DE102021112272A1

DE102021112272A1 - Messer sowie damit ausgestattete Aufschneide-Maschine

Info

Publication number: DE102021112272A1
Application number: DE102021112272.4A
Authority: DE
Inventors: Albert Hartmann
Original assignee: Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
Current assignee: Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
Priority date: 2021-05-11
Filing date: 2021-05-11
Publication date: 2022-11-17

Abstract

Zur Gewichtsersparnis wird das plattenförmige oder schalenförmige Messer (3), meist ein Sichelmesser (3), nicht wie bisher vollständig aus massivem Edelstahl hergestellt, sondern nur dessen äußerer Ringbereich, der die Schneidkante (3a), Schneidfläche (4) und ggfs. Abdrückfläche (5) mit umfasst, als Schneidteil (1) aus massivem Edelstahl ausgeführt, während das sich radial daran anschließende Basisteil (2) zumindest teilweise deutlich leichter ausgebildet sein soll, beispielsweise mit einem Kern aus einem Kunststoff, insbesondere kohlenfaserverstärktem Kunststoff CFK ggfs. mit außenseitigen Deckschichten (2.1, 2.2) aus Edelstahl oder jedenfalls dem gleichen Material wie das Schneidteil (1), die mit diesem dann auf einfache Weise dicht verbunden werden können.

Description

I. Anwendungsgebiet
Die Erfindung betrifft Messer, insbesondere Sichelmesser, für Slicer, insbesondere Hochgeschwindigkeits-Slicer, mit denen vorzugsweise Produkte in Form von Lebensmittel-Strängen oder -Stangen aus Wurst oder Käse, die über ihre Länge einen konstanten Querschnitt besitzen und deshalb auch Produkt-Kaliber genannt werden, in Scheiben aufgeschnitten werden.
II. Technischer Hintergrund
Dabei wird das jeweilige Produkt-Kaliber - oder mehrere parallel angeordnete Kaliber, vorzugsweise synchron - auf einer Produktauflage einer Produktzuführung kontinuierlich oder schrittweise vorwärtsgeschoben und vom vorderen Ende durch das rotierende Sichelmesser jeweils eine Scheibe abgeschnitten und dabei mittels des Messers von der Stirnseite des Stranges weggedrückt, sodass sie sich möglichst glatt und faltenfrei auf einer Ablagefläche, z.B. einem Portionierband, ablegt. Zu diesem Zweck ist die Produktauflage beim Aufschneiden zum Schneid-Ende schräg nach unten geneigt ausgeführt.
Unter einem Messer wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein plattenförmiges oder schalenförmiges, rotierend antreibbares, Messer verstanden, welches nach radial außen mit einer Schneidkante ausgebildet ist, die in der Bauform eines Sichelmessers in einer Umfangsrichtung einen stetig, wenn auch nicht gleichmäßig, zunehmenden radialen Abstand, also Radius, zu ihrem Zentrum, welches im Einsatz des Messers die Rotationsachse ist, aufweist.
An die Schneidkante schließt sich radial nach innen auf mindestens einer der beiden Haupt-Seiten des plattenförmigen oder schalenförmigen Messers die - in Umfangsrichtung streifenförmige - Schneidfläche an, die zu der Messerebene unter einem Schneidenwinkel von in der Regel 20° bis 30° steht und bei Bedarf nachgeschliffen wird.
Vorzugsweise weisen solche Slicer nur auf einer Seite des Messers eine Schneidfläche auf, während das Messer auf der anderen Seite, der dem Kaliber zugewandten Vorderseite, mit der Messerebene fluchtet oder von dieser aus sogar konkav in Richtung Rückseite des Messers zurückweicht und ein schalenförmiges Messer bildet.
Dadurch wird die Kontaktfläche zwischen der Vorderseite des Messers und dem Strang beim Abschneiden minimiert und damit die dazwischen entstehende Haftreibung, die beispielsweise eine Erwärmung der Schnittfläche am Produkt-Strang bewirkt.
Die plattenförmigen Messer besitzen zum Beispiel bei einem vierspurigen Slicer einen Durchmesser von 60 cm und mehr und wegen 15 kg oder mehr, da sie aus einer ca. 5 mm starken Edelstahl-Platte bestehen, um die beim Aufschneiden auftretenden Belastungen zu verkraften.
Dies erschwert das Einbauen und Ausbauen in bzw. aus dem Slicer, und das hohe Gewicht erfordert auch hohe Drehmomente des Messer-Antriebes, abhängig davon wie schnell das Messer beschleunigt oder abgebremst werden können soll.
Um das Gewicht des Messers zu senken, ist es beispielsweise aus der EP 3062976 A1 bekannt, den Grundkörper des Messers aus Kunststoff herzustellen und an den Außenflächen, insbesondere im Bereich der Schneidkante, mit Metall oder Keramik zugeschickt.
Ferner ist es aus der WO 2019/215224 A1 für ein Kreisscheiben-förmiges Messer bekannt, den äußeren Schneidring und das zentrale Basisteil des Messers separat herzustellen und lösbar miteinander mittels Form Schluss miteinander zu verbinden.
Aus der WO 2017/137264 A2 ist es bekannt, dass zentrale Basisteil aus Metallschaum herzustellen.
III. Darstellung der Erfindung
a) Technische Aufgabe
Es ist daher die Aufgabe gemäß der Erfindung, ein Messer, insbesondere ein Sichelmesser, für Slicer zur Verfügung zu stellen, welches ein geringeres Gewicht besitzt, ohne dass die Stabilität im gleichen Maße abnimmt.
Es ist ferner die Aufgabe gemäß der Erfindung, eine damit ausgestattete Aufschneide-Maschine zur Verfügung zu stellen.
b) Lösung der Aufgabe
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 14 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ein gattungsgemäßes rotierbares bzw. rotierendes Messer ist in aller Regel plattenförmig oder leicht schalenförmig und in aller Regel einstückig aus dem gleichen Material, meist Edelstahl, ausgebildet und besitzt an seinem Umfang -betrachtet in axialer Richtung, also auf die Hauptebene des Messers - eine gekrümmte Umfangskante, die als Schneidkante ausgebildet ist, also im Querschnitt betrachtet nach außen spitz zuläuft, also in einem spitzwinkeligen Schneidenwinkel.
Zur Erzeugung dieser Schneide wird das Messer in aller Regel nur von einer Seite her, die hier als Rückseite definiert wird, scharf geschliffen. Von der durch die Schneidkante definierten Messer-Ebene aus, steigt diese nachschleifbare Schneidfläche, die Bestandteil der Rückseite ist, unter dem Schneidenwinkel von der Messer-Ebene weg an.
Bei einem rotierbaren Sichelmesser nach dem Stand der Technik schließt sich an diese Schneidfläche nach radial innen eine Anschlussfläche an, die meist ebenfalls unter einem spitzen Anschlusswinkel zur Messer-Ebene steht, der jedoch meist geringer ist als der Schneidenwinkel, unter dem die Schneidfläche zur Messer-Ebene geneigt ist.
Die Anschlussfläche kann jedoch auch parallel zur Messerebene liegen und dadurch einen Nachschleif-Bereich bieten, indem trotz Nachschleifen des Messers an der Schneidfläche diese in radialer Richtung immer gleich lang bleibt und sich dadurch die Schneidverhältnisse nicht ändern.
Erfindungsgemäß ist das Messer - egal ob kreisscheibenförmiges Messer, kreissegmentförmiges Messer oder Sichelmesser - also jedes plattenförmige oder schalenförmige, Messer zwar von der äußeren Formgebung, insbesondere hinsichtlich des Querschnittes, also Lage der einzelnen Flächen und der entsprechenden Winkel, durchaus identisch mit bekannten Messerformen ausgebildet, jedoch ist ein erfindungsgemäßes Messer aus Gründen der Gewichtsersparnis anders aufgebaut, nämlich entweder aus zwei verschiedenen Materialien und/oder aus dem gleichen Material, welches jedoch in unterschiedlichen Bereichen des Messers in unterschiedlichen Bereichs-Dichten vorliegt.
Darunter wird verstanden, dass das spezifische Gewicht des einen Bereichs im Messer ein anderes ist als in einem anderen Bereich des Messers, auch wenn beide Bereiche das gleiche Material enthalten oder auch nur aus dem gleichen Material bestehen.
Als Beispiel kann der eine Bereich aus massivem Edelstahl - hergestellt durch Gießen, anschließendes Schmieden oder Walzen - bestehen und damit dieser Messerbereich eine Dichte von etwa 8000 kg/m³ aufweisen, und ein anderer Bereich aus einem erstarrtem Metallschaum aus Edelstahl bestehen oder einem massivem Edelstahl, welcher jedoch eine sehr große Anzahl von Ausnehmungen, insbesondere Durchgangsöffnungen quer zur Hauptebene dieses plattenförmigen Körpers, aufweist, sodass dadurch das spezifische Gewicht dieses Bereichs wesentlich geringer ist, bei einem Edelstahl-Schaum etwa 4000 kg/m³ oder bei einer vielfach gelochten Edelstahlplatte bei etwa der Hälfte oder noch weniger des ungelochten massivem Edelstahls, also ebenfalls etwa 4000 kg/m³.
Das Ziel besteht immer darin, das Gewicht des Messers möglichst zu reduzieren, um die für das Beschleunigen und Abbremsen des Messers bei der Rotation notwendige Kraft und die dadurch vorgegebene Größe des Antriebsmotors möglichst zu reduzieren, ohne dass im gleichen Maß auch die Stabilität des Messers sinkt.
Im Idealfall soll die Stabilität gleichbleiben oder gar größer werden, was natürlich mit einem erhöhten Herstellungsaufwand des Messers erkauft wird.
Vorzugsweise besteht das Messer aus zwei Teilen, die lösbar oder nicht lösbar miteinander verbunden sein können, nämlich einem zentralen Basisteil, welches auch der Befestigung an einer Messer-Aufnahme dient, sowie einem um dieses Basisteil radial außen wenigstens teilweise umlaufenden und die Schneidkante enthaltenen Schneidteil.
Das Schneidteil kann selbst ein- oder mehrteilig ausgebildet sein, wobei bei mehreren Teilen sich diese in Umfangsrichtung und/oder in radialer Richtung und/oder in axialer Richtung - letzteres ist die Lotrechte zu der durch die Schneidkante definierten Messerebene - aneinander anschließen können.
Die unterschiedlichen Materialien des Messers können so verteilt sein, dass eines der Materialien in dem Schneidteil und ein anderes der Materialien im Basisteil, insbesondere nur im Basisteil, vorhanden ist.
Ebenso können diese beiden Teile des Messers oder bei dem Schneidteil dessen Unter-Teile die unterschiedlichen Bereichs-Dichten oder Zustands-Dichten aufweisen.
Das Schneidteil kann auch nur in einer Beschichtung des Basisteiles in dessen Randbereich bestehen.
In aller Regel wird zur Erzielung der gewünschten Gewichtsersparnis das Basisteil, welches ohnehin den wesentlich größeren Volumenanteil des gesamten Messer-Volumens aufweist, das leichtere Material enthalten oder aus diesem bestehen.
Das Schneidteil dagegen wird in aller Regel aus massivem, also gewalztem, geschmiedetem, gegossenem oder auf einem Grundkörper massiv aufgebrachten Metall, meist Stahl, insbesondere Edelstahl bestehen, da die Schneidkante des Schneidteiles nachschleifbar sein muss.
Dabei ist das Schneidteil vorzugsweise so dimensioniert, dass es die Schneidfläche vollständig enthält und vorzugsweise zumindest einen Teil, insbesondere auch die gesamte, sich radial nach innen daran anschließende Fläche, sei es eine ebenfalls schräg stehende Abdrück-Fläche oder ein parallel zur Messerebene liegender Abschnitt der Rückseite, der dann als Nachschleifbereich dient, in letzterem Fall dann vorzugsweise zusätzlich auch die an diesem Nachschleifbereich sich nach radial innen anschließende schräg stehende Abdrück-Fläche.
Denn dann sind alle einer mechanischen Belastung und einem Abrieb unterliegenden Flächen des Messers Bestandteil des Schneidteiles, welches dann aus einem entsprechend widerstandsfähigen und auch schleifbaren Material wie etwa Edelstahl hergestellt wird.
Beim Basisteil kommt es dagegen darauf an, dass es eine möglichst große Stabilität - sowohl in axialer als auch in radialer Richtung - aufweist bei möglichst geringem Gewicht, und dennoch das Herstellverfahren hierfür nicht allzu aufwendig wird.
Vorzugsweise besteht das Basisteil aus mindestens zwei Basisteil-Bereichen, innerhalb derer unterschiedliche Dichte-Zustände, also Bereichs-Dichten vorliegen, wobei diese beiden Basisteil-Bereiche durchaus aus dem gleichen Material, aber eben in unterschiedlichen Dichte-Zuständen, bestehen können.
Ebenso gut können die beiden Basisteil-Bereiche jedoch auch aus unterschiedlichen Materialien bestehen, wovon vorzugsweise eines wesentlich leichter, mindestens um den Faktor 5, besser um den Faktor 10, leichter ist als das andere schwerere Material und das leichtere Material, insbesondere ein Nichtmetall, beispielsweise ein Kunststoff, ein Keramikmaterial oder Kohlenstoff ist.
Vorzugsweise ist nur ein Basisteil-Bereich vorhanden, der das leichtere Material oder das Material im leichteren Dichte-Zustand enthält.
Die Basisteil-Bereiche können insbesondere in axialer Richtung aufeinander folgende, insbesondere benachbarte oder beabstandete, Schichten sein.
Der leichtere Basisteil-Bereich kann enthalten oder bestehen aus

- einem Kunststoff, insbesondere einem faserverstärkten Kunststoff, insbesondere kohlefaserverstärktem Kunststoff

- einem keramischen Material, insbesondere einem erstarrten Schaum aus keramischen Material

- der leichtere Basisteil-Bereich ist oder enthält einen porösen Körper aus einem schweren Material, insbesondere Metall, insbesondere Stahl, insbesondere Edelstahl, entweder in Form eines erstarrten Schaumes aus diesem Material oder das massive schwere Material enthält dadurch viele Hohlräume, dass es mit einem großen Anteil von Ausnehmungen, insbesondere Durchgangsöffnungen quer zur Hauptebene, ausgestattet ist, wobei vorzugsweise die einzelnen Ausnehmungen einen maximalen Querschnitt quer zu ihrer Verlaufsrichtung von weniger als 10 mm, insbesondere weniger als 5 mm, insbesondere weniger 3 mm, insbesondere weniger als 2 mm aufweisen.

Der poröse Körper kann auch dadurch viele Hohlräume aufweisen, indem er aus dem schweren Material in Form von dünnen Folien oder Strängen so wie etwa Drähten oder Fasern, besteht, die vorzugsweise miteinander verbunden sind, und dazwischen der poröse Körper zu einem großen Teil, insbesondere mehr als 50%, insbesondere mehr als 70%, insbesondere mehr als 80% insbesondere mehr als 90 %, insbesondere mehr als 93 %, aus Hohlräumen besteht.
Den porösen Körper aus einem schweren Material wie etwa Edelstahl herzustellen, hat den Vorteil, dass man dann hierfür auch das gleiche Material verwenden kann, aus dem auch das Schneidteil, zumindest hauptsächlich, besteht und damit für das gesamte Messer bestimmte einzuhaltende Parameter wie etwa Temperaturgrenzen nicht nach unterschiedlichen Materialien festgelegt werden müssen und/oder die Temperaturdehnung die gleiche ist.
Wenn der poröse Körper aus einer oder mehreren Folien besteht, werden hierfür vorzugsweise dreidimensional strukturierte Folien, insbesondere regelmäßig strukturierte Folien, verwendet.
Eine solche dreidimensional strukturierte Folie kann Streckmetall sein, welches durch das Auseinanderzeihen der geschlitzten Ausgangsfolie dreidimensional verformt wird und einen großen Anteil an Hohlräumen besitzt, und dennoch einfach und kostengünstig herzustellen ist.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, einen Wabenkörper aus mehreren übereinanderliegenden Lagen von gewellten Folien herzustellen, und vorzugsweise diese Lagen miteinander zu verbinden, wobei zwischen zwei Lagen einer gewellten Folie eine glatte Folie gelegt werden kann.
Ein solcher Wabenkörper kann aus in ebenen Schichten übereinander gelegten Folien erstellt werden, wobei dann die Hauptebenen der Folien vorzugsweise parallel zur Hauptebene des Basisteiles und damit des Messers verlaufen.
Ein solcher Wabenkörper kann jedoch auch dadurch hergestellt werden, dass die gewellte Folie und vorzugsweise eine an dieser anliegende glatte Folie zu einem Wickelkörper mit einer Vielzahl von Lagen aufgewickelt werden und dabei die einzelnen Lagen gegeneinander fixiert werden, sei es z.B. durch Verschweißen oder Verlöten oder Verkleben.
Von einem solchen Wickelkörper können Scheiben, auch sehr dünne Scheiben mit der Dicke etwa des Basisteils eines Messers, abgetrennt werden und im Basisteil verbaut werden, wobei dann die durch die Wellenform gebildeten Kanäle und damit auch die Folienstege dazwischen quer zur Hauptebene dieser Scheibe und damit des Basisteiles verlaufen, was rein mechanisch den höchsten Widerstand gegen ein Verbiegen einer solchen Platte um einen in der Plattenebene liegende Achse bewirkt.
Ein aus mehreren Schichten bestehendes Basisteil kann insbesondere an den beiden Außerseiten jeweils eine Deckschicht aufweisen, die aus einem anderen Material bestehen kann als das Innere des Basisteils und die mindestens eine Zwischenschicht.
Ein solcher Aufbau hat den Vorteil, dass diese Deckschichten auch aus einer dünnen Schicht oder einer Platte aus Metall, insbesondere Edelstahl und insbesondere dem gleichen Material wie das Schneidteil bestehen kann und damit die oben erwähnten Vorteile erzielt werden.
Da diese Deckschichten auch auf sehr einfache Art und Weise wie etwa Verschweißen oder Verkleben mit dem Schneidteil verbunden werden können, ergibt sich ein insgesamt umfänglich dichter Messerkörper, der auch glatte - vorzugsweise mit einer Rauigkeit unter 20 µm, besser unter 10 µm, besser unter 5 µm - Außenflächen aufweisen kann, was insbesondere für die Reinigung des Messers äußerst vorteilhaft ist.
Die Deckschicht kann dabei auch eine sehr dünne, aus beispielsweise der Gasphase abgeschiedene oder mittels Düsen aufgespritzte dünne Schicht aus dem besagten Material, insbesondere schwerem Material, insbesondere Edelstahl, sein, welches eine Schichtdicke von unter 1 mm, besser unter 0,5 mm, besser unter 0,2 mm, besser unter 0,1 mm besitzen kann.
Die eine oder mehreren Schichten zwischen den Deckschichten können vorzugsweise aus einem Nicht-Metall wie einem Kunststoff, einem Kunststoffschaum, einem Keramikschaum, bei massivem als auch geschäumtem Material mit einer Faserverstärkung, bestehen. Auch erstarrter Metallschaum, vorzugsweise aus dem gleichen Material wie die Deckschichten, kann hierfür vorteilhaft verwendet werden.
Für eine haltbare, vorzugsweise formschlüssige, Verbindung zwischen der Deckschicht und der mindestens einen inneren Schicht, sind an den Innenseiten der Deckschicht vorzugsweise Verbindungselemente, beispielsweise Vorsprünge oder Vertiefungen, vorhanden, die vorzugsweise einstückig zusammen mit der Deckschicht ausgebildet sind und ein formschlüssiges Verhaken mit der Schicht zwischen den Deckschichten ermöglichen. Zu diesem Zweck können sowohl die Deckschicht als auch eine Schicht zwischen den Deckschichten aus einer gelochten Platte bestehen, in deren Durchgangslöcher sich das Material im Abstand zwischen den Schichten oder Platten verhaken kann. Dies ist auch bei der Deckschicht möglich, da Harz-gebundene Kunststoffe wie etwa CFK auch mit Harzen herstellbar sind, die für die Lebensmittelbearbeitung zugelassen sind
Vorzugsweise besteht das Basisteil zu mehr als 90 Volumen-%, insbesondere mehr als 95 Volumen-%, in aus dem leichten Material wie etwa CFK oder einem schweren Material in einem Dichtezustand geringer Dichte von höchstens 20 %, besser höchstens 10 %, der Dichte des massiven Materials.
Falls das Basisteil Deckschichten aufweist, sind diese mit der mindestens einen mittleren Schicht aus diesem leichteren Material oder Material im geringeren Dichtezustand vorzugsweise flächig verbunden, insbesondere verklebt, gegenüber dem Schneidteil dagegen vorzugsweise formschlüssig verbunden, insbesondere verschraubt.
Hinsichtlich der Aufschneide-Maschine, insbesondere einem Slicer, die bekanntermaßen eine Schneideinheit mit einem rotierenden Messer aufweist sowie eine Produkt-Zufuhreinheit zum Zuführen des Produktes zur Schneideinheit, ist die erfindungsgemäße Aufschneide-Maschine mit einem Messer wie zuvor beschrieben ausgestattet.
c) Ausführungsbeispiele
Ausführungsformen gemäß der Erfindung sind im Folgenden beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:

1a: eine bekannten Sichelmessers in der Aufsicht auf dessen Hauptebene,
1b, c: zwei verschiedene Bauformen bekannten Messers, insbesondere bekannten Sichelmessers, geschnitten lotrecht zur Messerebene sowie lotrecht zur Verlaufsrichtung der Schneidkante durch den radial äußeren Randbereichen des Messers der 1a,
2a - d: verschiedene erfindungsgemäße Bauformen eines Messers, insbesondere Sichelmessers, in analogen Schnittdarstellungen wie 1b, c,
3: ein erfindungsgemäßes Sichelmesser in der Aufsicht auf dessen Hauptebene,
4a, b: eine Aufschneide-Maschine in Form eines Slicers gemäß dem Stand der Technik in unterschiedlichen perspektivischen Ansichten,
4c: die Aufschneide-Maschine der 1a, b in der Seitenansicht, wobei einige seitliche Verkleidungen weggelassen sind, um die verschiedenen Förderbänder besser zu erkennen.

Ein Sichelmesser 3 nach dem Stand der Technik ist in der Aufsicht auf dessen Hauptebene 3" in 1a dargestellt sowie in zwei verschiedenen Bauformen, nämlich schalenförmig und plattenförmig, in den 1b, c im Schnitt durch den Randbereich.
Die Schneidkante 3a, in der sich die vom aufzuschneidenden Produkt abgewandte Rückseite 3.2 des Messers 3 mit der Vorderseite 3.1 des Messers 3 trifft, und die die Messerebene 3" definiert, besitzt - gemäß der Definition eines Sichelmessers - in ihrer Fortschrittsrichtung 3a' über den gesamten Schneidbereich A des Messers 3 einen zur Rotationsachse 3' des Messers 3 zunehmenden radialen Abstand R.
Wie die Schnittdarstellung der 1b zeigt, besteht die Rückseite 3.2 des Messers aus der sich radial nach innen unmittelbar an die Schneidkante 3a anschließende Schneidfläche 4, die zu der Messerebene 3" einem Schneidenwinkel α einnimmt.
An diese, streifenförmig in Fortschrittsrichtung 3a' verlaufende, Schneidfläche 4 schließt sich nach radial innen eine ebenfalls streifenförmige Anschlussfläche 5 an, die ebenfalls zur Messerebene 3" geneigt ist unter einem Anschlusswinkel β, der jedoch geringer ist als der Schneidenwinkel α.
Nach radial innen schließt sich an diese Anschlussfläche 5 in aller Regel eine Zentralfläche 6 an, die parallel zur Messerebene 3" verläuft.
Die Rückseite 3.2 des Messers 3 der 1c unterscheidet sich von der der 1b dadurch, dass die Rückseite bei 1c eben durchgeht, und keine Vertiefung 7 aufweist, wie bei 1b, welches deshalb ein schalenförmiges Messer 3 ist.
Die Vorderseite 3.1 des Messers 3 kann als plattenförmiges Messer gemäß 1c eben entlang der Messerebene 3" verlaufen oder als schalenförmiges Messer gemäß 1b eine konkave Vertiefung 7 im mittleren Bereich aufweisen, die meist radial beabstandet zur Schneidkante 3a endet.
Bei einem Messer 3, insbesondere Sichelmesser 3, nach dem Stand der Technik besitzt der in 1b, c dargestellte Randbereich eines solchen Messers 3 in aller Regel den gleichen Querschnitt über den gesamten Schneidbereich A.
In den Querschnittsdarstellungen der 2a - d der Randbereiche eines solchen Messer 3 sind verschiedene erfindungsgemäße Bauformen dargestellt.
Dabei besteht das Schneidteil 1, bei einem Sichelmesser 3 also ein streifenförmiges, gebogenes, endliches Teil, bei einem Kreisscheiben-Messer dagegen ein umlaufender Ring - aus massivem Material, insbesondere Edelstahl, und reicht von der Schneidkante 3a radial soweit nach innen in Richtung Rotationsachse 3' des Messers 3, dass es auf der Rückseite 3.2 des Messers 3 nicht nur die Schneidfläche 4, sondern auch die daran sich anschließende ebenfalls zur Messerebene 3" geneigte Abdrück-Fläche 5 umfasst, auch wenn sich dazwischen gemäß 1c noch eine parallel zur Messerebene 3" liegende Nachschleif-Fläche befinden sollte.
Die einzelnen Bauformen unterscheiden sich hinsichtlich des Basisteiles 2 und/oder dessen Befestigung am Schneidteil 1.
Gemäß 2a besteht das Basisteil 2 aus mehreren parallel zur Messerebene 3" verlaufenden, miteinander verbundenen Schichten.
Zum einen aus einer oberen Deckschicht 2.1 und einer unteren Deckschicht 2.2, wobei deren jeweilige Außenflächen im montierten Zustand ohne Absatz in die Außenfläche des anschließenden Schneidteiles 1 übergehen.
Zu diesem Zweck besitzt das Schneidteil 1 auf seiner radialen Innenkante eine obere und eine untere Schulter, die entlang des gesamten Schneidteiles 1 verläuft und in die jeweilige Deckschicht 2.1 bzw. 2.2 genau mit ihrer Dicke hineinpasst, um einen solchen glatten Übergang an den Außenflächen zum Schneidteil 1 zu gewährleisten. Zwischen den Schultern verbleibt der im Blickrichtung der 2a verlaufende Fortsatz 13.
Die Deckschichten 2.1, 2.2 bestehen vorzugsweise aus dem gleichen Material wie der Schneidteil 1, insbesondere Edelstahl, und ihr äußerer Rand ist vorzugsweise gegenüber dem Schneidteil 1 dicht verbunden, insbesondere verschweißt.
Zwischen den Deckschichten 2.1, 2.2 ist im vorliegenden Fall etwa in der Mitte des Abstandes zwischen den beiden Deckschichten eine weitere Platte 2.3 vorzugsweise aus Metall, vorzugsweise aus Edelstahl, und/oder vorzugsweise aus dem gleichen Material wie die Deckschichten 2.1, 2.2 und/oder aus dem gleichen Material wie das Schneidteil 1 angeordnet, welches zu den Deckschichten 2.1, 2.2 jeweils beabstandet ist, aber mit diesen beispielsweise über Verschraubungen mit von jeder Seite her verschraubt sein kann.
Der Zwischenraum zwischen diesen drei Schichten 2.1, 2.2, 2.3 kann entweder als lediglich luftgefüllter Hohlraum verbleiben oder ist aus Stabilitätsgründen in Form von weiteren Schichten 2.4, 2.5 mit einem deutlich leichteren Material als Edelstahl angefüllt, beispielsweise mit einem Kunststoff, insbesondere glasfaserverstärktem Kunststoff CFK.
Dies erlaubt eine einfache schichtweise Montage der einzelnen Schichten nacheinander, beispielsweise ausgehend von einer der Deckschichten, oder es können die beiden Schichten 2.4, 2.5 zunächst an der mittleren Schicht 2.3 fixiert werden, etwa durch Verkleben, und anschließend auf eine bereits fixierte untere Deckschicht 2.1 oder 2.2 aufgelegt und mit der anderen Deckschicht 2.2, 2.1 komplettiert und mit den Deckschichten verschraubt werden.
Die Zwischenräume zwischen den Platten 2.1, 2.2, 2.3 können auch nach der Montage mit einem noch nicht ausgehärtetem Schaummaterial gefüllt werden, beispielsweise, wenn sich um einen Kunststoff oder keramisches Material handelt, wofür auch die Bohrungen in den Deckschichten für die spätere Verschraubung genutzt werden können.
Die Innenseiten der Deckschichten 2.1, 2.2 und/oder die wenigstens eine Schicht 2.3 im Inneren des Basisteils 2 sind vorzugsweise nicht eben ausgebildet, sondern besitzen Verbindungselemente 12 zur formschlüssigen Verbindung mit der angrenzenden Schicht, sei es in Form von Vertiefungen 12, insbesondere Durchgangsöffnungen, oder in der Innenseite oder Aufwölbungen 12 auf der Innenseite der Deckschichten 2.1, 2.2. Auch eine Platte 2.3 zwischen den Deckschichten 2.1, 2.2 kann eine gelochte Platte sein.
Da das Messer 3 und damit auch das Basisteil 2 eine Dicke in der Größenordnung von 5 mm aufweist, sollten sich die die Stabilität massiv mit beeinflussenden Deckschichten 2.1, 2.2 und vorzugsweise auch die mittlere Schicht 2.3, sofern vorhanden, eine Dicke von mindestens 0,5 mm, besser mindestens 0,7 mm, besser mindestens 0,8 mm besitzen.
Die Bauform der 2b unterscheidet sich von derjenigen der 2a dadurch, dass zwar ebenfalls beiderseits Deckschichten 2.1, 2.2 am Basisteil 2 vorhanden sind und über dessen gesamte Erstreckung durchgehen, diese aber sehr viel dünner sind, beispielsweise unter 0,2 mm, vorzugsweise unter 0,1 mm dünn sind und primär der Abdichtung gegenüber der in diesem Fall einzigen mittleren Schicht 2.3 sowohl nach außen als auch gegenüber dem Schneidteil 1 dienen. Nichtsdestotrotz können auch hier die Deckschichten 2.1, 2.2 aus Metall, insbesondere Edelstahl und / oder aus dem gleichen Material wie der Schneidteil 5 bestehen.
Für die formschlüssige Verbindung zwischen Schneidteil 1 und Basisteil 2 besitzt auf der radialen Innenseite das Schneidteil 1 wiederum oben und unten die bei 2a erwähnte Schulter, jedoch ist diese in axialer Richtung höher, sodass der verbleibende radial nach innen ragende, vorzugsweise sich über die gesamte Umfangslänge des Schneidteiles 1 erstreckende Fortsatz 13 in axialer Richtung dünner ist, beispielsweise nur zwischen 20 %und 60 % der Dicke des Basisteiles 2 beträgt.
Vorzugsweise ist dieser Fortsatz 13 mit in axialer Richtung durchgehenden Durchgangsöffnungen oder zumindest Vertiefungen von oben und unten her versehen, die zusätzlich die formschlüssige Verbindung gegenüber der mittleren Schicht 2.3 verbessern soll.
Diese mittlere Schicht 2.3 kann wie aus den oben zu 2a beschriebenen leichten Materialien oder schweren Materialien in einem leichten Dichtezustand bestehen, vorzugsweise aus kohlefaserverstärktem Kunststoff oder einem erstarrten Metallschaum, vorzugsweise des gleichen Metalls wie die Deckschichten 2.1, 2.2 und / oder des gleichen Metalls wie das Schneidteil 1.
Bei der Bauform gemäß 2c besteht das Basisteil 2 aus einem porösen Körper 8 in Form eines Wabenkörpers, bestehend aus mehreren Lagen von aufeinander gelegten gewellten Folien 7.1 mit jeweils einer glatten Folie 7.2 dazwischen und auch jeweils einer glatten Folie 7.2 als oberste und unterste Lage, also sozusagen als Deckschichten.
Die gewellte Folie 7.2 besitzt hier Wellen in Trapezform, jedoch kann es sich dabei auch um eine Wellenform in Form von Sinuskurven oder anderen, möglichst ohne Knick und Absatz verlaufenden, Wellenformen handeln.
Dadurch entstehen Kanäle 14, die in diesem Fall in Blickrichtung der 2c verlaufen, also bei dieser Schnittdarstellung etwa tangential zur Umfangskante, bei Schnitt an einer anderen Stelle aber auch radial verlaufen.
Die einzelnen Lagen sind an den Kontaktstellen miteinander verbunden, da es sich um metallische Folien aus Edelstahl handelt, vorzugsweise verlötet oder verschweißt.
Die axial beidseitigen Schultern am radial inneren Rand des Schneidteiles 1 sind in ihrer axialen Erstreckung so gewählt, dass die jeweilige Deckschicht in Form der glatten Lage 7.2 zusammen mit mindestens einer gewellten Lage 7.1 und ggfs. der daran anliegenden nächsten inneren glatten Lage 7.2 darin Platz findet, sodass diese mit dem Fortsatz 13 des Schneidteiles 1 über eine relativ große Kontaktfläche verbunden, etwa verklebt, verlötet oder verschweißt, werden können. Auch die als Deckschicht dienende jeweils äußerste, glatte Lage 7.2 wird am Umfang mit dem Schneidteil 1 dicht verbunden.
Ein solcher Wabenköper 8 kann relativ einfach hergestellt werden mit einem Kanalquerschnitt bis herab zu unter 1 mm², was einen sehr stabilen Wabenkörper als porösen Körper 8 ergibt.
Bei 2d besteht der poröse Körper 8 vorzugsweise auch aus Edelstahl, eventuell auch dem gleichen Wabenkörper 8 wie er zur Verwendung in 2c benutzt wurde, allerdings geschnitten quer zur Verlaufsrichtung der Kanäle 14 in einer dünnen Scheibe, die der Dicke des Basisteiles 2 oder etwas Weniger entspricht, sodass die Wände der gewellten Folien 7.1 ebenso wie die Richtung der Kanäle 14 quer, insbesondere lotrecht, zur Messerebene 3" verlaufen.
Um auch hier ein an den Außenflächen dichtes Basisteil 2 zu erzielen, ist auf den Stirnflächen des Wabenkörpers 8 beidseits eine glatte Folie 7.2 aufgebracht und mit dem Wabenkörper 8 fest verbunden, die dann wiederum an ihrem radial äußeren Rand mit dem Schneidteil 1 dicht verbunden werden kann.
Der poröse Körper 8 mit in lotrecht zur Messereben 3" verlaufenden Kanälen 14 kann jedoch auch aus einem massivem Metallblock mit einer Vielzahl von Durchgangsbohrungen als Kanälen 14 erzeugt werden, auf den dann stirnseitig zum Verschließen der Kanäle 14 wiederum eine glatte Folie oder dünne Platte 7.2 dicht aufgebracht wird.
Allerdings ist bei Herstellung auf diese Art und Weise der Volumenanteil der Kanäle 14 im Vergleich zum gesamten porösen Körper 8 in aller Regel deutlich größer als bei dem zuvor beschriebenen Wabenkörper 8 aus gewellten und ggfs. glatten Folien wie in 2c dargestellt.
3 zeigt ein erfindungsgemäßes Messer 3 bestehend aus über die gesamte Länge der Schneidkante 3a umlaufendem Schneidteil 1 und Basisteil 2 in der Aufsicht auf die Hauptebene 3" des plattenförmigen Messers 3:

Dabei ist angedeutet, dass sich nicht alle Schichten des Basisteiles 2 über den gesamten Umfang des Messers 3 erstrecken müssen, sondern mit dem Schneidteil 1 auch nur über einzelne Speichen 15 verbunden sein können.

Vorzugsweise wird es sich dabei um innen liegende Schichten des Basisteiles 2 handeln, um eine dichte Außenfläche zu behalten.
Die Speichen 15 gehen dabei vorzugsweise an ihrem radial inneren Ende in ein Ringteil 16 über, welches die Rotationsachse 3', die an einem solchen Messer 3 meist mittels einer Durchgangsöffnung ausgebildet ist, ringförmig umschließt.
Die 4a, 4b zeigen unterschiedliche perspektivische Ansichten eines Slicers 1 zum gleichzeitigen Aufschneiden von mehreren Produkt-Kalibern K nebeneinander mit einer generellen Durchlaufrichtung 10* durch die Maschine von links nach rechts sowie 4c - durch Weglassen für die Erfindung weniger wichtiger Details vereinfachten - Vertikalschnitt durch einen solchen Slicer 1 in Längsrichtung 10, der Zufuhrrichtung der Kaliber K zur Schneideinheit 103 und damit der Längsrichtung der im Slicer 1 liegenden Kaliber K.
Dabei ist zu erkennen, dass der Grundaufbau eines Slicers 1 nach dem Stand der Technik darin besteht, dass einer Schneideinheit 103 mit einem um eine Messerachse 3' rotierenden Messer 3, meist einem Sichelmesser 3, mehrere, in diesem Fall vier, Produkt-Kaliber K quer zur Zufuhrrichtung 10 nebeneinander von einer Zufuhreinheit 101 mittels eines Zuförderers 102 zugeführt werden, von deren vorderen, aus einer plattenförmigen Schneidbrille 104 jeweils vorstehenden, Enden das rotierende Sichelmesser 3 jeweils gleichzeitig eine Scheibe S abtrennt.
Für das Aufschneiden der Produkt-Kaliber K befindet sich der Zuförderer 102 in der in den Figuren dargestellten Schrägstellung mit tiefliegendem schneidseitigem vorderen Ende und hochliegendem hinteren Ende, aus der er um eine in seiner Breitenrichtung, der 1. Querrichtung 11.1, verlaufende Schwenkachse 102', die sich in der Nähe der Schneideinheit 103 befindet, herabgeklappt werden kann in eine etwa horizontale Beladestellung, wie in 4c angedeutet.
Das hintere Ende eines in der Zufuhreinheit 101 liegenden Kalibers K - siehe in 4c das erste Kaliber K1 der in dieser Blickrichtung hintereinander liegenden vier Kaliber - ist jeweils von einem Greifer 105 formschlüssig mit Hilfe von Halteklauen gehalten. Diese Greifer 105a - 105d sind an einer gemeinsamen Greifer-Einheit 106 befestigt, welche entlang einer stangenförmigen Greifer-Führung 107 in Zufuhrrichtung 10 nachgeführt werden kann.
Die entsprechend der Schrägstellung von Zufuhreinheit 101 und Schneideinheit 103 bei Abtrennung schräg im Raum stehenden Scheiben S fallen auf eine unterhalb der Schneidbrille 104 beginnende und in Durchlaufrichtung 10* verlaufende Abförder-Einheit 108, die in diesem Fall aus in Durchlaufrichtung 10* mehreren mit ihren Obertrumen etwa fluchtend hintereinander angeordneten Abförderern 108a, b, c besteht, von denen eines auch als Wiegeeinheit ausgebildet sein kann.
Unterhalb der Zuförder-Einheit 101 befindet sich ferner ein horizontal verlaufender Resteförderer 109 ebenfalls in Form eines endlos umlaufenden Förderbandes, welcher mit seinem vorderen Ende unterhalb der Schneidbrille 104 und unmittelbar hinter der Abförder-Einheit 108 beginnt und mit seinem Obertrum von dort aus entgegen der Durchlaufrichtung 110* darauf fallende Reste nach hinten abtransportiert.
Bezugszeichenliste

1: Schneidteil
2: Basisteil
2A, 2B: Basisteil-Bereich
2.1, 2.2, 2.3: Schicht
2.1, 2.2: Deckschicht
3: Messer
3': Messerachse, Rotationsachse
3": Messerebene
3.1: Vorderseite
3.2: Rückseite
3a: Schneidkante
4: Schneidfläche
5: Anschlussfläche, Abdruckfläche
6: Zentralfläche
7: Folie
7.1: gewellte Folie
7.2: glatte Folie
8: poröser Körper, Wabenkörper
9: Ausnehmungen, Durchgangsöffnungen
10: axiale Richtung, Lotrechte zu 3"
11: radiale Richtung
11.1, 11.2: Querrichtung
12: Verbindungselement
13: Fortsatz
14: Kanal
15: Speiche
16: Ringteil
100: Slicer, Aufschneide-Maschine
101: Zufuhreinheit
102: Zuförderer
102': Schwenkachse
103: Schneideinheit
103a: Messerträger
104: Schneidbrille
105: Greifer
106: Greifer-Einheit
107: Greifer-Führung
108: Abförder-Einheit
108a, b, c: Abförderer
109: Reste-Förderer
110*: Durchlaufrichtung
α: Schneidenwinkel
β: Anschlusswinkel
A: Schneid-Bereich
K: Produkt-Kaliber,
P: Portion
R: radialer Abstand
S: Scheibe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 3062976 A1 [0009]
WO 2019/215224 A1 [0010]
WO 2017/137264 A2 [0011]

Claims

Rotierbares, plattenförmiges oder schalenförmiges, Messer (3) mit einer Vorderseite (3.1) und einer Rückseite (3.2), geeignet zum Einsatz in einem Slicer (1), mit - einer in der Aufsicht auf eine Messer-Ebene (3") gekrümmten Umfangskante, die zumindest über einen Schneid-Bereich (A) als Schneidkante (3a) ausgebildet ist, welche die Messer-Ebene (3") definiert, wobei - auf der Messer-Rückseite (3.2) sich an die Schneidkante (3a) eine schräg zur Messer-Ebene (3") geneigte, radial nach innen erstreckende, Schneidfläche (4) anschließt, die in einem spitzen Schneidenwinkel (α) zur Messerebene (3") steht, dadurch gekennzeichnet, dass das Messer (3) - zwei verschiedene Dichte-Zustände desselben Materials (M1), insbesondere Stahl, insbesondere Edelstahl und/oder - zwei verschiedene Materialien (M1, M2), das eine davon insbesondere Stahl, insbesondere Edelstahl und/oder das andere ein Nichtmetall, insbesondere Kunststoff enthält.
Messer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - das Messer (3) einen radial außen umlaufenden und die Schneidkante (3a) enthaltende Schneidteil (1) einerseits sowie ein diesbezüglich sich radial innerhalb befindlichen, insbesondere an den Schneidteil (1) unmittelbar anschließenden, mit dem Schneidteil (1) verbundenes, zentrales Basisteil (2) andererseits aufweist, - je einer der beiden verschiedenen Dichte-Zustände des gleichen Materials (M1) oder verschiedene Materialien (M1, M2) in je einem der beiden Teile (1, 2) vorhanden sind. (Schneidteil:)
Messer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidteil (1) aus massivem, insbesondere gewalztem, geschmiedetem oder gegossenen, Metall, insbesondere Stahl, insbesondere Edelstahl als Material (M1) besteht.
Messer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der Schneidteil (1) zumindest die Schneidfläche (4) in radialer Richtung vollständig enthält, - insbesondere die radial daran anschließende, ebenfalls schräg unter einem Winkel (β) zur Messerebene (3") daran anschließende Abdrückfläche (5). (Basisteil:)
Messer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisteil (2) - zwei verschiedene Basisteil-Bereiche (2A, 2B) mit verschiedenen Dichte-Zuständen, also Dichten betrachtet hinsichtlich des gesamten Basisteil-Bereiches, insbesondere desselben Materials, insbesondere Stahl, insbesondere Edelstahl und/oder - zwei verschiedene Basisteil-Bereiche (2A, 2B) mit verschiedenen Materialien, das eine (2A) davon ein schweres Material, insbesondere Stahl, insbesondere Edelstahl und/oder das andere (2B) ein leichtes Material mit mindestens um den Faktor 5, besser den Faktor 10, leichteres Material, insbesondere ein Nichtmetall, und/oder - nur einen Basisteil-Bereiche (2B) mit leichtem Material mit mindestens um den Faktor 5, besser den Faktor 10, leichteren Material als Stahl, insbesondere ein Nichtmetall, enthält.
Messer nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass - vorzugsweise in etwa parallel zur Messerebene (3") verlaufenden, in Richtung der Messerachse (3') übereinander liegenden und aneinander anliegenden und miteinander verbundene Schichten.
Messer nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der leichtere Basisteil-Bereich (2B) - aus Kunststoff, insbesondere faserverstärkten Kunststoff, insbesondere CFK, besteht oder - ein poröser Körper (8) aus einem schweren Material, insbesondere einem Metall, insbesondere Stahl, ist, - insbesondere ein erstarrter Schaum - oder der poröse Körper (8) das schwere Material in Form von dünnen Folien (7) oder Strängen, insbesondere Drähten oder Fasern, enthält mit Hohlräumen dazwischen - oder der poröse Körper (8) das schwere Material in massiver Form enthält, jedoch mit einem sehr großen Anteil von Ausnehmungen (9), insbesondere Durchgangsöffnungen (9), in dem schweren Material oder - aus einem keramischen Material besteht.
Messer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der poröse Körper (8) aus schwerem Material - ein Körper (8) aus mindestens einer, besser mehreren, dann vorzugsweise miteinander verbundenen, Lagen einer dreidimensional strukturierten Folie (7) ist, - insbesondere Streckmetall, insbesondere aus Edelstahl, ist oder enthält und/oder - ein Wabenkörper (8) aus übereinanderliegenden, insbesondere regelmäßig, gewellten Folien (7.1), insbesondere mit jeweils einer glatten Folie (7.2) dazwischen, ist (Deckschichten:)
Messer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - eine oder beide der äußeren Deckschichten (2.1, 2.2) des Basisteils (2) eine Schicht oder dünne Platte aus Metall, insbesondere Edelstahl, ist, - insbesondere aus dem gleichen Material wie das Material des Schneidteiles (1), - dann insbesondere diese Schicht oder dünne Platte dicht mit dem Schneidteil (1) verbunden ist.
Messer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht (2.1, 2.2) eine aus der Gasphase abgeschiedene oder aufgespritzte dünne Schicht aus Metall, insbesondere Edelstahl, auf der Außenseite der nächstinneren Schicht des Basisteiles (2) ist.
Messer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Außenseiten der beiden Deckschichten (2.1, 2.2) glatt ausgebildet sind, und/oder - die Innenseiten, insbesondere einstückig, mit der Deckschicht (2.1, 2.2) ausgebildete, Verbindungselemente (12) zum Verbinden mit der nächstfolgenden inneren Schicht (2.3) aufweisen und/oder - wenigstens eine Deckschicht (2.1, 2.2) und/oder eine innere Schicht (2.3) als gelochte Platte ausgebildet ist.
Messer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisteil (2) des Messers (3), insbesondere das ganze Messer (3) mehrheitlich, insbesondere zu mehr als 70 Volumen-%, besser mehr als 80 Volumen-%, besser mehr als 85 Volumen-% aus CFK besteht. (Verbindungsart:)
Messer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die äußeren Deckschichten (2.1, 2.2) des Basisteiles (2) mit dem Schneidteil (1) dicht verbunden, insbesondere verklebt, verschweißt oder verlötet, sind und/oder - bei einem aus mehreren Schichten bestehenden Basisteil (2) diese Schichten (2.1-2.5) durchgehend flächig oder vielfach kleinflächig oder punktförmig miteinander verbunden, insbesondere verklebt, verschweißt oder verlötet, sind.
Aufschneide-Maschine (1), insbesondere Slicer (100), mit - einer Schneideinheit (103) mit einem rotierbaren Messer (3), - einer Zufuhreinheit (101) zum Zuführen eines oder mehrerer Produkt-Kaliber (K) zur Schneideinheit (103), dadurch gekennzeichnet, dass das Messer (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.