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Die
Erfindung betrifft eine Schneidevorrichtung für Produkte insbesondere zum
Aufschneiden von Lebensmittelriegeln mit einer Schneidebene, in der
sich die Schneide eines rotatorisch angetriebenen Messers bewegt.
Eine Rotationsachse senkrecht zur Schneidebene, um die über einen
Rotor das Messer rotiert, ist in dieser Schneidebene verschiebbar, wodurch
eine Verbesserung des Schneidergebnisses durch Anpassung der Messerposition
an das auf einer Produktauflage befindliche, aufzuschneidende Produkt
erreicht wird. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum
Aufschneiden von Lebensmitteln mit einer Schneidevorrichtung mit
einer in der Schneidebene verschiebbaren Rotationsachse, um die über einen
Rotor das Messer rotiert und eine Schneidevorrichtung mit einer
Produktauflage mit Seitenanschlag und einem rotierend angetriebenen Messer.
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Schneidevorrichtungen
dieser Art, die auch als Slicer bekannt sind, dienen zum Aufschneiden von
Lebensmittelriegeln, beispielsweise Wurst, Schinken, Speck, Käse, Fleisch
und dergleichen und sind aus dem Stand der Technik bekannt.
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Solche
Schneidemaschinen arbeiten mit einer sehr hohen Schneidfolge. Damit
die nach Größe, Form
und Konsistenz verschiedenen Lebensmittel im Langzeitbetrieb exakt
aufgeschnitten werden können,
müssen
Messer und aufzuschneidendes Produkt stets in eine Relativposition
zueinander gebracht werden, die optimale Schnittbedingungen hinsichtlich
des Einschnittwinkels und der Schnitttiefe bietet.
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Eine
bekannte Möglichkeit,
dies zu gewährleisten,
ist, eine bewegliche Produktauflage in ihrer Position einem Messer
mit ortsfester Rotationsachse anzupassen. Dabei müssen auch
entsprechende Vorrichtungen zur Zuführung des Schneidguts und zum
Abtransport der geschnittenen Scheiben entsprechend verstellbar
ausgeführt
sein. Als Nachteil hat sich der zeitaufwändige Umbau solcher Vorrichtungen
bei einem Produktwechsel herausgestellt.
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Es
ist weiterhin bekannt, die Position des Messers über einen Verstellmechanismus
zu verändern,
während
Produktauflage und Transportvorrichtungen ortsfest ausgeführt sind.
Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der
EP 1 020 260 A2 und
DE 10148 595 A1 bekannt.
Diese Vorrichtungen haben den Nachteil, dass sie entweder nur reine
Linear- oder ausschließlich
Schwenk-, d.h. Drehbewegungen ausführen können, dass des weiteren ihre
aufwendige Mechanik nahe an den Lebensmitteln arbeitet, was aus
hygienischer Sicht unvorteilhaft ist.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine vorbeschriebene Schneidvorrichtung
mit einer in der Schneidebene verstellbaren Rotationsachse, um die über einen
Rotor das Messer rotiert, zur Verfügung zu stellen, die die Nachteile
des Stands der Technik nicht aufweist.
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Gelöst wird
die Aufgabe mit einer Schneidvorrichtung gemäß dem Patentanspruch 1. Vorteilhafte
Ausführung
sind in den Unteransprüchen
2–11 beschrieben.
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Es
war für
den Fachmann überaus
erstaunlich und nicht zu erwarten, dass die erfindungsgemäße Schneidvorrichtung
mit einer Verstellvorrichtung, die zwei im Wesentlichen nebeneinander
angeordnete Linearverschiebemittel zwischen dem Messer und/oder
Messerhalter und dem Maschinengehäuse aufweist, eine nahezu beliebige
zweidimensionale Bewegbarkeit des Messers und/oder des Messerhalters
in der Schneidebene ermöglicht.
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Erfindungsgemäß weist
die Vorrichtung zwei Linearverschiebemittel auf, die drehbar mit
dem Messer und/oder Messerhalter verbunden sind.
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Die
beiden Linearverschiebemittel führen
lineare Bewegungen, Verschiebungen, relativ zum Maschinengehäuse aus.
Dabei ist jede Richtung der Bewegung denkbar, vorzugsweise jedoch
erfolgen die Verschiebungen im wesentlichen horizontal. Die Linearverschiebemittel
können
Pneumatikzylinder oder Elektromotoren mit einem Getriebe sein, das eine
rotative in eine lineare Bewegung umwandelt. Vorzugsweise sind die
Elektromotoren Servomotoren.
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Die
Linearverschiebemittel sind nebeneinander, vorzugsweise in der Schneidebene
oder einer Ebene parallel zur Schneidebene des Messers im Maschinengehäuse angeordnet.
Besonders bevorzugt sind die Linearverschiebemittel parallel zueinander
angeordnet.
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Bevorzugt
weist eines der zwei Linearverschiebemittel ein weiteres Drehmittel
auf.
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Eine
gleichzeitige und gleichgerichtete Betätigung mit gleicher Geschwindigkeit
beider Linearverschiebemittel bewegen den Messerhalter und/oder das
Messer linear, vorzugsweise horizontal, in der Schneidebene.
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Die
Betätigung
nur eines der Linearverschiebemittel versetzt den Messerhalter und/oder
das Messer in eine Rotationsbewegung um eine Achse parallel zur
Rotationsachse des Messers. Der Fachmann erkennt, dass die genannte
Rotationsachse in diesem Fall die drehbar ausgeführte Verbindung zwischen dem
stillstehenden Linearverschiebemittel und dem Messerhalter und/oder
dem Messer ist. Diese bleibt jedoch nicht ortsfest, wenn beide vorbeschriebenen
Bewegungen kombiniert werden. Weiterhin erkennt der Fachmann, dass
mit der vorbeschriebene Linearbewegung und der Rotation nahezu beliebige Bewegungsfreiheiten
des Messerhalters und/oder des Messers in der Schneidebene zur Verfügung stehen.
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Die
Kombination der rotatorischen und der translatorischen Bewegung
des Messerhalters und/oder des Messers in der Schneidebene erlaubt eine
vorteilhafte Anpassung der Schneidvorrichtung an die aufzuschneidenden
Produkte, insbesondere die Anpassung des Eintauchwinkels und der
Schnitttiefe des Messers.
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Weiterhin
bevorzugt sind beide drehbaren Verbindungen an der Seite des Messers
und/oder des Messerhalters angeordnet, die dem Maschinengehäuse am nächsten liegt,
so dass alle Komponenten des Verstellmechanismus zwischen Maschinengehäuse und
Messer und/oder Messerhalter angeordnet sind. Dadurch entsteht eine
aus hygienischer Sicht vorteilhafte räumliche Trennung des Verstellmechanismus
von dem Lebensmittel und die Vorrichtung ist einfacher zu reinigen.
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Als
Messer kommen für
die Schneidvorrichtung nach dieser Erfindung alle dem Fachmann bekannten
Messer in Betracht, bevorzugt werden Sichelmesser, Kreismesser oder
Schneckenmesser eingesetzt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Betätigung
der Linearverschiebemittel der erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung von
Hand vorgesehen.
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Weiterhin
bevorzugt werden die Linearverschiebemittel mit einem Antrieb betätigt. Die
Ausgestaltungsform erlaubt insbesondere eine automatische Ausrichtung
der Position des Messerhalters und/oder des Messers vor oder während des
Aufschnitts des jeweiligen Lebensmittelriegels. Die Ausrichtungsdaten
können
vorgegebene Daten oder Daten sein, die sich aufgrund einer Vermessung
des Produktes, insbesondere dessen Durchmessers ergeben. Die Vermessung
des Produktes kann vor dem Aufschneiden und während des Aufschneidens erfolgen
und die Position entsprechend angepasst werden.
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Die
Ausrichtungsdaten werden bevorzugt nach dem Schnitt durch beispielsweise
optisches Vermessen der Lage und der Geometrie des Schnittguts regelungstechnisch
angepasst.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zum
Aufschneiden von Lebensmitteln mit einer Schneidevorrichtung mit
einer in der Schneidebene verschiebbaren Rotationsachse des Messers.
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Bekannte
Verfahren nutzen die Verstellmöglichkeit
von Schneidevorrichtungen um das Messer optimal zu dem aufzuschneidenden
Lebensmittel zu positionieren. Dies geschieht zum Beispiel bei dem Wechsel
des Produktes, wenn ein nachfolgendes, aufzuschneidendes Produkt
andere Eigenschaften hat als das vorhergehende. Das Verfahren reicht
aus zum Aufschneiden von Lebensmittelriegeln mit über ihrer
Länge gleichbleibenden
Eigenschaften. Es wird jedoch Lebensmitteln mit variierenden Abmaßen, wie insbesondere
Naturprodukten, Rohschinken und Käselaiben nicht gerecht.
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Eine
zusätzliche
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Verfügung zu
stellen, das diesen Nachteil des Standes der Technik nicht aufweist.
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Gelöst wird
die Aufgabe mit einem Verfahren nach Anspruch 12, eine bevorzugte
Ausführungsform
ist in dem Unteranspruch 13 formuliert.
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Es
gelingt mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
in erstaunlicher Weise, die Schneidergebnisse, insbesondere von
Produkten mit variierenden Abmaßen,
zu verbessern, indem die Position des Messers relativ zum aufzuschneidenden
Produkt optimal eingestellt wird.
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Zunächst sind
die Eigenschaften des aufzuschneidenden Produkts zu ermitteln, insbesondere seine
Abmaße,
wie beispielsweise Höhe
und Breite. Dazu werden entsprechend geeignete Messmittel, vorzugsweise
ein optisches Mittel, besonders bevorzugt eine Kamera eingesetzt.
Die Ermittlung der Eigenschaften erfolgt vor dem Schnitt an einer
Stelle des noch ungeschnittenen Produktes, oder während des
Schnitts, oder nach dem Schnitt an einer aufgeschnittenen Scheibe.
Das Produkt kann aber auch vor dem Schneiden vermessen, die Daten
gespeichert und während
des Aufschneidens zur Positionierung des Messers herangezogen werden.
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Vorteilhafterweise
wird zur Umsetzung des Messergebnisses ein Mittel der elektronischen
Datenverarbeitung genutzt, das aus den ermittelten Abmaßen des
Produkts die optimale Messerposition errechnet, entsprechende Steuersignale
erzeugt und diese an die Schneidvorrichtung weitergibt.
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Die
Schneidvorrichtung ist entsprechend so gestaltet, dass die Steuersignale
dann die Verstellung der Messerposition bewirken.
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Als
Mittel zum Vermessen des Lebensmittelprodukts sind alle bekannten
und geeigneten Messmethoden denkbar, vorzugsweise wird jedoch ein
optisches Messgerät
eingesetzt. Vorteilhaft werden die Messergebnisse als elektronische
Daten zur weiteren Verarbeitung bereitgestellt.
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Des
Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Schneidvorrichtung
mit einer Produktauflage mit Seitenanschlag und einem rotierend
angetriebenen Messer. Der Seitenanschlag der Produktauflage hat
die Aufgabe den Lebensmittelriegel abzustützen und den horizontal wirkenden
Anteil der Kräfte, die
beim Schneiden durch das rotierende Messer auf das Produkt eingeprägt werden,
aufzunehmen. Dieser Seitenanschlag ist bei bekannten Aufschneidemaschinen
auf der vom Bediener entfernten Seite der Produktauflage angebracht
und somit dem Maschinengehäuse
zugewandt. Entsprechend ist die Rotationsrichtung des Messers ausgerichtet.
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Beim
Eindringen des Schneidmessers in das aufzuschneidende Produkt werden
kleine Produktpartikel sowie aus dem Produkt austretende Flüssigkeiten
aus dem Schnitt herausgeschleudert, und zwar im Wesentlichen in
die Richtung des Seitenanschlags, wodurch der Bediener unbeeinträchtigt bleibt.
Die beschriebenen Schneidabfälle
sammeln sich unterhalb des Schneidkopfes mit der Gefahr, auf den
Boden zu gelangen und/oder an der Maschinengehäusewand dahinter an.
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Der
beschriebene Bereich zwischen Maschinengehäuse und Messer, sowie unterhalb
des Messers ist schlecht zugänglich
und die Reinigung dieses Bereiches ist umständlich und zeitaufwändig.
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Da
mit den beschriebenen Aufschneidemaschinen verderbliches Schnittgut
verarbeitet wird, ist eine regelmäßige Reinigung aus hygienischen
Gründen
notwendig. Aus Sicherheitsgründen
kann die Maschine während
der Reinigungsarbeiten nicht arbeiten. Es kommt es zu unwirtschaftlichen
Stillstandzeiten.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schneidvorrichtung
zur Verfügung
zu stellen, die die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist.
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Erfindungsgemäß wird dies
durch eine Schneidvorrichtung gemäß Patentanspruch 14 erreicht.
Bevorzugte Ausführungsformen
sind in den Ansprüchen
15 und 16 beansprucht.
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Die
Produktauflage einer erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung besteht
aus einer Auflagefläche
und einem Seitenanschlag, der so angeordnet ist, dass sich das aufzuschneidende
Lebensmittelprodukt zwischen dem Seitenanschlag und dem Maschinengehäuse befindet.
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Die
Drehrichtung des rotierenden Messers ist entsprechend so ausgerichtet,
dass das Einschneiden in das Produkt zum Seitenanschlag hin erfolgt.
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Überraschenderweise
ist diese erfindungsgemäße Vorrichtung
geeignet, den Reinigungsaufwand an der Schneidvorrichtung erheblich
zu verringern. Verschmutzungen des Maschinengehäuses und des Bodenbereichs
zwischen Messer und Maschinengehäuse
treten praktisch nicht auf.
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Das
beim Schneiden in das Lebensmittelprodukt herausgeschleuderte Material
wird nicht in Richtung Maschinengehäuse geschleudert, sondern in entgegengesetzter
Richtung.
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Die
Reinigung des Bereichs vor der Schneidvorrichtung ist erheblich
leichter und die Entsorgung der Schneidreste während des laufenden Betriebs der
Maschine möglich.
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Bevorzugt
wird der Bereich vor der Maschine durch einen Schmutzfänger vor
Verschmutzung geschützt,
so dass sich dort ein Bediener aufhalten kann. Besonders bevorzugt
ist die Verwendung von austauschbaren, teilweise behälterförmigen Trennwänden, die
bei Erreichen eines bestimmten Verschmutzungsgrades oder beispielsweise
bei einem Produktwechsel ausgetauscht werden können. In einer ganz besonders
bevorzugten Ausführung
ist die Trennwand durchsichtig vorgesehen, insbesondere aus Kunststoff.
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Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand von Zeichnungen beschrieben. Diese erläuternden
Beispiele schränken
den allgemeinen Charakter der Erfindung nicht ein.
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1 zeigt
eine Ausführung
der Erfindung mit parallel angeordneten Linearverschiebemitteln, sowie
eine erfindungsgemäße Produktauflage
mit Seitenanschlag.
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2 zeigt
die Ausführungsform
wie 1 mit veränderter
Position des Messerhalters.
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3 zeigt
eine alternative Ausführung
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
bei der die Linearverschiebemittel nicht parallel angeordnet sind.
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4 zeigt
die Vorrichtung nach 3 mit anderer Relativposition
zwischen Messerhalter und Produktauflage.
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5 zeigt
eine Vorrichtung zum Aufschneiden von Lebensmitteln mit einer Produktauflage
und einem erfindungsgemäßen Seitenanschlag.
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Die
Schneidvorrichtung in der Ausführungsform
nach 1 umfasst ein Maschinengehäuse 1 und einen Messerhalter 2,
daran angeordnet ein Messer 9, hier schematisch als Kreismesser
mit einem Rotor 8 dargestellt. Darunter ist eine Produktauflage 10 dargestellt,
auf der das aufzuschneidende Lebensmittel (nicht dargestellt) liegt.
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Zwei
Linearverschiebemittel 3 und 4 sind im Maschinengehäuse 1 angeordnet.
Die Verbindung 6 verbindet das Linearverschiebemittels 4 mit
dem Messerhalter 2 und ist drehbar ausgeführt. Das
Linearverschiebemittel 3 ist über ein weiteres Drehmittel 7 und
die drehbare Verbindung 5 ebenfalls am Messerhalter 2 befestigt.
Das zusätzliche
Drehmittel 7 ist hier als Gelenk dargestellt.
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Der
Fachmann versteht, dass das zusätzliche
Drehmittel 7 ein notwendiges Element der vorliegenden Kinematik
ist, dass jedoch Art und Position an einem der Linearverschiebemittel 3 und 4 des Drehmittels 7 beliebig
sind.
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Die
Doppelpfeile A und B kennzeichnen die Bewegungsrichtungen der Linearverschiebemittel 3 und 4.
Gleich schnelle Bewegungen in dieselbe Richtung beider Linearverschiebemittel 3 und 4 verschieben
den Messerhalter 2 horizontal. Ungleiche Bewegungen der
zwei Linearverschiebemittel 3 und 4, beispielsweise
unterschiedliche Geschwindigkeiten, unterschiedliche Richtungen
oder Stillstand eines der Linearverschiebemittel, versetzten den
Messerhalter 2 in eine Rotationsbewegung, die durch den
Doppelpfeil C dargestellt ist.
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Durch
die Kombination beider Bewegungen, der Rotation und der Linearverschiebung
des Messerhalters 2 ist das Messer 9 in der Schneidebene beliebig
positionierbar.
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2 zeigt
die Ausführungsform
der Schneidevorrichtung aus 1, jedoch
mit vertikal und horizontal ausgelenktem Messer 9. Der
Messerhalter 2 hat gegenüber der Darstellung in 1 eine
Rotationsbewegung um die drehbare Verbindung 6 ausgeführt, sowie
eine Translationsbewegung weg vom Maschinengehäuse.
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Das
erste Linearverschiebemittel 3 ist geringfügig, das
zweite Linearverschiebemittel 4 ist stärker verschoben.
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In 3 ist
eine alternative Ausführungsform der
Schneidevorrichtung dargestellt, die zwei nicht parallel angeordnete
Linearverschiebemittel 3 und 4 aufweist. Das zusätzliche
Drehmittel 7 ist am Linearverschiebemittel 3 angeordnet
und befindet sich in diesem Beispiel innerhalb des Maschinengehäuses 1.
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In
dieser Ausführungsform
sind die Bewegungen der Linearverschiebemittel 3 und 4,
dargestellt durch die Doppelpfeile A und B ebenfalls nicht parallel.
Eine Bewegung B des Linearverschiebemittels 3 enthält sowohl
eine vertikalen als auch einen horizontalen Anteil.
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Die
reine Translationsbewegung des Messerhalters 2 wird in
diesem Falle dadurch erreicht, dass die Bewegung A des Linearverschiebemittels 4 gleich
schnell und gleich gerichtet ist wie der horizontale Anteil der
Bewegung B des Linearverschiebemittels 3.
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In
anderen Fällen
wird auch bei diesem Ausführungsbeispiel
der Messerhalter 2 in eine Rotationsbewegung versetzt,
die durch den Doppelpfeil C dargestellt ist. Drehpunkt ist die drehbare
Verbindung 6.
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4 zeigt
das Ausführungsbeispiel
nach 3 in einer translatorisch und rotatorisch veränderten
Position. Das erste Linearverschiebemittel 3 hat eine geringere
Verschiebung vom Maschinengehäuse 1 weg
ausgeführt,
als das Linearverschiebemittel 4.
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Der
Messerhalter 2 ist durch die lineare Bewegung weiter vom
Maschinengehäuse 1 entfernt und
durch die Rotation so um den Drehpunkt geschwenkt, dass das Messer 9 nach
oben ausgelenkt ist.
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5 zeigt
eine erfindungsgemäße Schneidvorrichtung
mit einem Maschinengehäuse 1 und
einem Rotorträger 2 mit
einem rotierenden Kreismesser 9 an einem Rotor 8,
sowie einer Produktauflage 10, an der ein Seitenanschlag 11 so
angeordnet ist, dass das aufzuschneidende Produkt P zwischen dem
Seitenanschlag 11 und dem Maschinengehäuse 1 liegt. In dieser
Anordnung dreht sich das Messer 9 beim Einschneiden in
das Produkt P gegen den Seitenanschlag 11, was durch den
Rotationspfeil D dargestellt ist.
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Es
ist ein Verschmutzungsbereich 12 dargestellt, der im Wesentlichen
bei Vorrichtungen nach dem Stand der Technik verschmutzt wird. Der
Bereich ist schlecht zugänglich
und die Reinigung ist umständlich.
Insbesondere die Verschmutzung von beweglichen Maschinenteilen ist
aus hygienischen Gründen
nachteilig.
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Erfindungsgemäß werden
aus dem Schnitt austretende Produktpartikel und Flüssigkeiten
im Wesentlichen in die Richtung geschleudert, die durch den Pfeil
E angedeutet wird. Der verschmutzte Bereich 13 entsprechend
der vorliegenden Erfindung ist deutlich leichter zugänglich und
zu reinigen.
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Die
Verwendung eines Schmutzfängers 14 schützt den
Bereich vor der Vorrichtung vor Verschmutzung, so dass sich hier
auch ein Bediener aufhalten kann. Bei der Verwendung von austauschbaren
Schmutzfängern,
vorzugsweise Trennwänden und/oder
Behältern,
ist für
die Reinigung des Schmutzfängers
keine Stillstandzeit der Schneidvorrichtung nötig.
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- 1
- Maschinengehäuse
- 2
- Messerhalterung
- 3
- erstes
Linearverschiebemittel
- 4
- zweites
Linearverschiebemittel
- 5
- drehbare
Verbindung
- 6
- drehbare
Verbindung
- 7
- Drehmittel
- 8
- Rotor
- 9
- Messer
- 10
- Produktauflage
- 11
- Seitenanschlag
- 12
- Verschmutzungsbereich
- 13
- Verschmutzungsbereich
- 14
- Schmutzfänger