atw 2018-03v6

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atw Vol. 63 (2018) | Issue 3 ı March

Untersuchungen zum Geometrieeinfluss

von Hartmetalllamellen beim Betonfräsen

Simone Müller und Sascha Gentes

Einleitung und Motivation Die Minimierung kontaminierter Abfälle ist bei Rückbauvorhaben im kerntechnischen

Bereich von höchster Priorität. Im Bereich der Gebäudedekontamination ist hierbei eine effiziente Bearbeitung

aller betroffenen Betondecken, -wände und -böden unerlässlich und führt schnell zu einer zu bearbeitenden Fläche von

mehreren tausend Quadratmetern. Die Dekontamination erfolgt überwiegend durch den Einsatz von Fräsen, z.B.

Bodenfräsen, die ursprünglich für die Bearbeitung von Estrichen und niederfesten Betonen ausgelegt sind. Bei der

Bearbeitung normalfester Betone, wie sie in Kernkraftwerken üblicherweise verbaut sind, verringert sich die Standzeit

gegenüber Estrichen aufgrund der höheren Betonfestigkeiten jedoch drastisch. Daraus ergibt sich, neben vermehrten

Rüstzeiten zum Werkzeugwechsel und einem daraus resultierenden Kontaktrisiko der Mitarbeiter zu kontaminiertem

Werkzeug, auch ein erhöhtes Aufkommen an Sekundärabfall durch den vermehrten Anfall von verschlissenen

Fräslamellen.

Das vom Bundesministerium für Wirtschaft

und Energie (BMWi) geförderte

Forschungsprojekt „Entwicklung und

Optimierung eines Schlagwerkzeugs

zum Abtrag von (kontaminierten)

Beton oberflächen“ (EOS, Förderkennzeichen:

KF2286004LL3) nimmt sich

dieser Aufgabenstellung mit dem Ziel

eines effizienteren Betonabtrags durch

eine Weiterentwicklung der Fräslamellen

an. Ein schnellerer Betonabtrag

führt unweigerlich auch zu

geringerem Personaleinsatz. Die effizientere

Dekontamination gewinnt

daher, vor dem Hintergrund der

zunehmenden Anzahl von Rückbauprojekten

im kerntechnischen Bereich,

an ökonomischer und sicherheitstechnischer

Relevanz. Im Rahmen des

Forschungsprojektes arbeiten als

Kooperationspartner das Karlsruher

Institut für Technologie (KIT) und

die Contec Maschinenbau & Entwicklungstechnik

GmbH (Alsdorf/Sieg)

zusammen.

Methodik und

Vorgehensweise

Am Institut für Technologie und

Management im Baubetrieb (TMB) des

KIT, Abteilung Rückbau konventioneller

und kerntechnischer Bauwerke,

wurde zur Erprobung verschiedener

Fräslamellengeometrien

ein Versuchstand konzipiert. Mit

diesem können, bei definiertem

Fräsen vorschub, -drehzahl und Zustellung,

gezielt verschiedene Belastungswege

der Fräslamelle nachgebildet

werden. Im Anschluss kann

der an der Lamelle aufgetretene Verschleiß

gemessen werden.

| | Abb. 1.

Bodenfräse CT320 des Herstellers Contec GmbH

zur Führung der Verfahreinheit der

Fräse angebracht sind (Abb. 2). Der

Grundkörper, eine handelsübliche

Betonfräse, wie in Abbildung 1

dargestellt, ist über eine Zustelleinheit

mit einem Verfahrschlitten verbunden.

Dieser Schlitten läuft auf den

horizontalen Schienen, siehe Abbildung

2. Im Gehäuse der Betonfräse

befindet sich die Werkzeugtrommel

mit den Achsen, auf denen die Fräslamellen

gelagert sind. Auf dem

Boden des Versuchsstandes lassen

sich darüber hinaus auch unterschiedliche

Betonproben befestigen (Abbildung

3).

| | Abb. 2.

Versuchsstand

Aufbau der Fräslamellen

und das Fräsverfahren

Die Fräslamellen sind fliegend auf

den Achsen der Werkzeugtrommel

gelagert. Der Aufbau der Werkzeugtrommel

und der Fräslamellen ist in

Abbildung 4 dargestellt. Die Außengeometrie

ist bei handelsüblichen

Lamellen sternförmig.

Je nach Maschinengröße und

Hersteller besitzt eine Lamelle fünf

bis zwölf Spitzen. An den Sternspitzen

ist ein Hartmetallstift eingelassen, der

die Materialabnutzung verringert

(siehe Abbildung 4 rechts). Die

Innen geometrie der Achsenlagerung

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DECOMMISSIONING AND WASTE MANAGEMENT

Versuchsstand

Der eingesetzte Versuchsstand besteht

aus einem symmetrischen Außengerüst,

an dem horizontale Schienen

| | Abb. 3.

links: Fräslamelle in Fräse; rechts: Frässpuren

Decommissioning and Waste Management

Studies on the Geometric Influence on Hard Metal Shavers During Concrete Shaving ı Simone Müller and Sascha Gentes

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