Für Autofahrer, die auf Grün warten, sind die belebten Kreuzungen im Stadtzentrum wie jeder andere Morgen.
Sie ahnen nicht, dass sie von Stahlbeton umgeben sind – oder genauer gesagt, dass sie sich darauf befinden. Wenige Meter unter ihnen filterte ein blendender Lichtstrahl durch die Dunkelheit und erschreckte die unterirdischen „Bewohner“.
Eine Kameralinse überträgt Bilder von nassen, rissigen Wänden auf den Boden, während ein Bediener den Roboter steuert und ein Display vor ihm im Blick behält. Das ist keine Science-Fiction oder Horror, sondern eine moderne, alltägliche Kanalsanierung. Unsere Motoren dienen der Kamerasteuerung, dem Werkzeugbetrieb und dem Radantrieb.
Vorbei sind die Zeiten, in denen Bautrupps Straßen aufgruben und den Verkehr wochenlang lahmlegten, um an der Kanalisation zu arbeiten. Es wäre wünschenswert, wenn die Rohre unterirdisch inspiziert und modernisiert werden könnten. Heute können Kanalisationsroboter viele Aufgaben von innen erledigen. Diese Roboter spielen eine immer wichtigere Rolle bei der Instandhaltung der städtischen Infrastruktur. Wenn mehr als eine halbe Million Kilometer Kanalisation instand gehalten werden müssen, sollte dies idealerweise keine Auswirkungen auf das Leben der Anwohner in unmittelbarer Nähe haben.
Früher musste man weite Strecken graben, um unterirdische Leitungen freizulegen und Schäden festzustellen.
Heutzutage können Kanalroboter Inspektionen durchführen, ohne dass Bauarbeiten erforderlich sind. Rohre mit kleinerem Durchmesser (üblicherweise kürzere Hausanschlüsse) werden an den Kabelbaum angeschlossen. Dieser kann durch Aufrollen des Kabelbaums hinein- oder herausbewegt werden.
Diese Rohre sind lediglich mit Rotationskameras zur Schadensanalyse ausgestattet. Für Rohre mit großem Durchmesser hingegen kann eine auf einem Gestell montierte Maschine mit einem multifunktionalen Arbeitskopf eingesetzt werden. Solche Roboter werden seit Langem in horizontalen und seit Kurzem auch in vertikalen Rohren verwendet.
Der gängigste Robotertyp ist für die geradlinige, horizontale Fahrt in Abwasserkanälen mit nur geringem Gefälle ausgelegt. Diese selbstfahrenden Roboter bestehen aus einem Chassis (meist ein Flachwagen mit mindestens zwei Achsen) und einem Arbeitskopf mit integrierter Kamera. Ein anderes Modell kann auch durch gekrümmte Rohrabschnitte navigieren. Moderne Roboter können sich sogar in vertikalen Rohren fortbewegen, da ihre Räder oder Ketten von innen gegen die Wände drücken. Eine bewegliche Aufhängung über dem Chassis zentriert das Gerät in der Rohrmitte; das Federsystem gleicht Unebenheiten und kleine Querschnittsänderungen aus und gewährleistet die notwendige Traktion.
Kanalroboter werden nicht nur in Abwassersystemen, sondern auch in industriellen Rohrleitungssystemen, beispielsweise in der Chemie-, Petrochemie- oder Öl- und Gasindustrie, eingesetzt. Der Motor muss das Gewicht des Stromkabels ziehen und das Kamerabild übertragen können. Dafür benötigt er eine sehr hohe Leistung bei minimaler Größe.
Kanalreinigungsroboter können mit vielseitigen Arbeitsköpfen für die selbsttätige Wartung ausgestattet werden.
Der Arbeitskopf dient zum Entfernen von Verstopfungen, Ablagerungen und Verkrustungen sowie zum Beheben von Fehlausrichtungen der Hülse, beispielsweise durch Fräsen und Schleifen. Er füllt die Öffnung in der Rohrwand mit der Dichtungsmasse oder setzt den Dichtungsstopfen in das Rohr ein. Bei Robotern mit größeren Rohren befindet sich der Arbeitskopf am Ende des beweglichen Arms.
Bei einem solchen Kanalreinigungsroboter müssen bis zu vier verschiedene Antriebsaufgaben bewältigt werden: die Bewegung des Rades oder der Kette, die Bewegung der Kamera und das Fahren des Werkzeugs sowie dessen Positionierung mithilfe eines abnehmbaren Arms. Bei einigen Modellen kann der fünfte Antrieb auch zur Einstellung des Kamerazooms genutzt werden.
Die Kamera selbst muss schwenk- und drehbar sein, um stets die gewünschte Perspektive zu gewährleisten.
Die Radantriebskonstruktion ist anders: Der gesamte Rahmen, jede Welle oder jedes einzelne Rad kann von einem separaten Motor bewegt werden. Der Motor bewegt nicht nur die Basis und das Zubehör zum Einsatzort, sondern zieht auch die Kabel entlang der pneumatischen oder hydraulischen Leitungen. Er kann mit Radialbolzen ausgestattet sein, um die Aufhängung zu fixieren und die bei Überlastung entstehenden Kräfte abzufangen. Der Motor für den Roboterarm benötigt weniger Kraft als der Radialantrieb und bietet mehr Platz als die Kameraversion. Die Anforderungen an diesen Antriebsstrang sind nicht so hoch wie die für Kanalreinigungsroboter.
Beschädigte Abwasserleitungen werden heutzutage oft nicht mehr komplett ausgetauscht, sondern mit Kunststoff ausgekleidet. Dazu werden Kunststoffrohre mit Luft- oder Wasserdruck in das Rohr gepresst. Um den weichen Kunststoff zu härten, wird er anschließend mit ultraviolettem Licht bestrahlt. Hierfür kommen spezielle Roboter mit Hochleistungslampen zum Einsatz. Nach Abschluss der Arbeiten wird ein Multifunktionsroboter mit Arbeitskopf eingesetzt, um den Seitenabzweig des Rohrs zu durchtrennen. Der Schlauch hatte zuvor alle Ein- und Ausgänge des Rohrs verschlossen. Bei diesem Verfahren werden die Öffnungen einzeln in den harten Kunststoff gefräst, was in der Regel mehrere Stunden dauert. Die Lebensdauer und Zuverlässigkeit des Motors sind für einen unterbrechungsfreien Betrieb unerlässlich.