DE10111305A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Aufbereitung von Aushub - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zur Aufbereitung von AushubInfo
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Abstract
Eine zur Aufbereitung von mineralischem Material, insbesondere Bodenaushub, geeignete Einrichtung weist zwei gegenläufig rotierende Walzen auf, an denen jeweils mehrere Elemente angeordnet sind, die der Förderung und Zerkleinerung des Materials dienen, falls dieses eine zu große Körnung aufweist. Zur Zerkleinerung von insbesondere spröden und grobkörnigen Bestandteilen des mineralischen Materials dienen Elemente, die dazu eingerichtet sind, auf Partikelgrößen oberhalb einer Mindestgröße Kerbwirkung auszuüben. Die Zerkleinerung mittels Kerbwirkung erweist sich als energiesparend und maschinenschonend. Die Kerbwirkung ausübenden Elemente können auch Holz (Baumstümpfe) zerkleinern.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Ver
fahren zum Aufbereiten von Aushub, insbesondere Bodenaus
hub.
Beim Ausheben von Gruben oder Gräben in der Erde oder
in Gestein sowie beim Abriss von Hoch- oder Tiefbauten,
fällt Material an, das in der vorliegenden Form keiner un
mittelbaren Verwendung zuführbar ist. Es muss deshalb meist
abtransportiert und an anderer Stelle aufbereitet oder be
seitigt werden.
Die Beschaffenheit von Boden- oder Gesteinsaushub und
Abbruchmaterial ist von Fall zu Fall sehr unterschiedlich.
Fällt Bodenaushub an, kann dieser in einigen Fällen bindig
sein, d. h. sehr große Lehm- und Tonanteile enthalten. Je
nach Feuchtigkeitsgehalt ist derartiger Aushub zäh, klebrig
oder plastisch bildbar. Sandiger Aushub hingegen ist weni
ger zäh und kaum klebrig. Unabhängig davon kann der Aushub
kleine oder größere Gesteinsbrocken, Schollen eines Fahr
bahnbelags, wie bspw. Bitumen oder Beton, Felsbrocken, Be
tonklötze, Baumwurzeln, Baumstümpfe oder dgl. enthalten.
Solcher Aushub kann in der Regel nicht am Ort wieder einge
baut werden, sondern muss entsorgt werden.
Bei der Materialgewinnung- und Rohstoff kann es eben
falls maßgeblich darauf ankommen, das gewonnene (ausgehobe
ne) Material vor der weiteren Verwendung zunächst aufzube
reiten. Zum Beispiel kann es erforderlich sein, Gestein,
das mit bindigem Material vermischt sein kann, so aufzube
reiten, dass eine Maximalkorngröße nicht überschritten
wird. Dazu ist in der Regel zunächst eine Trennung von bin
digem Material und Gesteinsbestandteilen erforderlich. Nach
Zerkleinerung des Gesteins kann dieses dann wieder mit den
Lehm- und Tonbestandsteilen vermischt werden.
Außerdem kann es zur Abfallaufbereitung, bspw. im Gie
ßereibetrieb, erforderlich werden, Schlacken, in Metall
gefäßen erstarrte Schlacken, verglaste Gießereisande oder
ähnliche Abfälle zu zerkleinern und ggfs. nach Bestandtei
len zu trennen.
In allen genannten Fällen ist eine Aufbereitungsein
richtung erforderlich, die die genannten Materialien ver
arbeiten kann und auf diese Materialien hinsichtlich Korn
größe des aufgegebenen Materials und dessen Festigkeit ein
gerichtet ist. Werden diese Bedingungen nicht eingehalten,
stoßen bekannte Aufbereitungseinrichtungen an Grenzen.
Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine
Vorrichtung zur Materialaufbereitung zu schaffen, die viel
seitig verwendbar ist.
Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung nach Anspruch
1 bzw. einem entsprechenden Verfahren gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht die Zer
kleinerung und den Aufschluss von sehr vielen Materialien
einschließlich mineralischem Material, Bodenaushub, Schla
cken, in Metallgefäßen erstarrte Schlacken (bei der Zer
kleinerung trennen sich Metall und Schlacke), Müll, Roh
stoffen (Salz), Holz, Reststoffen usw. Insbesondere sind
Stoffgemische verarbeitbar, die sowohl sprödes als auch
klebriges, plastisches (bindiges) Material enthalten. Die
Vorrichtung stellt zugleich sicher, dass in dem Material
vorhandene grobkörnigere Bestandteile wie Steine, Felsbro
cken, Betonblöcke oder auch Baumstümpfe in einem Zerkleine
rungsgang so weit zerkleinert werden, dass ihre Korngröße
ein gewünschtes Maximalmaß nicht übersteigt. Das Maximalmaß
kann entsprechend der Ausführung der Vorrichtung auf bspw.
60 mm oder auch auf andere Maße festgelegt werden.
Mit der Vorrichtung lässt sich auch gesteinshaltiger
Bodenaushub ohne vorherige Materialtrennung aufbereiten.
Das so aufbereitete Material kann z. B. an Ort und Stelle
wieder eingebaut werden. Enthaltene Steine sind zerkleinert
und mit bindigem Bodenanteilen vermischt. Die Aufbereitung
von mit bindigem Material vermischtem Gestein ohne vorheri
ge Separierung mit dem erfindungsgemäßen Kerb-Brechwerk hat
den wesentlichen Vorteil, dass das aufbereitete Material
ohne Zugabe von Bindemittel zur Herstellung eines tragfähi
gen Unterbaus genutzt werden kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Aufgabe
einrichtung zur Aufgabe von Material auf, das aufzubereiten
ist. Die Aufgabeeinrichtung wird bspw. durch einen Trichter
oder eine Wanne oder einen anderweitigen oben offenen Be
hälter gebildet, an dessen Unterseite eine zu dem Kerb-
Brechwerk führende Öffnung vorgesehen ist. Das Kerb-Brech
werk weist wenigstens zwei gegenläufig drehend angetriebene
Wellen auf, an denen voneinander beabstandete Keilelemente
angeordnet sind. Diese sind mit Wirkflächen versehen, die
mit größeren Gegenständen, wie Steinen, die in dem aufzube
reitenden Material enthalten sein können, zunächst ledig
lich punkt- oder linienförmig in Berührung kommen und da
durch eine Kerbwirkung ausüben. An die Wirkflächen schlie
ßen sich Keilflächen an, die miteinander einen spitzen Win
kel einschließen und bei Drehung der Wellen das Material
aufsprengen, in das sie eindringen.
Dazu sind zumindest einige Keilelemente so orientiert,
dass sie mit ihren Wirkflächen (Spitzen) in Bezug auf die
Wellen im Wesentlichen in Umfangsrichtung weisen. Dies be
deutet, dass die Keilelemente mit ihren Spitzen aufeinander
zu weisen, wenn sie sich oberhalb der Wellen, an der der
Aufgabeeinrichtung zugewandten Seite befinden. Dies hat zur
Folge, dass gröbere Bestandteile des aufzubereitenden Mate
rials kurzzeitig zwischen den gegenläufig bewegten Spitzen
(Wirkflächen) der Keilelemente eingeklemmt werden, wobei
die größeren spröden Brocken dann wegen der lediglich
punktuellen Krafteinleitung und der Kerbwirkung aufbrechen.
Es wird die Spaltwirkung der Keilelemente genutzt. Weitere
Keilelemente können anders orientiert sein.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zerkleinert in dem
aufzubereitenden Material enthaltene Grobbestandteile.
Grobbestandteile sind solche Teile, deren Korngröße größer
ist als die im aufbereitenden Material gewünschte Maximal
korngröße. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein
ausschließlich flächiger Kontakt zwischen bewegten Teilen
der Vorrichtung und Grobbestandteilen vermieden. Dies, in
dem die Keilelemente so weit von der Welle und allen ande
ren mit den Wellen bewegten Elementen weg ragen, dass eine
Kugel, deren Durchmesser größer ist als der Maximaldurch
messer des gewünschten Endkorns, nur von den Wirkflächen
der Keilelemente berührt wird. Damit treten nur spitze Ele
mente mit den Grobbestandteilen in Wechselwirkung. Alle
stumpfen Flächen und Elemente sind gegen die spitzen Ele
mente zurückgesetzt. Dies bedeutet letztendlich, dass zwi
schen den Keilelementen der Wellen ein Aufnahmeraum vor
gesehen ist, in den keine sonstigen Teile der Wellen hin
einragen und der größer ist als die genannte Kugel. Dies
ermöglicht es, dass Grobbestandteile des Materials so weit
zwischen die Wellen fallen können, dass die entsprechenden
Brocken von den Spitzen der Keilelemente erfasst und ge
spalten werden können. Um dies zu erreichen, sind die Keil
elemente jeweils an Radialvorsprüngen gehalten, die sich
von den Wellen weg erstrecken.
Einige Keilelemente können so angeordnet sein, dass
sie auf eine Fläche (gegenüberliegende Welle) weisen. Hier
zwischen geratene Brocken werden durch Kerbwirkung nur ei
nes Keilelements gespalten.
Zwischen den in einer gemeinsamen Ebene sich bewegen
den Keilelementen sind Freiräume vorgesehen. Diese Bauform
gestattet zugleich, dass feinere Bestandteile des aufzube
reitenden Materials, d. h. Bestandteile deren Korngröße die
Maximalkorngröße unterschreitet, im Wesentlichen ungehin
dert zwischen den Wellen hindurch gefördert und nicht zer
kleinert werden. Dies spart Antriebsenergie und vermindert
den Werkzeugverschleiß.
Prinzipiell ist es möglich, dem durch die beiden Wel
len und den an ihnen befestigten Keilelementen gebildeten
Kerb-Brechwerk das Material durch eine Fördereinrichtung
mit Fremdkraft zuzuführen. Es wird jedoch als vorteilhaft
angesehen, das Material lediglich unter der Wirkung seines
Eigengewichts von den Keilelementen erfassen zu lassen. Die
Wellen des Kerb-Brechwerks können horizontal angeordnet
werden. Alternativ können sie geneigt oder vertikal ange
ordnet werden. Bei nicht horizontaler Anordnung kann es
zweckmäßig sein, den Axialabstand der Keilelemente an einer
tieferen Position enger festzulegen, als an einer höheren
Position. Die Keilelemente können auf einer Schraubenlinie
versetzt angeordnet werden, um bindige Bestandteile nach
unten zu fördern. Dazu können auch an den Wellen befestigte
Flossen oder Schaufeln dienen. Bindiges Material wird durch
die gegenläufige Drehbewegung der beiden Wellen ohne Weite
res zwischen diesen hindurch gefördert. Sind Einzelbestand
teile des aufzubereitenden Materials jedoch zu groß, um
unmittelbar von den Keilelementen in die gewünschten klei
neren Korngrößen überführt zu werden, können solche Be
standteile zunächst auf den Wellen und ihren Keilelementen
liegenbleiben, ohne das Kerb-Brechwerk zu verstopfen oder
zu verklemmen. Die Steine oder Felsbrocken werden dem Kerb-
Brechwerk z. B. lediglich mit ihrem eigenen Gewicht zuge
führt und können deshalb auch nach oben ausweichen oder von
den Keilelementen mehrmals abgewiesen werden, bis sie
letztlich mit einem geeigneten Abschnitt zwischen die Keil
elemente geraten und die Zerkleinerung beginnt. Dies wird
durch die Anordnung der Keilelemente auf einer Schraubenli
nie gefördert.
Bedarfsweise kann über dem Kerb-Brechwerk auch eine
Nachdrückeinrichtung z. B. in Form eines schweren Deckels
vorgesehen sein. Diese verhindert, dass einzelne große Bro
cken dem Kerb-Brechwerk immer wieder nach oben ausweichen.
Die erfindungsgemäße Aufbereitungseinrichtung kann als
Granuliereinrichtung genutzt werden. Dazu kann unter dem
Kerb-Brechwerk (das eine Spalteinrichtung ist) ein will
kürlich zu betätigender Verschluss z. B. in Form zweier
schwenkbar gelagerter Klappen vorgesehen werden. Die Klap
pen sind dabei vorzugsweise so geformt, dass unter dem
Kerb-Brechwerk kein Totraum entsteht. Dadurch wird das in
dem Kerb-Brechwerk befindliche Material nicht nach einem
Durchlauf entlassen sondern bleibt in diesem der Wirkung
der Keilelemente ausgesetzt. Sind alle Bestandteile des
Materialgemischs so weit aufgespalten, dass sie kleiner
sind als der kleinste Meißel-Meißel-Abstand und der klein
ste Abstand zwischen sonstigen gegeneinander bewegten Ele
menten, tritt keine weitere Zerkleinerung ein und das Mate
rial kann durch Öffnen der Klappen aus dem Kerb-Brechwerk
entlassen werden.
Die Wellen und die mit ihnen verbundenen Teile sind
auf einen Abstand zueinander eingestellt, der sicherstellt,
dass feinere Bestandteile des Materials nicht mehr weiter
zerkleinert werden. Dies insbesondere deshalb, weil zwi
schen den Wellen keine Quetschbereiche vorhanden sind, in
denen sich größere Ansammlungen feineren Materials bilden
könnten, das dann noch weiter zerkleinert wird. Außerdem
üben die gegenläufig rotierenden Wellen eine sehr starke
Förderwirkung aus, was ebenfalls der Ausbildung von Mate
rialansammlungen selbst dann entgegenwirkt, wenn das Mate
rial einen höheren Tonanteil aufweist und feucht ist.
Die Aufbereitungseinrichtung kann zusätzlich zu dem
Kerb-Brechwerk eine Dispenservorrichtung aufweisen, die
dazu eingerichtet ist, Zuschlagstoff in das Materialgemisch
abzugeben. Die Dispenservorrichtung ist vorzugsweise in
unmittelbarer Nähe des Kerb-Brechwerks so angeordnet, dass
sie den Zuschlagstoff kontinuierlich in den Materialstrom
einführt. Dies ergibt eine weitgehend gleichmäßige
Zuschlagstoff-Verteilung. Die Dispenservorrichtung weist
eine Zuschlagstoff-Fördereinrichtung auf, die an entspre
chende Dispenser (Düsen) angeschlossen ist. Die Düsen sind
z. B. an einem unter dem Brechwerk angeordneten Balken oder
über dem Brechwerk vorgesehen. Zuschlagstoffe könne Flüs
sigkeiten oder auch pulverige Materialien, z. B. Branntkalk,
sein.
Auf jeder Welle können mehrere Kerb- oder Keilelemente
vorgesehen sein. Bspw. sind diese in Gruppen angeordnet,
die axial voneinander beabstandet sind, wobei die Keilele
mente jeder Gruppe, bspw. in einer Ebene angeordnet sind
und mit ihren Wirkflächen (Spitzen) einen Kreis definieren.
Die Kreise bezeichnen letztendlich den Spitzen- oder
Wirkflächendurchmesser der Keilelementegruppe. An einer
Welle können Gruppen mit verschiedenen Durchmessern vor
gesehen sein, die voneinander beabstandet sind. Bevorzugt
wird eine Anordnung, bei der die Gruppen mit kleinerem
Spitzendurchmesser benachbarter Wellen miteinander verzahnt
laufen, während die Gruppen mit größerem Spitzendurchmesser
an der gegenüberliegenden Welle keinen Gegenpart haben,
sondern in entsprechenden Lücken laufen. Dies führt dazu,
dass besonders große Brocken letztendlich nur von wenigen
Keilelementen, bspw. drei Keilelementen der Gruppen mit
großem Spitzendurchmesser aufgenommen werden, die auch axi
al voneinander beabstandet sein können, so dass die von den
Keilelementen aufgebrachte Kraft an lediglich zwei oder
drei Krafteinleitungspunkten auf den zu zerkleinernden Bro
cken konzentriert wird. Damit lässt sich mit relativ gerin
gen Antriebsdrehmomenten und Antriebsleistungen eine sehr
hohe Kerb- und Sprengwirkung auch an großen Brocken erzie
len. Es können letztendlich Gesteinsbrocken aus mittelhar
tem und hartem Gestein ohne Schwierigkeiten zerkleinert
werden.
Die Keilelemente sind vorzugsweise lösbar mit den Wel
len verbunden. Damit sind die Keilelemente bedarfsweise
auswechselbar. Sind sie verschlissen, kann die Vorrichtung
in kurzer Zeit lediglich durch Einsatz neuer Keilelemente
wieder betriebsbereit gemacht werden. Die Keilelemente sind
vorzugsweise aus Hartmetall oder einem vergleichbaren Werk
stoff hergestellt. Sie sind vorzugsweise kegelförmig, wobei
der Kegel gestuft sein kann. Dies bedeutet, dass der Kegel
winkel unmittelbar im Anschluss an die Spitze etwas größer
ist, wobei der Kegel dann in einigem Abstand von der Spitze
schlanker wird. Alternativ können die Keilelemente kegel
stumpfförmig, evtl. mit abgerundeter Spitze ausgebildet
sein. Weitere Alternativen sind die Ausbildung der Keile
als Flachkeile mit schneidenförmiger Spitze oder als Pyra
miden. Sind die Keilelemente pyramidenförmig ausgebildet,
können die Kanten und die Spitze abgerundet sein. Ebenso
ist es möglich, die Pyramide gestuft auszubilden, so dass
an der Spitze ein etwas größerer und im Anschluss daran ein
etwas geringerer Keilwinkel zwischen den entsprechenden
Flanken des Keilelements ausgebildet ist.
Zwischen den Keilelementen können Schaufelelemente
vorgesehen sein, die als gerade oder gekrümmte Platten aus
gebildet sind und sich im Wesentlichen radial von der Welle
weg erstrecken. Die Schaufelelemente dienen zur Förderung
tonhaltigen Materials, insbesondere wenn dieses einen
Feuchtegehalt aufweist, der es sehr klebrig macht.
Die Keilelemente sind vorzugsweise so angeordnet, dass
wenigstens einige von ihnen die Schaufelelemente in Radial
richtung überragen. Dies bedeutet, dass ihre Wirkflächen
(Spitzen) einen größeren Durchmesser festlegen als die
Schaufelelemente. Dadurch wird es möglich, dass Grob
bestandteile wie Baumstümpfe, Gesteinsbrocken oder große
Steine nur von den Keilelementen, nicht aber von den Schau
felelementen erfasst werden.
Die Keilelemente sind mit den Wellen vorzugsweise
starr (wenn auch lösbar) verbunden. Eine Ausweichbewegung
können sie bei dieser bevorzugten Ausführungsform nicht
ausführen. Dies bedeutet, dass in jedem Fall das zu zer
kleinernde Material nachgeben muss, so dass die Zerkleine
rung tatsächlich stattfindet. Um einen Überlastschutz si
cherzustellen, kann die Antriebseinrichtung eine Überlast
sicherung enthalten und bei Überschreiten eines Maximal
drehmoments ihre Drehrichtung umkehren. Dies ist mit hyd
raulischen Antriebseinrichtungen zu realisieren. Durch die
Drehrichtungsumkehr wird das zu zerkleinernde Gut zunächst
anders orientiert, so dass die Keilelemente bei erneuter
Umkehr der Bewegungsrichtung das Material an anderen Stel
len treffen. Es wird in der Regel dann sofort zerkleinert,
auch wenn vorher eine vollständige Blockierung der Drehbe
wegung der Wellen bestanden hat.
Die Drehrichtungsumkehr (Reversierung) kann sowohl
ausschließlich lastabhängig, als auch zusätzlich von Zeit
zu Zeit erfolgen, insbesondere um auf dem Kerb-Brechwerk
liegendes Material aufzulockern.
Die Antriebseinrichtung ist darüber hinaus vorzugs
weise so beschaffen, dass die Keilelemente eine Umfangs
geschwindigkeit haben, die geringer als 3,5 m/s ist. Bei
einer Ausführungsform für sehr grobes Material (z. B.
<400 mm) beträgt die Geschwindigkeit der schnellsten, d. h.
auf größtem Durchmesser gehaltenen Keilelemente weniger als
1,5 m/s, z. B. lediglich 95 cm/s oder weniger. Bei einer
derart geringen Geschwindigkeit treffen die Keilelemente
nicht schlagend oder stoßend auf den Steinen auf, sondern
legen sich an diese an und üben sofort eine Kerbwirkung auf
diese aus.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn an den Rückseiten
der Wellen (die der jeweils anderen Welle abgewandt sind)
Abstreifelemente vorgesehen sind, die gegen die Horizontale
geneigt sind und deren Oberseite etwas oberhalb der Dreh
achsen der Wellen angeordnet sind. Diese Abstreif- und Ab
weiselemente ermöglichen, dass Gesteinsbrocken oder andere
große Gegenstände, die sich auf dem Kerb-Brechwerk befin
den, beim Reversieren der Antriebseinrichtung nicht in dem
Kerb-Brechwerk oder zwischen dem Mahlwerk und einer Wand
der Aufgabeeinrichtung eingeklemmt werden. Vielmehr werden
die Brocken seitlich schräg nach oben von dem Kerb-Brech
werk weggeschoben bzw. zerkleinert.
Es wird insbesondere als vorteilhaft angesehen, einige
Keilelemente, insbesondere auf einem großen Radius angeord
nete (äußere) Keilelemente mit einem z. B. pneumatischen
Schlagwerk zu verbinden oder zu versehen. Dadurch können
die Keilelemente, wenn sie Widerstand haben, eine Schlagbe
wegung in ihrer Längsrichtung ausführen. Die auf den Stein
übertragene Schlagenergie erhöht die Kerbwirkung und ver
bessert die Zerkleinerung. Damit lassen sich auch sehr gro
ße Steine aufbereiten.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung
gehört zu der Aufbereitungseinrichtung eine Trenneinrich
tung z. B. in Form eines Rollenrostes. Die Trenneinrichtung
ist z. B. unter dem Kerb-Brechwerk angeordnet und kann dazu
verwendet werden, aus dem Materialgemisch Steine oder sons
tige Gegenstände auszusondern, deren Größe eine Maximal
größe übersteigt.
Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen
der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung, der nachfol
genden Beschreibung oder Unteransprüchen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Er
findung veranschaulicht. Es zeigen:
Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer absolut
schematisierten Darstellung,
Fig. 2 ein Spaltwerk der Vorrichtung nach Fig. 1, in
ausschnittsweiser perspektivischer Darstellung,
Fig. 3 das Spaltwerk nach Fig. 2, in einer schemati
sierten Draufsicht,
Fig. 4 das Spaltwerk nach Fig. 3, geschnitten entlang
der Linie IV-IV in einer vereinfachten Darstel
lung,
Fig. 5 das Spaltwerk nach Fig. 3, geschnitten entlang
der Linie V-V in einer vereinfachten Darstellung,
Fig. 6 das Spaltwerk nach Fig. 3, in einer vereinfach
ten Draufsicht,
Fig. 7 ein Keilelement der Vorrichtung nach den Fig.
1 bis 6,
Fig. 8 die Einwirkung von Keilelementen auf einen Stein,
Fig. 9 das Spaltwerk nach Fig. 2, mit einem Brechbalken
und einer Dispensereinrichtung für Zuschlagstoff,
Fig. 10 eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung
mit einem Spaltwerk als Mischeinrichtung,
Fig. 11 die Kombination des Spaltwerks mit einer Trenn
einrichtung in Form eines Scheibenseparators, in
schematisierter Ansicht,
Fig. 12 die Anordnung nach Fig. 12, in einer Draufsicht,
Fig. 13 ein Scheibenelement des Scheibenseparators nach
Fig. 11 und 12, in perspektivischer Ansicht,
Fig. 14 eine Aufbereitungseinrichtung mit Spaltwerk und
Separator in einer ersten Ausführungsform, in
schematisierter Darstellung und
Fig. 15 eine Aufbereitungseinrichtung mit Spaltwerk und
Separator in einer zweiten Ausführungsform, in
schematisierter Darstellung.
In Fig. 1 ist eine Vorrichtung 1 zur Aufbereitung von
Bodenaushub 2 oder anderem, wenigstens teilweise minerali
schem Material veranschaulicht. Die Vorrichtung 1 weist ein
Gehäuse 3 auf, dessen oberer Teil als flache, oben offene
Wanne 4 ausgebildet ist. Diese Wanne 4 bildet eine Aufgabe
einrichtung, die mit dem aufzubereitenden Material 2 zu
befüllen ist. Mit anderen Worten, auf die Wanne 4 wird das
Material 2, bspw. mit einem Bagger oder einem Förderband,
aufgegeben.
In dem Gehäuse 3 ist ein Kerb-Brechwerk 5 (Spaltwerk)
untergebracht, dass von einer lediglich schematisch ver
anschaulichten Antriebseinrichtung 6, bspw. einem Diesel
motor angetrieben ist. Das Kerb-Brechwerk 5 ist in einem
Durchgang 7 angeordnet, der sich von einer Bodenöffnung 8
der Wanne 4 bis zu einer Ausgabeöffnung 9 erstreckt, unter
der eine Bandfördereinrichtung 11 angeordnet ist. Die Band
fördereinrichtung dient zur Abführung aufbereiteten Materi
als 12.
Das Kerb-Brechwerk 5 ist in Fig. 2 näher veranschau
licht. Es weist zwei Wellen 14, 15 auf, die um Drehachsen
16, 17 drehbar gelagert und von der Antriebseinrichtung 6
gegensinnig angetrieben sind. Letzteres ist durch Pfeile
18, 19 veranschaulicht.
Die Wellen 14, 15 sind in einem Abstand zueinander
angeordnet, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel unge
fähr dem Wellendurchmesser entspricht oder etwas größer ist
als dieser.
An den Wellen 14, 15 sind Halter 21 angeordnet, die
sich im Wesentlichen radial von den Wellen 14, 15 weg er
strecken. Die Halter 21 weisen an ihrer Außenseite eine
Aufnahme 22 für jeweils ein Keilelement 23 auf. Die Auf
nahmen 22 sind bspw. hohlzylindrisch ausgebildet und fassen
einen zylindrischen Schaft 24, des in Fig. 7 gesondert
veranschaulichten Keilelements 23. Dieses ist bspw. kegel
förmig ausgebildet und weist, wie Fig. 7 veranschaulicht,
eine spitz auslaufende oder abgerundete Spitze 25 auf. Von
der Spitze 25 geht eine kegelförmige Mantelfläche 26 aus,
die, wie dargestellt, als gerader Kreiskegel oder, wie in
Fig. 7 mit gestrichelter Linie 27 angedeutet ist, auch als
bogenförmiger Kegel ausgebildet sein kann. Zumindest die
Spitze 25 und evtl. noch die Mantelfläche 26 bilden einen
Wirkfläche, mit der das Keilelement 23 bei Erstberührung
mit einem Steinbrocken oder einem anderen zu zerkleinernden
Gegenstand punktuell in Berührung kommt. Es schließt sich
eine schlankere Mantelfläche 28 an, die die Flanke des
Keilelements 23 bildet und das Material des zu zerkleinern
den Brockens, bezogen auf die drehende Welle 14, 15, in
Radialrichtung nach innen und außen spaltet. Im Gegensatz
zu Zerkleinerungseinrichtungen, wie Schreddern und dgl.,
bewirken die Keilelemente 23 der erfindungsgemäßen Vorrich
tung 1 somit durch die in Umfangsrichtung weisenden Keil
elemente 23 eine Aufspaltung des Materials durch Kerb- und
Keilwirkung, wobei die an den Flanken der Keilelemente 23
entstehenden Kräfte, bezogen auf die Wellen 14, 15, weit
gehend radial orientiert sind.
Wie schon Fig. 2 erkennen lässt, sind die Keilelemen
te 23 an den Wellen 14, 15 in Gruppen 31, 32, 33 angeord
net. Zur Verdeutlichung wird auf Fig. 3 verwiesen, in der
die Umrisse der Gruppen 31, 32, 33 gestrichelt veranschau
licht sind. Die Gruppen 32 beinhalten jeweils drei Keil
elemente 23 - bedarfsweise können jedoch auch mehr oder
weniger Keilelemente 23 in jeder Gruppe 31, 32, 33 vorgese
hen sein. In den Gruppen 31, 33 sind z. B. jeweils sechs
Keilelemente 23 vorgesehen. Die Anzahl von drei Keilelemen
ten 23 wird jedoch als vorteilhaft angesehen, weil sich die
gewünschten großen Abstände zwischen den Keilelementen 23
ergeben. Die Keilelemente der Gruppe 31 sind relativ nahe
an den Wellen 14, 15 angeordnet, d. h. ihre Halter 21 sind
relativ kurz. Die Spitzen 25 dieser Keilelemente 23 sind
auf die jeweils gegenüberliegende Welle 14, 15 gerichtet.
Im Vergleich dazu sind die Halter 21 der Keilelemente 23
der Gruppe 32 relativ lang. Die Halter 21 der Gruppe 33
sind dagegen wiederum relativ kurz. Damit liegen die Spit
zen 25 der Keilelemente 23 der Gruppe 32 einen relativ gro
ßen Kreis fest. Dieser ist so groß, dass zwischen den Spit
zen 25 dieser Gruppe 32 und der jeweils gegenüberliegenden
Welle (15) nur ein relativ geringer Spalt 34 verbleibt. Die
Spitzen 25 der Gruppe 32 sind vorzugsweise in einer Ebene
oder in einem schmalen scheibenförmigen Bereich angeordnet,
auf dem die Drehachse 16 senkrecht steht. Der Gruppe 32
gegenüberliegend, d. h. in gleicher Ebene, ist auf der Welle
15 vorzugsweise kein Keilelement angeordnet. Die Keilele
mente der Gruppe 32 sind etwa tangential orientiert, um
große Steine zwischeneinander aufnehmen zu können. Dies
auch über eine axiale Distanz, was durch vorhandene Frei
räume zwischen den Keilelementen 23 ermöglicht wird.
Die Gruppen 31, 33 weisen einen geringeren Außendurch
messer auf, d. h. die Spitzen 25 ihrer Keilelemente 23 lie
gen auf einem etwas kleineren Kreis. Auf der gegenüberlie
genden Welle 15 ist auf gleicher axialer Höhe (in gleicher
Ebene) eine Gruppe 31 von Keilelementen 23 angeordnet, die
im Wesentlichen den gleichen Durchmesser aufweist. Die
Durchmesser der Gruppen 31 sind so bemessen, dass diese
überlappen. Gleiches gilt für die Gruppen 33, wie sowohl in
Fig. 3 mit einem kreuzweise schraffierten Bereich 35, als
auch gesondert in Fig. 4 veranschaulicht ist. Dieser Be
reich 35 bildet einen inneren Zerkleinerungsbereich, der in
Fig. 4 gestrichelt angedeutet ist. In diesem Bereich über
schneiden die Flugkreise der spitzen 25 der Keilelemente 23
einander. Die Wellen 14, 15 sind von der Antriebseinrich
tung 6 mit gleicher Drehzahl gegensinnig phasenstarr an
getrieben, so dass die Keilelemente 23 der beiden Gruppen
33 jeweils in die Lücken zwischen den Keilelementen der
anderen Welle greifen. Die Keilelemente 23 berühren ein
ander dadurch nicht, obwohl sie beide durch den Bereich 35
laufen.
Zwischen den Keilelementen 23 können, wie Fig. 2 ver
anschaulicht, Schaufelelemente 36 vorgesehen sein, die
durch im Wesentlichen radial orientierte gerade Platten
gebildet sind. Die Schaufelelemente 36 sind vorzugsweise
zwischen den Keilelementen 23 der Gruppe 32 angeordnet,
wobei sie in Radialrichtung weiter innen angeordnet sind,
als die Keilelemente 23. Die Außenumfangsfläche jedes
Schaufelelements 36 weist einen geringeren Radius zu der
Drehachse 16 auf, als der Abstand zwischen der Spitze 25
und der Drehachse 16.
Damit ist, wie insbesondere aus Fig. 5 ersichtlich
wird, zwischen den aufeinander zuweisenden Keilelementen 23
zweier axial gegeneinander versetzter Gruppen 32 ein großer
Aufnahmeraum 37 geschaffen, in den zu zerkleinernde Körper,
wie Steine 38 oder dgl., vordringen können. Wie aus Fig. 5
ersichtlich wird, erstreckt sich der freie Aufnahmeraum 37
zumindest bis zu einer Höhe 39, die durch die Durchmesser
der kleineren Gruppen 31, 33 bestimmt ist und teilweise bis
zu einer Höhe 41, die durch die Oberseiten der Wellen 14,
15 bestimmt ist. Der Aufnahmeraum 37 kann sich auch noch
zwischen die Wellen 14, 15 erstrecken.
Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich wird, bilden
jeweils drei Gruppen 31, 32, 33 auf jeder Welle 14, 15 eine
Einheit, wobei zwischen solchen aus drei Gruppen gebildeten
Einheiten jeweils eine Lücke 42 verbleibt, in die die Mei
sel einer Gruppe 32 einer gegenüberliegenden Gruppierung
der anderen Welle greift. In diese Lücken greifen Abstreif
elemente 43, die als entsprechend geformte Schaufeln oder
Stege ortsfest gelagert und oberhalb der Drehachsen 16, 17
angeordnet sind. Diese Abstreifelemente 43 haben eine Dop
pelfunktion. Zum einen dienen sie dazu, bindiges Material
von den Wellen 14, 15 abzustreifen und zum anderen diesen
sie dazu, zu verhindern, dass beim Reversieren der An
triebseinrichtung 6 Steine zwischen den Wellen 14, 15 und
feststehenden Teilen eingeklemmt werden. Dazu sind die Ab
streifelemente 43 vorzugsweise mit Gefälle zu den Wellen
14, 15 hin angeordnet.
Die Abstreifelemente 43 weisen einen in den Zwischen
raum 42 greifenden Fortsatz auf. Bedarfsweise kann dieser
verkürzt sein, um in dem Zwischenraum 42 weitere mit den
Wellen 14, 15 verbundene Keilelemente anzuordnen, die mit
den Keilelementen 23 der Gruppe 32 verzahnt auf einen Kreis
laufen.
Wie Fig. 6 veranschaulicht, sind die Keilelemente 23,
bezogen auf eine Ebene, auf der die jeweilige Drehachse 16,
17 senkrecht steht, schräg angeordnet. Außerdem sind be
nachbarte Keilelemente 23 einer Welle 14, 15 gegeneinander
versetzt angeordnet. Dies kann für die Zerkleinerung von
großen Steinen 38 vorteilhaft sein. Wie eine strichpunk
tierte Linie L andeutet, ist dadurch zwischen axial beab
standeten Keilelementen der Wellen 14, 15 die Aufnahme von
Steinen möglich, die dann mit sehr hohen Kräften F aufge
sprengt werden. Die Kraft F auf den Stein berechnet zu F =
FA/cosα und wird deshalb bei geringen Antriebskräften äu
ßerst groß, wenn die Linie L etwa parallel zu den Wellen
13, 14 steht. Spröde Brocken werden so aufgesprengt. Ein
wesentlicher Vorteil liegt jedoch in dem erleichterten ma
nuellen Zugang zu der jeweiligen Rückseite, d. h. der der
Spitze 25 abgewandten Seite der Halter 21. Dies erleichtert
den Wechsel der Keilelemente 23 bei dem ein Zugang zu der
betreffenden Rückseite erforderlich sein kann.
Die insoweit beschriebene Vorrichtung 1 arbeitet wie
folgt:
In Betrieb wird das Material 2 in die Wanne 4 gegeben, wobei es unter der Wirkung seines Eigengewichts auf dem Kerb-Brechwerk 5 lastet. Die Antriebseinrichtung 6 dreht die Wellen 18, 19 dabei gegensinnig so, dass die oben, d. h. der Wanne 4 zugewandten Keilelemente 23 sich aufeinander zubewegen. Die Drehzahl der Wellen 14, 15 beträgt dabei etwa 25 U/min. Soll grobes Material (<400 mm) verarbeitet werden, kann die Umfangsgeschwindigkeit der Keilelemente 23 etwa 60 cm/s betragen. Soweit das Material 2 eine Korngröße aufweist, die gering genug ist, um durch die Lücken zwi schen den Wellen 14, 15 und den mit ihnen umlaufenden Ele menten zu passen, wird das Material zwischen den Wellen 14, 15 durchgefördert und über die Bandfördereinrichtung 11 abgefördert. Größere Teile, wie bspw. der aus Fig. 5 oder 6 ersichtliche Stein 38, gelangen unter Wirkung ihres Ei gengewichts in den Aufnahmeraum 37, wobei sie, wie Fig. 6 veranschaulicht, von Keilelementen 23 der gegenüberliegen den Wellen 14, 15 punktuell aufgenommen werden. Die Keil elemente 23 üben nun mit ihren Spitzen 25 eine Kerbwirkung auf den Stein 38 aus. Durch die punktuelle Krafteinleitung entsteht an der betreffenden Stelle des Steins eine solche Spannungskonzentration, dass sich ein sich (wie in Fig. 8 veranschaulicht) durch den Stein 38 fortpflanzender Riss bildet, wobei die von den Keilelementen 23 ausgehenden Ris se dazu führen, dass der Stein 38 in mehrere Bruchstücke zerfällt. Die verbleibenden Bruchstücke fallen, wenn sie klein genug sind, unmittelbar zwischen den Wellen 14, 15 durch. Ansonsten werden sie von den Keilelementen 23 der kleineren Gruppen 31, 33 nochmals auf ähnliche Weise durch Kerbwirkung aufgesprengt.
In Betrieb wird das Material 2 in die Wanne 4 gegeben, wobei es unter der Wirkung seines Eigengewichts auf dem Kerb-Brechwerk 5 lastet. Die Antriebseinrichtung 6 dreht die Wellen 18, 19 dabei gegensinnig so, dass die oben, d. h. der Wanne 4 zugewandten Keilelemente 23 sich aufeinander zubewegen. Die Drehzahl der Wellen 14, 15 beträgt dabei etwa 25 U/min. Soll grobes Material (<400 mm) verarbeitet werden, kann die Umfangsgeschwindigkeit der Keilelemente 23 etwa 60 cm/s betragen. Soweit das Material 2 eine Korngröße aufweist, die gering genug ist, um durch die Lücken zwi schen den Wellen 14, 15 und den mit ihnen umlaufenden Ele menten zu passen, wird das Material zwischen den Wellen 14, 15 durchgefördert und über die Bandfördereinrichtung 11 abgefördert. Größere Teile, wie bspw. der aus Fig. 5 oder 6 ersichtliche Stein 38, gelangen unter Wirkung ihres Ei gengewichts in den Aufnahmeraum 37, wobei sie, wie Fig. 6 veranschaulicht, von Keilelementen 23 der gegenüberliegen den Wellen 14, 15 punktuell aufgenommen werden. Die Keil elemente 23 üben nun mit ihren Spitzen 25 eine Kerbwirkung auf den Stein 38 aus. Durch die punktuelle Krafteinleitung entsteht an der betreffenden Stelle des Steins eine solche Spannungskonzentration, dass sich ein sich (wie in Fig. 8 veranschaulicht) durch den Stein 38 fortpflanzender Riss bildet, wobei die von den Keilelementen 23 ausgehenden Ris se dazu führen, dass der Stein 38 in mehrere Bruchstücke zerfällt. Die verbleibenden Bruchstücke fallen, wenn sie klein genug sind, unmittelbar zwischen den Wellen 14, 15 durch. Ansonsten werden sie von den Keilelementen 23 der kleineren Gruppen 31, 33 nochmals auf ähnliche Weise durch Kerbwirkung aufgesprengt.
Durch die Konzentration der Kräfte auf linien- oder
punktförmige Bereiche der Oberfläche des Steins 38 wird die
Belastungsgrenze des Materials des Steins zunächst punktu
ell überschritten, wobei sich ein durch den Stein fort
pflanzender Riss bildet (Kerbwirkung). Dadurch sind die
erforderlichen Antriebsdrehmomente nicht zu groß, wodurch
keine allzu großen Antriebsleistungen erforderlich werden.
Enthält das aufzubereitende Material Sand oder Kies,
fällt dieser ungehindert zwischen den Wellen 14, 15 durch.
Bindiges Material wird je nach Feuchtigkeitsgehalt zerklei
nert. Ist ton- oder lehmhaltiges (bindiges) Material tro
cken, werden vorhandene größere Teile mit geringem Aufwand
wie Steine aufgesprengt. Ist das Material feucht und kleb
rig, wird es insbesondere durch die Wirkung der Schaufel
elemente 36 in entsprechende Teile zerkleinert, d. h. aufge
lockert und zwischen den Wellen 14, 15 hindurch nach unten
befördert.
In Fig. 9 ist eine abgewandelte Ausführungsform des
Spaltwerks 5 veranschaulicht. Die Wellen 14, 15 und die von
ihnen getragenen Elemente stimmen mit dem Spaltwerk 5 nach
Fig. 2 überein. Unterhalb des Spaltwerks 5 ist ein so ge
nannter Brechbalken 45 angeordnet, der einen etwa dreieck
förmigen Querschnitt aufweist. Der Brechbalken 45 weist
dabei an seiner den Keilen 23 zugewandten Seite gewölbte
Flächen 46, 47, 48, 49 auf, die jeweils ungefähr in kon
stantem Abstand zu dem benachbart vorbeilaufenden Meißel 23
gekrümmt sind. Entsprechend liegen die Flächen 46, 47 auf
geringeren Radien als die Flächen 48, 49. Die Flächen 46,
47 sind den an kurzen Haltern gehaltenen Meißeln 23 zuge
ordnet, während die Flächen 48, 49 den an langen Haltern
gehaltenen Keilen 23 zugeordnet sind.
Sowohl bei der Ausführungsform nach Fig. 9 als auch
bei der Ausführungsform nach Fig. 10 kann die Zuschlag
stoffzugabe beispielsweise feuchtegesteuert automatisch
erfolgen. Die Pump- und Dosiervorrichtung ist dazu mit ei
ner nicht weiter veranschaulichten Feuchtemesseinrichtung
verbunden, die an dem Spaltwerk 5 angeordnet ist. Die Zu
führung des Zuschlagstoffs kann auch unmittelbar in den
Innenraum des Spaltwerks 5 erfolgen, beispielsweise durch
entsprechende Kanäle in den Wellen 14, 15.
Der Brechbalken kann die Brechwirkung des Spaltwerks 5
noch verbessern und bewirken, dass mit relativ wenigen Kei
len 23 an den Wellen 14, 15 die Zerkleinerung von Grobbe
standteilen bis zu einer relativ geringen Korngröße von
etwa 60 mm sicher erreicht wird.
Bedarfsweise kann unter dem Brechbalken eine Dispen
servorrichtung 51 vorgesehen sein, zu der eine Leitung 52
mit ein oder mehreren Öffnungen 53, 54 oder Düsen gehört.
Über diese Leitung 52 und die Öffnungen 53, 54 kann ein
flüssiger oder pulverförmiger Zuschlagstoff in den Materi
alstrom gegeben werden. Dazu dient eine Pump- und Dosier
vorrichtung 55, die an die Leitung 52 angeschlossen ist.
Als Zuschlagstoff kommen chemische Flüssigkeiten, Auf
schlemmungen, faserhaltige Flüssigkeiten oder auch fluidis
ierte Pulver in Frage. Die Zuschlagstoffe können der Feuch
tigkeitsstabilisierung, der Verfestigung, der Abdichtung
des Materials oder anderen Zwecken dienen.
Darüber hinaus ist es möglich, das zu verarbeitende
Material vor der Aufgabe auf das Spaltwerk 5 mit Zuschlag
stoffen wie Kalk (CaO), in Pulverform oder in körniger
Form, zuzuführen. Außerdem kommen als Zuschlagstoffe Ze
ment, Asche, Steinmehl, Granulate, Fasern (Zellulose),
Holzspäne, Holzmehl, Suspensionen (Kalk), Bentonite sowie
Dichtsuspensionen in Frage.
Die Vermischung von Zuschlagstoff und aufzubereitendem
Material und/oder die Granulierung desselben kann mit einer
Ausführungsform nach Fig. 10 noch verbessert werden. Bei
dieser Ausführungsform sind unter dem Spaltwerk 5, das le
diglich schematisch angedeutet ist, zwei schwenkbar gela
gerte Klappen 56, 57 angeordnet, die mit ihren Schwenkan
trieben 58, 59 insgesamt eine Einrichtung 61 zur Regulie
rung des Materialdurchgangs bilden. Die Klappen 56, 57 sind
um Schwenkachsen drehbar gelagert, die zu den Achsen 14, 15
parallel ausgerichtet sind. Die Form der Klappen 56, 57 ist
der Außenkontur des Spaltwerks 5 angepasst, so dass unter
dem Spaltwerk 5 kein Totraum ausgebildet ist, in dem sich
größere Materialmengen ablagern könnten. Somit wird bei
geschlossenen Klappen 56, 57 das gesamte aufgegebene Mate
rial in dem Spaltwerk 5 gehalten und ständig durchgearbei
tet. Dies kann zum verbesserten Aufschluss sowie zur ver
besserten Durchmischung des Materials und zu Homogenisie
rung desselben genutzt werden. Dies gilt insbesondere wenn
Zuschlagstoffe beigegeben werden. Durch geeignete Ansteue
rung der Betätigungseinrichtungen 58, 59 können die Klappen
56, 57, wie durch Pfeile 62, 63 angedeutet ist, von Zeit zu
Zeit geöffnet werden, um das durchgearbeitete Material aus
zulassen. Anstelle der Klappen können auch Schieber oder
andere Sperr- und Freigabeeinrichtungen Verwendung finden.
Wie die Fig. 11 und 12 veranschaulichen, kann das
Spaltwerk 5 mit einer Separiereinrichtung 64 verbunden wer
den. Diese ist beispielsweise durch einen Scheibenseparator
gebildet, zu dem mehrere parallel zueinander angeordnete
Wellen 65, 66, 67 gehören. Diese sind im Abstand parallel
zueinander angeordnet und gleichsinnig, z. B. mit gleichen
Drehzahlen, angetrieben. Bedarfsweise können die Drehzahlen
der Wellen 65, 66, 67 auch in Materialtransportrichtung
zunehmen. Die Wellen 65, 66, 67 sind unter den Wellen 14,
15 und im rechten zu diesen angeordnet. Alternativ kann
eine andere Ausrichtung gewählt sein. Auf den Wellen 65,
66, 67 sind Scheibenelemente 68 drehfest gehalten. Ein
Scheibenelement 68 ist in Fig. 13 stellvertretend für alle
veranschaulicht. Es kann an seinem Umfang ein oder mehrere
Meißel 69 tragen, die dem Materialtransport, der weiteren
Zerkleinerung, sowie der Förderung des Feinanteil durch die
zwischen den Wellen 65, 66, 67 definierten Zwischenräume
hindurch nach unten dienen.
Die in den Fig. 11 und 12 veranschaulichte Kombina
tion aus Spaltwerk 5 und Separiereinrichtung 64 kann, wie
in Fig. 14 oder 15 veranschaulicht ist, in einer Aufberei
tungsanlage eingesetzt werden. Gemäß Fig. 14 ist unter dem
Scheibenseparator 64 zum Abtransport des von der Separier
einrichtung 64 nach unten durchgelassenen Feinanteils eine
Bandfördereinrichtung 71 vorgesehen. Zum Abtransport der
abgeschiedenen Grobkomponente dient eine weitere Bandför
dereinrichtung 72, die im Anschluss an die Separiereinrich
tung 64 angeordnet ist. Zwischen der Separiereinrichtung 64
und der Bandfördereinrichtung 72 ist ein motorbetätigter
Schieber 73 oder eine Klappe vorgesehen, die von Zeit zu
Zeit geöffnet wird, um Grobbestandteile auszugeben.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 15 sind die Wellen
der Separiereinrichtung 64 alternierend vorwärts und rück
wärts drehend, jedoch untereinander gleichsinnig, angetrie
ben. Bei normalem Separierbetrieb drehen die Wellen in
Fig. 15 in Uhrzeigerrichtung und fördern somit nach rechts.
Während der Feinanteil von der unter der Separiereinrich
tung 64 angeordneten Bandfördereinrichtung 71 abtranspor
tiert wird, sammeln sich Grobbestandteile an einer Stauwand
74 an. Zur Ausleitung der Grobkomponente drehen die Wellen
ihre Drehrichtung um und fördern nunmehr in Fig. 15 nach
links, auf die Bandfördereinrichtung 72. Die Wellen laufen
während des größten Teils ihrer Betriebszeit in Uhrzeiger
richtung mit einer Drehzahl von beispielsweise 300 Umdre
hungen/Minute. Sie bilden eine Klassiereinrichtung. Die
Reversierung erfolgt von Zeit zu Zeit, jeweils nur kurz
zeitig so lange, wie es erforderlich ist, um die Grobkompo
nente von der Stauwand 74 zu der Bandfördereinrichtung 72
zu fördern.
Über dem Spaltwerk 5 kann bei dieser wie bei allen
anderen Ausführungsformen bedarfsweise ein Deckel 76 an
geordnet werden, der eine Nachdrückeinrichtung bildet. Der
Deckel 76 ist um eine Schwenkachse 77 drehbar oder sonstwie
beweglich gelagert und mit einer nicht weiter veranschau
lichten Betätigungseinrichtung verbunden. Der Deckel 76
weist eine relativ große Masse auf und ist an seiner Unter
seite 78 mit Zacken 79 oder anderweitigen Vorsprüngen ver
sehen.
Eine zur Aufbereitung von mineralischem Material, ins
besondere Bodenaushub geeignete Einrichtung, weist zwei
gegenläufig rotierende Walzen auf, an denen jeweils mehrere
Elemente 23 angeordnet sind, die der Förderung und Zerklei
nerung des Materials dienen, falls dieses eine zu große
Körnung aufweist. Zur Zerkleinerung von insbesondere sprö
den und grobkörnigen Bestandteilen des mineralischen Mate
rials dienen Elemente 23, die dazu eingerichtet sind, auf
Partikelgrößen oberhalb einer Mindestgröße Kerbwirkung aus
zuüben. Die Zerkleinerung mittels Kerbwirkung erweist sich
als energiesparend und maschinenschonend. Die Kerbwirkung
ausübenden Elemente 23 können auch Holz (Baumstümpfe) zer
kleinern.
Claims (36)
1. Vorrichtung (1) zum Aufbereiten von Material, insbe
sondere mineralischem Material,
mit einer Aufgabeeinrichtung (4), die eine Aufnahme öffnung zur Aufgabe des Materials aufweist,
mit wenigstens zwei Wellen (14, 15), die parallel zu einander angeordnet und drehbar gelagert sowie mit einer Antriebseinrichtung (6) verbunden sind, die dazu eingerichtet ist, den Wellen (14, 15) eine gegenläufi ge Drehbewegung zu erteilen,
mit Mitteln (23) zur Erzeugung einer Kerbwirkung an zu zerkleinernden spröden Bestandteilen des aufzuberei tenden Materials, die mit den Wellen (14, 15) verbun den sind, um ein Spaltwerk (5) zu bilden.
mit einer Aufgabeeinrichtung (4), die eine Aufnahme öffnung zur Aufgabe des Materials aufweist,
mit wenigstens zwei Wellen (14, 15), die parallel zu einander angeordnet und drehbar gelagert sowie mit einer Antriebseinrichtung (6) verbunden sind, die dazu eingerichtet ist, den Wellen (14, 15) eine gegenläufi ge Drehbewegung zu erteilen,
mit Mitteln (23) zur Erzeugung einer Kerbwirkung an zu zerkleinernden spröden Bestandteilen des aufzuberei tenden Materials, die mit den Wellen (14, 15) verbun den sind, um ein Spaltwerk (5) zu bilden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Wellen (14, 15) in einem Durchgang (7) an
geordnet sind, der an der Unterseite der Aufgabeein
richtung (4) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Wellen (14, 15) mit einem solchen Abstand
zueinander angeordnet sind, dass sich die Wellen (14,
15) und die mit ihnen verbundenen Teile nicht berüh
ren.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass jede Welle (14, 15) mehrere Mittel (23) zur Er
zeugung der Kerbwirkung aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
dass die eine Kerbwirkung erzeugenden Mittel (23) an
den Wellen (14, 15) ortsfest gehalten sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die eine Kerbwirkung erzeugenden Mittel (23) lös
bar mit den Wellen (14, 15) verbunden sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die eine Kerbwirkung erzeugenden Mittel (23)
gruppenweise an in Axialrichtung (16, 17) voneinander
beabstandeten Stellen der Wellen (14, 15) angeordnet
sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
dass die eine Kerbwirkung erzeugenden Mittel (23) ei
ner Gruppe (31, 32, 33) jeweils auf einem zu der Welle
(14, 15) koaxialen Kreis angeordnet sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
dass die eine Kerbwirkung erzeugenden Mittel (23) be
nachbarter Gruppen (31, 32, 33) auf Kreisen mit unter
schiedlichen Durchmessern angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
dass jeder Gruppe (32) mit großem Durchmesser wenigs
tens eine Gruppe (31, 33) mit kleinerem Durchmesser
benachbart angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
dass jeder Gruppe (32) mit großem Durchmesser zu bei
den Seiten wenigstens eine Gruppe (31, 33) mit kleine
rem Durchmesser benachbart ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die eine Kerbwirkung erzeugenden Mittel (23) ei
ner Gruppe (32) einer Welle (14) in Lücken (42) zwi
schen Gruppen (31, 33) der anderen Welle (15) ragen.
13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass an der Stelle einer Welle (14), die einer Gruppe
(32) von Mitteln (23) zur Erzeugung von Kerbwirkung
gegenüberliegt, keine Mittel zur Erzeugung von Kerb
wirkung angeordnet sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass an den Wellen (14, 15) Schaufelelemente (36) ge
halten oder ausgebildet sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
dass die Mittel (23) zur Erzeugung von Kerbwirkung die
Schaufelelemente (36) in Radialrichtung überragen.
16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Kerbwirkung erzeugenden Mittel (23) unterein
ander gleich ausgebildet sind.
17. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Kerbwirkung erzeugenden Mittel (23) kegelför
mig ausgebildet sind.
18. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Kerbwirkung erzeugenden Mittel (23) jeweils
einen an ihren Flanken (26, 28) zu messenden Keilwin
kel aufweisen, der geringer als 90° ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Kerbwirkung erzeugenden Mittel (23) an ihren
Spitzen (25) jeweils gerundet sind.
20. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Kerbwirkung erzeugenden Mittel (23) schräg
zu einer Ebene orientiert sind, auf der die Drehachse
(16, 17) der Welle (14, 15) senkrecht steht.
21. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen den aufeinander zu weisenden, eine Kerb
wirkung erzeugenden Mitteln (23) der benachbarten Wel
len (14, 15) Aufnahmeräume (37) für das zu zerklei
nernde Material vorgesehen sind, die sich zumindest
bis zu den Wellen (14, 15) erstrecken.
22. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Kerbwirkung erzeugenden Mittel (23) so orien
tiert sind, dass die entsprechenden, dazu vorgesehenen
Keilelemente (23) unter einem Angriffswinkel von im
Wesentlichen 90° auf das zu zerkleinernde Material
(38) treffen.
23. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass der Vorrichtung eine Sortiereinrichtung z. B. in
Form eines Aufgaberosts vorgelagert ist und/oder dass
der Vorrichtung eine Sortiereinrichtung oder eine
Mischeinrichtung nachgeordnet ist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Antriebseinrichtung (6) derart ausgebildet
ist, dass die Umfangsgeschwindigkeit der Mittel (23)
zur Erzeugung von Kerbwirkung geringer als 3,5 m/s
ist, wenn das aufgegebene Gut eine Maximalkorngröße
von 400 mm nicht übersteigt, und dass die Umfangsge
schwindigkeit kleiner als 1,0 m/s ist, wenn die Maxi
malkorngröße größer ist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Antriebseinrichtung (6) Zeit- und/oder last
abhängig reversierend ausgebildet ist.
26. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens einige der Keilelemente mit einem
Schlagwerk verbunden sind.
27. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass an dem Spaltwerk (5) eine Dispenservorrichtung
(51) zur dosierten Abgabe von Zuschlagstoff in den
Materialstrom vorgesehen ist.
28. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass unter dem Spaltwerk (5) eine Einrichtung (61) zur
Steuerung des Materialdurchgangs vorgesehen ist.
29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet,
dass die Einrichtung (61) durch Klappen gebildet ist,
die von dem Spaltwerk (5) weg und auf das Spaltwerk zu
schwenkbar sind.
30. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass dem Spaltwerk (5) nachfolgend eine Separier- oder
Klassiereinrichtung (64) vorgesehen ist.
31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet,
dass die Separiereinrichtung (64) ein Scheibensepara
tor oder ein Rollenrost ist.
32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet,
dass der Scheibenseparator Scheiben (68) aufweist, die
mit Meißeln (69) oder Zähnen besetzt sind.
33. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass dem Spaltwerk (5) eine Nachdrückeinrichtung (76)
zugeordnet ist.
34. Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet,
dass die Nachdrückeinrichtung (76) mit einer Schlag
einrichtung versehen ist oder selbst Schlagfunktion
ausübt.
35. Verfahren zum Aufbereiten von Material, insbesondere
Bodenaushub,
wobei bei dem Verfahren das Material ohne Vorbehand
lung in eine Vorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche gegeben wird.
36. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet,
dass als Material Bodenaushub verarbeitet wird, der
nach Zugabe von Bindemittel im Boden eingebaut wird.
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CA002430287A CA2430287C (en) | 2000-11-30 | 2001-11-29 | A device and method for treating excavated material |
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