Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
DEVICE FOR REDUCING FRICTION FORCES OF A MAGNETISING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/068751
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a device for non-destructively testing pipelines. In order to prevent a magnetisation device from being damaged on the wall of the pipeline due to attractive forces between the magnetisation device and the wall of the pipeline when testing pipelines, the device has a compensation unit which movably connects the support device to the magnetisation device via an adjustment unit, wherein the adjustment unit is supported on the device via a force-storing means.

Inventors:
DANILOV ANDREY (DE)
SCHULTE MICHAEL (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/076743
Publication Date:
April 04, 2024
Filing Date:
September 27, 2023
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
ROSEN IP AG (CH)
International Classes:
G01M5/00; G01M3/00
Domestic Patent References:
WO2014096942A22014-06-26
Foreign References:
US20210080337A12021-03-18
US5565633A1996-10-15
DE102007058043A12009-06-04
EP2755007A22014-07-16
DE102007058043A12009-06-04
US5565633A1996-10-15
Attorney, Agent or Firm:
WISCHMEYER, André (DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

1 . Vorrichtung (3) zur zerstörungsfreien Prüfung von Rohrleitungen (1 ) mit wenigstens einer Messeinheit (4) zur Aufnahme von Messwerten der Rohrleitung (1 ), wobei die Messeinheit (4) zumindest einen insbesondere als Permanent-Magnet ausgebildeten Magneten (5) aufweist, der vorzugsweise in einer Magnetisiervorrichtung (6) angeordnet ist und der beim Gebrauch der Vorrichtung (3) Anziehungskräfte zwischen der Magnetisiervorrichtung (6) und der Wand (2) der Rohrleitung (1 ) erzeugt, wobei die Magnetisiervorrichtung (6) mit einer Stützvorrichtung (12) verbunden ist, die die Magnetisiervorrichtung (6) beim Gebrauch der Vorrichtung (3) gegen die Wand der Rohrleitung (1 ) abstützt, und wobei die Vorrichtung (3) dazu ausgebildet ist, sich entlang der Rohrleitung (1 ) zu bewegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (3) eine Kompensationseinheit (9) aufweist, die die Stützvorrichtung (12) mit der Magnetisiervorrichtung (6) über eine Verstelleinheit (7) beweglich verbindet, wobei die Verstelleinheit (7) über einen Kraftspeicher (11 ) an der Vorrichtung (3) abgestützt ist.

2. Vorrichtung (3) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stützvorrichtung (12) zumindest eine Stützrolle (12a) aufweist.

3. Vorrichtung (3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine von der Kompensationseinheit (9) erzeugte Gegenkraft variabel ist.

4. Vorrichtung (3) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationseinheit (9) über eine mechanische Feder als Kraftspeicher (11 ) abgestützt ist.

5. Vorrichtung (3) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationseinheit (9) über einen Pneumatikzylinder als Kraftspeicher (11 ) abgestützt ist.

6. Vorrichtung (3) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationseinheit (9) über einen Stützantrieb als Kraftspeicher (11 ) abgestützt ist.

7. Vorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Kompensationseinheit (9) erzeugte Gegenkraft verstellbar ist.

8. Vorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationseinheit (9) mit einer elektrischen Steuerung verbunden ist, über die die Gegenkraft verstellbar ist.

9. Vorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Magnetisiervorrichtung (6) mehrere Kompensationseinheiten (9) angeordnet sind, wobei die Stützvorrichtungen (12) in Bewegungsrichtung der Vorrichtung in einem Abstand zueinander angeordnet sind.

Description:
Vorrichtung zum Reduzieren der Reibungskräfte einer Magnetisiervorrichtung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung von Rohrleitungen mit wenigstens einer Messeinheit zur Aufnahme von Messwerten der Rohrleitung, wobei die Messeinheit zumindest einen insbesondere als Permanent-Magnet ausgebildeten Magneten aufweist, der vorzugsweise in einer Magnetisiervorrichtung angeordnet ist und der beim Gebrauch der Vorrichtung Anziehungskräfte zwischen der Magnetisiervorrichtung und der Wand der Rohrleitung erzeugt, wobei die Magnetisiervorrichtung mit einer Stützvorrichtung verbunden ist, die die Magnetisiervorrichtung beim Gebrauch der Vorrichtung gegen die Wand der Rohrleitung abstützt, und wobei die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, sich entlang der Rohrleitung zu bewegen.

Als Beispiele für magnetische Verfahren zur Überprüfung von Rohrleitungen werden hier das MFL- und das EMAT-Verfahren genannt. Bei der Inspektion einer Rohrleitung, aber auch eines metallischen Lagerbehälters, mit MFL- und EMAT-Verfahren muss eine stärkere Magnetisierung der metallischen Wand erzeugt werden. Die MFL- und EMAT-Verfahren werden eingesetzt, um die Qualität von metallischen Wandungen zu bewerten und insbesondere um Fehlstellen in Form von Korrosion oder Cracks zu identifizieren. Beim Inline-Verfahren werden Sensoren durch eine zu untersuchende Rohrleitung bewegt, um aus den Sensordaten der Messeinheit Rückschlüsse auf die Qualität der untersuchten Wand zu ziehen. Die Untersuchung kann aber auch von außen erfolgen, und bei der Untersuchung von Lagerbehältern können die Sensoren innen und außen an der Wand des Lagerbehälters entlanggeführt werden. Wenn nachfolgend von Rohrleitungen oder einem Rohr die Rede ist, so sind die Ausführungen entsprechend auch auf Lagerbehälter zu lesen. Beim MFL- oder Magnetstreuflussverfahren - engl. magnetic flux leakage - wird in die Rohrwand ein Magnetfeld induziert. Materialfehler, wie z.B. Korrosion oder Materialabtrag in anderer Form, können dadurch erfasst werden, dass das abweichende und teilweise aus der Rohrwand austretende Magnetfeld mit entsprechenden Sensoren erfasst wird. Die Magnetisierung der Rohrwand hat einen bedeutenden Einfluss auf die Genauigkeit der Information. Ist die Rohrwand nicht ausreichend magnetisiert, können Anomalien nicht erfasst werden. Das EMAT-Verfahren - Electro Magnetic Acoustic Transducer - ist eine Technologie der Ultraschallprüfung, bei der Ultraschallwellen auf elektromagnetische Weise erzeugt und empfangen werden. Bei diesem Verfahren wird mit einem Magneten ein statisches oder quasi-statisches Magnetfeld erzeugt, das von einer Spule erzeugte magnetische Wechselfelder überlagert. Ein EMAT induziert Ultraschallwellen in ein Prüfobjekt durch Magnetostriktion, deren Stärke von dem durch die Magneten induzierten Magnetfeld abhängt. Auch hier ist die Qualität der Rohrprüfung von der Stärke des einwirkenden Magnetfelds beeinflusst.

In den meisten Fällen der zerstörungsfreien Prüfung von Rohrleitungen wird das jeweilige Magnetfeld insbesondere mit einem oder mehreren Permanentmagneten erzeugt, die ein Bestandteil der Vorrichtung sind. Die Magnete führen allerdings zu starken Anziehungskräften an die Wand. Die Vorrichtung, in der sich der oder die Magnete befinden, bewegt sich durch die Anziehungskräfte mit erhöhten Reibungskräften an der Rohrwand entlang.

Rohrleitungsinspektionsgeräte werden durch den innerbetrieblichen Transport des Rohrleitungsmediums oder auf einem oder durch einen Crawler bewegt. Bei Rohrleitungen mit niedrigem inneren Druck wird dies oft zur Herausforderung. Aufgrund der hohen Reibung haben auch die Crawler einen höheren Energieverbrauch und eine aufwändige Konstruktion, um sich selbst und das Gerät ziehen zu können. Auch bei einer Prüfung von metallischen Wänden von außen her muss ein erhöhter Reibungswiderstand überwunden werden, weil die Magnete die Magnetisiervorrichtung an die Wand pressen.

In einer Gasleitung ist oft auch eine Reibungsreduzierung erwünscht, um einen gleichmäßigen Lauf des Gerätes zu erreichen. Durch höhere Reibung kann das Gerät zum Stehen kommen. In der Folge steigt der Druck hinter dem Gerät durch den kontinuierlichen Gasstrom. Wenn der Druck einen ausreichenden Wert erreicht, fährt das Gerät oft mit einer plötzlich sehr hohen Geschwindigkeit fort. Die Geschwindigkeit kann ein kritisches Niveau überschreiten, bei dem keine zuverlässige Messung mehr möglich ist.

Die Reibungsreduzierung spielt auch bei tragbaren Prüfgeräten eine große Rolle und ermöglicht eine deutliche Verbesserung der Benutzerfreundlichkeit.

Darüber hinaus verursacht die höhere Reibung einen erhöhten Verschleiß der Bürsten der Joche in einer Magnetisiervorrichtung, was zu höheren Wartungskosten führen kann.

Auch bei anderen Geräten, bei denen eine Magnetisierung der Rohrwand erforderlich ist und eine hohe Reibung nicht erwünscht ist, ist die Reibungsreduzierung sehr wichtig.

Um die Reibung des Gerätes zu reduzieren, werden schwächere Magnete verwendet, was jedoch zu einer Verschlechterung der Messergebnisse führt. Eine weitere Möglichkeit ist die Befestigung von Rädern an den Bürsten. Ein Beispiel für eine gattungsgemäße Vorrichtung findet sich in der Schrift DE 10 2007 058 043 A1 . In dieser Vorrichtung ist die Magnetisiervorrichtung fest mit einer Stützrolle als einer Ausführung einer Stützvorrichtung verbunden, wobei die Magnetisiervorrichtung allerdings schwenkbeweglich mit der übrigen Vorrichtung verbunden ist. Durch den niedrigen Reibungskoeffizienten der Rollreibung der Stützrolle wird die durch Haftkräfte verursachte Reibung stark reduziert. Damit die Räder frei laufen können, ist ein Spalt zwischen der Wand und der Bürste des Jochs vorhanden, der jedoch das Magnetfeld stark schwächt.

Überdies ist aus der US 5 565 633 A eine Vorrichtung zur Prüfung von Rohrleitungen bekannt. Die Vorrichtung weist einen in der Rohrleitung anzuordnenden, zylindrischen Vorrichtungskörper mit einer Magnetisiervorrichtung auf, wobei der Vorrichtungskörper über gefederte Stützarme in einer Rohrleitung zentriert und an einer Rohrleitungsinnenwand abgestützt ist. Ein Abstand der Magnetisiervorrichtung zur Rohrleitungsinnenwand ist dabei von der Zentrierung des Vorrichtungskörpers mittels der Zentriereinheiten abhängig. Dies ist für eine gleichmäßige Magnetisierung der Rohrleitung und/oder zuverlässige Erfassung des Magnetfeldes nachteilig.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Reibungsreduzierung unter Beibehaltung der Stärke des magnetischen Flusses zu entwickeln.

Die Aufgabe wird für eine gattungsgemäße Vorrichtung gelöst, indem die Vorrichtung eine Kompensationseinheit aufweist, die die Stützvorrichtung mit der Magnetisiervorrichtung über eine Verstelleinheit beweglich verbindet, wobei die Verstelleinheit über einen Kraftspeicher an der Vorrichtung abgestützt ist. Vorzugsweise stützt sich die Kompensationseinheit an der Magnetisiervorrichtung ab. Die Verstelleinheit ist bevorzugt über einen Kraftspeicher an der Magnetisiervorrichtung abgestützt. Die Magnetisiervorrichtung umfasst insbesondere die Messeinheit und den Magneten.

Die Kompensationseinheit macht es möglich, die Magnetisiervorrichtung so abzustützen, dass die Magnetkraft des oder der Permanentmagneten während des Betriebs der Vorrichtung in einem hohen Maß auf die Wand der Rohrleitung einwirkt, wobei aber die Reibung der Magnetisiervorrichtung auf der Wand der Rohrleitung zumindest verringert oder bei einem geringen Spalt zwischen der Wand der Rohrleitung und der benachbarten Oberfläche der Magnetisiervorrichtung ganz vermieden wird. Die Verstelleinheit ist dabei so mit der übrigen Vorrichtung, insbesondere mit der Magnetisiervorrichtung, verbunden, dass sie über den Kraftspeicher an einem anderen Teil der Vorrichtung, insbesondere an der Magnetisiervorrichtung, abgestützt ist. Die Verstelleinheit ist ein Teil der Kompensationseinheit, und die Kompensationseinheit ist ein Teil der Vorrichtung, insbesondere der Magnetisiervorrichtung. Die Kompensationseinheit wird dazu genutzt, die Anziehungskräfte, mit denen der oder die Permanentmagneten auf die Oberfläche der Wand der Rohrleitung gezogen werden, zumindest teilweise oder ganz zu kompensieren, indem die Kompensationseinheit über den Kraftspeicher eine der Magnetkraft entgegen gerichtete Kraftkomponente erzeugt und auf die Wand der Rohrleitung überträgt, auf der sie sich abstützt.

Während die aus dem Stand der Technik bekannte Stützrolle die Magnetisiervorrichtung in einem gleich bleibenden Abstand zur Wand der Rohrleitung hält, ermöglicht es die Kompensationseinheit, die Magnetisiervorrichtung zwar weiterhin auf der Wand der Rohrleitung gleiten zu lassen, so dass die dabei wirkende Magnetkraft voll zur Signalauswertung genutzt werden kann. Wenn sich die Magnetisiervorrichtung der Wand nähert, wird die Kompensationseinheit eingedrückt. Es entsteht nur ein kleiner oder überhaupt kein Spalt zwischen Bürste und Wand, und gleichzeitig wird von der Kompensationseinheit eine entgegengesetzte Kraft erzeugt. Der Anpressdruck, mit dem die Magnetisiervorrichtung auf der Oberfläche der Wand gehalten wird, ist dabei um das Maß der von der Kompensationseinheit erzeugten Gegenkraft verringert, so dass Reibungskraft, mit der die Magnetisiervorrichtung über die Wand der Rohrleitung gleitet, ebenfalls verringert ist. Die Verstelleinheit hat dabei die Funktion, die Stützvorrichtung im Verhältnis zur Magnetisiervorrichtung, insbesondere einen Abstand zwischen der Stützvorrichtung und der Magnetisiervorrichtung, zu verstellen, wobei dabei über den Kraftspeicher eine Gegenkraft zu der auf die Magnetisiervorrichtung einwirkende Magnetkraft erzeugt wird.

Die Kompensationseinheit kann die Magnetkraft auch so weit kompensieren, dass die Magnetisiervorrichtung in einem geringen Abstand zur Wand der Rohrleitung gehalten wird. Da eine Verstelleinheit die Stützvorrichtung mit der übrigen Magnetisiervorrichtung beweglich verbindet, sind Relativbewegungen zwischen der übrigen Magnetisiervorrichtung und der Stützvorrichtung möglich. So kann die auf der Wand der Rohrleitung abgestützte Stützvorrichtung beispielsweise einfedern, wenn sich auf der Wand einwärts gerichtete Unebenheiten befinden, wie sie beispielsweise von Schweißnähten auftreten, ohne dass dabei die Magnetisiervorrichtung selbst mit einwärts bewegt wird. Die Signalqualität des Messsignals bleibt dadurch gerade in solchen kritischen Bereichen voll erhalten, oder sie bricht zumindest nicht in einem Maß ein, durch das die Qualität der durchgeführten Messung im betroffenen Bereich eingeschränkt oder vollends untauglich wird. Ein Vorteil der Abstützung der Magnetisiervorrichtung durch eine Kompensationseinheit ist also darin zu sehen, dass der Abstand, mit dem die Magnetisiervorrichtung von der Wand der Rohrleitung entfernt gehalten wird, nicht zwangsläufig immer gleich bleiben muss, sondern variabel ist und insbesondere auch null betragen kann, weil die Stützvorrichtung über die Kompensationseinheit relativ beweglich ist im Verhältnis zur Magnetisiervorrichtung.

Die Magnetisiervorrichtung ist insbesondere beweglich, weiter insbesondere schwenkbeweglich, mit der übrigen Vorrichtung verbunden. Die Stützvorrichtung stützt die Magnetisiervorrichtung unabhängig von der übrigen Vorrichtung, insbesondere unabhängig von einem Abstand der übrigen Vorrichtung zur Rohrleitungswand, ab. Der variable Abstand der Magnetisiervorrichtung zu der Rohrleitungswand ist somit von einer Abstützung und/oder Zentrierung der übrigen Vorrichtung an der Rohrleitungswand, etwa über Stützarme, Zentriereinheiten, Cups, Disks oder Ähnliches, unabhängig. Die Relativbewegung zwischen der Magnetisiervorrichtung und der Stützvorrichtung mittels der Kompensationseinheit und der Verstelleinheit ist von der übrigen Vorrichtung, insbesondere von einem Abstand der übrigen Vorrichtung zur Rohrleitungswand, unabhängig. So kann etwa bei gleichbleibendem Abstand der übrigen Vorrichtung zur Rohrleitungswand eine Relativbewegung zwischen der Magnetisiervorrichtung und der Stützvorrichtung erfolgen.

Durch die Kompensationseinheit kann sich die Vorrichtung mit einer geringeren Antriebsleistung durch die Rohrleitung bewegen. Durch die geringeren Gleitreibungskräfte im Bereich der Permanentmagneten sinkt die Antriebsleistung, die erforderlich ist, um die Vorrichtung durch die Rohrleitung zu bewegen. Die Bewegung ist auch gleichmäßiger. Das gilt insbesondere, wenn die Vorrichtung mit einem gasförmigen Medium durch die Rohrleitung befördert wird, das nur eine geringe Strömungsgeschwindigkeit hat. Die Kompensationseinheit kann während der Fahrt durch die Rohrleitung von der Magnetkraft vollständig eingedrückt sein, wodurch die Kompensationseinheit durch mögliche unregelmäßige Stellen an der Rohrwand, wie beispielsweise Schweißnähte, Beulen und dergleichen, weniger belastet wird.

Da die Anziehungskraft auf die Magnetisiervorrichtung reduziert wird, wird der Durchgang von unregelmäßigen Stellen an der Rohrwand, wie z.B. Schweißnähte, Beulen usw., erleichtert, wodurch der Lauf der Vorrichtung ruhiger wird, mechanische Einwirkungen auf die gesamte Konstruktion kleiner werden, und auch die Dis- tortionen bei den Messungen werden geringer. Bevorzugt ist die Stärke der Druckkraft der Kompensationseinheit so ausgelegt, dass die magnetischen Anziehungskräfte die Magnetisiervorrichtung spaltfrei an die Wand anziehen und die Haftung der Magnetisiervorrichtung an der Wand der Rohrleitung ermöglicht ist, während gleichzeitig so viel magnetische Anziehungskraft wie möglich durch die Kompensationseinheit kompensiert wird.

Die vorliegende Lösung ermöglicht es, die Reibung der Vorrichtung, insbesondere der Magnetisiervorrichtung, die die Magnetisierung induziert, zu reduzieren und gleichzeitig einen störenden Einfluss auf den magnetischen Fluss zu minimieren.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Stützvorrichtung zumindest eine Stützrolle auf. Um die Reibung zwischen Kompensationseinheit und der Wand der Rohrleitung zu reduzieren, können ein oder mehrere Räder an der Kompensationseinheit montiert werden, so dass die Einheit über die Wandoberfläche an mindestens einem Rad fährt. Die Stützvorrichtung kann aber auch aus einem Laufband, ei- ner Raupenkette oder anderen rotierenden oder um laufenden aktiv oder passiv angetriebenen Elementen bestehen, die auf der Oberfläche der Wand der Rohrleitung abrollen. Die Stützvorrichtung kann aber auch aus einem oder mehreren Gleitelementen mit einer oder mehreren Gleitflächen bestehen, die passiv in einer Gleitbewegung über die Oberfläche der Wand geführt werden. Die Gleitflächen können insbesondere aus einem Material bestehen, bei dem sich niedrige Gleitreibungskoeffizienten einstellen, wie beispielsweise einem PTFE oder geeigneten Elastomeren.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist eine von der Kompensationseinheit über einen Kraftspeicher erzeugte Gegenkraft variabel. Die im Kraftspeicher erzeugte Gegenkraft ist variabel, wenn die Verstelleinheit, über die die Stützvorrichtung mit der Magnetisiervorrichtung verbunden ist, auf einem Kraftspeicher abgestützt ist, der in unterschiedlichen Stellungen der Verstelleinheit eine unterschiedlich große Gegenkraft erzeugt. So weisen mechanische Federn je nachdem, wie weit sie ausgezogen sind, eine unterschiedlich große Rückstellkraft auf. Bei einem unterschiedlichen Druckniveau eines Pneumatikzylinders ergeben sich ebenfalls unterschiedlich große Rückstellkräfte. Auch ein Stellantrieb kann auf eine unterschiedlich große Stützkraft eingestellt werden. Bei solchen Veränderungen ändert sich die Gegenkraft, die aus der Kompensationseinheit auf die Magnetisiervorrichtung wirkt. Diese kann bei variablen Gegenkräften insbesondere umso größer sein, je weiter die Kompensationseinheit gegen die Magnetisiervorrichtung und den verwendeten Kraftspeicher einfedert.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Kompensationseinheit über eine mechanische Feder als Kraftspeicher abgestützt. Beim Einpressen der Kompensationseinheit wird durch die Feder eine Kraft erzeugt, die entgegen den magnetischen Anziehungskräften an der Wand wirkt. Als ein Kraftspeicher kommt also beispielsweise eine mechanische Feder in Betracht, deren Federkennlinie eine ansteigende Kraft zeigt, je weiter sie ein- oder ausgezogen wird. Dabei kann die Federkennlinie einen progressiven, linearen, degressiven, sehr weichen, vorgespannten oder linearen Verlauf mit einer Knickstelle aufweisen. Bei einer Feder als Kraftspeicher bauen sich bei einer Federbewegung auch vorteilhafte Rückstellkräfte auf, durch die die Verstelleinheit nach einer Ein- oder Ausfederbewegung wieder in die Ausgangsstellung zurückbewegt wird, wenn der Kraftimpuls, der eine Ein- oder Ausfederbewegung verursacht hat, wieder wegfällt. Dadurch wird die Verstelleinheit im Regelfall in ihrer Normallage gehalten, in der sich eine gute gewünschte Abstützung der Magnetisiervorrichtung auf der Wand der Rohrleitung einstellt. Die Federkraft der mechanischen Feder wird über den genutzten Federweg so ausgewählt, dass die Magnetkraft, die auf die Magnetisiervorrichtung einwirkt, in einer eingefederten Stellung der Kompensationseinheit zumindest teilweise kompensiert wird.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Kompensationseinheit über einen Pneumatikzylinder als Kraftspeicher abgestützt. Pneumatikzylinder ermöglichen ebenfalls ein Ein- und Ausfedern der Verstelleinheit über eine Gasblase, wobei sich auch bei Pneumatikzylindern bei einer Ein- oder Ausfederbewegung vorteilhafte Rückstellkräfte einstellen. Wenn die Kompensationseinheit pneumatisch gefedert ist, wird beim Einpressen der Kompensationseinheit in den Pneumatikzylinder von dem darin befindlichen Gaspolster eine Kraft erzeugt, die als Gegenkraft gegen die magnetischen Anziehungskräfte wirkt.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Kompensationseinheit über einen Stützantrieb abgestützt. Anstelle von mechanischen Federn oder Pneumatikzylindern kann auch ein Stützantrieb eingesetzt sein, der in seiner Kraftwirkung verstellbar sein kann. So können Elektromotoren, insbesondere in der Ausgestaltung als Servomotoren, mit einer variablen Gegenkraft als Stützantrieb verwendet werden, oder es werden andere geeignete motorisch angetriebene Komponenten mit einer von ihnen erzeugten variablen Gegenkraft verwendet. Ein Stützantrieb ist auf diese Weise auch ein Kraftspeicher, der der Magnetkraft entgegenwirkt.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die von der Kompensationseinheit erzeugte Gegenkraft verstellbar. Zur Verstellung der Gegenkraft können mechanische Federn mit einer verstellbaren Spannvorrichtung versehen sein, durch die die Federn vorgespannt oder entspannt werden können, so dass sich eine veränderte Federkennlinie einstellt. Genauso können die von Gasblasen in Pneumatikzylindern erzeugten Gegenkräfte verstellt werden, indem zusätzliches Gas in den Pneumatikzylinder geführt oder daraus abgelassen wird. Stellantriebe können in ihrer Antriebskraft ebenfalls verstellbar ausgestaltet sein.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Kompensationseinheit mit einer elektrischen Steuerung verbunden, über die die Gegenkraft verstellbar ist. Über die elektrische Steuerung kann die Gegenkraft insbesondere an die Kraft der Magnetkraft angepasst werden. So kann beispielsweise ein Hall-Sensor zur Messung des Magnetfeldes verwendet werden, und basierend auf dem Messwert wird die Federkraft der Kompensationseinheit über ein motorisiertes System verändert. Eine solche Verstellung mittels der elektrischen Steuerung kann während des Betriebs der Vorrichtung automatisiert erfolgen, beispielsweise von einer Software gesteuert, die einen Bestandteil der elektrischen Steuerung bildet.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind an einer Magnetisiervorrichtung mehrere Kompensationseinheiten angeordnet, wobei die Stützvorrichtungen in Bewegungsrichtung der Vorrichtung in einem Abstand zueinander angeordnet sind. Da sich eine Magnetisiervorrichtung über eine gewisse Baulänge in der Bewegungsrichtung der Vorrichtung erstreckt, ist es vorteilhaft, die Magnetisiervorrichtung an mehreren Stellen abzustützen, die voneinander beabstandet sind. Vorteilhaft ist die Magnetisiervorrichtung jeweils in ihrem in Bewegungsrichtung vorderen Teil und im hinteren Teil abgestützt, so dass sich über ihre Baulänge hinweg eine zumindest annähernd gleiche Abstützung gegen die Magnetkraft ergibt.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend beschriebenen Figuren. In den schematisch dargestellten Figuren 1-13 sind mögliche Ausführungen der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht auf eine Vorrichtung in einer Rohrleitung,

Fig. 1a: eine vergrößerte Ansicht der Zone, in der sich die Magnetisiervorrichtung mit der Messeinheit befinden,

Fig. 2 eine Ansicht auf eine Magnetisiervorrichtung mit einer Kompensationseinheit,

Fig. 3 - 14: weitere Ausgestaltungen der in Fig. 2 gezeigten Magnetisiervorrichtung mit unterschiedlich ausgestalteten Kompensationseinheiten.

Einzelne technische Merkmale der nachfolgend beschriebenen Gegenstände können in Alleinstellung, in Kombination mit den bereits vorstehend beschriebenen Merkmalen und/oder untereinander Gegenstand der Erfindung sein und dieser zum Vorteil gereichen. Identisch oder ähnlich wirkende Teile der Vorrichtungen sind - sofern dienlich - mit identischen Bezugsziffern versehen. Fig. 1 zeigt eine zu untersuchende Rohrleitung 1 mit einer Innenseite der Wand 2, an der entlang die Vorrichtung 3 - hier in Gestalt eines Molches - durch die Rohrleitung 1 hindurchgeführt wird. Die Messeinheiten 4 erzeugen jeweils ein Magnetfeld mit zumindest einem in der entsprechenden Messeinheit 4 angeordneten Magneten 5, durch die diese auf der Oberfläche der Innenseite der Wand 2 gehalten sind. Die Magneten 5 sind auf einer Magnetisiervorrichtung 6 angeordnet, die im Ausführungsbeispiel als ein Magnetjoch ausgebildet ist und an der Innenseite der Wand 2 zu Messzwecken entlanggeführt wird. Aus ihrer dargestellten ersten Stellung kann die schwenkbeweglich an der übrigen Vorrichtung 3 angeordnete Magnetisiervorrichtung 6 in eine zweite Stellung (mit gestrichelten Linien dargestellt) verschwenken bzw. verschwenkt werden.

Durch das von der Messeinheit 4 erzeugte Magnetfeld wird eine in Richtung der Oberfläche der zu messenden Wand 2 der Rohrleitung 1 gerichtete Anziehungskraft erzeugt. Über diese Anziehungskraft werden die Messeinheiten 4 an die Innenseite der Rohrleitung 1 angepresst gehalten. Die Vorrichtung 1 wird in Pfeilrichtung durch die Rohrleitung 1 bewegt, um dabei Eigenschaften der Wand 2 mit den Messeinheiten 4 zu messen. Um die Reibungskräfte zu vermindern, mit denen die Messeinheiten 4 über die Oberfläche der Rohrleitung 1 bewegt werden, verfügen die Messeinheiten 4 über eine Kompensationseinheit 9, mit denen eine Gegenkraft auf die Messeinheit 4 erzeugt wird, die der magnetischen Anziehungskraft der Permanent-Mag- nete e 5 entgegengerichtet ist.

Die Fig. 1a zeigt eine vergrößerte Ansicht der Zone, in der sich die Magnetisiervorrichtung 6 mit der Messeinheit 4 befinden. Abweichend von der nur skizzenhaften Darstellung in der Fig. 1 ist dort das in Fig. 1a gezeigte magnetische Joch in der Magnetisiervorrichtung 6 größer ausgeführt. In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer Kompensationseinheit 9 gezeigt. Die Kompensationseinheit 9 verfügt über eine Verstelleinheit 7, die auf einer Drehachse 8 schwenkbeweglich, insbesondere an der Magnetisiervorrichtung 6, gelagert ist. Während an einem ersten Ende der Verstelleinheit 7 eine Stützrolle 12a als ein Ausführungsbeispiel einer Stützvorrichtung 12 gelagert ist, greift an das gegenüberliegende Ende der Verstelleinheit 7 ein Kraftspeicher 11 - im Ausführungsbeispiel in Gestalt einer mechanischen Feder - an, über deren mit einer Einfederbewegung aufgebaute Rückstellkraft die Kompensationseinheit 9 die Vorrichtung 3, insbesondere die Magnetisiervorrichtung 6, gegen die einwirkende Magnetkraft abstützt. Die Verstelleinheit 7, die auf einer Drehachse 8 gelagert sein kann und die jedenfalls auf dem Kraftspeicher 11 beweglich abgestützt ist, bildet mit dem Kraftspeicher 11 eine Kompensationseinheit 9, die mit der an der Verstelleinheit 7 befestigten Stützvorrichtung 12 verbunden ist.

Auf ihrer der Wand 2 zugewandten Seite verfügt die Magnetisiervorrichtung 6 im gezeigten Ausführungsbeispiel über eine Bürste 13. Da die Stützrolle 12a über die Umfangsform der Bürste 13 in Richtung der zu untersuchenden Wand 2 übersteht, würde die Stützrolle 12a den mit ihr verbundenen Arm der Verstelleinheit 7 unter die wandseitige Oberkante der Bürste 13 drücken, wenn die Messeinheit 4 mit der Bürste 13 an der Wand 2 der Rohrleitung 1 anliegt, wenn sie durch die magnetische Kraft des Permanent-Magneten 5 davon angezogen wird. Wenn aber der mit der Stützrolle 12a versehene Arm der Verstelleinheit 7 nach unten gedrückt wird, bewegt sich der gegenüberliegende Arm der Verstelleinheit 7 um die Drehachse 8 herum nach oben, wobei dabei die mechanische Feder des Kraftspeichers 11 ausgezogen wird. Die aus der Ruhestellung ausgezogene mechanische Feder erzeugt bei der Auszugsbewegung ein Drehmoment um die Drehachse 8 als Gegenkraft, das der Anziehungskraft des Permanent-Magneten 5 entgegenwirkt. Auf diese Weise wird der Anpressdruck, mit dem die Magnetisiervorrichtung 6 auf der Wand 2 gehalten ist, verringert.

In Fig. 3 ist ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel gezeigt, in dem die Kraft des Kraftspeichers 11 nicht in seitlicher Richtung, sondern in einer vertikalen Richtung auf die Wand 2 wirkt. Wenn der mit der Stützrolle 12a versehene Teil der Verstelleinheit 7 eingedrückt wird, drückt der der Drehachse 8 gegenüberliegende Arm den Kraftspeicher 11 zusammen, woraus die Gegenkraft entsteht.

In Fig. 4 ist die Stützrolle 12a in der Verstelleinheit 7 gelagert, die wiederum auf einem Federpaket als Kraftspeicher 11 gelagert ist. Wenn die Stützrollen 12a nach unten gedrückt werden, erzeugen die Federpakete der Kraftspeicher 11 bei einer Einfederbewegung eine Gegenkraft zur magnetischen Kraft aus dem Permanent-Magneten 5. Bei dieser Konstruktion ist keine Drehachse erforderlich, um die die Verstelleinheit schwenkt. Die Verstelleinheit 7 wird bei einer Einfederbewegung der Stützvorrichtung 12 vielmehr direkt in den Kraftspeicher 11 hineingedrückt.

In Fig. 5 ist ein Kniehebelgestänge gezeigt, bei dem die Eindrückkraft, mit dem die Stützrolle 12a nach unten gedrückt wird, auf den Kraftspeicher 11 übertragen wird, der die Gegenkraft gegen die magnetische Kraft erzeugt.

Die Stützrollen 12a befinden sich in der Ausführung gemäß Fig. 6 neben den Bürsten 13. Sie sind aber mit der Verstelleinheit 7 als Lager jeweils auf einer Druckfeder als Kraftspeicher 11 gelagert. In Fig. 7 sind die Verstelleinheiten 7 seitlich neben der Magnetisiervorrichtung 6 angeordnet. Die Drehachse 8 ist ortsfest an der Magnetisiervorrichtung 6 angeordnet. Die Verstelleinheiten 7 drehen als Kipphebel um die jeweilige Drehachse 8, wenn die zugehörige Stützrolle 12a nach unten gedrückt wird. Das der Stützrolle 12a abgewandte Ende der Verstelleinheit 7 wird bei einer Kippbewegung gegen den Kraftspeicher 11 gedrückt, in dem sich dabei eine Gegenkraft aufbaut.

In Fig. 8 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei der sich an einem Ende der Verstelleinheit 7 eine Stützrolle 12a und am anderen Ende die Drehachse 8 befinden. Der Kraftspeicher 11 ist zwischen der Stützrolle 12a und der Drehachse 8 angeordnet. Bei einer Einfederbewegung der Verstelleinheit 7 wird der Kraftspeicher 11 zusammengedrückt, wodurch die Gegenkraft erzeugt wird.

In Fig. 9 sind die Stützrollen 12a an gegenüberliegenden Enden der Magnetisiervorrichtung 6 angeordnet. Die Stützrollen 12a sind jeweils in einer Verstelleinheit 7 gelagert, die wiederum auf einem Kraftspeicher 11 abgestützt ist. Beim Herunterdrücken der Stützrollen 12a werden die Kraftspeicher 11 zusammengedrückt, wodurch die Gegenkraft erzeugt wird.

Die in der Fig. 10 gezeigte Ausführung entspricht der Ausführung gemäß Fig. 9, allerdings sind im mittleren Bereich der Magnetisiervorrichtung 6 noch zwei weitere Kompensationseinheiten 9 angeordnet, mit denen zusätzliche Gegenkräfte erzeugt werden können. Die Figur. 11 , 12 und 13 zeigen jeweils eine abgewandelte Ausführungsform von der Ausführung in Fig. 8, wobei die Drehachsen 8 an unterschiedlichen Positionen angeordnet und die Verstelleinheiten 7 unterschiedlich lang bzw. mit einer anderen Form ausgeführt sind.

In Fig. 14 ist eine Ausführung mit vier Kompensationseinheiten 9 gezeigt, von denen jeweils zwei im Bereich einer Bürste 13 angeordnet sind.

Bezugszeichenliste Rohrleitung Wand Vorrichtung Messeinheit Permanent-Magnet Magnetisiervorrichtung Verstelleinheit Drehachse Kompensationseinheit Kraftspeicher Stützvorrichtung Bürste