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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schleifen von Rotationsmessern, insbesondere Sichel- oder Kreismessern, insbesondere für Maschinen zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten, sowie ein Verfahren zum Schleifen von Rotationsmessern.
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Rotationsmesser werden in Maschinen zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten, die auch als Slicer bezeichnet werden, eingesetzt. Dabei nutzen sich die Rotationsmesser ab und werden stumpf, so dass sie geschliffen werden müssen. Bei bekannten Schleifvorrichtungen für Rotationsmesser wird eine Kopierplatte verwendet, die eine Kopie des zu schleifenden Messertyps ist. Um ein zum Messertyp gehörendes Rotationsmesser zu schleifen, wird die an der Kopierplatte vorhandene Schneide abgefahren. Diese „Abfahrbewegung” wird über eine Kopiereinrichtung an ein Schleifwerkzeug übertragen, das die Schneide des Rotationsmessers entsprechend abfährt und das Rotationsmesser dabei schleift.
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Nachteilig hieran ist, dass – insbesondere wenn mehrere verschiedene Messertypen mit einer Schleifvorrichtung geschliffen werden sollen – für jeden Messertyp eine separate Kopierplatte vorgehalten werden muss. Dadurch fallen nicht nur Kosten an. Vielmehr kann sich auch der zum Schleifen eines Rotationsmessers benötigte Zeitaufwand dadurch erhöhen, dass die für das zu schleifende Rotationsmesser benötigte Kopierplatte an der Schleifvorrichtung angebracht werden muss, bevor mit dem Schleifen begonnen werden kann. Weiterhin ist nachteilig, dass eine Kopierplatte nur eine „Kopie” eines unbenutzten Rotationsmessers ist. Benutzungsbedingte Abnutzungen und/oder Besonderheiten an der Schneide des zu schleifenden Rotationsmessers sind bei der Kopierplatte somit nicht berücksichtigt. Dies kann zu einem nicht optimalen Schleifergebnis führen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit anzugeben, durch die ein Rotationsmesser in verbesserter Art und Weise geschliffen werden kann.
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Die Aufgabe wird jeweils durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schleifen von Rotationsmessern, insbesondere Sichel- oder Kreismessern, insbesondere für Maschinen zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten, umfasst wenigstens eine Aufnahme für ein Rotationsmesser, an der das Rotationsmesser anbringbar ist, zumindest ein Schleifwerkzeug, wobei das Schleifwerkzeug und das in der Aufnahme angebrachte Rotationsmesser derart relativ zueinander bewegbar sind, dass eine am Umfang des Rotationsmessers verlaufende Schneide vom Schleifwerkzeug geschliffen werden kann, eine Messeinrichtung zur Ermittlung des Verlaufs der Schneide, und eine Steuerung, die dazu ausgebildet ist, den ermittelten Schneidenverlauf zur Steuerung der Relativbewegung zwischen dem Schleifwerkzeug und dem Rotationsmesser zu verwenden.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es somit möglich, den Schneidenverlauf des zu schleifenden Rotationsmessers vor dem Schleifvorgang zu ermitteln. Kopierplatten werden somit nicht mehr benötigt. Außerdem können auf diese Weise messerspezifische Abnutzungen und/oder Abweichungen des Schneidenverlaufs gegenüber dem ”idealen” Verlauf eines noch unbenutzten Messers berücksichtigt werden, so dass ein optimales Schleifergebnis erreicht werden kann.
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Unter ”Schneidenverlauf” wird im Rahmen dieser Offenbarung auch der Verlauf des Schneidenwinkels verstanden, der längs des Messerumfangs variieren kann, während die Schneidkante zum Beispiel auf einem Kreis liegt.
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Bevorzugt ist die Messeinrichtung dazu ausgebildet, als Schneidenverlauf eine Schneidkante oder ein anderes, dem Schneidenverlauf entsprechendes und/oder ein Ableiten des Schneidenverlaufs gestattendes Merkmal des Rotationsmessers zu erfassen. Die Schneidkante kann besonders einfach erfasst werden, zum Beispiel durch eine Lichtschranke, was die Ermittlung des Schneidenverlaufs begünstigt. Bei dem Merkmal, welches ein Ableiten des Schneidenverlaufs gestattet, kann es sich beispielsweise um mehrere Erhebungen oder um eine Kante an dem Übergang von einem Schneidenbereich zu einem weiter innen liegenden Bereich des Messers handeln, die auf einer Seite des Messerkörpers dem Verlauf der Schneide folgend angeordnet sind bzw. ist, so dass der Schneidenverlauf aus dem erfassten Verlauf der Erhebungen bzw. der Kante abgeleitet werden kann. Eine Messer mit derartigen Erhebungen ist zum Beispiel aus der
DE 10 2009 006 912 A1 bekannt.
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Die Messeinrichtung kann berührungslos arbeiten. Dadurch kann die Messeinrichtung vor Verschmutzung und Verschleiß geschützt werden.
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Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Messeinrichtung einen Erfassungsbereich auf, mit welchem ausschließlich ein Abschnitt der Schneide detektierbar ist. Dadurch kann die Position des Abschnitts relativ genau bestimmt und der Schneidenverlauf mit hinreichender Genauigkeit aus einer Vielzahl von erfassten Positionen von mehreren entlang des Schneidenverlaufs liegenden Schneidenabschnitte ermittelt werden. Auch eine punktuelle Erfassung der Schneide kann vorgesehen sein, so dass der Schneidenverlauf aus einer Vielzahl von derart erfassten Punkten ermittelt werden kann, zum Beispiel durch Interpolieren.
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Bevorzugt sind die Messeinrichtung und das Rotationsmesser derart relativ zueinander bewegbar, dass die Schneide durch den Erfassungsbereich der Messeinrichtung bewegbar und dabei kontinuierlich oder abschnittsweise detektierbar ist. Dadurch kann der Schneidenverlauf bei punktueller oder abschnittsweiser Erfassung der Schneide einfach und schnell detektiert werden.
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Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Messeinrichtung verfahrbar. Auf diese Weise ist es möglich, durch Verfahren der Messeinrichtung einen den Verfahrweg kreuzenden Abschnitt der Schneide zu detektieren, sobald dieser in den Erfassungsbereich der Messeinrichtung gelangt.
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Bevorzugt weist die Messeinrichtung eine Lichtschranke, insbesondere eine Gabellichtschranke, auf. Dadurch kann eine zuverlässige Messeinrichtung gleichzeitig kostengünstig realisiert werden.
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Besonders bevorzugt ist die Messeinrichtung dazu ausgebildet, die Position, bei der die Lichtschranke durch einen Abschnitt der Schneide unterbrochen oder freigegeben wird, als Messwert für die Position dieses Abschnitts zu ermitteln. Dadurch kann zum Beispiel die Position eines mittels der Lichtschranke detektierten Abschnitts bezogen auf einen Verfahrweg der Lichtschranke erfasst werden. Dies ist vorteilhaft, da der Verfahrweg der Lichtschranke besonders einfach gemessen werden kann, zum Beispiel mittels eines Encoders, der mit einem Antrieb zum Verfahren der Lichtschranke gekoppelt ist.
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In besonders vorteilhafter Weise ist die Messeinrichtung dazu ausgebildet, die Menge aller so erfassten Positionen zumindest als Basis für den Schneidenverlauf zu verwenden. Die Positionen können dabei direkt als Schneidenverlauf angenommen werden oder es können weitere Positionen zum Beispiel durch Interpolation berechnet werden, so dass der Schneidenverlauf mit hoher Genauigkeit ermittelt werden kann.
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Bevorzugt ist das Rotationsmesser bewegbar und die Messeinrichtung ist dazu ausgebildet, die Stellung des Rotationsmessers zu ermitteln. Dadurch ist es möglich, die Positionen jeweils in Abhängigkeit der Stellung des Rotationsmessers zu erfassen und den Schneidenverlauf zum Beispiel in Form von Wertepaaren zu ermitteln, wobei ein Wertepaar eine erfasste Position eines Abschnitts der Schneide, also eines Teils des Schneidenverlaufs, und die zugehörige Stellung des Rotationsmessers umfasst.
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Besonders einfach lässt sich der Schneidenverlauf ermitteln, wenn das Rotationsmesser um eine für den Schneidebetrieb vorgesehene Drehachse drehbar und die Messeinrichtung derart linear verfahrbar ist, dass für eine Mehrzahl von Drehstellungen des Rotationsmessers jeweils mittels der Messeinrichtung die Position eines Abschnitts der Schneide des Rotationsmessers ermittelbar ist.
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Zur zumindest temporären Speicherung wenigstens eines ermittelten Schneidenverlaufs kann ein Speicher vorgesehen sein. In dem Speicher können alle benötigten, zum Beispiel zuvor eingelernten oder eingegebenen Schneidenverläufe vorgehalten werden, die zu schleifenden Messern entsprechen.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung, die auch für sich genommen, das heißt unabhängig, beansprucht wird, betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Schleifen von Rotationsmessern, insbesondere Sichel- oder Kreismessern, insbesondere für Maschinen zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten, mit wenigstens einer Aufnahme für ein Rotationsmesser, an der das Rotationsmesser anbringbar ist, zumindest einem Schleifwerkzeug, wobei das Schleifwerkzeug und das in der Aufnahme angebrachte Rotationsmesser derart relativ zueinander bewegbar sind, dass eine am Umfang des Rotationsmessers verlaufende Schneide vom Schleifwerkzeug geschliffen werden kann, und einer Schwenkeinrichtung für das Schleifwerkzeug, wobei die Schwenkeinrichtung derart ausgebildet ist, dass das Schleifwerkzeug um eine Schwenkachse schwenkbar ist, die durch einen Schleifpunkt verläuft, an welchem sich die Schneide und das Schleifwerkzeug während des Schleifvorgangs berühren, wobei die Schwenkeinrichtung für das Schleifwerkzeug wenigstens ein Drehlager aufweist, und wobei die Drehachse des Drehlagers mit der Schwenkachse des Schleifwerkzeugs zusammenfällt.
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Dadurch kann die Schleifeinrichtung während des Schleifens geschwenkt und so der Schleifwinkel zwischen der Schleifscheibe und der Schneide optimal angepasst werden. Dies ist insbesondere bei Rotationsmessern vorteilhaft, deren Schneide einen variablen Schneidenwinkel aufweist. Der Schneidenwinkel ist dabei der Winkel, den die Schneidenfläche der Schneide mit einer senkrecht zur Drehachse des Rotationsmessers verlaufenden Schneidebene einschließt. Ein Messer mit variablem Schneidenwinkel ist zum Beispiel aus der
WO 2009/027080 A1 bekannt. Das Vorsehen eines Drehlagers, das eine mit der Schwenkachse zusammenfallende Drehachse umfasst, hat den Vorteil, dass das Schleifwerkzeug durch eine um die Drehachse erfolgende Drehbewegung äußerst präzise und störungsunanfällig um den Schleifpunkt geschwenkt und damit der Schleifwinkel während des Schleifvorgangs auf einfache Weise angepasst werden kann.
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Vorzugsweise weist das Schleifwerkzeug eine Schleifscheibe und eine Abziehscheibe auf, die sich an dem Schleifpunkt berühren und jeweils an einem Schwenkarm angebracht sind, wobei beide Schwenkarme am Drehlager angebracht und zum gemeinsamen Verschwenken von Schleifscheibe und Abziehscheibe um eine gemeinsame Drehachse des Drehlagers drehbar sind. Die Schleifscheibe und die Abziehscheibe lassen sich somit bezüglich des Schleifpunkts drehen bzw. schwenken, was wiederum beim Schleifen und Abziehen von Rotationsmessern mit variablem Schneidenwinkel vorteilhaft ist.
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Die Schleifscheibe und die Abziehscheibe können einen gemeinsamen Schwenkantrieb aufweisen. Dadurch kann das Schleifwerkzeug kompakt ausgebildet werden, womit das Prinzip des eine mit der Schwenkachse zusammenfallende Drehachse aufweisenden Drehlagers in besonders vorteilhafter Weise ausgenutzt wird.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Schleifen von Rotationsmessern, insbesondere Sichel- oder Kreismessern, insbesondere für Maschinen zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten, mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Dabei wird der Verlauf der Schneide des Rotationsmessers ermittelt und das Rotationsmesser anschließend geschliffen, wobei eine Relativbewegung zwischen dem Rotationsmesser und einem Schleifwerkzeug anhand des ermittelten Schneidenverlaufs gesteuert wird.
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Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigen, teilweise in schematischer Darstellung:
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1 eine seitliche Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schleifen von Rotationsmessern,
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2 eine seitliche Ansicht auf das Rotationsmesser und eine Messeinrichtung der Vorrichtung von 1,
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3 eine Draufsicht auf das Rotationsmesser und die Messeinrichtung von 2,
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4 eine perspektivische Ansicht eines Schleifwerkzeugs und einer Schwenkeinrichtung zum Beispiel für ein Schleifwerkzeug der Vorrichtung von 1, und
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5 eine seitliche Ansicht des Rotationsmessers, des Schleifwerkzeugs und der Schwenkeinrichtung der Vorrichtung von 1.
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Die in 1 dargestellte Schleifvorrichtung 1 ist zum Schleifen von Rotationsmessern vorgesehen. Derartige Rotationsmesser kommen beispielsweise in Hochgeschwindigkeitsschneidemaschinen zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten, die auch als Slicer bezeichnet werden, zum Einsatz. Um ein zu schleifendes Rotationsmesser 3 an der Schleifvorrichtung 1 anzubringen, ist eine Aufnahme 5 vorgesehen, auf die eine Aufnahmeöffnung 7 des Rotationsmessers 3 aufgesetzt und an der das Rotationsmesser 3 befestigt wird.
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Die Schleifvorrichtung 1 weist ein Schleifwerkzeug 9 auf. Das Rotationsmesser 3 und das Schleifwerkzeug 9 sind relativ zueinander bewegbar, sodass eine am Umfang des Rotationsmessers 3 verlaufende Schneide 11 vom Schleifwerkzeug 9 geschliffen werden kann. Vor dem Schleifen erfolgt bei der Vorrichtung 1 eine automatische Ermittlung des Verlaufs der Schneide 11 durch eine Messeinrichtung 13, die mit einer Steuerung 15 gekoppelt ist, so dass der ermittelte Schneidenverlauf der Steuerung 15 bereitgestellt werden kann. Die Steuerung 15 ist wiederum mit dem Schleifwerkzeug 9 und einem Antrieb (nicht gezeigt) für die Aufnahme 5 gekoppelt. Durch den Antrieb können die Aufnahme 5 und das daran befestigte Rotationsmesser 3 in eine Drehrichtung I gedreht werden und die Steuerung 15 ist dazu ausgebildet, den ermittelten Schneidenverlauf zur Steuerung der Relativbewegung zwischen dem Schleifwerkzeug 9 und dem Rotationsmesser 3 einzusetzen.
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Zur Erfassung des Verlaufs der Schneide 11 weist die Messeinrichtung 13 eine Gabellichtschranke 17 auf, die mit einem Linearmotor 19 gekoppelt und so angeordnet ist, dass sich die Gabellichtschranke 17 radial außen vor der Schneide 11 befindet, vgl. 2. Durch den Linearmotor 19 kann die Gabellichtschranke 17 entlang eines Verfahrwegs II (vgl. den Doppelpfeil in 1 bis 3) bewegt werden, so dass die Gabellichtschranke 17 auf das Rotationsmesser 3 zu oder von diesem wegbewegt wird.
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Die Gabellichtschranke 17 weist einen Erfassungsbereich 21 auf, innerhalb dem ein Lichtweg zwischen einem Sender und einem Empfänger (beide nicht gezeigt) der Gabellichtschranke 17 verläuft. Wird die Gabellichtschranke 17 von radial außen auf das Rotationsmesser 3 zu bewegt (vgl. 2 und 3), so wird der Lichtweg von dem den Verfahrweg II kreuzenden Abschnitt 23a einer radial außen liegenden Schneidkante 23 unterbrochen, sobald der Abschnitt 23a in den Erfassungsbereich 21 gelangt. Bei entgegengesetzter Bewegung der Gabellichtschranke 17 wird der Lichtweg wieder freigegeben, sobald der Abschnitt 23a den Erfassungsbereich wieder verlässt.
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Bei der Vorrichtung 1 wird das Rotationsmesser 3 in Drehrichtung I gedreht, so dass für eine Vielzahl von Drehstellungen des Rotationsmessers 3 der jeweilige den Verfahrweg II der Gabellichtschranke 17 kreuzende Abschnitt 23a der Schneidkante 23 detektiert werden kann. Aus der Menge der so erfassten Abschnitte 23a erfolgt sodann die Ermittlung des Verlaufs der Schneide 11. Dabei wird als Messwert für die Position eines detektierten Abschnitts 23a die jeweilige Lage der Lichtschranke, bezogen auf den Verfahrweg II, zum Beispiels mittels eines mit dem Linearmotor 19 gekoppelten Encoders (nicht gezeigt), von der Messeinrichtung 13 ermittelt. Außerdem ist die Messeinrichtung 13 dazu ausgebildet, die jeweilige Stellung des Rotationsmessers 3, bezogen auf die Drehrichtung I, zu ermitteln, bei der der jeweilige Abschnitt 23a detektiert wird. Dazu ist die Messeinrichtung 13 mit einem nicht gezeigten Stellungssensor gekoppelt, der dazu ausgebildet und angeordnet ist, die Stellung des Rotationsmessers 3, bspw. als Drehwinkel bezogen auf einen Nullpunkt, zu erfassen.
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Die Messeinrichtung 13 ermittelt bei der beschriebenen Ausführungsform daher eine Vielzahl von Wertepaaren. Dabei umfasst ein Wertepaar die bezogen auf den Verfahrweg II ermittelte Position des jeweiligen den Verfahrweg II kreuzenden Abschnitts 23a der Schneidekante 23 sowie die dazugehörige Drehstellung des Rotationsmessers 3. Die so ermittelten Wertepaare können direkt als Schneidenverlauf angenommen werden. Alternativ kann für jedes Wertepaar der Messwert, der die Position eines Abschnitts 23a bezogen auf den Verfahrweg II angibt, umgerechnet werden in einen Abstandswert, der den Abstand zwischen dem jeweiligen Abschnitt 23a und dem Zentrum der Aufnahme 5 bzw. der Aufnahmeöffnung 7 angibt. Damit kann der Verlauf der Schneidkante 23 in Polarkoordinaten mit dem Zentrum der Aufnahme 5 bzw. der Aufnahmeöffnung 7 als Ursprung ermittelt werden. Je nach Anzahl der auf diese Weise ermittelten Wertepaare können durch Interpolation weitere Wertepaare berechnet werden.
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Alternativ könnte die Messeinrichtung zum Beispiel derart ausgebildet sein, dass eine entsprechend der Schneide 11 verlaufende Kante 51 des Rotationsmessers 3 (vgl. 1 und 2) detektiert wird. Auch ist prinzipiell denkbar, den Schneidenverlauf mittels einer Kamera und durch Bildauswertung zu bestimmen. Eine Relativbewegung zwischen Messer 3 und Messeinrichtung 13 ist also für die Bestimmung des Schneidenverlaufs nicht zwingend.
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Der so ermittelte Schneidenverlauf wird von der Messeinrichtung 13 an die Steuerung 15 übermittelt und dort in einem Speicher 25 zumindest temporär gespeichert. Außerdem wird die Gabellichtschranke 21 nach der Ermittlung des Schneidenverlaufs vom Rotationsmesser 3 weggefahren.
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Zum Schleifen des Rotationsmessers 3 erfolgt die Bearbeitung der Schneide 11 in an sich bekannter Weise durch eine Schleif- und Abziehscheibe 29, 31 des Schleifwerkzeugs 9, die die Schneide 11 in einem Schleifpunkt 27 berühren (vgl. 5). Dabei wird das Rotationsmesser I in Drehrichtung I gedreht und somit am Schleifwerkzeug 9 vorbeibewegt. Die Steuerung 15 ist – wie erwähnt – dazu ausgebildet, die Relativbewegung zwischen dem Rotationsmessers 3 und dem Schleifwerkzeugs 9 so zu steuern, dass die Schneide 11 entsprechend dem ermittelten Schneidenverlauf vom Schleifwerkzeug 9 ”abgefahren” wird.
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Das in 4 detaillierter dargestellte Schleifwerkzeug 9 ist über eine Schwenkeinrichtung 33 an der Vorrichtung 1 befestigt. Die Schwenkeinrichtung 33 weist ein Drehlager 35 auf, an dem ein erster und ein zweiter Schwenkarm 37, 39 drehbar angeordnet sind. Am ersten Schwenkarm 37 ist ein Antrieb 41 für die Schleifscheibe 29 und am zweiten Schwenkarm 39 ist ein Antrieb 43 für die Abziehscheibe 31 angeordnet. Durch die Schwenkeinrichtung 33 sind die Schleif- und Abziehscheibe 29, 31 um eine durch den Schleifpunk 27 verlaufende Schwenkachse 45 schwenkbar. Außerdem fällt die Drehachse 47 des Drehlagers 35 mit der Schwenkachse 45 zusammen (vgl. 5), was vorteilhaft für das Schleifen von Messern mit variierendem Schneidenwinkel ist.
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Zum gemeinsamen Schwenken beider Scheiben 29, 31 ist das Drehlager 35 außerdem mit einem, insbesondere von der Steuerung 15 steuerbaren, Schwenkantrieb 49 gekoppelt, so dass beide Scheiben 29, 31 während des Schleifens durch den Schwenkantrieb 49 geschwenkt und somit der Schleifwinkel an den Schneidenwinkel des Messers 3 angepasst werden kann.
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Diese Art des Verschwenkens ist aufgrund der mit der Schwenkachse 45 zusammenfallenden Drehachse 47 des Drehlagers 35 äußerst präzise und zudem besonders störungsunanfällig. Eine exakte Positionierung des Schleifpunkts 27 kann so auch bei einer Änderung des Schleifwinkels sichergestellt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schleifvorrichtung
- 3
- Rotationsmesser
- 5
- Aufnahme
- 7
- Aufnahmeöffnung
- 9
- Schleifwerkzeug
- 11
- Schneide
- 13
- Messeinrichtung
- 15
- Steuerung
- 17
- Gabellichtschranke
- 19
- Linearmotor
- 21
- Erfassungsbereich der Gabellichtschranke
- 23
- Schneidkante
- 23a
- Abschnitt der Schneidkante
- 25
- Speicher
- 27
- Schleifpunkt
- 29
- Schleifscheibe
- 31
- Abziehscheibe
- 33
- Schwenkeinrichtung
- 35
- Drehlager
- 37, 39
- Schwenkarm
- 41
- Antrieb der Schleifscheibe
- 43
- Antrieb der Abziehscheibe
- 45
- Schwenkachse
- 47
- Drehachse des Drehlagers
- 49
- Schwenkantrieb
- 51
- Kante
- I
- Drehrichtung des Messers und der Aufnahme
- II
- Verfahrweg der Lichtschranke
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009006912 A1 [0009]
- WO 2009/027080 A1 [0021]
