DE102011104519B4

DE102011104519B4 - Vorrichtung zum Nachspannen von Schneidsatzkomponenten für Zerkleinerungsmaschinen, insbesondere Fleischwölfe

Info

Publication number: DE102011104519B4
Application number: DE201110104519
Authority: DE
Inventors: Eberhard Haack; Oliver Haack
Original assignee: Inofex Fleisch Lebensmitteltechnik und Technologie GmbH
Current assignee: Power Tools De GmbH
Priority date: 2011-06-17
Filing date: 2011-06-17
Publication date: 2013-05-29
Anticipated expiration: 2031-06-18
Also published as: DE102011104519A1

Abstract

Vorrichtung zum Nachspannen von Schneidsatzkomponenten für Zerkleinerungsmaschinen, insbesondere Fleischwölfe, mit einer Förderschnecke (7), wobei ein Vorschneider (1) und auch ausgewählte Messer/Lochscheiben-Kombinationen (2, 3) des Schneidsatzes so ausgeführt sind, dass in Wirkverbindung zwischen Rohstoffzufuhr und Schneidsatzkomponenten eine selbsttätige Nachspannung und ein konstanter Anpressdruck der Messer (2) an die Lochscheiben (3) über den gesamten Verlauf der Zerkleinerung möglich sind, wobei der Vorschneider (1) am Umfang ein Gewinde (5) aufweist und verdrehbar in einem mit Innengewinde (6) versehenen, gegen Verdrehung zum Schneidsatzgehäuse (17) gesicherten Außenring (4) gelagert ist, und wobei der Außenring (4), der Vorschneider (1) und die Gewinde (5, 6) so gestaltet sind, dass der Vorschneider (1) die Bewegungs- und Schnittkraftkomponenten eines mit der Förderschnecke (7) drehenden ersten Messers (8) ausnutzen und sich in Austragrichtung verdrehen und einen Anpressdruck der Messer (2) auf die Lochscheiben (3) des Schneidsatzes erzeugen kann.

Description

Die Zerkleinerung von Fleisch in Fleischwölfen erfolgt durch den Transport des Verarbeitungsgutes mittels so genannter Arbeitsschnecken und anderen Förderorganen zur Schub-Druck-Erzeugung durch einen mehrteiligen Schneidsatz, der je nach gewünschtem Zerkleinerungsgrad aus einem Vorschneider (1) und der anschließenden Kombination von unterschiedlichen Messern (2, 8) und Lochscheiben (3) besteht.
Der durch die Öffnungen der feststehenden Lochscheiben gedrückte Rohstoff wird dann jeweils durch die an den Lochscheiben von der Arbeitsschnecke angetriebenen rotierenden Messer, bzw. gesondert angetriebenen Messern abgeschnitten.
Eine wichtige Voraussetzung für das Abscheren der einzelnen Fleischzapfen ist dabei der gute Kontakt zwischen Lochscheibe und Messer im richtigen Verhältnis zum notwendigen Spiel der rotierenden und der feststehenden Bauteile zueinander.
Der im Fleischwolf zu verarbeitende Rohstoff ist sehr inhomogen, da Fleisch die komplexe Muskulatur von Tierkörpern mit Anteilen von Fett, Bindegewebe und Sehnen darstellt.
Im Verlauf des Schneidprozesses kommt es zum Abriebverschleiss mit Spaltbildung der Werkzeuge zueinander und damit zu Anhaftungen von Rückständen auf den Scheiben und so zu einer Abstumpfung der Oberfläche und Verschlechterung der Schneidbedingungen mit Leistungsverlust.
Der in der Folge eintretende erhöhte Eindringwiderstand gegen das Fließen des Materials in die Bohrungen führt zu einer Erhöhung des Schubdruckes der Schnecke und es bildet sich auf den Scheibenflächen zunehmend eine dünne, immer dichter werdende Kollagenschicht, die wiederum die Schneidbedingungen nachteilig beeinflusst.
Das bedeutet neben der eintretenden Qualitätsminderung des Endproduktes zugleich eine höhere Belastung der Maschine, verbunden mit zunehmendem Verschleiß der Bauteile.
Die optimale Wiederherstellung der Schneidbedingungen würde ein Ausbauen und vollständiges Reinigen der Bauteile erfordern, was im laufenden Betrieb nicht möglich ist. Deshalb ist es üblich, nach sporadischer visueller Einschätzung der Schnittqualität, die Schneidbedingungen wieder zu verbessern, indem die Überwurfmutter (18), auch Spannmutter genannt, nachgestellt, d. h. nochmals angezogen wird.
Mit dem zusätzlichen Anpressen der Bauteile erhöht sich der Druck gegen die Lochscheibe und es bildet sich ein neuer enger Kontakt der Messer zu den Scheiben.
In der Folge wird die Kollagenschicht zerstört und die Schneidbedingungen verbessern sich, zumindest für den Zeitraum bis wieder ein neuer Spaltabstand eine neue Kollagenschicht zulässt.
Das Nachstellen der Überwurfmutter, wobei zu diesem Zweck ein Vorlegering (19) zwischen Mutter und Endlochscheibe die Spannkräfte überträgt bzw. die Lochscheibe aus dem Gehäuse hervorsteht, wird nach subjektiver Einschätzung der Bedienerperson vorgenommen.
Dies ist insbesondere bei Großwölfen oder Extrudermaschinen sehr kraftaufwändig und nur mit Hebeln und teilweise mit Schlägen zu bewerkstelligen.
Der ohnehin zu verzeichnende Verschleiß durch Abrieb wird bei dieser Verfahrensweise in unnötigem Maße erhöht.
Für bestimmte Schneidsatzsysteme, wie in der Druckschrift DE 29 809 485 U1 , „Wolf zum Zerkleinern von Gefrier- und Frischfleisch” beschrieben, sind vorgespannte Federn bekannt. Sie erzeugen hohe, mit maximaler Kraft wirkende, sich später wieder abbauende Anpressung, die jedoch bei einer solchen Anwendung bereits beim Start, im Anfangsstadium der Zerkleinerung auftritt, in dem dafür keine Notwendigkeit besteht und somit wiederum erhöhten Verschleiß verursacht.
Die Vorspannung ist durch die Federkennlinie vorgegeben und wirkt unabhängig von zunehmenden Anhaftungen und dem Verschluss von Bohrungen der Lochscheiben.
Die Nachteile und Hauptprobleme der bekannten Verfahrensweisen bzw. Lösungen sind unnötiger Abrieb und unregelmäßige Schnittqualität, die während des Maschinenlaufs eine Verbesserung der Zerkleinerungsparameter nur durch subjektive Einschätzung des Bedieners, verbunden mit einem Nachstellen oder der Einstellung des Anpressdrucks der in der Schrift DE 29 809 485 U1 beschriebenen Druckfeder auf der Basis von Erfahrungswerten ermöglichen.
Ein kontinuierlicher Zerkleinerungsvorgang mit konstanten Verfahrens- und Qualitätskriterien ist somit nicht gewährleistet.
Ziel der Erfindung ist die Gewährleistung eines kontinuierlichen Zerkleinerungsvorgangs und die deutliche Verbesserung der Verarbeitungsqualität bei Einhaltung konstanter Verfahrensparameter.
Das Nachstellen bzw. Nachspannen soll neuerungsgemäß kontinuierlich selbsttätig im Schneidsatz gewährleistet werden und nicht sporadisch nach subjektiver Einschätzung der bedienenden Arbeitskraft durch mechanische Einwirkung von außen oder innerhalb der Maschine geschehen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bekannte Mängel zu beseitigen, die Funktionssicherheit deutlich zu verbessern, sowie die Leistungsfähigkeit in Verbindung mit einer Qualitätsverbesserung zu steigern.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, den Vorschneider und/oder die Lochscheibe selbsttätig nachzuspannen und über den gesamten Verlauf der Zerkleinerung einen konstanten Anpressdruck an das erste Messer zu gewährleisten.
Je nach gewünschtem Anwendungsfall der Zerkleinerung soll es möglich sein, das Wirkprinzip auch auf weitere ausgewählte Lochscheibe-Messer-Paarungen des Schneidsatzes anzuwenden.
Mit dem erfindungsgemäßen Prinzip ist der Verschleiß der Schneidsatzkomponenten gegenüber der herkömmlichen Verfahrensweise des Spannens deutlich zu vermindern, weil die Nachstellung nicht durch eine ständig vorhandene Vorspannung erfolgen muss, sondern nur dann, wenn die Notwendigkeit der Nachspannung durch eingetretenen Abrieb besteht und dadurch die zum Schneiden erforderliche Anpresskraft zwischen Vorschneider oder Lochscheibe und Messer zu gering ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Kernstück der Erfindung ist eine Lochscheibe mit verschiedenen Lochgeometrien, z. B. ein Vorschneider (1), der zweiteilig ausgeführt ist und aus einer Kombination eines Vorschneiders mit einem Außenring (4) besteht.
Dieser Vorschneider ist durch ein äußeres Bewegungsgewinde (5) verdrehbar in dem mit Innengewinde (6) versehenen, gegen Verdrehung zum Schneidsatzgehäuse (17) gesicherten Außenring (4) gelagert.
Außenring (4), Vorschneider (1) und Gewinde (5, 6) sind so gestaltet, dass der Vorschneider die Bewegungs- und Schnittkraftkomponenten, die bei der Rohstofftrennung zwischen Messer und Scheibe ausgelöst werden, ausnutzen kann.
Das mit der Förderschnecke (7) drehende erste Messer (8) erzeugt so einen Anpressdruck auf die Lochscheiben (3) des Schneidsatzes.
Somit wird die Schneidkraft im Vorschneider, bzw. den Lochscheiben über das Gewinde zum Spannen genutzt, jedoch im Gegensatz zu der in DE 29 809 485 U1 beschriebenen Druckfeder nur dann, wenn eine Nachstellung in Folge von Abrieb und Schneidspaltbildung erforderlich ist.
Die Kombination eines Vorschneiders (1) mit einem Außenring (4) kann an verschiedenen Positionen im Scheidsatzsystem angeordnet sein.
Zur Verbesserung des Rohstoffzuflusses und der Drehung des Vorscheiders (1) in Austragrichtung sind dessen Durchflussöffnungen (9) als sich überlagernde Bohrungen (10) gestaltet.
Die Öffnungen der Bohrungen (10) sind auf der Einlaufseite mit Einlaufschrägen (12) und zusätzlichen Mitnahmekanten (11) versehen, während sie auf der Auslaufseite (13) scharfkantig ausgeführt sind.
Der Rohstofftransport durch den Schneidsatz bis zum Austrag wird in der herkömmlichen Weise durch eine Schnecke (7) mit Förderkontur erreicht, die mit dem Messerzapfen in Wirkverbindung steht. Das gilt auch für solche Messerzapfen, die mit einem eigenen Antrieb versehen sind.
Je nach Größenordnung des Schneidsatzes kann das Aufbringen zusätzlicher Spannkräfte erforderlich sein.
Deshalb ist eine erfindungsgemäße Ausführung mit messtechnischer Überwachung und die Einleitung zusätzlicher Nachspannkräfte von außen über ein Gestänge (15) mit Abdichtung (16) zum Schneidsatzgehäuse (17) vorgesehen.
Im Beispiel nach 6 ist die zusätzliche Kraftübertragung auf den Vorschneider (1) mittels Gestänge ausgeführt.
Die zusätzlichen Nachspannkräfte können jedoch auch in anderer Weise mechanisch, beispielsweise über eine Spindel oder elektrisch, pneumatisch, hydraulisch oder in Kombinationen davon erzeugt werden und auf den mit gleichmäßig angeordneten Angriffsflächen versehenen, verdrehbar gestalteten Vorschneider (1) in Spannrichtung einwirken.
Bei Erfordernis ist es auch möglich, erfindungsgemäß die Gestaltung weiterer, bzw. anderer ausgewählter Lochscheiben (3) des Schneidsatzes in der gleichen Weise wie beim Vorschneider (1) vorzunehmen und so eine selbsttätige Nachstellung zu gewährleisten.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und den Zeichnungen.
Die Zeichnungen nach 1 bis 6 zeigen:
1 die Schnittdarstellung durch ein Schneidteilgehäuse mit der Anordnung der Bauteile des Wirksystems
2 die Schnittdarstellung durch ein Schneidteilgehäuse als Ausführungsvariante mit doppelseitig angeordneten spannbaren Schneidelementen
3 die Gestaltung eines Spannelementes mit der Kombination Vorschneider und Außenring
4 die Beispieldarstellung eines Vorschneiders
5 die Beispieldarstellung eines Außenrings
6 einen Schnitt durch ein Schneidteilgehäuse mit Vorschneider für ein zusätzliches, externes Zustellsystem
Bezugszeichenliste

1: Vorschneider
2: Messer
3: Lochscheibe
4: Außenring
5: Außengewinde
6: Innengewinde
7: Arbeitsschnecke
8: erstes Messer
9: Durchflussöffnungen des Vorschneiders
10: sich überlagernde Bohrungen
11: Mitnahmekanten
12: Schrägen auf der Einlaufseite des Vorschneiders
13: Auslaufseite
14: Winkel der Einlaufschräge
15: Gestänge
16: Abdichtung zum Schneidsatzgehäuse
17: Schneidsatzgehäuse
18: Überwurfmutter
19: Vorlegering

Claims

Vorrichtung zum Nachspannen von Schneidsatzkomponenten für Zerkleinerungsmaschinen, insbesondere Fleischwölfe, mit einer Förderschnecke (7), wobei ein Vorschneider (1) und auch ausgewählte Messer/Lochscheiben-Kombinationen (2, 3) des Schneidsatzes so ausgeführt sind, dass in Wirkverbindung zwischen Rohstoffzufuhr und Schneidsatzkomponenten eine selbsttätige Nachspannung und ein konstanter Anpressdruck der Messer (2) an die Lochscheiben (3) über den gesamten Verlauf der Zerkleinerung möglich sind, wobei der Vorschneider (1) am Umfang ein Gewinde (5) aufweist und verdrehbar in einem mit Innengewinde (6) versehenen, gegen Verdrehung zum Schneidsatzgehäuse (17) gesicherten Außenring (4) gelagert ist, und wobei der Außenring (4), der Vorschneider (1) und die Gewinde (5, 6) so gestaltet sind, dass der Vorschneider (1) die Bewegungs- und Schnittkraftkomponenten eines mit der Förderschnecke (7) drehenden ersten Messers (8) ausnutzen und sich in Austragrichtung verdrehen und einen Anpressdruck der Messer (2) auf die Lochscheiben (3) des Schneidsatzes erzeugen kann.
Vorrichtung zum Nachspannen von Schneidsatzkomponenten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewinde (5, 6) des Vorschneiders (1) bzw. des Außenrings (4) bevorzugt Bewegungsgewinde sind.
Vorrichtung zum Nachspannen von Schneidsatzkomponenten nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass Durchflussöffnungen (9) des Vorschneiders (1) aus sich überlagernden Bohrungen (10) bestehen.
Vorrichtung zum Nachspannen von Schneidsatzkomponenten nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (10) so überlagert sind, dass die Öffnungen zusätzliche Mitnahmekanten (11) aufweisen.
Vorrichtung zum Nachspannen von Schneidsatzkomponenten nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (9) des Vorschneiders auf der Einlaufseite Schrägen (12) aufweisen, die eine schiefe Ebene darstellen und auf der Auslaufseite (13) scharfkantig sind.
Vorrichtung zum Nachspannen von Schneidsatzkomponenten nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlaufschrägen (12) vorzugsweise einen Winkel α (14) zwischen 25 bis 45 Grad zur Achse der Arbeitsschnecke (7) einnehmen.
Vorrichtung zum Nachspannen von Schneidsatzkomponenten nach den vorgenannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass eine messtechnische Drucküberwachung erfolgt und eine zusätzliche Nachspannung durch Einleitung zusätzlicher Kräfte möglich ist.
Vorrichtung zum Nachspannen von Schneidsatzkomponenten nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Nachspannkräfte von außen über ein Gestänge (15) mit Abdichtung (16) zum Schneidsatzgehäuse (17) auf den mit gleichmäßig angeordneten Angriffsflächen versehenen, verdrehbar gestalteten Vorschneider (1) einwirken können.
Vorrichtung zum Nachspannen von Schneidsatzkomponenten nach den Ansprüchen 1, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Nachspannkräfte mechanisch, elektrisch, pneumatisch, hydraulisch oder in Kombinationen davon erzeugt werden können.
Vorrichtung zum Nachspannen von Schneidsatzkomponenten nach den vorgenannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Gestaltung weiterer ausgewählter Lochscheiben (3) des Schneidsatzes eine selbsttätige Nachspannung in der gleichen Weise wie beim Vorschneider (1) ermöglichen kann.