DE102012219594A1

DE102012219594A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten

Info

Publication number: DE102012219594A1
Application number: DE102012219594.7A
Authority: DE
Inventors: Josef Mayer
Original assignee: Textor Maschinenbau GmbH
Current assignee: Textor Maschinenbau De GmbH
Priority date: 2012-10-25
Filing date: 2012-10-25
Publication date: 2014-04-30
Also published as: EP2724830A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten mittels einer Aufschneidevorrichtung, insbesondere Hochleistungs-Slicer, bei dem mittels einer Produktzuführung zumindest ein Produkt in einer Förderrichtung einer Schneidebene zugeführt wird, in der in einem Schneidebetrieb ein Schneidmesser, insbesondere ein Kreis- oder Orbitalmesser, Schneidevorgänge ausführt, in denen Produktscheiben oder Produktstücke abgetrennt werden, und das Schneidmesser im Schneidebetrieb nach Abschluss eines Schneidevorgangs eine Freilaufbewegung ausführt, bei der das Schneidmesser eine Ausrückbewegung aus der Schneidebene heraus und vor Beginn des nächsten Schneidevorgangs eine Einrückbewegung wieder zurück in die Schneidebene ausführt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten mittels einer Aufschneidevorrichtung, insbesondere Hochleistungs-Slicer, bei dem mittels einer Produktzuführung zumindest ein Produkt in einer Förderrichtung einer Schneidebene zugeführt wird, in der in einem Schneidebetrieb ein Schneidmesser, insbesondere ein Kreis- oder Orbitalmesser, Schneidevorgänge ausführt, in denen Produktscheiben oder Produktstücke abgetrennt werden.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung, insbesondere einen Hochleistungs-Slicer, zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten mit einer Produktzuführung, die zumindest ein Produkt in einer Förderrichtung einer Schneidebene zuführt, in der in einem Schneidebetrieb ein Schneidmesser, insbesondere ein Kreis- oder Orbitalmesser, Schneidevorgänge ausführt, in denen Produktscheiben oder Produktstücke abgetrennt werden, und mit einem Stellantrieb für das Schneidmesser, der dazu ausgebildet ist, das Schneidmesser aus der Schneidebene heraus auszurücken und wieder zurück in die Schneidebene einzurücken.
Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind grundsätzlich bekannt und dienen dazu, Lebensmittelprodukte, wie beispielsweise Wurst, Fleisch und Käse, mit hoher Geschwindigkeit in Scheiben zu schneiden. Typische Schnittgeschwindigkeiten liegen zwischen mehreren 100 bis einigen 1.000 Schnitten pro Minute. Moderne Hochleistungs-Slicer unterscheiden sich unter anderem in der Ausgestaltung des Schneidmessers sowie in der Art und Weise des Rotationsantriebs für das Schneidmesser. So genannte Sichel- oder Spiralmesser rotieren um eine hier auch als Messerachse bezeichnete Rotationsachse, wobei diese Messerachse selbst keine zusätzliche Bewegung ausführt. Bei Slicern mit Kreis- oder Orbitalmessern ist dagegen vorgesehen, das um eine Messerachse rotierende Kreismesser zusätzlich zu dieser Eigenrotation um eine von der Messerachse beabstandete weitere Achse (hier auch Umlaufachse genannt) planetarisch umlaufen zu lassen. Welchem Messertyp bzw. welche Antriebsart der Vorzug zu geben ist, ist von der jeweiligen Anwendung abhängig. Generell lässt sich sagen, dass mit lediglich rotierenden Sichelmessern höhere Schnittgeschwindigkeiten erzielt werden können, wohingegen rotierende und/oder zusätzlich planetarisch umlaufende Kreis- oder Orbitalmesser ohne Einbußen bei der Schneidqualität universeller einsetzbar sind.
Die vorstehend erwähnten hohen Schnittgeschwindigkeiten machen es – und dies gilt grundsätzlich unabhängig vom Messertyp und von der Antriebsart – erforderlich, dass bei einem portionsweisen Aufschneiden von Produkten so genannte Leerschnitte durchgeführt werden, in denen sich das Messer weiterhin bewegt, d.h. seine Schneidbewegung ausführt, dabei jedoch nicht in das Produkt, sondern "ins Leere" schneidet, damit vorübergehend keine Scheiben vom Produkt abgetrennt werden und diese "Schneidpausen" dazu genutzt werden können, eine mit den zuvor abgetrennten Scheiben gebildete Portion, beispielsweise einen Scheibenstapel oder geschindelt angeordnete Scheiben, abzutransportieren. Die zwischen zwei aufeinanderfolgend abgetrennten Scheiben verstreichende Zeit reicht ab einer bestimmten Schneidleistung bzw. Schnittgeschwindigkeit für einen ordnungsgemäßen Abtransport der Scheibenportionen nicht aus. Die Länge dieser "Schneidpausen" und die Anzahl der Leerschnitte pro "Schneidpause" sind von der jeweiligen Anwendung abhängig.
Ein solcher Leerschnittbetrieb wird in der Praxis ab einer gewissen Grenzschnittgeschwindigkeit oder Grenzumlaufzahl des Messers erforderlich, die in der Praxis typischerweise zwischen etwa 400 bis 600 Umläufe pro Minute beträgt.
Selbst dann, wenn für einen solchen Leerschnittbetrieb die Zufuhr des Produkts unterbrochen wird, besteht ein in der Praxis bekanntes Problem in Verbindung mit der Durchführung von Leerschnitten darin, dass es in den meisten Fällen nicht genügt, einfach die Zufuhr des Produktes vorübergehend anzuhalten, um das Abtrennen von Scheiben zu verhindern. Insbesondere bei Produkten mit weicher Konsistenz kommt es nämlich regelmäßig vor, dass sich nach dem Anhalten der Produktzufuhr Entspannungseffekte einstellen, wodurch das vordere Produktende über die Schneidebene hinaus und damit in den Wirkungsbereich des Schneidmessers gelangt. Die Folge ist ein unerwünschtes Abtrennen so genannter Produktschnipsel oder Produktschnitzel. Abgesehen davon kommt es zu einer solchen Schnitzelbildung unabhängig von der Produktkonsistenz zwangsläufig immer dann, wenn die Produkte während des Aufschneidebetriebs kontinuierlich zugeführt werden, d.h. auch bei Produkten mit fester Konsistenz, bei denen also die vorstehend erwähnten Entspannungseffekte nicht auftreten, kommt es bei einer kontinuierlichen Produktzufuhr zu einer Schnipselbildung.
Die vorstehend beschriebenen Phänomene und die zur Beseitigung der geschilderten Probleme entwickelten Maßnahmen sind dem Fachmann hinreichend bekannt, weshalb hierauf nicht näher eingegangen wird.
Eine gängige Maßnahme besteht darin, für den Leerschnittbetrieb das Schneidmesser aus der Schneidebene heraus auszurücken und nach Durchführung der erforderlichen Anzahl von Leerschnitten wieder zurück in die Schneidebene einzurücken.
Eine kontinuierliche Produktzufuhr, wie sie beim Schneiden von (relativ dünnen) Scheiben (Scheibendicke beträgt typischerweise einige Millimeter) – im Gegensatz zum so genannten "Stückeschneiden" (Dicke der Stücke beträgt typischerweise mehr als 10 Millimeter) – in der Praxis meist durchgeführt wird, hat unabhängig von dem vorstehend erwähnten Leerschnittbetrieb bestimmte Effekte zur Folge, auf die nachstehend und auch im Rahmen der Figurenbeschreibung näher eingegangen wird.
Nun zeigt sich beim Betrieb von Aufschneidevorrichtungen ein weiteres Problem, das insbesondere beim Einsatz von Kreis- oder Orbitalmessern auftritt. Zum besseren Verständnis dieses Problems muss man sich klarmachen, dass für jede Umdrehung des Messers, also für jeden Umlauf eines Kreis- oder Orbitalmessers um die Umlaufachse, zwischen einer Aktivzeit und einer Passivzeit zu unterscheiden ist. Während der Aktivzeit befindet sich die Schneide des Messers in Eingriff mit dem Produkt, d.h. während der Aktivzeit bewegt sich die Schneide durch das Produkt und trennt dabei eine Scheibe von dem Produkt ab. Diese Aktivzeit wird hier auch als Schneidevorgang bezeichnet. Während der Passivzeit befindet sich die Schneide des Messers außerhalb des Produkts, d.h. das Messer führt in dieser Passivzeit gewissermaßen eine "Ausholbewegung" aus, nach welcher die Schneide des Messers wieder in Eingriff mit dem vorderen Produktende gelangt, um die nächste Scheibe vom Produkt abzutrennen.
Während vorstehend die einzelnen Phasen innerhalb einer vollen Umdrehung des Messer in zeitlicher Hinsicht beschrieben wurden, kann – unter der Annahme einer zeitlich konstanten Winkelgeschwindigkeit des umlaufenden Messers – analog eine Beschreibung in geometrischer Hinsicht erfolgen und jede volle Umdrehung des Messers in mehrere, zusammen 360° umfassende Winkelbereiche unterteilt werden. Die oben erwähnte Aktivzeit entspricht dann einem Aktivwinkel, während die Passivzeit einem Passivwinkel entspricht.
Wenn in diesem Zusammenhang nachstehend von bestimmten Zeiten oder Zeitspannen die Rede ist, dann sind hierunter folglich gleichbedeutend jeweils auch bestimmte Winkel bzw. Winkelbereiche zu verstehen, und umgekehrt, wenn von einer zeitlich konstanten Winkelgeschwindigkeit des umlaufenden Messers ausgegangen wird.
Die vorstehend erläuterte Betriebsphase aus sich abwechselnden Aktiv- und Passivzeiten bzw. Aktiv- und Passivwinkeln, die von dem zuvor erläuterten Leerschnittbetrieb zu unterscheiden ist, wird hier auch als Schneidebetrieb bezeichnet. Bei einem portionsweisen Aufschneiden entspricht also der Schneidebetrieb einer Zeitspanne bzw. einem Winkelbereich, innerhalb welcher bzw. welchem eine Portion aus n nacheinander abgetrennten Scheiben gebildet wird, wobei jeder Umlauf des Messers aus einer Aktivzeit bzw. einem Aktivwinkel (Schneidevorgang), in der bzw. dem eine Scheibe vom Produkt abgetrennt wird, und einer Passivzeit bzw. einem Passivwinkel besteht, in welcher bzw. welchem das Messer für den nächsten Schneidevorgang "ausholt". Zwischen zwei Portionsbildungen erfolgt jeweils der vorstehend erläuterte Leerschnittbetrieb, bei dem sich das Schneidmesser außerhalb der Schneidebene befindet.
Der Vollständigkeit halber ist noch zu erwähnen, dass man auch innerhalb der Passivzeit zwischen zwei Zeitspannen zu unterscheiden hat: In einer ersten Phase nach dem Schneidevorgang ist die Schneide des Messers zwar durch das Produkt hindurchgetreten und hat eine Scheibe abgetrennt, das Messer befindet sich aber – bezogen auf die Schneidebene – noch im Produktbereich, d.h. vor der Frontfläche des Produktes. In einer anschließenden zweiten Phase, die erst endet, wenn die Schneide zum Abtrennen der nächsten Scheibe wieder in Eingriff mit dem Produkt gelangt, befindet sich das Messer außerhalb des Produktbereiches.
Das angesprochene Problem während des Schneidebetriebs besteht nun darin, dass sich während der oben erwähnten ersten Phase der Passivzeit, also unmittelbar nach dem Schneidevorgang, die der Frontfläche des Produkts zugewandte Rückseite des Messers weiterhin in Kontakt mit der Frontfläche des Produkts befindet. Das Produkt ist nun aber aufgrund des Produktvorschubs bereits in die Schneidebene gelangt und wird (zumindest bei dem in der Praxis gängigen kontinuierlichen Produktvorschub) weiter in Förderrichtung bewegt, so dass das Produkt während der Passivzeit gegen die Rückseite des Messers gedrückt wird, und zwar insbesondere gegen den Bereich der Messerschneide. Hierdurch wird auf die Frontfläche des Produkts, die ja eine Oberfläche der nächsten abzutrennenden Produktscheibe darstellt, ein erhöhter Druck ausgeübt. Dies wiederum führt zu einer erhöhten Temperatur an der Produktoberfläche. Insbesondere bei bestimmten diesbezüglich kritischen Produkten kann es hierdurch zu so genannten Fettaustragungen und Abstreifungen von Fett an der Kante des Produkts bzw. an den Kanten der Produktscheiben kommen. Bei anderen Produkten resultiert der Kontakt mit dem Messer in unerwünschten Aufrauhungen der Produktoberfläche. Besonders bei klebrigen Produkten führt diese Situation zur Entstehung einer relativ großen Wärmemenge, die wiederum Eiweißablagerungen insbesondere an der Rückseite des Messers zur Folge hat. Besonders kritisch sind diesbezüglich vor allem Käseprodukte.
Generell kann man also sagen, dass beim Aufschneiden von Lebensmittelprodukten, insbesondere mittels Slicern, die Kreis- oder Orbitalmesser einsetzen, die Oberfläche des Produktes Stress ausgesetzt ist, der zu unerwünschten Erscheinungen, nämlich im Ergebnis unverkäuflichen oder zumindest unansehnlichen Produktscheiben oder Produktstücken führt.
Dieses Problem ist in DE 41 16 902 A1 erwähnt und wird gemäß diesem Dokument durch eine Schrägstellung eines planetarisch umlaufenden Messers gelöst, und zwar derart, dass die Achse, um welche das Messer die Eigenrotation ausführt, und die Drehachse eines Messerträgers, an welchem das Messer zur Erzeugung der planetarischen Umlaufbewegung exzentrisch angebracht ist, nicht parallel zueinander verlaufen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine insbesondere in konstruktiver Hinsicht einfache Möglichkeit zu schaffen, beim Aufschneiden von Lebensmittelprodukten insbesondere mittels Hochgeschwindigkeits-Slicern Beeinträchtigungen der Produktoberfläche so weit wie möglich zu vermeiden.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren führt das Schneidmesser im Schneidebetrieb nach Abschluss eines Schneidevorgangs eine Freilaufbewegung aus, bei der das Schneidmesser eine Ausrückbewegung aus der Schneidebene heraus und vor Beginn des nächsten Schneidevorgangs eine Einrückbewegung wieder zurück in die Schneidebene ausführt.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, die den Stellantrieb des Schneidmessers zu einem Freilaufbetrieb derart ansteuern kann, dass im Schneidebetrieb das Schneidmesser nach Abschluss eines Schneidevorgangs aus der Schneidebene heraus ausrückt und vor Beginn des nächsten Schneidevorgangs wieder zurück in die Schneidebene einrückt.
Die Erfindung nutzt den Umstand aus, dass außerhalb der eigentlichen Schneidevorgänge, also während der Passivzeiten bzw. Passivwinkel, das Schneidmesser bzw. die Schneide sich nicht in der Schneidebene befinden muss, da sich die Passivzeit eines jeden Messerumlaufs ja gerade dadurch auszeichnet, dass sich die Messerschneide außer Eingriff mit dem Produkt befindet. Mit anderen Worten kann man sagen, dass erfindungsgemäß die Ausholbewegung des Messers außerhalb der Schneidebene stattfindet.
Es hat sich überraschend gezeigt, dass selbst bei modernen Hochgeschwindigkeits-Slicern die Passivzeiten ausreichend lang sind, um eine Ausrückbewegung und eine sich daran anschließende Einrückbewegung für das Schneidmesser vorzusehen, ohne die Schneidleistung und somit den Produktdurchsatz zu beeinträchtigen. Besonders vorteilhaft ist die Erfindung in Verbindung mit Slicern, die Kreis- oder Orbitalmesser einsetzen, da zum einen gerade derartige Messer zu den vorstehend erläuterten "Stresserscheinungen" an der Produktoberfläche führen und zum anderen die typischen Schnittgeschwindigkeiten mit Kreis- bzw. Orbitalmessern nicht so groß sind wie bei Slicern, die mit Sichel- oder Spiralmessern arbeiten.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind auch in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung angegeben.
So ist vorzugsweise vorgesehen, dass im Schneidebetrieb das Schneidmesser nach jedem Schneidevorgang eine Freilaufbewegung ausführt. Dies ist aber nicht zwingend: In Abhängigkeit von den konstruktions- und steuerungstechnischen Gegebenheiten oder von der jeweiligen Anwendung kann eine Freilaufbewegung z.B. auch nur nach jedem zweiten oder dritten Schneidevorgang oder überhaupt nur nach einem oder mehreren ganz bestimmten Schneidevorgängen z.B. innerhalb einer Portion stattfinden. So kann beispielsweise gezielt vorgegeben werden, für welche Scheibe oder Scheiben einer Portion eine unbeeinträchtigte Produktoberfläche sichergestellt werden soll. Bei dieser Scheibe kann es sich z.B. um die in einer Verpackung sichtbare oberste Scheibe eines Produktstapels handeln. Eine unbeeinträchtigte Produktoberfläche der obersten Scheibe eines Produktstapels kann auch aus einem Leerschnittbetrieb resultieren. Grundsätzlich ist es aber zumindest im Prinzip auch denkbar, keine Leerschnitte durchzuführen und gleichwohl zu irgendeinem späteren Zeitpunkt nach dem Aufschneiden des betreffenden Produktes wie auch immer geartete Portionen zu bilden, so dass beeinträchtigte Scheiben dem Verbraucher ins Auge fallen könnten, was aber durch das erfindungsgemäße Freilaufprinzip verhindert wird.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass eine Freilaufbewegung im Wesentlichen unmittelbar an einen Schneidevorgang anschließt und/oder in einen Schneidevorgang übergeht. Hierbei wird folglich die gesamte Passivzeit für die Freilaufbewegung genutzt, d.h. das Messer befindet sich nur so lange in Kontakt mit dem Produkt, nämlich während des Schneidevorgangs (Aktivzeit), wie es für das Abtrennen von Scheiben erforderlich ist.
Vorzugsweise beginnt die Einrückbewegung des Messers, nachdem das Messer den Produktbereich vollständig verlassen hat, d.h. das Messer und das Produkt – in einer Projektion auf die Schneidebene betrachtet – einander nicht mehr überlappen. Die Rückkehr des Messers in die Schneidebene kann aber gegebenenfalls auch mit einem gewissen Vorlauf stattfinden, d.h. das Messer kann schon damit beginnen, seine maximale Ausrückstellung zu verlassen, bevor das Messer vollständig aus dem Produktbereich herausgelangt ist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass das Schneidmesser, insbesondere in einem Leerschnittbetrieb zum portionsweisen Aufschneiden, nach mehreren Schneidevorgänge anstelle einer Freilaufbewegung zumindest einen Leerschnitt durchführt, für den das Schneidmesser aus der Schneidebene heraus ausgerückt und nach dem das Schneidmesser wieder zurück in die Schneidebene eingerückt wird. Dementsprechend ist es möglich, den erfindungsgemäßen Freilaufbetrieb mit einem Leerschnittbetrieb zu kombinieren.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Ausrückweg des Schneidmessers für Leerschnitte größer ist als im Freilaufbetrieb. Es hat sich gezeigt, dass es nicht zwingend notwendig ist, das Schneidmesser für eine Freilaufbewegung so weit auszurücken, wie es für die Durchführung von Leerschnitten gewünscht oder erforderlich ist. In der Praxis übliche maximale Ausrückwege für die Durchführung von Leerschnitten betragen wenigstens drei bis vier Millimeter und damit mehr als jede übliche Scheibendicke. Für den Freilaufbetrieb dagegen – so hat sich gezeigt – braucht der maximale Ausrückweg des Schneidmessers nicht so groß zu sein. Es genügt insbesondere, wenn der maximale Ausrückweg weniger als die Scheibendicke beträgt, beispielsweise das 0,2- bis 0,6-fache der jeweiligen Dicke der abzutrennenden Produktscheiben. Bei einer Scheibendicke von 2 mm beispielsweise liegt dann der maximale Ausrückweg nur zwischen 0,4 mm und 1,2 mm.
Dementsprechend wird gemäß einem Ausführungsbeispiel der Ausrückweg des Messers, insbesondere der maximale Ausrückweg, in Abhängigkeit von der jeweiligen Dicke der abzutrennenden Produktscheiben gewählt.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass für den Freilaufbetrieb der Ausrückweg des Schneidmessers und/oder ein Bewegungsprofil für das Schneidmesser aus vorgegebenen Parametern berechnet wird bzw. werden, insbesondere automatisch.
Die Parameter können die Dicke der abzutrennenden Produktscheiben und/oder wenigstens eine Winkelstellung des Schneidmesser umfassen, die das Schneidmesser zu einem bestimmten Zeitpunkt während eines Umlaufs einnimmt, insbesondere beim Eintritt in das Produkt (also zu Beginn des Schneidevorgangs), beim Austritt aus dem Produkt (also am Ende des Schneidevorgangs) und/oder beim Austritt aus dem Produktbereich.
Insbesondere wird der minimal erforderliche Ausrückweg berechnet. Des Weiteren umfasst das Bewegungsprofil insbesondere die minimal erforderlichen Beschleunigungen des Schneidmessers.
Durch eine derartige, insbesondere automatisch erfolgende Einstellung des Freilaufbetriebs wird die Bewegung des Schneidmessers und somit das Schneidergebnis insgesamt in einer die mechanischen Einrichtungen der Vorrichtung besonders schonenden Weise optimiert.
Besonders bevorzugt ist es, wenn das Schneidmesser mittels einer Einrichtung ausgerückt und eingerückt wird, die sowohl zum Ausführen von Freilaufbewegungen als auch zur Durchführung von Leerschnitten angesteuert wird. Wenn eine Aufschneidevorrichtung grundsätzlich zur Durchführung von Leerschnitten ausgelegt ist, kann die hierfür vorgesehene Einrichtung gleichzeitig zum Ausführen der erfindungsgemäßen Freilaufbewegungen genutzt werden, indem ein zum Ausrücken und Einrücken des Schneidmessers dienender Stellantrieb entsprechend angesteuert wird.
Bei für die Durchführung von Leerschnitten dienenden Antrieben handelt es sich um relativ komplexe und technisch in hohem Maße anspruchsvolle Aggregate, die in der Praxis auch als "Leerschnittköpfe" bezeichnet werden. Es hat sich überraschend gezeigt, dass sich solche Aggregate auch so ansteuern lassen, dass zusätzlich die erfindungsgemäßen Freilaufbewegungen durchgeführt werden können.
Bei dem Schneidmesser handelt es sich insbesondere um ein Kreis- oder Orbitalmesser, das – insbesondere zusätzlich zu einer Eigenrotation um eine Messerachse – um eine Umlaufachse planetarisch umläuft. Die Anordnung erfolgt vorzugsweise derart, dass die Umlaufachse senkrecht zur Schneidebene und/oder parallel zur Förderrichtung des Produkts verläuft. Die eingangs erwähnte Problematik besteht bei derzeit bekannten Sichel- oder Spiralmessern, die lediglich um eine Messerachse rotieren, in der Regel nicht, da die Schneide eines derartigen Messers aufgrund der grundsätzlich anderen Art und Weise der Erzeugung der Schneidebewegung nach dem Schneidevorgang gewissermaßen nach unten abtaucht und sich nicht wieder zurück durch den Produktbereich bewegt. Gleichwohl kann sich das erfindungsgemäße Freilaufprinzip auch in Verbindung mit Sichel- oder Spiralmessern als vorteilhaft erweisen.
Zum Ausrücken und/oder Einrücken führt das Schneidmesser insbesondere eine Translationsbewegung aus, wobei bevorzugt das Schneidmesser senkrecht zur Schneidebene und/oder parallel zur Förderrichtung des Produkts ausgerückt und eingerückt wird.
Eine derartige Bewegung des Schneidmessers ist aber nicht zwingend. Grundsätzlich ist es auch möglich, das Schneidmesser zum Ausrücken und/oder Einrücken zu verschwenken. Obwohl in der Praxis reine Translationsbewegungen parallel oder schräg zur Messer- oder Umlaufachse bzw. zur Förderrichtung des Produkts schon aus konstruktionstechnischen Gründen meist zu bevorzugen sind, ist für die Erfindung prinzipiell die Art und Weise der Bewegung des Schneidmessers zum Ausrücken und/oder Einrücken beliebig, da es darauf ankommt, das Messer während der Passivzeit außerhalb der Schneidebene laufen zu lassen, um einen Kontakt mit der Frontfläche des Produkts zu vermeiden oder zumindest die nachteiligen Folgen eines derartigen Kontakts zu mildern.
Gemäß einer Ausführungsform, die insbesondere beim Aufschneiden von Produkten in (dünne) Scheiben zum Einsatz kommt, wird das Produkt im Schneidebetrieb kontinuierlich zugeführt, vorzugsweise mit einer zumindest näherungsweise konstanten Fördergeschwindigkeit. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass das Produkt auch während der Schneidevorgänge zugeführt wird.
Grundsätzlich ist aber auch ein so genannter intermittierender Produktvorschub denkbar, bei dem das Produkt während des Schneidebetriebs kurzzeitig zum Stillstand kommt, sobald das vordere Produktende um ein der gewünschten Scheibendicke entsprechendes Maß über die Schneidebene hinaus vorsteht und zu diesem Zeitpunkt das Messer seine "Ausholbewegung" noch nicht abgeschlossen hat, d.h. das vordere Produktende gewissermaßen auf das Schneidmesser bzw. dessen Schneide warten muss. Insbesondere in einer derartigen Betriebsart wird das Produkt folglich nur während eines Teils, nämlich eines anfänglichen Teils, der Freilaufbewegung des Schneidmessers zugeführt.
Erfindungsgemäß ist insbesondere vorgesehen, dass die Ausrückgeschwindigkeit des Schneidmessers zumindest zeitweise größer ist als die Fördergeschwindigkeit des Produkts. Dies kann insofern eine bevorzugte Vorgehensweise darstellen, als es zu keinem Zeitpunkt während der Passivzeit zu einem Kontakt zwischen dem Messer und der Frontfläche des Produkts kommen kann. Verbesserungen gegenüber dem Stand der Technik lassen sich aber bereits dann erzielen, wenn ein Kontakt zwischen Messer und Frontfläche des Produkts zumindest zeitweise zwar zugelassen wird, die Ausrückbewegung des Messers und die Vorschubbewegung des Produkts aber derart aufeinander abgestimmt werden, dass ein geringerer Druck auf die Frontfläche des Produkts ausgeübt wird als bei in der Schneidebene verbleibendem Messer.
Mit anderen Worten stellen sich Verbesserungen gegenüber dem Stand der Technik auch dann ein (obwohl möglicherweise nur in einem geringeren Ausmaß), wenn die Ausrückgeschwindigkeit des Messers zumindest anfänglich kleiner ist als die Fördergeschwindigkeit des Produkts.
Die Vorteile der Erfindung können nicht nur beim Aufschneiden von Produkten in relativ dünne Scheiben von Nutzen sein, sondern das erfindungsgemäße Verfahren kann auch zum Abtrennen von vergleichsweise dicken Scheiben oder Stücken eingesetzt werden. Insbesondere in derartigen Anwendungen kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das Produkt während eines Schneidevorgangs nicht oder nur mit einer reduzierten Fördergeschwindigkeit zugeführt wird, die kleiner ist als die Fördergeschwindigkeit außerhalb des Schneidevorgangs. Wenn beispielsweise das Produkt während des Schneidevorgangs ruht, wird nach Abschluss des Schneidevorgangs das Messer aus der Schneidebene heraus ausgerückt. Gleichzeitig oder mit einer grundsätzlich beliebig vorgebbaren zeitlichen Verzögerung wird der Produktvorschub aktiviert, d.h. das Produkt setzt sich in Förderrichtung in Bewegung, wobei insbesondere die Fördergeschwindigkeit kleiner ist als die Ausrückgeschwindigkeit des Messers. Noch während der Passivzeit, aber erst dann, wenn das Messer aus dem Produktbereich ausgetreten ist, wird die Fördergeschwindigkeit des Produkts erhöht, und mit dieser erhöhten Fördergeschwindigkeit wird das Produkt bewegt, bis es entsprechend der gewünschten Scheiben- bzw. Stückdicke über die Schneidebene hinaus vorsteht.
Die eingangs erwähnte Problematik beeinträchtigter Produktoberflächen ist bei nicht kontinuierlich zugeführten Produkten, wie es insbesondere bei dem vorstehend angesprochenen Stückeschneiden der Fall ist, von untergeordneter Bedeutung oder zumindest weniger stark ausgeprägt als bei einer kontinuierlichen Produktzufuhr, wie sie insbesondere beim Schneiden von relativ dünnen Scheiben zum Einsatz kommt. Gleichwohl ist das erfindungsgemäße Konzept auch für Anwendungen wie dem Stückeschneiden von Vorteil, in denen das Produkt während des Schneidevorgangs ruht: Während bislang nämlich das Produkt erst dann wieder in Bewegung gesetzt werden konnte, wenn das Messer den Produktbereich vollständig verlassen hatte, ist es dank der Erfindung möglich, die Produktzufuhr bereits wieder in Gang zu setzen, wenn der Schneidevorgang abgeschlossen ist, das Messer sich aber noch im Produktbereich befindet, da das Messer hierdurch aufgrund seiner Ausrückbewegung vor dem sich in Bewegung setzenden Produkt gewissermaßen "zurückweicht".
Mit anderen Worten ermöglicht die Erfindung im Falle eines intermittierenden Produktvorschubs eine deutlich frühere Wiederaufnahme der Produktzufuhr und somit insgesamt eine höhere Schnittgeschwindigkeit, d.h. einen erhöhten Produktdurchsatz. Die Phase zwischen dem Ende des Schneidevorgangs und dem Verlassen des Produktbereiches, d.h. die mit der Erfindung erzielbare Zeitersparnis, kann einem Winkelbereich von 70° bis 110° und somit immerhin z.B. ungefähr 25% eines vollen 360°-Umlaufs des Messers entsprechen.
Wie eingangs bereits erwähnt, ist der oben erwähnte Produktbereich diejenige Fläche, die man – geometrisch betrachtet – erhält, wenn man das Produkt mit der Schneidebene schneidet. Das Messer ist folglich dann aus diesem Produktbereich vollständig ausgetreten, wenn – entgegen der Förderrichtung betrachtet, also von vorne auf das Schneidmesser gesehen – die Frontfläche des Produkts vollständig freiliegt, also nicht mehr (auch nicht teilweise) vom Schneidmesser verdeckt wird.
Dieses Ausführungsbeispiel zeigt, dass auch innerhalb der Passivzeit zwischen zwei Phasen unterschieden werden kann, nämlich derjenigen Phase, in welcher sich das Messer noch im Produktbereich befindet, und derjenigen sich daran anschließenden Phase, in welcher das Produkt vollständig freiliegt. Diese Unterscheidung kann hinsichtlich des Produktvorschubs und insbesondere der Wahl der Fördergeschwindigkeiten erfolgen. Eine solche Unterscheidung kann insbesondere – wie vorstehend erläutert – beim Aufschneiden von relativ dicken Scheiben oder Produktstücken vorteilhaft sein, wobei grundsätzlich eine derartige Unterscheidung aber auch beim Aufschneiden von Produkten in vergleichsweise dünne Scheiben erfolgen kann.
Es ist grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt, mehrere nebeneinander angeordnete und gemeinsam (abhängig oder unabhängig voneinander) zugeführte Produkte gleichzeitig mit einem einzigen Schneidmesser aufzuschneiden. Die obigen Ausführungen gelten für ein derartiges mehrspuriges Aufschneiden entsprechend. Die Bewegungs- und Geschwindigkeitsprofile des Messers in Förderrichtung, also hinsichtlich der Freilaufbewegung, sowie die Bewegungs- und Geschwindigkeitsprofile des Produkts werden entsprechend der Größe, der Anzahl sowie der relativen Anordnung der Produkte in geeigneter Weise angepasst.
Dementsprechend ist gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass mehrere Produkte gleichzeitig aufgeschnitten werden und ein Schneidevorgang abgeschlossen ist, wenn auch von dem letzten Produkt eine Scheibe oder ein Stück abgetrennt worden ist. Dabei ist unter dem "letzten" Produkt dasjenige Produkt zu verstehen, von dem bei einem Umlauf des Messers zuletzt eine Scheibe bzw. ein Stück abgetrennt wird.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Freilaufbetrieb wahlweise aktivierbar oder deaktivierbar ist.
In Abhängigkeit von der jeweiligen Anwendung, insbesondere in Abhängigkeit von dem jeweils aufzuschneidenden Produkt bzw. der jeweiligen Fördergeschwindigkeit des Produkts, kann zumindest ohne wesentliche Beeinträchtigungen der Produktoberfläche auf einen erfindungsgemäßen Freilaufbetrieb gegebenenfalls auch verzichtet werden. Damit die entsprechende Aufschneidevorrichtung auch ohne Freilaufbetrieb eingesetzt werden kann, ist es von Vorteil, die Steuereinrichtung der Aufschneidevorrichtung so auszulegen, dass der Freilaufbetrieb je nach Bedarf eingeschaltet oder ausgeschaltet werden kann.
Vorzugsweise ist der Stellantrieb für das Schneidmesser mittels der Steuereinrichtung bei Bedarf zu einem Leerschnittbetrieb anstelle des Freilaufbetriebs ansteuerbar, bei dem das Schneidmesser aus der Schneidebene heraus ausrückt, zumindest einen Leerschnitt durchführt und anschließend wieder zurück in die Schneidebene einrückt. Die Aufschneidevorrichtung benötigt folglich nur ein einziges Aggregat, um sowohl während des Schneidebetriebs die erfindungsgemäßen Freilaufbewegungen auszuführen als auch einen Leerschnittbetrieb durchführen zu können.
Der Ausrückweg und/oder die Ausrückgeschwindigkeit des Schneidmessers können vorzugsweise in Abhängigkeit von der jeweiligen Anwendung veränderbar sein. Dies gilt insbesondere sowohl für den Freilaufbetrieb als auch für einen gegebenenfalls vorgesehenen Leerschnittbetrieb. Insbesondere werden der Ausrückweg bzw. die Ausrückgeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem jeweils aufzuschneidenden Produkt selbst und/oder von der jeweiligen Fördergeschwindigkeit des Produkts so eingestellt, dass ein Kontakt zwischen Messer und Produktoberfläche während der Passivzeiten vermieden oder zumindest dessen Folgen gemildert werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung kann der Stellantrieb des Schneidmessers auch dazu verwendet werden, eine Schneidspalteinstellung durchzuführen. Bei dem Schneidspalt handelt es sich um den axialen Abstand zwischen der durch die Schneidkante oder Schneidleiste definierten Schneidebene und der durch die Messerschneide definierten Ebene. Zum Verständnis der Erfindung braucht der für die allermeisten praktischen Anwendungen zwar bedeutsame Schneidspalt allerdings nicht berücksichtigt zu werden. In der Praxis ist es meist erforderlich, einen von Null verschiedenen Schneidspalt einzustellen. Die konkrete Größe des Schneidspalts ist von einer Reihe von Faktoren abhängig, die dem Fachmann hinlänglich bekannt sind. Bei der Schneidkante bzw. Schneidleiste handelt es sich um den messerseitigen Abschluss der Produktzuführung bzw. der Produktauflage, auf welcher das aufzuschneidende Produkt während des Aufschneidens aufliegt. Das Messer wirkt mit der Schneidkante bzw. Schneidleiste während des Aufschneidens in hinlänglich bekannter Art und Weise zusammen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Aufschneidevorrichtung ist zusätzlich zu dem das Ausrücken und Einrücken des Messers bewerkstelligenden Stellantrieb ein Dreh- oder Rotationsantrieb vorgesehen, der für eine Umlauf- und/oder Rotationsbewegung des Schneidmessers sorgt.
Die Erfindung ist insbesondere auf solche bei Hochgeschwindigkeits-Slicern in der Regel ohnehin realisierte Konzepte gerichtet, bei denen die für das Abtrennen von Scheiben oder Stücken erforderliche Relativbewegung zwischen Messer und Produkt durch die Bewegung (z.B. planetarisch umlaufendes Kreis- oder Orbitalmesser) und/oder durch die Form (z.B. lediglich eine Eigenrotation ausführendes Sichel- oder Spiralmesser) des Messers erzeugt wird. Hierunter fällt also nicht das insbesondere bei Kleinmaschinen in Metzgereibetrieben oder Fleischtheken in Supermärkten angewandte Prinzip, bei dem das Produkt bzw. ein Produktschlitten oder -träger parallel zur Schneidebene eines lediglich rotierenden Kreismessers hin- und herbewegt wird.
Um die das Schneidergebnis zumindest mitbestimmenden Einstellungen der Vorrichtung zu optimieren und zugleich die mechanischen Einrichtungen der Vorrichtung so wenig wie möglich zu beanspruchen, kann des Weiteren eine Steuereinrichtung vorgesehen sein, die dazu ausgebildet ist, für den Freilaufbetrieb den Ausrückweg des Schneidmessers, insbesondere den minimal erforderlichen Ausrückweg, und/oder ein, insbesondere die minimal erforderlichen Beschleunigungen des Schneidmessers umfassendes, Bewegungsprofil für das Schneidmesser aus vorgegebenen Parametern zu berechnen, insbesondere aus der Dicke der abzutrennenden Produktscheiben und/oder aus wenigstens einer Winkelstellung des Schneidmesser, insbesondere beim Eintritt in das Produkt, beim Austritt aus dem Produkt und/oder beim Austritt aus dem Produktbereich. Diese Berechnung erfolgt vorzugsweise automatisch.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
1 schematisch das Funktionsprinzip eines Slicers, dessen Messer aus der Schneidebene heraus ausgerückt und wieder zurück in die Schneidebene eingerückt werden kann,
2a–2c und 3a–3c jeweils schematisch bestimmte Zeitpunkte während eines Umlaufs des Messers zur Erläuerung der der Erfindung zugrunde liegenden Problematik,
4a–4c schematisch unterschiedliche Ansichten zur Erläuterung der der Erfindung zugrunde liegenden Problematik und Lösung, und
5 ein Beispiel für ein erfindungsgemäßes Bewegungsprofil eines Messers eines Hochgeschwindigkeits-Slicers.
1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht einen Hochleistungs-Slicer, der dazu dient, Lebensmittelprodukte 11 wie beispielsweise Fleisch, Wurst, Schinken oder Käse in Scheiben zu schneiden. Während des Schneidevorgangs liegt das Produkt 11 auf einer Produktauflage 25 auf und wird mittels einer Produktzuführung 13 entlang einer Produktzuführrichtung T in Richtung einer Schneidebene 17 bewegt. Die Produktzuführrichtung T verläuft senkrecht zur Schneidebene 17. Grundsätzlich kann der Winkel zwischen Produktzuführrichtung und Schneidebene auch von 90° verschieden sein.
Von der Produktzuführung 13 sind in 1 lediglich die bereits erwähnte Produktauflage 25 sowie ein so genannter Produkthalter 27 dargestellt, der mit Krallen bzw. Greifern in das hintere Ende des Produkts 11 eingreift und durch nicht dargestellte Antriebsmittel in und gegen die Produktzuführrichtung T antreibbar ist, wie es durch den Doppelpfeil angedeutet ist. Generell können Aufbau und Funktionsweise der Produktzuführung 13 beliebig sein.
Während eines Schneidebetriebs liegt die Schneide eines Schneidmessers 19 in der Schneidebene 17, die durch eine auch als Gegenmesser bezeichnete Schneidleiste oder Schneidkante 29 definiert ist, welche den vorderen Abschluss der Produktauflage 25 bildet. In der Praxis ist die Schneidkante 29 meist von einem separaten, auswechselbaren Bauteil z.B. aus Kunststoff oder Stahl gebildet, welches hier aus Gründen der Einfachheit nicht dargestellt ist.
Bei dem Schneidmesser 19 handelt es sich insbesondere um ein so genanntes Kreis- oder Orbitalmesser, das um eine eigene Messerachse D rotiert und zusätzlich als Ganzes um eine hier nicht dargestellte Umlaufachse planetarisch umläuft, um so die für das Abtrennen von Scheiben erforderliche Relativbewegung zwischen Messer 19 und Produkt 11 zu erzeugen. Grundsätzlich kann es sich bei dem Schneidmesser 19 auch um ein so genanntes Sichel- oder Spiralmesser handeln, das nicht planetarisch umläuft, sondern lediglich um die Messerachse D rotiert. Hier ist es dann die Form des Messers, die die für das Abtrennen von Scheiben erforderliche Relativbewegung zwischen Messer und Produkt erzeugt. Der Antrieb für das Schneidmesser 19 ist in 1 der Einfachheit halber nicht dargestellt.
Um das Schneidmesser 19 – genauer gesagt dessen Schneide – aus der Schneidebene 17 herauszubewegen, ist eine Verstelleinrichtung oder ein Stellantrieb vorgesehen, die bzw. der nicht dargestellt und dazu ausgebildet ist, das Schneidmesser 19 in axialer Richtung, also parallel zur oder entlang der Messerachse D, zu bewegen. Dies ist durch den Doppelpfeil in 1 angedeutet. Beispielsweise in Verbindung mit der Durchführung von Leerschnitten, wie eingangs erläutert, wird bei ausgerücktem Messer 19 (in 1 durch eine gestrichelte Linie angedeutet), also bei vom vorderen Produktende beabstandetem Messer 19, eine Schnipselbildung sicher vermieden.
Bei einem portionsweisen Aufschneiden des Produkts 11, wie es in 1 dargestellt ist, bilden die abgetrennten Produktscheiben 21 Portionen 23, die in 1 als Scheibenstapel dargestellt sind. Sobald eine Portion 23 fertig gestellt ist, wird diese Portion 23 in einer Richtung A abtransportiert. Damit für den Abtransport der fertigen Scheibenportionen 23 genügend Zeit zur Verfügung steht, werden bis zum Beginn der Bildung der nächsten Portion 23 die erwähnten Leerschnitte ausgeführt, wozu einerseits die auch als Produktvorschub bezeichnete Produktzufuhr (hier also der Produkthalter 27) gestoppt und andererseits das Schneidmesser 19 ausgerückt, d.h. mittels der erwähnten Verstelleinrichtung bzw. des Stellantriebs in die in 1 gestrichelt dargestellte Stellung bewegt wird.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass das Messer 19 auch während eines Schneidebetriebs, also jeweils während der Bildung einer Portion 23, bei jedem Umlauf nach dem Abtrennen einer Scheibe 21, also nach jedem Schneidevorgang, aus der Schneidebene 17 heraus ausgerückt wird. Das Messer 19 wird zurück in die Schneidebene 17 eingerückt, bevor die Schneide des Messers 19 wieder in den Produktbereich gelangt, also bevor das Messer mit seiner Schneide wieder in das zwischenzeitlich weiter zugeführte Produkt 11 einschneidet, um die nächste Scheibe 21 vom Produkt 11 abzutrennen.
Die 2a–2c und die 3a–3c zeigen unterschiedliche Relativpositionen eines Kreismessers 19 relativ zu drei nebeneinander auf einer Produktauflage 25 aufliegenden aufzuschneidenden Produkten 11, Das Kreismesser 19 führt eine planetarische Umlaufbewegung U um eine Mittelachse M und zusätzlich eine Eigenrotation um eine Messerachse D aus.
In 2a und 3a beginnt der Schneidevorgang. Die Schneide 31 des Messers 19 dringt an einem Punkt A in das erste (linke) Produkt 11 ein. Zuvor haben sich die kontinuierlich zugeführten Produkte 11 jeweils mit ihrem vorderen Ende über die Schneidebene 17 hinaus bewegt.
Die vorderen Flächen der Produkte 11 verlaufen schräg zur Schneidebene 17, da auch während des vorhergehenden Schneidevorgangs, also während sich die Schneide 31 durch die Produkte 11 hindurch bewegt hat, die Produkte 11 vorgeschoben wurden. Mit anderen Worten werden die Produkte 11 aufgrund ihres kontinuierlichen Vorschubs schräg zur Schneidebene 17 geschnitten. Zu Beginn des nächsten Schneidevorgangs gemäß 2a und 3a stehen die Produkte 11 jeweils an ihrer Oberseite um ein der jeweils gewünschten Scheibendicke entsprechendes Maß über die Schneidebene 17 hinaus vor. Dieses Maß entspricht dem Vorschubweg, den die Produkte 11 während eines Umlaufs des Messers 19 zurücklegen. Das Maß, um welches die Produkte 11 hier jeweils an ihrer Unterseite über die Schneidebene 17 hinaus vorstehen, entspricht dem Vorschubweg, den die Produkte 11 seit dem Ende des vorhergehenden Schneidevorgangs, also seit dem Wiederaustritt der Schneide 31 aus den Produkten 11, zurückgelegt haben.
Genau genommen gelten diese und die nachfolgenden Betrachtung nur jeweils für eines der Produkte 11, da die Produkte 11 zeitlich nacheinander von der Schneide 31 durchgeschnitten werden. Diese zwischen den Produkten 11 untereinander bestehenden Unterschiede sollen für die hier vorgenommene Erläuterung aber keine Rolle spielen.
Nach einem Umlaufwinkel von etwa 90° ist der Schneidevorgang beendet (2b und 3b), d.h. die Schneide 31 verlässt das letzte (rechte) Produkt 11 am Punkt B. Jetzt beginnt die erfindungsgemäße Freilaufbewegung, d.h. das Messer 19 wird aus der Schneidebene 17 heraus ausgerückt.
Bevor das Messer 19 gemäß 2c und 3c am Punkt C den Produktbereich verlässt, hat es sich – anders als ein "nach unten abtauchendes" Sichel- oder Spiralmesser – nach oben und folglich insbesondere mit seinem Schneidenbereich durch den Produktbereich hindurch bewegt. Aufgrund der zuvor erfolgten Ausrückbewegung bleibt dies aber folgenlos, d.h. die den Produkten 11 zugewandte Messerrückseite ist in dem etwa 90° betragenden Winkelbereich zwischen 2b/3b und 2c/3c von den vorderen Flächen der Produkte 11 beabstandet.
Da sich die vorderen Produktenden aufgrund des kontinuierlichen Produktvorschubs von Beginn des Schneidevorgangs an über die Schneidebene 17 hinaus bewegen, stünden sie insbesondere an ihren Oberseiten vor allem dem Schneidenbereich eines gemäß dem Stand der Technik nicht ausgerückten Messers 11, das sich in dem Winkelbereich zwischen 2b/3b und 2c/3c nach oben durch den Produktbereich bewegt, gewissermaßen "im Wege", d.h. die vorderen Flächen der Produkte 11 würden gegen die Messerrückseite gedrückt werden, wodurch sich die eingangs erwähnten Nachteile ergäben.
Diese Nachteile werden durch das erfindungsgemäße Freilaufkonzept vermieden.
In dem sich an die Winkelstellung gemäß 2c und 3c anschließenden Winkelbereich, der etwa 180° beträgt, wird das Messer 19 wieder zurück in die Schneidebene 17 eingerückt, und zwar so rechtzeitig, dass es sich mit seiner Schneide 31 spätestens dann wieder in der Schneidebene 17 befindet, wenn die Winkelstellung gemäß 2a und 3a erreicht ist, also bevor der nächste Schneidevorgang beginnt.
In 4a–4c ist die geometrische Situation am Beispiel eines gleichzeitigen Aufschneidens dreier nebeneinander auf der Produktauflage 25 aufliegender Produkte 11 noch einmal auf andere Art und Weise veranschaulicht.
4a zeigt den Zeitpunkt, an welchem bezogen auf die Umlaufbewegung U des Messers 19 dessen Schneide 31 das letzte Produkt 11 – in 4a also das am weitesten rechts gelegene Produkt 11 – gerade verlässt. Zu diesem Zeitpunkt ist also von jedem Produkt 11 jeweils eine Scheibe abgetrennt worden, d.h. innerhalb des betrachteten Umlaufs des Messers 19 ist der eigentliche Schneidevorgang gerade abgeschlossen.
Die 4b und 4c zeigen jeweils den gleichen späteren Zeitpunkt, an welchem sich das Schneidmesser 19 – das hier ein Kreis- bzw. Orbitalmesser ist, welches zusätzlich zu einer Eigenrotation um eine nicht dargestellte Umlaufachse planetarisch umläuft – weiterbewegt worden ist (hier gegen den Uhrzeigersinn). Das Messer 19 bzw. die Schneide 31 des Messers 19 befindet sich hierbei jeweils weiterhin im Produktbereich.
4b zeigt die Verhältnisse gemäß dem Stand der Technik: Das Messer 19 befindet sich mit seiner Schneide 31 weiterhin in der Schneidebene 17. Die Rückseite des Messers 19 berührt folglich die Frontfläche des Produkts 11, und zwar insbesondere im Bereich der Schneide 31, was durch die auf entsprechende Kontaktbereiche K gerichteten Pfeile in 4b angedeutet ist. Wenn in einem kontinuierlichen Zufuhrbetrieb das Produkt 11 während dieser sich an den Schneidevorgang anschließenden Passivzeit weiterhin vorgeschoben wird, dann wird das Produkt 11 mit seiner Frontfläche gegen die Rückseite des Messers 19 gedrückt, wodurch auf die Frontfläche des Produkts 11 ein erhöhter Druck ausgeübt wird, der zu den eingangs erläuterten Nachteilen führt, nämlich zu unverkäuflichen oder zumindest unansehnlichen Scheibenoberflächen.
4c zeigt dagegen die Verhältnisse gemäß der Erfindung: Während der sich an den Schneidevorgang anschließenden Passivzeit führt das Messer 19 eine erfindungsgemäße Freilaufbewegung aus, bei der das Messer 19 mit seiner Schneide 31 aus der Schneidebene 17 heraus ausgerückt wird. Folglich ist hier zwischen der Frontfläche des Produkts 11 und der Rückseite des Messers 19 ein Abstand d vorhanden, der in 4c durch die Pfeile angeordnet ist.
Vorzugsweise werden der Ausrückweg und die Ausrückgeschwindigkeit für das Schneidmesser 19 derart gewählt, dass auch bei einem kontinuierlichen und somit während der Passivzeit erfolgenden Produktvorschub stets ein Abstand zwischen der Rückseite des Messers 19 und der Frontfläche des Produkts 11 vorhanden ist und somit jedweder Kontakt zwischen Messerrückseite und Produktfrontfläche vermieden wird.
5 zeigt ein mögliches Bewegungsprofil für das Messer gemäß der Erfindung. Aufgetragen ist der Ausrückweg s über die Anzahl der von einem Produkt abgetrennten Scheiben.
Dargestellt ist ein portionsweises Aufschneiden eines Produkts, bei dem nacheinander Portionen aus n Scheiben gebildet werden, wobei innerhalb jeder Portionsbildung bei jedem Umlauf U des Messers eine Scheibe abgetrennt wird. Jeder Umlauf U des Messers bedeutet eine einen Winkelbereich von 360° umfassende planetarische Umlaufbewegung um die Umlaufachse, wenn es sich bei dem Messer um ein Kreis- bzw. Orbitalmesser handelt.
Jede Umlaufbewegung U umfasst einen Schneidevorgang S (Aktivzeit) und eine Passivzeit, in der das Messer eine erfindungsgemäße Freilaufbewegung F ausführt.
Während des Schneidevorgangs befindet sich das Messer mit seiner Schneide in der Schneidebene, d.h. das Messer ist nicht ausgerückt und es gilt somit s = 0. Die sich an jeden Schneidevorgang S anschließende Freilaufbewegung F erfolgt jeweils mit einem durch die kleinen Kurven in 5 angedeuteten Geschwindigkeitsprofil und einem maximalen Ausrückweg von hier s = 1 mm. Jede Freilaufbewegung F schließt sich unmittelbar an einen Schneidevorgang S an und geht unmittelbar in den nächsten Schneidevorgang S über, d.h. die gesamte Passivzeit wird hier für eine Freilaufbewegung F genutzt.
Grundsätzlich kann die Freilaufbewegung F auch einen geringeren Anteil der Passivzeit in Anspruch nehmen, so dass sich das Messer wieder mit seiner Schneide in der Schneidebene befindet, bevor die Schneide wieder in den Produktbereich gelangt, d.h. mit dem Produkt in Eingriff kommt.
Das Messer bzw. dessen Schneide ist in jedem Fall rechtzeitig wieder zurück in der Schneidebene, bevor die Schneide zum Abtrennen der nächsten Scheibe in das Produkt einschneidet.
Bevorzugt beginnt die Einrückbewegung, d.h. die Rückkehr des Messers in die Schneidebene, nachdem das Messer den Produktbereich verlassen hat, wobei in Abhängigkeit von den Gegebenheiten das Messer auch schon früher damit beginnen kann, seine maximale Ausrückstellung zu verlassen.
Nach dem Abtrennen der n-ten Produktscheibe, also nach Bildung einer vollständigen Portion aus n Scheiben, findet ein Leerschnittbetrieb L statt, bei dem das Messer ebenfalls aus der Schneidebene ausgerückt wird, einen oder mehrere Leerschnitte durchführt und anschließend wieder zurück in die Schneidebene eingerückt wird.
In dem Beispiel der 5 wird das Messer für den Leerschnittbetrieb L über einen größeren Weg ausgerückt als beim Ausführen der Freilaufbewegungen F. Rein beispielhaft ist hier ein maximaler Ausrückweg für den Leerschnittbetrieb L von s = 2 mm dargestellt.
In Abhängigkeit von der jeweiligen Anwendung und der Auslegung bzw. Ansteuerung des Stellantriebs für das Messer können die in 5 lediglich zur Veranschaulichung dargestellten Ausrückwege und Geschwindigkeitsprofile für das Messer auch anders gewählt werden.
Bezugszeichenliste

11: Produkt
13: Produktzuführung
17: Schneidebene
19: Schneidmesser
21: Produktscheibe
23: Portion
25: Produktauflage
27: Produkthalter
29: Schneidkante
31: Schneide
K: Kontaktbereich
U: Umlaufbewegung
d: Abstand
T: Förderrichtung
S: Schneidevorgang
F: Freilaufbewegung
L: Leerschnittbetrieb
s: Ausrückweg
D: Messerachse
A: Abtransportrichtung
M: Mittelachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4116902 A1 [0017]

Claims

Verfahren zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten (11) mittels einer Aufschneidevorrichtung, insbesondere Hochleistungs-Slicer, bei dem – mittels einer Produktzuführung (13) zumindest ein Produkt (11) in einer Förderrichtung (T) einer Schneidebene (17) zugeführt wird, in der in einem Schneidebetrieb ein Schneidmesser (19), insbesondere ein Kreis- oder Orbitalmesser, Schneidevorgänge (S) ausführt, in denen Produktscheiben (21) oder Produktstücke abgetrennt werden, und – das Schneidmesser (19) im Schneidebetrieb nach Abschluss eines Schneidevorgangs (S) eine Freilaufbewegung (F) ausführt, bei der das Schneidmesser (19) eine Ausrückbewegung aus der Schneidebene (17) heraus und vor Beginn des nächsten Schneidevorgangs (S) eine Einrückbewegung wieder zurück in die Schneidebene (17) ausführt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schneidebetrieb das Schneidmesser (19) nach jedem Schneidevorgang (S) eine Freilaufbewegung (F) ausführt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Freilaufbewegung (F) im Wesentlichen unmittelbar an einen Schneidevorgang (S) anschließt und/oder in einen Schneidevorgang (S) übergeht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidmesser (19), insbesondere in einem Leerschnittbetrieb (L) zum portionsweisen Aufschneiden, nach mehreren Schneidevorgängen (S) anstelle einer Freilaufbewegung (F) zumindest einen Leerschnitt durchführt, für den das Schneidmesser (19) aus der Schneidebene (17) heraus ausgerückt und nach dem das Schneidmesser (19) wieder zurück in die Schneidebene (17) eingerückt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Freilaufbetrieb der Ausrückweg (s) des Schneidmessers (19) in Abhängigkeit von der jeweiligen Dicke der abzutrennenden Produktscheiben (21) gewählt wird und insbesondere etwa das 0,2- bis 0,6-fache der jeweiligen Dicke der abzutrennenden Produktscheiben (21) beträgt, und/oder dass der Ausrückweg (s) des Schneidmessers (19) für Leerschnitte größer ist als im Freilaufbetrieb.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den Freilaufbetrieb der Ausrückweg (s) des Schneidmessers (19), insbesondere der minimal erforderliche Ausrückweg (s), und/oder ein, insbesondere die minimal erforderlichen Beschleunigungen des Schneidmessers (19) umfassendes, Bewegungsprofil für das Schneidmesser (19) aus vorgegebenen Parametern berechnet wird bzw. werden, insbesondere aus der Dicke der abzutrennenden Produktscheiben (21) und/oder aus wenigstens einer Winkelstellung des Schneidmesser (19) insbesondere beim Eintritt in das Produkt (11), beim Austritt aus dem Produkt (11) und/oder beim Austritt aus dem Produktbereich.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidmesser (19) mittels einer Einrichtung ausgerückt und eingerückt wird, die sowohl zum Ausführen von Freilaufbewegungen (F) als auch zur Durchführung von Leerschnitten angesteuert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidmesser (19) ein Kreis- oder Orbitalmesser ist, das, insbesondere zusätzlich zu einer Eigenrotation um eine Messerachse (D), um eine Umlaufachse planetarisch umläuft, wobei bevorzugt die Umlaufachse senkrecht zur Schneidebene (17) und/oder parallel zur Förderrichtung (T) des Produktes (11) verläuft.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidmesser (19) zum Ausrücken und/oder Einrücken eine Translationsbewegung ausführt, wobei bevorzugt das Schneidmesser (19) senkrecht zur Schneidebene (17) und/oder parallel zur Förderrichtung (T) des Produktes (11) ausgerückt und eingerückt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidmesser (19) zum Ausrücken und/oder Einrücken verschwenkt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt (11) im Schneidebetrieb, insbesondere auch während eines Schneidevorgangs (S), kontinuierlich zugeführt wird, vorzugsweise mit einer zumindest näherungsweise konstanten Fördergeschwindigkeit.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt (11) zumindest während eines Teils, bevorzugt eines anfängliches Teils, der Freilaufbewegung (F) des Schneidmessers (19) zugeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrückgeschwindigkeit des Schneidmessers (19) zumindest zeitweise größer ist als die Fördergeschwindigkeit des Produktes (11).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt (11), insbesondere zum Abtrennen von dicken Scheiben oder Stücken, während eines Schneidevorgangs (S) nicht oder mit einer reduzierten Fördergeschwindigkeit zugeführt wird, die kleiner ist als die Fördergeschwindigkeit außerhalb des Schneidevorgangs (S).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Produkte (11) gleichzeitig aufgeschnitten werden und ein Schneidevorgang (S) abgeschlossen ist, wenn auch von dem letzten Produkt (11) eine Scheibe (21) oder ein Stück abgetrennt worden ist.
Vorrichtung, insbesondere Hochleistungs-Slicer, zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten (11), insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Produktzuführung (13), die zumindest ein Produkt (11) in einer Förderrichtung (T) einer Schneidebene (17) zuführt, in der in einem Schneidebetrieb ein Schneidmesser (19), insbesondere ein Kreis- oder Orbitalmesser, Schneidevorgänge (S) ausführt, in denen Produktscheiben (21) oder Produktstücke abgetrennt werden, mit einem Stellantrieb für das Schneidmesser (19), der dazu ausgebildet ist, das Schneidmesser (19) aus der Schneidebene (17) heraus auszurücken und wieder zurück in die Schneidebene (17) einzurücken, und mit einer Steuereinrichtung, die den Stellantrieb zu einem Freilaufbetrieb derart ansteuern kann, dass im Schneidebetrieb das Schneidmesser (19) nach Abschluss eines Schneidevorgangs (S) aus der Schneidebene (17) heraus ausrückt und vor Beginn des nächsten Schneidevorgangs (S) wieder zurück in die Schneidebene (17) einrückt.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Freilaufbetrieb wahlweise aktivierbar oder deaktivierbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellantrieb mittels der Steuereinrichtung zu einem Leerschnittbetrieb (L) anstelle des Freilaufbetriebs ansteuerbar ist, bei dem das Schneidmesser (19) aus der Schneidebene (17) heraus ausrückt, zumindest einen Leerschnitt durchführt und wieder zurück in die Schneidebene (17) einrückt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass für den Freilaufbetrieb und/oder für einen Leerschnittbetrieb (L) der Ausrückweg (s) und/oder die Ausrückgeschwindigkeit des Schneidmessers (19) in Abhängigkeit von der jeweiligen Anwendung, insbesondere in Abhängigkeit von dem jeweils aufzuschneidenden Produkt (11) und/oder von der jeweiligen Fördergeschwindigkeit des Produktes (11), veränderbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das, insbesondere rotierende, Schneidmesser (19) mittels des Stellantriebs zu einer Schneidspalteinstellung bewegbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Umlauf- und/oder Rotationsbewegung des Schneidmessers (19) zusätzlich zu dem Stellantrieb ein Drehantrieb vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, für den Freilaufbetrieb den Ausrückweg (s) des Schneidmessers (19), insbesondere den minimal erforderlichen Ausrückweg (s), und/oder ein, insbesondere die minimal erforderlichen Beschleunigungen des Schneidmessers (19) umfassendes, Bewegungsprofil für das Schneidmesser (19) aus vorgegebenen Parametern zu berechnen, insbesondere aus der Dicke der abzutrennenden Produktscheiben (21) und/oder aus wenigstens einer Winkelstellung des Schneidmesser (19), insbesondere beim Eintritt in das Produkt (11), beim Austritt aus dem Produkt (11) und/oder beim Austritt aus dem Produktbereich.