DE102018118475A1

DE102018118475A1 - Cutting knife, high speed slicer and process for slicing food products

Info

Publication number: DE102018118475A1
Application number: DE102018118475.1A
Authority: DE
Inventors: Jens Schindler
Original assignee: Dipl Ing Schindler & Wagner & Co KG GmbH; Dipl-Ing Schindler & Wagner & Co KG GmbH
Current assignee: Dipl Ing Schindler & Wagner & Co KG GmbH; Dipl-Ing Schindler & Wagner & Co KG GmbH
Priority date: 2018-07-31
Filing date: 2018-07-31
Publication date: 2020-02-06

Abstract

Ein Schneidmesser für Maschinen zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten, insbesondere für Hochgeschwindigkeitsslicer, ist ein während des Schneidbetriebs um eine Drehachse (1) rotierendes Sichelmesser, das an seinem radial äußeren Umfang eine von einer Kreisform abweichende, insbesondere nach Art einer Spirale um die Drehachse (1) umlaufende, Schneidkante (2) aufweist, die in einer senkrecht zur Drehachse (1) verlaufenden Schneidebene (3) liegt. Die Schneidkante (2) bildet das radial außen liegende Ende einer Schneidenfläche (4), deren radial inneres Ende durch den Übergang zu einer Abwurffläche (5) gebildet ist. Die Abwurffläche (5) schließt mit der Schneidebene (3) Abwurfwinkel (β) ein, die in Umfangsrichtung der Schneidkante (2) variieren. Außerdem sind ein Hochleistungsslicer und ein Verfahren zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten angegeben.A cutting knife for machines for slicing food products, in particular for high-speed slicers, is a sickle knife rotating during the cutting operation about an axis of rotation (1), which on its radially outer circumference deviates from a circular shape, in particular in the manner of a spiral around the axis of rotation (1) has circumferential cutting edge (2) which lies in a cutting plane (3) running perpendicular to the axis of rotation (1). The cutting edge (2) forms the radially outer end of a cutting surface (4), the radially inner end of which is formed by the transition to a throwing surface (5). The ejection surface (5) includes the ejection angle (β) with the cutting plane (3), which vary in the circumferential direction of the cutting edge (2). A high-performance slicer and a method for slicing food products are also specified.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schneidmesser für Maschinen zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten, insbesondere für Hochgeschwindigkeitsslicer, wobei das Schneidmesser ein während des Schneidebetriebes um eine Drehachse rotierendes Sichelmesser ist, das an seinem radial äußeren Umfang eine von einer Kreisform abweichende, insbesondere nach Art einer Spirale um die Drehachse umlaufende Schneidkante aufweist, die in einer senkrecht zur Drehachse verlaufenden Schneidebene liegt, wobei die Schneidkante das radial außen liegende Ende einer Schneidenfläche bildet, deren radial inneres Ende durch den Übergang zu einer Abwurffläche gebildet ist.The invention relates to a cutting knife for machines for slicing food products, in particular for high-speed slicers, the cutting knife being a sickle knife rotating during the cutting operation about an axis of rotation, which on its radially outer circumference deviates from a circular shape, in particular in the manner of a spiral about the axis of rotation has circumferential cutting edge, which lies in a cutting plane perpendicular to the axis of rotation, the cutting edge forming the radially outer end of a cutting surface, the radially inner end of which is formed by the transition to a throwing surface.

Außerdem betrifft die Erfindung einen Hochgeschwindigkeitsslicer und ein Verfahren zum Aufschneiden von insbesondere stangenförmigen Lebensmitteln.The invention also relates to a high-speed slicer and a method for cutting open, in particular, rod-shaped foods.

Derartige Schneidmesser sind grundsätzlich bekannt. Die für den Einsatz an Slicern und insbesondere an Hochgeschwindigkeitsslicern verwendeten Messer besitzen meistens eine im weitesten Sinne schalen- oder schüsselartige Form oder entsprechende Freimachungen in Form von Taschen, d. h. auf ihrer während des Schneidbetriebs dem Produkt zugewandten Seite ist der Messerkörper gegenüber der durch die Schneidkante des Messers definierten Schneidebene zurückversetzt. Die dem Produkt beim Schneiden von der Schneidkante ausgehende zugewandte Fläche, als Freifläche bezeichnet, bildet mit der Schneidebene den Freiwinkel φ und öffnet die Messervorderseite konisch radial nach innen. Hierdurch wird erreicht, dass das Messer beim Schnitt nicht an dem auf zu schneidenden Produkt entlang reibt und Stauchungen des Produktes vermieden werden. Diese einseitige Schalen- oder Schüsselform des Messers beeinflusst während des Schneidbetriebs das Produkt selbst praktisch nicht; dem Schneidmesser ausweichen muss lediglich die gerade abgetrennte Produktscheibe, was aufgrund deren leichter Verformbarkeit jedoch unproblematisch ist.Such cutting knives are generally known. The knives used for use on slicers and in particular on high-speed slicers mostly have a bowl-like or bowl-like shape in the broadest sense, or corresponding clearances in the form of pockets, i.e. on their side facing the product during the cutting operation, the knife body is opposite that through the cutting edge of the Knife set back defined cutting plane. The surface facing the product when cutting from the cutting edge, called the free surface, forms the clearance angle with the cutting plane φ and opens the front of the knife conically radially inwards. This ensures that the knife does not rub along the product to be cut and that the product is prevented from being compressed. This one-sided bowl or bowl shape of the knife practically does not influence the product itself during the cutting operation; the cutting knife only has to dodge the just cut product slice, which, however, is unproblematic due to its easy deformability.

In der Praxis ist die Größe des sogenannten Schneidenwinkels ein wichtiger Faktor, um optimale Schneidergebnisse zu erhalten. Der Schneidenwinkel ist derjenige Winkel, der eine am radial äußeren Umfang des Schneidmessers befindliche Fläche, die im Folgenden auch als Schneidenfläche bezeichnet wird und deren radial außen liegendes Ende von der Schneidkante gebildet wird, mit der senkrecht zur Drehachse des Messers verlaufenden Schneidebene einschließt.In practice, the size of the so-called cutting edge angle is an important factor in obtaining optimal cutting results. The cutting edge angle is the angle which includes a surface located on the radially outer circumference of the cutting knife, which is also referred to below as the cutting surface and the radially outer end of which is formed by the cutting edge, with the cutting plane running perpendicular to the axis of rotation of the knife.

Insbesondere bei Hochgeschwindigkeitsslicern, die Messerdrehzahlen bis zu 2400 U/min aufweisen und somit bis zu 40 Schnitte pro Sekunde ausführen, ist eine den Schnitteigenschaften des Produktes angepasste Ausführung des Schneidenwinkels unerlässlich.Especially with high-speed slicers that have knife speeds of up to 2400 rpm and thus perform up to 40 cuts per second, a design of the cutting angle that is adapted to the cutting properties of the product is essential.

In der Praxis werden Messer mit einem konstanten Schneidenwinkel verwendet, wobei die Größe des Schneidenwinkels einen Kompromiss für das jeweilig aufzuschneidende Produkt darstellen. Dieser Kompromiss ist insbesondere auf die Doppelfunktion der Schneidenfläche zurückzuführen, zum einen ist sie zusammen mit der Schneidkante zur Bildung eines stabilen Schneidkeiles verantwortlich, zum anderen wird durch die Schneidenfläche eine Abwurfkraft in die just abgetrennte Scheibe indiziert.In practice, knives with a constant cutting edge angle are used, the size of the cutting edge angle being a compromise for the respective product to be cut. This compromise is due in particular to the double function of the cutting surface, on the one hand it is responsible together with the cutting edge for the formation of a stable cutting wedge, and on the other hand a throwing force is indicated by the cutting surface in the just cut off disc.

Je nach Schneidenwinkel fällt diese Kraft höher oder niedriger aus. Ein kleiner Schneidenwinkel, d.h. eine relativ flach eingestellte Schneidenfläche, ergibt schonende sanfte Schnitte mit entsprechend niedrigen Schnittkräften. Die abgetrennte Scheibe wird bei einem kleinen Schneidenwinkel jedoch deutlich weniger über die Schneidenfläche vom Messer abgeworfen, so dass die Scheibe unkontrolliert und damit unregelmäßig fällt. Das Bilden geordneter Portionen, wie zum Beispiel eine Schindel oder ein Stapel bestehend aus mehreren Scheiben, wird dadurch unmöglich oder zumindest sehr erschwert. Kleine Schneidenwinkel zusammen mit den nötigen Freiwinkeln führen zu schlanken Messerschneiden, die weniger stabil sind und damit eine kürzere Lebensdauer haben als Messerschneiden mit großen Schneidwinkeln.This force is higher or lower depending on the cutting edge angle. A small cutting edge angle, i.e. a relatively flat cutting surface results in gentle, gentle cuts with correspondingly low cutting forces. With a small cutting edge angle, however, the severed disc is thrown off the knife significantly less over the cutting surface, so that the disc falls uncontrollably and therefore irregularly. The formation of ordered portions, such as a shingle or a stack consisting of several slices, is impossible or at least very difficult. Small cutting angles together with the necessary clearance angles result in slender knife edges that are less stable and therefore have a shorter service life than knife edges with large cutting angles.

Ein großer Schneidenwinkel führt zu großen Schnittkräften, die teilweise das Produkt während des Schnittes durch Stauchungen zerstören können. Ein weiterer Nachteil großer Schneidenwinkel besteht in einer zu hohen Abwurfkraft zwischen der Schneidenfläche und einer abgetrennten Scheibe zum Abwerfen der Scheibe, da hierdurch die Reibungskraft in tangentialer Richtung zwischen Messer und Scheibe soweit ansteigen kann, dass die Scheiben unkontrolliert seitlich aus der Maschine geschleudert werden. Das seitliche Herausschleudern der Scheiben aus der Maschine wird auch durch eine in den Abmessungen zu breite Schneidenfläche oder durch eine Berührung der geschnittenen Scheibe mit der übrigen Messerrückenfläche hervorgerufen. Daher erfolgt die Dimensionierung der Breite der Schneidenfläche in einem Bereich bis zu max. 3 mm sowie einer flachen Messerrückenfläche mit einem Messerrückenwinkel von max. 15°.A large cutting edge angle leads to large cutting forces, which can partially destroy the product during the cutting due to compression. Another disadvantage of large cutting edge angles is that the ejection force is too high between the cutting surface and a separate disc to eject the disc, since this can increase the frictional force in the tangential direction between the knife and the disc to such an extent that the discs are thrown sideways out of the machine in an uncontrolled manner. The side throwing the discs out of the machine is also caused by a cutting surface that is too wide in dimensions or by a contact of the cut disc with the rest of the knife back surface. Therefore, the width of the cutting surface is dimensioned in a range up to max. 3 mm and a flat knife back surface with a knife back angle of max. 15 °.

In der DE 0 2007 040 350 A1 wird als Lösung zur Minimierung von Produktstauchungen und Optimierung der Produktablage ein Schneidmesser vorgestellt, dessen Größe des Schneidenwinkels in Umfangsrichtung variiert. Dabei wird der Schneidenwinkel für jeden Umfangsbereich des Schneidmessers auf das Verhalten der Produkte abgestimmt. So wird insbesondere der Eintauchprozess des Messers ins Produkt mit einem anderen Schneidenwinkel bedacht als z.B. das darauf folgende Durchschneiden des Produktes. So vorteilhaft diese Erfindung für einige spezielle Produkte sein mag, weist sie doch erhebliche Nachteile auf. Durch das Variieren des Schneidenwinkels variiert auch die Steifigkeit und Festigkeit der Messerschneide. Dies hat insbesondere bei harten z.B. tiefgefrorenen Produkten wie auch bei Produkten mit einer harten Außenschale den Nachteil, dass die Schneidkante sehr schnell ausbrechen und die Schneidfähigkeit des Schneidmessers nach wenigen Arbeitszyklen verloren gehen kann.In the DE 0 2007 040 350 A1 As a solution to minimize product compression and optimize product placement, a cutting knife is presented, the size of the cutting angle varies in the circumferential direction. The cutting angle for each circumferential area of the cutting knife is matched to the behavior of the products. So In particular, the dipping process of the knife into the product is considered with a different cutting angle than, for example, the subsequent cutting through of the product. As advantageous as this invention may be for some special products, it has significant disadvantages. By varying the cutting edge angle, the rigidity and strength of the knife edge also vary. This has the disadvantage, in particular in the case of hard, for example frozen products, as well as products with a hard outer shell, that the cutting edge breaks out very quickly and the cutting ability of the cutting knife can be lost after a few working cycles.

Schneidmesser werden häufig einmal pro Produktionsschicht mittels Nachschliff der Schneidenfläche nachgeschärft. Aus logistischen Gründen erfolgt daher dieser Nachschliff durch die Betreiber der Hochleistungsslicer selbst. Hierzu steht eine Vielzahl von einfach aufgebauten Messerschleifmaschinen am Markt zur Verfügung. Der Schneidenwinkel wird in diesen Maschinen fest eingestellt und bis auf einige Ungenauigkeiten wird die Schneidenfläche reproduzierbar am gesamten Schneidmesserumfang mit diesem konstanten Schneidenwinkel nachgeschärft. Schleifmaschinen, die eine variable Größe des Schneidenwinkels am Umfang von Sichelmessern nachschärfen können, sind um ein Vielfaches aufwändiger und kostenintensiv, da sie in der Regel über computergesteuerte Antriebs- und Stellachsen verfügen müssen.Cutting knives are often sharpened once per production shift by regrinding the cutting surface. For logistical reasons, this regrinding is carried out by the operators of the high-performance slicers themselves. A large number of simple knife sharpening machines are available on the market for this purpose. The cutting edge angle is fixed in these machines and, apart from a few inaccuracies, the cutting surface is reproducibly sharpened over the entire circumference of the cutting knife with this constant cutting edge angle. Grinding machines that can re-sharpen a variable size of the cutting edge on the circumference of sickle knives are many times more complex and cost-intensive, since they usually have to have computer-controlled drive and positioning axes.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schneidmesser, einen Hochgeschwindigkeitsslicer und ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, so dass einerseits allen produkt- bzw. anwendungsspezifischen Gegebenheiten Rechnung getragen werden kann und andererseits die Nachteile einer geschwächten Schneidkante und ein aufwändiges Equipment zum Nachschärfen des Messers vermieden werden können.The object of the invention is to further develop a cutting knife, a high-speed slicer and a method of the type mentioned at the outset, so that on the one hand all product or application-specific circumstances can be taken into account and on the other hand the disadvantages of a weakened cutting edge and complex equipment for resharpening the knife can be avoided.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei einem Schneidmesser der eingangs genannten Art dadurch, dass
die Abwurffläche mit der Schneidebene Abwurfwinkel einschließt, die in Umfangsrichtung der Schneidkante variieren.This problem is solved with a cutting knife of the type mentioned in that
the ejection surface with the cutting plane includes ejection angles that vary in the circumferential direction of the cutting edge.

Durch die erfindungsgemäß getrennte Zuordnung der Funktion Schneiden zur Schneidenfläche und der Funktion Abwerfen zur Abwurffläche kann jede der Flächen optimal zur Funktionserfüllung gestaltet werden, während gemäß dem Stand der Technik Kompromisse zwischen beiden Funktionen durch eine Fläche eingegangen werden müssen. Durch einen stumpfen, das heißt großen Schneidenwinkel wird die Schnitthaltigkeit des Messers über einen deutlich größeren Arbeitszeitraum sichergestellt. Es war für den Fachmann überraschend, dass die in Patentschrift DE 0 2007 040 350 A1 genannten Nachteile stumpfer Schneidenwinkel - sogenannte Stauchungen - durch eine sanftere Messerkontur insbesondere einer niedrigeren Steigung der Spirale vollständig egalisiert werden konnten.Due to the separate assignment according to the invention of the cutting function to the cutting surface and the throwing function to the throwing surface, each of the surfaces can be optimally designed to fulfill the function, while according to the prior art compromises between the two functions have to be made by one surface. A blunt, i.e. large cutting edge angle ensures that the knife remains stable over a significantly longer working period. It was surprising to those skilled in the art that the patent DE 0 2007 040 350 A1 Disadvantages of obtuse cutting edge angles - so-called upsets - could be completely compensated for by a gentler knife contour, in particular a lower pitch of the spiral.

Die Gestaltung der Abwurffläche erfolgt besonders vorteilhaft mit veränderlichen Abwurfwinkeln, da über dem durch die Spiralform bedingt anwachsendem Messerradius die Tangentialgeschwindigkeit eine Veränderliche darstellt. Ist zum Beispiel der Abwurfwinkel im Bereich des Anschnittes zu groß, so eilt das Oberteil der Scheibe voraus und rollt kopfüber ein. Umgekehrt klappt die Scheibe bei zu kleinem Abwurfwinkel nach hinten um.The design of the ejection surface takes place particularly advantageously with variable ejection angles, since the tangential speed represents a variable over the increasing knife radius due to the spiral shape. If, for example, the discharge angle in the area of the gate is too large, the upper part of the disc hurries ahead and rolls upside down. Conversely, the disc folds backwards if the discharge angle is too small.

Dabei kann der Übergang zwischen der Schneidenfläche der Abwurffläche durch eine Übergangskante, so dass die Schneidenfläche und die Abwurffläche unmittelbar aneinander angrenzen, oder durch eine Übergangsfläche zwischen der Schneidenfläche und der Abwurffläche ausgebildet sein.The transition between the cutting surface of the throwing surface can be formed by a transition edge, so that the cutting surface and the throwing surface directly adjoin one another, or by a transition surface between the cutting surface and the throwing surface.

Mit Blick auf das oben erläuterte Nachschleifen ist es günstig, wenn die Schneidenfläche mit der Schneidebene einen konstanten Schneidenwinkel einschließt.With a view to the regrinding described above, it is advantageous if the cutting surface includes a constant cutting angle with the cutting plane.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Schneidenfläche und die Abwurffläche auf einer während des Schneidbetriebs von einem aufzuschneidenden Produkt abgewandten Messerrückseite angeordnet sind.It is particularly advantageous if the cutting surface and the throwing surface are arranged on a rear side of the knife facing away from a product to be cut open during the cutting operation.

Vorzugsweise ist die Breite der Abwurffläche auf ca. 5 mm begrenzt und beträgt insbesondere zwischen 0,5 mm und 5 mm, da sonst durch zu große Reibungskräfte, die Scheiben seitlich aus der Maschine geschleudert werden können.The width of the ejection surface is preferably limited to approximately 5 mm and is in particular between 0.5 mm and 5 mm, since otherwise the discs can be thrown out of the side of the machine by excessive frictional forces.

Als besonders vorteilhaft hat sich die Beschichtung der Abwurffläche mit einer Antihaft- oder Gleitbeschichtung aus Kunststoff, insbesondere aus PTFE, erwiesen. Hierdurch werden die Reibungskräfte und damit die in Drehrichtung des Messers auf die Produktscheiben aufgebrachten Tangentialkräfte minimiert. Aufgrund der erfindungsgemäßen Gestaltung des Messers wird insbesondere beim Nachschärfen des Messers nur die Schneidenfläche nachgeschliffen, während die reibungsminimierte Abwurffläche und deren Beschichtung in ihren Eigenschaften unverändert bleibt.Coating the ejection surface with a non-stick or sliding coating made of plastic, in particular PTFE, has proven to be particularly advantageous. This minimizes the frictional forces and thus the tangential forces applied to the product discs in the direction of rotation of the knife. Due to the design of the knife according to the invention, only the cutting surface is reground, in particular when resharpening the knife, while the properties of the friction-minimized throwing surface and its coating remain unchanged.

Die Abwurffläche kann mit Noppen und/oder Kullen und/oder Rillen versehen sein. Kullen und/oder Noppen dienen der Verringerung der Reibung zwischen abgetrennter Scheibe und Abwurffläche. Durch eine abgestimmte spezielle Ausrichtung von Rillen in Winkeln abweichend zur jeweiligen Normalen der Schneidkante nennenswerte Radialkräfte auf die abzuwerfende Scheibe erzielt werden können. Mittels dieser Radialkräfte lässt sich das Ablegeverhalten der Scheiben nochmals günstig beeinflussen.The ejection surface can be provided with knobs and / or balls and / or grooves. Bullets and / or knobs serve to reduce the friction between the separated disc and the throwing surface. Due to a coordinated special alignment of grooves at angles deviating from the respective normal of the cutting edge, there are significant radial forces the disc to be thrown can be achieved. By means of these radial forces, the placement behavior of the disks can again be influenced favorably.

Die oben angegebene Aufgabe wird bei einem Hochgeschwindigkeitsslicer und einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass ein Schneidmesser mit einigen oder allen der oben erläuterten Merkmale vorgesehen ist bzw. verwendet wird.The above-mentioned object is achieved with a high-speed slicer and a method of the type mentioned at the outset by providing or using a cutting knife with some or all of the features explained above.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

1 eine Ansicht der Messerrückseite des erfindungsgemäßen Schneidmessers;
2 eine Querschnittansicht des erfindungsgemäßen Schneidmessers;
3 einen Teilquerschnitt des erfindungsgemäßen Schneidmessers zusammen mit dem zu schneidenden Produkt und der Schneidleiste in starker Vergrößerung;
4 einen Ausschnitt der Rückseite des erfindungsgemäßen Schneidmessers mit rillierter Abwurffläche.

The invention is described below with reference to the drawing. Show it:

1 a view of the rear side of the cutting knife according to the invention;
2 a cross-sectional view of the cutting knife according to the invention;
3 a partial cross section of the cutting knife according to the invention together with the product to be cut and the cutting bar in high magnification;
4 a section of the back of the cutting knife according to the invention with a grooved throwing surface.

Das in 1 dargestellte erfindungsgemäße Schneidmesser ist als Sichelmesser ausgebildet und umfasst eine spiralartig um eine Drehachse 1 umlaufende Schneidkante 2 die sich etwa über einen Winkelbereich von 270° erstreckt und in einer senkrecht zur Drehachse 1 verlaufenden Schneidebene 3 liegt. Der Abstand der Schneidkante 2 von der Drehachse 1, d.h. der Radius R des Schneidmessers, nimmt kontinuierlich mit dem Messerwinkel µ zu, und zwar entgegen einer Drehrichtung T, in der das Schneidmesser während des Schneidbetriebs um die Drehachse 1 rotiert. Das erfindungsgemäße Schneidmesser ist zum Einsatz an einem Hochgeschwindigkeitsslicer bestimmt, der nicht eigens gezeigt ist. Dieser Hochgeschwindigkeitsslicer sind mit einem Rotor versehen, der eine die Drehachse 1 festlegende Antriebswelle nebst Lagerung für das Schneidmesser aufweist. Zur zentrischen Aufnahme des Schneidmessers am Rotor sind der in 1 dargestellte Messerfreiraum 8 sowie die Messerbefestigungsbohrungen 9 vorgesehen. Die Schneide derartiger Sichelmesser ist durch die Schneidkante 2 und eine Schneidenfläche 4 gebildet und durchläuft bei jeder Umdrehung einen in 1 unterhalb des Messers dargestellten Schneidbereich S und trennt dabei von jedem in diesem Schneidbereich S befindlichen Produkt eine Scheibe ab. Das in Drehrichtung T rotierende Schneidmesser taucht dabei zunächst mit einem Anschnittbereich A und dem kleinsten Radius R in den Schneidbereich S ein. Das endgültige Abtrennen erfolgt mit dem Austritt des Schneidmessers aus dem Schneidbereich S in einem Abschnittbereich B, der bei dem größten Radius R liegt. Die Spiralform des Messers wird durch den Messerradius R in jeweiliger Winkelposition zum Messerwinkel µ in Polarkoordinaten beschrieben.This in 1 The cutting knife according to the invention shown is designed as a sickle knife and comprises a spiral around an axis of rotation 1 circumferential cutting edge 2 which extends approximately over an angular range of 270 ° and in a perpendicular to the axis of rotation 1 trending cutting plane 3 lies. The distance of the cutting edge 2 from the axis of rotation 1 , ie the radius R of the cutting knife, increases continuously with the knife angle μ to, and against a direction of rotation T , in which the cutting knife around the axis of rotation during the cutting operation 1 rotates. The cutting knife according to the invention is intended for use on a high-speed slicer, which is not specifically shown. These high-speed slicers are equipped with a rotor that has an axis of rotation 1 defining drive shaft and storage for the cutting knife. For the centric mounting of the cutting knife on the rotor, the in 1 Knife clearance shown 8th as well as the knife mounting holes 9 intended. The cutting edge of such sickle knives is through the cutting edge 2 and a cutting surface 4 formed and passes through an in every revolution 1 cutting area shown below the knife S and separates from everyone in this cutting area S located product a disc. That in the direction of rotation T Rotating cutting knives first dive with a gate area A and the smallest radius R in the cutting area S on. The final cutting takes place when the cutting knife exits the cutting area S in a section area B which is at the largest radius R lies. The spiral shape of the knife is determined by the knife radius R in the respective angular position to the knife angle μ described in polar coordinates.

Steigt der Messerradius R stark über einem vergleichsweise kleinem Winkelbereich an, so ist die Messersteigung groß und das Messer „hackt“ das Produkt ab. Ist der Gradient des Messerradius R über einem Bereich des Messerwinkels µ dagegen klein, so erfolgt ein sanfter der Schnitt. Sowohl die Schneidenfläche 4 als auch eine Abwurffläche 5 verlaufen annähernd parallel zur Schneidkante 2. Auch eine spiralförmige Messerrückenfläche 6 ist radial nach außen durch eine parallel zur Schneidkante 2 verlaufende Kontur begrenzt.The knife radius increases R strongly over a comparatively small angular range, the knife pitch is large and the knife "chops" off the product. Is the gradient of the knife radius R over a range of knife angle μ on the other hand, small, so the cut is gentle. Both the cutting surface 4 as well as a drop surface 5 run approximately parallel to the cutting edge 2 , Also a spiral knife back surface 6 is radially outwards through a parallel to the cutting edge 2 running contour limited.

In 2 ist ein Schnitt des erfindungsgemäßen Sichelmessers, das um Drehachse 1 rotiert, gezeigt. Die Schneidkante 2 liegt in der Schneidebene 3, die senkrecht auf die Drehachse 1 steht. Die Schneidenfläche 4 erstreckt sich von der Schneidkante 2 über die Breite w im Schneidenwinkel α zur Schneidebene 3. Die Schneidenfläche 4 bildet zusammen mit einer Freifläche 7, die im Freiwinkel ϕ gegenüber der Schneidebene 3 liegt, den Schneidkeil. Insbesondere durch die Freifläche 7 ist das Messer auf der Vorderseite D hohl und reibt damit beim Schnitt nicht am Produkt. Im Anschluss an die Schneidenfläche 4 folgt radial nach innen die Abwurffläche 5. Die Abwurffläche 5 ist im über dem Umfang des Schneidmessers variablen Winkel β gegenüber der Schneidebene 3 angeordnet und erststreckt sich über die Breite b bis zur Messerrückenfläche 6. Die Messerrückenfläche 6 ist mit dem Winkel δ zur Schneidebene 3 angeordnet und bildet den Übergang zum scheibenförmigen Grundkörper des Messers. Damit die Messerrückenfläche 6 niemals die abgetrennte Scheibe berührt, muss der Messerrückenwinkel δ deutlich kleiner als der Abwurfwinkel β gestaltet werden.In 2 is a section of the sickle knife according to the invention, the axis of rotation 1 rotated, shown. The cutting edge 2 lies in the cutting plane 3 that are perpendicular to the axis of rotation 1 stands. The cutting surface 4 extends from the cutting edge 2 across the width w at the cutting angle α to the cutting plane 3 , The cutting surface 4 forms together with an open space 7 which are at clearance angle ϕ with respect to the cutting plane 3 lies, the cutting wedge. Especially through the open space 7 is the knife on the front D hollow and does not rub against the product when cutting. Following the cutting surface 4 the ejection surface follows radially inwards 5 , The drop surface 5 is at a variable angle over the circumference of the cutting knife β opposite the cutting plane 3 arranged and stretches across the width b to the back of the knife 6 , The knife back surface 6 is with the angle δ to the cutting plane 3 arranged and forms the transition to the disc-shaped base body of the knife. So that the back of the knife 6 the knife back angle must never touch the separated disc δ significantly smaller than the discharge angle β be designed.

3 verdeutlicht die Funktionen der Schneidenfläche 4 und der Abwurffläche 5 anhand eines Teilschnittes des Schneidmessers, des Produkts 10 und einer Schneidleiste 12. Durch die Rotation um die Drehachse 1 bewegt sich der durch Schneidenfläche 4 und Freifläche 7 gebildete Schneidkeil in der Projektion 3 nach unten durch das Produkt 10. Dabei entsteht die abzutrennende Produktscheibe 11. Die feststehende Schneidleiste 12 unterstützt das Produkt 10 gegen Gewichts- und Schnittkräfte und bildet die Gegenschneide zum Schneidmesser. Der Schnitt des Produktes erfolgt durch die Schneidkante 2 und die Schneidenfläche 4. Durch die Schneidenfläche 4 entsteht ein Verdrängungseffekt auf die entstehende Produktscheibe 11, diese fließt jedoch aufgrund des Schnittdruckes, der Produktelastizität und Massenträgheit um die Schneidenfläche 4 herum und verharrt auf der Messerrückseite C. Durch die Berührung des abgetrennten Materials mit der Abwurffläche 5 wird dieses axial zur Drehachse 1 vom Messer weg beschleunigt. Die Beschleunigungskräfte hängen dabei in erster Linie vom Abwurfwinkel β der Abwurffläche 5 und der Schnittgeschwindigkeit des Schneidmessers ab. In 3 ist ein leichtes Vorauseilen des oberen Bereiches der Produktscheibe 11 dargestellt. Ist dieser Effekt zu groß, rollt sich die Produktscheibe auf einem darunterliegenden Transportband ein und es entstehen unbrauchbare Portionsbilder. Durch Veränderung des Abwurfwinkels β über dem Messerumfang können die Beschleunigungskräfte für das jeweilige Produkt optimal definiert werden. 3 illustrates the functions of the cutting surface 4 and the drop surface 5 based on a partial cut of the cutting knife, the product 10 and a cutting bar 12 , By rotating around the axis of rotation 1 moves through the cutting surface 4 and open space 7 formed wedge in the projection 3 down through the product 10 , This creates the product slice to be separated 11 , The fixed cutting bar 12 supports the product 10 against weight and cutting forces and forms the counter knife to the cutting knife. The product is cut through the cutting edge 2 and the cutting surface 4 , Through the cutting surface 4 there is a displacement effect on the resulting product disc 11 , however, this flows around the cutting surface due to the cutting pressure, the product elasticity and mass inertia 4 and remains on the back of the knife C , By the touch of the separated material with the drop surface 5 this becomes axial to the axis of rotation 1 accelerated away from the knife. The acceleration forces depend primarily on the angle of discharge β the drop surface 5 and the cutting speed of the cutting knife. In 3 is a slight advance of the upper area of the product disc 11 shown. If this effect is too great, the product disc rolls up on a conveyor belt underneath and unusable portion images are created. By changing the discharge angle β The acceleration forces for the respective product can be optimally defined over the circumference of the knife.

In 4 ist eine besondere Ausgestaltungsform der Abwurffläche 5 dargestellt. Neben dem variablen Abwurfwinkel β dienen weitere Gestaltungselemente der Abwurffläche 5 einer optimalen Scheibenablage und Portionsbildung bei Hochgeschwindigkeitsslicern. Durch die Einbringung von Rillen 13 in die Abwurffläche 5 können neben besseren Ablöse- und damit Reibungsverhältnissen Tangentialkräfte Ft und Radialkräfte Fr auf die Produktscheibe ausgeübt werden. Die Rillen werden sehr fein, zum Beispiel 0,3 mm tief, halbrund oder prismatisch durch Schleifen in die Abwurffläche 5 eingebracht. Die Kanten der jeweiligen Rillen 13 üben Normalkräfte Fn über Reibung auf die Produktscheiben 11 aus. Sind die Rillen 13 in einem Rillenwinkel r gegenüber der Normalen N zur Schneidkante angeordnet, so entstehen Normalkräfte Fn mit radialen Anteilen Fr, die das Ablageverhalten der Produktscheiben 11 stabilisieren. Schädliche Tangentialkräfte Ft werden durch Erhöhung des Rillenwinkels r dagegen reduziert. Der beschriebene Effekt ist überraschend hoch und hängt von Reibungskoeffizienten des Produktes gegenüber der Abwurffläche des Messers ab.In 4 is a special design of the drop surface 5 shown. In addition to the variable discharge angle β serve further design elements of the drop surface 5 optimal disc placement and portion formation with high-speed slicers. By making grooves 13 into the drop area 5 can, in addition to better separation and thus friction, tangential forces Ft and radial forces Fri. be exerted on the product disc. The grooves become very fine, for example 0.3 mm deep, semicircular or prismatic by grinding into the ejection surface 5 brought in. The edges of the respective grooves 13 exercise normal forces Fn through friction on the product discs 11 out. Are the grooves 13 at a groove angle r compared to the normal N arranged to the cutting edge, normal forces Fn arise with radial components Fri. , the storage behavior of the product slices 11 stabilize. Harmful tangential forces Ft are made by increasing the groove angle r against it reduced. The effect described is surprisingly high and depends on the coefficient of friction of the product against the throwing surface of the knife.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 02007040350 A1 [0009, 0013]

Claims

Cutting knife for machines for slicing food products, in particular for high-speed slicers, the cutting knife being a sickle knife rotating during the cutting operation about an axis of rotation (1), which on its radially outer circumference deviates from a circular shape, in particular in the manner of a spiral around the axis of rotation ( 1) has circumferential cutting edge (2) which lies in a cutting plane (3) running perpendicular to the axis of rotation (1), the cutting edge (2) forming the radially outer end of a cutting surface (4), the radially inner end of which through the transition to form a throwing surface (5), characterized in that the throwing surface (5) with the cutting plane (3) includes throwing angles (β) which vary in the circumferential direction of the cutting edge (2).

Cutting knife after Claim 1 , characterized in that the transition between the cutting surface (4) of the ejection surface (5) by a transition edge, so that the cutting surface (4) and the ejection surface (5) directly adjoin one another, or by a transition surface between the cutting surface (4) and the ejection surface (5) is formed.

Cutting knife after Claim 1 or 2 , characterized in that the cutting surface (4) with the cutting plane (3) includes a constant cutting edge angle (α).

Cutting knife according to one of the preceding claims, characterized in that the cutting surface (4) and the throwing surface (5) are arranged on a rear side of the knife (C) facing away from a product (10) to be cut open during the cutting operation.

Cutting knife according to one of the preceding claims, characterized in that the width (w) of the cutting surface (4) is between 0.2 mm and 5 mm.

Cutting knife according to one of the preceding claims, characterized in that the cutting angle (α) is between 16 and 45 degrees.

Cutting knife according to one of the preceding claims, characterized in that the width (b) of the ejection surface (5) is between 0.5 mm and 5 mm.

Cutting knife according to one of the preceding claims, characterized in that the throwing surface (5) is provided with an anti-stick coating made of a plastic, in particular of PTFE.

Cutting knife according to one of the preceding claims, characterized in that the ejection surface (5) is provided with knobs and / or balls for better detachment of the product (10) from the knife.

Cutting knife according to one of the preceding claims, characterized in that the ejection surface (5) is provided with grooves (13) for better detachment of the product (10) from the knife.

Cutting knife after Claim 10 , characterized in that the grooves (13) are arranged at a variable angle (r) relative to the normal (N) of the cutting edge (2) over the circumference.

Cutting knife according to one of the preceding claims, characterized in that the throwing surface (5) in the circumferential direction of the cutting edge (2) alternately has sectors with grooves (13), balls, knobs or combinations thereof.

High-speed slicer for cutting in particular rod-shaped food products, characterized in that a cutting knife according to one of the Claims 1 to 12 is provided.

Method for slicing in particular rod-shaped food products, in particular sausage, cheese or ham, characterized in that a cutting knife according to one of the Claims 1 to 12 is used.