Backenbrecher

Constmach Backenbrecher (CJC-Serie) sind Einschwingen-Primärbrecher, die Gestein durch Druck zwischen einer festen Brechbacke und einer beweglichen Schwingbacke zerkleinern, die von einer Exzenterwelle angetrieben wird. Das Programm reicht vom kompakten CJC-60 mit einer Einlauföffnung von 600x380 mm bis zum CJC-140 mit einer Öffnung von 1,400x1,100 mm und 420-850 t/h Durchsatz und eignet sich als erste Brechstufe für hartes, abrasives Aufgabegut.

Was ein Backenbrecher ist

Ein Backenbrecher ist die erste Maschine, mit der das meiste Gestein in einer Brechanlage in Berührung kommt. Er nimmt große Bruchsteine direkt aus der Wand oder vom Muldenkipper auf und zerkleinert sie auf eine Größe, die der Rest der Anlage verarbeiten kann. Der Name rührt von seiner Arbeitsweise her: zwei Brechbacken, eine feste und eine bewegliche, bilden eine V-förmige Kammer, die das Aufgabegut zusammenpresst wie ein Nussknacker.

Constmach realisiert diese Aufgabe als CJC-Serie. Jede Maschine ist eine Einschwingen-Bauart, das heißt, die Schwingbacke wird direkt von der Exzenterwelle angetrieben und nicht über einen separaten Kniehebelmechanismus am oberen Ende. Das Ergebnis ist ein kompakter, robuster Primärbrecher, der auch mit dem härtesten und abrasivsten Gestein, das ein Steinbruch liefern kann, gut zurechtkommt. Eine Einschwingen-Bauweise hat zudem weniger bewegliche Teile als die ältere Doppelkniehebel-Anordnung, sodass weniger verschleißt und weniger geschmiert werden muss, und die Maschine baut bei gleicher Einlauföffnung niedriger.

Wie ein Backenbrecher arbeitet

Das Aufgabegut gelangt oben über die Einlauföffnung in die Kammer. Die Schwingbacke, die an der Exzenterwelle hängt, bewegt sich auf einer engen elliptischen Bahn auf die feste Backe zu und wieder von ihr weg. Beim Schließhub wird das Gestein erfasst und durch Druck zerkleinert; beim Öffnungshub trägt die Schwerkraft die Bruchstücke tiefer in die sich verengende Kammer, wo sie erneut erfasst und zerkleinert werden.

Dieser Zyklus wiederholt sich über die gesamte Höhe der Kammer, bis das Material klein genug ist, um durch den Austragsspalt am unteren Ende zu fallen. Da die Wirkung rein druckbasiert ist, ist ein Backenbrecher weder auf Prallwirkung noch auf hohe Umfangsgeschwindigkeit angewiesen. Genau deshalb kommt er mit hochfestem Gestein so gut zurecht: er bringt enorme Kräfte langsam auf, statt den Stein zu schlagen.

Die elliptische Bewegung ist entscheidend. Die Schwingbacke öffnet und schließt sich nicht einfach wie ein Scharnier; sie bewegt das Gestein bei jedem Hub zugleich nach unten, sodass sich die Kammer selbst beschickt. Dieser Abwärtsbiss hält das Material in Fluss und verhindert, dass es an einer Stelle liegen bleibt und mahlt. Die Exzenterwelle, die Schwungräder zu beiden Seiten der Maschine und die Kniehebelplatte am hinteren Ende wirken zusammen, um die gleichmäßige Drehung des Motors in dieses kontrollierte, sich wiederholende Pressen umzusetzen. Die Schwungräder speichern zwischen den Hüben Energie und geben sie beim Brechhub wieder ab, wodurch ein vergleichsweise bescheidener Motor Kräfte in der Größenordnung von Hunderten von Tonnen aufbringen kann.

Die Produktkörnung wird über den Austragsspalt eingestellt, oft als geschlossene Spaltweite oder CSS bezeichnet. Ein weiterer Spalt liefert ein gröberes Produkt und höheren Durchsatz; ein engerer Spalt ein feineres Produkt. Bei den CJC-Maschinen ist diese Einstellung verstellbar, sodass derselbe Brecher auf unterschiedliche nachgeschaltete Stufen oder unterschiedliche Endprodukte abgestimmt werden kann. Die Kniehebelplatte am hinteren Ende der Maschine dient zugleich als mechanische Sicherung: gelangt ein nicht brechbarer Gegenstand in die Kammer, ist die Kniehebelplatte so ausgelegt, dass sie vor dem Rahmen oder der Welle versagt, was die teuren Bauteile der Maschine schützt.

Warum ein Backenbrecher für die Primärstufe

Die Primärzerkleinerung ist die härteste Aufgabe in der Anlage. Das Aufgabegut ist groß, ungleichmäßig und oft verschmutzt, und die erste Maschine muss alles aufnehmen, ohne zu verstopfen oder zu brechen. Ein Druckbrecher passt hier von Natur aus, weil er die Kraft erzeugt, die zum Brechen großer Brocken harten Gesteins nötig ist, und dabei die Belastung durch die direkte Beschickung verträgt.

Backenbrecher sind zudem nachsichtig. Sie verarbeiten plattiges und unregelmäßiges Aufgabegut, schlucken den gelegentlichen Überkornbrocken und laufen weiter, wo andere Brechertypen an ihre Grenzen stießen. Für Granit, Basalt und Flusskies, die hart, hochfest und abrasiv sind, ist der Backenbrecher die Standardwahl für die Primärstufe, und der Rest der Linie wird auf sein Produkt ausgelegt. Ein Prallbrecher würde diese Materialien gut formen, sich aber an abrasivem Gestein schnell abnutzen; ein Backenbrecher tauscht Kornform gegen Standfestigkeit — der richtige Kompromiss am Anfang der Linie.

Das Constmach CJC-Programm

Fünf Modelle decken die Spanne von kleinen Steinbruch- und Recyclingarbeiten bis zur Hochtonnage-Zuschlagstoffproduktion ab. Die Einlauföffnung bestimmt die maximale Aufgabegröße und folgt grob der Leistung; die Antriebsleistung steigt mit der Größe der Maschine. Die folgende Tabelle nennt die wichtigsten Kennzahlen.

Modell	Einlauföffnung (mm)	Leistung (t/h)	Antrieb (kW)
CJC-60	600 x 380	60-110	30
CJC-90	900 x 650	90-270	75
CJC-110	1,100 x 850	150-420	132
CJC-130	1,300 x 1,000	275-790	160
CJC-140	1,400 x 1,100	420-850	200

Der CJC-60 ist die Einstiegsmaschine, kompakt genug für kleine Steinbrüche und das Abbruchrecycling. Der CJC-90 und der CJC-110 decken den Großteil der mittleren Zuschlagstoffproduktion ab. Der CJC-130 und der größte CJC-140 sind für die Hochtonnage-Primärstufe gebaut, in der ein einzelner Brecher eine große Sekundär- und Tertiärlinie beschickt. Lesen Sie zuerst die Einlauföffnung und dann die Leistung: die Öffnung sagt Ihnen, welchen größten Stein die Maschine schluckt, und das Leistungsband, wie viel sie bewegt, sobald sie läuft.

Beachten Sie, wie die Werte gestaffelt sind. Die Einlauföffnung wächst von 600 mm Breite beim CJC-60 auf 1,400 mm beim CJC-140, während die installierte Leistung von 30 kW auf 200 kW steigt. Die Leistung klettert schneller als beide, von einem Band von 60-110 t/h am unteren Ende auf 420-850 t/h an der Spitze, weil eine größere Kammer sowohl größeres Gestein aufnimmt als auch je Hub weit mehr davon verarbeitet. Die Überschneidung zwischen den Bändern ist beabsichtigt: ein weit eingestellter CJC-90 kann einen eng eingestellten CJC-110 erreichen, sodass zwei benachbarte Modelle oft für denselben Standort passen und die endgültige Wahl von Aufgabegröße und Reserve abhängt.

Bauqualität und Verschleißteile

Ein Primärbrecher steht und fällt mit seiner Struktur. Der Rahmen muss die Brechkräfte, die bei jedem Hub ihren Höhepunkt erreichen, sowie den Schlag von Überkornbrocken und Fremdkörpern aufnehmen, ohne sich zu verformen oder zu reißen. Constmach baut die CJC-Maschinen für diese Aufgabe, wobei die rotierende Baugruppe und die Lager auf die Belastung der kontinuierlichen Primärzerkleinerung ausgelegt sind.

Die Teile, die das Gestein tatsächlich berühren, sind die beiden Brechbacken, die feste Backe und die Schwingbacke. Sie sind aus Manganstahl gefertigt, der unter der wiederholten Schlagbeanspruchung des Brechens kaltverfestigt, sodass die Verschleißfläche im Betrieb härter wird. Beide Backen sind auswechselbar und das wichtigste Verschleißteil der Maschine. Alles Übrige ist so ausgelegt, dass es viele Sätze Brechbacken überdauert. Die Backen sind zudem mit Zähnen profiliert, die das Gestein greifen und den Biss verbessern; mit zunehmendem Verschleiß flacht das Profil ab, was eines der Zeichen ist, auf das ein Bediener achtet, wenn er entscheidet, ob er sie wendet oder wechselt.

Wo er in der Brechlinie sitzt

Der Backenbrecher ist die Eingangstür der Anlage. Ein Schwingaufgeber, meist mit integriertem Grizzly, dosiert das Rohaufgabegut in den Brecher und scheidet die Feinanteile ab, die nicht gebrochen werden müssen. Der Brecher trägt auf einen Bandförderer aus, der das Produkt zur nächsten Stufe transportiert.

Von dort hängt der Fluss vom Gestein und vom Zielprodukt ab. Eine typische Hartgesteinslinie führt das Produkt des Backenbrechers zu einem Sekundärbrecher, oft einem Kegelbrecher, und dann zu einer Tertiärstufe wie einem Vertikalprallbrecher zur Formgebung, mit Vibrationssiebmaschinen zwischen den Stufen zur Klassierung des Materials. Der Backenbrecher gibt das Tempo für alles Nachgeschaltete vor, sodass seine Leistung und Einstellung darüber entscheiden, wie die gesamte Linie ausbalanciert wird.

Jedes Teil verdient sich seinen Platz. Der Grizzly-Aufgeber entfernt Schmutz und Unterkorn, bevor es die Kammer erreicht, sodass der Brecher nur Gestein bearbeitet, das tatsächlich zerkleinert werden muss; das allein kann die effektive Leistung steigern und den Backenverschleiß senken. Der Austragsförderer muss auf die Spitzentonnage ausgelegt sein, die der Brecher erzeugen kann, nicht auf den Durchschnitt, sonst wird er zum Engpass. Ein Magnet über diesem Förderer fängt Fremdstahl ab, bevor er den nachgeschalteten Kegelbrecher erreichen kann. Ist die umgebende Ausrüstung richtig gewählt, läuft der Backenbrecher stetig; unterspeist man ihn oder verstopft seinen Austrag, gerät die ganze Linie ins Schwanken.

Stationäre und mobile Anlagen

Derselbe CJC-Brecher dient sowohl stationären als auch mobilen Installationen. In einer stationären Anlage wird er auf einem Stahl- oder Betonfundament montiert und aus einer festen Struktur beschickt. In einer mobilen Brechanlage sitzt er auf einem rad- oder raupenmobilen Fahrgestell, sodass die Primärstufe mit der Steinbruchwand oder zwischen Standorten wandern kann. Das Brechprinzip und die Verschleißteile sind identisch; nur die Art, wie die Maschine montiert und beschickt wird, ändert sich. Eine mobile Einheit eignet sich für Unternehmer, die zwischen Baustellen wechseln, und für Recycler, die an verschiedenen Abbruchstandorten arbeiten; eine stationäre Anlage eignet sich für einen festen Steinbruch, in dem dieselbe Wand über Jahre abgebaut wird und die niedrigsten Kosten je Tonne am wichtigsten sind.

Leistung und Auslegung

Leistungsangaben bei einem Backenbrecher sind ein Bereich, keine einzelne Zahl, und das aus gutem Grund. Der Durchsatz hängt von der geschlossenen Spaltweite, der Aufgabegröße, der Härte und der Feuchte des Gesteins ab. Eine weite Einstellung und ein sauberes, blockiges Aufgabegut bringen Sie an die Spitze des Bandes; eine enge Einstellung und schwieriges Aufgabegut ziehen Sie nach unten. Das CJC-Programm reicht von 60 t/h am unteren Ende bis 850 t/h beim CJC-140.

Bei der Auslegung zählen zwei Größen. Erstens muss die Einlauföffnung Ihren größten zu erwartenden Brocken bequem aufnehmen; als Faustregel sollte das größte Aufgabegut nicht mehr als etwa 80 % der kleineren Öffnungsabmessung betragen. Zweitens muss der Durchsatz bei Ihrer vorgesehenen Einstellung die Tonnage erreichen, die der Rest der Anlage benötigt. In der Regel ist es besser, einen Brecher mit etwas Reserve zu wählen, als eine kleine Maschine an ihrer Grenze zu fahren, was den Verschleiß beschleunigt und die Gefahr von Brückenbildung birgt.

Ein durchgerechnetes Auslegungsbeispiel

Angenommen, ein Steinbruch sprengt harten Granit und der Radlader nimmt regelmäßig Brocken von etwa 650 mm Größe auf. Das Ziel sind 300 t/h Primärprodukt unter 150 mm zur Beschickung einer Kegelbrecherstufe. Beginnen Sie mit dem Aufgabegut: 650 mm gegen die 80-%-Regel erfordern eine kleinere Öffnungsabmessung von mindestens etwa 810 mm, was den CJC-60 und den CJC-90 ausschließt und auf den CJC-110 verweist, dessen Abmessung von 850 mm das erfüllt. Prüfen Sie nun die Tonnage. Der CJC-110 trägt ein Band von 150-420 t/h; 300 t/h liegen bei mäßiger Einstellung bequem in der Bandmitte, sodass die Maschine nicht überfordert wird. Diese Reserve bedeutet, dass der Betrieb später die Leistung steigern oder einen ungünstigen Tag mit schwierigem Aufgabegut überstehen kann, ohne den Brecher zu wechseln. Wäre das Ziel 500 t/h gewesen, läge der CJC-110 nahe an seiner Obergrenze und der CJC-130 wäre die sicherere Wahl. Das ist die Logik jeder Auslegungsentscheidung: zuerst den größten Brocken bewältigen, dann die geforderte Tonnage innerhalb des Leistungsbandes platzieren, nicht an dessen Rand.

Materialien und Anwendungen

Die CJC-Serie ist bei hartem, hochfestem, abrasivem Gestein am besten aufgehoben. Granit und Basalt sind die klassischen Aufgabematerialien, ebenso Flusskies, bei dem der runde, silikatreiche Stein einen weicheren Brecher strapazieren würde. Das sind die Materialien, bei denen sich die Druckzerkleinerung auszahlt und bei denen die Mangan-Brechbacken ihren Nutzen unter Beweis stellen.

Typische Endverwendungen des Produkts umfassen Zuschlagstoff für Beton und Asphalt, Straßenunterbau und Frostschutzschicht, Gleisschotter und allgemeinen Baustein. Der Backenbrecher stellt das fertige Produkt selten allein her; er erzeugt das gut klassierte Primärgut, das es der Sekundär- und Tertiärstufe erlaubt, die endgültigen Körnungen effizient zu produzieren.

• Hartgesteinsabbau, einschließlich Granit, Basalt und ähnlichem hochfestem Gestein.
• Flusskies und alluviale Ablagerungen mit abrasivem, rundem Aufgabegut.
• Zuschlagstoffproduktion für Beton- und Asphaltmischungen.
• Straßenunterbau, Frostschutzschicht und Schotter.
• Abbruch- und Bauschuttrecycling bei den kleineren Modellen.

Die Wirtschaftlichkeit des Verschleißes

Bei einem Primärbrecher ist der größte laufende Kostenfaktor über die Zeit nicht die Energie, sondern der Verschleiß, und nahezu der gesamte Verschleiß entfällt auf die Brechbacken. Zwei Dinge bestimmen, wie schnell sie sich abnutzen: die Abrasivität des Gesteins und wie stark die Maschine gefordert wird. Hochsilikatischer Granit und Flusskies sind am härtesten zu den Backen; weicherer Kalkstein ist schonender. Eine enge Einstellung, ständiges Überkorn im Aufgabegut und ein ungleichmäßiges, schwankendes Aufgabegut beschleunigen alle den Verschleiß, während eine sinnvolle Einstellung und eine stetige Vollbeschickung die Backenstandzeit verlängern.

Die wirksamste Einsparung besteht darin, jeden Satz Backen voll auszunutzen. Manganbacken verschleißen von oben in der Kammer nach unten, denn dort landen die größten Steine mit der größten Kraft. Da die Backen symmetrisch sind, können sie in der Regel einmal Ende gegen Ende gewendet werden, wobei das frische Ende nach oben kommt und die Standzeit des Satzes vor dem Verschrotten etwa verdoppelt wird. Wenn man die je Satz gebrochenen Tonnen erfasst statt der Betriebswochen, kennt man die tatsächlichen Kosten je Tonne und kann einen Zeitraum leicht mit einem anderen vergleichen. Kalkulieren Sie die Backen als planmäßiges Verschleißteil, halten Sie Fremdmetall aus dem Aufgabegut fern und vermeiden Sie es, ein feines Produkt aus der Primärstufe zu erzwingen, dann bleibt die Verschleißrechnung berechenbar.

Wartung und Verschleißteile

Die routinemäßige Wartung eines Backenbrechers ist unkompliziert, was mit ein Grund dafür ist, dass dieser Typ so weit verbreitet ist. Die CJC-Maschinen sind serienmäßig mit automatischer Schmierung ausgestattet, sodass die Lager im Betrieb eine dosierte Fettmenge erhalten, ohne dass sich jemand daran erinnern muss, dies von Hand zu tun. Diese eine Eigenschaft beseitigt eine der häufigsten Ursachen für vorzeitigen Lagerausfall.

Die wichtigste planmäßige Aufgabe ist die Pflege der Brechbacken. Sie verschleißen von oben nach unten und können in der Regel einmal Ende gegen Ende gewendet werden, um den Verschleiß vor dem Austausch auszugleichen und mehr Standzeit aus jedem Satz zu gewinnen. Der Bediener sollte das Austragsspaltmaß im Auge behalten, die Kniehebel- und Spannbauteile prüfen und das Schmiersystem aufgefüllt und sauber halten. Fremdmetall sollte nach Möglichkeit aus dem Aufgabegut ferngehalten werden, denn nicht brechbarer Stahl setzt den Backen und dem Kniehebel gleichermaßen zu.

Betriebstipps für gleichmäßige Leistung

Einige Gewohnheiten unterscheiden einen Brecher, der gut läuft, von einem, der gegen seinen Bediener kämpft. Beschicken Sie die Kammer im Vollstrom: halten Sie sie etwa zu zwei Dritteln bis drei Vierteln gefüllt, damit Gestein gegen Gestein bricht, was die Kornform verbessert und den Verschleiß gleichmäßig über die Backen verteilt. Regeln Sie den Aufgeber so, dass der Brecher gleichmäßig statt schubweise beschickt wird, denn Stöße verschwenden Leistung und belasten die Maschine schlagartig. Achten Sie beim Austrag auf plattiges oder überkorniges Produkt, was meist bedeutet, dass sich das Spaltmaß mit dem Backenverschleiß geweitet hat und neu eingestellt werden muss. Hören Sie auf die Maschine; eine Veränderung im Geräusch signalisiert oft ein Problem, bevor es eine Anzeige tut. Halten Sie den Bereich unter dem Austrag frei, damit das Produkt ungehindert abfließt, denn ein zurückgestauter Förderer packt die Kammer voll und bringt sie zum Stillstand. Nichts davon ist schwierig, aber es konsequent zu tun, ist es, was die Tonnage hoch und die Kosten je Tonne niedrig hält.

Häufige Fehler, die es zu vermeiden gilt

Mehrere wiederkehrende Fehler verkürzen die Lebensdauer eines Backenbrechers und mindern seine Leistung. Sie im Voraus zu kennen, ist die günstigste Form des Schutzes.

• Überkorniges Aufgabegut. Zu große Brocken für die Öffnung aufzugeben führt zu Brückenbildung am oberen Ende der Kammer und bringt den Durchsatz zum Erliegen. Passen Sie die Aufgabegröße an die Maschine an.
• Zu enges Spaltmaß. Ein feines Produkt aus einem Primärbrecher zu erzwingen überlastet ihn und verschleißt die Brechbacken. Überlassen Sie die Feinarbeit der Sekundärstufe.
• Ungleichmäßiges oder schwankendes Aufgabegut. Ein Backenbrecher arbeitet am besten im Vollstrom bei gleichmäßiger Beschickung. Gestein schubweise einzukippen verschwendet Leistung und belastet die Maschine.
• Vernachlässigung der Schmierung. Auch bei automatischer Schmierung braucht das System das richtige Fett und regelmäßige Kontrollen.
• Fremdmetall durchlassen. Nicht brechbares Material beschädigt die Backen und kann den Kniehebel reißen lassen.

Wie Sie das richtige Modell wählen

Beginnen Sie mit dem Gestein und der größten Aufgabegröße, denn diese legt die kleinste Einlauföffnung fest, die Sie verwenden können. Legen Sie dann die Tonnage fest, die die Anlage produzieren muss, und die Produktkörnung, die Sie aus der Primärstufe wünschen — beides zusammen weist auf ein Leistungsband hin. Gleichen Sie diese mit der Tabelle ab und Sie landen in der Regel bei einem oder zwei Modellkandidaten.

Wägen Sie von dort aus die installierte Leistung gegen Ihre Netzversorgung ab und überlegen Sie, ob der Brecher in einer stationären Anlage leben oder mit einer mobilen Linie mitwandern wird. Erwarten Sie ein Wachstum des Betriebs, gibt Ihnen die Wahl der nächstgrößeren Baugröße eine Reserve, die jetzt wenig kostet und später einen Maschinenwechsel erspart. Die Anwendungsingenieure von Constmach legen den Brecher auf Ihr Material und Ihre Zielleistung aus, sodass die Wahl auf echten Zahlen statt auf einer Vermutung beruht. Der richtige Backenbrecher ist derjenige, der die heutige Tonnage bequem erfüllt und für morgen noch etwas in Reserve hat.