DE3923970A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von trennschnitten in baukoerpern, wie von betonhohlkoerpern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Trennschnitten, vorzugsweise umlaufen­ den Trennschnitten in Baukörpern, insbesondere in Beton­ hohlkörpern, wie vor allem in den Kernraum umgebenden Betonschalen von Kernreaktoren.

Die bekannten Verfahren zum Heraustrennen von Teilen aus Baukörpern zeichnen sich entweder durch einen schwierigen und aufwendigen Verfahrensablauf aus oder genügen nicht den Anforderungen, einen exakten Trennschnitt auszuführen. Insbesondere bei Betonhohlkörpern, wie vor allem bei den Kernraum umgebenden Betonschalen von Kernreaktoren, besteht das Problem, einen umlaufenden, zumeist kreisförmigen Trenn­ schnitt auszuführen, um die stark kontaminierte Innenwandung der Reaktorschalen präzise herauszutrennen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vor­ richtung aufzuzeigen, mit denen es möglich ist, präzise umlaufende Trennschnitte in Baukörpern, insbesondere in Betonhohlkörpern, einfach auszuführen. Weiterhin soll das Verfahren eine schnelle Arbeitsweise ohne großen Aufwand zulassen und kostengünstig anzuwenden sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Herstellung des Trennschnittes ein um Umlenkräder umlaufen­ des endloses Sägeband verwendet wird, das mit seinem Arbeits­ trum durch eine zuvor angelegte Bohrung im Baukörper hindurch­ geführt und von der Bohrung ausgehend durch eine Schwenkbewe­ gung des Sägebandes über die Schnittbahn des herzustellenden Trennschnittes geschwenkt wird. Wenn der Baukörper eine in der Mitte des auszusägenden Körpers befindliche Innenöffnung auf­ weist, erweist es sich erfindungsgemäß als vorteilhaft, das Rücklauftrum des Sägebandes durch diese Öffnung zurückzuführen. Ist eine solche Öffnung nicht vorhanden oder stehen andere Gründe der Sägebanddurchführung durch die Innenöffnung entgegen, kann das Rücklauftrum des Sägebandes außerhalb des Baukörpers ver­ laufen, wobei das Sägeband eine geführte Umlaufbewegung um den Baukörper ausführt.

Um ein zylindrisches Teil aus einem Baukörper exakt herauszu­ trennen, ist es erforderlich, die Bohrung im Baukörper parallel zur Mittelachse des kreisförmigen Trennschnittes zu legen. Soll ein konischer Trennschnitt hergestellt werden, muß die Bohrung im Baukörper unter dem gewünschten Konuswinkel geneigt zur Mit­ telachse des Trennschnittes angelegt werden. Anstelle kreis­ förmig umlaufender Trennschnitte können auch andere Schnitt­ kurven durch Überlagerung der Schwenkbewegung des Sägebandes mit gezielten Stellbewegungen der das Arbeitstrum des Säge­ bandes umlenkenden Umlenkräder ausgeführt werden.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann mit Vor­ teil eine Vorrichtung Verwendung finden, die aus einem um Um­ lenkräder umlaufenden angetriebenen endlosen Sägeband mit einem Schwenkwerk besteht, mit dem das Sägeband nebst seinen Umlenk­ rädern gegenüber dem Baukörper schwenkbar ist. Bei einer bevor­ zugten Ausführungsform der Erfindung ist das Schwenkwerk von Drehkränzen gebildet, die an den Enden der Innenöffnung des Bauwerks an diesem angeordnet sind, und die Halterungen für die das Sägeband antreibenden und umlenkenden Umlenkräder bzw. Umlenkrollen od.dgl. aufweisen. Eine solche Sägevorrichtung zeichnet sich vor allem durch einfachen Aufbau, raumsparende Anordnung und gute Sägebandführung aus.

Die vorteilhafterweise vorzusehende Verbindung beider Dreh­ kränze über ein die Innenöffnung des Bauwerks durchgreifendes Kupplungsrohr od.dgl. zu einer Schwenkeinheit hat den Vorteil, daß die oberen und die unteren Umlenkräder mit gleicher Um­ fangsgeschwindigkeit um den Mittelpunkt des auszusägenden Körpers bewegt werden und somit das Arbeitstrum des Sägebandes sicher auf der Schnittlinie geführt wird.

Mindestens einem der beiden Drehkränze kann ein Schwenkantrieb zugeordnet werden. Dabei kann beispielsweise ein am Außenumfang eines Drehkranzes angeordneter verzahnter Antriebskranz vor­ gesehen werden, mit dem der Schwenkantrieb in antriebsmäßiger Verbindung steht.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zumin­ dest das eine der beiden am Ende des Arbeitstrums des Sägeban­ des angeordneten Umlenkräder an einem verstellbaren Halteorgan, vorzugsweise einem schwenkbaren und/oder teleskopierbaren Trag­ arm, gelagert. Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, wahl­ weise konische oder zylindrische Körper oder auch zylindrische oder konische Körper mit unterschiedlichen Abmessungen bzw. Radien auszuschneiden. Zweckmäßigerweise sind diese Tragarme um eine Schwenkachse verstellbar, die parallel zur Drehachse des betreffenden Umlenkrades verläuft. Sind beide Umlenkräder am Ende des Sägeband-Arbeitstrums verstellbar, so lassen sich Trennschnitte auf beliebigen Schnittbahnen herstellen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachfol­ gend im Zusammenhang mit den in der Zeichnung dargestellten Aus­ führungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine erste bevorzugte Ausführungs­ form einer erfindungsgemäßen Vor­ richtung im Vertikalschnitt durch einen Baukörper od.dgl.;

Fig. 2 eine Draufsicht zu Fig. 1;

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vor­ richtung, bei der das Rück­ lauftrum des Sägebandes außer­ halb des Baukörpers verläuft und eine geführte Umlauf­ bewegung um den Baukörper ausführt;

Fig. 4 eine Draufsicht zu Fig. 3.

In der Zeichnung ist mit 1 ein Baukörper bezeichnet, der vor­ zugsweise aus einem Betonhohlkörper besteht, wie vor allem aus einer den Kernraum eines Kernreaktors umgebenden Betonschale. Der Baukörper bzw. der Betonhohlkörper 1 weist eine Innen­ öffnung 2 auf, die bei einem Kernreaktor den Reaktorraum bildet. Aus dem Bau- bzw. Betonhohlkörper 1 soll im Umfangs­ bereich der Innenöffnung 2 eine Schale 3 durch einen um die Achse der Innenöffnung 2 umlaufenden Trennschnitt 3′ heraus­ getrennt werden. Bei Kernreaktoren ist die die Innenöffnung 2 bzw. den Kernraum umgebende Betonschale bis zu einer be­ stimmten Tiefe mehr oder weniger stark kontaminiert. Die kon­ taminierte Betonwand wird hierbei durch den umlaufenden Trenn­ schnitt 3′ aus dem Betonkörper herausgeschnitten. Dies erfolgt mittels einer Sägevorrichtung 4. Zu diesem Zweck wird zunächst im Baukörper 1 im Radialabstand zur Innenöffnung 2 eine Boh­ rung 9 angelegt, die, wie z.B. Fig. 1 zeigt, parallel zur Innenöffnung 2 oder aber, wie in Fig. 1 gestrichelt angedeu­ tet, unter einem Konuswinkel schräg zur Achse der Innenöff­ nung 2 verläuft, wobei im erstgenannten Fall eine zylindri­ sche Schale 3 und im zweitgenannten Fall eine konische Schale 3 aus dem Baukörper 1 herausgetrennt wird.

Die Sägevorrichtung 4 weist ein endloses Sägeband 5 auf, das um Umlenkräder oder Umlenkrollen 6 und 7 umläuft, von denen mindestens eines von einem (nicht dargestellten) Sägeband­ antrieb angetrieben wird. Das Sägeband 5 ist mit seinem Arbeitstrum 8 durch die zuvor im Baukörper 1 angelegte Boh­ rung 9 hindurchgeführt und zu beiden Seiten aus dieser her­ ausgeführt. Vorzugsweise besteht das Sägeband aus einem end­ losen Sägeseil od.dgl. Bei der in den Fig. 1 und 2 ge­ zeigten Anordnung ist das Rücklauftrum 10 des Sägebandes 5 durch die Innenöffnung 2 des Bauwerks 1 zurückgeführt, die im übrigen von einer Stützhülse 11 oder einem sonstigen Aus­ kleidungselement ausgekleidet ist.

Die Sägevorrichtung 4 mit ihrem Sägeband 5 ist zur Herstel­ lung des kreisförmigen bzw. des umlaufenden Trennschnittes mittels eines Schwenkwerks mit Schwenkantrieb schwenkbar. Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 besteht das Schwenkwerk aus zwei Drehkränzen 12, an denen die Umlenk­ räder 6 und 7 für den Antrieb und die Umlenkung des endlosen Sägebandes 5 gelagert sind. Die beiden Drehkränze 12 sind je­ weils über ein Drehlager 13 an einer Flanschplatte 14 ge­ lagert. Die beiden Flanschplatten 14 sind an der Ober- und Unterseite des Baukörpers 1 an den Enden der Innenöffnung 2 durch Verankerung und/oder Verschraubung am Baukörper 1 fest­ gelegt, derart, daß die Drehkränze 12 eine Drehbewegung um die Mittelachse der Innenöffnung 2 ausführen können. Minde­ stens einer der beiden Drehkränze 12 weist eine Außenverzah­ nung auf, die einen Antriebskranz 15 für einen Schwenkantrieb, vorzugsweise einen elektrischen Schwenkantrieb, bildet. Die beiden Drehkränze 12 sind über eine Kupplungshülse 16 od.dgl. zu einer Schwenkeinheit verbunden. Die Kupplungshülse 16 durchgreift die Innenöffnung 2 und faßt durch Öffnungen der Flanschplatten 14 hindurch. Sie ist mit ihren beiden Enden, z.B. durch Verschraubung, fest an den Drehkränzen 12 ange­ schlossen. Die über die Kupplungshülse 16 zu der Schwenk­ einheit verbundenen Drehkränze 12 bilden demgemäß das Schwenkwerk für das Sägeband 5, dessen Rücklauftrum 10 durch die Kupplungshülse 16 hindurchläuft.

Die das Sägeband 5 zu seinem Rücklauftrum 10 hin umlenkenden Umlenkräder 7 sind an den beiden Drehkränzen 12 jeweils an einem Lagerbock 17 od.dgl. gelagert. Die beiden anderen Um­ lenkräder 6 an den Enden des Arbeitstrums 8 des Sägebandes 5 sind jeweils an einer Haltevorrichtung 18 verstellbar ge­ lagert. Diese besteht aus einem teleskopierbaren Tragarm 19 mit zugeordnetem hydraulischen oder pneumatischen Schwenk­ zylinder 20, der zwischen dem Drehkranz und dem ausfahrbaren Teil des Tragarmes 19 gelenkig eingeschaltet ist, so daß sich durch Ein- und Ausfahren des Tragarmes 19 und durch Verschwen­ kung desselben das zugeordnete Umlenkrad 6 in seinem Radial­ abstand zur Innenöffnung 2 des Bauwerks 1 einstellen läßt. Die Schwenkachse des Tragarmes 19 verläuft parallel zur Drehachse des zugeordneten Umlenkrades 6.

Bei der Sägearbeit wird das Sägeband 5 mit Hilfe des genann­ ten Schwenkwerks und des zugeordneten Schwenkantriebs ge­ schwenkt, so daß sein Arbeitstrum 8 von der Bohrung 9 aus­ gehend den Trennschnitt 3′ um die Achse der Innenöffnung 2 des Bauwerks ausführt und damit die Schale 3 aus dem Verband des Baukörpers 1 herausgeschnitten wird. Das Sägeband 5 führt hierbei eine Schwenkbewegung um sein Rücklauftrum 10 aus. Dabei wird gemäß Fig. 1 eine zylindrische Schale 3 aus dem Baukörper 1 herausgetrennt. Bei unter dem Konuswinkel α ge­ neigter Bohrung 9 wird dagegen eine konische Schale 3 aus dem Verband des Baukörpers 1 herausgeschnitten. Mit Hilfe der Verstellung der Umlenkräder 6 können zylindrische Schalen oder auch konische Schalen mit unterschiedlichen Durchmessern bzw. Konuswinkeln aus dem Verband des Bau­ werks herausgetrennt werden.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 führt die Sägevor­ richtung 4 eine Umlaufbewegung um das Bauwerk 1 bzw. den Betonhohlkörper aus. Die Sägevorrichtung 4 weist hier an der Außenseite des Baukörpers 1 einen aufragenden Mast od. dgl. als Träger 21 für die Umlenkräder 6 und 7 auf, der auf einer den Baukörper 1 umgebenden Schienenführung 22 geführt ist, so daß die gesamte Sägevorrichtung um den Baukörper 1 herumlaufen kann. Das Rücklauftrum 10 des Sägebandes 5 ist hier außerhalb der Innenöfffnung 2 des Baukörpers 1 durch den aufragenden Träger oder Mast 21 hindurchgeführt. Am Fuß des Baukörpers 1 befindet sich im Bodenbereich eine zuvor angelegte Ausnehmung 23, die das untere Umlenkrad 6 des Säge­ bandes aufnimmt. Im übrigen werden auch hier die Umlenkräder 6 zweckmäßig in Radialrichtung verstellbar gelagert, um eine Anpassung an die Lage der Bohrung 19 zu ermöglichen. Das Ge­ rüst bzw. der Träger 21 der Sägevorrichtung ist auch hier mit einem (nicht dargestellten) Schwenkantrieb versehen, der aus einem Laufrollen-Fahrantrieb bestehen kann, so daß die gesamte Sägevorrichtung 4 bei der Sägearbeit die Umlaufbewegung um den Baukörper 1 ausführen kann. Es versteht sich, daß der Träger 21 auch an seinem oberen Kopfende in Schienenführungen od.dgl. geführt werden kann.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Erfin­ dung empfiehlt es sich im übrigen, dem endlosen Sägeband 5 eine Schleifenumlenkung mit Spannvorrichtung zuzuordnen, so daß die Verstellung der Umlenkräder 6 auch ohne gleichzeitige Verstellung der Umlenkräder 7 möglich ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die zu dessen Durchführung vorgesehenen Sägevorrichtungen 4 können zur Herstellung von umlaufenden Trennschnitten auch dann eingesetzt werden, wenn der Baukörper 1 keine in ihm angelegte Innenöffnung 2 auf­ weist. Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 kann dann das Rücklauftrum 10 des Sägebandes durch eine gesondert im Baukörper 1 angelegte, vorzugsweise axiale Bohrung zurück­ geführt werden. Durch radiale Verstellung der Umlenkräder 6 des Sägebandes 5 können bei der Umlaufbewegung der Sägevor­ richtung 4 im Baukörper 1 auch von der Kreisform abweichende umlaufende Schnitte hergestellt werden. Beispielsweise ist es auch möglich, durch Überlagerung der Schwenk- bzw. Umlauf­ bewegung des Sägebandes mit gezielten Stellbewegungen der Umlenkräder 6 auch umlaufende, etwa elliptische Schnitte oder Trennschnitte 3′ auf einer mehreckigen Schnittbahn herzustellen. Die Trennschnitte 3′ lassen sich im übrigen in jeder Raumlage zum Baukörper 1, also beispielsweise auch in Horizontallage, ausführen. Es besteht auch die Möglichkeit, die Umlenkräder 6 am Ende des Arbeitstrums 8 des Sägebandes 4 auf radial verstellbaren Schlitten zu lagern, wobei auch die aus den Teleskoparmen 19 bestehenden Haltevorrichtungen 18 auf einen Schlitten gesetzt werden können.

Claims (18)

1. Verfahren zum Herstellen von Trennschnitten, vorzugsweise umlaufenden Trennschnitten, in Baukörpern, insbesondere in Betonhohlkörpern, wie vor allem in den Kernraum um­ gebenden Betonschalen von Kernreaktoren, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung des Trenn­ schnitts ein um Umlenkräder (6, 7) umlaufendes endloses Sägeband (5) verwendet wird, das mit seinem Arbeitstrum (8) durch eine zuvor angelegte Bohrung im Baukörper (1) hindurch­ geführt und von der Bohrung (9) ausgehend durch eine Schwenkbewegung des Sägebandes (5) über die Schnittbahn des herzustellenden Trenn­ schnittes bewegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schwenkbewegung des Sägebandes (5) eine Stellbewegung der das Arbeitstrum (8) des Sägebandes umlenkenden Umlenkräder (6) überlagert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Rücklauftrum (10) des Säge­ bandes (5) durch eine in der Mitte des auszusägenden Kör­ pers (3) befindliche Innenöffnung (2) des Baukörpers (1) zurückgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Rücklauftrum (8) des Säge­ bandes (5) außerhalb des Baukörpers (1) verläuft, wobei das Sägeband (5) eine geführte Umlaufbewegung um den Bau­ körper (1) ausführt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (9) im Baukörper (1) parallel zur Innenöffnung (2) des Baukörpers angelegt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung eines koni­ schen Trennschnittes die Bohrung (9) im Baukörper (1) unter einem Konuswinkel (α) geneigt angelegt wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem um Um­ lenkräder (6, 7) umlaufenden, angetriebenen endlosen Sägeband (5) mit einem Schwenkwerk besteht, mit dem das Sägeband (11) nebst seinen Umlenkrädern (6, 7) gegenüber dem Baukörper schwenkbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Schwenkwerk von Dreh­ kränzen (12) gebildet ist, die an den Enden der Innen­ öffnung (2) des Bauwerks (1) angeordnet sind, wobei das Sägeband (5) mit seinem Rücklauftrum (8) durch die Innen­ öffnung (2) des Bauwerks (1) und durch die Drehkränze (12) hindurchgeführt ist und die Drehkränze (12) mit Halterungen (17, 19) für die das Sägeband (5) antrei­ benden und umlenkenden Umkehrräder (6, 7) versehen sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Drehkränze (12) an Flanschplatten (14) od.dgl. gelagert sind, die stirn­ seitig am Baukörper (1) befestigt sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9 da­ durch gekennzeichnet, daß die Dreh­ kränze (12) über ein die Innenöffnung (2) des Baukörpers (1) durchgreifendes Kupplungsrohr (16) zu einer Schwenk­ einheit verbunden sind, wobei das Rücklauftrum (10) des Sägebandes (5) durch das Kupplungsrohr (16) hindurch­ geführt ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10 da­ durch gekennzeichnet, daß einer der Drehkränze (12) als z.B. außenverzahnter Antriebs­ kranz ausgebildet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11 , da­ durch gekennzeichnet, daß die Innen­ öffnung (17) durch eine Stützhülse (11) od.dgl. ausge­ kleidet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest das eine der beiden Um­ lenkräder (6), vorzugsweise beide Umlenkräder (6), am Ende des Ar­ beitstrums (8) des Sägebandes (5) an einem verstellbaren Halteorgan gelagert ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das verstellbare Halte­ organ (19) als schwenkbarer und/oder teleskopierbarer Tragarm ausgebildet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Tragarm (19) um eine Schwenkachse schwenkbar ist, die parallel zur Drehachse des Umlenkrades (6) verläuft.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15 dadurch gekennzeichnet, daß der Tragarm (19) mittels eines gegen den Drehkranz (12) abgestützten Schwenkzylinders (20) schwenkbar ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 16, da­ durch gekennzeichnet, daß das Säge­ band (5) um vier Umlenkräder (6, 7) umläuft, wobei die am Ende des Rücklauftrums (8) angeordneten Umlenkräder (7) an Lagerböcken (17) der Drehkränze (12) gelagert sind.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 17, da­ durch gekennzeichnet, daß die Um­ lenkräder (6, 7) an einem aufragenden Träger (21) an­ geordnet sind, der auf einer Gleit- oder Rollenbahn (22) geführt ist und eine geführte Umlaufbewegung um den Baukörper (1) ausführt.