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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fixieren und Ausrichten von Kuttermessern für ein System zur Feinzerkleinerung und/oder zum Emulgieren von halbfesten, plastischen oder plastoelastischen Stoffen, insbesondere Rohstoffen zur Lebensmittelherstellung, umfassend Mittel zum lösbaren Befestigen der Kuttermesser an einer Kutterantriebswelle gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus der
DE 20 2005 000 892 U1 ist eine Vorrichtung zur Halterung von mehreren Kuttermessern vorbekannt, wobei jeweils zwei Kuttermesser diametral einander gegenüberliegend an einer Aufnahmescheibe befestigt sind. Die Aufnahmescheiben sind mit einer Mehrkantwelle drehfest verbunden. Die an einer der Aufnahmescheiben angebrachten Kuttermesser weisen jeweils eine in Achsrichtung der Mehrkantwelle geneigt verlaufende und einander gegenüberliegende Stirnfläche auf, die als Abstützflächen für die Kuttermesser ausgebildet ist. Die Stirnflächen liegen im montierten Zustand der Kuttermesser unter Vorspannung gegeneinander an. Durch diese Maßnahmen sollen Eigenschwingungen verringert und Fliehkräfte beim Betreiben eines derartigen Kutters reduziert werden.
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Aus der
AT 348 364 ist eine Befestigungsvorrichtung für Kuttermesser bekannt. Auch dort sind jeweils zwei Kuttermesser um 180° versetzt zwischen Distanzringen mittels zweier Befestigungsschrauben verbunden. Die vorbekannte Lösung ermöglicht ein unabhängig voneinander in radialer Richtung zu vollziehendes Nachstellen der Messer, und zwar durch eine Langlochanordnung. Das Langloch befindet sich im Distanzring derart, dass die Achse des Langlochs in einem spitzen Winkel zur Umfangsrichtung gelegen ist und dass die zur Fixierung dienende Schraube das Langloch durchsetzt und mit einer Klemmmutter versehen ist, welche durch Verschiebung der Schraube im Langloch mit einer Flachseite einer Innenkante der Messeraufnahme zur Anlage bringbar ist.
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Die
DE 868 703 offenbart einen Kutter mit auf einer umlaufenden Welle angeordneten Messern, die in eine ebenfalls umlaufende Schüssel eingreifen. Die Kutterschüssel bildet hierbei eine ringförmige Mulde; deren Querschnitt ein Kreisabschnitt ist. In bekannter Weise entfalten die Kuttermesser dann ihre größte Wirksamkeit, wenn sie möglichst nahe an der den Muldenquerschnitt der Schüssel begrenzenden Kreislinie entlanglaufen.
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Gemäß der
DE 868 703 werden die Kuttermesser an einem gemeinsamen Träger beliebiger Gestalt in im Wesentlichen allseitig ausgewuchteter Anordnung, vorzugsweise symmetrisch derart angebracht, dass ihre Schneiden in einer Ebene liegen, und zwar vorzugsweise in einer durch einen Durchmesser der Kutterschüssel gelegten vertikalen Ebene. Dabei sind die Messer nicht mehr unmittelbar auf der Welle, sondern auf einem Träger befestigt, der seinerseits mit der Welle in Verbindung steht.
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Die gattungsbildende
DE 1 884 570 offenbart einen Kutter mit regulierbaren bzw. veränderbaren Schneidvorgängen, auch bei laufender Maschine. Die dortige Vorrichtung gestattet es, die Schneidvorgänge während des Betriebs bzw. bei laufender Maschine kontinuierlich mit beweglichen Messern zu steuern, was durch Betätigung einer Verstellvorrichtung, z. B. in Form eines Handrads erfolgt. Diesbezüglich befinden sich am Ende eines Messerkopfes mehrere drehbar gelagerte Messer, deren Schnittwinkel verstellbar ist. Werden z. B. die dortigen Messerschneiden mit ihrem Schnittwinkel oder Anstellwinkel gegen weitere, nicht verstellbare Kuttermesser gerichtet, so arbeiten die Messer saugend und lassen das Behandlungsgut frei und schnell durch die Kuttermesser im Messerkopf fließen.
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Werden die beweglichen Messer im entgegengesetzten Schnittwinkel, d. h. die Schneide vom Messerkopf abstehend, eingestellt, so drängen diese den Rohstoff, insbesondere eine Fleischmasse zurück. Hieraus resultiert ein Aufstauen und ein Füllen des Messerraums, wodurch ein künstlicher, engerer Schneidraum erreicht wird.
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Dadurch, dass sich alle dazwischen liegenden Schneidwinkel einstellen lassen, kann für jedes Brät die gewünschte mehr oder weniger große Aufstauung und für jede Fleischverarbeitung die jeweils günstigste Schneid- und Verarbeitungsmethodik gewählt werden.
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Die Verstellbarkeit der Messer nach
DE 1 884 570 geschieht mit Hilfe einer Schubstange, die in einer Messerhohlwelle gelagert ist. Die Schubstange kann von einem Hebel zur Messer- bzw. Schnittwinkeleinstellung bewegt werden. Beispielsweise ist der Schnittwinkel der Messer in dem Bereich von +6° bis –6° einstellbar.
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Bekanntermaßen erfolgt die Herstellung feiner Massen, z. B. Feinbrät oder Pasten in Kuttermaschinen der eingangs geschilderten Art. Hierbei werden auf einer rotierenden Welle Messer angeordnet und zentral fixiert, die in einen Kutterbehälter ragen und im Behälter das entsprechende Produkt zerkleinern.
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In bekannten Kuttermaschinen rotieren die Messer in einer ebenfalls rotierenden Schüssel, wobei die Messer- und Schüsselrotation in einem quasi rechten Winkel zueinander stehen. Hierdurch ist es möglich, ständig zu zerkleinerndes Produkt in den Bereich der schnell rotierenden Messer zu transportieren.
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Durch die Rotation der Schüssel wirkt bei jedem Eintauchen der rotierenden Messer in das Produkt ein sehr starker seitlicher Druck, was zu einem unerwünschten Auslenken der Messer, insbesondere auch bei einer Lösung nach
DE 1 884 570 führt. Wenn davon ausgegangen wird, dass die Drehzahl der rotierenden Messer in der Regel bei mehreren 1000 Umdrehungen pro Minute liegt, dann bedeutet dies auch eine sehr große Anzahl von Auslenkungen der Messer pro Minute. Dies führt zu Spannungen in den Kuttermessern, wodurch letztendlich aufgrund Materialermüdung Messerbrüche entstehen.
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Bisher wird versucht, das oben geschilderte Problem durch eine Begrenzung des Schüssel- und damit auch des Messerradius sowie durch eine Limitierung der Schüsseldrehzahl zu lösen.
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Für eine optimale Zerkleinerung und/oder Emulgierung muss das jeweilige Zerkleinerungssystem hinsichtlich der Zerkleinerungsbedingungen an den Rohstoff angepasst werden. Dies bezieht sich vor allem auf die Messer- und Drehzahl der Kutterschüssel, aber auch auf den Auftrittswinkel der Schneiden des Messers auf das Produkt und den eigentlichen Schneidwinkel. Auftrittswinkel und Schneidwinkel werden gegenwärtig dadurch variiert, dass je nach Produkt unterschiedliche Messerformen oder unterschiedliche Anschliffwinkel zur Anwendung kommen.
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Ein häufiger Messerwechsel führt aber zu unerwünschten Zeit- und Produktivitätsverlusten. Ein Nichtwechseln der Messer bei unterschiedlichen Produkten hingegen geht zu Lasten von Qualität und Ausbeute bzw. Wirtschaftlichkeit.
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Ein weiterer Nachteil herkömmlicher Kutter liegt in der Tatsache begründet, dass der Transport des Zerkleinerungsguts durch den Messerbereich im Wesentlichen ausschließlich durch die Rotationsbewegung der Kutterschüssel zustande kommt. Das Messersystem ist an dieser Bewegung nur geringfügig beteiligt. Die Messer wirken mit ihren Seitenflächen eher als Widerstand gegenüber dem Produktstrom, wodurch sich ein großer Energieaufwand für die notwendige Bewegung der Kutterschüssel ergibt.
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Aus dem Vorgenannten ist es Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte Vorrichtung zum Fixieren und Ausrichten von Kuttermessern für ein System zur Feinzerkleinerung anzugeben, welches die Ermüdungs- und Bruchgefahr der eingesetzten Kuttermesser reduziert, und die in der Lage ist, in einfacher und individueller Weise auf spezielle Rezepturen und Eigenschaften der zu behandelnden Stoffe einzugehen, so dass ein wirtschaftliches Betreiben von Kuttern, welche die zu schaffende Vorrichtung enthalten, möglich wird.
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Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch eine Vorrichtung zum Fixieren und Ausrichten von Kuttermessern für ein System zur Feinzerkleinerung gemäß der Merkmalskombination nach Anspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.
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Es wird demnach von einer Vorrichtung zum Fixieren und Ausrichten von Kuttermessern für ein System zur Feinzerkleinerung und/oder zum Emulgieren von halbfesten, plastischen oder plastoelastischen Stoffen, insbesondere Rohstoffen zur Lebensmittelherstellung ausgegangen. Hierbei kann es sich um Rohstoffe wie z. B. Fleisch oder Fisch, aber auch Obst, Gemüse oder dergleichen handeln. Die Vorrichtung umfasst Mittel zum lösbaren Befestigen an sich bekannter Kuttermesser an einer Kutterantriebswelle. Diese Befestigung kann über ebenfalls an sich bekannte Klemm- und Distanzringe durch Verschrauben oder Einspannen erfolgen, wobei selbstverständlich die Möglichkeit einer radialen Einstellung der Messer, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist, erhalten bleibt und sichergestellt ist.
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Erfindungsgemäß ist ein ein- oder mehrteiliger Stütz- oder Trägerkörper vorgesehen, welcher die jeweiligen Kuttermesser unter- oder übergreift.
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Der ein- oder mehrteilige Stütz- oder Trägerkörper steht radial innenseitig mit der Kutterantriebswelle in Verbindung, wobei mindestens radial außenseitig zwischen dem diesbezüglichen Ende des Stütz- oder Trägerkörpers und dem jeweiligen Kuttermesser eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung ausgebildet ist.
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Durch die mehrfache, insbesondere zweifache Fixierung der Kuttermesser ist die beim Stand der Technik gegebene seitliche Auslenkung der Messer mit erhöhter Bruchgefahr nahezu ausgeschlossen.
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Die Messerfixierung kann dabei zentral/tangential, zentral/radial, radial/radial, aber auch radial/tangential auf dem Stütz- oder Trägerkörper erfolgen.
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Der zur Anwendung kommende Stütz- oder Trägerkörper besitzt z. B. eine kreisring- oder kreissegmentförmige, flächige Gestalt.
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Weiterhin kann bei einer Ausführungsform der Stütz- oder Trägerkörper Stützarme besitzen, wobei die Stützarme winklig zur Ebene des Stütz- oder Trägerkörpers verlaufen und mit ihren freien Enden in diesbezügliche, radial außenseitige Aussparungen im jeweiligen Kuttermesser eingreifen.
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Bei einer ersten Ausführungsform ist der Eingriffsbereich zwischen der jeweiligen Aussparung und dem freien Ende des jeweiligen Stützarms als Dreh- oder Verschwenkpunkt zur Einstellung unterschiedlicher Anstellwinkel der Kuttermesser bezüglich der Längsachse der Antriebswelle ausgebildet.
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Bei einer zweiten Ausführungsform sind die Kuttermesser im Bereich der Befestigung auf der Antriebswelle drehfest, jedoch um ihre Längsachse verschwenkbeweglich gelagert, wobei die sich ergebende Winkelvarianz zur Längsachse der Antriebswelle und die hieraus resultierende unterschiedliche Position des radial außenseitigen Endes des jeweiligen Kuttermessers über Formschlusselemente zwischen dem jeweiligen Kuttermesser und dem jeweiligen Stützarm einstellbar bzw. fixierbar ist.
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Die radial außenseitigen Enden der Kuttermesser sind im radial außenseitigen Bereich eines beispielhaften kreisringförmigen Trägerkörpers mit diesem kraftschlüssig verbunden, insbesondere verschraubt.
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Der vorerwähnte kreisringförmige Trägerkörper besitzt in seinem Schwerpunkt eine zentrale Befestigungsfläche und mehrere Verbindungsstege zwischen dieser Befestigungsfläche und dem eigentlichen Kreisring.
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Die zentrale Befestigungsfläche weist beispielsweise eine Vielkantaussparung auf, die der Kontur einer ebenfalls als Vielkant ausgebildeten Kutterantriebswelle entspricht.
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Die Kuttermesser sind gemeinsam mit dem Stütz- oder Trägerkörper drehfest mit der Kutterantriebswelle in Verbindung stehend, jedoch um ihre eigene Achse und/oder zur Längsachse der Kutterantriebswelle unter Beibehalten der gewünschten Abstützfunktion verstellbar. Hier kann eine Verstellmechanik genutzt werden, die aus der Technik der Veränderung des Anstellwinkels eines Propellers bei Fluggeräten bekannt ist.
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Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weisen mindestens Teile der Stütz- oder Trägerkörper eine dreidimensionale Form zur Beeinflussung der Förderwirkung des zu zerkleinernden Stoffs oder Produkts auf. Durch eine z. B. sphärische Form besteht die Möglichkeit, turbinenartig den zu behandelnden Rohstoff zu fördern, um den Produktdurchsatz zu erhöhen.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung besitzen die Kuttermesser eine Kreisbogenform, wobei sowohl Anfang und Ende des Kreisbogens mit dem jeweiligen Stütz- oder Trägerkörper form- und/oder kraftschlüssig verbunden sind.
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Diesbezüglich kann der mit der Antriebswelle drehfest zu verbindende Bereich des Stütz- oder Trägerkörpers Mittel umfassen, die ein Verschwenken des Stütz- oder Trägerkörpers ermöglichen, so dass dieser auch eine vom rechten Winkel bezogen auf die Längsachse der Antriebswelle abweichende Winkelkonfiguration einnehmen kann.
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Die Erfindung soll nachstehend von Ausführungsbeispielen sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.
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Hierbei zeigen:
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1 Seitenansicht und Draufsicht auf eine erste Ausführungsform der Erfindung mit einer Kuttermesserbefestigung in vorderen Bereich formschlüssig an einem entsprechend profilierten Stützkörper;
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2 eine Draufsicht auf eine Messeranordnung mit Stützkörper sowie Schnitt längs der Linie A-A, wobei Stützkörper mit Kuttermesser gemeinsam winkelverstellbar ausgeführt sind, und
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3 eine Draufsicht auf eine Kuttermesseranordnung mit kreisringförmigem Stütz- oder Trägerkörper sowie eine Schnittdarstellung längs der Linie A-A mit Verschraubung der entsprechenden Enden der Kuttermesser am kreisringförmigen Stütz- oder Trägerkörper.
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Den nachfolgenden Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, dass die Kuttermesser zweifach fixiert sind, um eine seitliche Auslenkung der Messer zu vermeiden, mindestens jedoch zu reduzieren. Durch eine variable Schrägstellung der Kuttermesser können produktspezifisch der Auftrittswinkel des jeweiligen Kuttermessers auf das zu behandelnde Produkt wie auch der Schneidenwinkel variiert werden. Dies macht einen Messerwechsel bei entsprechender Änderung der zu behandelnden Ausgangsprodukte weitgehend unnötig. Weiterhin wird über die Schrägstellung der Kuttermesser der Produktstrom in der Schüssel unterstützt. Dies kann zusätzlich dadurch bewirkt werden, wenn die Messerkörper selbst keine plane Form, sondern eine geeignete dreidimensionale Form besitzen, um einen Turbineneffekt mit entsprechender Förderwirkung zu erhalten. Hierdurch wird die Verweildauer des Produkts im Schneidraum verkürzt bzw. ist regulierbar, so dass der Energieverbrauch für den Antrieb der Kutterschüssel gesenkt werden kann. Neben der Form der Kuttermesser kann auch die Form des jeweiligen Stütz- oder Trägerkörpers die gewünschte Förderwirkung auf das Produkt positiv beeinflussen.
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Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Lösung hat der Anwender die Möglichkeit, die geometrische Anordnung der Messer zu verändern und damit an das zu behandelnde Produkt anzupassen, so dass vor Ort auf Qualität und Quantität bei der Feinzerkleinerung Einfluss genommen werden kann. Ein weiterer hervorzuhebender Vorteil bezüglich des Einsatzes der Stütz- oder Trägerkörper ist die Tatsache, dass mit der mehrfachen Befestigung der Messer am Trägersystem die Kuttermesser selbst einfacher und kostengünstiger gestaltet werden können, was neben der Reduzierung des Bruchrisikos der Messer einen erheblichen Vorteil der Erfindung darstellt.
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Bei der Darstellung nach 1 wird mit dem Bezugszeichen 1 der Bereich einer ansonsten nicht näher dargestellten Kutterschüssel 1 gekennzeichnet. In die Kutterschüssel 1 reicht die eigentliche Zerkleinerungseinrichtung hinein, die eine Messerantriebswelle 4, z. B. mit einem Sechskantquerschnitt umfasst.
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Weiterhin zeigt die 1, obere Abbildung, Stützarme 63, die winklig bezogen auf den Stütz- oder Trägerkörper 6 verlaufen.
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Die Stützarme 63 greifen in entsprechende Aussparungen 31 im jeweiligen Messer 3 ein.
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Die Aussparungen 31 sind am jeweils radial außenseitigen Messerende eingebracht.
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Mit der Messerantriebswelle 4 stehen mehrere, üblicherweise als gegenüberliegendes Paar angeordnete Messer 3 in drehfester Verbindung.
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Die Messer 3 werden erfindungsgemäß von einem Trägerkörper 6 unterstützt, der diesbezüglich als Stützkörper wirkt.
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Im Bereich einer radial innenseitigen Messeraufnahme 2 ist in 1, obere Abbildung, eine Winkelverstellbarkeit (Winkel α) angedeutet.
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Eine radial außenseitig liegende Messeraufnahme 5 ist derart ausgeführt, dass dort verschiedene Einrastungen vorgesehen sind, die das Fixieren der unterschiedlichen Messerwinkel α ermöglichen.
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Die Zerkleinerungsvorrichtung nach 2 geht wiederum von einer Kutterschüssel 1 aus, in die die eigentliche Zerkleinerungsvorrichtung, umfassend Antriebswelle 4 mit einer Vielzahl von Messern 3 hineinreicht.
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Bezogen auf die Antriebswelle 4 strahlenartig angeordnete Trägerkörper 6 nehmen jeweils ein Antriebsmesser 3 auf.
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Die Befestigung der Antriebsmesser 3, die z. B. eine Bogenform besitzen, erfolgt bezogen auf die Trägerkörper 6 mehrfach.
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Der Trägerkörper 6 ist im Bereich der Messeraufnahme 2 winkelverstellbar ausgeführt, so dass sich auch bei dieser Ausführungsform ein Verstellwinkel α der Messer 3 realisieren lässt.
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Bei der Ausführungsform nach 3 ist ein kreisringförmiger Trägerkörper, d. h. ein Trägerring 6 vorhanden.
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Der Trägerring 6 ist über Stege 61 mit einer zentralen Befestigungsfläche 62 verbunden.
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Auch bei dieser Ausführungsform können vorteilhaft kreisbogenförmige Messer 3 zur Anwendung kommen, die im Bereich der vorderen, d. h. radial außenseitigen Messeraufnahme 5 mit dem Trägerring 6 verschraubt sind.
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Der Trägerring 6 (siehe Schnittdarstellung längs der Linie A-A nach 1, obere Abbildung) kann eine Gestalt besitzen, die in der Lage ist, den zu zerkleinernden Rohstoff zu fördern, um den Durchsatz des Produkts zu erhöhen und die Behandlungszeit zu verkürzen. In der 3, obere Abbildung ist der Bereich der Kutterschüssel wiederum mit dem Bezugszeichen 1 versehen. Über eine Kröpfung der Messer 3 besteht ergänzend die Möglichkeit, Einfluss auf das Zerkleinerungsergebnis zu nehmen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202005000892 U1 [0002]
- AT 348364 [0003]
- DE 868703 [0004, 0005]
- DE 1884570 [0006, 0009, 0012]
