Für Autofahrer, die auf Grün warten, ist der Morgen an den belebten Kreuzungen im Stadtzentrum ein ganz normaler Tag.
Sie ahnen nicht, dass sie von Stahlbeton umgeben sind – oder genauer gesagt: auf ihm. Ein paar Meter unter ihnen durchdringt ein greller Lichtstrahl die Dunkelheit und jagt den unterirdischen „Bewohnern“ Angst ein.
Ein Kameraobjektiv überträgt Bilder von nassen, rissigen Wänden auf den Boden, während ein Bediener den Roboter steuert und ein Display davor aufmerksam beobachtet. Dies ist keine Science-Fiction oder Horror, sondern moderne, alltägliche Kanalsanierung. Unsere Motoren dienen zur Kamerasteuerung, den Werkzeugfunktionen und dem Radantrieb.
Vorbei sind die Zeiten, in denen traditionelle Bautrupps Straßen aufrissen und wochenlang den Verkehr lahmlegten, während sie an Abwassersystemen arbeiteten. Es wäre schön, wenn die Rohre unterirdisch inspiziert und erneuert werden könnten. Heute können Kanalroboter viele Aufgaben von innen erledigen. Diese Roboter spielen eine immer wichtigere Rolle bei der Instandhaltung städtischer Infrastruktur. Wenn mehr als eine halbe Million Kilometer Abwasserkanäle zu warten sind, beeinträchtigt dies im Idealfall nicht das Leben wenige Meter weiter.
Früher war es notwendig, weite Strecken zu graben, um unterirdische Rohre freizulegen und Schäden festzustellen.
Kanalroboter ermöglichen heute die Durchführung von Untersuchungen ohne Baumaßnahmen. Rohre mit kleinerem Durchmesser (meist kürzere Hausanschlüsse) werden am Kabelstrang befestigt. Durch Aufrollen des Strangs kann dieser ein- und ausgefahren werden.
Diese Rohre sind lediglich mit Rotationskameras zur Schadensanalyse ausgestattet. Für Rohre mit großem Durchmesser kann hingegen eine auf einer Halterung montierte Maschine mit einem multifunktionalen Arbeitskopf eingesetzt werden. Solche Roboter werden seit langem in horizontalen und neuerdings auch in vertikalen Rohren eingesetzt.
Der gängigste Robotertyp ist dafür ausgelegt, sich horizontal und gerade durch einen Kanal mit nur geringem Gefälle zu bewegen. Diese selbstfahrenden Roboter bestehen aus einem Fahrgestell (meist einem Flachwagen mit mindestens zwei Achsen) und einem Arbeitskopf mit integrierter Kamera. Ein anderes Modell kann auch durch verwinkelte Rohrabschnitte navigieren. Roboter können sich heute sogar in vertikalen Rohren fortbewegen, da ihre Räder, die sogenannten Ketten, von innen gegen die Wände drücken. Eine bewegliche Aufhängung oberhalb des Rahmens zentriert das Gerät in der Mitte der Rohrleitung; das Federsystem gleicht Unebenheiten sowie kleine Querschnittsänderungen aus und sorgt für den nötigen Vortrieb.
Kanalroboter werden nicht nur in Abwassersystemen, sondern auch in industriellen Rohrleitungssystemen eingesetzt, beispielsweise in der Chemie-, Petrochemie- oder Öl- und Gasindustrie. Der Motor muss das Gewicht des Stromkabels ziehen und das Kamerabild übertragen können. Dafür muss der Motor bei minimaler Größe sehr hohe Leistung liefern.
Kanalroboter können mit sehr vielseitigen Arbeitsköpfen für die selbsttätige Wartung ausgestattet werden.
Mit dem Arbeitskopf lassen sich Verstopfungen, Ablagerungen oder hervorstehende Muffenfehlstellungen beispielsweise durch Fräsen und Schleifen entfernen. Der Arbeitskopf füllt das Loch in der Rohrwand mit der tragenden Dichtmasse oder setzt den Dichtstopfen in das Rohr ein. Bei Robotern mit größeren Rohren befindet sich der Arbeitskopf am Ende des beweglichen Arms.
Bei einem solchen Kanalroboter sind bis zu vier verschiedene Antriebsaufgaben zu bewältigen: die Bewegung des Rades bzw. der Kette, die Bewegung der Kamera sowie das Antreiben und Positionieren des Werkzeugs über einen abnehmbaren Arm. Bei einigen Modellen kann der fünfte Antrieb auch zur Einstellung des Kamerazooms genutzt werden.
Die Kamera selbst muss schwenk- und drehbar sein, um immer die gewünschte Ansicht zu bieten.
Der Radantrieb ist anders aufgebaut: 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 muss auch Kabel entlang der pneumatischen oder hydraulischen Leitungen ziehen. Der Motor kann mit Radialstiften ausgestattet werden, um die Aufhängung zu fixieren und die bei Überlastung entstehenden Kräfte aufzunehmen. 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 bei Kanalrobotern.
Heute werden beschädigte Abwasserleitungen oft nicht mehr erneuert, sondern mit einer Kunststoffauskleidung versehen. Dazu werden Kunststoffrohre mit Luft- oder Wasserdruck in ein Rohr gepresst. Um den weichen Kunststoff auszuhärten, wird er anschließend mit ultraviolettem Licht bestrahlt. Hierfür eignen sich spezielle Roboter mit Hochleistungslampen. Nach Abschluss der Arbeiten muss ein Multifunktionsroboter mit Arbeitskopf herangefahren werden, um den seitlichen Abzweig des Rohrs zu trennen. Denn der Schlauch hat zunächst alle Ein- und Ausgänge des Rohrs verschlossen. Bei diesem Eingriff werden die Öffnungen Stück für Stück in den harten Kunststoff gefräst, meist über einen Zeitraum von mehreren Stunden. Für einen unterbrechungsfreien Betrieb sind Lebensdauer und Zuverlässigkeit des Motors entscheidend.
