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 dringt ein greller Lichtstrahl durch die Dunkelheit und erschreckt die unterirdischen „Bewohner“.
Ein Kameraobjektiv überträgt Bilder von nassen, rissigen Wänden auf den Boden, während ein Bediener den Roboter steuert und ein Display davor aufmerksam beobachtet. Das ist keine Science-Fiction oder Horror, sondern moderne, alltägliche Kanalsanierung. Unsere Motoren kommen für Kamerasteuerung, Werkzeugfunktionen und Radantrieb zum Einsatz.
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 ein paar Meter weiter.
Früher war es notwendig, weite Strecken zu graben, um unterirdische Rohre freizulegen und Schäden zu finden.
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 Rohren und seit kurzem auch in vertikalen 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 ein Flachwagen mit mindestens zwei Achsen) und einem Arbeitskopf mit integrierter Kamera. Ein anderes Modell ist in der Lage, auch durch verwinkelte Rohrabschnitte zu navigieren. Roboter können sich heute sogar in senkrechten 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 chemischen, petrochemischen oder Öl- und Gasindustrie. Der Motor muss in der Lage sein, das Gewicht des Stromkabels zu ziehen und das Kamerabild zu übertragen. Zu diesem Zweck 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 können Verstopfungen, Ablagerungen oder hervorstehende Muffenfehlstellungen beispielsweise durch Fräsen und Schleifen entfernt werden. 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 zum Einstellen 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 an Ort und Stelle zu halten 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 Rohres zu trennen. Denn der Schlauch hat zunächst alle Ein- und Ausgänge des Rohres verschlossen. Bei diesem Eingriff werden die Öffnungen Stück für Stück in den harten Kunststoff gefräst, meist über mehrere Stunden. Für einen unterbrechungsfreien Betrieb sind Lebensdauer und Zuverlässigkeit des Motors entscheidend.