhang mit der Erfindung als besonders geeignet erscheinen,
darüber hinaus aber auch noch allgemein beim Ausfräsen von Schornsteinen mittels andersartiger
Vorrichtungen eingesetzt werden können und insoweit einen Zweitnutzen besitzen.
[0043] Die erstgenannte Fräskopfbauart findet bei relativ großer Lamellenweite von außen
nach innen ihren Einsatz beim normalen Ausfräsen des Schornsteins, während Ausführungsformen
mit von außen nach innen hin dünneren Lamellen besonders geeignet zum Nacharbeiten
oder Schlichten sind.
[0044] Die zweitgenannte Bauart eines Fräswerkzeuges ist für grobe Ausräumarbeiten geeignet.
Sie unterscheidet sich von normalen Kettenschleifköpfen dadurch, daß die Kettenglieder
mit Fräselementen besetzt sind. Dabei spricht Anspruch 23 eine auf das Minimum reduzierte
fliegende Kette an.
[0045] Sowohl bei der ersten als auch bei der zweiten Bauart kann man in die zu fräsende
Schicht konusförmig einlaufen derart, daß mit fortschreitendem Fräsen in Achsrichtung
zunächst radial weiter innen und anschließend radial weiter außen liegende wirksame
Bereiche des Fräswerkzeuges zum Eingriff kommen. Dies ist bezüglich der ersten und
der zweiten Bauart des Fräswerkzeuges in den Ansprüchen 19 und 23 (zweites Teilmerkmal
bezüglich der Distanzscheiben) angesprochen.
[0046] Die drittgenannte Bauart eines Fräswerkzeuges mit Fräsköpfen, deren Umfang mit abstehenden
Frässtiften besetzt ist, hat sich als besonders geeignet zum zermürbenden Fräsen von
Schamotterohren erwiesen, wobei gleichartige Wirkungen auch bei Glasrohren, sonstigen
Keramikrohren oder Betonrohren auftreten dürften, desgleichen bei Keramikfliesen
und vergleichbaren sonstigen Materialien. Es hat sich gezeigt, daß man dabei außerordentlich
schnell unter Gefügeauflösung derartiger Rohre fräsen kann. Darüber hinaus lassen
sich derartige Fräsköpfe auch in anderen Anwendungsfällen üblicherer Art einsetzen,
wie bei Formsteinen, manchen Natursteinen und insbesondere auch aus Einschlämmbeton
gebildete Erstsanierungsschichten. Durch die Ausschwenkbarkeit der Schwenkarme, an
denen die Fräsköpfe sitzen, findet ebenfalls eine konusartige Anpassung an die Fortschrittsrichtung
des Fräsvorganges statt.
[0047] Soweit bisher von einem Fräswerkzeug die Rede war, sollte auch eine Ausbildung aus
mehreren Teilwerkzeugen mit eingeschlossen sein, die in der beschriebenen Weise ausgebildet
sein können. Insbesondere kommt dabei die Lösung nach Anspruch 31 in Frage, bei welcher
die Teilwerkzeuge so relativ zueinander angeordnet sind, daß sie keiner oder nur noch
einer geringen Abstützung ihres äußeren Drehmomentes über eine fest mit der Innenwand
des Schornsteins in Eingriff kommende Führungseinrichtung bedürfen. Andere Möglichkeiten,
auf eine derartige Drehmomentabstützung teilweise oder insbesondere ganz zu verzichten,
werden weiter unten noch angesprochen.
[0048] Gemäß Anspruch 32 können ferner alle in Frage kommenden Fräswerkzeuge und insbesondere
die oben angesprochenen bevorzugten drei Bauarten so gestaltet werden, daß dasselbe
Fräs werkzeug einfach von einer Ausrichtung für ein Fräsen von oben nach unten in
ein Fräsen von unten nach oben, oder umgekehrt, durch Umstecken umgerüstet werden
kann.
[0049] Ein umsteckbares Fräswerkzeug erfordert jedoch ein Umrüsten nach jedem Arbeitshub.
Insbesondere für ein spanabhebendes Erweitern in mehreren Stufen unter Spanabhub
sowohl beim Abwärtshub als auch beim Aufwärtshub des Fräswerkzeugs empfiehlt sich
jedoch gemäß Anspruch 33 eine doppeltwirkende Ausbildung des Fräswerkzeugs, so daß
dieses sowohl aufwärts als auch abwärts fräsend ausgebildet ist.
[0050] Bezüglich des Arbeitsablaufes am günstigsten ist dabei eine doppeltwirkende Geometrie
des Fräswerkzeugs. Diese kann bei den oben erörterten bevorzugten ersten und zweiten
Bauarten (mit Lamellen oder Ketten) des Fräswerkzeugs einfach realisiert sein. Wenn
die Arbeitskante des Fräswerkzeugs auf einem Wirkkonus liegt, ordnet man diesen zweckmäßig
in Tandemausbildung doppelt derart an, daß die großen Flächen des Wirkkonus einander
zugewandt sind.
[0051] Für manche Anwendungsfälle zieht man jedoch Fräswerkzeuge vor, bei denen eine derartige
Anordnung nicht möglich ist. Dies gilt insbesondere auch für die oben genannte bevorzugte
dritte Bauart (mit Frässtiften besetzte ausschwenkbare Fräsköpfe). Im Falle dieser
bevorzugten dritten Bauart, und gegebenenfalls auch bei anderen bekannten Fräswerkzeugen,
empfiehlt sich dann die Ausbildung nach Anspruch 35. Danach kann man die Wirksamkeit
der Arbeitsrichtung des betreffenden Fräswerkzeugs beim Ende des Arbeitshubes in einer
Richtung umstellen, ohne das Fräswerkzeug zerlegen und neu zusammenstecken zu müssen.
Eine derartige Umstellung kann beispielsweise wiederum mittels des Betriebsfluids,
insbesondere pneumatisch, erfolgen, indem man eine eigene Umsteuerleitung zum Arbeitsplatz
der Bedienungs person außerhalb des Schornsteins führt. Auch diese Umsteuerleitung
kann mit dem Fluidschlauch zu einer Einheit vereinigt werden. Im Falle der genannten
dritten Bauart braucht man dabei lediglich die Ausschwenkbegrenzung der Schwenkarme
zu lösen, die Schwenkarme in die andere Achsrichtung umzulegen und in dieser Orientierung
wiederum in ihrem Ausschwenkwinkel zu begrenzen.
[0052] Aus ähnlichen Überlegungen empfiehlt es sich, auch eine etwa vorgesehene Zwangsführung
des Fluidmotors doppeltwirkend, z.B. im Sinne von Anspruch 6 sowohl auf- als auch
abwärts führend, auszubilden, was als Möglichkeit bereits im Zusammenhang mit der
Kufenführung nach den Ansprüchen 7 bis 9 besprochen ist.
[0053] Auch die Führungselemente gemäß den Ansprüchen 9 bis 11 kann man gemäß Anspruch 37
doppeltwirkend anordnen. Wenn man diese Führungsmittel nur in einer Richtung benötigt,
können die rückfedernden Führungselemente ohne weiteres gleichgerichtet angeordnet
sein.
[0054] Die Fräswerkzeuge mit Schlagwerk gemäß den Ansprüchen 38 bis 41 sind bereits weiter
oben im Zusammenhang mit einer Verstärkung der Fräswirkung angesprochen worden. Darüber
hinaus bieten sie den Vorteil, überwiegend und insbesondere gänzlich auf eine Drehmomentabstützung
verzichten zu können, da jeweils das Fräselement an seinem Arbeitsort nach Art eines
Hammerschlags auf einem Amboß federartig zurückprellt und dabei eine Kompensierung
des Gegendrehmoments auftritt.
[0055] Zusätzlich oder alternativ kann man auch noch zum Ausgleich eines Gegendrehmoments
die Maßnahme nach Anspruch 42 vorsehen.
[0056] Anspruch 43 gibt eine Maßnahme zum schnellen Wechseln verschiedener Fräswerkzeuge
an, um die im Rahmen der Erfindung mögliche sehr hohe Arbeitsgeschwindigkeit nicht
durch Rüsttotzeiten zu beeinträchtigen.
[0057] Wie schon detailliert beschrieben, ermöglicht die erfindungsgemäß Vorrichtung Betriebsarten,
welche bisher überhaupt noch nicht in Betracht gezogen wurden. Dazu gehört insbesondere
auch das Verfahren gemäß Anspruch 44 mit seinen Weiterbildungen nach den Ansprüchen
45 bis 47. Der Oberbegriff von Anspruch 44 geht dabei von dem bereits zitierten Oberbegriff
des Anspruchs 1 der DE-A 12 29 230 oder der WO 86/00391 der WIPO aus.
[0058] Das erfindungsgemäße Verfahren ist allgemeinen auf Antriebsmotoren bezogen formuliert
und kann insbesondere erfindungsgemäß realisiert werden. Da eine Realisierung mit
anderen Antriebsmotoren bisher nicht bekanntgeworden ist, denkgrundsätzlich jedoch
nicht auszuschließen ist, wurde die verallgemeinernde Formulierung gewählt.
[0059] Zu den Anwendungsansprüchen sei noch nachgetragen, daß Einfamilienhäuser Schornsteinhöhen
von der Kellersohle bis zur oberen Schornsteinmündung im Regelfall höchstens im Bereich
von 8 bis 12 m Höhe haben. Dreigeschossige Wohnhäuser beginnen bei einer Höhe ab Kellersohle
von 16 bis 17 m. Achtgeschossige Wohnhäuser haben beispielsweise eine entsprechende
Höhe von etwa 48 bis 50 m. Alle derartigen Höhen von dreigeschlossigen Wohnhäusern
aufwärts können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Zuge bei gleichbleibendem
Drehmoment unschwer gefräst werden, wobei grundsätzlich wegen des sehr geringen Gewichtes
und der großen Flexibilität kaum eine Höhenbeschränkung besteht. Sollte man doch einmal
von der Seite eines Schornsteins aus arbeiten wollen, ist auch dies wegen des einfachen
konstruktiven Aufbaus der erfindungsgemäßen Vorrichtung unschwer möglich. Insbesondere
ist bezüglich der Länge des Druckfluidschlauchs praktisch keine Begrenzung gegeben,
so daß auch ein Fräsen weit vom Ort einer Druckölpumpe bzw. eines Kompressors möglich
ist. Letztere können daher im Regelfall immer neben dem Bauwerk aufgestellt werden,
dessen Schornstein saniert werden soll.
[0060] Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen
noch näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Gesamtdarstellung als Übersichtsdarstellung;
Fig. 2 einen Demonstrationslängsschnitt mit einem aufwärts fräsenden Lamellen-Fräswerkzeug;
Fig. 3 einen entsprechenden Demonstrationsquerschnitt mit einem aufwärts fräsenden
Frässtift-Fräswerkzeug;
Fig. 4 denselben Demonstrationslängsschnitt mit abwärts arbeitendem Frässtift-Fräswerkzeug;
Fig. 5 einen axialen Längsschnitt durch einen Pneumatikmotor als Fluidmotor mit einstufigem
Planetengetriebe;
Fig. 6 eine Expositionszeichnung eines alternativ hierzu einsetzbaren zweistufigen
Planetengetriebe;
Fig. 7 in teilweise axial geschnittener Darstellung eine alternative Ausführungsform
eines Pneumatikmotors mit Schlagwerk;
Fig. 8 eine Draufsicht auf die Längsseite eines mit Kufen zwangsgeführten Pneumatikmotors
in der Bauart gemäß Fig. 5;
Fig. 9 eine entsprechende Draufsicht auf die Längsseite des Pneumatikmotors gemäß
Fig. 5 mit andersartiger Zwangsführung;
Fig. 10a bis 10d kranzbildende Elemente für die Zwangsführung gemäß Fig. 9;
Fig. 11 eine entsprechende Draufsicht auf die Längsseite des Pneumatikmotors mit
Zwangsführung gemäß Fig. 9 in doppeltwirkender Anordnung;
Fig. 12 einen axialen Querschnitt durch ein Rauchgas führendes Innenrohr eines Schornsteins
mit gegenüber dessen Innenwandfläche zentriertem Fluidmotor;
Fig. 13 im axialen Längsschnitt eine bevorzugte Weiterbildung des in Fig. 1 angewendeten
Fräswerkzeugs;
Fig. 14 eine perspektivische Darstellung des in Fig. 2 verwendeten Fräswerkzeugs;
Fig. 15 eine perspektivische Darstellung des in den Fig. 3 und 4 verwendeten Fräswerkzeugs;
Fig. 16 eine Expositionszeichnung eines Ausgleichschlagwerks, das vorzugsweise zwischen
dem Fluidmotor und seiner Aufhängung, gegebenenfalls aber auch im Bereich von dessen
Abtriebswelle angeordnet werden kann, und
Fig. 17 einen axialen Längsschnitt dieses Schlagwerks.
[0061] Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein "aufgeschnittenes" Haus mit einem
ebenfalls geschnitten dargestellten Schornstein.
[0062] Ein auf dem Boden abgestellter Kompressor 10 ist mit einem in dem Schornstein abgelassenen
Fluidmotor 12 in Ausbildung als Pneumatikmotor über einen Druckluft zuleitenden Fluidschlauch
14 verbunden. Der Fluidmotor trägt ein Fräswerkzeug 16, das hier durch Ketten gebildet
wird, z.B. jedoch auch durch eine geeignet ausgebildete Fräskrone gebildet sein kann.
[0063] Bei Beaufschlagung des Fluidmotors 12 mit der Druckluft wird das Fräswerkzeug 16
in Rotation versetzt und fräst dabei den Schornstein,auch unter Abtragen von Versottungen
in der Innenschale des Schornsteins und unter Beseitigung von vorstehenden Mauerteilen,auf
den Solldurchmesser aus. In diesem Beispiel wird der Schornstein durch langsames Aufziehen
des Fluidmotors 12 mitsamt dem Fräswerkzeug 16 von unten nach oben kontinuierlich
ausgefräst. Ebenso ist ein Arbeiten von oben nach unten möglich, z.B. mit der erwähnten
Fräskrone.
[0064] An dem unteren Ende des Schornsteins ist eine Absaugeinrichtung eingebracht, über
die der sich bildende Staub abgesaugt wird.
[0065] Mittels Abluft des vom Kompressor gespeisten Fluidmotors wird in dem Schornstein
ein Überdruck erzeugt, der ein einfaches Abströmen des gebildeten Staubes ermöglicht,
so daß keine oder nur eine geringe Saugleistung erforderlich ist.
[0066] An die Stelle des Kompressors 10 und des Pneumatikmotors kann bei hydraulischem Betrieb
mit Öl eine Druckölpumpe 10 und als Fluidmotor 12 ein Hydraulikmotor treten.
[0067] Nachfolgend wird die erfindungsgemäße Vorrichtung noch mehr im einzelnen erläutert.
[0068] Auf einem Schornsteinfundament 2 ist ein Schornstein 4, hier als Hausschornstein,
errichtet, der eine äußere ringsum laufende Schornsteinkonstruktion 6 sowie eine von
dieser umgebene Innenschale aufweist, die als Rauchgas führender Innenrohrstrang 8
vorgesehen ist.
[0069] Ohne Beschränkung der Allgemeinheit ist hier die tragende Schornsteinkonstruktion
6 als Mauerwerk aus Kunst- oder Natursteinen sowie der Innenrohrstrang 8 als durchlaufende
Schicht beispielsweise aus Ausschleuderzement dargestellt. In Frage kommt alternativ
jede andere ein- oder mehrschalige Schornsteinkonstruktion mit oder ohne zusätzliche
Zwischenschalen, wie etwa Wärmedämmschichten oder Dampfdiffusionsdämmschichten. Insbesondere
kann der Innenrohrstrang auch aus Schamotte- oder Stahlrohren bestehen und auch in
üblicher Weise aus axial aneinander anschließenden und meist durch Fugenmörtel oder
andere Dichtungsstränge abgedichteten Teilelementen bestehen.
[0070] Im Bereich des unteren Endes des Schornsteins 4 oberhalb des Schornsteinfundaments
2 befindet sich eine Öffnung mit einem Schornsteinschieber 18, durch welche üblicherweise
Ruß entnommen wird. Der Schornstein 2 endet oben in einem stirnseitigen Plateau 20,
auf dem ein nicht dargestellter Schornsteinkopf, bei moderneren Schornsteinen gegebenenfalls
über eine nicht dargestellte Abschlußplatte, an dem Gebäude aufgesetzt sein kann.
Das Ausfräsen des Schornsteins 4 erfolgt zweckmäßig bei abgenommenem Schornsteinkopf
und gegebenenfalls auch abgenommener Abschlußplatte. Auf dem Plateau 20 ist ein Tragrahmen
oder ein Traggerüst 22 so montiert, daß es seitlich unverrückbar ist, z.B. durch Verklammerung
am oberen äußeren Schornsteinrand. Ausgerichtet auf die Achse des Schornsteins 4,
gegebenenfalls in den beiden horizontalen Freiheitsgraden seitlich einstellbar, trägt
das Traggerüst 22 eine Rolle 24, über welche bei der Anordnung gemäß Fig. 1 der Fluidschlauch
14 und bei der Anordnung nach den Fig. 2 bis 4 ein Zugseil 26 geführt wird. An diesem
Zugseil 26 ist hier der Fluidmotor 12 aufgehängt, wozu gemäß Fig. 1 der Fluischlauch
14 selbst dient. Wenn dieser Fluidschlauch 14 selbst die Zugfunktion mit übernehmen
soll, muß er entsprechend zugfest ausgebildet sein, beispielsweise durch eine zugfeste
Schlaucharmierung oder Schlauchhülle.
[0071] Das Zugseil 26, beispielsweise ein Stahlkabel, wird von einer Seilwinde 28 aus betätigt,
an deren Stelle im Falle der Aufhängung des Fluidmotors am Fluidschlauch 14 gemäß
Fig. 1 eine Ausbildung der Rolle 24 als eine ebenfalls im Bereich des Traggerüstes
22 betätigbare Schlauchaufwickelrolle treten kann. Die Seilwinde 28 oder eine Schlauchabwickelrolle
sind beim Betrieb mit ihrer Welle starr am Traggerüst befestigt, so daß die Aufwickelkräfte
über das Traggerüst am oberen Ende des Schornsteins 4 aufgenommen werden. Die Seilwinde
28 ist zweckmäßig höheneinstellbar.
[0072] Der Fluidschlauch 14 ist hier gesondert von dem Zugseil 26 aus dem oberen Ende des
Schornsteins 4 geführt und mit einem Kompressor (vgl. Kompressor 10 in Fig. 1) außerhalb
des Schornsteins verbunden, welcher von einem Verbrennungsmotor, zweckmäßig einem
Dieselmotor, angetrieben wird. Sowohl der Kompressor als auch der Verbrennungsmotor
sind auf einem Fahrgestell 30 mit einer Feststellbremse 32 montiert und von einer
schallschluckenden Haube 34 umgeben. Das Fahrgestell 30 kann auf jeder flachen Grund
fläche 36 neben dem Gebäude, in welchem der Schornstein 4 errichtet ist, aufgestellt
und gegenüber dieser Grundfläche festgebremst werden.
[0073] Auf derselben Grundfläche 36 wird ebenfalls auf Fahrgestellen 38 und 40 ein Vorabscheider
42 für groben Fräsabhub und ein mit diesem in Saugrichtung dahinter kommunizierender
Hauptabscheider 44 für Frässtaub angeordnet, welcher ebenfalls motorisch angetrieben
wird. Hierzu können etwa zwei Elektromotoren 46 oder alternativ Druckluftmotoren
vorgesehen sein, die dann zweckmäßig von dem unter der Haube 34 angeordneten Kompressor
mit gespeist werden können. Die beiden Elektromotoren 46 ermöglichen bei Speisung
durch ortsübliche Netzspannung die entsprechende Vervielfachung der verfügbaren Antriebsleistung
und können so einen Starkstromanschluß einsparen. Gegebenenfalls kann man auch mehr
als zwei derartige Motoren 46 vorsehen.
[0074] Der Hauptabscheider ist beispielsweise als Industriestaubsauger ausgebildet und
über die gezeigten Saugleitungen durch die Öffnung des Schornsteinschiebers 18 an
den Bodenraum des Schornsteins 4 oberhalb des Schornsteinfundaments 2 angeschlossen.
[0075] Das in Fig. 2 eingezeichnete Fräswerkzeug 16 wird nachfolgend anhand der Fig. 14
noch mehr im einzelnen beschrieben. Das in den Fig. 3 und 4 verwendete Fräswerkzeug
16 wird nachfolgend mehr im einzelnen noch anhand von Fig. 15 beschrieben.
[0076] Bei den Fig. 2 bis 4 trägt ferner der Fluidmotor 12 eine Führung 48, wie sie mehr
im einzelnen anhand der Fig. 9 und 10a bis 10d beschrieben ist.
[0077] Der Fluidmotor 12 hat selbst die nachfolgend anhand der Fig. 5, gegebenenfalls mit
Fig. 6, beschriebene Bauart, die einer Führung bedarf. Bei Verwendung eines Fluidmotors,
welcher keiner äußeren Zwangsführung bedarf, beispielsweise des Fluidmotors gemäß
Fig. 7, entfällt die Führung 48 bei sonst gleichbleibender Grundkonstruktion gemäß
den Fig. 2 bis 4.
[0078] Gemäß den Fig. 2 und 3 erfolgt das Ausfräsen des Rauchgas führenden Innenrohrstrangs
8 in einem Zug von unten nach oben, bei der Anordnung nach Fig. 4 ebenfalls in einem
Zug von oben nach unten. Alternativ könnte die hier als Innenrohrstrang 8 interpretierte
Innenschicht 8 auch nur eine beim Fräsvorgang jeweils erfaßte Innenzone umfassen,
wobei radial aufeinander folgende Zonen Zug auf Zug von innen nach außen in abwechselndem
Fräsbetrieb abwärts, aufwärts, abwärts usw. abgetragen werden können. Auch können
Nachbearbeitungsschritte, wie Schlichtvorgänge, unter Auswechslung des Fräswerkzeugs
16 mittels desselben Fluidmotors 12 durchgeführt werden.
[0079] Da der Fluidmotor 12 bei den Ausführungsformen der Fig. 1 bis 4 jeweils oberhalb
des Fräswerkzeugs 16 angeordnet ist, ergibt sich zwangsläufig, daß die Führung 48
gemäß den Fig. 2 und 3 mit der noch nicht ausgefrästen Innenzone bzw. dem Rauchgas
führenden Innenrohrstrang bei einzügigem Arbeiten, bei Fräsen von oben nach unten
hingegen gemäß Fig. 4 an der bereits ausgefrästen Innenwandfläche des Schornsteins
geführt ist.
[0080] Bei geeignetem Anschluß des Fluidschlauches 14 kann man in nicht dargestellter Weise
gegebenenfalls auch das Fräswerkzeug 16 oben und den Fluidmotor 12 unten anordnen;
dies bietet jedoch die Schwierigkeit, den Fluidmotor bei Zuleitung von oben durch
den Körper des Fräswerkzeugs hindurch leiten zu müssen oder alternativ den Fluidschlauch
14 von vornherein von unten her durch die Öffnung des Schornsteinschiebers 18, oder
eine andere Öffnung, zuzuleiten.
[0081] Der in Fig. 5 dargestellte Pneumatikmotor 12 weist einen Zylinder 50 auf, längs dessen
Achse sich der Rotor 52 des Pneumatikmotors 12 erstreckt. Der Zylinder 50 ist außen
und innen durch eine Zylinderfläche begrenzt, wobei jedoch die innere Zylinderfläche
exzentrisch zur äußeren Zylinderfläche angeordnet ist. Dadurch hat der Zylinder 50
entsprechend wechselnde Wandstärke. Der Rotor 52 hat eine zylindrische Außenfläche,
die mit der exzentrischen Innenfläche des Zylinders 50 einen Kompressionsraum 54
begrenzt (in Kreuzschraffur dargestellt). Der Rotor 52 ist seinerseits auf einer
Läuferwelle 56 befestigt.
[0082] Über den Umfang des Rotors 52, der aus einer massiven Zylinderschale gebildet ist,
sind tangential zur Läuferwelle 56 verlaufende Schlitze verteilt, welche sich über
die ganze axiale Länge des Rotors 52 erstrecken und mit radialem Abstand zur Läuferwelle
56 enden. Bei praktischen Ausführungsformen sind beispielsweise zwischen vier und
sechs derartiger Schlitze vorgesehen. In den Schlitzen sind Rotorlamellen lose eingelegt.
Während der Fluidmotor 12 sonst aus Stahl gefertigt werden kann, können die Rotorlamellen
60 aus einem geeigneten Kunststoff bestehen, z.B. aus Phenoplasten oder Melaninharzen,
wie sie beispielsweise unter dem geschützten Handelsnamen "Pertinax" vertrieben werden.
Die Rotorlamellen 60 sind an ihrer mit mit der zylindrischen Innenfläche des Zylinders
50 zusammenwirkenden Längskante geradlinig und an ihrer in die Schlitze eingreifenden
Längskante komplementär zu einer entsprechenden Grundausbildung der Schlitze abgeflacht
ausgebildet, um in den Schlitzen in ihrer radial tiefsten Eingriffsstellung axial
geführt zu sein. Die Rotorlamellen werden bei Rotation der Läuferwelle unter der Zentrifugalkraft
nach außen in Anlage an die Innenwandfläche des Zylinders 50 gedrückt. Dabei teilen
sie den Kompressionsraum 54 in über den Umfang der Läuferwelle verteilte wandernde
Kammern ein, wobei durch hinreichend enge Anlage der Schlitze an den Rotorlamellen
Kurzschlußluft zwischen den Kammern weitestgehend vermieden wird.
[0083] In dem dicken Wandbereich des Zylinders 50 verlaufen in Umfangsrichtung nebeneinander
zwei durchgehende achsparallele Bohrungen 62, über welche die vom Kompressor 10 über
einen Druckluftschlauch 14 zugeführte Druckluft über vier Schlitze 64 dem Kompressionsraum
54 zugeführt wird. Die Schlitze 64 erstrecken sich in Umfangsrichtung des Zylinders
50 und sind paarweise in der Nachbarschaft der beiden Enden des Zylinders angeordnet.
[0084] In der in Laufrichtung des Rotors 52 abnehmenden Sichel der sich verjüngenden Wandstärke
des Zylinders sind radial durchgehende Auslaßlöcher 66 verteilt, dabei sind zweckmäßig
in dem axialen Bereich zwischen den Schlitzen 64 jeweils mehrere, beispielsweise fünf,
dieser Löcher in mehreren, beispielsweise zwei, Reihen über den Umfang des Zylinders
50 verteilt. Der Zylinder 50 ist an seinen beiden Stirnseiten jeweils über einen Deckel
68 dicht abgeschlossen. Dabei trägt jeder Deckel 68 an seiner dem Kompressionsraum
54 abgewandten Seite jeweils ein Kugellager 71 für die Läuferwelle 56, welche abgedichtet
durch axiale Öffnungen in beiden Deckeln 68 hindurchgreift und im übrigen gegen axiale
Verschiebung gesichert ist.
[0085] Auf der dem Fräswerkzeug 16 zugewandten Seite ist die Läuferwelle 56 über das Kugellager
71 hinaus verlängert als Eingangswelle eines einstufigen Untersetzungsgetriebes, hier
Planetengetriebes. Insoweit entspricht das Planetengetriebe der unteren Hälfte der
Expositionszeichnung gemäß Fig. 6, in deren oberen Hälfte weitere Elemente zur zweistufigen
Ausbildung des Untersetzungsgetriebes eingezeichnet sind, hier eines axial hintereinander
geschalteten zweistufigen Planetengetriebes.
[0086] Auf dem abgetriebenen Ende der Läuferwelle außerhalb des Zylinders 50 sitzt demzufolge
ein Ritzel 70. Dieses greift in eine Innenverzahnung eines Planetenradkäfigs 72. Die
in diesem gelagerten Planetenräder 74 kämmen mit einem Sonnenradkranz 76. Dieser ist
starr an der Innenseite einer topfförmigen Erweiterung 78 einer Abtriebswelle 80,
an welcher die Welle des Fräswerkzeuges 16 drehfest gekuppelt wird, angeordnet.
[0087] Bei der aus Fig. 6 ersichtlichen Variante ist zwischen der Abtriebswelle 80 und der
beschriebenen ersten Stufe des Planetengetriebes noch eine zweite Planetenradstufe
axial nachgeordnet, deren Elemente in Fig. 6 bei sonst gleichbleibenden Funktionsteilen
mit dem Zusatz a kenntlich gemacht sind.
[0088] Der Unterschied besteht dabei lediglich darin, daß die erste Stufe des Planetengetriebes
nicht direkt an die Abtriebswelle 80 angeschlossen wird, sondern daß bei sonst gleicher
Ausbildung wie bei dem dem Pneumatikmotor zugewandten Ende der Abtriebswelle eine
axial fluchtende Zwischenwelle 82 verwendet wird, auf welcher ein Ritzel 70a sitzt,
welches in der Krafteinleitungsfunktion dem Ritzel 70 am Eingang der ersten Getriebestufe
entspricht.
[0089] Die ganze Einheit, welche durch den Zylinder 50 nebst Deckeln 68, die darin gelagerte
Läuferwelle 56 sowie das im ganzen mit 84 bezeichnete Planetengetriebe (zweite Stufe
84a) beschrieben ist, ist von einem zweiteiligen massiven Panzergehäuse 84 an seiner
der Aufhängung zugewandten Seite und ringsum umgeben, wobei eine massive untere Abschlußplatte
86, welche innen ein erstes Kugellager 88 für die Abtriebswelle 80 trägt und dicht
an das Panzergehäuse 84 angeschlossen ist, an der dem Fräswerkzeug 16 zugewandten
Seite das Gehäuse abschließt.
[0090] Die Abtriebswelle 80 ist ferner durch ein zweites Kugellager 90 gelagert, welches
an der Innenseite eines ersten Teils 92 des Panzergehäuses befestigt ist. Dieses erste
Teil 92 ist haubenförmig angeordnet und umfaßt, ausgehend von der Abschlußplatte
86, alle oben bezeichneten Teile von Abtriebsgehäuse(n) und Pneumatikmotor, wobei
der Haubenboden 94 dem der Abtriebswelle 80 entgegengesetzen freien Ende 96 der Läuferwelle
56 gegenüberliegt.
[0091] Der Zylinder 56 ist an seinen beiden stirnseitigen Enden jeweils mit einem etwas
überstehenden Ringflansch versehen, und diese Ringflansche sind dicht in das Gehäuse
des ersten Teils 92 des Panzergehäuses 84 eingepaßt. Dadurch entsteht zwischen der
Außenfläche des Zylinders 50, den beiden Ringflanschen und der Innenfläche des genannten
ersten Teils 92 ein gewisser Ringspalt, über den sich die aus den Auslaßlöchern 66
austretende Abluft des Kompressionsraums 54 frei verteilen kann. Diese Abluft kann
durch einen Kranz von über die Wandung des ersten Teils 92 in Umfangsrichtung verteilten
Ausgangslöchern radial weiter nach außen entweichen.
[0092] Die Druckluft wird dem Pneumatikmotor durch einen axial nach oben ragenden Eingangsstutzen
100 zugeführt, der in dem Haubenboden 94 integral ausgebildet ist. Von dort aus gelangt
die Druckluft über den unterhalb des Haubenbodens 94 gebildeten Freiraum 102 innerhalb
des ersten Teils 92 zu den Bohrungen 62 und von dort in der beschriebenen Weise schließlich
in den Kompressionsraum 54.
[0093] Auf den ersten Teil 92 des Panzergehäuses 84 ist dessen zweiter Teil 104 auf seiten
der Aufhängung des Fluidmotors außen umgreifend aufgeschraubt. Wie später noch anhand
von Fig. 9 beschrieben wird, wird die ganze Einheit aus Fluidmotor 12 und Fräswerkzeug
16 an diesem zweiten Teil 104 aufgehängt.
[0094] Der zweite Teil 104 umgreift den ersten Teil 92 des Panzergehäuses 84 bis unterhalb
der Ausgangslöcher 98 und ist dabei derart in eine Ausdrehung am ersten Teil eingeschraubt,
daß beide Teile 92 und 104 des Panzergehäuses 84 eine gemeinsame durchmesserkleine
zylindrische Außenfläche haben.
[0095] Außerdem wird dabei in dem übergreifenden Bereich ein Ringspalt 106 zwischen den
beiden Teilen 92 und 104 des Panzergehäuses 84 gebildet, welcher den Ausgangslöchern
98 gegenüberliegt und im Bereich der unten liegenden Fuge zwischen beiden Teilen des
Panzergehäuses abgedichtet ist.
[0096] Der Ringraum 106 ist gegenüber der äußeren Stirnseite des Haubenbodens 94 durch einen
Ringspalt 108 zwischen der äußeren Stirnseite des Haubenbodens 94 und einem axial
weiter nach oben führenden massiven Fortsetzungsteil 110 des zweiten Teil 104 radial
nach innen verlängert.
[0097] In dem Fortsetzungsteil ist zunächst eine radiale Bohrung 112 ausgebildet, die außerhalb
des Panzergehäuses mit einem sich axial neben diesem erstreckenden Einlaß stutzen
zur Verbindung mit dem Druckluftschlauch 14 führt. Diese Anschlußbohrung 112 ist gegenüber
dem äußeren Ende des Eingangsstutzens 100 am Haubenboden 94 abgedichtet.
[0098] Unter Umgehung der Anschlußbohrung 112 kommuniziert der Ringspalt 108 mit axial und
radial verlaufenden Bohrungen 114 und 116 im Fortsetzungsteil 110 des zweiten Teils
104 des Panzergehäuses 84, um die Abluft des Pneumatikmotors schließlich durch einen
seitlich am Panzerghäuse angebrachten Auspuffschacht 114 ins Freie, und dabei beim
Fräsen in den Innenraum des Schornsteins, entweichen zu lassen. Die Austrittsrichtung
dieses Auspuffschachtes ist dabei achsparallel in Richtung zum Fräswerkzeug 16 gewählt.
Die nur über einen Teilbereich des Umfangs des Panzergehäuses entweichende Auspuffluft
verteilt sich dabei als Mantelströmung derart, daß nicht nur ein Anblasen des Fräswerkzeugs
möglich ist, sondern auch eine Sperre gegen Aufsteigen von Frässtaub über den ganzen
Umfang des Panzergehäuses entsteht.
[0099] Mit Ausnahme des Untersetzungsgetriebes 85 (gegebenenfalls einschließlich 85a) kann
der Pneumatikmotor gemäß Fig. 7 grundsätzlich gleichartig aufgebaut sein, unbeschadet
zeichnerischer Abweichungen in Fig. 7. Die Drehmomentübertragung vom Pneumatikmotor
auf das Fräswerkzeug erfolgt hierbei mangels Untersetzungsgetriebe im Übersetzungsverhältnis
1:1, d.h. direkt.
[0100] Stattdessen ist das aus dem Zylinder 56 auf seiten des Fräswerkzeuges 16 hervorstehende
freie Ende der Läuferwelle 56 mit einer Abtriebswelle 115, welche der Abtriebswelle
80 gemäß Fig. 5 entspricht, über ein Schlagwerk 116 verbunden. Dieses wandelt die
kontinuierliche Drehbewegung der Läuferwelle 56 in eine Dreh-Schlag-Bewegung mit Schlagwirkung
in Winkelrichtung aufgrund eines pro Umdrehung der Läuferwelle wirksamen Zusammenwirkens
eines sog. Hammers und eines sog. Ambosses des Schlagwerkzeugs. Dabei kann auf eine
Axialschwingung des Fräswerkzeuges 116 gänzlich verzichtet werden, wenn man auch im
Bedarfsfall eine axiale Komponente noch mit einbeziehen könnte.
[0101] Verschiedene konstruktive Bauweisen eines derartigen Schlagwerkes sind bekannt, so
daß sich eine Beschreibung im einzelnen erübrigt. Eine mögliche und auch bevorzugte
Bauweise wird nachfolgend noch in anderem Einsatzzusammenhang anhand von Fig. 16
mehr im einzelnen erläutert. Das Schlagwerk gemäß Fig. 16 kann insbesondere zwischen
dem Fluidmotor 12 einerseits und dessen Aufhängung andererseits zwischengeschaltet
werden.
[0102] Ein wesentliches Merkmal der Einschaltung eines solchen Schlagwerkes besteht darin,
ein beim Arbeiten des Fräswerkzeugs 16 auftretendes Gegendrehmoment schlagend - ein
elastischer Hammerschlag zwischen Hammer und Amboß des Schlagwerks pro Umdrehung -
durch die Schlagrückwirkung im Schlagwerk zu kompensieren.
[0103] Dadurch wird nicht nur das die axiale Baulänge verlängernde Untersetzungsgetriebe
85 bzw. 85a entbehrlich, sondern es wird auch die Einwirkung des Fräswerkzeugs auf
das abzutragende Material erheblich verstärkt, und zwar vergleichbar der Arbeitsweise
eines Bohrhammers.
[0104] Eine weitere Besonderheit des Pneumatikmotors nach Fig. 7 besteht ferner darin, daß
die Abtriebswelle 115 hohl ausgebildet ist, und zwar mit mehreckigem Innenquerschnitt,
insbesondere als Sechskant. Dadurch können marktgängige Fräswerkzeuge, die im allgemeinen
mit einem Sechskantanschluß versehen sind, unter Übertragbarkeit sehr hoher Drehmomente
einfach angesteckt werden. Ein entsprechendes Ansteckstück 118 eines Fräswerkzeuges
16 ist in Fig. 7 eingezeichnet.
[0105] Außerdem kann die Bohrung der hohlen Abtriebswelle 115 als Zuführungskanal von Steuerfluid,
insbesondere Druckluft, zum Fräswerkzeug mit benutzt werden. Hierzu ist am frässeitigen
Ende der Hohlwelle ein Steuerleitungsanschluß 120 herausgeführt, beispielsweise, um
ein für Arbeitsrichtungen aufwärts und abwärts umsteuerbares Fräswerkzeug bei Änderung
der Arbeitsrichtung umzusteuern.
[0106] Die Fig. 8 sowie 9 bis 11 zeigen zwei mögliche bevorzugte Bautypen von Zwangsführungen,
die bei der im Drehmoment abstützungsbedürftigen Bauart eines Pneumatikmotors gemäß
Fig. 6 Anwendung finden können. Beide Bauarten zeichnen sich durch einen relativ wenig
abgedeckten Durchblickspalt zwischen dem Panzergehäuse 84 und der Innenfläche des
Schornsteins 4 aus.
[0107] Allgemein erkennt man an diesen Figuren auch eine Anschlußkupplung 124, hier eine
sog. Stecknuß, zum Verbinden der Abtriebswelle 80 gemäß Fig. 5 mit dem Fräswerkzeug
16. Ferner ist am oberen Ende eine Öse 122 am zweiten Teil 104 des Panzergehäuses
vorgesehen, an welcher das Zugseil 26 eingeklinkt werden kann.
[0108] Wenn die Aufhängung über den Fluidschlauch 14 gemäß Fig. 1 erfolgt, müßte man in
nicht dargestellter Weise den hier seitlich am Panzergehäuse angeordneten Anschlußstutzen
126, welcher mit der Anschlußbohrung 112 kommuniziert, am Fluidmotor analog der Öse
122 axial anordnen und zugkraftübertragend ausbilden, d.h. mit Anschlußmitteln an
die Armierung oder zugfeste Umhüllung des Fluidschlauches 14.
[0109] Bei beiden Führungsarten der Fig. 4 bis 11 sind mit für die Führung hinreichendem
axialen Abstand im Bereich beider Enden des Panzergehäuses 84 jeweils eine Haltescheibe
128 angeordnet (siehe insbes. auch die Fig. 10a und 1b, in denen die Haltescheibe
128 in Draufsicht und in Seitenansicht dargestellt ist). Die Haltescheibe wird längs
der gestrichelt dargestellten Wirkungslinie 130 in Fig. 10a mittels Spannschrauben
132 auf den Außenumfang des Panzergehäuses 84 aufgeklemmt.
[0110] Die gestrichelte Doppellinie 134 in Fig. 10a beschreibt im großen quadratischen
Querschnitt der Haltescheiben 128 im Bereich der Mitten der Begrenzungslinien des
Quadrates eine Anlenkachse 134 für Schwenkarme 136. Diese sind gerade Hebel, deren
eines Ende im Bereich der Achse 134 an einem Gelenkzapfen 138 am Panzergehäuse 84
angelenkt ist und dessen anderes Ende gelenkig mit einer Wange 140 an der radial inneren
Seite einer Kufe 142 verbunden ist. Es sind dementsprechend vier Kufen 142 über den
Umfang des Pneumatikmotors verteilt. Diese haben einen langgestreckten, wenigstens
annähernd geradlinigen Mittelabschnitt 144 und oben und unten jeweils nach innen gekrümmte
oder schräg ausgestellte Enden 146.
[0111] Bei dieser Ausbildung bilden jeweils die Mantelfläche des Panzergehäuses 84, die
Kufen und die beiden die jeweilige Kufe oben und unten anlenkenden Schwenkarme ein
Parallelführungsgestänge.
[0112] Alle vier Parallelführungsgestänge werden durch eine axial verschiebliche Betätigungsplatte
147 in ihrer radialen Weite gemeinsam verstellt. Hierzu ist jeweils der Umfang der
Betätigungsplatte im Bereich einer Anlenkung 148 über einen sich längs des Panzergehäuses
außerhalb desselben erstreckenden Zughebel 150 mit einer Anlenkung 152 im mittleren
Bereich des jeweils oberen Schwenkarms 136 verbunden.
[0113] Die Betätigungsplatte 147 ist auf zwei einander diagonal gegenüberliegenden Führungsstangen
154 axial verschieblich geführt. Die Führungsstangen ihrerseits sind mit ihren unteren
Enden in die obere Haltescheibe 128 eingeschraubt und an ihren oberen Enden durch
ein Querjoch 156 verbunden, an welchem die Öse 122 angeschweißt ist.
[0114] Ohne aufgebrachte Verschiebekraft liegt die Betätigungsplatte 147 in ihrer untersten
Stellung aufgrund des Gewichtes der an ihr angelenkten Gestänge mit Kufen. Zum Anheben
der Betätigungsplatte 147 dient ein pneumatisch betätigter Servozylinder 158, welcher
an der Stirnseite des Panzergehäuses 84 befestigt ist und mit seinem Stempel 160 am
axialen Zentrum der Betätigungsplatte lose abgestützt sein kann. Bevorzugt ist jedoch
zur Zwangssteuerung der Betätigungsplatte 147 in beiden axialen Richtungen eine Befestigung
162 an der Angriffsstelle an der Betätigungsplatte 147.
[0115] Bei den Ausführungsformen nach Fig. 9 und 11 ist die Haltescheibe 128 an den Ecken
ihres im großen quadratischen Grundrisses abgeschrägt ausgebildet, und in den Ecken
ist je ein radial verlaufender Einschnitt 163 vorgesehen, der im Bereich der Wirkungslinie
130 für das Zusammenspannen auf dem Umfang des Panzergehäuses ebenso wie bei der vorbeschriebenen
Ausführungsform als durchgehender Schlitz ausgebildet ist.
[0116] Innerhalb der Einschnitte 163 ist das eine Ende eines geradlinigen Hebels 164 längs
der dreifach gestrichelten ge dachten Achse 166 angelenkt. Die Form des Hebels 164
ist aus der Draufsicht gemäß Fig. 10c bzw. der Seitenansicht gemäß Fig. 10d ersichtlich.
Der Wirkungsachse 166 entspricht dabei der Gelenkzapfen 168 gemäß Fig. 10d.
[0117] Das freie Hebelende ist mit einer einseitigen Auskragung als Gabel 169 ausgebildet,
wobei an den beiden Armen 170 der Gabel 169 eine Welle 172, auf welcher jeweils ein
Schneidrad 174, oder alternativ eine Rolle oder Walze, drehbar gelagert ist.
[0118] Unter der jeweiligen Haltescheibe 128 ist jeweils ein elastisch-nachgiebiges Pufferelement
in Gestalt eines umlaufenden Zellkautschukringes 176 gegen axiale Verschiebung gesichert
aufgesteckt, auf welchem der mittlere Bereich des jeweiligen Hebels zur Begrenzung
seiner Abwärtsschwenkstellung lose aufliegt. Man kann gegebenenfalls die axiale Stellung
dieses Pufferelementes 176 auch verstellen. Durch passende Einstellung kann man dabei
auch eine gleiche oder auch gewünschte unterschiedliche radiale Ausstellung (z.B.
in Anpassung an Formkonizitäten des Schornsteins) bei unterschiedlichen Längen der
Hebel 164 wählen. In diesem Sinne sind die oberen Hebel 164 mit kürzerer Länge als
die unteren Hebel 164 gezeichnet. Die aus Fig. 9 auch erkennbare etwas weitere radiale
Ausladung der unteren Hebel 164 soll hier nicht einer Anpassung an einen konischen
Verlauf des Schornsteins mit oben engem und unten weitem Querschnitt entsprechen,
sondern eine unterschiedliche Belastung der oberen und unteren Hebel ausgleichen,
da die unteren Hebel durch das näher liegende Fräswerkzeug stärker gewichtsbelastet
sind. Man kann so mit gleichartigem Material der Pufferelemente 176 auskommen. Wie
erkennbar sind im übrigen aus demselben Grunde die unteren Pufferelemente 176 in Fig.
9 mit weiterer radialer Ausladung als die oberen ausgegliedert.
[0119] Im übrigen ist in Fig. 9 noch eine Einkerbung 178 am äußeren Umfang des Panzerzylinders
zu erkennen. Dieser Einkerbung 178 liegt eine parallele entsprechende Einkerbung
auf der abgedeckten anderen Seite gegenüber. Dadurch kann man mittels eines Werkzeugs
die beiden Teile 92 und 104 des Panzergehäuses 86 unter Aufbringung eines hinreichenden
Drehmomentes aufschrauben.
[0120] Wegen des andersartigen Aufbaus dieser Führung sind hier die Führungsstangen 154
der Ausführungsform nach Fig. 8 durch einen Anschlußzapfen 180 ersetzt, der oben durch
die Öse 122 festgesetzt ist und unten mit der Stirnseite des Panzergehäuses 84 starr
verbunden ist.
[0121] Erkennbar ist der Anschlußzapfen 180, ein massiver Zylinder, mit kleinerem Durchmesser
als das Panzergehäuse 84 ausgebildet. Dies hat den Vorteil, die oberen Hebel 164 mit
besonders kleiner radialer Ausladung anordnen zu können. Wegen der größeren Belastung
der unteren Hebel stellt sich dort das Problem nicht in dem Maße. Im ganzen hat dies
die Möglichkeit einer Anpassung an besonders geringe lichte Schornsteinweiten.
[0122] In der Ausführung nach Fig. 9 ist die Führung jedoch nur einseitig führend, nämlich
in Aufwärtsrichtung. Fig. 11 zeigt eine einfache Modifizierung, mit welcher man denselben
Aufbau der Führung doppeltwirkend ausbilden kann, und zwar mit gleichbleibender Geometrie
ohne die Notwendigkeit von Umstellarbeiten. Hierzu sind die Hebel, die oben und unten
jeweils kranzförmig angeordnet sind, miteinander durch sich längs des Panzergehäuses
84 erstreckende Zugelemente 182 miteinander verbunden, die zweckmäßig Zugfedern sind.
Bei dieser Konfiguration ist sogar das untere Pufferelement 176 gänzlich entbehrlich.
Es kann jedoch vorgesehen bleiben, wenn man die Zugelemente 182 lösbar vorsieht.
[0123] Während bei beiden beschriebenen Führungen jeweils vier Führungselemente in Umfangsrichtung
äquidistant um das Panzergehäuse verteilt sind, kann man gegebenenfalls auch eine
andere Anzahl dieser Führungselemente vorsehen, zweckmäßig mindestens drei derselben.
[0124] Wie schon erwähnt gibt es jedoch Pneumatikmotoren, welche einer Zwangsführung mit
Kufen, Schneidrädern oder Rollen nicht bedürfen, sondern die im Grenzfall sogar frei
hängen können. Zweckmäßig ist dabei jedoch eine keine Drehmomente abstützende Zentrierung.
Eine bevorzugte Ausführungsform einer derartigen Zentrierung zeigt Fig. 12.
[0125] In dieser Fig. ist das Panzergehäuse 84 des Fluidmotors 12 nur grobschematisch dargestellt.
Es geht darum, dieses Panzergehäuse an der jeweils vorhandenen Innenwandschicht 184
des Schornsteins 4 zu zentrieren. Dabei kann je nach der Arbeitsrichtung diese Innenwandschicht
von einer bereits ausgefrästen oder noch auszufräsenden Zone des Schornsteins gebildet
sein, insbesondere also bei einstufigem Fräsen von der tragenden Schornsteinkonstruktion
6 oder dem Rauchgas führenden Innenrohr 8.
[0126] Über den Umfang des Panzergehäuses 84 sind mindestens drei, vorzugsweise vier, Bogenfedern
186 verteilt. Diese sind mit ihrem unteren Ende an der Befestigungsstelle 188 am Panzergehäuse
84 befestigt und greifen an ihrem oberen Ende in eine ebenfalls am Außenumfang des
Panzergehäuses 84 angebrachte Axialführung 190 ein.
[0127] Es ist möglich, diesen Eingriff einwirkungsfrei zu machen, so daß eine freie axiale
Beweglichkeit der oberen Enden in der Führung bei unterschiedlicher radialer Zusammendrückung
der Bogenfedern 186 erfolgt. Man kann jedoch auch das in die Längsführung 190 eingreifende
freie Ende der Bogenfeder gegen einen verstellbaren Anschlag wirken lassen oder wenigstens
die Eingriffstiefe des freien Endes in die Längsführung 190 unterschiedlich wählen
bei anfangs gegebener freien Beweglichkeit. Für derartige Verstellungen kann man
wiederum einen Servomotor vorsehen, der von dem Betriebsfluid mit gespeist werden
kann wie in den anderen fernbetätigten Servofällen.
[0128] Im Grenzfall braucht die Bogenfeder 186 nur in einem relativ geringen axialen Bereich
mit der Schornsteininnenfläche in Kontakt zu sein. Bevorzugt ist jedoch die dargestellte
große axiale Eingriffslänge, welche die überwiegende Länge der Bogenfeder einnimmt.
Da hier keine Kräfte übertragen werden sollen, liegt der Hauptvorteil in der Verwendung
derselben Bogenfeder für ganz unterschiedlich weite Schornsteine 4.
[0129] Die Fig. 13, 14 und 15 zeigen ferner drei besonders bevorzugte Bauarten von bei der
erfindungsgemäßen Vorrichtung einsetzbaren Fräswerkzeugen.
[0130] In allen drei Fällen hat das Fräswerkzeug einen zentralen Tragkörper 192, um den
sich vom Tragkörper gehaltene fräswirksame Elemente erstrecken. Das obere Ende des
Tragkörpers ist hier jeweils als Vierkant dargestellt, wobei bei normgerechter Ausführung
stattdessen Sechskante vorgesehen sind. Diese werden über Befestigungsstifte 194,
welche in entsprechende Befestigungsbohrungen im Tragkörper 192 eingreifen, starr
mit der Abtriebswelle des jeweiligen Fluidmotors 12 in axialer Fluchtung mit dessen
Wirkachse befestigt. Im Grenzfall kann man aber auch Befestigungskupplungen mit geringfügiger
seitlicher Ausbiegbarkeit vorsehen, die jedoch das in Winkelrichtung wirksame Drehmoment
aufnehmen sollen.
[0131] Im Falle der Ausführungsform nach Fig. 13 erstreckt sich der Tragkörper 192 mit gleichbleibendem
Querschnitt über die ganze axiale Höhe des Fräselements. Das untere Ende ist dabei
als Auflager 196 gebildet, welches über einen Befestigungsstift 194 an dem Tragkörper
192 axial unverschiebbar befestigt ist.
[0132] Oberhalb des Auflagers ist eine Folge von Abstandshülsen 198 und Distanzscheiben
200 lose auf den Tragkörper aufgesteckt. Die Distanzscheiben 200 sind dabei vorzugsweise
äquidistant angeordnet, wobei dann die zwischen ihnen angeordneten Abstandshülsen
198 jeweils gleiche axiale Länge haben bzw. jeweils für sich gleich ausgebildet sein
können. Die unterste Abstandshülse 198 kann, wie dargestellt, kürzer ausgebildet sein.
Alternativ kann man auf sie auch ganz verzichten und die unterste Distanzscheibe
direkt auf dem Auflager 196 auflegen.
[0133] Das äußere Ende jeder Distanzscheibe trägt in Verteilung um den Umfang des Fräswerkzeugs
jeweils ein einziges Kettenglied 202, welches jeweils an seinem äußeren Ende eine
Frässcheibe 204 trägt.
[0134] In Fig. 13 ist dabei eine Darstellung gezeichnet, bei der vom Rotationszustand des
Fräswerkzeugs ausgegangen wird, so daß die sowohl mit den Distanzscheiben 200 als
auch mit den Frässcheiben 204 kettenartig gelenkig verbundenen äußeren Kettenglieder
202 horizontal nach außen fliegen, wie dies auch in Fig. 1 bezüglich längerer kettenartiger
Fräswerkzeuge dargestellt ist. Im Ruhezustand hängen derartige Ketten unter ihrem
Eigengewicht nach unten, so daß sie dann leicht durch noch nicht ausgefräste Bereiche
des Schornsteins hindurchgeführt werden können.
[0135] Die Frässcheiben 204 beschreiben einen sich von oben nach unten zunächst konisch
erweiternden und dann wieder konisch verjüngenden Wirkkegel, der in bezug auf die
mittelste Distanzscheibe 200a axialsymmetrisch ausgebildet ist, um bei gleichbleibender
Geometrie doppeltwirkend sowohl nach oben als auch nach unten gleichermaßen fräsen
zu können. Da die Frässcheiben der mittelsten Distanzscheibe 200a wegen ihrer größten
radialen Ausladung am stärksten beansprucht sind und daher auch jeweils für sich zweckmäßig
besonders widerstandsfähig gewählt sein sollten, empfiehlt es sich auch, gemäß der
Darstellung die mittelste Distanzscheibe 200a stärker als die übrigen Distanzscheiben
auszubilden (bei gleichem Material mit größerer Dicke). Die Distanzscheiben haben
unterschiedliche radiale Weite entsprechend der jeweiligen radialen Ausladung des
Wirkkonus an der betreffenden Stelle, während die einzelnen Kettenglieder 202 alle
gleichartig gewählt sein können.
[0136] Bei der Ausführungsform eines Fräswerkzeugs gemäß Fig. 14 ist der Tragkörper 192
ebenso,wie bezüglich des vorbeschriebenen Fräswerkzeugs erwähnt, mit einem nicht
dargestellten unteren Auflager analog zu dem Auflager 196 versehen, auf welchem hier
eine einzige langgestreckte Abstandshülse 198a aufliegt (anstelle der Mehrzahl der
Abstandshülsen 198 und Distanzscheiben 200 der vorbeschriebenen Ausführungsform).
[0137] Zwischen dem Auflager und der Abstandshülse 198 einerseits sowie auf der oberen
Stirnfläche der Abstandshülse 198a andererseits ist jeweils eine mit dem Tragkörper
192 drehfest verbundene Tragplatte 206 angeordnet, die hier quadratisch ausgebildet
ist.
[0138] In den vier Eckbereichen dieser quadratischen Tragplatte 206 ist jeweils ein sich
radial erstreckendes Langloch 208 ausgebildet, in welches jeweils eine Stellschraube
210 von den der Abstandshülse 198a abgewandten Seiten eingreift. An den Stellschrauben
210 sind über den Umfang des Fräswerkzeugs verteilt vier bügelförmig ausgebildete
Fräslamellen 212 ausschwenkbar, jedoch bei festem Anziehen der Stellschrauben 210
auch in einer bestimmten Winkelstellung feststellbar, angelenkt. Außerdem kann man
bei hinreichend loser Einstellung der Stellschrauben auch eine freie axiale Verschiebbarkeit
der Fräslamellen 212 längs der Langlöcher 208 vorsehen, wobei diese Verschiebbarkeit
bei angezogener Stellschraube ebenfalls ausgeschlossen ist.
[0139] Die Fräswerkzeuge haben jeweils an mindestens einer außen gelegenen Schmalseite eine
Schneidkante 214. Es ist auch denkbar, an beiden Kanten der Fräslamelle eine Schneidkante
214 vorzusehen, obwohl immer nur eine Schneidkante in einer Arbeitsrichtung benutzt
wird, sei es zum Arbeiten unter unterschiedlichen Betriebsbedingungen, sei es zum
Zwecke umgekehrter Montage zur nachträglichen Abnutzung beider Schneidkanten.
[0140] Man kann aber auch zur Erzeugung besonders vorteilhafter Fräsbedingungen den Querschnitt
der Fräslamelle 214 so wählen, daß nur an einer Kante eine Schneidkante 214 in Frage
kommt.
[0141] In der zeichnerischen Darstellung sind ferner die Schneidkanten 214 axial von oben
nach unten hin radial nach außen ausgestellt, um erneut einen konischen Wirkkegel
zu beschreiben. Bei umgekehrter Arbeitsrichtung kann man dieses Werkstück auch umstecken,
indem man die Schenkel der bügelförmigen Fräslamellen, an denen die Stellschrauben
210 zwischen den Tragplatten 206 angreifen, ausgetauscht werden. Alternativ kann
man zur Erzeugung einer Doppelwirkung auch die Ausstellung der Fräslamellen selbst
nach Art eines Doppelkonus wählen, wie dies bezüglich der Ausführungsform nach Fig.
13 hinsichtlich verschiedener Fräselemente schon beschrieben ist. Hier würde dann
der Doppelkonus von demselben Fräselement gebildet sein. Alternativ kann man aber
auch nach Art der Ausführungsform nach Fig. 13 zwei Fräswerkzeugelemente nach Fig.
14 axial hintereinander schalten und dabei die Ausstellung zur Erzeugung des doppelkonischen
Wirkungsquerschnittes bei gleichartigen Fräslamellen, die jedoch oben und unten unterschiedlich
ausgestellt sind, erreichen. Alternativ zu der besonders bevorzugten beschriebenen
Ausführungsform mit Langlöchern 208 und Stellschrauben 210 kann man auch Anlenkungen
der bügelförmigen Fräslamellen einfach über einzelne Kettenglieder vorsehen, wie dies
bei der Ausführungsform nach Fig. 13 bezüglich der Verbindung der dortigen Distanzscheiben
200 mit den äußeren Frässcheiben 204 anhand der einzelnen Kettenglieder 202 beschrieben
ist.
[0142] Bei der dritten Ausführungsform eines bevorzugten Fräswerkzeugs gemäß Fig. 15 ist
eine Tragscheibe 216 in ähnlicher Art wie das früher beschriebene Auflager 196 am
unteren Ende des Tragkörpers 192 befestigt, z.B. durch eine nicht dargestellte Befestigungsschraube,
mit welcher die Tragscheibe 216 von unten her an den formschlüssig teilweise in die
Tragscheibe 216 eingreifenden Tragkörper 192 angeschraubt ist.
[0143] Über den Umfang der Tragscheibe 216 sind drei in Umfangsrichtung äquidistante Rechtecknuten
218 verteilt, die axial durchlaufen. In jeder Rechtecknut 218 ist ein Schwingblock
220, der einen geradlinig kurzen Hebel bildet und die Weite der Rechtecknut unter
relativer Beweglichkeit im wesentlichen einnimmt, an einem Lagerstift 222 schwingbar
angelenkt. Der Lagerstift 222 ist dabei durch zu beiden Seiten der jeweiligen Rechtecknut
218 gegenüberliegende Durchgangsbohrungen 224 formschlüssig eingeschlagen.
[0144] Die Schwingblöcke sind mit der oberen Stirnseite der Tragscheibe 216 im wesentlichen
bündig. Die oberen Enden der Schwingblöcke 220 sind ferner mindestens an ihrer radial
innen liegenden Seite des Fräskopfes dachartig angeschrägt. In der Fig. 15 ist ein
außen und innen gleichartiges Dach 226 mit ebener Firstausbildung dargestellt. Der
First ist dabei im wesentlichen nach der Schwenkstellung des Schwingblocks 220 mit
der Oberfläche der Tragscheibe 216 bündig, während die radial innen gelegene Dachschräge
228 bei einer vorgegebenen Ausschwenkstellung des Schwingblocks 220 am Grund der Rechtecknut
218 anschlägt und damit die Ausschwenkung begrenzt. Die doppelseitige Dachausbildung
kann verwendet werden, um bei einseitiger Abnutzung des Schwingblocks die Einbaurichtung
umzudrehen.
[0145] Am unteren Ende des etwas axial nach unten aus der Tragscheibe 216 herausragenden
Schwingblocks 220 ist eine Gewindebohrung 230 ausgespart. In diese ist ein hohe Beanspruchungen
aufnehmender Standbolzen 232 fest eingeschraubt, welcher mit etwas radialem Spiel
als Lagerwelle für einen zylinderschalenförmigen Grundkörper 234 eines Fräskopfes
236 dient. Der Fräskopf ist dabei durch Frässtifte 238 komplementiert, welche in die
zylindrische Umfangsfläche des Grundkörpers 234 starr eingelassen sind und von dieser
Umfangsfläche radial abstehen, so daß Grundkörper und Frässtifte zusammen eine Art
radialen Igel bilden. Die Frässtifte haben gleiche Länge, so daß die Umfangsfläche
des Igels eine zylindrische, gegebenenfalls aber auch eine andere Hüllfläche beschreiben,
z.B. eine in mittlerer axialer Länge leicht ausgebauchte Hüllfläche. Die Stifte selbst
sind dabei geradlinig und aus Hartmetall gefertigt, z.B. einer Stahllegierung oder
aus anderen Hartmetallen bzw. Hartmetallegierungen.
[0146] Wie man aus dem Bohrungsverlauf benachbarter axialer Reihen 240 von Aufnahmelöchern
in der Umfangsfläche des Grundkörpers für die Frässtifte 238 erkennt, sind die Aufnahmelöcher
dieser Reihen gegeneinander auf Lücke versetzt, wobei die Reihen äquidistant angeordnet
sind.
[0147] Die Lagerung der Grundkörper 234 der Fräsköpfe 236 auf den Standbolzen 232 mit etwas
Spiel bildet ein Schlottergelenk, welches gegebenenfalls auch anders ausgebildet
sein kann. Es hat sich gezeigt, daß die harten Beanspruchungen eines derartigen Fräswerkzeugs
beim Auslegen eines Kamins besser aufgenommen werden, wenn der Fräskopf auf seiner
Lagerwelle etwas schlotternd angeordnet ist, als wenn hier eine präzise Lagerung vorgesehen
wäre.
[0148] Der Kopf des jeweiligen Standbolzens 232 ist, wie dargestellt, in den Grundkörper
an dessen äußerer Stirnseite eingelassen.
[0149] Wie anhand der Fig. 3 und 4 verdeutlicht wurde, kann dieses Werkzeug in gleichbleibender
Geometrie sowohl abwärts als auch aufwärts arbeitend eingesetzt werden, wobei man
dann gegebenenfalls einen Tragkörper 192 an beiden Stirnsei seiten der Tragscheibe
216 vorsieht. Dies ist bei der Ausführungsform nach Fig. 15 nicht realisiert. Nach
der gezeigten Ausführungsform können die als gerade Schwingarme wirkenden Schwingblöcke
220 noch etwas frei schwingend vertikal nach unten hängen, wenn das Fräswerkzeug
nicht in Umdrehung versetzt ist. Dann stützen sich die äußeren Hüllflächen der drei
Fräsköpfe 236 so aneinander ab, daß alle drei Fräsköpfe im wesentlichen axial ausgerichtet
sind und so ein Einführen in einen noch nicht ausgefrästen Schornsteinquerschnitt
bequem möglich ist. Alternativ kann man auch die Schwingblöcke in dieser Betriebsart
mit ihrer innen liegenden Längsfläche am Grund der Rechtecknut 218 zur Anlage kommen
lassen. Man kann darüber hinaus den Grund der "Rechteck"-Nut auch ausgebaucht gestalten,
um gegebenenfalls den Schwingblock axial etwas zu halten.
[0150] Die dargestellte Ausführungsform ermöglicht jedoch nicht von ihrer Geometrie her
eine doppelt wirkende Arbeitsweise ohne Umstecken eines beidseitig vorgesehenen Tragkörpers
192 bei der Befestigung an der Abtriebswelle des Fluidmotors 12.
[0151] In nicht dargestellter Weise kann man aber den Anschlag des Schwingblocks 220 an
dem Grund der Rechtecknut 218 mittels einer Servoeinrichtung lösbar so gestalten,
daß der Schwingblock aus der hängenden Anordnung gemäß Fig. 5 in eine im wesentlichen
stehende Anordnung umgeschwenkt und dort durch eine außenseitige, ebenfalls servomäßig
einstellbare Abstützung fixiert wird. Eine derartige Servosteuerung kann wiederum
mittels desselben Betriebsmittels erfolgen, welches für den Betrieb des Fluidmotors
12 Anwendung findet, jedoch über eine gesonderte Steuerleitung.
[0152] Anhand der Fig. 16 und 17 werden schließlich wesentliche Funktionselemente eines
im Handel erhältlichen Schlagwerks erläutert, das der Winkeldrehung der Antriebswelle
des Fluidmotors, hier speziell eines Pneumatikmotors, in Winkelrichtung noch eine
pulsierende Schlagbewegung überlagert, und zwar mit Wiederholung desselben Schlagwerksablaufs
pro Umdrehung der Abtriebswelle. In nicht dargestellter Weise kann man dabei den
Schlagbetrieb erst bei einer Sollumdrehungszahl zuschalten, um beispielsweise sanfte
Anlaufsvorgänge zur Verfügung zu stellen.
[0153] Obwohl ein solches Schlagwerk auch an anderem Ort, insbesondere zwischen dem Fluidmotor
und seiner Aufhängung, angeordnet werden kann, wird es nachfolgend in unmittelbarer
Nachschaltung nach dem Rotor des Fluidmotors beschrieben.Es ersetzt insoweit ein
gesondertes Untersetzungsgetriebe, in dem die Drehmomentverstärkung eines Untersetzungsgetriebes
gegen eine Wirkungsverstärkung durch Hämmern ausgetauscht wird. Man kann aber gegebenenfalls
auch Drehmomentverstärkungen durch Untersetzung und Hammerwirkung mittels Schlagwerk
kombinieren.
[0154] Ein Hammerträger 242 des Schlagwerks wird mit der Übersetzung 1:1 vom Rotor 50 des
Pneumatikmotors angetrieben.
[0155] Im Hammerträger 142 sind an diametral gegenüberliegenden Umfangsstellen zwei Hämmer
246 und zwei Hammerstifte 244 lose angeordnet, wobei die Hammerstifte 244 als Endanschläge
eine Bewegung der Hämmer 246 unter der Fliehkraft radial nach außen begrenzen.
[0156] Bei der Drehbewegung des Hammerträgers 242 werden die Hämmer 246 in Drehrichtung
mitgenommen. Die Anordnung der Hämmer 246 im Hammerträger 242 ist verschieden ausgebildet,
was sich in unterschiedlicher Umfangslänge von die aufzunehmenden Umfangsnuten und
unterschiedlicher Geometrie derselben äußert. Beim Drehen des Hammerträgers führen
dabei die Hämmer 246 eine taumelnde Bewegung aus.
[0157] Die Hämmer 246 wirken in Drehrichtung schlagend mit einem Amboß 248 zusammen, welcher
mit der das Fräswerkzeug 16 tragenden Abtriebswelle 80 eine drehfeste, vorzugsweise
starre, Einheit bildet. Der Amboß 248 ist dabei über die Lagerbuchse 252 im Schlagwerkzeugsgehäuse
250 gelagert. Damit erhält auch die Abtriebswelle 80 eine gleichmäßige Halterung.
[0158] Die unterschiedliche Anordnung der Hämmer 246 im Hammerträger 242 ist trotz ihrer
Unterschiedlichkeit so ausgelegt, daß beide Hämmer 246 zugleich auf den Amboß 248
schlagen.
1. Vorrichtung zum Ausfräsen eines auszufütternden Schornsteins (2) mittels eines
Fräswerkzeugs (16), das zusammen mit seinem Antriebsmotor im lichten Querschnitt des
Schornsteins auf und ab bewegbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Antriebsmotor ein Fluidmotor (12) ist, der über einen Fluidschlauch (14) von
einer außerhalb des Schornsteins (2) angeordneten Fluidquelle (10) beaufschlagt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidmotor (12) ein
Pneumatikmotor, der Fluidschlauch (14) eine Druckluftleitung und die Fluidquelle (10)
ein Kompressor sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abluftauslaß (114)
des Pneumatikmotors (12) innerhalb des Schornsteins (2) mündet.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abluftauslaß (114)
unten auf das Fräswerkzeug (16) gerichtet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit
von Fluidmotor (12) und Fräswerkzeug (16) an einem reinen Zugelement (14;26) aufgehängt
ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit am Fluidschlauch
(14) aufgehängt ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der
Fluidmotor (12) mit sich längs der Achse des Fluidmotors (12) erstreckenden Kufen
(142) versehen ist, deren Abstand von der Achse des Fluidmotors (12) verstellbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine, vorzugsweise pneumatische,
Fluidsteuerung für die Verstellung der Kufen (142).
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidmotor
(12) mit mindestens zwei axial aufeinanderfolgenden Kränzen von über den Umfang des
Fluidmotors verteilten rückfedernden Führungselementen (164,174,176) versehen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente
(164,174,176) am Fluidmotor (12) angelenkte Hebel (164) aufweisen, die jeweils auf
einem unterhalb der Anlenkung angeordneten elastisch-nachgiebigen Pufferelement (176)
aufliegen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente
(164,174,176) an ihren mit der Innenwand des Schornsteins (2) in Eingriff kommenden
Enden mit drehbaren achsparallelen Schneidrädern (174) oder Rollen versehen sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der
Fluidmotor (12) mit über seinen Umfang verteilten federnd-nachgiebigen Zentrierelementen
(186) versehen ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierelemente
an ihrem einen Ende befestigte und an ihrem anderen Ende verstellbar abgestützte Bogenfedern
(186) sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der
Rotor des Fluidmotors (12) mit dem Fräswerkzeug (16) über ein Untersetzungsgetriebe
(85,85a) verbunden ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Untersetzungsgetriebe
(85, 85a) mehrstufig ausgebildet ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige
Untersetzungsgetriebe (85,85a) als Planetengetriebe ausgebildet ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der
Außenquerschnitt des Fluidmotors (12) so klein bemessen ist, daß der Fluidmotor durch
den lichten Querschnitt des noch nicht ausgefrästen Schornsteins (2) ist, und daß
ein Fräswerkzeug (16) vorgesehen ist, das zusammen mit dem Fluidmotor (12) durch den
lichten Querschnitt des noch nicht ausgefrästen Schornsteins absenkbar und bei angetriebenem
Fluidmotor in unteren Eingriff mit der auszufräsenden Innenschicht (8) des Schornsteins
(2) bringbar ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das
Fräswerkzeug (16) über seinen Umfang verteilte und sich längs der Achse des Fräswerkzeugs
erstreckende Fräslamellen (212) aufweist, die jeweils an einer außen gelegenen Schmalseite
eine Schneidkante (214) aufweisen.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkante (214)
entgegen der Arbeitsrichtung des Fräswerkzeugs (16) radial nach außen ausgestellt
ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Fräslamellen
(212) am Fräswerkzeug (16) angelenkt und/oder radial beweglich sind.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlenkung und/oder
radiale Beweglichkeit feststellbar (210) ist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das
Fräswerkzeug (16) axial übereinander angeordnete Gruppen von Ketten (202,204) aufweist.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Ketten jeweils eine
äußere Frässchneide (204) aufweisen, die jeweils über ein einziges Kettenglied (202)
an einer drehfest auf der Welle des Fräswerkzeugs aufgeschobenen Distanzscheibe (200)
angelenkt wird, wobei die Distanzscheibe einen entgegen der Arbeitsrichtung des Fräswerkzeugs
ausgestellten Wirkkonus der Frässcheiben beschreiben.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das
Fräswerkzeug (16) über seine Achse verteilte Schwenkarme (220) aufweist, die an ihrem
in Arbeitsrichtung weisenden Ende angelenkt sind und deren anderes Ende jeweils einen
Fräskopf (236) trägt, dessen Umfang mit abstehenden Frässtiften (238) besetzt ist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkarme (220)
zwischen einer achsparallelen Ausrichtung und einem vorgegebenen Ausstellwinkel frei
schwingen.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausstellwinkel einstellbar
ist.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß der
Fräskopf (236) zylindrisch ausgebildet ist.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die
Frässtifte (238) längs der Achse ihres Fräskopfes (236) in gegeneinander auf Lücke
versetzten Reihen (240) über den Umfang des Fräskopfes verteilt sind.
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die
Frässtifte (238) gleiche Länge haben.
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die
Frässtifte (238) radial in bezug auf die Achse ihres Fräskopfes (236) ausgerichtet
sind.
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß das
Fräswerkzeug (16) in zwei Teilwerkzeuge unterteilt ist, wobei das eine Teilwerkzeug
an dem Fluidmotor (12) und das andere Teilwerkzeug an einer vom Fluidmotor angetriebenen,
sich relativ zu diesem drehenden Welle montiert ist, und daß der Fluidmotor (10)
und der Fluidschlauch (14) über eine Drehkupplung miteinander verbunden sind.
32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß das
Fräswerkzeug (16) aus Bauelementen derart zusammengesteckt ist, daß die Arbeitsrichtung
(auf oder ab) desselben Fräswerkzeugs umkehrbar ist.
33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß das
Fräswerkzeug (16) doppelwirkend nämlich sowohl aufwärts als auch abwärts fräsend,
ausgebildet ist.
34. Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß eine doppeltwirkende
Geometrie des Fräswerkzeugs (16) gewählt ist.
35. Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeich net, daß das Fräswerkzeug (16)
in seiner Wirkung umstellbar ist.
36. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 oder 13 bis 34, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Führung (144; 164, 174) des Fluidmotors (12) doppeltwirkend, d.h. sowohl
auf- als auch abwärts führend, ausgebildet ist.
37. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11 und 35, dadurch gekennzeichnet,
daß die rückfedernden Führungselemente (164,174) beider Kränze aufeinander zu gerichtet
und miteinander verbunden (182) sind.
38. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen
dem Fluidmotor (12) und dem Fräswerkzeug (16) ein in Winkelrichtung wirksames Schlagwerk
(116) zwischengeschaltet ist.
39. Vorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß das Schlagwerk (116)
als herausnehmbares axiales Verlängerungsstück ausgebildet ist und gegebenenfalls
zwischen dem Fluidmotor (12) und einem Untersetzungsgetriebe (85,85a) angeordnet
ist.
40. Vorrichtung nach Anspruch 38 oder 39, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidmotor
(12) mit Übersetzung 1:1 mit dem Schlagwerk (116) und dieses mit Übersetzung 1:1 mit
dem werkzeug (16) verbunden sind.
41. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 38 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß das
Schlagwerk (116) sich erst bei einer Grenzdrehzahl des Fräswerkzeugs, z.B. von 2500
U/min, selbsttätig zuschaltet.
42. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen
dem Fluidmotor (12) und seiner Aufhängung (14; 26) ein Ausgleichsschlagwerk zwischengeschaltet
ist.
43. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 42, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kupplung zwischen Fluidmotor (12) und Fräswerkzeug (16) als Schnellverschluß ausgebildet
ist.
44. Verfahren zum Ausfräsen eines auszufütternden Schornsteins (2) mittels eines
Fräswerkzeugs (16), das durch den lichten Querschnitt des noch nicht ausgefrästen
Schornsteins abgesenkt wird und mittels dessen anschließend unter radial vergrößertem
Wirkungsquerschnitt des Fräswerkzeugs axial aufwärts gefräst wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß beim Absenken des Fräswerkzeugs (16) durch den lichten Querschnitt des noch nicht
ausgefrästen Schornsteins (2) der Antriebsmotor (12) mit dem Fräswerkzeugen (16) in
den noch nicht ausgefrästen lichten Querschnitt des Schornsteins mitgeführt wird.
45. Verfahren nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (12)
an der Innenwand des Schornsteins (2) im Bereich dessen noch nicht ausgefrästen Querschnitts
geführt wird.
46. Verfahren nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (12)
nebst Fräswerkzeug (16) unter seiner Schwerkraft frei im lichten Querschnitt des Schornsteins
(2) aufgehängt wird.
47. Verfahren nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (12)
nebst Fräswerkzeug (16) gegenüber der Innenwand des Schornsteins (2) zentriert wird.
48. Anwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 43 oder des Verfahrens
nach einem der Ansprüche 44 bis 47 auf das Ausfräsen in einem Zug von Schornsteinlängen
von mehr als 15 m, beispielsweise von mindestens dreigeschössigen Wohnhäusern oder
ganzen Fabrikschornsteinen.
49. Anwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 44 oder des Verfahrens
nach einem der Ansprüche 44 bis 47 auf Schornsteine mit krummem Achsverlauf.
50. Anwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 44 oder des Verfahrens
nach einem der Ansprüche 44 bis 47 auf auszufräsende Schornsteine mit einem Nenndurchmesser
von 140 mm oder weniger (kleinster Durchmesser bei unrunden Schornsteinen) ihres lichten
Querschnitts.
51. Anwendung nach Anspruch 50 mit der Maßgabe, daß der Nenndurchmesser höchstens
100 mm beträgt.