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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einschneiden der Oberfläche von Lebensmittelprodukten, insbesondere Speckschwarten, mit einer während des Betriebs rotierenden Messerwelle, die in einem Bearbeitungsbereich zwischen einem Zuführbereich und einem Abführbereich für die Produkte angeordnet ist. Ein Produktvorschub der Einschneidevorrichtung fördert die Produkte durch den Bearbeitungsbereich hindurch. Ferner betrifft die Erfindung eine Produktionslinie mit einer solchen Einschneidevorrichtung.
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Es ist bekannt, dass eine Speckschwarte von Hand mit einem Messer mit mehreren Klingen eingeschnitten werden kann. Die Bearbeitung erfolgt in diesem Fall rein manuell.
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Daneben ist es bekannt, Speckschwarten von Hand einer automatischen Bearbeitungsvorrichtung zuzuführen. Eine angetriebene Messerwelle wird hierbei über das Produkt bewegt. Die Drehzahl der Messerwelle entspricht stets der Drehzahl einer zugeordneten Produktförderwalze. Es ist auch bekannt, die Messerwelle selbst gleichzeitig als Förderwalze zu nutzen und hierzu mit speziell ausgebildeten Schneidkanten zu versehen.
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Eine automatische Einschneidevorrichtung ist beispielsweise aus
DE 39 03 328 A1 bekannt. Diese zeigt eine Vorrichtung mit einer rotierenden Messerwalze, um mittels mehrerer radial abstehender Messerklingen Fischfilets mit bis zu der Haut reichenden Schnitten unterteilen zu können. Die Fischfilets können daraufhin in Stücke zerteilt von der Haut gelöst werden.
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Rotieren die Messerwelle und die Produktförderwalze jedoch mit derselben Geschwindigkeit, so kann aufgrund der vergleichsweise langsam drehenden Messerwelle ein unzureichendes Schnittergebnis die Folge sein.
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Bei zumindest teilweise manuellem Betrieb erweist sich dies noch als weniger problematisch, da der Durchsatz ohnehin begrenzt ist. So kann beispielsweise bei einem unzureichenden Schnittergebnis der Einschneidevorgang durch ein erneutes Einlegen der Schwarte einfach wiederholt werden.
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Bei vollautomatisierten Bearbeitungsvorrichtungen mit Zuführ- und Abführbereichen scheidet diese Möglichkeit jedoch aus. Zudem würde eine Wiederholung des Einschneidevorgangs den Durchsatz und somit die Produktivität erheblich einschränken.
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung sowie eine Produktionslinie zu schaffen, welche verbesserte Ergebnisse beim Einschneiden von Lebensmittelprodukten liefert, insbesondere bei einem möglichst schnellen, bevorzugt automatisierten, Durchlauf der einzelnen Produkte und bei einem möglichst hohen Gesamtdurchsatz.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ferner wird diese Aufgabe durch eine Produktionslinie mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist die Umfangsgeschwindigkeit der Messerwelle größer als die Vorschubgeschwindigkeit des Produktvorschubs.
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Die Messerwelle und der Produktvorschub bewegen sich erfindungsgemäß somit nicht gleich schnell. Im Gegensatz zu herkömmlichen Einschneidevorrichtungen, bei denen die Bewegung der Messerwelle direkt vom Produktvorschub abgeleitet wird, kann die Messerwelle dazu insbesondere unabhängig vom Produktvorschub angetrieben werden. Die Bewegung der Messerwelle wird insbesondere nicht eins zu eins vom Produktvorschub abgeleitet. Auf diese Weise kann ein Geschwindigkeitsunterschied eingestellt werden, wobei die Umfangsgeschwindigkeit der Messerwelle erfindungsgemäß größer als die Vorschubgeschwindigkeit des Produktvorschubs gewählt ist.
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Des Weiteren ist ein unabhängiger Antrieb der Messerwelle nicht zwingend. Ein Geschwindigkeitsunterschied kann auch bei einem gemeinsamen Antrieb durch eine entsprechende Übersetzung oder Untersetzung erhalten werden.
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Dadurch, dass sich die Messerwelle schneller als der Produktvorschub bewegt, wird das Schnittergebnis deutlich verbessert.
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Bei einer höheren Drehzahl der Messerwelle kann die Qualität der Schnitte im Vergleich zu einer niedrigeren Drehzahl beträchtlich gesteigert werden. So kann insbesondere auch bei relativ festen Produkten stets ein gutes Schnittergebnis erzielt werden.
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Durch die Erfindung kann ein optimales Schnittergebnis auch bei einem nur einmaligen Durchlauf der Produkte durch die Vorrichtung sichergestellt werden.
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Daher ist auch ein erneutes, z.B. manuelles, Auflegen des Produktes nicht mehr erforderlich. Ein gutes Einschneideergebnis kann folglich auch dann erreicht werden, wenn die Zuführung und die Abführung des Produktes maschinell erfolgen. Dadurch können der Automatisierungsgrad erhöht und die Produktivität gesteigert werden.
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Die erfindungsgemäße Einschneidevorrichtung kann jedoch auch bei einer, insbesondere zumindest teilweisen, manuellen Zu- und/oder Abführung des Produktes eingesetzt werden.
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Erfindungsgemäß wird die Oberfläche des Produktes durch die Messerwelle insbesondere längs eingeschnitten, d.h. parallel zur Förderrichtung des Produktes durch den Bearbeitungsbereich. Durch mehrere an der Messerwelle vorgesehene Messer können parallel nebeneinander angeordnete Schnitte erzeugt werden. Es ist auch möglich, das Produkt nach dem Einschneiden um 90° zu drehen und erneut einer Einschneidevorrichtung zuzuführen. Hierbei kann es sich um dieselbe oder eine andere, nachgeordnete, insbesondere baugleiche, Einschneidevorrichtung handeln. Auf diese Weise kann z.B. ein Rautenmuster erzeugt werden. Dies kann für bestimmte Lebensmittelprodukte wünschenswert sein.
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Weiterbildungen der Erfindung sind auch den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung zu entnehmen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Messerwelle ein separater Rotationsantrieb zugeordnet, der unabhängig von einem Antrieb des Produktvorschubs betreibbar ist. Bei dem Rotationsantrieb für die Messerwelle kann es sich insbesondere um einen elektrischen Getriebemotor handeln. Die Messerwelle und der Produktvorschub können somit auf einfache Weise völlig unabhängig voneinander betrieben werden.
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Alternativ ist jedoch auch denkbar, den Antrieb für die Messerwelle vom Antrieb des Produktvorschubs abzuleiten. Beispielsweise durch eine entsprechende Übersetzung kann die Geschwindigkeit der Messerwelle in einer gewünschten Weise, vorzugsweise unabhängig vom Produktvorschub, eingestellt werden.
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Die Drehrichtung der Messerwelle ist vorzugsweise derart gewählt, dass sich die Messerwalze an der Stelle, an der sie mit dem Produkt zusammenwirkt, ebenfalls in Förderrichtung bewegt. Dies ist insbesondere durch eine hohe Rotationsgeschwindigkeit der Messerwelle möglich, mit der sich diese in Förderrichtung durch das Produkt bewegt. Die Messerwelle kann dadurch z.B. zum Vorschub des Produktes beitragen. Alternativ ist auch ein Rotieren der Messerwelle entgegen der Förderrichtung denkbar.
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Nach einer weiteren Ausführungsform umfasst der Produktvorschub wenigstens ein unmittelbar am Produkt angreifendes, rotierendes Antriebsorgan, insbesondere eine Antriebswalze oder Antriebsrolle.
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Das Antriebsorgan rotiert insbesondere mit weniger als 100 Umdrehungen pro Minute, wobei bevorzugt eine Drehzahl von ca. 50 Umdrehungen pro Minute vorgesehen ist. Grundsätzlich kann insbesondere in Abhängigkeit von der konkreten Ausgestaltung des Antriebsorgans die Drehzahl jeden beliebigen Wert und auch Werte über 100 Umdrehungen pro Minute annehmen.
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Vorzugsweise ist die Drehachse der Messerwelle und/oder die Drehachse des Antriebsorgans senkrecht zur Förderrichtung des Produktes orientiert. Insbesondere verlaufen die Drehachsen der Messerwelle und des Antriebsorgans parallel zueinander.
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Insbesondere können die Dreh- bzw. Winkelgeschwindigkeit der Messerwelle und die Dreh- bzw. Winkelgeschwindigkeit des rotierenden Antriebsorgans unterschiedlich sein. Die Messerwelle dreht sich bevorzugt schneller als das Antriebsorgan.
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Die Messerwelle und das Antriebsorgan können insbesondere gegensinnig, und damit beide in Förderrichtung, rotieren, insbesondere bei einer relativ hohen Drehgeschwindigkeit der Messerwelle. Grundsätzlich ist auch ein gleichsinniger Lauf möglich.
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Anstelle eines aktiv angetriebenen Antriebsorgans auf der der Messerwelle gegenüberliegenden Produktseite kann dort beispielsweise auch ein passives Andruckorgan, z.B. eine frei drehbare Andruckwalze oder Andruckrolle, vorgesehen sein. Der aktive Produktvorschub wird hierbei auf eine alternative Art und Weise realisiert, beispielsweise mithilfe eines Förderbandes. Auch ist es denkbar, das Produkt z.B. mittels eines, bevorzugt am Endbereich des Produktes eingreifenden, Greifers durch den Bearbeitungsbereich hindurch zu fördern. Der Produktvorschub kann somit grundsätzlich in beliebiger Art erfolgen.
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Ferner muss der Produktvorschub nicht unmittelbar im Bearbeitungsbereich angeordnet sein. So ist beispielsweise auch denkbar, dass im Zuführ- und Abführbereich geeignete Mittel, z.B. Förderbänder, vorgesehen sind, welche das Produkt durch den Bearbeitungsbereich hindurch fördern können.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform greifen die Messerwelle und das Antriebsorgan an einander gegenüberliegenden Seiten des Produktes an, vorzugsweise im Bearbeitungsbereich. Die Messerwelle kann insbesondere unterhalb des Produktes und das Antriebsorgan oberhalb des Produktes angeordnet sein, wobei auch eine umgekehrte Anordnung denkbar ist. Auch eine seitliche Anordnung der Messerwelle und des Antriebsorgans ist grundsätzlich möglich.
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Durch eine gegenüberliegende Anordnung von Messerwelle und Antriebsorgan, insbesondere bei unterhalb des Produktes angeordneter Messerwelle, wird das Drücken des Produktes gegen die Messewelle mittels der Antriebswalze als Antriebs- und Andruckorgan erleichtert. Insbesondere liegt die Schwarte somit an der Unterseite auf, läuft sauber in die Messerwelle ein und wird definiert eingeschnitten.
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Insbesondere kann gemäß einer weiteren Ausführungsform mithilfe des Antriebsorgans bzw. des Andruckorgans die Stärke, d.h. die Dicke und/oder die Konsistenz, der Schwarte erfasst werden. Dieser Dickenausgleich kann somit von oben her erfolgen. Dementsprechend kann z.B. der Abstand zwischen der Messerwelle und dem Antriebs- und Andruckorgan manuell oder automatisch nachjustiert werden, zum Beispiel durch verformbare Gummiräder an der Antriebswalze oder durch eine Lagerung derselben an einer höheneinstellbaren Schwinge.
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Vorzugsweise können auch mehrere Messerwellen und/oder Antriebsorgane in Förderrichtung gesehen hintereinander angeordnet sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Messerwelle zu einer Drehzahl antreibbar, die ein Vielfaches höher ist als die Drehzahl des Antriebsorgans. Insbesondere kann die Drehzahl der Messerwelle etwa im Bereich des 5- bis 30-fachen, bevorzugt des 10- bis 20-fachen, insbesondere bevorzugt des 12- bis 15-fachen, der Drehzahl des Antriebsorgans liegen.
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Wie sich bei Tests zum Einschneiden von Schwarten überraschenderweise herausgestellt hat, wird das Produkt besonders gut dann eingeschnitten, wenn die Drehzahl der Messerwelle deutlich höher ist als die Drehzahl des Antriebsorgans.
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Nach einer weiteren Ausführungsform ist die Messerwelle zu einer Drehzahl im Bereich von etwa 500 bis 800 Umdrehungen pro Minute, bevorzugt etwa 600 bis 750 Umdrehungen pro Minute, antreibbar. Bei derartig hohen Drehzahlen ergibt sich ein besonders gutes Schnittergebnis.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Messerwelle in einem Zwischenraum zwischen einem Zuführförderer und einem Abführförderer angeordnet. Vorzugsweise ist der Zuführförderer und der Abführförderer jeweils als Endlosbandförderer ausgebildet. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn die Messerwelle möglichst nahe an den Förderern angeordnet wird.
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Wenn der Zuführförderer und der Abführförderer jeweils als Endlosbandförderer ausgebildet sind, kann die Produktivität aufgrund des erhöhten Automatisierungsgrades gesteigert werden. Die Produkte müssen nämlich nicht mehr manuell der Messerwelle zugeführt und/oder anschließend manuell entnommen werden.
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Vorzugsweise entspricht der Durchmesser der Messerwelle zumindest im Wesentlichen etwa einem Rollendurchmesser einer Rolle des als Endlosbandförderer ausgebildeten Zuführförderers und/oder Abführförderers.
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Die Messerwelle kann insbesondere unabhängig vom Zuführförderer oder vom Abführförderer angetrieben werden. Die Umfangsgeschwindigkeit der Messerwelle ist dabei größer als die Vorschubgeschwindigkeit des Zuführförderers oder des Abführförderers. Grundsätzlich kann die Drehbewegung der Messerwelle insbesondere auch vom Zuführförderer oder vom Abführförderer abgeleitet werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Messerwelle eine Mehrzahl von, vorzugsweise zumindest 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45 oder 50, längs der Drehachse voneinander, insbesondere äquidistant, beabstandeten Messer auf. Die Messer werden im Folgenden auch als Kreismesser bezeichnet.
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Insbesondere kann die Messerwelle mehrere, vorzugsweise zumindest jeweils zwei, Kreismesser und Distanzscheiben umfassen, welche abwechselnd an der Drehachse angeordnet sind. Durch die Vielzahl an Kreismessern und Distanzscheiben kann eine große Arbeitsbreite gewährleistet werden. So können insbesondere auch mehrere nebeneinander angeordnete Produkte gleichzeitig eingeschnitten werden.
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Vorzugsweise wird mit dem Durchmesser der Distanzscheiben die Eindringtiefe der Kreismesser in das Produkt begrenzt. Die Kreismesser können demnach nur soweit in das Produkt eindringen, bis das Produkt den Außenumfang der Distanzscheiben berührt. Ein weiteres Eindringen kann somit mechanisch verhindert werden. Vorzugsweise sind die Durchmesser der Distanzscheiben identisch. Grundsätzlich ist jedoch auch denkbar, die Distanzscheiben mit unterschiedlichen Durchmessern auszugestalten, um beispielsweise der Kontur eines Produktes zu entsprechen. So kann z.B. in Bereichen, in denen das Produkt eine relativ dickere Schwarte aufweist, der Durchmesser der Distanzscheiben kleiner gewählt werden als in Bereichen mit einer relativ dünneren Schwarte. Das entsprechende Kreismesser kann bei einem kleineren Durchmesser der benachbarten Distanzscheibe folglich tiefer in das Produkt eindringen.
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Während es sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Ausgestaltung um eine autarke, separate Maschine zum Einschneiden von z.B. Schwarten handeln kann, ist gemäß einer anderen Ausführungsform die Vorrichtung als Modul für eine Produktionslinie zum Bearbeiten von Lebensmittelprodukten ausgebildet.
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Aufgrund der möglichen baulichen Ähnlichkeit einer erfindungsgemäßen Einschneidevorrichtung mit einem Entschwarter können gegebenenfalls gleiche Bauteile verwendet werden.
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Nach dem Einschneiden kann das Produkt beispielsweise in Scheiben geschnitten, portioniert und/oder verpackt werden. Als Aufschneidevorrichtung kann insbesondere ein Hochleistungs-Slicer dienen.
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Die Erfindung betrifft zudem eine Produktionslinie zum Verarbeiten von Lebens-mittelprodukten, insbesondere Speckschwarten, mit zumindest einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der vorzugsweise eine Einrichtung zur thermischen Behandlung eingeschnittener Lebensmittelprodukte nachgeordnet ist. Durch das Einschneiden lässt sich die Oberfläche des Produktes vergrößern, wodurch eine thermische Behandlung verbessert werden kann. Auch ist es denkbar, vor einem Entschwarter zunächst erfindungsgemäß die Oberfläche eines gewölbten Produktes einzuschneiden, damit sich dieses entspannt und danach gestreckt bzw. flach durch den Entschwarter gefördert wird.
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Die Produktionslinie kann ferner eine grundsätzlich beliebige Zahl an weiteren Funktionskomponenten, z.B. eine Wiegeeinrichtung, eine Kontur- und/oder Strukturbestimmungseinrichtung, eine Aufschneidevorrichtung, eine Portioniervorrichtung, eine Puffereinrichtung und/oder eine Verpackungseinrichtung, umfassen.
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Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einschneidevorrichtung.
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1 zeigt rein schematisch eine Vorrichtung zum Einschneiden eines Produktes 10, beispielsweise Speck, Schinken, Fleisch oder dergleichen. Das Produkt 10 weist auf einer Seite eine Schwarte 12 auf.
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Das Produkt 10 befindet sich zunächst in einem Zuführbereich 14, welcher durch einen als Endlosband ausgebildeten Zuführförderer 16 gebildet wird. Der Zuführförderer 16 weist Rollen 18 auf, wovon einige angetrieben werden können, um das Produkt 10 in Förderrichtung R zu bewegen.
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An den Zuführbereich 14 schließt sich in Förderrichtung R ein Bearbeitungsbereich 20 an. Im Bearbeitungsbereich 20 ist eine Messerwelle 22 angeordnet, welche mittels eines Antriebs 30 um eine Drehachse M in die Drehrichtung D in Rotation versetzt wird. Die Drehrichtung D ist derart gewählt, dass sich die Messerwelle 22 in Förderrichtung R durch das Produkt 10 bewegt. Grundsätzlich ist auch eine umgekehrte Drehbewegung, d.h. entgegen der Förderrichtung R, möglich.
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Im Bearbeitungsbereich 20 ist ferner eine Antriebswalze 24 angeordnet, welche als Antriebsorgan dient und den Produktvorschub darstellt. Die Antriebswalze 24 wird durch einen Motor 32 als Hauptantrieb in Drehrichtung P um eine Drehachse A in Rotation versetzt. Die Messerwelle 22 sowie die Antriebswalze 24 drehen sich folglich in diesem Ausführungsbeispiel gegensinnig.
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Die dargestellte Anordnung kann auch vertauscht sein, d.h. die Messerwalze 22 kann oberhalb des Produktes 10 und die Antriebswalze 24 unterhalb des Produktes 10 angeordnet sein. Dies erfordert jedoch eine möglichst gleichmäßige Produktoberfläche, um ein gutes Aufliegen und Fördern zu gewährleisten.
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Eine aktiv angetriebene Antriebswalze 24 stellt nur eine Möglichkeit für einen Produktvorschub dar. So kann anstelle der Antriebswalze 24 z.B. ein passiver Niederhalter im Bearbeitungsbereich 20 vorgesehen sein. Der Produktvorschub kann dann auf eine andere Art und Weise realisiert werden.
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An den Bearbeitungsbereich 20 schließt sich ein Abführbereich 26 an. Im Abführbereich 26 ist ein als Endlosbandförderer ausgebildeter Abführförderer 28 mit Rollen 18 vorgesehen.
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Erfindungsgemäß wird das Produkt 10 mit der Schwarte 12 nach unten, vorzugsweise automatisch, auf den Zuführförderer 16 gelegt, der das Produkt 10 in Förderrichtung R zum Bearbeitungsbereich 20 transportiert.
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Im Bearbeitungsbereich 20 sorgt die Antriebswalze 24 für den Produktvorschub. Zudem drückt die Antriebswalze 24 das Produkt 10 auf die Messerwelle 22. Die an der Messerwelle 22 angeordneten Kreismesser dringen daraufhin in die Schwarte 12 ein und schneiden diese ein. Die Messerwelle 22 wird hierbei mittels des separaten Motors 30 angetrieben. Grundsätzlich kann der Antrieb für die Messerwelle 22 jedoch auch vom Antrieb des Zuführförderers 16, des Abführförderers 28 oder der Antriebswalze 24 abgeleitet werden.
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Erfindungsgemäß ist die Umfangsgeschwindigkeit der Messerwelle 22 größer als die mittels der Antriebswalze 24 erzeugte Vorschubgeschwindigkeit des Produktes 10.
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Nachdem die Schwarte 12 eingeschnitten wurde, gelangt das Produkt 10 zum Abführförderer 28 und somit in den Abführbereich 26. In Förderrichtung R wird das eingeschnittene Produkt 10 abtransportiert und beispielsweise einer weiteren Bearbeitungseinrichtung, z.B. einer zusätzlichen Einschneidevorrichtung, einer thermischen Behandlungseinrichtung, einer Aufschneidevorrichtung und/oder einer Verpackungseinrichtung zugeführt. Die erfindungsgemäße Einschneidevorrichtung ist hierbei ein Modul einer Produktionslinie, in die es mit seinen an entsprechende Linienförderer anschließenden Zuführ- und Abführ-Endlosförderbändern 16, 28 integriert ist.
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Erfindungsgemäß wird dadurch, dass die Messerwelle 22 unabhängig vom Produktvorschub 24 angetrieben wird, auf einfache Weise eine hohe Umfangsgeschwindigkeit der Messerwelle 22 und somit eine hohe Schnittgeschwindigkeit erzielt, was zu deutlich verbesserten Schnittergebnissen führt, so dass Mehrfach-Schneidvorgänge nicht nötig sind und ein vollständig automatisierter Durchlauf der Produkte 10 durch die Einschneidevorrichtung möglich ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Produkt
- 12
- Schwarte
- 14
- Zuführbereich
- 16
- Zuführförderer
- 18
- Rolle
- 20
- Bearbeitungsbereich
- 22
- Messerwelle
- 24
- Antriebswalze, Antriebsorgan, Produktvorschub
- 26
- Abführbereich
- 28
- Abführförderer
- 30
- Motor für Messerwelle
- 32
- Motor für Produktvorschub
- R
- Förderrichtung
- M
- Drehachse
- D
- Drehrichtung
- A
- Drehachse
- P
- Drehrichtung
