DE10111305B4

DE10111305B4 - Vorrichtung und Verfahren zum Aufbereiten von Material, insbesondere mineralischem Material wie Bodenaushub

Info

Publication number: DE10111305B4
Application number: DE10111305A
Authority: DE
Inventors: Juergen Schenk
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-11-30
Filing date: 2001-03-09
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2021-03-10
Also published as: DE10111305A1

Abstract

Vorrichtung (1) zum Aufbereiten von Material, insbesondere mineralischem Material wie Bodenaushub,
mit einer Aufgabeeinrichtung (4), die eine Aufnahmeöffnung zur Aufgabe des Materials aufweist,
mit wenigstens zwei Wellen (14, 15), die parallel zueinander angeordnet und drehbar gelagert sowie mit einer Antriebseinrichtung (6) verbunden sind, die dazu eingerichtet ist, den Wellen (14, 15) eine gegenläufige Drehbewegung zu erteilen,
mit Mitteln (23) zur Erzeugung einer Kerbwirkung an zu zerkleinernden spröden Bestandteilen des aufzubereitenden Materials, die mit den Wellen (14, 15) verbunden sind und oberhalb der Wellen (14, 15) mit ihren Spitzen aufeinander zu weisen, um ein Spaltwerk (5) zu bilden, und die sich infolge der gegensinnigen Drehung der Wellen (14, 15) auf der der Aufgabeeinrichtung (4) zu gewandten Seite aufeinander zu bewegen.

Description

Die Erfindung betrifft gemäß Anspruch 1 eine Vorrichtung und gemäß Anspruch 35 ein Verfahren zum Aufbereiten von Material, insbesondere mineralischem Material wie Bodenaushub.
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 unmittelbaren Verwendung zuführbar ist. Es muss deshalb meist abtransportiert und an anderer Stelle aufbereitet oder beseitigt 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 weniger zäh und kaum klebrig. Unabhängig davon kann der Aushub kleine oder größere Gesteinsbrocken, Schollen eines Fahrbahnbelags, wie bspw. Bitumen oder Beton, Felsbrocken, Betonklötze, Baumwurzeln, Baumstümpfe oder dgl. enthalten. Solcher Aushub kann in der Regel nicht am Ort wieder eingebaut werden, sondern muss entsorgt werden.
Bei der Material- und Rohstoffgewinnung kann es ebenfalls maßgeblich darauf ankommen, das gewonnene (ausgehobene) Material vor der weiteren Verwendung zunächst aufzubereiten. Zum Beispiel kann es erforderlich sein, Gestein, das mit bindigem Material vermischt sein kann, so aufzubereiten, dass eine Maximalkorngröße nicht überschritten wird. Dazu ist in der Regel zunächst eine Trennung von bindigem 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 Gießereibetrieb, erforderlich werden, Schlacken, in Metallgefäßen erstarrte Schlacken, verglaste Gießereisande oder ähnliche Abfälle zu zerkleinern und ggfs. nach Bestandteilen zu trennen.
In allen genannten Fällen ist eine Aufbereitungseinrichtung erforderlich, die die genannten Materialien verarbeiten kann und auf diese Materialien hinsichtlich Korngröße des aufgegebenen Materials und dessen Festigkeit eingerichtet ist. Werden diese Bedingungen nicht eingehalten, stoßen bekannte Aufbereitungseinrichtungen an Grenzen.

Aus der DE 35 43 902 C1 ist eine Vorrichtung zum Zerkleinern von groben und scholligen Fahrbahnstücken bekannt. Die Vorrichtung weist einen Sammeltrichter und zwei unterhalb des Sammeltrichters übereinander horizontal angeordnete Fräsrotoren auf. Jedem Fräsrotor ist eine Widerlagerplatte zugeordnet, die mit den Meißeln des Fräsrotors einen engen Spalt begrenzt. Die Widerlagerplatten sind federnd gelagert, um ausweichen zu können, wenn besonders harte und widerstandsfähige Brocken aufgegeben werden.

Eine zuverlässige Aufbereitung von Mischmaterialien ist damit kaum möglich.

Weiter ist aus der US 2585943 eine Steinbrechmaschine mit zwei parallel zueinander horizontal angeordneten Wellen bekannt, die gegenläufig rotierend angetrieben sind. Die Rotoren sind in einem unteren Abschnitt eines Steinbrechraums angeordnet. Oberhalb der rotierenden Wellen sind Stangen angeordnet, an denen herumwirbelnde Steine zerschmettert werden. Die Rotoren sind mit Stegen versehen, die die Steine zerschlagen und herumwirbeln sollen. Der Drehsinn der Rotoren ist dabei so gewählt, dass die Stege oberhalb der Wellen voneinander weg laufen.

Diese Anordnung ist nicht für Mischmaterialien geeignet, die bindiges Material enthalten. Klebrige, lehmige und tonige Bestandteile, wie sie in Aushub anzutreffen sind, stören den Betrieb dieser Einrichtung.

Aus der DE 43 03 285 A1 ist es außerdem bekannt, Aushub, wie er beispielsweise beim Bau von Eisenbahntrassen anfällt, unmittelbar in ein Brechermischeraggregat zu überführen, wobei dem Brechermischeraggregat zusätzlich Zuschlagstoffe, wie Zement, Kalk und/oder Wasser zugegeben wird.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Materialaufbereitung zu schaffen, die vielseitig verwendbar sind.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem entsprechenden Verfahren nach Anspruch 35 gelöst.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht die Zerkleinerung und den Aufschluss von sehr vielen Materialien einschließlich mineralischem Material, Bodenaushub, Schlacken, in Metallgefäßen erstarrte Schlacken (bei der Zerkleinerung trennen sich Metall und Schlacke), Müll, Rohstoffen (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, Felsbrocken, Betonblöcke oder auch Baumstümpfe in einem Zerkleinerungsgang 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 bindigen Bodenanteilen vermischt. Die Aufbereitung von mit bindigem Material vermischtem Gestein ohne vorherige Separierung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hat den wesentlichen Vorteil, dass das aufbereitete Material ohne Zugabe von Bindemittel zur Herstellung eines tragfähigen Unterbaus genutzt werden kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Aufgabeeinrichtung zur Aufgabe von Material auf, das aufzubereiten ist. Die Aufgabeeinrichtung wird bspw. durch einen Trichter oder eine Wanne oder einen anderweitigen oben offenen Behälter gebildet, an dessen Unterseite eine zu dem Spaltwerk führende Öffnung vorgesehen ist. Das Spaltwerk weist wenigstens zwei gegenläufig drehend angetriebene Wellen auf, an denen voneinander beabstandete Mittel zur Erzeugung einer Kerbwirkung angeordnet sind. Diese sind mit Wirkflächen versehen, die mit größeren Gegenständen, wie Steinen, die in dem aufzubereitenden Material enthalten sein können, zunächst lediglich punkt- oder linienförmig in Berührung kommen und dadurch eine Kerbwirkung ausüben. An die Wirkflächen schließen sich Keilflächen an, die miteinander einen spitzen Winkel einschließen und bei Drehung der Wellen das Material aufsprengen, in das sie eindringen.

Dazu sind zumindest einige Mittel zur Erzeugung einer Kerbwirkung so orientiert, dass sie mit ihren Wirkflächen (Spitzen) in Bezug auf die Wellen im Wesentlichen in Umfangsrichtung weisen. Dies bedeutet, dass die Mittel zur Erzeugung einer Kerbwirkung 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 Materials kurzzeitig zwischen den gegenläufig bewegten Spitzen (Wirkflächen) der Mittel zur Erzeugung einer Kerbwirkung eingeklemmt werden, wobei die größeren spröden Brocken dann wegen der lediglich punktuellen Krafteinleitung und der Kerbwirkung aufbrechen. Es wird die Spaltwirkung der Mittel zur Erzeugung einer Kerbwirkung genutzt. Weitere Mittel zur Erzeugung einer Kerbwirkung 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 Maximalkorngröße. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein ausschließlich flächiger Kontakt zwischen bewegten Teilen der Vorrichtung und Grobbestandteilen vermieden. Dies, indem die Mittel zur Erzeugung einer Kerbwirkung so weit von der Welle und allen anderen mit den Wellen bewegten Elementen weg ragen, dass eine Kugel, deren Durchmesser größer ist als der Maximaldurchmesser des gewünschten Endkorns, nur von den Wirkflächen der Mittel zur Erzeugung einer Kerbwirkung berührt wird. Damit treten nur spitze Elemente mit den Grobbestandteilen in Wechselwirkung. Alle stumpfen Flächen und Elemente sind gegen die spitzen Elemente zurückgesetzt. Dies bedeutet letztendlich, dass zwischen den Mitteln zur Erzeugung einer Kerbwirkung der Wellen ein Aufnahmeraum vorgesehen ist, in den keine sonstigen Teile der Wellen hineinragen 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 Mittel zur Er zeugung einer Kerbwirkung erfasst und gespalten werden können. Um dies zu erreichen, sind die Mittel zur Erzeugung einer Kerbwirkung jeweils an Radialvorsprüngen gehalten, die sich von den Wellen weg erstrecken.

Einige Mittel zur Erzeugung einer Kerbwirkunge können so angeordnet sein, dass sie auf eine Fläche (gegenüberliegende welle) weisen. Hierzwischen geratene Brocken werden durch Kerbwirkung nur eines Mittels zur Erzeugung einer Kerbwirkung gespalten.

Zwischen den in einer gemeinsamen Ebene sich bewegenden Mitteln zur Erzeugung einer Kerbwirkung sind Freiräume vorgesehen. Diese Bauform gestattet zugleich, dass feinere Bestandteile des aufzubereitenden Materials, d.h. Bestandteile deren Korngröße die Maximalkorngröße unterschreitet, im Wesentlichen ungehindert zwischen den Wellen hindurch gefördert und nicht zerkleinert werden. Dies spart Antriebsenergie und vermindert den Werkzeugverschleiß.

Prinzipiell ist es möglich, dem durch die beiden Wellen und den an ihnen befestigten Mitteln zur Erzeugung einer Kerbwirkung gebildeten Spaltwerk das Material durch eine Fördereinrichtung mit Fremdkraft zuzuführen. Es wird jedoch als vorteilhaft angesehen, das Material lediglich unter der Wirkung seines Eigengewichts von den Mitteln zur Erzeugung einer Kerbwirkung erfassen zu lassen. Die Wellen des Spaltwerks können horizontal angeordnet werden. Alternativ können sie geneigt oder vertikal angeordnet werden. Bei nicht horizontaler Anordnung kann es zweckmäßig sein, den Axialabstand der Mittel zur Erzeugung einer Kerbwirkung an einer tieferen Position enger festzulegen, als an einer höheren Position. Die Mittel zur Erzeugung einer Kerbwir kung 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 Weiteres zwischen diesen hindurch gefördert. Sind Einzelbestandteile des aufzubereitenden Materials jedoch zu groß, um unmittelbar von den Mitteln zur Erzeugung einer Kerbwirkung in die gewünschten kleineren Korngrößen überführt zu werden, können solche Bestandteile zunächst auf den Wellen und ihren Mitteln zur Erzeugung einer Kerbwirkung liegenbleiben, ohne das Spaltwerk zu verstopfen oder zu verklemmen. Die Steine oder Felsbrocken werden dem Spaltwerk z.B. lediglich mit ihrem eigenen Gewicht zugeführt und können deshalb auch nach oben ausweichen oder von den Mitteln zur Erzeugung einer Kerbwirkung mehrmals abgewiesen werden, bis sie letztlich mit einem geeigneten Abschnitt zwischen die Mitteln zur Erzeugung einer Kerbwirkunge geraten und die Zerkleinerung beginnt. Dies wird durch die Anordnung der Mittel zur Erzeugung einer Kerbwirkung auf einer Schraubenlinie gefördert.

Bedarfsweise kann über dem Spaltwerk auch eine Nachdrückeinrichtung z.B. in Form eines schweren Deckels vorgesehen sein. Diese verhindert, dass einzelne große Brocken dem Spaltwerk immer wieder nach oben ausweichen.

Die erfindungsgemäße Aufbereitungseinrichtung kann als Granuliereinrichtung genutzt werden. Dazu kann unter dem Spaltwerk (das eine Spalteinrichtung ist) ein willkürlich zu betätigender Verschluss z.B. in Form zweier schwenkbar gelagerter Klappen vorgesehen werden. Die Klappen sind dabei vorzugsweise so geformt, dass unter dem Spaltwerk kein Totraum entsteht. Dadurch wird das in dem Spaltwerk befind liche Material nicht nach einem Durchlauf entlassen sondern bleibt in diesem der Wirkung der Mittel zur Erzeugung einer Kerbwirkung ausgesetzt. Sind alle Bestandteile des Materialgemischs so weit aufgespalten, dass sie kleiner sind als der kleinste Meißel-Meißel-Abstand und der kleinste Abstand zwischen sonstigen gegeneinander bewegten Elementen, tritt keine weitere Zerkleinerung ein und das Material kann durch Öffnen der Klappen aus dem Spaltwerk 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 zwischen 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 Materialansammlungen selbst dann entgegenwirkt, wenn das Material einen höheren Tonanteil aufweist und feucht ist.

Die Aufbereitungseinrichtung kann zusätzlich zu dem Spaltwerk eine Dispenservorrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, Zuschlagstoff in das Materialgemisch abzugeben. Die Dispenservorrichtung ist vorzugsweise in unmittelbarer Nähe des Spaltwerks 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 entsprechende Dispenser (Düsen) angeschlossen ist. Die Düsen sind z.B. an einem unter dem Spaltwerk angeordneten Balken oder über dem Spaltwerk vorgesehen. Zuschlagstoffe können Flüssigkeiten oder auch pulverige Materialien, z.B. Branntkalk, sein.

Auf jeder Welle können mehrere Mittel zur Erzeugung einer Kerbwirkung vorgesehen sein. Bspw. sind diese in Gruppen angeordnet, die axial voneinander beabstandet sind, wobei die Mittel zur Erzeugung einer Kerbwirkung 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 Gruppe der eine Kerbwirkung erzeugenden Mittel. An einer Welle können Gruppen mit verschiedenen Durchmessern vorgesehen 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 Mitteln zur Erzeugung einer Kerbwirkung, bspw. drei Keilelementen der Gruppen mit großem Spitzendurchmesser aufgenommen werden, die auch axial voneinander beabstandet sein können, so dass die von den Mitteln zur Erzeugung einer Kerbwirkung aufgebrachte Kraft an lediglich zwei oder drei Krafteinleitungspunkten auf den zu zerkleinernden Brocken konzentriert wird. Damit lässt sich mit relativ geringen Antriebsdrehmomenten und Antriebsleistungen eine sehr hohe Kerb- und Sprengwirkung auch an großen Brocken erzielen. Es können letztendlich Gesteinsbrocken aus mittelhartem und hartem Gestein ohne Schwierigkeiten zerkleinert werden.

Die Mittel zur Erzeugung einer Kerbwirkung sind vorzugsweise lösbar mit den Wellen verbunden. Damit sind die Mittel zur Erzeugung einer Kerbwirkung bedarfsweise auswechselbar. Sind sie verschlissen, kann die Vorrichtung in kurzer Zeit lediglich durch Einsatz neuer Mittel zur Erzeugung einer Kerbwirkung wieder betriebsbereit gemacht werden. Die Mittel zur Erzeugung einer Kerbwirkung sind vorzugsweise aus Hartmetall oder einem vergleichbaren Werkstoff hergestellt. Sie sind vorzugsweise kegelförmig, wobei der Kegel gestuft sein kann. Dies bedeutet, dass der Kegelwinkel unmittelbar im Anschluss an die Spitze etwas größer ist, wobei der Kegel dann in einigem Abstand von der Spitze schlanker wird. Alternativ können die Mittel zur Erzeugung einer Kerbwirkung kegelstumpfförmig, evtl. mit abgerundeter Spitze ausgebildet sein. Weitere Alternativen sind die Ausbildung der Keile als Flachkeile mit schneidenförmiger Spitze oder als Pyramiden. Sind die Mittel zur Erzeugung einer Kerbwirkung 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 Mittels zur Erzeugung einer Kerbwirkung ausgebildet ist.

Zwischen den Mitteln zur Erzeugung einer Kerbwirkung können Schaufelelemente vorgesehen sein, die als gerade oder gekrümmte Platten ausgebildet 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 Mittel zur Erzeugung einer Kerbwirkung sind vorzugsweise so angeordnet, dass wenigstens einige von ihnen die Schaufelelemente in Radialrichtung überragen. Dies bedeutet, dass ihre Wirkflächen (Spitzen) einen größeren Durchmesser festlegen als die Schaufelelemente. Dadurch wird es möglich, dass Grobbestandteile wie Baumstümpfe, Gesteinsbrocken oder große Steine nur von den Mitteln zur Erzeugung einer Kerbwirkung, nicht aber von den Schaufelelementen erfasst werden.

Die Mittel zur Erzeugung einer Kerbwirkung 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 zerkleinernde Material nachgeben muss, so dass die Zerkleinerung tatsächlich stattfindet. Um einen Überlastschutz sicherzustellen, kann die Antriebseinrichtung eine Überlastsicherung enthalten und bei Überschreiten eines Maximaldrehmoments ihre Drehrichtung umkehren. Dies ist mit hydraulischen Antriebseinrichtungen zu realisieren. Durch die Drehrichtungsumkehr wird das zu zerkleinernde Gut zunächst anders orientiert, so dass die Mittel zur Erzeugung einer Kerbwirkung bei erneuter Umkehr der Bewegungsrichtung das Material an anderen Stellen treffen. Es wird in der Regel dann sofort zerkleinert, auch wenn vorher eine vollständige Blockierung der Drehbewegung der Wellen bestanden hat.

Die Drehrichtungsumkehr (Reversierung) kann sowohl ausschließlich lastabhängig, als auch zusätzlich von Zeit zu Zeit erfolgen, insbesondere um auf dem Spaltwerk liegendes Material aufzulockern.

Die Antriebseinrichtung ist darüber hinaus vorzugsweise so beschaffen, dass die Mittel zur Erzeugung einer Kerbwirkung eine Umfangsgeschwindigkeit 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 Mittel zur Erzeugung einer Kerbwirkung weniger als 1,5 m/s, z.B. lediglich 95 cm/s oder weniger. Bei einer derart geringen Geschwindigkeit treffen die Mittel zur Erzeugung einer Kerbwirkung 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 Drehachsen der Wellen angeordnet sind. Diese Abstreif- und Abweiselemente ermöglichen, dass Gesteinsbrocken oder andere große Gegenstände, die sich auf dem Spaltwerk befinden, beim Reversieren der Antriebseinrichtung nicht in dem Spaltwerk oder zwischen dem Mahlwerk und einer Wand der Aufgabeeinrichtung eingeklemmt werden. Vielmehr werden die Brocken seitlich schräg nach oben von dem Spaltwerk weggeschoben bzw. zerkleinert.

Es wird insbesondere als vorteilhaft angesehen, einige Mittel zur Erzeugung einer Kerbwirkung, insbesondere auf einem großen Radius angeordnete (äußere) Mittel zur Erzeugung einer Kerbwirkung mit einem z.B. pneumatischen Schlagwerk zu verbinden oder zu versehen. Dadurch können die Mittel zur Erzeugung einer Kerbwirkung, wenn sie Widerstand haben, eine Schlagbewegung in ihrer Längsrichtung ausfüh ren. Die auf den Stein übertragene Schlagenergie erhöht die Kerbwirkung und verbessert die Zerkleinerung. Damit lassen sich auch sehr große Steine aufbereiten.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung gehört zu der Aufbereitungseinrichtung eine Trenneinrichtung z.B. in Form eines Rollenrostes. Die Trenneinrichtung ist z.B. unter dem Spaltwerk angeordnet und kann dazu verwendet werden, aus dem Materialgemisch Steine oder sonstige Gegenstände auszusondern, deren Größe eine Maximalgröße übersteigt.

Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung, der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Es zeigt:
1 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer absolut schematisierten Darstellung,
2 ein Spaltwerk der Vorrichtung nach 1, in ausschnittsweiser perspektivischer Darstellung,
3 das Spaltwerk nach 2, in einer schematisierten Draufsicht,
4 das Spaltwerk nach 3, geschnitten entlang der Linie IV-IV in einer vereinfachten Darstellung,
5 das Spaltwerk nach 3, geschnitten entlang der Linie V-V in einer vereinfachten Darstellung,
6 das Spaltwerk nach 3, in einer vereinfachten Draufsicht,
7 ein Mittel zur Erzeugung einer Kerbwirkung der Vorrichtung nach den 1 bis 6,
8 die Einwirkung von Mitteln zur Erzeugung einer Kerbwirkung auf einen Stein,
9 das Spaltwerk nach 2, mit einem Brechbalken und einer Dispensereinrichtung für Zuschlagstoff,
10 eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung mit einem Spaltwerk als Mischeinrichtung,
11 die Kombination des Spaltwerks mit einer Trenneinrichtung in Form eines Scheibenseparators, in schematisierter Ansicht,
12 die Anordnung nach 12, in einer Draufsicht,
13 ein Scheibenelement des Scheibenseparators nach
11 und 12, in perspektivischer Ansicht,
14 eine Aufbereitungseinrichtung mit Spaltwerk und Separator in einer ersten Ausführungsform, in schematisierter Darstellung und
15 eine Aufbereitungseinrichtung mit Spaltwerk und Separator in einer zweiten Ausführungsform, in schematisierter Darstellung.
In 1 ist eine Vorrichtung 1 zur Aufbereitung von Bodenaushub 2 oder anderem, wenigstens teilweise mineralischem 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 Aufgabeeinrichtung, 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 Spaltwerk 5 untergebracht, dass von einer lediglich schematisch veranschaulichten Antriebseinrichtung 6, bspw. einem Dieselmotor angetrieben ist. Das Spaltwerk 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 Bandfördereinrichtung dient zur Abführung aufbereiteten Materials 12.
Das Spaltwerk 5 ist in 2 näher veranschaulicht. 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 ungefähr 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 Mittel 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung auf. Die Aufnahmen 22 sind bspw. hohlzylindrisch ausgebildet und fassen einen zylindrischen Schaft 24, des in 7 gesondert veranschaulichten Mittels 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung. Dieses ist bspw. kegelförmig ausgebildet und weist, wie 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 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 eine Wirkfläche, mit der das Mittel 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung 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 Mittels 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung bildet und das Material des zu zerkleinernden 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 Mittel 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 somit durch die in Umfangsrichtung weisenden Mittel 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung eine Aufspaltung des Materials durch Kerb- und Keilwirkung, wobei die an den Flanken der Mittel 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung entstehenden Kräfte, bezogen auf die Wellen 14, 15, weitgehend radial orientiert sind.
Wie schon 2 erkennen lässt, sind die Mittel 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung an den Wellen 14, 15 in Gruppen 31, 32, 33 angeordnet. Zur Verdeutlichung wird auf
3 verwiesen, in der die Umrisse der Gruppen 31, 32, 33 gestrichelt veranschaulicht sind. Die Gruppen 32 beinhalten jeweils drei Mittel 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung – bedarfsweise können jedoch auch mehr oder weniger Mittel 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung in jeder Gruppe 31, 32, 33 vorgesehen sein. In den Gruppen 31, 33 sind z.B. jeweils sechs Mittel 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung vorgesehen. Die Anzahl von drei Mitteln 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung wird jedoch als vorteilhaft angesehen, weil sich die gewünschten großen Abstände zwischen den Mitteln 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung ergeben. Die Mittel 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung der Gruppe 31 sind relativ nahe an den Wellen 14, 15 angeordnet, d.h. ihre Halter 21 sind relativ kurz. Die Spitzen 25 dieser Mittel 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung sind auf die jeweils gegenüberliegende Welle 14, 15 gerichtet. Im Vergleich dazu sind die Halter 21 der Mittel 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung der Gruppe 32 relativ lang. Die Halter 21 der Gruppe 33 sind dagegen wiederum relativ kurz. Damit liegen die Spitzen 25 der Mittel 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung der Gruppe 32 einen relativ großen Kreis fest. Dieser ist so groß, dass zwischen den Spitzen 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 Mittel 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung angeordnet. Die Mittel 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung der Gruppe 32 sind etwa tangential orientiert, um große Steine zwischeneinander aufnehmen zu können. Dies auch über eine axiale Distanz, was durch vorhandene Freiräume zwischen den Mitteln 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung ermöglicht wird.
Die Gruppen 31, 33 weisen einen geringeren Außendurchmesser auf, d.h. die Spitzen 25 ihrer Mittel 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung liegen auf einem etwas kleineren Kreis. Auf der gegenüberliegenden Welle 15 ist auf gleicher axialer Höhe (in gleicher Ebene) eine Gruppe 31 von Mitteln 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung 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 3 mit einem kreuzweise schraffierten Bereich 35, als auch gesondert in 4 veranschaulicht ist. Dieser Bereich 35 bildet einen inneren Zerkleinerungsbereich, der in 4 gestrichelt angedeutet ist. In diesem Bereich überschneiden die Flugkreise der Spitzen 25 der Mittel 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung einander. Die Wellen 14, 15 sind von der Antriebseinrichtung 6 mit gleicher Drehzahl gegensinnig phasenstarr angetrieben, so dass die Mittel 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung der beiden Gruppen 33 jeweils in die Lücken zwischen den Mitteln 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung der anderen Welle greifen. Die Mittel 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung berühren einander dadurch nicht, obwohl sie beide durch den Bereich 35 laufen.
Zwischen den Mitteln 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung können, wie 2 veranschaulicht, Schaufelelemente 36 vorgesehen sein, die durch im Wesentlichen radial orientierte gerade Platten gebildet sind. Die Schaufelelemente 36 sind vorzugsweise zwischen den Mitteln 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung der Gruppe 32 angeordnet, wobei sie in Radialrichtung weiter innen angeordnet sind, als die Mittel 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung. 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 5 ersichtlich wird, zwischen den aufeinander zuweisenden Mitteln 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung 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 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 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 Meißel einer Gruppe 32 einer gegenüberliegenden Gruppierung der anderen Welle greift. In diese Lücken greifen Abstreifelemente 43, die als entsprechend geformte Schaufeln oder Stege ortsfest gelagert und oberhalb der Drehachsen 16, 17 angeordnet sind. Diese Absteifelemente 43 haben eine Doppelfunktion. Zum einen dienen sie dazu, bindiges Material von den Wellen 14, 15 abzustreifen und zum anderen dienen sie dazu, zu verhindern, dass beim Reversieren der Antriebseinrichtung 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 Zwischenraum 42 greifenden Fortsatz auf. Bedarfsweise kann dieser verkürzt sein, um in dem Zwischenraum 42 weitere mit den Wellen 14, 15 verbundene Mittel 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung anzuordnen, die mit den Mitteln 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung der Gruppe 32 verzahnt auf einen Kreis laufen.
Wie 6 veranschaulicht, sind die Mittel 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung, bezogen auf eine Ebene, auf der die jeweilige Drehachse 16, 17 senkrecht steht, schräg angeordnet. Außerdem sind benachbarte Mittel 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung einer Welle 14, 15 gegeneinander versetzt angeordnet. Dies kann für die Zerkleinerung von großen Steinen 38 vorteilhaft sein. Wie eine strichpunktierte Linie L andeutet, ist dadurch zwischen axial beabstandeten Mitteln 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung der Wellen 14, 15 die Aufnahme von Steinen möglich, die dann mit sehr hohen Kräften F aufgesprengt werden. Die Kraft F auf den Stein berechnet sich zu F = FA/cosα und wird deshalb bei geringen Antriebskräften äußerst 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 manuellen Zugang zu der jeweiligen Rückseite, d.h. der der Spitze 25 abgewandten Seite der Halter 21. Dies erleichtert den Wechsel der Mittel 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung 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 Spaltwerk 5 lastet. Die Antriebseinrichtung 6 dreht die Wellen 18, 19 dabei gegensinnig so, dass die oben, d.h. der Wanne 4 zugewandten Mittel 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung 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 Mittel 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung etwa 60 cm/s betragen. Soweit das Material 2 eine Korngröße aufweist, die gering genug ist, um durch die Lücken zwischen den Wellen 14, 15 und den mit ihnen umlaufenden Elementen zu passen, wird das Material zwischen den Wellen 14, 15 durchgefördert und über die Bandfördereinrichtung 11 abgefördert. Größere Teile, wie bspw. der aus 5 oder 6 ersichtliche Stein 38, gelangen unter Wirkung ihres Eigengewichts in den Aufnahmeraum 37, wobei sie, wie 6 veranschaulicht, von Mitteln 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung der gegenüberliegenden Wellen 14, 15 punktuell aufgenommen werden. Die Mittel 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung 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 (wie in 8 veranschaulicht) durch den Stein 38 fortpflanzender Riss bildet, wobei die von den Mitteln 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung ausgehenden Risse 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 Mitteln 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung 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 punktuell überschritten, wobei sich ein durch den Stein fortpflanzender 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 zerkleinert. Ist ton- oder lehmhaltiges (bindiges) Material trocken, werden vorhandene größere Teile mit geringem Aufwand wie Steine aufgesprengt. Ist das Material feucht und klebrig, wird es insbesondere durch die Wirkung der Schaufelelemente 36 in entsprechende Teile zerkleinert, d.h. aufgelockert und zwischen den Wellen 14, 15 hindurch nach unten befördert.
In 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 2 überein. Unterhalb des Spaltwerks 5 ist ein so genannter Brechbalken 45 angeordnet, der einen etwa dreieckförmigen Querschnitt aufweist. Der Brechbalken 45 weist dabei an seiner den Mitteln 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung zugewandten Seite gewölbte Flächen 46, 47, 48, 49 auf, die jeweils ungefähr in konstantem Abstand zu dem benachbart vorbeilaufenden Mitteln 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung 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 Mitteln 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung zugeordnet, während die Flächen 48, 49 den an langen Haltern gehaltenen Mitteln 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung zugeordnet sind.
Sowohl bei der Ausführungsform nach 9 als auch bei der Ausführungsform nach 10 kann die Zuschlagstoffzugabe beispielsweise feuchtegesteuert automatisch erfolgen. Die Pump- und Dosiervorrichtung ist dazu mit einer nicht weiter veranschaulichten Feuchtemesseinrichtung verbunden, die an dem Spaltwerk 5 angeordnet ist. Die Zuführung 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 Mitteln 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung an den Wellen 14, 15 die Zerkleinerung von Grobbestandteilen bis zu einer relativ geringen Korngröße von etwa 60 mm sicher erreicht wird.
Bedarfsweise kann unter dem Brechbalken eine Dispenservorrichtung 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 Materialstrom gegeben werden. Dazu dient eine Pump- und Dosiervorrichtung 55, die an die Leitung 52 angeschlossen ist. Als Zuschlagstoff kommen chemische Flüssigkeiten, Aufschlemmungen, faserhaltige Flüssigkeiten oder auch fluidis ierte Pulver in Frage. Die Zuschlagstoffe können der Feuchtigkeitsstabilisierung, 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 Zuschlagstoffen wie Kalk (CaO), in Pulverform oder in körniger Form, zuzuführen. Außerdem kommen als Zuschlagstoffe Zement, 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 10 noch verbessert werden. Bei dieser Ausführungsform sind unter dem Spaltwerk 5, das lediglich schematisch angedeutet ist, zwei schwenkbar gelagerte Klappen 56, 57 angeordnet, die mit ihren Schwenkantrieben 58, 59 insgesamt eine Einrichtung 61 zur Beeinflussung 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 Material in dem Spaltwerk 5 gehalten und ständig durchgearbeitet. Dies kann zum verbesserten Aufschluss sowie zur verbesserten Durchmischung des Materials und zur Homogenisierung desselben genutzt werden. Dies gilt insbesondere wenn Zuschlagstoffe beigegeben werden. Durch geeignete Ansteuerung 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 auszulassen. Anstelle der Klappen können auch Schieber oder andere Sperr- und Freigabeeinrichtungen Verwendung finden.
Wie die 11 und 12 veranschaulichen, kann das Spaltwerk 5 mit einer Separiereinrichtung 64 verbunden werden. 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 Winkel 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 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 11 und 12 veranschaulichte Kombination aus Spaltwerk 5 und Separiereinrichtung 64 kann, wie in 14 oder 15 veranschaulicht ist, in einer Aufbereitungsanlage eingesetzt werden. Gemäß 14 ist unter dem Scheibenseparator zum Abtransport des von der Separiereinrichtung 64 nach unten durchgelassenen Feinanteils eine Bandfördereinrichtung 71 vorgesehen. Zum Abtransport der abgeschiedenen Grobkomponente dient eine weitere Bandfördereinrichtung 72, die im Anschluss an die Separiereinrichtung 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 15 sind die Wellen der Separiereinrichtung 64 alternierend vorwärts und rückwärts drehend, jedoch untereinander gleichsinnig, angetrieben. Bei normalem Separierbetrieb drehen die Wellen in 15 in Uhrzeigerrichtung und fördern somit nach rechts. Während der Feinanteil von der unter der Separiereinrichtung 64 angeordneten Bandfördereinrichtung 71 abtransportiert wird, sammeln sich Grobbestandteile an einer Stauwand 74 an. Zur Ausleitung der Grobkomponente drehen die Wellen ihre Drehrichtung um und fördern nunmehr in 15 nach links, auf die Bandfördereinrichtung 72. Die Wellen laufen während des größten Teils ihrer Betriebszeit in Uhrzeigerrichtung mit einer Drehzahl von beispielsweise 300 Umdrehungen/Minute. Sie bilden eine Klassiereinrichtung. Die Reversierung erfolgt von Zeit zu Zeit, jeweils nur kurzzeitig so lange, wie es erforderlich ist, um die Grobkomponente von der Stauwand 74 zu der Bandfördereinrichtung 72 zu fördern.
Über dem Spaltwerk 5 kann bei dieser wie bei allen anderen Ausführungsformen bedarfsweise eine Nachdrückeinheit 76 angeordnet werden, die eine Nachdrückeinrichtung bildet. Die 76 ist um eine Schwenkachse 77 drehbar oder sonstwie beweglich gelagert und mit einer nicht weiter veranschaulichten Betätigungseinrichtung verbunden. Die 76 weist eine relativ große Masse auf und ist an ihrer Unterseite 78 mit Zacken 79 oder anderweitigen Vorsprüngen versehen.
Eine zur Aufbereitung insbesondere von mineralischem Material wie Bodenaushub geeignete Einrichtung, weist zwei gegenläufig rotierende Walzen auf, an denen jeweils mehrere Mittel 23 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 Mittel 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung, die dazu eingerichtet sind, auf Partikelgrößen oberhalb einer Mindestgröße Kerbwirkung auszuüben. Die Zerkleinerung mittels Kerbwirkung erweist sich als energiesparend und maschinenschonend. Die Kerbwirkung ausübenden Mittel 23 zur Erzeugung einer Kerbwirkung können auch Holz (Baumstümpfe) zerkleinern.

Claims

Vorrichtung (1) zum Aufbereiten von Material, insbesondere mineralischem Material wie Bodenaushub, mit einer Aufgabeeinrichtung (4), die eine Aufnahmeöffnung zur Aufgabe des Materials aufweist, mit wenigstens zwei Wellen (14, 15), die parallel zueinander angeordnet und drehbar gelagert sowie mit einer Antriebseinrichtung (6) verbunden sind, die dazu eingerichtet ist, den Wellen (14, 15) eine gegenläufige Drehbewegung zu erteilen, mit Mitteln (23) zur Erzeugung einer Kerbwirkung an zu zerkleinernden spröden Bestandteilen des aufzubereitenden Materials, die mit den Wellen (14, 15) verbunden sind und oberhalb der Wellen (14, 15) mit ihren Spitzen aufeinander zu weisen, um ein Spaltwerk (5) zu bilden, und die sich infolge der gegensinnigen Drehung der Wellen (14, 15) auf der der Aufgabeeinrichtung (4) zu gewandten Seite aufeinander zu bewegen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellen (14, 15) in einem Durchgang (7) angeordnet sind, der an der Unterseite der Aufgabeeinrichtung (4) angeordnet ist.
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 berührungslos bewegen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Welle (14, 15) mehrere Mittel (23) zur Erzeugung der Kerbwirkung aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Kerbwirkung erzeugenden Mittel (23) an den Wellen (14, 15) ortsfest gehalten sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Kerbwirkung erzeugenden Mittel (23) lösbar mit den Wellen (14, 15) verbunden sind.
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.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Kerbwirkung erzeugenden Mittel (23) einer Gruppe (31, 32, 33) jeweils auf einem zu der Welle (14, 15) koaxialen Kreis angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Kerbwirkung erzeugenden Mittel (23) benachbarter Gruppen (31, 32, 33) auf Kreisen mit unterschiedlichen Durchmessern angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Gruppe (32) mit großem Durchmesser wenigstens eine Gruppe (31, 33) mit kleinerem Durchmesser benachbart angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Gruppe (32) mit großem Durchmesser zu beiden Seiten wenigstens eine Gruppe (31, 33) mit kleinerem Durchmesser benachbart ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Kerbwirkung erzeugenden Mittel (23) einer Gruppe (32) einer Welle (14) in Lücken (42) zwischen Gruppen (31, 33) der anderen Welle (15) ragen.
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 Kerbwirkung angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den Wellen (14, 15) Schaufelelemente (36) gehalten oder ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (23) zur Erzeugung von Kerbwirkung die Schaufelelemente (36) in Radialrichtung überragen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerbwirkung erzeugenden Mittel (23) untereinander gleich ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerbwirkung erzeugenden Mittel (23) kegelförmig ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerbwirkung erzeugenden Mittel (23) jeweils einen an ihren Flanken (26, 28) zu messenden Keilwinkel aufweisen, der geringer als 90° ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerbwirkung erzeugenden Mittel (23) an ihren Spitzen (25) jeweils gerundet sind.
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.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den aufeinander zu weisenden, eine Kerbwirkung erzeugenden Mitteln (23) der benachbarten Wellen (14, 15) Aufnahmeräume (37) für das zu zerkleinernde Material vorgesehen sind, die sich zumindest bis zu den Wellen (14, 15) erstrecken.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerbwirkung erzeugenden Mittel (23) so orientiert sind, dass die entsprechenden, dazu vorgesehenen Mittel zur Erzeugung einer Kerbwirkung (23) unter einem Angriffswinkel von im Wesentlichen 90° auf das zu zerkleinernde Material (38) treffen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorrichtung eine Klassiereinrichtung z.B. in Form eines Aufgaberosts vorgelagert ist und/oder dass der Vorrichtung eine Klassiereinrichtung oder eine Mischeinrichtung nachgeordnet ist.
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 aufweist, und dass die Umfangsgeschwindigkeit kleiner als 1,0 m/s ist, wenn die Maximalkorngröße größer ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (6) zeit- und/oder lastabhängig reversierend ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einige der Mittel zur Erzeugung einer Kerbwirkung mit einem Schlagwerk verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Spaltwerk (5) eine Dispenservorrichtung (51) zur dosierten Abgabe von Zuschlagstoff in den Materialstrom vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unter dem Spaltwerk (5) eine Einrichtung (61) zur Beeinflussung des Materialdurchgangs vorgesehen ist.
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.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Spaltwerk (5) nachfolgend eine Separier- (64) oder Klassiereinrichtung vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Separiereinrichtung (64) ein Scheibenseparator oder ein Rollenrost ist.
Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheibenseparator Scheiben (68) aufweist, die mit Meißeln (69) oder Zähnen besetzt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Spaltwerk (5) eine Nachdrückeinrichtung (76) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachdrückeinrichtung (76) mit einer Schlageinrichtung versehen ist oder selbst Schlagfunktion ausübt.
Verfahren zum Aufbereiten von Material, insbesondere mineralischem Material wie Bodenaushub, wobei bei dem Verfahren das Material ohne Vorbehandlung in eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass als Material Bodenaushub verarbeitet wird, der nach Zugabe von Bindemittel im Boden eingebaut wird.