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Einleitung
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schneiden von Brot in Scheiben mit den folgenden Verfahrensschritten:
- a) Ein in einem Einlegebereich befindlicher Brotlaib wird mittels einer Vorschubeinrichtung auf eine Schneideinrichtung zu vorgeschoben, wobei die Schneideinrichtung eine um eine erste Drehachse drehbare Schwinge und ein an der Schwinge um eine zweite Drehachse rotierbar gelagertes Kreismesser aufweist, wobei die zweite Drehachse sich innerhalb eines Schneidquerschnitts bewegt und das Kreismesser und die Schwinge durch einen Schneidspalt hindurch treten, der sich zwischen dem Einlegebereich und einem Entnahmebereich befindet.
- b) Von dem Brotlaib werden während des Vorschiebens an einem vorderen Ende mittels der Schneideinrichtung sukzessive Scheiben abgeschnitten.
- c) Eine im Entstehen begriffene oder bereits vollständig abgeschnittene Scheibe wird an ihrer einem Boden des Entnahmebereichs zugewandten Unterseite mittels eines in einer Stützstellung befindlichen Stützelements abgestützt.
- d) Im Zuge einer Bewegung der Schwinge entlang des Schneidspalts wird das Stützelement mittels der Schwinge von der Stützstellung in eine Freigabestellung verdrängt, wobei das Stützelement bei fortgesetzter Bewegung der Schwinge automatisch wieder die Stützstellung einnimmt.
- e) Die abgeschnittenen Scheiben werden in dem Entnahmebereich gesammelt.
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Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Schneiden von Brot in Scheiben mit
- a) einem Einlegebereich, in den ein Brotlaib einlegbar ist,
- b) einer Schneideinrichtung, die eine um eine erste Drehachse drehbare Schwinge und ein an der Schwinge um eine zweite Drehachse rotierbar gelagertes Kreismesser aufweist, wobei die zweite Drehachse sich innerhalb eines Schneidquerschnitts bewegt,
- c) einer Vorschubeinrichtung, mit der ein in dem Einlegebereich befindlicher Brotlaib so auf die Schneideinrichtung zu vorschiebbar ist, dass an einem vorderen Ende des Brotlaibs von der Schneideinrichtung sukzessive Scheiben abschneidbar sind,
- d) einem Entnahmebereich, in dem die abgeschnittenen Scheiben aufnehmbar sind,
- e) einem zwischen dem Einlegebereich und dem Entnahmebereich befindlichen Schneidspalt, durch den das Kreismesser und die Schwinge hindurchtreten,
- f) einem den Schneidspalt zumindest teilweise verschließenden Stützelement, mit dem eine im Entstehen begriffene oder bereits vollständig abgeschnittene Scheibe an ihrer einem Boden des Entnahmebereichs zugewandten Unterseite abstützbar ist, wobei das Stützelement im Zuge der Bewegung der Schwinge von einer Stützstellung in eine Freigabestellung verdrängbar ist und bei fortgesetzter Bewegung der Schwinge wieder die Stützstellung einnimmt.
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Stand der Technik
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Die vorstehend beschriebenen Vorrichtungen werden meist in Bäckereien verwendet, wenn ein Kunde beim Kauf eines Brotlaibs wünscht, dass dieser in Scheiben aufgeschnitten wird. Bei Maschinen, die auf dem Fußboden aufgestellt werden, vollführt die Schwinge meist eine umlaufende Drehbewegung, wobei in diesem Fall meist das Kreismesser eine solche Größe hat, dass es lediglich mit weniger als der Hälfte seiner Querschnittsfläche in den Querschnitt des Brotlaibs eindringt, sodass die Schwinge selbst den Schneidquerschnitt überhaupt nicht durchläuft. Eine derartige Schneidmaschine ist Beispielsweise aus der
DE 103 12 301 A1 bekannt.
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Werden derartige mit einem Orbital-Messer-Antrieb versehene Brotschneidemaschinen als Tischmaschinen ausgeführt, so vollführt die Schwinge lediglich eine schwingende Bewegung, das heißt sie dreht sich nicht um 360 Grad sondern oszillierend lediglich um einen Winkelbereich von meist kleiner als 90 Grad. Auf diese Weise kann die Bauhöhe reduziert und die Eignung der Maschine zur Aufstellung auf einem Tisch erzielt werden. Des Weiteren wird zur Baugrößenreduzierung in diesen Fällen der Kreismesser-Durchmesser reduziert, wodurch es erforderlich ist, dass die Drehachse des Kreismessers sich innerhalb des Schneidquerschnitts bewegt, das heißt dass die Schwinge während des Schneidprozesses in den Brotlaib eindringt.
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In diesem Fall sind besondere Maßnahmen zu treffen, das durch die gegenüber der reinen Kreismesserdicke deutlich größere Dicke der Schwinge keine Beschädigung des Brotes während des Schneidevorgangs eintritt. Darüber hinaus besitzt der Schneidspalt zwischen dem Einlegebereich und dem Entnahmebereich eine vergleichsweise große Breite, die dazu führt, dass eine Gefahr besteht, dass gerade im Entstehen begriffene oder abgeschnittene Scheiben durch den Spalt hindurch in das Innere der Maschine hinein gezogen werden.
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Bei den bekannten Brotschneidemaschinen der vorgenannten Art besteht das Stützelement für die Scheiben meist aus einem plattenförmigen Element aus Kunststoff, das unterhalb des Bodens des Entnahmebereichs in einer Nut oder Tasche gelagert und horizontal in Vorschubrichtung bzw. entgegen der Vorschubrichtung verschieblich ist. Im Zuge der Bewegung der Schwinge entlang des Schneidspalts übt diese über das Zusammenwirken mit Schrägflächen einen seitlichen Druck auf das Stützelement aus, das auf diese Weise in Vorschubrichtung in die Nut bzw. Aufnahmetasche verdrängt wird und somit den erforderlichen Raum für den Eintritt der Schwinge schafft. Beim Verdrängen des Stützelements wird ein in der Nut bzw. Aufnahmetasche angeordnetes Federelement gespannt, das nach einem Zurückfahren der Schwinge dafür sorgt, dass das Stützelement wieder selbsttätig in die Stützstellung zurückkehrt.
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Problematisch bei der vorbeschriebenen Art der Lagerung und Betätigung des Stützelements ist der Umstand, dass sich in der Nut bzw. Aufnahmetasche bis hin in den Bereich des Federelements Brotkrumen bzw. Mehl sammeln, die aus diesen schwer zugänglichen und sehr kleinen Bereichen kaum mehr zu entfernen sind. Dies führt in Verbindung mit der andauernden Bewegung des Stützelements innerhalb der Nut bzw. Aufnahmetasche zu einem regelrechten Zerreiben bzw. Zerquetschen der Brotkrumen, was die Reinigungsproblematik zunehmend verschärft. Im Ergebnis entstehen in den besagten Bereichen der Schneidmaschine hygienisch bedenkliche Rückstände, die wiederum eine Quelle für eine mikrobielle Belastung des aufzuschneidenden Brotes bilden.
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Aufgabe
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schneiden von Brot in Scheiben vorzuschlagen, bei dem bzw. der hygienische Probleme, die durch die Lagerung des Stützelements für die entstehenden Scheiben hervorgerufen werden, vermieden werden.
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Lösung
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Ausgehend von dem Verfahren der eingangs beschriebenen Art wird die zugrunde liegende Aufgabe dadurch gelöst, dass das Stützelement bei einem Übergang von der Stützstellung in die Freigabestellung von der Schwinge in sich elastisch verformt wird.
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Im Gegensatz zu einer Verschiebung, wie sie bei den bekannten Stützelementen auftritt, erlaubt die erfindungsgemäß vorgesehene elastische Verformung des Stützelements eine sehr „freie” Lagerung des selben, ohne dass hierzu Nuten, Taschen, o. ä. vorgesehen sein müssten. Während beim Stand der Technik die Stützelemente starr und in sich selbst von der Schwinge nicht elastisch verformbar ausgestaltet sind, wählt die Erfindung den Weg, die Elastizität des Stützelements durch geeignete Auswahl des Materials und der Geometrie in der Weise gezielt auszunutzen, dass das Stützelement zwar von der Schwinge, das heißt von der diese aktiv bewegenden Antriebseinrichtung, elastisch hinreichend verformbar ist, um eine Bewegung der Schwinge in dem Schneidspalt zu ermöglichen. Gleich wohl ist die Elastizität des Stützelements hinreichend klein, das heißt die Steifigkeit in eine Richtung senkrecht auf den Boden des Entnahmebereichs zu hinreichend groß, dass eine im Entstehen begriffene oder gerade vollständig abgetrennte Scheibe eine elastische Verformung des Stützelements nicht oder zumindest nicht in dem Maße bewirken kann, dass die Abstützfunktion des Stützelements verloren ginge. Die Verformungsenergie, die zu einer elastischen Verformung des erfindungsgemäßen Stützelements aufgebracht werden muss, ist somit hinreichend groß, um die Stützaufgabe zuverlässig zu erfüllen, jedoch klein genug, um vom Antrieb der Schwinge ohne übermäßige Belastung unter Einwirkung von Normal- und Reibkräften zwischen Schwinge und Stützelement fortlaufend aufgebracht zu werden.
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Vorzugsweise wird das Stützelement bei einem Übergang von der Stützstellung in die Freigabestellung auf Biegung beansprucht. Bei einer Biegebelastung lässt sich die konkret benötigte Steifigkeit des Stützelements vergleichsweise einfach einstellen, um die beiden vorgenannten Eigenschaften zu vereinen. Grundsätzlich wäre es aber auch im Rahmen der Erfindung denkbar, dass das Stützelement beim Übergang von der Stützstellung in die Freigabestellung komprimiert wird und sich bei einem entgegengesetzten Übergang wieder ausdehnt.
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Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, dass das Stützelement bei dem Übergang von der Stützstellung in die Freigabestellung so verformt wird, dass es in der Freigabestellung zumindest teilweise parallel zu einer Ebene des Kreismesser ausgerichtet ist. Die vorgenannte Ausrichtung eines insbesondere plattenförmigen oder streifenförmigen Stützelement bewirkt eine Erhöhung des Widerstandsmoments gegen eine Verformung in Richtung auf den Boden des Entnahmeschachts zu, sodass die Stützwirkung bei einer derartigen Art der Verformung besonders gut ist.
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Ferner ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass ein freier Endabschnitt einer das Stützelement bildenden und aus einem lebensmittelechten Kunstoffmaterial bestehenden Leiste bei einem Übergang von der Stützstellung in die Freigabestellung auf die jeweils abgestützte Scheibe zu verformt wird. Durch eine derartige Aufwölbung der Leiste wird der Stützeffekt wiederum begünstigt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren weiter ausgestaltend, ist vorgesehen, dass das Stützelement auch während des Abstützens einer Scheibe geringfügig elastisch verformt wird und zwar vorzugsweise in einer Richtung, die der bei einer Verformung von der Stützstellung in die Freigabestellung vorliegenden Richtung entgegengesetzt ist.
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Ausgehend von einer Vorrichtung der weiter oben erläuterten Art wird die Aufgabe in vorrichtungstechnicher Hinsicht dadurch gelöst, dass das Stützelement bei einem Übergang von der Stützstellung in die Freigabestellung von der Schwinge in sich elastisch verformbar ist. Mit einer derartigen Vorrichtung ergeben sich die Vorteile, die bereits zuvor in verfahrenstechnischer Hinsicht näher erläutert wurden.
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Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besitzt ein Stützelement in Form einer Leiste aus einem lebensmittelechten Kunstoffmaterial, wobei die Leiste einen mit einem Boden des Entnahmebereichs verbundenen Verbindungsabschnitt und einen in den Spaltbereich vorstehenden Kragabschnitt aufweist, der bei einem Übergang von der Stützstellung in die Freigabestellung elastisch verformbar ist. Im Bereich des Verbindungsabschnitt liegt somit weder eine relative Bewegung zwischen dem Stützelement und dem Boden des Entnahmebereichs bzw. anderen Bauteilen der Vorrichtung vor, noch findet dort eine elastische Verformung statt. Nach Art eines Kragblakens dient der Verbindungsabschnitt als starrer Lagerbereich wo hingegen allein in dem Kragabschnitt unter Belastung die Verformung stattfindet.
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Es hat sich darüber hinaus als besonders vorteilhaft ergeben, dass der Kragabschnitt eine sich senkrecht zu einer Ebene des Kreismessers erstreckende Länge zwischen 10 mm und 40 mm, vorzugsweise zwischen 20 mm und 30 mm, besitzt. Der Verbindungsabschnitt sollte vorzugsweise eine mindestens eben so große Länge besitzen und aus Gründen der einfachen Herstellbarkeit auch aus demselben Material bestehen.
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Ferner sollte der Kragabschnitt an sich parallel zu einer Ebene des Kreismessers erstreckende Dicke zwischen 2 mm und 4 mm, vorzugsweise zwischen 2,5 mm und 3,5 mm besitzen.
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Wenn der Kragabschnitt des Stützelements in dessen Stützstellung von dem Entnahmebereich aus betrachtet in Richtung auf den Einlegebereich zu ansteigt, führt durch eine derartige „Vorverformung” auch eine geringe belastungsbedingte Absenkung des Kragabschnitts während der Ausübung der Stützfunktion zu keiner geometrisch verschlechterten Wirkung bei der Verhinderung des Einziehens einer Scheibe. Vielmehr ist der Kragabschnitt auch unter Belastung dann noch ungefähr horizontal ausgerichtet und verschließt den Spaltbereich zuverlässig.
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Schließlich wird nach der Erfindung noch vorgeschlagen, dass das Stützelement sich an mindestens einer Seite des Entnahmebereichs mit einem umgebogenen Endabschnitt in einen Spaltbereich zwischen einer jeweiligen Seitenwand des Entnahmebereichs und einer jeweils zugeordneten Seitenwand des Einlegebereichs hineinerstreckt. Insbesondere bei dem der Schwingendrehachse zugewandten „vertikalen” Spaltbereich besteht zu Beginn des Abschneidens einer neuen Scheibe die Gefahr, dass die Scheibe auch in einen derartigen im wesentlichen vertikalen Spalt in horizontale Richtung eingezogen wird, weshalb die Ausdehnung des Stützelements auch in einen derartigen Bereich sinnvoll ist. Ebenso wie das übrige Stützelement ist auch der umgebogene Endabschnitt so in sich elastisch verformbar, dass die Schwinge bei ihrer oszillierenden Bewegung sich den benötigten Freiraum selbst verschafft.
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Das Stützelement sollte so ausgeführt sein, dass es auch in der Stützstellung einen Freiraum für den Durchtritt des Schneidmessers belässt, sodass unabhängig von der Art und Geschwindigkeit der Verformung im Zuge der Schwingenbewegung stets zwingend ein Freigang des Kreismessers gegeben ist, sodass insbesondere eine Beschädigung des Stützelements durch eine Zerspannungswirkung des Kreismessers nicht zu befürchten ist.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Einsatzteil, das einen Teilbereich einer Oberfläche der Schwinge bildet, wobei das Einsatzteil während einer Bewegung der Schwinge mit dem Stützelement in reibenden Kontakt tritt, wobei vorzugsweise zumindest eine Oberfläche des Einsatzteils von einem Material gebildet ist, welches bei einer Reibung zweier von diesem Material gebildeter Reibpartner eine Haftreibungszahl von maximal 0,1, vorzugsweise maximal 0,05, aufweist.
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Dem beschriebenen Einsatzteil liegt die Überlegung zugrunde, dass bei jedem Schneidvorgang, das heißt bei jedem Zyklus der Schwinge, selbige mit dem Stützelement in Kontakt tritt, wobei beide Teile, das heißt die Schwinge und das Stützelement, aneinander reiben. Eine solche Reibung führt auf Dauer unweigerlich zu einem Verschleiß der beteiligten Reibpartner. Wenngleich der Mechanismus als solcher, das heißt die Reibung zweier Teile und die damit verbundene Verdrängung des elastisch verformbaren Stützelements, nicht vermeidbar ist, so kann trotzdem der Betrieb der Vorrichtung von diesem Verschleiß unabhängig gemacht werden. Somit weist das Einsatzteil eine Dicke auf, deren Abtrag infolge der Reibung desselben mit dem Stützelement so lange dauert, dass eine Lebensdauer des Einsatzteils diejenige der gesamten Vorrichtung übersteigt. Um dies zu erreichen, sollte das Einsatzteil so auf der Schwinge angeordnet werden, dass während eines Schneidzyklus bezogen auf die Schwinge ausschließlich das Einsatzteil (beziehungsweise eine Oberfläche desselben) mit dem Stützelement in reibenden Kontakt tritt. Die Dicke des Einsatzteils sollte mindestens 0,5 mm, vorzugsweise 1,0 mm, betragen.
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Der Kontakt der Schwinge mit dem Stützelement als solcher ist dabei insoweit von besonderer Bedeutung, als das Stützelement aus einer Schneidebene, in der das Kreismesser wirkt, verdrängt werden muss, bevor das Kreismesser selbst das Stützelement erreicht und dieses zerstört. Das Einsatzteil ist entsprechend vorteilhafterweise so beschaffen, dass es das Stützelement rechtzeitig aus einer Schneidebene des Kreismessers verdrängt. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass sich das Einsatzteil so weit seitlich in einen Querschnitt des Stützelements erstreckt, dass es dieses verdrängt, wobei aufgrund der Steifigkeit des Stützelements selbiges nicht lediglich lokal verformt beziehungsweise verdrängt wird, sondern der direkt mittels des Einsatzteils verformte Teilbereich des Stützelements sich auch auf einen restlichen Teil, der nicht mit dem Einsatzelement in direktem Kontakt steht, auswirkt.
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Um den Verschleiß sowohl des Einsatzteils als auch des Stützelements besonders gering zu halten, ist es besonders vorzuziehen, zumindest das Einsatzteil, vorzugsweise ferner zumindest eine Oberschicht des Stützelements, von einem Material zu bilden, welches bei einer Reibung mit sich selbst eine Haftreibungszahl von maximal 0,1, vorzugsweise maximal 0,05, aufweist. Vorzugsweise kommt als Material Polytetrafluorethylen zum Einsatz, welches eine Haftreibungszahl von 0,04 aufweist (PTFE auf PTFE).
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Ausführungsbeispiel
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend dann an einer beispielhaften Vorrichtung die in der Zeichnung dargestellt ist näher erläutert.
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Es zeigt:
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1: Eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Blick auf die Schwinge nach Demontage des Entnahmebereichs,
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2: eine Draufsicht auf die Vorrichtung mit Darstellung sowohl des Einlegebereichs als auch des Entnahmebereichs,
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3: einen Vertikalschnitt durch die Vorrichtung mit Blickrichtung von der Rückseite,
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4: einen Vertikalschnitt durch die Vorrichtung mit Blickrichtung von der Vorderseite,
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5: einen Vertikalschnitt durch die Vorrichtung mit Blickrichtung von dem Entnahmebereich her,
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6a bis 6c: die Schwinge in einer Draufsicht, Seitenansicht sowie perspektivischen Ansicht,
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7: eine Detailansicht der Schwinge in einer Ecke des Entnahmebereichs,
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8: einen Vertikalschnitt durch einen Boden des Entnahmebereichs sowie durch ein Stützelement,
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9: wie 8, jedoch in einer um 90° gedrehten Ansicht,
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10: eine perspektivische Ansicht des Bodens des Entnahmebereichs sowie der daran befestigten Stützeinrichtung,
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11 bis 13: unterschiedliche perspektivische Ansichten der durch die Schwinge verformten Stützeinrichtung,
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14: eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Blick auf eine Schwinge mit einem Einsatzteil,
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15: einen Vertikalschnitt durch die Vorrichtung mit Blickrichtung von dem Entnahmebereich her und
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16a bis 16b: ein Detail der Schwinge mit dem Einsatzteil.
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Eine in den 1 bis 5 in verschiednen Ansichten dargestellte Vorrichtung 1 zum Schneiden von Brot in Scheiben, besitzt einen Einlegebereich 2 in Form eines ungefähr kubischen Schachtes, in den ein Brotlaib mit üblichen Abmessungen einlegbar ist. Innerhalb des Einlegebereichs 2 befindet sich eine aus dem Stand der Technik bekannte Vorschubeinrichtung 3, die über eine Greifeinrichtung mit Greiferhaken zum Fixieren eines hinteren Endes des Brotlaibs, eine Linearführung zum Vorschieben des fixierten Brotlaibs entlang eines Bodens 4 des Einlegebereichs 2 sowie über eine nicht dargestellte Antriebseinrichtung sowohl für den Vorschub als auch für das Fixieren der Greiferhaken verfügt.
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Des Weiteren besitzt die Vorrichtung 1 einen schachtförmigen Entnahmebereich 5, der sich, in Vorschubrichtung 6 betrachtet, linear im Anschluss an den Einlegebereich befindet und von diesem durch eine Schneideinrichtung 7 getrennt ist.
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Die Schneideinrichtung
7 weist eine um eine erste Drehachse
8 oszillierend schwenkbar gelagerte Schwinge
9 auf, an der ein um eine zweite Drehachse
10 rotatorisch antreibbares Kreismesser
11 gelagert ist. Der Antrieb für die oszillierende Bewegung der Schwinge
9 sowie für die kontinuierliche Rotation des Kreismessers
11 relativ zu der Schwinge
9 erfolgen mittels einer gemeinsamen Antriebseinrichtung
12, die aus dem Vertikalschnitt in
3 ersichtlich ist und unterhalb des Bodens
4 des Einlegebereichs
2 angeordnet ist. Die Schwinge
9 besitzt ein Schwingengehäuse
13, in dessen in den Figuren nicht sichtbaren Innenraum sich eine Übertragungseinrichtung in Form eines Riementriebs zum Antrieb des Kreismessers
11 befindet. Eine derartige Antriebseinrichtung
12 sowohl zum Antrieb der Schwinge
9 als auch des Kreismessers
11 ist beispielsweise aus der
DE 37 06 485 A1 bekannt.
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In einem Innenraum eines Schwingengehäuses 13 befindet sich eine Übertragungseinrichtung in Form eines Riementriebs, die unabhängig von dem Bewegungszustand der Schwinge 9 selbst im Schneidbetrieb der Vorrichtung 1 für eine gleichförmige Drehbewegung des Kreismessers mit hoher Drehzahl sorgt.
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Die Schwinge 9 und das Schwingengehäuse 13 sind in den 6a bis 6c näher erläutert. Aus 6b ergibt sich, dass das Schwingengehäuse in einem Verdickungsbereich 14 eine auffällig große, in Richtung der Drehachse 10 des Kreismessers 11 gemessene Dicke 15 aufweist, die im konkreten Fall 23 mm beträgt. Betrachtet man die Kontur der Schwinge ausgehend von einer Spitze 15', an der eine Längsschnittebene die Umlaufkante des Schwingengehäuses 13 schneidet, so weist diese zunächst einen keilförmigen Abschnitt 16 auf, an den sich sodann ein Abschnitt mit konstanter Dicke anschließt, der den Verdickungsbereich 14 bildet. Daran schließt sich hinter einem Übergang 17 in Form eines Rücksprungs ein Abschnitt 18 mit reduzierter Dicke an, die im vorliegenden Fall 16,5 mm beträgt. Der Abstand 19 des Übergangs 17 zwischen dem Abschnitt 18 mit reduzierter Dicke von dem Verdickungsbereich 14 beträgt etwa 40% des Radius des Kreismessers.
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Wie sich wiederum insbesondere aus 6b ergibt, ist die Dicke 15 in dem Verdickungsbereich 14 deutlich größer (im vorliegenden Fall 6,5 mm) als dies zur Abdeckung der im Inneren des Schwingengehäuses 13 befindlichen Übertragungseinrichtung eigentlich erforderlich wäre. Die minimal erforderliche Dicke 20 liegt in dem Bereich 18 mit reduzierter Dicke vor und beträgt, wie bereits oben erwähnt, 16,5 mm. In diesem Abstand von der in 6b linken Seite des Schwingengehäuses 13 ist in gestrichelter Form eine gedachte Linie 21 eingetragen. Rechts dieser Linie 21 befindet sich innerhalb des Schwingengehäuses 13 ein Freiraum 22, der allein deshalb geschaffen wurde, um in Verbindung mit dem keilförmigen Abschnitt 16 die vergrößerte Dicke 15 des Schwingengehäuses 13 zu erzielen und damit besonders gute Schneideigenschaften zu erzielen. Um die oszillierend bewegte Masse der Schwinge 9, worin auch die des Schwingengehäuses 13 eingeht, klein zu halten, sollte der Freiraum 22 hohl bleiben.
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Mit Blick auf die 6a und 6c wird deutlich, dass das Schwingengehäuse 13 in einem kreisringförmigen Abdeckbereich 23 bewusst einen deutlich größeren Radius 24 aufweist, als in einem daran angrenzenden Bereich, wo der Radius 25 – wie im Stand der Technik üblich – so bemessen ist, dass die Übertragungseinrichtung im Inneren des Schwingengehäuses 13 unter Ausbildung eines keilförmigen Abschnitts vollständig überdeckt ist. Durch die Schaffung des Abdeckbereichs 23 wird ein freier, nicht abgedeckter Bereich 26 zwischen der Schneidkante 27 des Kreismessers 11 und der teilkreisförmigen Außenkante 28 des Schwingengehäuses 13 im Abdeckbereich 23 stark reduziert. Dies wiederum führt zu einer deutlich verminderten Reibung zwischen dem schnell rotierenden Kreismesser 11 und der gerade entstehenden Brotscheibe, so dass auch die Kraftwirkungen auf die Scheibe und die Gefahr einer Beschädigung derselben minimiert werden.
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Anders herum ausgedrückt ist ein radial gemessener Abstand 29 zwischen der Kante 28 des Schwingengehäuses 13 im Abdeckbereich 23 und der Schneidkante 27 des Kreismessers 11 in dem Abdeckbereich 23 kleiner als eine Differenz zwischen einem Radius 30 des Kreismessers 11 und einer minimalen halben Breite 31 des Schwingengehäuses 13 innerhalb eines Überlappungsbereichs des Schwingengehäuses 13 mit dem Kreismesser 11. Eigentlich bestünde nämlich nach der Vorgehensweise gemäß dem Stand der Technik keine Notwendigkeit, das Schwingengehäuse 13 über das durch die Schwingenbreite definierte Maß hinaus zu vergrößern. Was sich in Bezug auf die Reibungsminimierung und Verbesserung der Schneidqualität jedoch als äußerst wirksam erwiesen hat.
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Aus 6a lässt sich entnehmen, dass sich der ungefähr hammerkopfförmige Abdeckbereich 23 über einen Winkelbereich 32 von etwa 140° erstreckt. Ein Kernbereich des Abdeckbereichs 23, in dem der Radius 24 sein größtes Maß besitzt und konstant ist, erstreckt sich über einen Winkelbereich 33 von etwa 90°. Eine Mittelachse 34 des Abdeckbereichs 23 verläuft unter einem Winkel zu einer Längsachse 35 der Schwinge 9, die die beiden Drehachsen 8 und 10 miteinander verbindet, von rund 130°. Im vorliegenden Fall beträgt die Radiendifferenz 36 zwischen dem Radius 30 des Kreismessers 11 und dem Radius 24 im Abdeckbereich 23 etwa 14 mm.
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Aus den 11 bis 13, die unterschiedliche perspektivische Abbildungen der Schwinge 9 zeigen, lässt sich entnehmen, dass zwischen dem Boden 4 des Einlegebereichs 2 und einem Boden 37 des Entnahmebereichs 5 ein Schneidspalt 38 ausgebildet ist, durch den sowohl die Schwinge 9 mit ihrem Schwingengehäuse 13 als auch das Kreismesser 11 hindurch treten. Während das Kreismesser 11 sich in sehr kleinem Abstand zu einer Vorderkante 39 des Bodens 4 des Einlegebereichs 2 befindet, so dass die Vorderkante 39 als Gegenschneide dient, ist der Abstand zu einer Vorderkante 40 des Bodens 37 des Entnahmebereichs 5 aufgrund des Schneidspaltes 38 sehr viel größer.
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Um die Gefahr zu eliminieren, dass in den Spaltbereich 38 während des Abschneidens einer Scheibe oder unmittelbar danach eine Scheibe aufgrund der Rotation des Kreismessers 11, dessen Drehrichtung durch einen Pfeil 41 veranschaulicht ist, hineingezogen wird, ist der Schneidspalt 38 ausgehend von dem Boden 37 des Entnahmebereichs 5 mittels eines Stützelements 42 verschlossen. Das Stützelement 42 besitzt die Gestalt einer sich über die gesamte Breite des Entnahmebereichs 5 (und sogar darüber hinaus) erstreckenden Leiste aus einem lebensmittelechten, elastischen Kunststoffmaterial und ist auf eine später noch näher erläuterte Weise an der Unterseite des Bodens 37 des Entnahmebereichs 5 befestigt.
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Aus den 11 bis 13 ist erkennbar, dass das Stützelement 42 einen solchen Abstand von der Vorderkante 39 des Bodens 4 des Einlegebereichs 2 besitzt, dass es auch in geradlinig gestrecktem Zustand einen hinreichenden Freiraum für das Kreismesser 11 belässt. Zu einer Kollision zwischen Kreismesser 11 und Stützelement 42 kann es daher unter keinen Umständen kommen. Hingegen ist die Dicke 20 des Schwingengehäuses 13 in dem Bereich 18 mit reduzierter Dicke (siehe 6b und 6c) größer als der verbleibende Freiraum zwischen dem Stützelement 42 und der Vorderkante 39 des Bodens 4 des Einlegebereichs 2. Aus diesem Grunde verformt sich das Stützelement 42 durch das Schwingengehäuse 13 in diesem Abschnitt 18, der nach rechts und links angrenzend jeweils in einem keilförmigen Bereich 43, 44 ausläuft, entsprechend der Schwingenbewegung in dem Schneidspalt 38. In dem Abschnitt 18, in dem die Dicke somit größer als zu den Rändern des Schwingengehäuses 13 ist, ist die elastische Verformung des Stützelements 42 maximal. Dort kommt es zu einer ungefähr vertikalen Aufwölbung des freien Randes des Stützelements 42, der folglich an dieser Stelle ungefähr einen rechten Winkel mit dem Boden 37 des Entnahmebereichs 5 einschließt. Aufgrund der oszillierenden Bewegung der Schwinge 9 bewegt sich der wie vorstehend beschriebene verformte Bereich des Stützelements 32 fortlaufend entlang der Länge des Stützelements 42 von dessen einem Ende zu dessen anderem Ende. In den 11 bis 13 ist eine Mittelstellung der Schwinge 9 dargestellt, in der das Kreismesser 11 einen Abstand sowohl von einer Seitenwand 45 als auch einer Seitenwand 46 jeweils des Einlegebereichs 2 besitzt. Die wulstförmige Aufwölbung des als eine Art Verschlusslippe dienenden Stützelements 42 wandert somit fortlaufend entlang der Breite des Entnahmebereichs 5 hin und her.
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In den unverformten, ungefähr parallel zu dem Boden 37 des Entnahmebereichs ausgerichteten Abschnitten des Stützelements befindet sich dieses in einer Stützstellung, in der es verhindert, das gerade im entstehen begriffene Scheiben in seinem unterhalb des Stützelements 42 befindlichen Maschineninnenraum gelangen können. Ausgehend von dieser Stützstellung wird das Stützelement 42 durch die Schwinge 9, und zwar durch den reibenden Kontakt mit der Oberfläche des Schwingengehäuses 13 und die dadurch hervorgerufenen Normalkräfte, in eine Freigabestellung verdrängt, so dass die Schwinge 9 ihre oszillierende Bewegung ausführen kann. In der Freigabestellung ist das Stützelement 42 auf Biegung beansprucht und elastisch vorgespannt, so dass es im Zuge einer fortgesetzten Bewegung der Schwinge 9 selbsttätig wieder in die Stützstellung zurückkehrt, sobald der zuvor von dem Schwingengehäuse 13 eingenommene Raum im Schneidspalt 38 an der entsprechenden Stelle wieder freigegeben wurde.
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7 zeigt noch in einer Detailansicht, dass sich die Schwinge 9 mit dem Überlappungsbereich 23 zu einem geringen vorderen Teil in einen Spalt zwischen der Seitenwand 45 des Einlegebereichs 2 und einer gegenüber liegenden Seitenwand 47 des Entnahmebereichs 5 hinein erstreckt. Dasselbe gilt selbstverständlich für die Schneidkante 27 des Kreismessers 11, die um einen geringen Betrag radial weiter nach außen vorsteht. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass auch in einem Eckbereich 48 des Einlegebereichs 2 ein optimales Abschneiden der Scheiben im Sinne eines vollständigen und sauberen Abtrennens von dem verbleibenden Brotlaib sichergestellt ist. Der Überlappungsbereich 23 des Schwingengehäuses 13 erstreckt sich auch mit einem kleinen Teil unterhalb des Bodens 4 des Einlegebereichs 2, so dass auch bei einem Schneiden in dem Eckbereich 48 eine sehr weit reichende Überdeckung des dort maßgeblichen Sektors der Seitenfläche des Kreismessers 11 gegeben ist, selbst unter Berücksichtigung eines gewissen Höhenversatzes zwischen dem Boden 4 des Einlegebereichs 2 und dem Boden 37 des Entnahmebereichs 5 (siehe insbesondere in 11). Aus 11 ist auch zu entnehmen, dass das Schwingegehäuse 13 bei seiner oszillierenden Bewegung durch den Schneidspalt 38 lediglich mit seinem Abschnitt 18 mit (gegenüber dem Verdickungsbereich 14) reduzierter Dicke mit dem Stützelement 42 interagiert.
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Die Befestigung des Stützelements 42 ergibt sich aus den 8 bis 10: Es ist ersichtlich, dass der Boden 37 des Entnahmebereichs 5 in einem Endabschnitt 49 leicht nach oben abgewinkelt ist. Unterhalb des Bodens 37 befindet sich ein Verbindungsabschnitt 50 des Stützelements 42, der mittels einer Klemmleiste 51 sowie Schrauben 52 (die mit nicht sichtbaren Schweißmuttern auf der Unterseite des Bodens 37 zusammenwirken) klemmend befestigt ist. Ein Kragabschnitt 53 des Stützelements 42 ragt mit einem Teilabschnitt 54 über eine Vorderkante 55 des abgewinkelten Endabschnitts 49 des Bodens 37 vor und befindet sich somit in dem Schneidspalt 38. Durch die von unten in den Schneidspalt 38 eingesetzte Schwinge 9 wird der Kragabschnitt 43 verformt, wobei sich im Überlappungsbereich zwischen dem geneigten Endabschnitt 49 des Bodens 37 und dem Kragabschnitt 43 lediglich eine leichte Verformung bis an die Unterseite des Bodens 37 heran bewerkstelligen lässt. Demgegenüber ist der Teilabschnitt 54 vollständig frei und kann bis hin zu einer nahezu senkrechten Ausrichtung seines Randes elastisch verformt werden. Aus 9 ist wiederum der Höhenversatz zwischen dem Boden 5 des Einlegebereichs 2 und dem Boden 37 des Entnahmebereichs 5 ersichtlich.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel, das in den 14 und 15 dargestellt ist, ist die Vorrichtung 1 mit einer Schwinge 57 ausgestattet. Diese Schwinge 57 unterscheidet sich von der bisher gezeigten Schwinge 9 durch ein Einsatzteil 56, das auf der Schwinge 57 angebracht ist. Dieses Einsatzteil 56 ist besonders gut der detaillierten Darstellung der 16a und 16b entnehmbar.
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Das Einsatzteil 56 ist auf einer dem Entnahmebereich 5 der Vorrichtung 1 zugewandten Seite der Schwinge 57 angeordnet. Es weist in dem hier gezeigten Beispiel eine Dicke von ca. 1,0 mm auf und ist von Polytetrafluorethylen (PTFE, „Teflon®”) gebildet. Das Einsatzteil ist derart auf der Schwinge 57 platziert, dass es im Zuge einer Bewegung der Schwinge 57 mit dem Stützelement 42 in reibenden Kontakt tritt. Dies ist besonders gut der 15 entnehmbar, die das Einsatzteil 56 im Eingriff mit dem Stützelement 42 zeigt. Das Einsatzstück 56 eignet sich insbesondere dazu, das Stützelement 42 zu verformen, so dass das Stützelement 42 aus einer Schnittebene, in der das Kreismesser 11 wirkt, „herausgedrückt” wird. Dieses „Herausdrücken” des Stützelements 42 ist dabei derart abgestimmt, dass das Stützelement 42 zu keinem Zeitpunkt mit dem Kreismesser 11 in Kontakt kommt, das heißt bereits aus der Schnittebene herausgedrückt wurde, bevor das Kreismesser 11 das Stützelement 42 erreichen kann.
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Die Ausbildung des Einsatzteils 56 aus PTFE ist insofern besonders von Vorteil, als PTFE einen besonders niedrigen Reibungskoeffizienten aufweist. Vorteilhafterweise ist neben dem Einsatzteil 56 auch das Stützelement 42 zumindest mit PTFE beschichtet. Das führt dazu, dass ein Verschleiß sowohl des Einsatzteils 56 als auch des Stützelements 42 besonders gering ist und eine Lebensdauer des Stützelements 42 gegenüber sonstigen Ausführungen erheblich gesteigert werden kann. Neben der Verwendung von PTFE für das Einsatzteil 56 ist ebenso gut ein anderes Material denkbar. Durch die im Vergleich zu einer Beschichtung große Dicke des Einsatzteils 56 ist dieses besonders gut geeignet, dem reibenden Kontakt mit dem Stützelement 42 lange standzuhalten. Nichtsdestoweniger ist das Einsatzteil 56 vorteilhafterweise von einem Material gebildet, dass einen besonders niedrigen Reibungskoeffizienten aufweist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Einlegebereich
- 3
- Vorschubeinrichtung
- 4
- Boden
- 5
- Entnahmebereich
- 6
- Vorschubrichtung
- 7
- Schneideinrichtung
- 8
- erste Drehachse
- 9
- Schwinge
- 10
- zweite Drehachse
- 11
- Kreismesser
- 12
- Antriebseinrichtung
- 13
- Schwingengehäuse
- 14
- Verdickungsbereich
- 15
- Dicke
- 15'
- Spitze
- 16
- keilförmiger Abschnitt
- 17
- Übergang
- 18
- Abschnitt
- 19
- Abstand
- 20
- Dicke
- 21
- Linie
- 22
- Freiraum
- 23
- Abdeckbereich
- 24
- Radius
- 25
- Radius
- 26
- Bereich
- 27
- Schneidkante
- 28
- Außenkante
- 29
- Abstand
- 30
- Radius
- 31
- Breite
- 32
- Winkelbereich
- 33
- Winkelbereich
- 34
- Mittelachse
- 35
- Längsachse
- 36
- Radiendifferenz
- 37
- Boden
- 38
- Schneidspalt
- 39
- Vorderkante
- 40
- Vorderkante
- 41
- Pfeil
- 42
- Stützelement
- 43
- Bereich
- 44
- Bereich
- 45
- Seitenwand
- 46
- Seitenwand
- 47
- Seitenwand
- 48
- Eckbereich
- 49
- Endabschnitt
- 50
- Verbindungsabschnitt
- 51
- Klemmleiste
- 52
- Schraube
- 53
- Kragabschnitt
- 54
- Teilabschnitt
- 55
- Vorderkante
- 56
- Einsatzteil
- 57
- Schwinge
- α
- Winkel
- β
- Winkel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10312301 A1 [0003]
- DE 3706485 A1 [0006, 0045]
- DE 19820492 C1 [0006]
