DE102009054081A1

DE102009054081A1 - Würfelschneider

Info

Publication number: DE102009054081A1
Application number: DE102009054081A
Authority: DE
Inventors: Thomas Voelkl
Original assignee: Individual
Current assignee: Voelkl Patente GmbH and Co KG
Priority date: 2009-11-20
Filing date: 2009-11-20
Publication date: 2011-05-26
Anticipated expiration: 2029-11-21
Also published as: EP2324973B1; ATE549137T1; DE102009054081B4; EP2324973A1

Abstract

Bei dem Würfelschneider wird eine Fleischscheibe in den einzelnen Arbeitspositionen (13-16) eines Rundschalttisches (1) nacheinander flach gepresst, bis es die rechteckige Ausnehmung (2a...) vollständig ausfüllt, danach in Längs- und Querrichtung geschnitten, also durchstanzt, und anschließend nach unten ausgeworfen.

Description

I. Anwendungsgebiet
Die Erfindung betrifft einen Würfelschneider.
II. Technischer Hintergrund
Gerade in der Fleischindustrie besteht häufig das Problem darin, aus einem gewachsenen Stück Fleisch Würfel herzustellen, die alle die gleiche Größe aufweisen sollen, zumindest in einer Betrachtungsrichtung.
Ausgangspunkt für das Würfelschneiden ist meist eine Fleischscheibe. Die aus großen Fleischstücken erzielbaren direkt abgeschnittenen großen Fleischscheiben werden vorzugsweise für andere Verwendungszwecke wie etwa Schnitzel verwendet. Für das Schneiden von Würfeln für Gulasch oder Schaschlik etc. werden dagegen möglichst kleinere Fleischstücke, häufig nur faustgroße Fleischstücke, verwendet. Damit dann die daraus erzielbaren Scheiben nicht allzu klein werden, werden die zunächst vom Fleischstück abgetrennten, dicken Fleischscheiben noch mittels eines so genannten Schmetterlingsschnittes auseinander geklappt und in ihrer Größe verdoppelt.
Unabhängig davon verbleiben umso mehr Randstücke und Kleinteile als Reste, die nicht würfelförmig sind und nicht als Würfel verkauft werden können und den Ertrag mindern, je kleiner die Fleischscheibe war.
Ein weiteres Problem stellen die Deckel und Lappen von großen Fleischstücken dar, aus denen nach Abtrennen z. B. der Schwarte manchmal noch eine Würfellage heraus geschnitten werden kann, was dann jedoch einen hohen manuellen Zeitaufwand erfordert, der durch Grobzerteilung und in einen maschinellen Würfelschneider einlegbare Teile ebenfalls minimiert werden kann.
III. Darstellung der Erfindung
a) Technische Aufgabe
Es ist daher die Aufgabe gemäß der Erfindung, einen weitgehend automatisierten Würfelschneider zu schaffen, der trotz Minimierung der Reste und Kleinanteile einfach und kostengünstig aufgebaut ist und einen hohen Durchsatz ermöglicht.
b) Lösung der Aufgabe
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 12 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, eine relativ kleine, nicht rechteckige Fleischscheibe vor dem Schneiden in Würfel – mit Schnitten parallel zu den im rechten Winkel zueinander stehenden Außenkanten der rechteckigen Ausnehmung, in der sich die Fleischscheibe dabei befindet – durch Verpressen gegen den Boden der Ausnehmung in eine rechteckige Form zu bringen, und dadurch den rechteckigen Querschnitt der Ausnehmung vollständig mit Fleisch zu füllen, so dass daraus ausschließlich ganze, in der Aufsicht rechteckige, Würfel geschnitten werden können.
Der Ausdruck Würfel ist in diesem Zusammenhang geometrisch nicht ganz richtig, denn durch das Verpressen der Fleischscheibe gegen den Boden verändert sich die Dicke der Fleischscheibe, so dass die Dicke unter Umständen nicht mehr exakt der Kantenlänge der Würfel in der Aufsicht betrachtet entspricht, was jedoch für die spätere Verwendung z. B. auf Fleischspießen oder als Gulasch von untergeordneter Bedeutung ist.
Damit nur vollständige, also in der Aufsicht rechteckige, Würfel entstehen, ist es ferner von Bedeutung, dass das Verpressen der Fleischscheibe gegen den Boden nicht nur vor dem Schneiden erfolgt, sondern möglichst auch während des Schneidens.
Dabei wird das Schneiden in den beiden Erstreckungsrichtungen der rechteckigen Ausnehmung, also jeweils parallel zu den Kanten, vorzugsweise nacheinander durchgeführt, denn hierdurch können jeweils plattenförmige, parallel im Abstand nebeneinander liegende Messer für jede der beiden Schnittrichtungen separat benutzt werden, die leichter herzustellen und zu schärfen sind als kreuzweise angeordnete Messer.
Aus diesem Grund wird der Schritt des Längsschneidens separat von dem Schritt des Querschneidens durchgeführt, wobei die Reihenfolge egal ist.
Damit auch während der Schneidvorgänge der Pressdruck auf das Fleisch gegeben ist, besteht jeder der Schneidstempel aus einem Oberteil und einem Unterteil, die relativ zueinander beweglich sind. Dabei ist im Oberteil das rückseitige Ende der parallel zueinander stehenden Messer aufgenommen, während das Unterteil entsprechende Durchgangsschlitze für die Messer aufweist und ansonsten flächig an der vorderen Stirnfläche geschlossen ist und damit als Pressstempel gegen das Fleisch, in die Ausnehmung passend, gedrückt werden kann.
Zwischen Oberteil und Unterteil sind Kraftelemente, beispielsweise Druckfedern oder Pneumatikzylinder, angeordnet, so dass beim Beaufschlagen des Oberteiles in Richtung Fleisch zunächst das Unterteil – aus dem die Messer noch nicht in Richtung Fleisch vorstehen – als Pressstempel in Anlage an die Oberseite der Fleischscheibe gelangt und mit zunehmendem Druck auf das Oberteil des Schneidstempels erst nach Überwinden des Widerstandes der Kraftelemente zwischen Oberteil und Unterteil das Oberteil gegen das Unterteil vorwärtsgeschoben wird und die Messer nach Durchdringen des Unterteiles in die Fleischscheibe eindringen und diese durchschneiden.
Damit ein vollständiges Durchschneiden gewährleistet ist, sind sowohl im Boden der Ausnehmung als auch in den Seitenwänden Nuten vorhanden, die die seitlichen Ränder und die Vorderkante der Messer aufnehmen.
In analoger Weise ist auch der Verpresstempel aus einem Oberteil und einem Unterteil und dazwischen angeordneten Kraftelementen bestehend aufgebaut, so dass ebenfalls die Härte dieser Kraftelemente zwischen Oberteil und Unterteil den Anpressdruck des Unterteiles gegen das Fleisch bestimmt.
Nach dem Schneiden werden die fertig geschnittenen Würfel an der Auswurfposition von einem Auswurfstempel nach unten ausgeworfen, nachdem zuvor der Boden der Ausnehmung in dieser Auswurfposition weggeklappt wurde, wofür der Boden gelenkig an einer Kante der Ausnehmung in der Unterseite des Rundschalttisches verschwenkbar gelagert ist.
Damit an dem herabgeklappten Boden keine Fleischwürfel kleben bleiben, kann vorzugsweise in der Unterseite des Auswurfstempels ein zusätzlicher, z. B. mit einem Pneumatikzylinder betätigter, Schieber angeordnet sein, der nach Herabklappen des Bodens in die vertikal hängende Stellung über die Länge des herabhängenden Bodens entlang streift.
Um einen kontinuierlichen Arbeitsablauf sicherzustellen, werden die einzelnen Arbeitsschritte, also

– Einlegen einer Fleischscheibe, meist von Hand, in eine Ausnehmung,
– Verpressen der Fleischscheibe in der Ausnehmung in eine in der Aufsicht rechteckige Form mittels eines mit großer Kraft gegen den Boden der Ausnehmung bewegten Verpressstempels,
– Schneiden der rechteckig verpressten Fleischscheibe in einer ersten Richtung, und
– Schneiden der rechteckig verpressten Fleischscheibe in der zweiten Querrichtung, sowie
– Auswerfen der Würfel aus der Ausnehmung durch den entfernten Boden nach unten

Demgegenüber sind Verpressstempel, Längsschneidstempel, Querschneidstempel und Auswerferstempel ortsfest über den jeweiligen Arbeitspositionen des Rundschalttisches angeordnet, und vorzugsweise von einem gemeinsamen Antrieb betätigt, etwa einem mechanischen Kniehebel-Antrieb, und von einer Steuerung, die neben diesem Stempelantrieb auch den Drehantrieb des Rundtisches und ggf. auch die Öffnungsbewegung der Böden steuert, angesteuert.
c) Ausführungsbeispiele
Ausführungsformen gemäß der Erfindung sind im Folgenden beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:
1: den gesamten Würfelschneider,
2: den Rundschalttisch in vergrößerter Darstellung,
3: einen Längsschnitt durch einen Schneidstempel und
4: eine vergrößerte Darstellung einer der Ausnehmungen.
1 zeigt, dass der Würfelschneider ein in der Seitenansicht etwa C-förmiges Gehäuse 24 aufweist, in dessen Aussparung der Rundschalttisch 1 in Form einer horizontal liegenden, in der Aufsicht runden Scheibe um eine vertikale Achse 1' drehbar gelagert ist und dabei sich über mehr als die Hälfte seiner Grundfläche im hinteren Bereich auf dem Gehäuse 24 abstützt, und mit dem vorderen etwa 1/3 seiner Fläche nach vorne über das Gehäuse 24 in Richtung des davor stehenden Bedieners 23 vorsteht.
Der Rundschalttisch 1 ist dabei etwa in Arbeitshöhe des davor stehenden Bedieners 23 positioniert, wobei der Drehantrieb des Rundschalttisches 1 im unteren Teil des Gehäuses 24 angeordnet ist, während aus dem oberen Teil des Gehäuses 24 die Stempelstangen 26 nach unten gegen den Rundschalttisch 1 vorstehen und in dessen Richtung bewegbar sind, an deren unteren freien Enden sich je nach Arbeitsstation ein spezifisch gestalteter Stempel befindet.
In 1 ist zwischen dem Bediener 23 und dem Würfelschneider eine erste Kiste 22a dargestellt, die dem Bediener 23 als Vorrat für die in den Würfelschneider einzulegenden Fleischscheiben dient. An der rechten Seite des Gehäuses 24 ist unterhalb des Rundschalttisches 1 eine weitere Kiste 22b dargestellt, in die die fertig geschnittenen Würfel von dem Rundschalttisch 1 aus automatisch über eine Schrägrutsche 25 in die darunter positionierte Kiste 22b fallen können.
Es versteht sich von selbst, dass an Stelle der Kisten 22a, b auch an- und abliefernde Förderbänder oder andere Fördereinrichtungen angeordnet sein können.
Die Funktion des Würfelschneiders wird besser anhand der vergrößerten Darstellung vor allem des Rundschalttisches 1 anhand der 2 deutlich:
Daraus wird ersichtlich, dass über den Umfang des Rundschalttisches 1 gleichmäßig verteilt in dessen Oberseite sechs Ausnehmungen 2a–f vorhanden sind, die jeweils rechteckig sind, die gleiche Größe besitzen und radial die gleiche Ausrichtung besitzen. Zum leichteren Einführen sowohl des zu schneidenden Fleisches als auch der Stempel sind die oberen Einlaufkanten gerundet.
Die beiden vorderen, dem Bediener 23 zugewandten Ausnehmungen 2a, b stellen dabei eine in diesem Fall doppelt vorhandene Einlegeposition 12 dar, und sind dementsprechend auf der Oberseite offen zugänglich, also ohne darüber befindlichem Stempel.
Von dieser Einlegeposition 12 aus dreht sich der Rundschalttisch 1 in diesem Fall im Uhrzeigersinn weiter, zunächst in eine Verpressposition 13, in der die in der Vertiefung 2c liegende Fleischscheibe von einem von oben her abgesenkten Verpressstempel 4 mit einer vorgegebenen Kraft gegen den Boden der Vertiefung 2c gepresst wird, und damit auf eine gleichmäßige Dicke und gleichzeitig in der Aufsicht betrachtet die Fleischscheibe so verbreitert wird, dass sie die rechteckige Grundfläche der Vertiefung 2c vollständig ausfüllt.
Anschließend wird der Verpressstempel 4 wieder aus der Vertiefung nach oben heraus gefahren, und der Rundschalttisch 1 um eine Schaltposition weiter gefahren in die Längsschneidposition 14, und nach dem Längsschneiden in die Querschneidposition 15.
In diesen beiden Schneidpositionen 14, 15 senkt sich – nachdem der Rundschalttisch 1 nicht mehr dreht – jeweils ein Schneidstempel, im ersten Fall der Längsschneidstempel 5 und im zweiten Fall der Querschneidstempel 6, in die jeweilige Vertiefung 2d, e ab und durchschneidet jeweils mit mehreren parallel nebeneinander liegenden Messern 19, die im ersten Falle in der Längsrichtung im zweiten Falle in der Querrichtung der jeweiligen Ausnehmung 2d bzw. 2e verlaufen, die in der Vertiefung liegende Fleischscheibe vollständig bis zum Boden der Vertiefung.
Zu diesem Zweck sind – wie am besten in 4 zu erkennen – sowohl in den Seitenflanken der Vertiefung als auch in der Oberseite des Bodens der Vertiefung Nuten 9, 9' angeordnet.
Die Nuten 9 im Boden dienen dem Eindringen der Vorder-Kanten der Messer 19, die Nuten 9' zum Führen der Seitenkanten der Messer 19.
Dadurch ist sichergestellt, dass die Fleischscheibe vollständig durchtrennt wird.
Die 3 zeigt in einem Längsschnitt den Aufbau in diesem Fall des Querschneidstempels 6, der in diesem Ausführungsbeispiel nur drei Messer 19 besitzt im Gegensatz zum Längsschneidstempel 5, der vier nebeneinander liegende, vertikal verlaufende Messer 19 aufweist.
Jeder Schneidstempel besteht aus einem Oberteil 17 und einem dem gegenüber beweglichen Unterteil 18. Zwischen beiden sind in den Ecken der rechteckigen Grundform Druckfedern 11 angeordnet, so dass beim Druck mittels der von oben herab gegen das Oberteil 17 reichenden Stempelstange 26 eine Annäherung des Oberteils 17 an das Unterteil 18 erst erfolgt, wenn die Federn 11 zusammengedrückt werden.
Im Oberteil 17 sind die vertikal stehenden Messer 19 mit ihren oberen, rückseitigen Enden fixiert und ragen in dem in 3 dargestellten Ruhezustand mit ihrer scharf geschliffenen, unteren Vorderkante in die Durchgangsschlitze 21 des Unterteiles 18 hinein.
Das Unterteil 18 weist ferner eine umlaufende Schulter 27 in seiner unteren Stirnfläche auf, so dass der schmalere, nach unten vorstehende Teil genau in die Ausnehmung 2a ... passt und die Schulter 27 auf der Oberseite neben der Ausnehmung 2a ... sich auf dem Rundschalttisch 1 abstützen könnte.
Dies ist jedoch nur selten der Fall, denn die Kraft der Druckfedern 11 ist so gewählt, dass beim Aufpressen des Schneidstempels 5, 6 das Fleisch in der Ausnehmung 2a ... das Unterteil 18 beim Anliegen am Fleisch mit einer definierten Presskraft zum Stillstand kommt, bevor die Schulter 27 auf dem Rundschalttisch 1 aufliegt.
Beim weiteren Beaufschlagen des Oberteils 17 mittels der Stempelstange 26 kommt das Unterteil 18 zum Stillstand, und die am Oberteil 18 befindlichen Messer 19 durchdringen zunehmend die Durchgangsschlitze 21 des Unterteiles 18 und anschließend auch das darunter befindliche Fleischstück, bis sie in den Nuten 9 des Bodens 3a, b ... zum Stehen kommen, und damit das Fleischstück vollständig durchtrennt ist.
Nach Zurückziehen der Stempel dreht sich der Rundschalttisch 1 wiederum um eine Position weiter, und das zu Würfeln aufgeschnittene Fleisch befindet sich nun in der Auswurfposition 16, in der es nach Stillstand des Rundschalttisches 1 mittels eines Auswurfstempels 7 nach unten aus der Ausnehmung 2f ausgeworfen wird, da in dieser Auswurfposition 16 der Boden der dort befindlichen Ausnehmung z. B. 2f ... sich automatisch öffnet, so dass die Fleischwürfel auf die Schrägrutsche 25 darunter fallen und von dort in eine z. B. Kiste 22b gleiten.
Zu diesem Zweck ist der Boden mit den am besten in 4 erkennbaren Gelenken entlang der radial inneren Unter-Kante jeder Ausnehmung am Rundschalttisch 1 schwenkbar befestigt.
Bezugszeichenliste

1: Rundschalttisch
1': Achse
2a, b, ...: Ausnehmung
3a, b, ...: Boden
4: Verpressstempel
5: Längsschneidstempel
6: Querschneidtempel
7: Auswurfsstempel
8: Unterbau
9, 9': Nut
10: Schaltrichtung
11: Druckfeder
12: Einlegeposition
13: Verpressposition
14: Längsschneidposition
15: Querschneidposition
16: Auswurfposition
17: Oberteil
18: Unterteil
19: Messer
20: Steuerung
21: Durchgangsschlitz
22a, b: Kiste
23: Bediener
24: Gehäuse
25: Schrägrutsche
26: Stempelstange
27: Schulter

Claims

Würfelschneider, mit – einem um eine vertikale Achse (1') drehbaren Rundschalttisch (1) mit darin um gleiche Winkelbeträge auf wenigstens einem ersten Kreis in Umfangsrichtung beabstandeten Ausnehmungen (2a, b), die gleich groß, nach oben offen und in der Aufsicht rechteckig sind, und deren Böden (3a, b) entfernbar sind, – wobei über den einzelnen Positionen dieser Ausnehmungen (2a, b) in Schaltrichtung (10) hintereinander nach der wenigstens einen Einlegeposition (12) nacheinander – eine Verpressposition (13) mit einem von oben in die Ausnehmung (2a, ...) einfahrbaren Verpressstempel (4), – eine Längsschneidposition (14) mit einem von oben in die Ausnehmung einfahrbaren Längsschneidstempel (5), – eine Querschneidposition (15) mit einem von oben in die Ausnehmung einfahrbaren Querschneidstempel (6), und – eine Auswurfposition (16) mit einem von oben her in die Ausnehmung einfahrbaren Auswurfstempel (7), angeordnet sind, wobei in Einlegeposition (12) bis Querschneidposition (15) einschließlich die Böden (3a, ...) der Ausnehmungen (2a, ...) geschlossen sind und lediglich in der Auswurfposition (16) der Boden entfernt ist, und – mit einer Steuerung (20) für die zeitlich koordinierte Ansteuerung des Rundschalttisches (1) und der einzelnen Stempel (4)–(7).
Würfelschneider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Böden (3a, b) der Ausnehmungen (2a, b) nach unten aufklappbare Böden (3a, b, ...) sind.
Würfelschneider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rundschalttisch (1) in allen Positionen außer der Auswurfposition (16) auf der Unterseite von einem festen Unterbau (8) abgestützt ist, der die Böden (3a, b) in geschlossener Lage bezüglich der Ausnehmung (2a, b) hält.
Würfelschneider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Böden (3a, b) in der Oberseite Nuten (9) in Längsrichtung und Querrichtung zum Eintauchen der Messer (19) des Längsschneidstempels (5) bzw. Querschneidstempels (6) vorhanden sind.
Würfelschneider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Seitenwänden der Ausnehmungen (2a, b) vertikal verlaufende Nuten (9') zum Führen der Messer (19) des Längsschneidstempels (5) bzw. Querschneidstempels (6) vorhanden sind.
Würfelschneider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Längsschneidstempel (5) und Querschneidstempel (6) jeweils aus einem Oberteil (17), an dem die Messer (19) mit ihrem oberen Ende fixiert sind, und einem Unterteil (18) besteht, welches Durchgangsschlitze (21) zum vertikalen Hindurchstecken der vertikal stehenden Messer (19) des Oberteils (17) aufweist und in die Ausnehmung (2a, b) passt.
Würfelschneider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verpressstempel (4), Längsschneidstempel (5) und Querschneidstempel (6) jeweils aus einem Oberteil (17) und einem Unterteil (18) bestehen, zwischen denen Druckfedern (11) angeordnet sind, so dass die Unterteile (17) jeweils mit einer durch die Härte der Druckfedern (11) bestimmten, maximalen Kraft gegen das Fleisch pressen
Würfelschneider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlegeposition (12) am Rundschalttisch (1) doppelt vorhanden ist.
Würfelschneider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rundschalttisch (1) einen konzentrisch zum ersten Kreis vorhandenen zweiten Kreis mit Ausnehmungen auf den gleichen Radial-Positionen umfasst, die jedoch eine andere Größe als die Ausnehmungen (2a ...) auf dem ersten Kreis besitzen.
Würfelschneider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auswurfstempel (7) in seiner gegen das Fleisch gewandten Stirnfläche einen insbesondere pneumatisch betätigten Schieber aufweist, der beim Auswerfen über die gesamte Länge des herabhängenden Bodens (3a ...) herab streicht.
Würfelschneider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stempel (4–7) mechanisch oder pneumatisch, und insbesondere von einem gemeinsamen Antrieb beaufschlagbar sind.
Verfahren zum Betreiben eines Würfelschneiders nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – eine Fleischscheibe in eine rechteckige Ausnehmung (2a, ...) eingelegt wird, – in der Ausnehmung (2a, ...) so stark gegen den Boden (3a, ...) der Ausnehmung (2a, ...) gepresst wird, dass die Fleischscheibe in ihrer Ebene die rechteckige Ausnehmung (2a, ...) vollständig rechteckförmig ausfüllt, – nach dem Verpressen, insbesondere unmittelbar nach dem Verpressen, die in Rechteckform gebrachte Fleischscheibe in der Ausnehmung (2a, ...) in Längs- und Querrichtung geschnitten, insbesondere in Längs- und Querrichtung nacheinander zu Würfeln geschnitten werden, und – die Würfel aus der Ausnehmung (2a, ...) nach unten ausgeworfen werden.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schneiden in Längs- und/oder Querrichtung die Fleischscheibe ebenfalls gegen den Boden (3a, ...) gepresst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schneiden mit über den Durchmesser der Ausnehmung (2a, ...) hinweggehenden Messern (19) die Messer (19) größer sind als der Durchmesser der Ausnehmung (2a, ...) und damit der Fleischscheibe in dieser Richtung, und über die Ausnehmung (2a, ...) in beide Richtungen vorstehen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Bearbeitungsschritte zeitlich nacheinander an den Positionen (13–16) eines Rundschalttisches (1) durchgeführt werden, zzgl. des vorangehenden Einlegens, insbesondere manuellen Einlegens, der Fleischstücke in die Ausnehmungen (2a, ...).