DE3235060C2

DE3235060C2 - Fräsmaschine zur Bearbeitung der Innenwände langgestreckter Behälter

Info

Publication number: DE3235060C2
Application number: DE19823235060
Authority: DE
Inventors: Horst 4330 Mülheim Seeger
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1982-09-22
Filing date: 1982-09-22
Publication date: 1986-07-24
Also published as: DE3235060A1

Abstract

Die Schachtfräsmaschine besteht aus - einem Maschinenbett (1), auf welchem eine Schlittenführung (2) um ihre Längsachse schwenkbar gelagert ist, - einem über das Maschinenbett (1) hinausragenden und in dem zu bearbeitenden Schacht verspannbaren Ausleger (20) der Schlittenführung (2), - einem auf der Schlittenführung (2) und deren Ausleger (20) in Längsrichtung verschiebbaren Frässchlitten (3) und - einem auf dem Frässchlitten (3) angeordneten Fräskopf (30). Durch die Verspannung des Auslegers (20) kann der dem Fräskopf (30) tragende Frässchlitten (3) in den zu bearbeitenden Schacht eingefahren werden und dabei den Arbeitsdruck des Fräsers (300) sicher aufnehmen. Die erfindungsgemäße Schachtfräsmaschine ist für die Innenbearbeitung langgestreckter Schächte und insbesondere für die Innenbearbeitung von Transport- und Zwischenlagerungsbehältern für abgebrannte Brennelemente geeignet.

Description

— daß zur Bearbeitung der Innenwände von Brennelement-Transport- und -Lagerbehältern das Traggestell als Maschinenbett (1) ausgebildet ist, auf dem die Schlittenführung (2) zur Positionierung des Frässchlittens um ihre Längsachse schwenkbar gelagert ist, und

— daß der Fräskopf (30) durchgehend bis zum Boden des Behälterinnenraumes (S) verfahrbar ist und daß der Fräskopf (30) als Winkelfräskopf

befestigten Vorschubantrieb (24) und eine Gewindespindel (240) in Längsrichtung verschiebbar isL

8. Fräsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnefdaß der Fräskopf (30) über eine auf dem Frässchlitten (3) drehbar gelagerte Welle (32) mit einem Km gegenüberliegenden Ende des Frässchlittens (3) angeordneten Hauptantrieb (31) verbunden ist

9. Fräsmaschine nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der an den Fräskopf (30) angeschlossene Abschnitt der Welle (32) als Gelenkwelle (322) ausgebildet ist

10. Fräsmaschine nach Anspruch?), dadurch gekennzeichnet, daß der Fräskopf (30) mittels eines Anschlagwinkels (301) am Frässchlitten (3) befestigbar ist und daß die Fräserstellung und die Schnitt-Tiefe jeweils über zwei Stellflächen durch Beilagen einstellbar sind.

so befestigbar ist, daß die Stirnfläche des Fräsers (300) auf den jeweils zu bearbeitenden Teil der Innenwände ausgerichtet ist

2. Fräsmaschine nach Anspruch 1, wobei die Innenwände dos Behälters, abgesehen von Eckenabrundungen, einen im Quersd jiitt rechteckigen Innenraum begrenzen, dadurch gekennzeichnet,

— daß die Schlittenführung (2) um die Längsachse ihres Schwenklagers· (21, 22) in zwei vertikale Endstellungen (Fig.7 bis 10 bzw. Fig. 11 bis 14) schwenkbar ist,

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fräsmaschine zur Bearbeitung der Innenwände langgestreckter Behälter,

ausgebildet ist und mit Stellflächen umsetzbar 25 gernäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
am Frässchlitten (3) in mehreren Fräspositionen Eine solche Fräsmaschine ist durch die DE-AS

12 09 848 bekannt Diese bekannte Fräsmaschine dient zur Bearbeitung von Block- und Brammenkokillen; sie weist ein Traggestell in Form eines Jochs, welches am 30 Rand der Behälteröffnung verspannbar ist, auf und eine am Traggestell angeordnete rahmenförmige Schlittenführung, weiche mit einem über das Traggestell hinausragenden Ausleger im Inneren des zu bearbeitenden Behälters verspannbar ist Auf der Schlittenführung ist 35 in Längsrichtung des Behälters ein Frässchlitten mit Fräskopf verschiebbar, allerdings nicht bis zum Behälterboden, weii dort die Spanneinrichtung des Auslegers, die an einem mit dem freien Ende des Auslegers verbundenen zweiten Joch gehaltert ist, entsprechenden Raum daß der Ausleger (20) der Schlittenführung (2) 40 beansprucht

über mehrere, an gegenüberliegenden Seiten Diese bekannte Fräsmaschine ist demzufolge nicht

angeordnete Spannelemente (23) an gegen- zur Bearbeitung der Innenwände von Brennelementüberliegenden Wänden des Innenraumes (S) Transport- und Lagerbehältern geeignet, welche sich verspannbar ist die Erfindung zur Aufgabe gestellt hat und welche ein

und daß innerhalb jeder der beiden vertikalen 45 besonderes Problem darstellt, weil der Fräskopf bei der Endstellungen der Schlittenführung (2) der Bearbeitung bis zum Boden des langgestreckten inneren des Behälters verfahren werden muß. Abgebrannte Brennelemente aus Kernkraftwerken können bekanntlich in luftgekühlte* Behältern für längere Zeit sicher 50 aufbewahrt werden, d. h., derartige Behälter sind sowohl für den Transport als auch für die Zwischenlagerung der abgebrannten Brennelemente geeignet. Bei der Herstellung der aus Sphäro-Stahlguß bestehenden Transport- und Lagerbehälter muß im Hinblick auf eine anschlie-55 ßende Vernickelung der Innenwände die Gußhaut in dem langgestreckten Innenraum entfernt werden. Die Entfernung der Gußhaut erfolgte bisher durch Schleifen, was jedoch mit einem erheblichen Zeitaufwand verbunden war.

Ausgehend von einer Fräsmaschine zur Bearbeitung der Innenwände langgestreckter Behälter gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Fräsmaschine so weiter zu bilden, daß mit ihrem Fräskopf alle Innenflächen des langgestreckten Innenraumes des Behälters bearbeitbar sind und der Fräskopf auf seinem Frässchlitten insbesondere auch bis zum Behälterboden verfahrbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im

Fräskopf (30) mit bezüglich seiner Fräserantriebsachse in drei zueinander um je 90° versetzten Grundstellungen befestigbar ist.

3. Fräsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlittenführung (2) über zwei Drehkränze (21,22) auf dem Maschinenbett (1) gelagert ist.

4. Fräsmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerungen (11; 12) der Drehkränze (21,22) in Querrichtung verstellbar auf dem Maschinenbett (1) angeordnet sind.

5. Fräsmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehkranz (22) über eine Kette (221) und einen Schwenkantrieb (222) antreibbar ist.

6. Fräsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannelemente hydraulisch betätigbare Hubzylinder (23) sind.

7. Fräsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Frässchlitten (3) über einen an der Schlittenführung (2)

Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Ansprüchen 2 bis 10 angegeben.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß unter den schwierigen Verhältnissen eines langgestreckten Innenraumes die Schlittenführung mit ihrem Ausleger schwingungssicher auf ihrer gesamten Lange verspannbar ist und trotzdem der Fräskopf auf seinem Frässchlitten in einem durchgehenden Hub bis hin zum Behälterboden verfahrbar ist, wobei durch die Schwenklagerung der Schlittenführung, die Ausbildung des Fräskopfes als Winkelfräskopf und die Umsetzbarkeit des Winkelfräskopfes an seinen Stellflächen alle zu bearbeitenden Innenflächen des Behälters erreichbar sind. Dabei werden die Innenwände bzw. die Innenkontur des Behälters in Längsrichtung gesehen jeweils in einem durchgebenden Fräshub und in Umfangsrichtung gesehen durch entsprechendes Verschwenken der Schlittenführung abschnittsweise ausgefräst. Zum Fräsen des Behälterbodens kann dann als Fräskopf eine Planfräseinrichtung auf dem Frässchlitten angeordnet werden. Der sicheren Verspannung der Schlittenführung bei gleichzeitiger Gewährleistung einer Verschwenkbarkeit kommt wegen der bei der Bearbeitung auftretenden hohen Arbeitsdrücke des Fräsers eine besondere Bedeutung zu.

Besonders vorteilhaft zur Bearbeitung von Brennelement-Transport- und -Lagerbehältern, deren Innenwände, abgesehen von Eckenabrundungen, einen im Querschnitt rechteckigen Innenraum begrenzen, ist der Gegenstand des Anspruchs 2. Dadurch ist u. a. der Vorteil erreichbar, daß für das Ausfräsen eines Behälters mit rechteckförmigem oder quadratförmigem Innenquerschnitt die Schlittenführung nur einmal geschwenkt werden muß, und zwar von der einen Endstellung in die andere Endstellung, wobei innerhalb der jeweiligen Endsteüung dann nur noch der Fräskopf umgesetzt zu werden braucht

Die Gegenstände der Ansprüche 3 bis 5 haben den Vorteil einer besonders einfachen und stabilen Lagerung der schwenkbaren Schlittenführung (Anspruch 3), einer erleichterten Einstellung von Schlittenführung und Ausleger im bezug auf das auszufräsende Innere (Anspruch 4) und der Verschwenkung mit geringem Aufwand (Anspruch 5).

Für die über die Länge des Auslegers verteilte Mehrfach-Verspannung sind hydraulisch betätigbare Hubzylinder gemäß Anspruch 6 besonders günstig. Die Gegenstände der Ansprüche 7 bis 10 haben den Vorteil geringen Platzbedarfes (Anspruch 7), der hohen Kraftübertragung (Anspruch 8), der Veränderbarkeit der Stellung des Fräskopfes auf dem Frässchlitten (Anspruch 9) und der besonders einfachen Einrichtung von Fräserstellung und Schnitt-Tiefe (Anspruch 10).

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 in sehr stark vereinfachter schematischer Darstellung eine Seitenansicht einer Fräsmaschine nach der Erfindung,

F i g, 2 die Anordnung des Fräskopfes am vorderen Ende des Frässchlittens,

F i g. 3 die Anordnung des Hauptantriebes und des Vorschubantriebes am hinteren Ende des Frässchlittens bzw. der Schlittenführung,

Fig.4 einen Querschnitt durch Frässchlitten und Schlittenführung gemäß der Linie IV-IV der F i g. 2,

F i g. 5 und F i g. 6 das Ausfräsen des langgestreckten Inneren eines Behälters mit zwei verschiedenen Stellungen des Fräskopfes und die

Fig.7 bis 14 in stark vereinfachter schematischer Darstellung die einzelnen Stellungen von Fräskopf und Ausleger beim abschnittsweisen Ausfräsen des Inneren eines Behälters.

F i g. 1 zeigt in stark vereinfachter schematischer Darstellung eine Fräsmaschine nach der Erfindung, welche im wesentlichen aus einem Maschinenbett 1, einer auf

to dem Maschinenbett um ihre Längsachse schwenkbar gelagerten Schlittenführung 2, einem über das Maschinenbett 1 frei hinausragenden Ausleger 20 der Schlittenführung 2, einem auf der Schlittenführung 2 und deren Ausleger 20 in Längsrichtung verschiebbaren Frässchlitten 3 und einem auf dem Frässchlitten 3 angeordneten Fräskopf 30 besteht

Das Maschinenbett 1 ist über insgesamt vier höhenverstellbare Füße 10 auf dem Fundament F aufgestellt und mit zwei in der Zeichnung nur angedeuteten, in Querrichtung versteilbaren Lagerungen 11 und 12 ausgerüstet, in welchen im Querschnitt T-förmige Drehkränze 21 bzw. 22 der Schlittenführung 2 aufgenommen sind. In die Lauffläche des Drehkranzes 22 ist eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut 220 eingebracht, in welcher eine endseitig mit dem Drehkranz 22 verbundene Kette 221 geführt ist. Diese Kette 221 wirkt mit einem im Maschinenbett 1 angeordneten Schwenkantrieb 222 zusammen, durch dessen Betätigung die Schlittenführung 2 um ihre Längsachse bzw. Drehachse geschwenkt werden kann. Die in F i g. 1 dargestellte Lage der Schlittenführung 2 entspricht dabei einer mittleren Stellung, aus welcher die aus Schlittenführung 2, Ausleger 20 und Frässchlitten 3 bestehende Anordnung jeweils um 90° vor bzw. hinter die Zeichnungsebene geschwenkt werden kann.

Der über das Maschinenbett 1 überstehende Ausleger 20 der -Schlittenführung 2 ist in seiner Länge auf die Länge des zu bearbeitenden Behälterinneren abgestimmt. Je nach Länge des Auslegers 20 sind dabei an mehreren Stellen jeweils an gegenüberliegenden Seiten zwei hydraulisch betätigbare Hubzylinder 23 angeordnet, über welche der Ausleger 20 fest im Inneren des Behälters verspannt werden kann. An dem Ausleger 20 gegenüberliegenden Ende der Schlittenführung 2 ist ein hydraulischer Vorschubantrieb 24 befestigt, welcher über eine in F i g. 1 nicht erkennbare Gewindespindel die Längsverstellung des Frässchlittens 3 ermöglicht Der am vorderen Ende des Frässchlittens 3 angeordnete Fräskopf 30 ist als Winkelkopf ausgebildet, auf dessen Abtriebswelle ein zum Stirnfräsen geeigneter Fräser 300 befestigt ist. Der Antrieb dieses Fräsers 300 erfolgt über einen als Getriebe-Motor ausgebildeten Hauptantrieb 31, welcher am hinteren Ende des Frässchlittens 3 angec'dnet und mit dem Fräskopf 30 über eine insgesamt mit 32 bezeichnete Welle verbunden ist. Diese Welle 32 ist über Sieidager 320 und 321 drehbar auf dem Frässchlitten 3 gelagert, wobei der zwischen dem Fräskopf 3 und dem Stehlager 320 liegende Wellenabschnitt als erste Gelenkwelle 322 ausgebildet ist während der zwischen dem Hauptantrieb 31 und dem Stehlager 321 liegende Wellenabschnitt als zweite Gelenkwelle 323 ausgebildet ist. Diese Ausbildung und Anordnung der Welle 32 geht in mehr detaillierter Darstellung auch aus den F i g. 2 und 3 hervor, welche Abschnitte der Schlittenführung 2 und des Frässchlittens 3 im Bereich der ersten Gelenkwelle 322 bzw. im Bereich der zweiten Gelenkwelle 323 zeigen. Aus F i g. 2 geht dabei auch hervor, daß der seitlich an einem Anschlagwinke! 301

anliegende und auf dem Frässchlitten 3 aufliegende Fräskopf 30 durch seinen über die erste Gelenkwelle 322 flexibel gestalteten Anschluß in seiner Lage verändert werden kann. Aus F i g. 3 geht hervor, daß die zweite Gelenkwelle 323 die Aufgabe hat, die verschiedenen s Achshöhen des Hauptantriebs 31 und der Welle 32 zu überbrücken.

F i g. 4 zeigt einen Querschnitt durch die Schlittenführung 2 und den Führungsschlitten 3 im Bereich des Stehlagers 320. Es ist zu erkennen, daß die Schlittenführung 2 als Schweißkonstruktion ausgeführt ist und im wesentlichen aus einem parallelflanschigen I-Stahl 25 besteht, dessen Flansche durch beidseitig angeschweißte L-Stähle 26 verstärkt sind, während an die Stirnseiten der Flansche oben Führungsschienen 27 und unten Flach- is stähle 28 angeschweißt sind. Das cragende Profil des Frässchlittens 3 ist im wesentlichen durch zwei nebeneinander verlaufende und miteinander verschweißte C-Stähle 33 gebildet Der Führungsschlitten 3 trägt an seiner Unterseite eine ganze Anzahl von Führungsroilen, welche den beiden Führungsschienen 27 zugeordnet sind. In dem in Fig.4 dargestellten Querschnitt sind dabei zwei äußere Führungsrollen 34, zwei innere Führungsrollen 35, insgesamt vier obere Führungsrollen 36 und zwei untere Führungsrollen 37 zu erkennen. Zum Schutz dieser Führungsrollen 34 bis 37 vor dem Zutritt von Staub und dergleichen sind in Längsrichtung verlaufende bürstenförmige Dichtungen D vorgesehen, welche an beiden Seiten des Frässchlittens 3 befestigt sind und auf den zugewandten Schenkeln der L-Stähle 26 gleiten. Die Längsverstellung des Frässchlittens 3 erfolgt über eine Gewindespindel 240, die mit am Frässchlitten 3 befestigten Muttern 38 im Eingriff steht und von dem in den F i g. 1 und 3 dargestellten hydraulischen Vorschubantrieb 24 angetrieben wird.

F i g. 5 zeigt das Ausfräsen eines Transport- und Zwischenlagerungsbehälters für abgebrannte Brennelemente, dessen langgestreckter Innenraum mit S bezeichnet ist. Der in diesem Innenraum 5 angeordnete Ausleger 20 der Schlittenführung 2 ist über die oben und unten angeordneten Hubzylinder 23 fest gegen die entsprechenden Behälterwandungen verspannt Der Frässchlitten 3 gleitet dann in Richtung des Pfeiles P auf den Führungsschienen 27 der Schlittenführung 2 in einem durchgehenden Fräshub bis zum Boden des Innenraumes S. Bei der in F i g. 5 dargestellten Lage des Fräskopfes 30 und des Fräsers 300 wird dabei die linke Hälfte der oberen Wand des Innenraumes 5 bearbeitet

Fig.6 zeigt eine gegenüber Fig.5 spiegelbildlich vertauschte Anordnung des Fräskopfes 30 und des Anschlagwinkels 3Oi Bei dieser Lage des Fräskopfes 30 und des Fräsers 300 wird die linke Hälfte der unteren Wand des Innenraumes Sbearbeitet

Die Fig.7 bis 14 zeigen in stark vereinfachter schematischer Darstellung die einzelnen Lagen des Fräskop- fes 30 und des Fräsers 300, die beim Ausfräsen des Innenraumes S eingenommen werden. Außerdem sind in jeder dieser Figuren auch noch der Ausleger 20, die Hubzylinder 23, der Frässchlitten 3 und der Anschlagwinkel 301 schematisch dargestellt Der jeweils nach vorne weisende Anschlußflansch für die Gelenkwelle 322 (vgl. Fig. i, 2, 5 und 6) ist in der Zeichnung nicht näher bezeichnet

Gemäß Fig.7 wird der Ausleger 20 mit Hilfe der Hubzylinder 23 zunächst in der linken Hälfte des Innenraumes S verspannt In der dargestellten, mit der Stirnfläche nach unten weisenden Lage des Fräsers 300 wird dann die rechte Hälfte der unteren Wand des Innenraumes Sbearbeitet.

Gemäß F i g. 8 wird dann der Fräskopf 30 entgegen dem Uhrzeigersinn um einen Winkel von 90° gedreht. In dieser, mit der Stirnfläche nach rechts weisenden Lage des Fräsers 300 wird dann die untere Hälfte der rechten Wand des Innenraumes Sbearbeitet.

Gemäß Fig.9 werden nach diesem Bearbeitungsgang dann der Fräskopf 30 und der Anschlagwinkcl 301 in ihrer Lage vertauscht angeordnet, so daß die Stirnfläche des Fräsers 300 in der oberen Hälfte des Innenraumes S nach rechts gerichtet ist. Dementsprechend wird in dieser Lage die obere Hälfte der rechten Wand des Innenraumes S bearbeitet.

Gemäß Fig. 10 wird anschließend der Fräskopf 30 entgegen dem Uhrzeigersinn um einen Winkel von 90° gedreht. In dieser, mit der Stirnfläche nach oben weisenden Lage des Fräsers 300 wird dann die rechte Hälfte der oberen Wand des Innenraumes S bearbeitet.

Nach diesem Bearbeitungsgang werden — was in der Zeichnung nicht näher dargestellt ist — die ausgerundeten Ecken der rechten Hälfte des Innenraumes S mit Hilfe eines auf den Fräskopf 30 aufgesetzten Radiusfräsers bearbeitet.

Nach der Bearbeitung der rechten Hälfte des Innenraumes S wird dann gemäß Fig. Π der Ausleger 20 entgegen dem Uhrzeigersinn um einen Winkel von 180° gedreht und dann mit Hilfe der Hubzylinder 23 in der rechten Hälfte des Innenraumes S verspannt. Dieses Schwenken des Auslegers 20 wird durch die aus F i g. 1 ersichtliche schwenkbare Lagerung der Schlittenführung 2 auf dem Maschinenbett 1 ermöglicht. In der nunmehr mit der Stirnfläche nach unten weisenden Lage des Fräsers 300 wird dann die linke Hälfte der unteren Wand des Innenraumes S bearbeitet. Somit entspricht der in F i g. 11 dargestellte Bearbeitungsvorgang dem in F i g. 6 dargestellten Bearbeitungsgang.

Gemäß F i g. 12 wird anschließend der Fräskopf 30 im Uhrzeigersinn um einen Winkel von 90° gedreht. In dieser, mit der Stirnfläche nach links weisenden Lage des Fräsers 300 wird dann die untere Hälfte der linken Wand des Innenraumes Sbearbeitet

Gemäß Fig. 13 werden nach diesem Bearbeitungsgang dann der Fräskopf 30 und der Anschlagwinkcl 301 in ihrer Lage vertauscht angeordnet, so daß die Stirnfläche des Fräsers 30 in der oberen Hälfte des Innenraumes S nach links gerichtet ist Dementsprechend wird in dieser Lage die obere Hälfte der linken Wand des Innenraumes Sbearbeitet.

Gemäß F i g. 14 wird anschließend der Fräskopf 30 im Uhrzeigersinn um einen Winkel von 90" gedreht. In dieser, mit der Stirnfläche nach oben weisender. Lage des Fräsers 300 wird dann die linke Hälfte der oberen Wand des Innenraumes S bearbeitet Somit entspricht der in Fig. 14 dargestellte Bearbeitungsgang dem in F i g. 5 dargestellten Bearbeitungsgang.

Die in der Zeichnung nicht dargestellte Bearbeitung der ausgerundeten Ecken der linken Hälfte des Innenraumes S erfolgt mit Hilfe des bereits erwähnten Radiusfräsers. Zur in der Zeichnung ebenfalls nicht dargestellten Bearbeitung des Schachtgrundes wird anstelle des Fräskopfes 30 eine Planfräseinrichtung auf den Frässchlitten 3 aufgesetzt

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Fräsmaschine zur Bearbeitung der Innenwände langgestreckter Behälter, mit einem Traggestell, auf dem eine Schlittenführung angeordnet ist, welche einen über das Traggestell hinausragenden und in dem Inneren des zu bearbeitenden Behälters verspannbaren Ausleger aufweist, sowie mit einem auf der Schlittenführung in Längsrichtung verschiebbaren Frässchlitten mit einem Fräskopf, wobei der Fräskopf an der jeweils verspannten Schlittenführung in einem durchgehenden Fräshub verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet,