DE102019135165A1

DE102019135165A1 - Schneideinheit, Aufschneide-Maschine mit einer solchen Schneideinheit sowie Verfahren zum Betrieb einer solchen Aufschneide-Maschine

Info

Publication number: DE102019135165A1
Application number: DE102019135165.0A
Authority: DE
Inventors: Thomas Völkl; Martin Mayr
Original assignee: TVI Entwicklung and Produktion GmbH
Current assignee: TVI Entwicklung and Produktion GmbH
Priority date: 2019-12-19
Filing date: 2019-12-19
Publication date: 2021-06-24

Abstract

Um beim Aufschneiden eines Produktes (P) die Reibung zwischen den Flächen des rotierenden Messers (3) und dem Produkt (P) einerseits sowie der Scheibe (S) andererseits zu minimieren - und auch die damit einhergehende Erwärmung - wird erfindungsgemäß sowohl eine innere als auch eine äußere, nicht mit dem Messer mitrotierende, Abdeckung (17, 18) des Messers (3) vorgesehen, deren Relativbewegung zum Produkt (P) und zur Scheibe (S) somit nur in Form der Eintauch-Bewegung der Messerachse (3') besteht.

Description

Anwendungsgebiet
Die Erfindung betrifft das Aufschneiden eines Produktes in Scheiben, beispielsweise eines Lebensmittel-Produktes, welches sich elastisch und/oder plastisch verhalten kann, beispielsweise ein unregelmäßig geformtes Produkt wie etwa ein gewachsenes Fleisch-Stück.
Technischer Hintergrund
Eine Schneid-Einheit hierfür umfasst beispielsweise ein rotierendes Messer, dessen Schneidkante in Eintauchrichtung in das aufzuschneidende Produkt hinein verlagerbar ist, in aller Regel quer zur Vorschubrichtung, in der das Fleischstück vorwärts geschoben wird, um von dessen vorderen Ende dabei nach und nach Scheiben abzuschneiden, sodass das rotierende Messer sich immer an der gleichen Position in Vorschub-Richtung, der Längsrichtung, befinden kann.
Das Aufschneiden kann mit einem kreisrunden rotierenden Messer erfolgen, sodass sich für das Eintauchen das gesamte Messer samt seiner Rotationsachse relativ zum Produkt bewegt, oder mit einem unrunden Messer wie z.B. einem sogenannten Sichelmesser, bei dem nur ein Teil seiner Umfangskontur als Schneidkante ausgebildet ist, die in ihrer Verlaufsrichtung einen zunehmenden Abstand von der Drehachse des Messers besitzt.
Bei entsprechenden Aufschneide-Maschinen, mit denen unregelmäßig geformte Fleischstücke aufgeschnitten werden sollen, kommt es einerseits auf die Geschwindigkeit des Aufschneidens an, andererseits aber auch auf die Qualität der abgetrennten Scheiben, beispielsweise konstante Dicke, saubere, nicht ausgefranste Ränder und ähnliche meist optische Parameter.
Wenn Scheiben mit einem vorgegebenen Gewicht abgeschnitten werden sollen, ist die Einhaltung des Soll-Gewichts ein weiterer Qualitäts-Parameter.
Gerade wenn ein Soll-Gewicht der Scheiben erreicht werden soll, werden unregelmäßig geformte Produkte, wie etwa gewachsene Fleischstücke, der Schneideinheit zugeführt, indem das unregelmäßig geformte Fleischstück zunächst in ein Formrohr mit über die Länge konstantem Querschnitt, welches am hinteren und vorderen Ende offen ist, eingebracht wird und dort zumindest in seiner Längsrichtung so verpresst wird, dass sich aus dem unregelmäßig geformten Fleischstück ein Strang mit über die Länge im Wesentlichen konstantem Querschnitt entsprechend dem Innenquerschnitt des Formrohres ergibt.
Mittels des hierfür verwendeten, im Formrohr verschiebbaren, Längs-Pressstempels wird das Fleischstück anschließend über das vordere Ende des Formrohres hinausgeschoben bis zu einer Anschlagplatte, und unmittelbar vor dem vorderen Ende des Formrohres mittels des Messers abgetrennt.
Dabei kann eine Vielzahl von Problemen auftreten, beispielsweise eine zu starke Anhaftung des Messers während des Schneidvorganges an der Scheibe einerseits und/oder dem Rest des Produktes andererseits.
Das Anhaften der Scheibe kann dazu führen, dass die Scheibe sich nicht gleichmäßig vom Messer löst und herabfällt, und damit nicht eben, sondern mit Wellen oder gar einem Überschlag auf die Ablagefläche fällt.
Die Reibung zwischen Messer und Produkt kann ferner aufgrund der hohen Geschwindigkeit des Messers zu einer so starken Erwärmung des Produktes führen, dass darin nicht erwünschte Veränderungen, beispielsweise biochemische Prozesse, in einem Lebensmittel-Produkt in Gang gesetzt werden können. Dieses Problem tritt vor allem bei Kreismessern - also Messern mit einem kreisförmigen, als Schneidkante ausgebildeten Umfang konzentrisch zur Rotationsachse des Messers - auf, da hier die Anlagezeit des Messers am Produkt während eines Schneidvorganges länger ist als bei einem Sichelmesser.
Darstellung der Erfindung
Technische Aufgabe
Es ist daher die Aufgabe gemäß der Erfindung, die genannten Vorteile zu vermeiden und eine diesbezüglich verbesserte Schneideinheit sowie damit ausgestattete Schneidmaschine zur Verfügung zu stellen sowie ein Verfahren für deren Betrieb.
Lösung der Aufgabe
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 13 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Um die auf der Rotationsgeschwindigkeit des Messers basierende Reibung gegenüber dem Produkt und der Scheibe zu vermindern, kann die Innenseite und/oder die Außenseite des Messers durch eine nicht mit dem Messer mit rotierende, sondern bzgl. der Messerachse feststehende Abdeckung abgedeckt sein, sodass lediglich die Eintauchbewegung der Messerachse eine Relativbewegung und damit Reibung zwischen dem Produkt und der entsprechenden Abdeckung bewirkt:
Die Abdeckung darf dabei selbstverständlich die Schneidkante des Messers nicht abdecken und auch deren Funktion nicht beeinträchtigen, muss also mit ihrer Außenkante radial vor der Schneidkante des rotierenden Messers enden.
Die Außenkante der Abdeckung befindet sich dabei in einem möglichst geringen Abstand - eventuell auch ohne Abstand - zum Messer und/oder in einer solchen Relativlage zum Messer, dass das Eindringen von Verunreinigungen zwischen Messer und Abdeckung möglichst vermieden wird.
Die Abdeckung muss entlang des Umfanges um die Messerachse zumindest im Eintauchbereich des Messers vorhanden sein, also dem Bereich lotrecht zur Eintauchrichtung und zur Vorschubrichtung, der von dem einen oder den mehreren nebeneinanderliegenden Produkten, dann einschließlich des dazwischen befindlichen Abstandes, abgedeckt wird, also beispielsweise bei einem einzigen Formrohr die Breite des Formrohres. Maximal kann der Eintauchbereich somit der Durchmesser des rotierenden, kreisscheiben-förmigen Messers sein.
Natürlich kann sich die Abdeckung sich dabei über mehr als 180° um die Rotationsachse des Messers herum erstrecken, und damit die entsprechende Seite des Messers im Wesentlichen vollständig, also zu mindestens 90 %, besser zu mindestens 95 %, abdecken, was jedoch nicht zwingend notwendig ist, da das Messer höchstens bis zur Messerachse in das Produkt eintaucht.
Innenabdeckung:

Scheibenförmige Messer mit konvexer Außenseite besitzen in aller Regel eine konkave, zum Produkt hin weisende, Innenseite und sind damit schalenförmige Messer, von denen nur die Schneidkante und ggfs. ein schmaler, sich an die Schneidkante nach radial innen anschließender Bereich der Messer-Rückseite in der durch die Schneidkante definierten Messerebene liegt.

Eine Innenabdeckung wird dann vorzugsweise in dem konkaven Innenraum des Messers so angeordnet, dass es mit seinem äußeren Rand bis nahe an den äußeren Rand des konkaven Innenraumes an dessen Öffnung heranreicht, vorzugsweise hierzu nur um maximal 2 mm bis 6 mm beabstandeten ist, insbesondere von diesem radial zurückversetzt ist.
Da der konkave Innenraum nach radial außen spitz zuläuft, wird vorzugsweise auch der Querschnitt der Innenabdeckung zu seinem äußeren Rand hin analog spitz zu laufen.
In einer bevorzugten Ausführungsform taucht die in den Abdeckung mit ihrem äußeren Rand - wobei dieser auch hierbei spitz zulaufen kann - in einem am radial äußeren Rand des Querschnittes des konkaven Innenraumes vorhandenen Hinterschnitt ein, was das Eindringen von Fleischfasern und anderen Verschmutzungen dazwischen besonders erschwert.
Die Innenabdeckung soll vorzugsweise nicht in axialer Richtung über die Messerebene vorsteht, sondern mit dieser fluchten oder von dieser in Richtung Messer-Außenseite, also in den Innenraum hinein, einen Versatz aufweisen, vorzugsweise von 0,1 Millimeter bis 1,0 mm.
Bei der Innenabdeckung deckt die Abdeckung vorzugsweise den gesamten konkaven Innenraum ab, da hierdurch das Eindringen von Verschmutzungen in den Innenraum am einfachsten vermieden werden kann.
Wenn dabei der konkave Innenraum des Messers nach radial außen bis zur Schneidkante reicht, bleibt beim Heranreichen der Innenabdeckung bis an den Innenumfang der Öffnung des konkaven Innenraumes kein Bereich der Innenseite des Messers übrig, die am Produkt schleift.
Da das Messer aufgrund seiner Größe und notwendigen Dicke in aller Regel mehrere 100 g, meist über 1 kg wiegt, ist die Befestigung vor allem der Außenabdeckung am Messer so ausgebildet, dass auch nach Lösen der Außenabdeckung das Messer noch sicher an der Messerachse gehalten ist und nicht unbeabsichtigt davon herabfallen kann.
Die Befestigung der Innenabdeckung sowie die Innenabdeckung selbst sind vorzugsweise so ausgebildet, dass die Innenabdeckung zu Reinigungszwecken vom Messerträger entfernt werden kann, ohne das Messer vom Messerträger lösen zu müssen.
Außenabdeckung:

Auf der zur abgetrennten Scheibe hin weisenden Außenseite des Messers, die in aller Regel konvex gekrümmt ist, kann sich eine Außenabdeckung befinden, die vorzugsweise deshalb ebenfalls auf ihrer vom Messer wegweisenden Außenseite konvex und/oder auf ihrer zur Messer hin gewandten Innenseite konkav geformt ist.

Vorzugsweise verläuft die dem Messer zugewandte Innenseite der Außenabdeckung parallel zur Außenseite des Messers.
Die Außenabdeckung endet mit ihrem äußeren Rand vorzugsweise radial innerhalb des Nachschleif-Bereiches des Messers, sodass das Messer auch im stark verschlissenen und nachgeschliffenen Zustand mit seiner Schneidkante, insbesondere mit seiner gesamten Schlifffläche, noch radial über die Außenabdeckung vorsteht.
Der Querschnitt der Außenabdeckung sollte zu seinem äußeren Rand hin spitz zulaufen, da ja die abgetrennte Scheibe sich über diesen äußeren Rand der Außenabdeckung, die Abweisfläche der Außenabdeckung, problemlos hinweg schieben lassen muss. Diese sich an den äußeren Rand der Außenabdeckung anschließende Abweisfläche ist im Axialschnitt des Messers vorzugsweise gerade ausgebildet unter einem definierten Abweiswinkel zur Messerebene, der danach gewählt ist, wie stark dieser Bereich die abgetrennte Scheibe vom Messer wegdrücken soll.
Dementsprechend kann dieser Abweiswinkel größer sein als der Schneidwinkel des Messers, also der Winkel zwischen der Schlifffläche des Messers und der Messerebene, oder auch kleiner oder gleich.
Normalerweise liegt der Schneidwinkel zwischen 20° und 25°.
Für das leichtere Aufgleiten der abgetrennten Schneide auf die Außenseite der Außenabdeckung ragt die Außenabdeckung mit ihren äußeren Rand in radialer Richtung höchstens bis zur Schlifffläche, vorzugsweise endet sie gegenüber diesem inneren Rand der Schlifffläche noch in einem radialen Abstand, der vorzugsweise dem maximalen radialen Verschleiß des Messers durch Nachschleifen entspricht oder etwas größer sein sollte.
Vorzugsweise ist die Außenabdeckung gegenüber dem Messerträger in radialer Richtung verstellbar befestigt, um trotz Nachschleifen den Abstand zwischen der Außenkante der Außenabdeckung und der Schneidkante immer gleich einstellen zu können.
Dabei kann das Messer auf seiner Außenseite einen Wulst aufweisen, der als Abweiser für die abgetrennte Scheibe dient.
In diesem Fall kann die Außenabdeckung mit ihrer Außenkante, insbesondere radial, möglichst nah an diesen Abweiser heranreichen, mit ihrem äußeren Rand jedoch in axialer Richtung nicht über diesen Wulst vorstehen.
Um ein Eindringen von Fleischfasern oder anderen Verschmutzungen zu erschweren, taucht die Außenabdeckung vorzugsweise in eine auf der Außenseite des Messers angeordnete Ringnut ein, so dass die Außenfläche der Außenabdeckung möglichst noch innerhalb der Ringnut beginnt, wodurch das Aufschieben der Scheibe auf die Außenabdeckung Recherche zusätzlich erleichtert wird.
Da das Messer aufgrund seiner Größe und notwendigen Dicke in aller Regel mehrere 100 g, meist über 1 kg wiegt, oft mehrere Kilo wiegt, ist die Befestigung vor allem der Außenabdeckung am Messer so ausgebildet, dass auch nach Lösen der Außenabdeckung das Messer noch sicher an der Messerachse gehalten ist und nicht unbeabsichtigt davon herabfallen kann.
Bei der Außenabdeckung wird vorzugsweise eine Erstreckung nur über den Eintauchbereich gewählt, um die Außenabdeckung vom Volumen und damit dem Gewicht her gering zu halten.
Auf der der Scheibe oder dem Rest des Produktes zugewandten Kontaktfläche der jeweiligen Abdeckung sind vorzugsweise riefenförmige Vorsprünge angeordnet, die in Eintauchrichtung der Messerachse in das Produkt verlaufen, um die Reibung zu der Abdeckung zusätzlich zu minimieren.
In aller Regel ist das Messer rotierend antreibbar in einem Messerträger gelagert, der schwenkbar, entweder rotierend oder linear oszillierend, beweglich am Messer-Grundgestell angerordnet ist.
Der oder die Abdeckungen sind dabei vorzugsweise an dem Messerträger gelagert und möglichst leicht und schnell demontierbar und montierbar befestigt, da die Abdeckungen nicht nur bei einem anstehenden Messerwechsel entfernt werden müssen, sondern auch während der Benutzung ein und desselben Messers für Reinigungszwecke leicht entfernbar sein müssen. Vorzugsweise ist eine Abdeckung ohne Werkzeug und/oder in weniger als 20 s vom Messerträger demontierbar und/oder am Messerträger montierbar.
Vorzugsweise bestehen die Abdeckungen aus Kunststoff und sind als Spritzteil hergestellt.
Die Schneideinheit umfasst dabei einen Messer-Antrieb, der in der Lage ist, dass Messer für das Aufschneiden mit mindestens 30 U/min, besser mit mindestens 90 U/min, besser mit mindestens 150 U/min, besser mit mindestens 250 U/min, besser mit mindestens 250 U/min anzutreiben.
Vorzugsweise rotiert das Messer beim Schneiden jedoch mit maximal 2000 U/min, besser mit maximal 1500 U/min, besser mit maximal 1000 U/min.
Diese relativ hohe Drehzahl bewirkt, dass bei einem Kontakt der Abdeckung zum Messer sofort Abrieb an der Abdeckung auftritt, der sich auf dem Produkt oder den abgetrennten Scheiben anlagern kann, was wegen des Einsatzes einer solchen Schneideinheit im gewerblichen Bereich vollständig vermieden werden sollte.
Die Abdeckung sollte daher so formstabil ausgebildet und befestigt sein, dass eine ungewollte Kontaktierung zwischen Abdeckung und Messer während des Schneidbetriebes nicht stattfinden kann. Dies wird weiterhin dadurch erschwert, dass das Messer vorzugsweise einen Durchmesser von mindestens 100 mm, eher mindestens 200 mm, eher mindestens 400 mm, eher mindestens 600 mm aufweist.
Um bei entsprechend großen Abmessungen einer Abdeckung diese trotz möglichst geringem Gewicht so stabil zu gestalten, dass ein Kontakt mit dem rotierenden Messer zuverlässig vermieden wird, stellt eine zusätzliche Erschwerung dar. Wenn dies nicht sichergestellt werden kann, sollte am Messer ein spezieller Kontaktbereich, der vorzugsweise in Umlaufrichtung des Messers verläuft, vorhanden sein und die Materialpaarung zwischen Abdeckung und diesem Kontaktbereich so gewählt werden, dass sie bei Kontakt keinen Abrieb ergibt.
In aller Regel besitzt das Messer am radial inneren Ende seiner Schlifffläche eine Dicke von 0,5 mm bis 1,5 mm, abhängig vom Verschleißzustand des Messers.
Bevorzugt besitzt das Messer jedoch in dem sich an das radial innere Ende der Schlifffläche nach radial innen anschließendem Nachschleif-Bereich eine konstante Dicke, beispielsweise zwischen 0,5 und 2,0 mm.
Dies hat hinsichtlich des Messers den Vorteil, dass unabhängig vom Verschleißzustand die Schlifffläche immer die gleiche radiale Breite besitzt.
Hinsichtlich der Außenabdeckung hat dies den Vorteil, dass diese radial verstellbar ausgebildet werden kann, sodass mit zunehmenden Nachschleifen die Außenabdeckung relativ zum Messer immer weiter nach innen, also in Richtung Messerachse, verlagert werden kann, und somit unabhängig vom Verschleißzustand die Außenabdeckung immer den gleichen radialen Abstand zur Schneidkante einnehmen kann. Dementsprechend ist die Außenabdeckung in radialer Richtung vorzugsweise verstellbar am Messerträger befestigt.
Hinsichtlich der Aufschneide-Maschine, die üblicherweise eine Produktauflage sowie eine quer zur Vorschubrichtung des Produktes auf der Produktauflage bewegbare Schneideinheit mit einem Messer aufweist, wird diese Aufgabe zunächst einmal dadurch gelöst, dass die Bewegungsrichtung der Messerachse des Messers beim Aufschneiden unter einem Winkel von maximal 90°, besser maximal 70°, besser maximal 45° zur Vertikalen verläuft.
Dadurch wird rein schwerkraftbedingt das Abkippen der zunehmend abgetrennten Scheibe zu einer Ablagefläche hin und damit von dem Messer weg bewirkt.
Vorzugsweise verläuft dementsprechend die Vorschubrichtung des Produktes beim Aufschneiden unter einem Winkel von maximal 90°, besser maximal nur 70°, besser maximal nur 45° zur Horizontalen, wobei in aller Regel die Bewegungsrichtung der Messerachse lotrecht zur Vorschubrichtung des Produktes verläuft.
Dies hat sich als bester Winkel für eine saubere Ablage des Produktes auf einer Ablagefläche, die auch ein Abförderer sein kann, erwiesen.
Die Produktauflage umfasst vorzugsweise auch eine Produkt-Schubvorrichtung, insbesondere einen Produkt-Schieber, die das Produkt beim Ausschneiden mit einer Vorspannkraft von mindestens 1 N, besser mindestens 3 N beaufschlagt und gegen einen Produkt-Anschlag drückt.
Gerade beim Aufschneiden von gewachsenen Fleischstücken umfasst die Produkt-Aufnahme nicht nur eine einfache Auflagefläche für das Produkt, sondern ein das Produkt quer zur Vorschubrichtung umfänglich umschließendes, aus einem oder mehreren Umfangs-Segmenten bestehendes, Formrohr.
Darin kann das unregelmäßig geformte Fleischstück zu einem Strang oder Kaliber mit über die Länge gleichbleibenden Querschnitt verpresst werden mittels zumindest eines Längs-Pressstempels, der im Formrohr in dessen Erstreckungsrichtung, der Längsrichtung, verschiebbar ist und beim Aufschneiden des Produktes auch als Produkt-Schieber zum Vorwärtsschieben des strangförmig verformten Produktes jeweils um die Dicke einer Scheibe dient. Dadurch können auch Scheiben mit einem vorgegebenen Soll-Gewicht erzeugt werden.
Da die Vorspannkraft bei Kontakt des Produktes mit der Innenabdeckung auch auf die Innenabdeckung wirkt, muss diese besonders stabil ausgeführt oder eben am Messer abgestützt sein.
Hinsichtlich des Verfahrens zum Betreiben einer solchen Aufschneide-Maschine verschließt die Innenabdeckung die schneidseitige, also Messerseitige, Öffnung des Formrohres am Ende des Abtrennvorganges flüssigkeitsdicht, um ein Herausquellen des Produktes vor dem nächsten Abtrennen zu vermeiden.
Sofern die Innenabdeckung die messerseitige Öffnung des Formrohres noch nicht ganz abdeckt, sondern nur zusammen mit dem Messer, wird diese messerseitige Öffnung zumindest bis auf den radialen Abstand zwischen der Schneidkante des Messers und dem radial äußeren Rand der Innenabdeckung vollständig überdeckt sein.
Vorzugsweise verschließt auch der als Längs-Pressstempel ausgebildete Produktschieber den Querschnitt des Formrohres hinter dem darin liegenden Produkt flüssigkeitsdicht, um ein Herausquellen des sich teilweise wie eine Flüssigkeit verhaltenden oder auch Flüssigkeit enthaltenden Produktes zwischen dem Pressstempel und dem Formrohr zu vermeiden.
Figurenliste
Ausführungsformen gemäß der Erfindung sind im Folgenden beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:
Es zeigen:

1: eine Aufschneide-Maschine mit einem kreisscheibenförmigen Messer in einer Seitenansicht,
2: die Aufschneide-Maschine gemäß 1 betrachtet in Längs-Pressrichtung vom Schneid-Ende des Formrohres aus,
3: einen Radialschnitt durch eine erste Bauform des Messers aus der Aufschneide-Maschine gemäß der 1 und 2,
3a: eine Detailvergrößerung aus 3,
3b: eine Detailvergrößerung aus 3a beim Abtrennen einer Scheibe,
4a-d: Axialschnitte durch den äußeren Randbereichen verschiedener Messer, teilweise beim Abtrennen einer Scheibe.

Die 1 und 2 zeigen eine Aufschneide-Maschine 1 nach dem Stand der Technik, wobei in der Front-Ansicht gemäß der 2 bereits die erfindungsgemäße Gestaltung des Messers 3 dargestellt ist, dessen Querschnitt anhand der 3 - 3c näher erläutert werden wird.
Die Aufschneide-Maschine 1 gemäß der 1, 2 besitzt einerseits - neben dem Grundgestell 8 der Maschine - eine Schneideinheit 2, die als Messereinheit 13 das rotierende Messer 3 umfasst, sowie eine schräg abwärts zum Messer 3 hin gerichtete Produkt-Auflage 12', auf der das aufzuschneidende Produkt P aufliegt und zum Aufschneiden in Scheiben S taktweise nach unten vorwärts geschoben wird.
Bei der Produkt-Auflage 12' handelt es sich in diesem Fall nicht um eine einfache Auflagefläche, sondern um ein umfänglich geschlossenes Formrohr 12, welches stirnseitig beidseits offen ist, und in dem das Produkt P nicht nur für das Aufschneiden vorwärts geschoben wird von einem Längs-Pressstempel 14, sondern zuvor auch von diesem Längs-Pressstempel 14 in Längsrichtung verpresst werden kann, damit das Produkt P einen über die Länge gleichmäßigen Querschnitt erhält, indem es sich an den Innenumfang des Formrohr-Hohlraumes 15 anlegt.
Als Anschlag in Längspressrichtung 10 für das Verpressen kann die Anschlagplatte 16 dienen, die für das Abtrennen der Scheiben S auf eine bestimmte Dickeneinstellung d in Form eines Abstandes in der Längs-Pressrichtung 10 zum vorderen Ende, dem Schneid-Ende 12a, des Formrohres 12 einstellbar ist.
Die Anschlagplatte 16 kann aber auch durch direktes Anlegen an die vordere Stirnfläche des Formrohres 12 als Längs-Anschlag beim Verpressen des Produktes P benutzt werden, da die Anschlagplatte 16 eine Größe besitzt, welche den Querschnitt des Formrohr-Hohlraumes 15 am Schneid-Ende 12a vollständig abdecken kann.
Die Anschlagplatte 16 kann am Messerträger 2a befestigt sein und bewegt sich somit in aller Regel synchron mit der Messer-Achse 3'.
Gemäß den 1, 2 gelangt das kreisscheiben-förmige Messer 3 nur dadurch aus der Überdeckung mit dem Formrohr-Hohlraum 15, dass das gesamte Messer 3 einschließlich der Messerachse 3' oszillierend in Eindringrichtung 9 soweit in Richtung Formrohr 12 bewegt wird, dass sich der Formrohr-Hohlraum 15 vollständig innerhalb des Flugkreises 3* als auch des realen Messers 3 befindet.
Letzteres ist vor allem wichtig, wenn es sich statt um ein kreisscheibenförmigen Messer um ein kreissegment-förmiges Messer handelt, bei der die konzentrisch zur Messerachse 3' liegende Schneidkante 3a sich nur über einen Teil des Umfanges des Messers 3 erstreckt.
In den 1 und 2 ist eine Aufschneide-Maschine 1 mit zwei parallel nebeneinanderliegenden Formrohr-Hohlräumen 15, hier ausgebildet in einem einzigen Formrohr 12, dargestellt, wobei das Messer 3 bei einem AbschneidVorgang von beiden in den beiden Formrohr-Hohlräumen 15 befindlichen Produkten P jeweils eine Scheibe S abschneidet, indem es einen entsprechend großen Durchmesser oder Flugkreis besitzt.
Dabei ist zu erkennen, dass der Durchmesser 3D des Messers 3 - der gleichzeitig auch dessen Flugkreis 3* ist - und auch der demgegenüber geringere Durchmesser 18D der Außenabdeckung 18 jeweils größer sind als der Eintauchbereich 20 des Messers, der bei diesen zwei nebeneinander liegenden Formrohren vom linken Rand des linken Formrohres bis zum rechten Rand des rechten Formrohres reicht.
Bei einem gegenüber der Darstellung der 2 stärkeren Eintauchen der Messereinheit würden die beiden momentan abzutrennenden Scheiben S beide mit ihrer gesamten Breite auf die in der 2 sichtbare Außenseite 18.2 der Außenabdeckung 18 auflaufen.
Erfindungsgemäße Gestaltungen der Messereinheit, also des Messers 3 und seiner Anbauteile, sind in den 3 - 3b sowie den 4a - d besser zu erkennen, die einen entlang der Messerachse 3' verlaufenden Axialschnitt in unterschiedlichen Vergrößerungen durch das Messer 3 und insbesondere deren radialen Randbereich zeigen:

Die 3 zeigen ein übliches kreisscheibenförmiges Messer 3, wie es auch in den 1 und 2 verwendet wird in einem Axialschnitt, der durch die Messerachse 3' verläuft.

In 3 ist dabei das schalenförmige Messer 3 alleine dargestellt mit der zentralen Öffnung zum Befestigen an der Messerachse 3' und einer konvex gewölbten Außenseite 3.2, die dadurch entsteht, dass sich an die als Schneidkante 3a scharfgeschliffene Umfangskante in dieser Axialschnitt-Darstellung entlang der Messerachse 3' eine Anschlussfläche 5 anschließt, an die sich der radial weiter innen liegende Hauptteil der Außenseite 3.2 anschließt, welcher parallel zur Messerebene 3" verläuft, welche durch die umlaufende Schneidkante 3a definiert wird.
In der Innenseite 3.1 des Messers, die der Außenseite 3.2 gegenüber liegt, ist - in diesem Fall zentrisch zur Messerachse 3' - eine konkave Vertiefung ausgebildet, die einen Innenraum 7 besitzt, der zur Messerebene 3" hin offen ist, und sich über den Großteil dieser Seite des Messers 3 in radialer Richtung, aber nicht ganz bis zur Schneidkante 3a, erstreckt.
Die Detailvergrößerung des Randbereiches dieses Axialschnittes gemäß 3a zeigt zum einen, dass im Detail betrachtet als radial äußerer Rand des Messers 3 sich an die Schneidkante 3a nicht sofort eine Anschlussfläche 5 anschließt, sondern zunächst eine Schlifffläche 4, die unter einem Schneidwinkel α zur Messerebenen 3" verläuft.
Diese - natürlich auch um die Messerachse 3' umlaufende - Schlifffläche 4 ist diejenige Fläche, an der beim Nachschleifen das Schleifwerkzeug anliegt und einen Materialabtrag an der Schlifffläche 4 bewirkt.
Erst an den radial inneren Rand der Schlifffläche 4 schließt sich die oben erwähnte Anschlussfläche 5 an.
Zusätzlich sind in dieser Vergrößerung der 3a eine erfindungsgemäße Innenabdeckung 17 sowie eine Außenabdeckung 18 dargestellt, die vorzugsweise am Messerträger 2 befestigt sind und nicht mit dem Messer 3 mit um die Messerachse 3' rotieren.
Die Innenabdeckung 17 füllt den konkaven Innenraum 7 an der Innenseite 3.1 des Messers 3 zumindest im axialen Schnitt entlang der Messerachse 3'im Wesentlichen aus, indem es mit seinem radial äußeren Rand 17a bis nahe an den radial äußeren Rand 7a des Innenraumes 7 heranreicht.
Dies wird erreicht, indem die Innenabdeckung 17 an ihrem radial äußeren Rand spitz zuläuft in der Schnittdarstellung der 3a, ebenso wie der Innenraum 7.
Vorzugsweise besitzt die Innenabdeckung 17 auch eine Dicke, die nur geringfügig kleiner ist als die axiale Tiefe des Innenraumes 7.
Im vorliegenden Beispiel fluchtet die vom Messer 3 abgewandte Außenseite 17.2 der Innenabdeckung 17 mit der Messerebene 3", kann gegenüber dieser jedoch auch in axialer Richtung 10 in Richtung des Messers 3 zurückversetzt sein.
Die Außenabdeckung 18 besitzt in diesem Fall eine in radialer Richtung gleichbleibende Dicke bis auf ihren äußersten Randbereich, die Abweisfläche 18.2a, und erstreckt sich in radialer Richtung mit einem gleichbleibenden Abstand zur Außenseite 3.2 des Messers 3.
Dies ist für die Verwirklichung der Erfindung jedoch keineswegs Bedingung, denn entscheidend ist vor allem die Abweisfläche 18.2a, die Teil der Außenseite 18.2 der Außenabdeckung 18 ist und sich an deren äußeren Rand 18a nach radial innen anschließt:

Denn wie besser in der weiteren Vergrößerung gemäß 3b zu erkennen, in der auch das Abtrennen einer Scheibe S vom Produkt P angedeutet ist, steht die Abweisfläche 18.2a unter einem Abweiswinkel β zur Messerebene 3" und kann deshalb zum Wegdrücken der Scheibe S von der Messerebene 3" verwendet werden.

Damit die Scheibe S am äußeren Rand 18a der Außenabdeckung 18 nicht hängen bleibt, ist dieser gegenüber der radialen Verlängerung der Schlifffläche 4 nach innen zurückversetzt.
Ist der Abweiswinkel β identisch mit dem Schneidwinkel α der Schlifffläche 4, so wird die Scheibe höchstens mit dem radial weiter innen liegenden Bereich der Abweisfläche 18.2a der Außenabdeckung 18 in Berührung kommen, abhängig von deren radialer Lage und der radialen Länge dieser Abweisfläche 18.2a.
Jedoch kann der Abweiswinkel β auch größer sein als der Schneidwinkel α, und dadurch die Abweis-Wirkung auf die Scheibe S deutlich verstärken, wofür unter Umständen die Abweisfläche 18.2a in radialer Richtung bzgl. der Messerachse 3' sehr viel länger ausgebildet werden kann, als es durch die eine ausreichende Stabilität bietende Dicke der Außenabdeckung 18 erforderlich ist.
Dann kann die Außenabdeckung 18 auch eine in ihrem radialen Verlauf unterschiedliche Dicke besitzen.
Die 4 a - d zeigen andere Querschnittsformen des äußeren Randbereiches eines Messers 3 oder andere Anordnungen der Abdeckungen 17, 18:

Bei 4a besitzen sowohl das Messer 3 als auch die Abdeckungen 17, 18 im äußeren Randbereichen die gleiche Querschnittsform wie in 3b, jedoch ist die Innenabdeckung 17 anders angeordnet, indem sie in axialer Richtung in den konkaven Innenraum 7 hinein verlagert ist, also gegenüber der Messerebene 3" zurückversetzt ist in Richtung Außenseite 3.2 des Messers 3.

Ein solcher Versatz ist auch bei 4b vorhanden, jedoch unterscheidet sich 4b von 4a zusätzlich dadurch, dass die Innenabdeckung 17 und der Innenraum 7, indem sie sich befindet, anders gestaltet sind:

Der radial äußere Rand des Innenraumes 7 ist in der axialen Richtung 10 hinterschnitten, und in diesen Hinterschnitt taucht der radial äußere Rand der Innenabdeckung 17 ein, um das Eindringen von Schmutz dazwischen zu vermeiden.

Selbst wenn kein Hinterschnitt vorhanden wäre, sondern der radial äußere Rand des Innenraumes 7 parallel zur axialen Richtung 10 verlaufen würde, und ebenso der radial äußere Rand der Innenabdeckung 7, wäre das Verschmutzungsrisiko dazwischen bereits gemindert bei entsprechend geringem radialen Abstand dazwischen.
Die 4c, d zeigen eine gegenüber den bisher beschriebenen Figuren andere Querschnittsform des Messers 3:

Die sich in dieser Schnittdarstellung an den radial inneren Rand der Schlifffläche 4 anschließenden Anschlussfläche 5 verläuft parallel zu der Messerebene 3". Somit besitzt das Messer 3 in diesem durch die radiale Erstreckung der ersten Anschlussfläche 5 definierten Nachschleif-Bereich 4* eine gleichmäßige Dicke 3d2.

Dadurch bleibt bei einem Nachschleifen des Messers die wirksame Messerdicke und damit auch die radiale Erstreckung der Schlifffläche 4 immer gleich, sofern das radial innere Ende der Schlifffläche 4 sich noch im Nachschleif-Bereich 4*, also im radialen Bereich dieser Anschlussfläche 5, befindet.
An den radial inneren Rand dieser Anschlussfläche 5 schließt sich auf der Außenseite 3.2 des Messers eine schräg zur Messerebene 3" verlaufende Abweis-Schulter 6" an, sodass sich die Dicke des Messer 3 im Bereich der Abweis-Schulter 6" radial nach innen vergrößert.
An diese Abweisschulter 6" kann sich eine weitere Anschlussfläche 5.1 anschließen, die wiederum parallel zur Messerebene 3" liegt, wie in 4c dargestellt.
Am Übergang zwischen der Abweisschulter 6" und der Anschlussfläche 5.1 kann auch ein Abweis-Wulst 6 ausgebildet sein, der über die sich radial dahinter anschließende weitere Anschlussfläche 5.1 in axialer Richtung hinaus vorsteht, und der natürlich auch die Abweis-Schulter 6" in radialer Richtung verlängert, wie in 4d angedeutet.
Für diesen Fall könnte sich die Außenabdeckung 18 nur bis zu dem Abweis-Wulst 6 erstrecken, und ihre Abweisfläche 18.2a würde beispielsweise mit der Abweis-Schulter 6" fluchten, gegebenenfalls gegenüber dieser in radialer Richtung zur Messerachse 3' in etwas zurück versetzt sein.
Der Nachteil dieser Lösung besteht jedoch darin, dass dann in radialer Richtung betrachtet ein großer Randbereich der Außenseite 3.2 des Messers 3 für Kontakt mit der abzutrennenden Scheibe zur Verfügung steht, was ja durch eine Außenabdeckung 18 gerade minimiert werden soll.
Zusätzlich ist - was unabhängig von der Gestaltung der Querschnittsform des Messers 3 und auch der Außenabdeckung 18 ist - auf der Innenseite 18.1 der Außenabdeckung 18 ein wulstförmiger Kontaktbereich 19 als Vorsprung in axialer Richtung in Richtung Messer 3 ausgebildet, der an der Außenseite 3.2 des Messers 3 anliegt, und die Außenabdeckung 18 abstützt, entweder radial innerhalb des Abweis-Wulstes 6, wie bei 4d dargestellt, oder auch bei Fehlen eines solchen abweist-Wohls des 6 auf einer der Anschlussflächen 5 oder 5.1 wie in 4c dargestellt.
Um das Eindringen von Verschmutzungen zwischen die Außenabdeckung 18 und der Außenseite 3.2 des Messers 3 zu vermeiden, zeigt 4c ferner, dass der radial äußere Rand, insbesondere mit einem axial über die Innenseite 18.1 vorstehenden Wulst in eine Ringnut 21 in der Außenseite 3.2 des Messers 3 eintauchen kann.
Vor allem wenn dann die Außenseite 18.2 der Außenabdeckung 18 noch innerhalb der Tiefe der Ringnut 21 beginnt, erleichtert dies zusätzlich das Aufschieben einer Scheibe auf diese Außenseite 18.2.
Der in die Ringnut 21 eintauchende Wulst oder andere Teil der Außenabdeckung kann dabei gleichzeitig als Kontaktbereich 19 ausgebildet sein und am Boden der Ringnut 21 anliegen.
Bei einem Nachschleif-Bereich 4* mit konstanter Messerdicke, wie er in 4c vorliegt, bewirkt eine solche Ringnut 21 jedoch, dass über den gesamten Nachschleif-Bereich 4* nicht mehr die gleiche Dicke des Messers vorliegt, weshalb eine solche Ringnut 21 vorzugsweise nicht in einem solchen Nach Nachschleif-Bereich 4* angeordnet wird, sondern stattdessen in einer radial weiter innen liegenden, aber ebenfalls parallel zur Messerebene 3" verlaufenden Anschlussfläche 5.1
Bezugszeichenliste

1: Aufschneide-Maschine
2: Schneideinheit
2a: Messerträger
3: Messer
3': Messerachse, Rotationsachse
3": Messerebene
3.1: Innenseite
3.2: Außenseite
3a: Schneidkante
3d2: Dicke Nachschleifbereich
3D: Durchmesser Messer
4: Schlifffläche
4*: Nachschleif-Bereich
5, 5.1: Anschlussfläche
6: Abweis-Wulst
6": Abweis-Schulter
7: Innenraum
7a: äußerer Rand
8: Grundgestell
9: Eindring-Richtung
10: Längspress-Richtung, axiale Richtung
11.1, 11.2: Querrichtung
12: Formrohr
12a: Schneidende
12': Produkt-Auflage
13: Messer-Einheit
14: Längs-Pressstempel
14': Produkt-Schubvorrichtung
15: Formrohr-Hohlraum
16: Anschlagplatte
17: Innenabdeckung
17.1: Innenseite
17.2: Außenseite
17a: äußerer Rand
18: Außenabdeckung
18.1: Innenseite
18.2: Außenseite
18a: äußerer Rand
18.2a: Abweisfläche
18D: Durchmesser Außenabdeckung
19: Kontaktwulst, Kontaktbereich
20: Eintauchbereich
21: Ringnut
α: Schneidwinkel
β: Abweiswinkel
d: Dicke, Dickeneinstellung (Scheibe)
P: Produkt, Schneidgut
S: Scheibe

Claims

Schneideinheit (2) mit - einem rotierenden, in Richtung der Messerachse (3') betrachtet kreisrunden, im Querschnitt betrachtet schalenförmigen, Messer (3), - dessen äußere Umfangskante als umlaufende Schneidkante (3a) ausgebildet ist, welche eine Messerebene (3") definiert, - dessen Messerachse (3') während des Schneidvorganges verlagerbar ist, insbesondere oszillierend verlagerbar ist, - wobei die Messerachse (3' in einem Messerträger (2a) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass von der Messerachse (3') aus gesehen in Umfangsrichtung zumindest im Eintauchbereich (20) - auf der konkaven Innenseite (3.1) des schalenförmigen Messer (3) eine innere, feststehende, also nicht mit dem Messer (3) rotierende, Innenabdeckung (17) angeordnet ist, die den konkaven Innenraum (7) des Messers (3) wenigstens teilweise abdeckt, und/oder - auf der konvexen Außenseite (3.2) des schalenförmigen Messer (3) eine äußere, feststehende, also nicht mit dem Messer (3) rotierende, Außenabdeckung (18) angeordnet ist, die die Außenseite (3.2) des Messers (3) wenigstens teilweise abdeckt und mit ihrem radial äußeren Rand (18a) von der Schneidkante (3a) radial nach innen zurückversetzt endet.
Schneideinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - die Innenabdeckung (17) den konkaven Innenraum (7) zu mindestens 90 %, besser mindestens 95 %, abdeckt und/oder - die Außenabdeckung (18) die Außenseite (3.2) zu mindestens 90 %, besser mindestens 95 %, abdeckt. (Innenabdeckung:)
Schneideinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Innenabdeckung (17) in Richtung der Messerachse (3') nicht über die Messerebene (3") vorsteht, - insbesondere in den konkaven Innenraum (7) hinein axial zurückversetzt ist, - insbesondere um 0,1 mm bis 1,0 mm zurückversetzt ist.
Schneideinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der äußere Rand (17a) um 2 mm bis 6 mm vom äußeren Rand (7a) des konkaven Innenraumes (7) beabstandet ist, und/oder - der Querschnitt der Innenabdeckung (17) zum äußeren Rand (17a) spitz zuläuft, - insbesondere in einen im Querschnitt nach radial außen gerichteten Hinterschnitt des konkaven Innenraumes (7) eintaucht. (Außenabdeckung:)
Schneideinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die der Außenseite (3.2) des Messers (3) zugewandte Innenseite (18.1) der Außenabdeckung (18) parallel zur Außenseite (3.2) des Messers (3) verläuft und/oder - der Querschnitt der Außenabdeckung (18) zum äußeren Rand (18a) hin spitz zuläuft.
Schneideinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die sich an den äußeren Rand (18a) anschließende Abweisfläche (18.2a) der Außenseite (18.2) der Außenabdeckung (18) unter einem definierten Abweis-Winkel (β) zur Messerebene (3") verläuft, - insbesondere der Abweis-Winkel (β) größer ist als der Schneidwinkel (α) an der Schneidkante (3a) zwischen der Schlifffläche (4) und der Messerebene (3"), und/oder - der Schneidwinkel (α) zwischen 20° und 25° beträgt, und/oder - das Messer (3) am radial inneren Ende seiner Schlifffläche (4) eine Dicke (3d1) von maximal 1,5 mm, besser nur maximal 1,0 mm, besser nur maximal 0,5 mm besitzt.
Schneideinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der äußere Rand (18a) der Außenabdeckung (18) den inneren Rand der Schlifffläche (4) in radialer Richtung höchstens erreicht, - vorzugsweise gegenüber dem inneren Rand der Schlifffläche (4) radial nach innen zurückversetzt ist.
Schneideinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Außenabdeckung (18) in radialer Richtung gegenüber dem Messerträger verstellbar ist, und/oder - die Außenabdeckung (18) in eine in der konvexen Außenseite (3.2) des Messers (3) vorgesehene Ringnut (21) eintaucht. (Allgemein:)
Schneideinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Außenabdeckung (18) und/oder die Innenabdeckung (17) einen in Umfangsrichtung um die Messerachse (3) verlaufenden Kontaktbereich (19) zum Kontaktieren des Messers (3) aufweist. (Messer:)
Schneideinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - das Messer (3) beim Aufschneiden mit mindestens 30 U/min, besser mit mindestens 90 U/min, besser mit mindestens 150 U/min, besser mit mindestens 250 U/min, rotiert.
Schneideinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der Durchmesser (3D) des Messers (3) mindestens 100 mm beträgt, besser mindestens 400 mm, besser mindestens 600 mm beträgt, und/oder - das Gewicht des Messers (3) mindestens 0,1 kg beträgt, besser mindestens 0,5 kg besser mindestens 1,0 kg besser mindestens 1,5 kg, besser mindestens 1,9 kg beträgt.
Schneideinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - das Messer (3) in dem sich an das radial innere Ende der Schlifffläche (4) nach radial innen anschließendem Nachschleif-Bereich (4*) eine konstante Dicke (3d2) besitzt, und/oder - der konkave Innenraum (7) des Messers (3) radial nach außen bis zur Schneidkante (3a) reicht, und/oder - der Messerträger (2a) relativ zum Grundgestell (8) der Schneideinheit (2) beweglich befestigt ist.
Aufschneide-Maschine (1) mit - einer Produkt-Auflage (12'), - einer quer zur Vorschubrichtung (10) des Produktes (P) auf der Produktauflage (12') bewegbare Schneideinheit (2), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Eintauchrichtung (9) der Messerachse (3') beim Aufschneiden unter einem Winkel von maximal 90°, besser maximal nur 70°, besser nur maximal 45° zur Vertikalen verläuft, und/oder - die Vorschubrichtung (10) des Produktes beim Aufschneiden unter einem Winkel von maximal 90°, besser maximal nur 70°, besser nur maximal 45° zur Horizontalen verläuft.
Aufschneide-Maschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass - die Produkt-Auflage (12') eine Produkt-Schubvorrichtung (14') umfasst, die das Produkt (P) beim Aufschneiden unter einer Vorspannkraft von mindestens 1 N, besser mindestens 3 N gegen einen Produkt-Anschlag (16) drückt, - die Produkt-Schubvorrichtung (14') einen in Vorschubrichtung der Produktaufnahme beweglichen Produkt-Schieber (14) umfasst, - insbesondere die Produkt-Auflage (12') Bestandteil ein das Produkt (P) quer zur Vorschubrichtung umfänglich umschließenden Formrohres (12) ist.
Aufschneide-Maschine nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Produkt-Auflage (12') einen Produkt-Anschlag (16), insbesondere eine Anschlag-Platte (16), umfasst gegen die das Produkt (P) vor dem Abtrennen einer Scheibe (S) angelegt wird.