Kreiselbrecher

Ein Kreiselbrecher ist ein leistungsstarker Primärbrecher zur Zerkleinerung von hartem Naturgestein und großen Aufgabestücken. In der Gewinnung mineralischer Rohstoffe, im Felsabbruch oder in der Vorbereitung von Massen für die Weiterverarbeitung übernimmt er die erste Stufe der Zerkleinerung. In Rückbau- und Recyclingprozessen wird er seltener eingesetzt, kann jedoch in bestimmten Prozessketten eine Rolle spielen, etwa wenn vorgebrochener Beton ohne Bewehrung weiter klassiert wird. Eine sinnvolle Verbindung entsteht, wenn Materialien mit Betonzangen oder Stein- und Betonspaltgeräten der Darda GmbH vorab gebrochen, getrennt oder spannungsarm gespalten und anschließend über geeignete Sieb- und Brechstufen weiterverarbeitet werden.

Definition: Was versteht man unter Kreiselbrecher

Ein Kreiselbrecher (gyratory crusher) ist eine kontinuierlich arbeitende Brechmaschine mit konischem Brechraum. Eine zentral angeordnete, exzentrisch angetriebene Spindel trägt den beweglichen Brechmantel und erzeugt eine Kreis-/Taumelbewegung gegenüber einem feststehenden, konkaven Mantel. Das Aufgabegut wird im sich verjüngenden Brechspalt erfasst, verdichtet und durch Druck zerkleinert, bis es die eingestellte Spaltweite passiert. Kreiselbrecher werden überwiegend als Primärbrecher mit sehr hoher Durchsatzleistung eingesetzt. Sie sind konstruktiv von Kegelbrechern (Cone) zu unterscheiden, die vornehmlich für Sekundär- und Tertiärstufen genutzt werden.

Funktionsweise und Aufbau des Kreiselbrechers

Das Zerkleinerungsprinzip beruht auf Druckbeanspruchung im ringförmigen Brechraum. Die exzentrische Lagerung erzeugt eine gleichmäßige Materialbeanspruchung und eine hohe Kapazität. Entscheidend ist die konstante Materialsäule im Einlauf, die Brückenbildung verhindert und den Energieeintrag stabil hält.

Hauptkomponenten

• Spindel und Exzenter: Tragen den beweglichen Mantel und erzeugen die Kreisbewegung.
• Fester Brechmantel (Konkav) und beweglicher Mantel: Verschleißteile, die den Brechraum formen.
• Einlauftrichter und Aufgabeschacht: Für kontinuierliche, gleichmäßige Beschickung.
• Hydraulische Spalteinstellung: Zur Regelung der Spaltweite (Closed Side Setting) und zum Fremdkörper-Überlastschutz.
• Schmierung und Kühlung: Für Lager und Exzenterbaugruppe.
• Ableit- und Austragsbereich: Übergabe an Förderband oder Siebanlage.

Betriebsprinzip

1. Aufgabe von oben in den konischen Brechraum.
2. Verdichtung und Zerkleinerung im enger werdenden Brechspalt durch Druck und Scheranteile.
3. Austritt des gebrochenen Materials bei erreichter Spaltweite; kontinuierlicher Durchsatz.

Hinweis zur Abgrenzung: Kegelbrecher arbeiten ähnlich, sind jedoch meist kleiner dimensioniert, haben andere Bewegungscharakteristika und werden typischerweise in nachgelagerten Brechstufen eingesetzt.

Einsatzgebiete des Kreiselbrechers im Kontext von Rückbau, Felsabbruch und Natursteingewinnung

Der Kreiselbrecher ist im Natursteinwerk und im Tagebau ein klassischer Primärbrecher für sehr große und abrasive Gesteine. Im Felsabbruch und Tunnelbau ermöglicht er die Verarbeitung von Spreng- oder Spaltblöcken zu förderfähigen Körnungen. Im Betonabbruch und Spezialrückbau wird er seltener direkt eingesetzt, da Bewehrung ungünstig ist. Hier entstehen Synergien, wenn die Darda GmbH Materialien vorgängig aufbereitet:

• Betonzangen trennen Stahl und Beton, reduzieren Bauteile und schaffen rebar-freie Teilstücke, die anschließend in stationären oder mobilen Brechkreisen weiterverarbeitet werden.
• Stein- und Betonspaltgeräte erzeugen kontrollierte Sollbruchstellen, vermindern Erschütterungen und erlauben größere Blockgrößen für die Aufgabe in Primärbrecher—auch in sensiblen Bereichen oder beim Sondereinsatz.

In der Natursteingewinnung verbessert ein vorgängiges Spalten von Bankkanten die Blockgeometrie, reduziert Überkorn und erleichtert die kontinuierliche Beschickung des Kreiselbrechers. In der Entkernung und Schneiden steht der Kreiselbrecher nicht im Vordergrund; dort dominieren trennende Werkzeuge. Dennoch profitieren nachgelagerte Brechstufen von sauber getrennten, entmetallisierten Aufgabestücken.

Prozessketten: Vom Aufschluss bis zur Körnung

Die Effizienz eines Kreislaufs hängt von der Abstimmung der Aggregate ab. Typische Abfolgen:

Primärkreislauf in der Natursteingewinnung

1. Felslösung durch Sprengen oder Steinspaltzylinder der Darda GmbH (erschütterungsarm, kontrollierte Kluftführung).
2. Verladung grober Blöcke in den Vorbrecher (Kreiselbrecher).
3. Austrag auf Grobsieb; Abtrennung von Feinanteilen zur Effizienzsteigerung.
4. Weitergabe an Sekundärbrecher (z. B. Kegelbrecher) und Siebmaschinen.

Betonrecycling im Rückbau

1. Vorselektion, Entkernung und Schneiden von Trägern; Einsatz von Betonzangen zur Bewehrungsfreilegung.
2. Vorspaltung massiver Bauteile mit Stein- und Betonspaltgeräten zur Reduktion von Erschütterungen.
3. Aufgabe in geeignete Brechstufen (häufig Backen- oder Prallbrecher); Kreiselbrecher nur bei rebar-freiem Material und großen Stückgrößen sinnvoll.
4. Siebung, Metallabscheidung, Qualitätssicherung der RC-Körnungen.

Auswahlkriterien für den Einsatz eines Kreiselbrechers

• Aufgabestückgröße und -geometrie: Sehr große Blöcke und hohe Härte begünstigen den Kreiselbrecher.
• Gesteinseigenschaften: Abrasivität (z. B. Quarzanteil), Schüttdichte, Feuchte und Schluff-/Tonanteile.
• Durchsatzanforderung: Kontinuierliche Beschickung erlaubt hohe Tonnenleistungen pro Stunde.
• Zielkorn und Zerkleinerungsgrad: Abgleich von Closed Side Setting (CSS) und nachgelagerter Siebung.
• Beschickung: Bunker, Plattenband, Vibrorinne, Vorsieb zur Feinentlastung.
• Metallfreiheit: Bewehrungsanteile vermeiden; vorgängiges Trennen mittels Betonzangen ist zweckmäßig.
• Energiebedarf: Leistungsbedarf und Netz-/Aggregatkapazität prüfen; konsequente Materialflussführung zur Effizienzsteigerung.
• Mobilität: Stationär, semimobil oder mobil – abhängig von Lager und Logistik.

Betrieb, Wartung und Verschleißmanagement

Regelmäßige Pflege der Verschleißteile und eine kontrollierte Beschickung verlängern Standzeiten und sichern die Kornqualität.

Wesentliche Maßnahmen

• Spaltkontrolle: Dokumentation des CSS; Anpassung an Zielkorn und Verschleißzustand.
• Verschleißteile: Mantel und Konkav rechtzeitig wechseln; Oberflächenprofil passend zum Material wählen.
• Schmierung/Kühlung: Ölqualität, Temperatur und Durchfluss überwachen.
• Überlastschutz: Hydraulische Entlastung bei Fremdkörpern; sichere Freigabe von Blockaden.
• Beschickungsdisziplin: Gleichmäßige Aufgabe; Brückenbildung vermeiden; Überkorn aussortieren oder vorbrechen.

Kornform, Zerkleinerungsgrad und Siebkreise

Die Kornform (Kubizität) und die Verteilung über das Kornband beeinflussen Tragfähigkeit und Mischguteigenschaften. Der Kreiselbrecher erzeugt bei großen Zerkleinerungsgraden eine robuste Vorbrechkörnung. Für enge Kornbänder übernimmt meist die Sekundär-/Tertiärbrechung mit nachgeschalteter Siebung.

Praktische Stellgrößen

• Closed Side Setting: Primärer Hebel für Zielkorn; engere Spalte erhöhen den Feinanteil.
• Vorsiebung: Feinanteile vorab abziehen, um Überbeanspruchung zu vermeiden.
• Umlauf (Rezirkulation): Nur in nachgelagerten Stufen üblich; der Kreiselbrecher arbeitet vorzugsweise im Durchlauf.

Alternativen und Ergänzungen im Rückbau

In urbanen Rückbauprojekten dominieren trennende und ziehende Verfahren, die Bauteile selektiv reduzieren und Emissionen begrenzen.

• Betonzangen: Selektives Separieren von Beton und Bewehrung; ideal für die Vorbereitung rebar-freier Fraktionen für nachgelagerte Brechstufen.
• Stein- und Betonspaltgeräte: Erzeugen Sollbruchflächen bei massigen Bauteilen oder im Fels; minimieren Schwingungen und Staub.
• Kombischeren, Multi Cutters, Stahlscheren: Für Profile, Träger und Mischkonstruktionen; schaffen metallfreie Aufgabegüter.
• Tankschneider: Spezifische Schneidaufgaben bei Hohlkörpern; Vorbereitung für sichere Demontage.

Der Kreiselbrecher ergänzt diese Verfahren dort, wo große, metallfreie Stücke effizient vorgebrochen werden sollen, beispielsweise an zentralen Aufbereitungsstandorten.

Sicherheit und Umweltaspekte

Sichere Betriebsführung, Emissionsminderung und der Schutz angrenzender Bereiche sind wesentliche Anforderungen. Grundsätzlich gilt:

• Staubminimierung: Verkapselung, Wasserbedüsung an Einlauf und Austrag, gesteuerte Materialfeuchte.
• Lärmreduktion: Schallschutz und optimierte Materialfallhöhen.
• Erschütterungen: Im Rückbau bevorzugt Spalt- und Zangenverfahren; im Gewinnungsbetrieb sorgfältige Spreng-/Spaltplanung.
• Sichere Instandhaltung: Stillstand, Verriegelungssysteme, gesicherte Zugangspunkte, Hebezeuge für Mantelwechsel.
• Allgemeine Vorgaben: Geltende Regelwerke und anerkannte Regeln der Technik beachten; projektspezifische Genehmigungen einholen.

Ablaufvarianten aus der Praxis

Natursteinbruch mit Primär-Kreiselbrecher

• Bankabbau und kontrolliertes Spalten zur Blockdefinition.
• Kontinuierliche Aufgabe über Bunker und Dosierung; Grobsieb entlastet den Brecher.
• Nachgeschaltete Sekundär-/Tertiärstufen für definierte Körnungen.

Innerstädtischer Betonrückbau

• Entkernung und selektiver Rückbau mit Betonzangen; Trennen der Bewehrung.
• Vorspaltung massiver Fundamente mittels Stein- und Betonspaltgeräten zur Emissionsminderung.
• Weiterverarbeitung in geeigneten Brechkreisen außerhalb sensibler Zonen; Kreiselbrecher nur bei passenden Fraktionen.

Tunnelvortrieb und Schachtausbau

• Felslösung durch Sprengung oder Spalttechnik, um Erschütterungen zu begrenzen.
• Mobile/semi-mobile Vorbrechstufe; je nach Logistik Kreiselbrecher als Primärstufe.
• Siebung und nachgelagerte Brechung zur Herstellung definierter Versatz- oder Tragschichten.

Typische Fehlinterpretationen und Abgrenzungen

• Kreiselbrecher vs. Kegelbrecher: Ersterer ist primär für große Aufgabestücke und sehr hohe Durchsätze ausgelegt, letzterer arbeitet meist in Sekundär-/Tertiärstufen mit engeren Einstellungen.
• Bewehrter Beton: Kreiselbrecher sind dafür ungeeignet; metallhaltige Stoffe vorher mit Betonzangen separieren.
• Überkorndominanz: Sehr ungleichförmige Blöcke ohne Vorspaltung belasten den Brecher; Stein- und Betonspaltgeräte schaffen prozessfähige Geometrien.

Planung, Logistik und Energieeffizienz

Eine gut geplante Prozesskette reduziert Stillstände und Energieverbrauch. Wichtige Hebel:

• Materialfluss: Gleichmäßige Aufgabe, ausreichende Puffer, abgestimmte Fördertechnik.
• Selektive Vorzerkleinerung: Spalten und Zangen reduzieren Metallanteile und erzeugen brechfähige Stücke.
• Energie: Lastspitzen vermeiden, Drehzahl/Spalt an Materialfluss koppeln, Feinanteile vorsieben.
• Qualität: Laufende Kornbandkontrolle, Siebdecks anpassen, Rückmeldeschleifen zwischen Brechstufen.