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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildung von Portionen aus durch
Aufschneiden von Lebensmittelprodukten wie Schinken, Wurst, Käse und dergleichen
erzeugten Produktscheiben, bei dem einer Schneidstation, die ein
rotierend antreibbares Schneidmesser umfasst, ein aufzuschneidendes Produkt
in einer Förderrichtung
zugeführt
wird und von dem Produkt mittels des Schneidmessers Scheiben abgetrennt
werden, und eine der Schneidstation in Förderrichtung nachgelagerte
Portionierstation, die eine Auflagefläche für die beim Aufschneiden erzeugten
und auf die Portionierstation fallenden Produktscheiben aufweist,
in der Ebene der Auflagefläche
sowohl parallel als auch quer zur Förderrichtung relativ zur Schneidstation
bewegt wird, um Portionen aus einer Mehrzahl von einander insbesondere schindelartig überlappenden
Produktscheiben zu bilden.
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Die
Portionierung von Produktscheiben mit dem Ziel, bestimmte, auch
als Ablagebilder bezeichnete Muster zu bilden, ist in Verbindung
mit so genannten Slicern – Schneidvorrichtungen
zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten – grundsätzlich bekannt.
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Die
Bildung der Portionen erfolgt dabei sowohl nach ästhetischen bzw. vom Marketing
vorgegebenen Kriterien als auch unter Berücksichtigung von Randbedingungen
technischen Ursprungs.
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Die
Portionen sollen zum einen ein für
den Käufer
ansprechendes Aussehen aufweisen, wobei häufig eine flächig verteilte
Anordnung aus einander überlappenden
Produktscheiben gewünscht
wird, da eine solche Anord nung dem Käufer eine größere Portion
suggeriert als eine Anordnung mit gleicher Scheibenanzahl, bei der
die Scheiben stapelförmig aufeinander
liegen oder lediglich in einer Richtung gegeneinander versetzt sind.
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Zum
anderen werden heutzutage die Portionen meist unmittelbar nach ihrer
Erzeugung einer dem Slicer nachgeordneten Verpackungsmaschine zugeführt, in
der die Portionen automatisch so verpackt werden, dass verkaufsfertige
Packungen entstehen. Es wird also bereits beim Aufschneiden der Produkte
das später
im Verkauf für
den Endkunden sichtbare Scheibenmuster bzw. Ablagebild erzeugt. Aufgrund
dieser automatischen Prozesslinie aus Slicer, Portionierstation
und Verpackungsmaschine ist die maximal zulässige Abmessung einer Portion durch
die Größe der jeweils
in der Verpackungsmaschine verwendeten Verpackung vorgegeben.
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Vor
diesem Hintergrund kann es sich in der Praxis als problematisch
erweisen, wenn die aufzuschneidenden Produkte quer zur Förderrichtung
betrachtet keinen konstanten Querschnitt aufweisen. Eine Änderung
des Produktquerschnitts hat beim Aufschneiden Produktscheiben von
unterschiedlicher Breite zur Folge. Wenn eine vorgegebene Packungsbreite
der Verpackungsmaschine nicht überschritten
werden darf, muss sich die Querbewegung der Portionierstation an
einer voreingestellten maximalen Produktbreite orientieren. Durch
Produktscheiben geringerer Breite ergibt sich dann eine Abweichung
von dem gewünschten
Ablagebild, die eventuell als störend
empfunden wird, da die Verpackung dann nicht vollflächig mit
Produkten belegt ist.
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Dementsprechend
ist es die Aufgabe der Erfindung, die Portionierung von durch Aufschneiden erzeugten
Produktscheiben dahingehend zu verbessern, dass ein als störend empfundener
Einfluss eines nicht-konstanten Verlaufes des Produktquerschnitts
vermieden wird.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des unabhängigen Verfahrensanspruchs 1.
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Erfindungsgemäß wird ausgehend
von einem Verfahren der eingangs genannten Art die Breite des Produktes
gemessen und die Querbewegung der Portionierstation in Abhängigkeit
von der gemessenen Produktbreite gesteuert.
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Durch
die Erfindung wird bei der Querbewegung der Portionierstation jeweils
die Breite der betreffenden Produktscheibe berücksichtigt. Hierdurch lässt sich
zum einen sicherstellen, dass eine im Hinblick auf eine vorgesehene
Verpackung maximal zulässige
Portionsbreite nicht überschritten
bzw. genau eingehalten wird. Zum anderen können die Relativpositionen
der Produktscheiben untereinander in Abhängigkeit von ihrer Breite so
gewählt
werden, dass sich ein für
den Endkunden ansprechendes Ablagebild ergibt.
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Dieses
Prinzip kann gegebenenfalls durch eine zusätzliche Berücksichtigung der Produkthöhe ergänzt werden,
die auf der Auflagefläche
der Portionierstation der Länge
der Produktscheiben in Förderrichtung
entspricht. Die Portionierstation, beispielsweise ein als Ganzes
quer verfahrbarer Endlosförderer,
braucht folglich nicht mit einer auf die Schnittgeschwindigkeit
bzw. Schnittfrequenz der Schneidstation abgestimmten konstanten
Fördergeschwindigkeit bzw.
-rate betrieben zu werden. Vielmehr kann der Antrieb der Portionierstation
in Förderrichtung
entsprechend einem gewünschten
Ablagebild in Abhängigkeit
von der gemessenen Produkthöhe
erfolgen.
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Die
Lösung
der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe erfolgt außerdem durch
die Merkmale des unabhängigen
Vorrichtungsanspruchs 10.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen
sind in den abhängigen
Ansprüchen,
der Beschreibung sowie der Zeichnung angegeben.
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Es
kann auf der Auflagefläche
ein Portionsbereich definiert werden, wobei die Querbewegung der
Portionierstation derart gesteuert wird, dass die Portion innerhalb
des Portionsbereiches gebildet wird. Dabei kann der Portionsbereich
zumindest hinsichtlich der Breite und bevorzugt hinsichtlich Form und
Größe einer
vorgegebenen Portionsverpackung entsprechen.
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Ferner
kann die Querbewegung der Portionierstation derart gesteuert werden,
dass zumindest einige der außen
liegenden Produktscheiben einer Portion mit ihrem äußeren Rand
auf der Begrenzung des Portionsbereiches liegen. Die zur Verfügung stehende
Breite einer Verpackung kann hierdurch voll ausgenutzt werden.
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Des
Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Portion gemäß einem
vorgegebenen Ablagebild erzeugt und die Querbewegung der Portionierstation derart
gesteuert wird, dass durch eine variierende Produktbreite hervorgerufene
Störungen
des Ablagebildes ausgeglichen werden. Die Positionierung der Produktscheiben
muss nicht so erfolgen, dass z.B. eine maximal zulässige Portionsbreite über die
gesamte Portionslänge
voll ausgenutzt wird. Soll beispielsweise das gewünschte Ablagebild
ein eine bestimmte Regelmäßigkeit
oder Symmetrie aufweisendes Muster darstellen, das im Idealfall
Produktscheiben konstanter Breite voraussetzt, so kann durch die erfindungsgemäße individuelle
Positionierbarkeit der Produktscheiben aus unterschiedlich breiten
Scheiben eine dem Ideal-Muster bestmöglich angenäherte Scheibenanordnung erzeugt
werden.
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Die
Produktbreite kann an einer der Schneidstation in Förderrichtung
vorgelagerten Messstelle bestimmt werden, wobei der Abstand zwischen
der Messstelle und der Schneidstation bei der Steuerung der Querbewegung
der Portionierstation berücksichtigt
wird.
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Des
Weiteren kann vorgesehen sein, dass vor dem Aufschneiden ein Breitenprofil
längs zumindest
eines Teils des Produktes und insbesondere längs des gesamten Produktes
ermittelt und das Breitenprofil bei der Steuerung der Querbewegung der
Portionierstation berücksichtigt
wird.
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Prinzipiell
können
die Profildaten an einer beliebigen Stelle und z.B. auch vollkommen
losgelöst von
der Schneidstation ermittelt, abgespeichert und beim späteren Aufschneiden
des Produktes zur Steuerung der Portionierstation wieder herangezogen
werden. Ebenso kann eine Messstation zur Profilbestimmung in die
der Schneidstation vorgelagerte Produktzuführung integriert sein, so dass
die Profildaten erst unmittelbar vor dem Aufschneiden des Produktes
bestimmt werden.
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Insbesondere
kann die Produktbreite durch Vermessen der Außenkontur des Produktes zumindest über einen
Teil des Produktumfangs bestimmt werden. Vorrichtungen und Verfahren
zur Bestimmung von Produktkonturen sind dem Fachmann grundsätzlich bekannt.
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Alternativ
oder zusätzlich
kann die Produktbreite bei oder unmittelbar vor dem Abtrennen der betreffenden
Produktscheibe ermittelt werden, beispielsweise durch eine Schnittflächen-Analyse.
Einrichtungen und Verfahren zur Schnittflächen-Analyse, mit denen auch
die Kontur einer abzu trennenden Produktscheibe bestimmt werden kann,
sind dem Fachmann grundsätzlich
bekannt.
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Die
Portionierstation kann als in Querrichtung bewegbarer Endlosförderer ausgebildet
sein, der vorzugsweise ein oder mehrere nebeneinander liegende Förderbänder umfasst
oder als Multi-Streifen-Förderer
ausgebildet ist.
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In
einer möglichen
Ausgestaltung kann die Messeinrichtung wenigstens eine Strahlungsquelle, insbesondere
einen Laser, mit dem eine Linie auf das Produkt projizierbar ist,
einen Strahlungsdetektor, insbesondere eine Kamera, sowie eine Auswerteeinrichtung
umfassen, mit der aus einem mittels des Strahlungsdetektors aufgenommen
Bild der auf das Produkt projizierten Linie die Außenkontur
des Produktes bestimmbar ist. Derartige Produkt-Scanner sind dem
Fachmann grundsätzlich
bekannt.
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Die
Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die
Zeichnung beschrieben, deren einzige Figur schematisch eine erfindungsgemäße Schneidvorrichtung
zeigt, mit der eine erfindungsgemäße Portionsbildung möglich ist.
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Die
dargestellte Schneidvorrichtung umfasst eine Schneidstation 17 mit
einem rotierend antreibbaren Schneidmesser 19, das grundsätzlich beliebig ausgestaltet
sein kann. Dem Schneidmesser 19 werden in einer Förderrichtung
F mittels eines Zuführförderers 41 aufzuschneidende
Lebensmittelprodukte 13 zugeführt. Es ist schematisch angedeutet,
dass die Produkte 13 einen über die Produktlänge variierenden
Querschnitt derart aufweisen können,
dass die quer zur Förderrichtung
F gemessene Produktbreite nicht konstant ist.
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Der
Schneidstation 17 unmittelbar nachgeordnet ist eine Portionierstation 21 mit
einer Auflagefläche 23,
auf welche die mittels des Schneidmessers 19 vom Produkt 13 abgetrennten
Produktscheiben 15 fallen. Auf der Auflagefläche 23 bildet
eine Mehrzahl von Produktscheiben 15 eine Portion 11.
Bei der Portionierstation 21 handelt es sich beispielsweise um
einen Bandförderer,
der während
des Aufschneidens entsprechend dem Takt bzw. der Geschwindigkeit
der Schneidstation 17 intermittierend oder kontinuierlich
in Förderrichtung
F angetrieben wird. Dadurch ergibt sich in Förderrichtung F gesehen eine mehr
oder weniger stark ausgeprägte Überlappung von
Produktscheiben 15 innerhalb einer Portion 11. Hierauf
wird nachstehend näher
eingegangen.
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Die
Auflagefläche 23 und
die Oberseite des – grundsätzlich beliebig
ausgebildeten – Zuführförderers 41 müssen nicht
in parallel zueinander verlaufenden Ebenen liegen. Während die
Auflagefläche 23 beispielsweise
horizontal ausgerichtet sein kann, ist der Zuführförderer 41 zum Beispiel
in Förderrichtung
F gesehen schräg
nach unten geneigt.
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Sobald
eine Portion 11 fertig gestellt ist, wird sie an eine weitere
Fördereinrichtung 43 übergeben, an
welche sich eine Verpackungsmaschine 45 anschließt, mit
der die Portionen 11 verpackt werden.
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Die
Portionierstation 21 ist mit Hilfe eines nicht dargestellten
Antriebs außerdem
in einer Richtung quer zur Förderrichtung
F in der Ebene der Auflagefläche 23 bewegbar.
Hierdurch können
die Produktscheiben 15 einer Portion 11 zusätzlich in
Querrichtung gegeneinander versetzt positioniert werden. Grundsätzlich kann
durch die Bewegbarkeit der Portionierstation 21 sowohl
in Förderrichtung
F als auch quer zur Förderrichtung
F ein beliebiges Scheibenmuster oder Portionsbild erzeugt werden.
Rein exemplarisch zeigt die Figur eine Portion 11 mit zickzack-artig
angeordne ten Scheiben 15, d.h. jeweils zwei in Förderrichtung
F aufeinander folgende Scheiben 15 sind in Querrichtung
gegeneinander versetzt.
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Erfindungsgemäß kann bei
der Erzeugung von Ablagebildern außerdem die Breite der einzelnen Produktscheiben 15 berücksichtigt
werden. Unter „Breite" ist hier die maximale
Abmessung einer auf der Auflagefläche 23 liegenden Scheibe 15 quer
zur Förderrichtung
F zu verstehen. Bei kreiszylindrischen Produkten 13 ist
die Breite der kreisförmigen
Produktscheiben 15 also mit deren Durchmesser identisch.
Es sei aber ausdrücklich
erwähnt,
dass die Erfindung in Verbindung mit eine beliebige Querschnittsform
aufweisenden Produkten 13 realisiert werden kann.
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Gemäß der Erfindung
wird die Produktbreite gemessen, bevor die betreffende Produktscheibe 15 auf
die Portionierstation 21 fällt. Bei der Steuerung der
Querbewegung der Portionierstation 21 wird die gemessene
Produktbreite dann berücksichtigt.
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In
dem dargestellten Beispiel erfolgt die Querbewegung der Portionierstation 21 in
Abhängigkeit
von der Produktbreite derart, dass die Scheiben 15 jeweils
mit ihrem äußeren Rand
auf der – hier durch
eine gestrichelte Linie angedeuteten – Begrenzung eines vorgegebenen
Portionsbereiches 25 liegen. Hierdurch ergibt sich ein
sauberes Ablagebild und eine Portion 11 mit einer gewissermaßen konstanten
Portionsbreite, die der Breite des Portionsbereiches 25 entspricht.
Ohne die erfindungsgemäße Steuerung
der Querbewegung der Portionierstation 21 würde diese
während
des Aufschneidens eine Hin- und Herbewegung in Querrichtung mit
einer konstanten Weite oder "Amplitude" ausführen. Diese Weite
könnte
beispielsweise auf die größte oder
die größte erwartete
Produktbreite derart abgestimmt sein, dass auch die breiteste Produktscheibe 15 innerhalb
des Portionsbereiches 25 liegt, damit – wenn der Portionsbereich 25 hinsicht lich
seiner Breite einer Verpackung für
die Portion 11 entspricht – ein störungsfreies automatisches Verpacken
in der Verpackungsmaschine 45 sichergestellt ist.
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Folglich
würden
ohne die Erfindung die Mittelpunkte der hier kreisförmigen Produktscheiben 15 abwechselnd
auf einer von zwei parallel zur Förderrichtung F verlaufenden
Linien liegen und die äußeren Ränder je
nach Scheibengröße einen
mehr oder weniger großen
Abstand zur Begrenzung des Portionsbereiches 25 aufweisen.
Ein solches Ablagebild würde
zwar das Verpacken der Portion 11 nicht beeinträchtigen,
vom Endkunden aber möglicherweise als
störend
empfunden werden.
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Erfindungsgemäß kann dagegen
die Querbewegung der Portionierstation 21 in Abhängigkeit von
der Produktbreite erfolgen, wodurch für die Erzeugung von Ablagebildern
gewissermaßen
ein zusätzlicher
Freiheitsgrad geschaffen wird.
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Gemäß der Figur
erfolgt die Berücksichtigung
der Produktbreite beispielsweise dadurch, dass an dem Produkt 13,
während
es der Schneidstation 17 zugeführt wird, dessen Außenkontur
bestimmt wird. Hierzu ist eine stationäre Messeinrichtung 29 vorgesehen,
an der das Produkt 13 vorbeibewegt wird und die einen Laser 33 zur
Projektion einer Linie 35 auf das Produkt 13 sowie
eine Kamera 37 zur Aufnahme eines Bildes der projizierten
Linie 35 umfasst. Eine Auswerteeinrichtung 39 bestimmt
aus dem Bild die Produktkontur und daraus die Produktbreite. Dieses
Messprinzip zur Produktkonturbestimmung an sich, bei dem auch mehrere,
um das Produkt 13 herum angeordnete Laser und Kameras zum
Einsatz kommen können,
ist dem Fachmann grundsätzlich bekannt.
Alternativ oder zusätzlich
kann die Produktkontur beispielsweise durch den Einsatz von Laser- oder Lichttastern
erfolgen, die um das Produkt herum angeordnet und zur punktförmigen Abstandsmessung
ausgebildet sind.
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Der
in Förderrichtung
F gemessene Abstand D der Messstelle 27, d.h. der Ebene,
in der die projizierte Linie 35 liegt, von der durch das
Schneidmesser 19 definierten Schneidebene ist ebenso wie
die Geschwindigkeit oder Rate, mit der das Produkt 13 dem
Schneidmesser 19 zugeführt
wird, bekannt. Eine sowohl mit der Messeinrichtung 29 als
auch mit dem nicht dargestellten Antrieb der Portionierstation 21 verbundene
Steuereinheit 31 kann folglich die Querbewegung der Portionierstation 21 im
richtigen Moment in Abhängigkeit
von der zuvor an der Messstelle 27 ermittelten Produktbreite
so steuern, dass die betreffende, diese Breite aufweisende Produktscheibe 15 dort
auf der Auflagefläche 23 der
Portionierstation 21 zu liegen kommt, wo es gemäß dem jeweils
gewünschten
Ablagebild erforderlich ist. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, mit
so genannten Produktanfangssensoren zu arbeiten, die sowohl im Bereich
der Messstelle 27 als auch im Bereich der Schneidebene
angeordnet und dazu ausgebildet sind, den in Förderrichtung F vorneliegenden
Produktanfang zu detektieren, der dann den ein richtiges "Timing" sicherstellenden
Bezug für
die Steuereinheit 31 bildet.
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Unterschiedliche
Ablagebilder und Portionsbereiche 25 können in der Steuereinheit 31 gespeichert
sein.
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Es
ist erfindungsgemäß möglich, aber
nicht zwingend erforderlich, die Messung der Produktbreite für jede einzelne
Produktscheibe 15 durchzuführen. Es kann ausreichend sein,
für einzelne
Teilabschnitte des Produktes 13 eine durchschnittliche
Produktbreite zu bestimmen und auf der Basis dieses Durchschnittswertes
die Querbewegung der Portionierstation 23 für eine Mehrzahl
von aufeinander folgenden – den
zuvor vermessenen Produktteilabschnitt bildenden – Produktscheiben 15 in
gleicher Weise zu steuern.
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Ferner
ist es möglich,
zu einem prinzipiell beliebigen Zeitpunkt vor dem Aufschneiden und
an einem grundsätzlich
beliebigen Ort von einem Produkt 13 ein Querschnittsprofil über die
gesamte Produktlänge
aufzunehmen und diese Konturdaten beim späteren Aufschneiden des betreffenden
Produktes mit einer jeweils gewünschten
Auflösung – in Förderrichtung
F gesehen – zur
Steuerung der Querbewegung der Portionierstation 21 zu
verwenden.
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Wie
im Einleitungsteil bereits erwähnt,
kann zusätzlich
die Produkthöhe
bestimmt und die Bewegung der Portionierstation 21 in Förderrichtung
F – d.h.
die Förderrate
oder -geschwindigkeit der Portionierstation 21 – in Abhängigkeit
von der Produkthöhe gesteuert
werden. Hierdurch wird auch für
die Beeinflussung des Ablagebildes in Förderrichtung F ein zusätzlicher
Freiheitsgrad geschaffen. Die Bestimmung der Produkthöhe und die
Steuerung der Bewegung einer Portionierstation in Abhängigkeit
von der Produkthöhe
stellt einen prinzipiell unabhängigen
Aspekt der Erfindung dar und kann auch ohne die Bestimmung der Produktbreite
und Steuerung der Querbewegung der Portionierstation erfolgen.
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Die
Förderbewegung
der Portionierstation 21 kann sowohl in als auch entgegen
der Förderrichtung
F erfolgen, d.h. die Portionierstation 21 kann sozusagen
sowohl vorwärts
als auch rückwärts betrieben
werden, so dass dem Portionsdesign praktisch keine Grenzen gesetzt
sind.
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Folglich
ermöglicht
die Erfindung durch die Berücksichtigung
der individuellen Abmessungen der einzelnen Produktscheiben 15 sowohl
quer zur Förderrichtung
F als auch in Förderrichtung
F eine wesentliche, gerade im Hinblick auf eine automatische Portionsverpackung
und im Hinblick auf die Kundenakzeptanz äußerst vorteilhafte Verfeinerung
des Portionsdesigns.
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- 11
- Portion
- 13
- Produkt
- 15
- Scheibe
- 17
- Schneidstation
- 19
- Schneidmesser
- 21
- Portionierstation
- 23
- Auflagefläche
- 25
- Portionsbereich
- 27
- Messstelle
- 29
- Messeinrichtung
- 31
- Steuereinheit
- 33
- Strahlungsquelle
- 35
- Linie
- 37
- Strahlungsdetektor
- 39
- Auswerteeinrichtung
- 41
- Zuführförderer
- 43
- Fördereinrichtung
- 45
- Verpackungsmaschine
- F
- Förderrichtung
- D
- Abstand
Messstelle-Schneidstation