Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zerklei- nern fester Materialien, nach dem Oberbegriff des An¬ spruchs 1. Eine so ausgebildete Vorrichtung ist be¬ sonders geeignet, Materialien, wie Stein, Beton, ar¬ mierten Beton oder ähnliche Materialien soweit zu zerkleinern, daß sie als Sekundärmaterialien für an- dere Einsatzfälle wieder verwendet werden können.

Aus der EP 0 394 233 Bl ist eine Vorrichtung zum Auf¬ bereiten von Materialien, wie Gestein, Erze, Ton, Schüttgüter, agglomeriertes Pulver oder dergleichen bekannt, bei der zumindest zwei teilweise, eine kreiszylinderförmige Oberfläche aufweisende Werkzeuge vorhanden sind. Dabei sind die so ausgebildeten Werk¬ zeuge, auf in den Kreisbogenmittelpunkten angeordne¬ ten Achsen, drehbar gelagert. Mit einer Antriebsan- Ordnung wird eine pendelnde Aufwärts-Abwärtsbewegung um die Achse ausgeführt und der Raum oberhalb der beiden sich gegenüberliegenden kreiszylinderförmigen Oberflächen der Werkzeuge bildet einen Einzugskeil für das aufzubereitende Material. An der kreiszylin- derförraigen Oberfläche mindestens eines der beiden

Werkzeuge sind abstehende Zerkleinerungsvorrichtungen vorgesehen, die nach der aus der EP 0 394 233 Bl be¬ anspruchten Vorrichtung, lediglich oberhalb der Stel¬ le an den beiden Werkzeuge angeordnet sind, die bei ihrer Bewegung den kleinsten Abstand voneinander auf-

weisen. Nach dem dort beschriebenen Vorschlag sollen die Zerkleinerungswerkzeuge als Zähne, Nocken, Lei¬ sten oder in ähnlicher Form ausgebildet sein.

Nach dem Befüllen des Einzugskeils, mit dem zu zer¬ kleinernden Material werden die beiden Werkzeuge mit einem vorzugsweise hydraulischen Antrieb um ihre Ach¬ se nach unten gedreht und das zu zerkleinernde Mate¬ rial wird mit Hilfe der im oberen Bereich angeordne- ten Zerkleinerungswerkzeuge über den Einzugskeil in einen Arbeitsspalt gedrückt und durch die Verringe¬ rung des Abstandes zwischen den beiden Werkzeugen bei der pendelnden Abwärtsbewegung, ein Druck auf das zu zerkleinernde Material ausgeübt und dieses gebrochen. Die im oberen Bereich, der beiden sich pendelnd bewe¬ genden Werkzeuge, angeordneten Zerkleinerungswerkzeu¬ ge dienen im wesentlichen dazu, die Förderbewegung des zu zerkleinernden Materials in den Arbeitsspalt zu unterstützen und ein Zurückweichen des Materials zumindest teilweise zu verhindern.

Aus Sicherheitsgründen ist eine nach der EP 0 394 233 Bl ausgebildete Vorrichtung mit einer Überlastsiche¬ rung so ausgeführt, daß zumindest eines der beiden Werkzeuge nachgiebig gelagert ist und bei einem Über¬ schreiten einer maximalen Kraft zwischen den beiden Werkzeugen ein Ausschwenken möglich wird, was dazu führt, daß der Arbeitsspalt zwischen den beiden Werk¬ zeugen vergrößert wird.

Wird auf eine solche Überlastsicherung verzichtet, wird bei Überschreiten einer maximalen Kraft, das verfügbare Antriebsmoment des Antriebes überschritten und der Arbeitshub nicht vollständig ausgeführt, so daß die Durchsatzleistung der Vorrichtung verringert

wird .

Im Gegensatz dazu führt die Überlastsicherung, mit dem Ausschwenken dazu, daß die Zerkleinerungswirkung der Vorrichtung verringert wird und daß zu zerklei¬ nernde Material nicht ausreichend gebrochen wird. Weiter ist es nachteilig, daß eine solche Überlastsi¬ cherung einen hohen konstruktiven Aufwand mit ent¬ sprechenden Kosten hervorruft und durch häufiges An- sprechen einen hohen Verschleiß und entsprechenden Wartungs- und Reparaturaufwand erforderlich macht.

Beim Betrieb einer solchen bekannten Vorrichtung, tritt bei kleinen und mittleren Breiten des Arbeits- spaltes eine Verdichtung des Materials, bis nahezu an ihre Festkörperdichte heran auf, die mit den entspre¬ chenden Reaktionskräften dazu führt, daß die Über¬ lastsicherung (das Ausschwenken) ansprechen muß.

Die überwiegend glatten Oberflächen der beiden sich gegenüberstehenden Werkzeuge mindern den maximal mög¬ lichen Einzugswinkel und verringern dadurch die Durchsatzleistung. Außerdem entsteht ein unnötig ho¬ her, unerwünschter Anteil an einem splittrigen Korn.

Ein weiterer Nachteil einer solchen Vorrichtung ist es, daß nur ein Arbeitshub ausgeführt wird und bei der pendelnden Aufwärtsbewegung der beiden Werkzeuge keine Zerkleinerungsarbeit verrichtet wird.

Werden mit einer solchen Vorrichtung armierte Beton¬ teile zerkleinert, kann es durch Verhaken der freige¬ brochenen, deformierten Bewehrungselemente zu Störun¬ gen im Betrieb führen, die Maschinenausfallzeiten bedeuten und den Druchsatz ebenfalls verringern. Die

anfallenden Metallteile, die vom Beton getrennt wor¬ den sind, müssen im Anschluß an die Zerkleinerung in einem gesonderten Arbeitsgang weiter zerkleinert wer¬ den, so daß sie in geeigneter Form für die Wiederauf- bereitung zur Verfügung gestellt werden können.

Aus der DE-OS 2 758 042 ist eine Zerkleinerungsma¬ schine für sperrige Abfälle bekannt, bei der eben¬ falls zwei kreissegmentartige Schwenkbacken sich ge- genüberstehen und in ähnlicher Form pendelnd bewegt werden können. Hierbei sind die sich gegenüberliegen¬ den Schwenkbacken an ihren Kreisbogensegmenten mäan¬ derförmig ausgebildet und in axialer Richtung so zu¬ einander versetzt angeordnet, daß sie ineinandergrei- fen können. Auch bei einer so ausgebildeten Zerklei¬ nerungsmaschine treten die gleichen Nachteile auf, wie dies bereits bei der aus der EP 0 394 233 Bl be¬ kannten Vorrichtung der Fall ist.

Auf dem gleichen Prinzip beruht auch die aus der

DE 3 614 817 AI beschriebene Vorrichtung zum Brechen von grobstückigem Gut, insbesondere blockförmigem, sperrigen Gut, wie z.B. Kohleelektroden. Auch hierbei werden als Brechwerkzeuge Walzensegmente verwendet, die einen Brechspalt bilden und die Brechwerkzeuge ebenfalls eine pendelnde Auf- und Abbewegung durch¬ führen. Dabei wird in der DE-OS 36 14 817 auf die Möglichkeit hingewiesen, die Schwenkachsen der beiden Brechwerkzeugträger jeweils exzentrisch, d.h. außer- halb des Zentrums des Umfangkreises der Segmentbögen, zu wählen, so daß während des Verschwenkens der Wal¬ zensegmente die Breite des Arbeitsspaltes nicht kon¬ stant, sondern enger oder auch weiter werden kann. Durch die exzentrische Anordnung der Schwenkachse ist es jedoch ebenfalls nicht möglich, zu verhindern, daß

die Breite des Arbeitsspaltes so beeinflußt wird, daß die, durch die Verdichtung des zu zerkleinernden Ma¬ terials, bis nahezu an die Festkörperdichte hin auf¬ tretenden Kräfte, nicht erreicht werden. Mit der ex- zentrischen Anordnung der Schwenkachse kann der Ar¬ beitsspalt bei der pendelnden Auf- und Abbewegung zwar kontinuierlich größer oder kleiner werden, dies erfolgt aber lediglich in Abhängigkeit der Exzentri¬ zität und des gewählten Radius der kreissegmentförmig ausgebildeten Werkzeuge. Die bereits genannten Pro¬ bleme mit der Verwendung einer Überlastsicherung oder die Verringerung der Durchsatzleistung treten auch bei einer so ausgebildeten Vorrichtung auf.

In ähnlicher Weise arbeitet auch der aus der DE 4 209 278 AI bekannte Walzensegmentbrecher, der Paare von Brechwerkzeugen aufweist, die paarweise gegenüberlie¬ gend oberhalb und unterhalb des Arbeitsspaltes ange¬ ordnet sind. Obwohl mit einem so ausgebildeten Wal- zenbrecher, durch die Ausnutzung des zweiten Hubes die Druchsatzleistung erhöht werden kann, sind die bereits genannten Nachteile nicht betroffen und be¬ einträchtigen die Wirkungsweise ebenfalls negativ.

Ausgehend von diesen Lösungen ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, die auf einfache Weise in der Lage ist, Überlastungen im nor¬ malen Zerkleinerungsbetrieb zu vermeiden und trotzdem eine hohe Durchsatzleistung zu erreichen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe, durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merk¬ male gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich bei Ver- wendung der in den untergeordneten Ansprüchen enthal-

tenen Merkmale.

Durch die Ausbildung der gekrümmten Arbeitsoberfläche des bzw. der Brechwerkzeuge(s) in der Form, daß sich der Radius des gekrümmten Bereiches in Abhängigkeit des Reibwertes des zu zerkleinernden Materials in der einer linearen Spirale folgenden Form verkleinert und bei der pendelnden Abwärtsbewegung, also dem eigent¬ lichen Arbeitshub der Arbeitsspalt kontinuierlich vergrößert wird, kommt es bei der Abwärtsbewegung des bzw. der Brechwerkzeuge(s) zu einer Verdichtung, die zwar zur Zerkleinerung des zu brechenden Materials führt, dabei die Verdichtung jedoch nicht bis in den Bereich der Festkörperdichte erfolgt. Dadurch werden Überbelastungen vermieden, die bei den bekannten Vor¬ richtungen aufgetreten sind und es kann sogar auf eine Möglichkeit zur Ausschwenkung eines der beiden Brechwerkzeuge oder einer ebenfalls verwendbaren Brechplatte, verzichtet werden. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Antrieb der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung hydraulisch oder durch Kur¬ belantrieb mit hydraulischer Überlastsicherung er¬ folgt und bereits durch diese Antriebsform ein gewis¬ ser Überlastschutz vorhanden ist.

Durch die Anpassung der Arbeitsspaltbreite an die Arbeitsstellung, in Verbindung mit dem zu zerklei¬ nernden Material, kann der maximale Arbeitshub der Vorrichtung ausgenutzt und die Durchsatzleistung op- timiert werden.

Die Verringerung des Radius der Arbeitsoberflächen kann nach der Formel ΔR = μ * R bestimmt werden.

4 Hierbei ist μ der Reibwert, der insbesondere vom zu zerkleinernden Material abhängt, da das Oberflächen-

material der Brechwerkzeuge bzw. der Brechplatte in der Regel konstant ist. Es können daher in einer er¬ findungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung verschiedene Brechwerkzeuge, materialabhängig eingesetzt werden, da sie bevorzugt austauschbar ausgebildet sind.

Die Arbeitsoberfläche des bzw. der Brechwerkzeuge(s) kann tangential und anschließend bogenförmig konkav in eine wiederum konvex ausgebildete Erhebung auslau- fen, die oberhalb des Einzugskeils angeordnet ist.

Wird der Arbeitshub, d.h. die pendelnde Abwärtsbewe¬ gung durchgeführt, dient die Erhebung dazu, ein Zu¬ rückweichen des zu zerkleinernden Materials zu ver¬ hindern und wirkt als Widerlager für dieses. Der kon- kav ausgebildete bogenförmige Bereich sollte dabei bevorzugt einen Radius r = R/4 und der konvex ausge¬ bildete Bereich einen Radius r = R/8 aufweisen.

In einer bevorzugten Ausführungsform sollten zwischen der so ausgebildeten bogenförmigen Erhebung in axia¬ ler Richtung des/der Brechwerkzeuge(s) Durchbrüche angeordnet sein, durch die bei der Ausführung des Arbeitshubes ein geringer Anteil an zu zerkleinerndem Material entweichen kann, so daß bei gefülltem Ein- zugskeil eine gezielte Kraft in Richtung auf den Ar¬ beitsspalt ausgeübt werden kann. Eine Menge an Mate¬ rial, die während eines Arbeitshubes nicht durch den Arbeitsspalt gepreßt bzw. nicht im Einzugskeil auf¬ genommen werden kann, soll durch die Durchbrüche ab- führbar sein. Die Durchbrüche können dabei wellenför¬ mig ausgebildet sein und die Erhebungen in axialer Richtung ebenfalls konkave Bögen bilden, zwischen denen die Durchbrüche ausgebildet sind.

In bevorzugter Form sollten die Erhebungen ebenfalls

als Einzelteile, austauschbar, ausgebildet sein, so daß sie bei Verschleiß oder bei anderen zu zerklei- nenden Materialien auf einfache Weise ersetzt bzw. gewechselt werden können.

Zur Verbesserung der Qualität und Effektivität kann die Arbeitsoberfläche des bzw. der Brechwerkzeuge(s) in axialer Richtung wellen- oder kegelförmig ausge¬ bildet sein, um die wirksame Fläche des bzw. der Brechwerkzeuge(s) zu erhöhen und dadurch in Verbin¬ dung mit der Beeinflussung der wirksamen Länge des Arbeitsspaltes die Durchsatzleistung zu vergrößern. Der Anstiegswinkel sollte dabei bevorzugt kleiner als der Reibwinkel des zu zerkleinernden Materials sein.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden über nahezu die gesamte Arbeitsoberfläche des bzw. der Brechwerkzeuge(s) Erhebungen vorgesehen, die bei der pendelnden Auf- und Abbewegung kämmend, in jeweils im gegenüberliegenden Brechwerkzeug oder einer gegebe¬ nenfalls verwendeten Brechplatte eingearbeitete Aus¬ sparungen eingreifen. Die als Zerkleinerungswerkzeuge dienenden Erhebungen können dabei zahnförmig oder leistenförmig ausgebildet sein. Die Zähne können als Einzelzähne oder wie dies von Zahnrädern bekannt ist, als Zahnflanken über die gesamte axiale Länge, wie auch die Leisten, ausgebildet sein.

Die Aussparungen sind dabei vorzugsweise in ihrer lichten Weite und Tiefe größer, als die als Teilwerk¬ zeuge ausgebildeten Erhebungen. Sie können Öffnungen aufweisen, durch die auf ein bestimmtes Maß zerklei¬ nertes Material abführbar ist. Mit der Verwendung dieser Zerkleinerungswerkzeuge wird die Durchsatzlei- stung ebenfalls stark erhöht und die Qualität des

zerkleinerten Materials durch die Ausbildung eines mehrachsigen Spannungszustandes und des dadurch her¬ vorgerufenen erhöhten Anteils des gewünschten kubi¬ schen Korns, verbessert.

Die Erfindung kann ebenfalls dadurch verbessert wer¬ den, daß das bzw. die Brechwerkzeug(e) aus einem Auf¬ nahmeteil gebildet wird, das mit scheibenförmigen, miteinander verbundenen, in axialer Richtung neben- einander angeordneten Teilwerkzeugen ergänzt werden kann. Dabei können die Teilwerkzeuge, wie bereits erwähnt, an die verschiedenen Materialien ent¬ sprechend des Reibwertes ausgewählt und für den je¬ weiligen Anwendungsfall mit dem Aufnahmeteil verbun- den werden. Dies erleichtert auch bei aufgetretenem Verschleiß den Austausch neuer Teilwerkzeuge.

Insbesondere bei der Zerkleinerung armierter Beton¬ teile ist es vorteilhaft, den zweiten Hub, also die Aufwärtsbewegung der bzw. des Brechwerkzeuge(s) dazu zu nutzen, die Armierung in handliche Teile zu zer¬ trennen. Hierfür können an den unteren Enden des bzw. der Brechwerkzeuge(s) oder der entsprechend angeord¬ neten Brechplatte, Schneidwerkzeuge angeordnet sein, die bei der Aufwärtsbewegung aufeinanderzu bewegbar sind und das Zertrennen der Armierungsteile bewirken. Die Schneidwerkzeuge können dabei mit geeigneten Be¬ festigungselementen bzw. Befestigungssystemen aus¬ tauschbar gestaltet sein.

Vorteilhaft ist es ebenfalls, die Schneidelemente schwenkbar auszuführen, so daß sie bei Bedarf aus einer Ruhestellung in die Arbeitsstellung gebracht werden können und so die Universalität erhöht wird. Durch einfaches Umschwenken der Schneidwerkzeuge,

kann im Anschluß an die Zerkleinerung von beispiels¬ weise Gestein oder nichtarmierten Beton, armierter Beton ohne weiteres und großen zusätzlichen Aufwand zerkleinert werden. Die zertrennten Armierungsteile können im Anschluß an den Zerkleinerungsprozeß mit bekannten Methoden zur Metallabscheidung aussortiert und der Wiederverwendung in handlicher Form, dem Schrotthandel zugeführt werden.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausfüh¬ rungsbeispielen näher beschrieben werden.

Dabei zeigt:

Figur 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung in der obersten Arbeitsstellung;

Figur 2 die Vorrichtung nach Figur 1, in ihrer un- tersten Arbeitsstellung nach vollendetem

Arbeitshub;

Figur 3 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Brechwerkzeuges mit zahnför- miger Profilierung und

Figur 4 eine Teildarstellung eines erfindungsgemäß ausgebildeten Brechwerkzeuges, mit in axia¬ ler Richtung nebeneinander angeordneten, austauschbaren Teilwerkzeugen.

In der Figur 1 ist eine erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung, zur Zerkleinerung von festen Materia¬ lien, mit den wesentlichen für den Erfolg erkennbaren Merkmalen, dargestellt. Hierbei sind parallel zuein-

ander Brechwerkzeuge 1 und 2, die um eine horizontal ausgerichtete Achse 3, eine pendelnde Auf- und Abbe¬ wegung aufeinanderzu durchführen können, dargestellt. In dieser Darstellung sind beide Brechwerkzeuge 1 und 2, in ihrer jeweils maximalen oberen Arbeitsstellung zu erkennen, wobei oberhalb des Arbeitsspaltes 4 ein Einzugskeil 5 gebildet wird, in den durch einen Schüttrichter 6, zu zerkleinerndes Material von oben zuführbar ist. In dieser Darstellung hat der Arbeits- spalt 4 seine kleinste lichte Weite. Ausgehend von dieser Darstellung, mit der eingezeichneten Linie 7, verringert sich der Radius der gekrümmten Arbeits¬ oberflächen 8 kontinuierlich und abhängig vom Reib¬ wert des zu zerkleinernden Materials, so daß sich beim Arbeitshub, wie dies in der Figur 2 zu erkennen ist, die lichte Weite des Arbeitsspaltes 4 größer ist, als in der in der Figur 1 dargestellten Stellung, was dazu führt, daß während des Arbeitshubs eine kontinuierliche Erweiterung des Arbeitsspaltes 4 auftritt und keine, durch eine übermäßige Verdichtung des zu zerkleinernden Materials hervorgerufene Über¬ lastung auftreten kann. Der sich verringernde Radius der gekrümmten Arbeitsoberfläche 8, läuft in einem konkav ausgebildeten Bogen in einen konvex gebildeten Bogen aus, die gemeinsam eine Erhebung 9 bilden. Die Erhebungen 9 der Brechwerkzeuge 1 und 2 bewegen sich während des Arbeitshubes aufeinanderzu und verringern das Volumen des Einzugskeils 5 und fördern dabei das zu zerkleinernde Material in Richtung auf den Ar- beitsspalt 4. Um dies deutlicher darzustellen sind

Kreisbögen 15 eingezeichnet, die keine Variation der Arbeitsspaltbreite zulassen würden.

In den Darstellungen nach Figur 1 und 2 ist nicht erkennbar, daß die Erhebungen 9 in axialer Richtung

durch Durchbrechungen unterbrochen sind, durch die überflüssiges zu zerkleinerndes Material entweichen kann.

An den unteren Stirnseiten der Brechwerkzeuge 1 und 2 sind Schneidwerkzeuge 10 und 11 angebracht, die bei der Rückwärtsbewegung, entgegengesetzt zum eigentli¬ chen Arbeitshub aufeinanderzu bewegbar sind und in der maximal obersten Stellung der beiden Brechwerk- zeuge 1 und 2 Armierungsmaterial trennen können.

Die beiden Brechwerkzeuge 1 und 2 führen dabei bevor¬ zugt eine Pendelbewegung in einem Winkel von ca. 60 aus.

In der Figur 3, ist eine Seitenansicht eines erfin¬ dungsgemaß ausgebildeten Brechwerkzeuges 1 oder 2 dargestellt, dessen gesamte Arbeitsoberfläche mit einer Verzahnung 12 ausgebildet ist, die kämmend in Aussparungen, die im nicht dargestellten gegenüber¬ liegend angeordneten Brechwerkzeug oder einer eben¬ falls nicht dargestellten als Widerlager dienenden Brechplatte eingearbeitet sind, bei der pendelnden Auf-Abbewegung kämmend eingreifen können. Die Zähne 12 verlaufen hierbei über den gesamten axialen Be¬ reich der Arbeitsoberflächen 8 und sind bevorzugt imberen tangential ausgebildeten Bereich größer aus¬ gebildet, als im unteren Bereich der Arbeitsoberflä¬ che 8.

In Verbindung mit der Erhebung 9, erfolgt über den Arbeitshub eine konstante Materialverdichtung ent¬ sprechend der erforderlichen Brechkraft und die voll¬ ständige Ausschöpfung, der durch den Einzug der Brechwerkzeuge 1, 2 möglichen Durchsatzleistung wird

erreicht .

Durch die zahnförmige Ausbildung der Arbeitsoberflä¬ chen 8 wird der Einfluß der Reibung auf das Einzugs- verhalten vermindert. Die Durchsatzleistung erhöht sich, da der mögliche Arbeitshub vollständig ausge¬ nutzt werden kann.

Anstelle der durchgehenden zahnförmigen Ausbildung kann auch eine punktuelle Verzahnung mit einzelnen Zähnen vorgesehen sein.

Anstelle der Verzahnung 12 können auch leistenförmig ausgebildete Erhebungen als Zerkleinerungswerkzeuge dienen, die entsprechend angeordnet werden.

Die Höhe der einzelnen Zähne der Verzahnung 12 oder der Leisten kann sich in Richtung auf die im oberen Bereich angeordnete Erhebung 9 vergrößern.

In der Figur 4 ist die Möglichkeit, der Ausbildung der Brecherwerkzeuge 1 oder 2 mit in axialer Richtung auf einen Aufnahmeteil 14 nebeneinander angeordneten, austauschbaren Teilwerkzeugen 13 wiedergegeben, wobei zwischen den einzelnen Teilwerkzeugen Durchlässe vor¬ handen sein können. Die Teilwerkzeuge 13 können dabei so angeordnet werden, daß ihre auf das Gegenstück, also das gegenüber angeordnete Brechwerkzeug oder eine nicht dargestellte Brechplatte, kämmend angeord- net sind oder durch eine mäanderförmige Ausbildung der Brecherwerkzeuge 1, 2 diese in axialer Richtung so verschoben werden, daß ein Teilwerkzeug 13 in eine Lücke, zwischen zwei nebeneinander angeordneten Teil¬ werkzeugen 13 des gegenüberliegenden Brecherwerkzeu- ges 1, 2, eingreifen kann.

Die Oberfläche der Brecherwerkzeuge 1, 2, also deren Arbeitsoberflächen 8 können in Achsrichtung ein Wel¬ len- oder Kegelprofil aufweisen.