DE102006059940A1

DE102006059940A1 - Einrichtung zum Schneiden von Lebensmitteln mit Ultraschall und ultraschallerregte Schneidewerkzeuge

Info

Publication number: DE102006059940A1
Application number: DE200610059940
Authority: DE
Inventors: Karlheinz Dr. Wolf
Original assignee: Dr Wolf & Partner Ingenieurbuero fur Lebensmitteltechnik GmbH; Dr Wolf and Partner Ingenieurbuero fur Lebensmitteltechnik GmbH
Current assignee: Dr Wolf & Partner Ingenieurbuero fur Lebensmitteltechnik GmbH; Dr Wolf and Partner Ingenieurbuero fur Lebensmitteltechnik GmbH
Priority date: 2006-12-19
Filing date: 2006-12-19
Publication date: 2008-07-10
Also published as: EP1935592A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Schneiden von Lebensmitteln mit Ultraschall und ultraschallerregte Schneidwerkzeuge, insbesondere zum Schneiden von Teig- und Backwaren, auch geeignet zum Schneiden von beispielsweise Käse, Fisch, Fruchtschnitten und ähnlichen Produkten. Die geschaffene Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen 2 in Einzel- oder Paaranordnung in einer Schneidmaschine angeordnet sind, die Träger von Schneidwerkzeugen 1 sind, welche fest in den jeweiligen Einrichtungen 2 eingebunden und mit je einem US-Wandler 6 mit Sonotrode verbunden sind, wobei das Schneidgut 8 zu den Schneidwerkzeugen 1 bewegt wird, die fest angeordneten Schneidwerkzeuge 1 über ihre jeweilige Einrichtung 2 verschwenkbar, somit waagerecht und senkrecht zum Schneidgut 8 verstellbar sind. Die zum Einsatz kommenden ultraschallerregten Schneidwerkzeuge sind dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidwerkzeuge 1 mit einem US-Wandler 6 mit Sonotrode verbunden sind, die Schneidwerkzeuge 1 fest in ihrer Einrichtung 2 angeordnet und mit unterschiedlichen geometrischen Formen ausgebildet sind, die Schneidwerkzeuge 1 als Kreismesser, Sichelmesser, Halbkreismesser - bumerangförmig, Rechteckmesser oder gerade, einseitig eingespannte Stahlklinge sowie als Spatenklinge ausgebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Schneiden von Lebensmitteln mit Ultraschall und ultraschallerregte Schneidwerkzeuge, insbesondere zum Schneiden von Teig- und Backwaren, auch geeignet zum Schneiden von beispielsweise Käse, Fisch, Fruchtschnitten und ähnlichen Produkten.
Das Schneiden von Lebensmittelprodukten mittels ultraschallerregter Messer ist bekannt und findet Anwendung sowohl im häuslichen als auch im industriellen Bereich.
Derartige Schneidvorrichtungen und Messer sind in der WO 94/22645 und der EP 084 2018 B1 beschrieben.
Auf eine Schneidvorrichtung für ein elektrisches Haushaltsgerät bezieht sich die WO 94/22645 , welche mit einem Messer ausgebildet ist, welches durch einen Piezoschwinger angeregt wird und ein Messer zum Einsatz kommt, welches als eine längliche Klinge ausgebildet ist, die an einem Ende nahezu rechtwinklig abgewinkelt ist und der Biegeradius dieser Abwinklung und der Messerwerkstoff an die Frequenz des Piezoschwingers angepasst ist.
Ein Messer in Form einer rotierenden Scheibe, welche ultraschallerregt wird, beschreibt die EP 084 2018 B1 . Dieses Schneidwerkzeug wird durch einen Ultraschallgenerator erregt und zusätzlich in eine Rotation versetzt, so dass hier ein kombiniertes Schneidwerkzeug vorgestellt wird, welches, um erforderliche Schnittqualitäten zu erreichen, zum einen ultraschallerregt wird, aber zusätzlich eine rotative Bewegung benötigt, um den geforderten qualitativen Anforderungen zu entsprechen.
Nachteilig bei diesen Lösungen ist, dass deren Einsatzgebiete sehr eng begrenzt sind und deren Anwendungen mit hohen technischen Aufwendungen und finanziellen Kosten verbunden sind.
So ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung zum Schneiden von Lebensmitteln mittels Ultraschall zu schaffen, welche im industriellen Bereich anwendbar ist und diese Einrichtung mit ultraschallerregten Schneidwerkzeugen ausgebildet ist, mit denen insbesondere Teig- und Backwaren, aber auch andere Lebensmittel, wie Käse, Fisch, Fruchtschnitten und ähnliche Produkte, geschnitten werden können, dies unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Lösungen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 4 gelöst. In den Unteransprüchen sind besondere Ausführungsformen und vorteilhafte Lösungen der Erfindung angegeben.
So sind gemäß der Erfindung Lebensmittelschneidemaschinen der genannten Gattung mit Einrichtungen ausgebildet, die unter Beachtung der jeweils zu realisierenden Schneidprozesse so in der entsprechenden Schneidmaschine angeordnet sind, dass sie zum einen Träger der jeweiligen Schneidwerkzeuge sind und zum anderen die Positionierung der Schneidwerkzeuge zum zu schneidenden Lebensmittelprodukt gewährleisten, dies unabhängig davon, ob Schneidvorgänge in Längs- oder Querrichtung zum zu schneidenden Produkt durchgeführt werden sollen.
Zur Erfindung gehört gleichfalls, dass die geometrischen Formen der ultraschallerregten Schneidwerkzeuge dem zu schneidenden Gut angepasst sind und analog die Zuordnung des Ultraschall-Wandlers mit Sonotrode.
Die Schneidwerkzeuge sind in ihrer Form der jeweiligen Schneidaufgabe angepasst und über die Einrichtung in den technologischen Prozess der Schneidmaschine eingeordnet, dies unter Beachtung der Zuführung des Schneidgutes, der Schneidmodule, der Lagesicherung der erforderlichen Schall- und Arbeitsschutzelemente sowie der Abführung des Schneidgutes aus der Maschine einschließlich der Parametersteuerung.
Die vorteilhaften Schneideffekte dieser vorgestellten Lösung ergeben sich aus der Zuführung des Schneidgutes zu dem in der Einrichtung starr angeordneten Schneidwerkzeug, welches mit einer auf das Produkt abgestimmten Geometrie ausgebildet ist und in bekannter Art und Weise mit Ultraschall angeregt und so in Schwingungen zwischen 18 bis 30 kHz versetzt wird.
Mit den nachfolgenden Ausführungsbeispielen soll die Erfindung näher erläutert werden, dies unter Zuhilfenahme der in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Ausführungs-/Anwendungsbeispiele, die sowohl die geometrischen Formen der Schneidwerkzeuge dokumentieren, als auch deren Einbindung in die Einrichtung zum Schneiden und deren Zuordnung und Positionierung zum jeweiligen Schneidgut.
Die 1 und 2 zeigen Messerformen für ultraschallerregte Schneidwerkzeuge, welche kreisrund, in Kreissegmentform, als Kreisbogen, ähnlich bumerangförmig und als längliches Flächenteil ausgebildet sind, welche an der jeweils gekennzeichneten Stelle, dem Kreuz, mit Ultraschall-Wandlern mit Sonotrode versehen sind und diese die Schneidwerkzeuge senkrecht anregen, d. h. quer zur Fläche des jeweiligen Schneidwerkzeuges.
Schneidwerkzeuge, ausgebildet als Spatenklinge bzw. Längsklinge, sind in der 2 gezeigt, der jeweilige US-Wandler wird an dem Kreuz der gezeigten Schneidwerkzeuge befestigt und die Anregung der Schneidwerkzeuge erfolgt längs zu ihrer Fläche, wie mit den Pfeilrichtungen angegeben.
Die Ausbildungen der ultraschallerregten Schneidwerkzeugen sind nicht auf die dargestellten geometrischen Abbildungen beschränkt, sondern sind anpassbar dem jeweiligen technologischen Schneidprozess.
Die in den 3 bis 11 dargestellten Ausführungsbeispiele zeigen die Anordnung von ultraschallerregten Schneidwerkzeugen zu einer Einrichtung, welche in der jeweiligen Scheidmaschine angeordnet sind und es wird gezeigt, wie die dargestellten Einrichtungen mit den angeordneten ultraschallerregten Schneidwerkzeugen zum Schneidgut positioniert sind bzw. positioniert werden können.
Die 3 zeigt dabei die Anordnung eines ultraschallangeregten Schneidwerkzeuges 1, welches einseitig und fest in der Einrichtung 2 eingespannt ist, wobei die Einrichtung 2 selbst schwenkbar zum Drehteller verstellbar ist, auf dem das zu schneidende Schneidgut, beispielsweise ein Tortenboden, aufliegt. Mit den Pfeilen 4, 5 sind zum einen die Schwenkrichtung der Einrichtung 2 und zum anderen die Drehrichtung/Beweglichkeit des Drehtellers 3 dokumentiert. Mit der Bezugszahl 6 ist der US-Wandler gekennzeichnet.
Die 4 zeigt, wie die übrigen Ausführungsbeispiele auch, eine prinziphafte Anordnung, hier ein Transportband 7 mit aufliegendem Schneidgut 8, und zwei Scheidwerkzeuge 1, hier in Form von Kreismessern, welche starr in Einrichtungen 2 befestigt sind, d. h. die Kreismesser sind nicht rotativ gelagert, allerdings höhenverstellbar in bzw. mit der Einrichtung 2. In der 4 wird gleichfalls eine Draufsicht dieser Schneideinrichtung gezeigt und aus 5 ergibt sich, wie die beiden Einrichtungen 2 mit den zugeord neten Schneidwerkzeugen 1 zueinander versetzt sind, um das Schneidgut 8 auch vollflächig zu schneiden.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in der 6 gezeigt. Hier erfolgt der Transport und das Schneiden des Schneidgutes auf beiden Seiten vom Schneidwerkzeug 1, welches bei dieser Ausführung gleichfalls als Kreismesser ausgebildet ist. Bei dem Schneidgut 8 handelt es sich beispielsweise um Brötchen, die auf dem Transportband 7 in paralleler Anordnung aufliegen und mittels Andruck- und Führungsrollen oder -bändern positioniert werden.
Die Darstellung nach 7 bezieht sich auf ein ähnliches Anwendungsbeispiel, wie in 6 dargestellt und beschrieben, allerdings ist das Schneidwerkzeug 1 hier als ein Sichelmesser, ein bogenförmig gestaltetes Messer ähnlich eines Bumerangs ausgebildet, welches mit einem US-Wandler 6 verbunden und in der Einrichtung 2 befestigt ist. Die Zuführung des Schneidgutes zum Schneidwerkzeug 1 ist hier mit den beiden Pfeilen gekennzeichnet.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in der 8 gezeigt, bei dem ein Schneidwerkzeug 1 zum Einsatz kommt, welches, wie die anderen Schneidwerkzeuge auch, nicht rotiert, allerdings schwenkbar bzw. verfahrbar ist, hier ist das Schneidwerkzeug 1 linear zum Schneidgut 8 verfahrbar, welches auf einer Auflage 9 aufliegt und eine Nut 10 besitzt, in die das Schneidwerkzeug 1 hineinragt und somit das zu schneidende Gut 8 vollflächig schneidet bzw. trennt.
Eine weitere Ausbildung der Einrichtung 2 und der Zuordnung zum Schneidgut 8 zeigt die zweite Abbildung der 8. Bei dieser Variante ist das Schneidwerkzeug 1 gleichfalls feststehend, es rotiert nicht, ist allerdings senkrecht zum Schneidgut 8 verfahrbar, wie in 9 gezeigt, welche eine Doppelanordnung von Schneidwerkzeugen 1 in Kreismesserform zeigt, wie in Einzelausführungen in den 4 und 5 dargestellt.
Eine Doppelanordnung von einer Einrichtung 2 zu einem Schneidgut 8, welches sich beispielsweise auf einem Transportband 7 befindet, zeigt die 10. Bei dieser Variante sind die als Klingen ausgebildeten Schneidwerkzeuge, bis zu einer Länge von 300 mm ausgebildet, einseitig in der zugehörigen Einrichtung 2 eingespannt und werden in ihrer Längsrichtung durch den jeweils zugeordneten US-Wandler 6 angeregt.
Die Darstellung nach 11 zeigt den Einsatz eines Schneidwerkzeuges 1 in Ausbildung einer Spatenklinge, welche beispielsweise aus einem sehr dünnen Blech, ca. 1 mm, hergestellt ist und in bereits beschriebener Art und Weise in der Einrichtung befestigt und über den vorgesehenen US-Wandler 6 erregt wird. Vorteilhaft bei dieser Ausführung ist, dass die Spatenklinge eine zusätzliche Bewegung ausführt, indem die Spatenklinge auf und ab bewegt wird, wie mit den Pfeilrichtungen dokumentiert. Die Spatenklinge selbst ist, wie die anderen Schneidwerkzeuge 1 auch, fest in der Einrichtung 2 eingespannt und kann zusätzlich diese Auf- und Abwärtsbewegung ausüben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- WO 94/22645 [0003, 0004]
- EP 0842018 B1 [0003, 0005]

Claims

Einrichtung zum Schneiden von Lebensmitteln mit ultraschallerregten Schneidwerkzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (2) in Einzel- oder Paaranordnung in einer Schneidmaschine angeordnet sind, die Träger von Schneidwerkzeugen (1) sind, welche fest in den jeweiligen Einrichtungen (2) eingebunden und mit je einem US-Wandler (6) mit Sonotrode verbunden sind, wobei das Schneidgut (8) zu den Schneidwerkzeugen (1) bewegt wird, die fest angeordneten Schneidwerkzeuge (1) über ihre jeweilige Einrichtung (2) verschwenkbar, somit waagerecht und senkrecht zum Schneidgut (8) verstellbar sind.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Lebensmittelschneidemaschine ein oder mehrere Einrichtungen (2) mit ultraschallangeregten Schneidwerkzeugen (1) vorgesehen sind, die Schneidwerkzeuge (1) waagerecht und senkrecht über ihre Einrichtungen (2) zum Schneidgut (8) verstellbar sind und die Schneidwerkzeuge (1) in Mehrfachanordnung nebeneinander oder in Kaskadenanwendung hintereinander in Bewegungsrichtung des Schneidgutes (8) vorgesehen sind.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidwerkzeuge aus einem Stahl, auch gehärtet oder Edelstahl magnetisiert, bestehen und Bruchstücke detektierbar sind.
Ultraschallerregtes Schneidwerkzeug für den bestimmungsgemäßen Einsatz in einer Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidwerkzeuge (1) mit einem US-Wandler (6) mit Sonotrode bestückt sind, die Schneidwerkzeuge (1) fest in ihrer Einrichtung (2) angeordnet und mit unterschiedlichen geometrischen Formen ausgebildet sind.
Schneidwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidwerkzeuge (1) als Kreismesser, Sichelmesser, Halbkreismesser – bumerangförmig, Rechteckmesser oder gerade, einseitig eingespannte Stahlklinge sowie als Spatenklinge ausgebildet sind.