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Der Backenbrecher ist in Steinbrüchen sowie Brech- und Siebanlagen die Maschine, die grobes Gestein in der ersten Stufe zerkleinert. Die bewegliche Brechbacke wird von einer Exzenterwelle gegen die feste Backe gedrückt; das Gestein wird zwischen beiden Backen zerdrückt und fällt nach unten zum Austragsspalt. An beiden Enden der Exzenterwelle sitzen große Schwungräder, von denen eines meist zugleich als Riemenscheibe dient. Genau dieser Punkt wird beim Austausch des Elektromotors oft übersehen: Der Antrieb übernimmt nicht nur die Brecharbeit, sondern muss auch diese schweren Schwungräder beschleunigen. In diesem Beitrag behandeln wir die Last, die das Schwungrad für den Antrieb bedeutet, die Anlaufbedingungen, die Grenzen eines Standard-Asynchronmotors und die bei der Bestellung erforderlichen Angaben.
Wozu dient das Schwungrad und was bedeutet es für den Antrieb?
Beim Backenbrecher ist die Brechlast nicht gleichmäßig. Bei jeder Umdrehung der Exzenterwelle schließt sich die Backe einmal; beim Schließen steigt die Last an, beim Öffnen fällt sie nahezu auf null. Die Schwungräder gleichen diese Schwankung aus: Beim Öffnen speichern sie Energie, beim Schließen geben sie diese an das Gestein ab. So trägt der Elektromotor nicht den Spitzenwert jedes Brechstoßes, sondern eine Last nahe dem Mittelwert.
Der Preis dafür wird beim Anlauf bezahlt. Die Trägheit der Schwungräder ist groß, und der Antrieb muss diese Masse aus dem Stillstand auf Betriebsdrehzahl bringen. Die Anlaufzeit ist deutlich länger als bei einem leer laufenden Ventilator oder einer Pumpe. Während dieser Zeit nimmt die Maschine einen hohen Anlaufstrom auf, und die Wicklungen erwärmen sich. Beim Backenbrecher wird der Elektromotor daher nicht allein nach der Dauerleistung ausgewählt; Anlaufzeit und Anlassverfahren gehören zur selben Entscheidung.
Anlaufbedingungen: leere und gefüllte Brechkammer
Backenbrecher laufen im Normalbetrieb mit leerer Brechkammer an; die Aufgabe wird erst geöffnet, wenn der Brecher seine Betriebsdrehzahl erreicht hat. Probleme entstehen nach unerwarteten Stillständen. Bei Stromausfall oder Not-Halt kann die Brechkammer mit Gestein gefüllt bleiben.
- Anlauf mit gefüllter Kammer: Von einem Standard-Elektromotor ist nicht zu erwarten, dass er eine mit Gestein verklemmte Backe samt Schwungrädern beschleunigt. Die meisten Brecherhersteller sehen für diesen Fall vor, die Kammer zu entleeren und erst dann anzufahren. Diese Betriebsregel ist auch nach einem Antriebswechsel beizubehalten.
- Anlassverfahren: Der Stern-Dreieck-Anlauf senkt den Strom, aber auch das Anlaufmoment; bei einer Maschine mit schweren Schwungrädern verlängert sich der Hochlauf, und beim Umschalten kann ein Stromsprung auftreten. Die Wahl zwischen Direktanlauf, Sanftanlasser und Frequenzumrichter trifft ein Ingenieur vor Ort anhand der Schwungradträgheit, der Belastbarkeit von Netz oder Generator durch den Anlaufstrom und der Anlagenauslegung.
- Schutz passend zur Anlaufzeit: Bei langem Anlauf darf das Motorschutzorgan während des Hochlaufs nicht auslösen, muss den Antrieb bei einer echten Blockierung aber schützen. Auslöseklasse und Einstellung wählt der Anlagenelektriker anhand der gemessenen Anlaufzeit.
- Standorte mit Generatorbetrieb: In netzfernen Steinbrüchen kann der Anlaufstrom die Kapazität des Generators überfordern. Dann wird das Anlassverfahren zusammen mit der Generatorleistung bewertet.
Die Grenzen des Standard-Elektromotors kennen
Manche große Backenbrecher wurden ursprünglich mit Schleifringläufermotoren ausgerüstet. Diese Maschinen erreichen mit Widerständen im Läuferkreis ein hohes Anlaufmoment bei geringem Strom. Den Schleifringläufer einer solchen Maschine durch einen Standard-Asynchronmotor zu ersetzen, gilt nicht als direkter, gleichwertiger Austausch. Anlaufmoment, Anlaufzeit und Netzrückwirkung müssen neu berechnet und gegebenenfalls zusammen mit einem Sanftanlasser oder Frequenzumrichter geplant werden. Sehen Sie auf dem Typenschild der bisherigen Maschine eine zweite Wertegruppe wie Läuferspannung und Läuferstrom, handelt es sich höchstwahrscheinlich um einen Schleifringläufer; geben Sie dies bei der Bestellung unbedingt an.
Ebenso sind polumschaltbare Maschinen, Ausführungen mit Sonderwelle oder Bremsmotoren nicht mit einem Standard-Elektromotor gleichzusetzen. Stoßen Sie auf das Typenschild einer solchen Maschine, gehen Sie davon aus, dass eine Sonderausführung nötig ist, und senden Sie uns Typenschild und technische Daten zur Klärung.
Riementrieb, Riemenscheibe und Spannschlitten
Beim Backenbrecher wird der Elektromotor in der Regel in Fußausführung B3 auf einem Spannschlitten (Spannschiene) befestigt und treibt über Keilriemen die Schwungrad-Riemenscheibe an. Die Riemenspannung wird durch Verschieben der Maschine auf dem Schlitten eingestellt.
- Querkraft: Die Riemenspannung belastet die Welle und das antriebsseitige Lager mit einer Querkraft. Die Riemenscheibe ist möglichst nahe am Wellenende zu montieren; da eine kleine motorseitige Riemenscheibe die Querkraft erhöht, darf der vom Hersteller vorgesehene Durchmesser nicht unterschritten werden.
- Drehzahl und Übersetzung: Die Drehzahl der Exzenterwelle ergibt sich aus der Antriebsdrehzahl und dem Riemenscheibenverhältnis. Ersetzt man eine sechspolige Maschine durch eine vierpolige, ändert sich die Brecherdrehzahl; ohne Neuberechnung der Übersetzung wird die Polzahl nicht geändert.
- Passung von Baugröße und Welle: Lochabstand des Spannschlittens und Achshöhe sind mit dem neuen Modell zu vergleichen. Bei abweichender Baugröße muss der Schlitten angepasst werden. Die Maße finden Sie in den technischen 2D-Zeichnungen und im Katalog 2026.
Je nach Baugröße stehen die Bauformen B3, B5, B14, B34, B35 sowie vertikal V1/V3/V5/V6/V15 zur Verfügung; das Flanschmaß wird bei der Bestellung bestätigt. Beim Brecherantrieb ist B3 die häufigste Bauform.
