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Die Erfindung betrifft eine Lochscheibe, z.B. eines Schneidsystems einer Zerkleinerungsmaschine, wie Vorschneider oder Feinstzerkleinerer, ein Schneidsystem mit einer derartigen Lochscheibe und einem auf einer Antriebswelle anordenbaren Flügelmesser sowie eine Zerkleinerungsmaschine mit einem derartigen Schneidsystem.
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Herkömmlicherweise werden Zerkleinerungsmaschinen, insbesondere Feinstzerkleinerer, für Herstellungsprozesse in der Lebensmittelindustrie eingesetzt, insbesondere zum Zerkleinern von Fleisch oder Früchten auf eine vorbestimmte Größe. In der Regel weisen derartige Zerkleinerungsmaschinen einen Antrieb auf, an dem ein oder mehrere Schneidsysteme angeordnet sind.
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Ein mögliches Schneidsystem besteht aus einem rotierenden Flügelmesser, welches über einer feststehenden Lochscheibe angeordnet ist. Beim Drehen des Flügelmessers wird das zu verarbeitende Material durch die Löcher der Lochscheibe gepresst und somit zerkleinert bzw. geschnitten.
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DE 20 2010 003 036 U1 zeigt einen Feinstzerkleinerer mit einer Spindel, an der in axialer Richtung hintereinander drei Schneidsysteme angeordnet sind, wobei ein Schneidsystem mit einer Lochscheibe und mit einem Messerelement, welches mit der Spindel drehfest verbunden ist, ausgestattet ist. Dabei weist die Lochscheibe eine senkrecht zur Spindel verlaufende Erstreckungsebene auf, in der eine Vielzahl senkrecht zur Erstreckungsebene verlaufender Durchgangslöcher angeordnet sind.
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Üblich ist es bei herkömmlichen Schneidsystemen, die Lochscheibe lediglich gegen Verdrehen zu sichern. Ansonsten ist die Lochscheibe schwimmend gelagert, d.h. in axialer Richtung nicht fixiert, wodurch es im Leerlauf des Systems nachteilig zu einem Verkanten der Lochscheibe führen kann. Eine nicht fixierte Lochscheibe kann sich zudem bei einem evtl. auftretenden Produktrückstau negativ auswirken. Kommt es zu einem Produktrückstau, wird die Lochscheibe von unten gegen das Flügelmesser gedrückt, wodurch es zu einem Metallabrieb kommen kann und Metall in das zu verarbeitende Produkt gelangen könnte.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lochscheibe, ein Schneidsystem und/oder eine Zerkleinerungsmaschine zu schaffen, welche auch im Leerlauf und/oder bei einem evtl. auftretenden Produktrückstau zuverlässig arbeitet, ohne dass sich die Lochscheibe und das Flügelmesser während der Produktion berühren.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen einer Lochscheibe gemäß Anspruch 1, mit den Merkmalen eines Schneidsystems gemäß Anspruch 2 sowie mit den Merkmalen einer Zerkleinerungsmaschine gemäß Anspruch 11.
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Die erfindungsgemäße Lochscheibe kann beispielsweise in einem Schneidsystem einer Zerkleinerungsmaschine, wie z.B. Feinstzerkleinerer, Vorschneider, etc., eingesetzt werden zum Zerkleinern von Fleisch, Früchten, Schokolade, Keksen, Brote, Knochen, Fischgräten, etc und weist eine konzentrische hohlzylindrische Ausnehmung auf, welche derart ausgebildet ist, um eine Antriebswelle der Zerkleinerungsmaschine durch die Lochscheibe zu führen, wobei die durch die Lochscheibe geführte Antriebswelle senkrecht zur Lochscheibenebene verläuft.
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Ferner weist die Lochscheibe eine Vielzahl an Durchgangslöchern auf, welche senkrecht zur Lochscheibenebene verlaufen. Bevorzugt ist der Durchmesser der Durchgangslöcher gleich groß, um eine gleichmäßige Zerteilung des zu verarbeitenden Materials zu erreichen, wobei der Zerteilungsgrad abhängig ist von dem Durchmesser der Durchgangslöcher.
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Erfindungsgemäß weist die Lochscheibe eine Formgebung auf, wobei die Formgebung zur formschlüssigen, lösbaren, axialen Befestigung der Lochscheibe an einem Grundring ausgebildet ist. Insbesondere handelt es sich bei der Formgebung der Lochscheibe um eine Formgebung zum Bilden einer Befestigungseinrichtung, insbesondere Verriegelungseinrichtung.
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Bevorzugt ist die Formgebung gegeben durch mindestens eine sich in radialer Richtung nach innen gerichteten Ausnehmung, welche abschnittsweise um die Lochscheibe angeordnet ist, um mit einer zugehörigen Formgebung des Grundrings in Form von Kragen in dem Grundring einen Bajonettverschluss zu bilden, welcher durch relative Drehung von Lochscheibe und Grundring schließbar bzw. lösbar ist.
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Die Formgebung der Lochscheibe sorgt vorteilhafterweise für eine sichere Fixierung der Lochscheibe an einem die zugehörige Formgebung aufweisenden Grundring sowohl in axialer Richtung als auch in Umlaufrichtung. Dadurch entsteht der Vorteil, dass ein über der Lochscheibe rotierendes Flügelmesser zu keinem Zeitpunkt, weder im Produktionsbetrieb noch im Leerlauf, z.B. bei oder nach einer Reinigung, die Lochscheibe berührt.
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Ferner wird die o.g. Aufgabe mittels eines Schneidsystems einer Zerkleinerungsmaschine gelöst, wobei das Schneidsystem eine erfindungsgemäße Lochscheibe aufweist, wie sie vorstehend beschrieben ist. Bevorzugt ist auf einer Antriebswelle der Zerkleinerungsmaschine ein Flügelmesser angeordnet.
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Das erfindungsgemäße Schneidsystem zeichnet sich dadurch aus, dass die Lochscheibe an einem Grundring mittels einer Formgebung der Lochscheibe formschlüssig, lösbar axial befestigt ist, wobei die Formgebung der Lochscheibe mit der Formgebung des Grundrings eine Befestigungseinrichtung, insbesondere Verriegelungseinrichtung, bildet. Dadurch ist die Lochscheibe vorteilhafterweise sowohl in Umlaufrichtung als auch in axialer Richtung gegen sämtliche äußeren Lastwechsel an dem Grundring fixiert. Die Lochscheibe wird somit auch bei einem Leerlauf des Systems oder einem Gegendruck durch einen eventuell auftretenden Produktrückstau sicher gehalten.
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Die Anzahl durch die Formgebung der Lochscheibe entstehender Befestigungspositionen bzw. Verriegelungselemente ist frei wählbar und kann dem Lochscheibendurchmesser und dem auftretenden Verarbeitungsdruck bei der Produktion angepasst werden.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung entspricht die Befestigungseinrichtung einem Bajonettverschluss. Durch eine Steck-Dreh-Bewegung lässt sich vorteilhafterweise einfach eine form- und kraftschlüssige Verbindung zwischen der Lochscheibe und dem Grundring herstellen.
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Dazu weisen der Grundring und die Lochscheibe jeweils eine Formgebung auf, die als Kragen und Ausnehmung ausgebildet ist und derart angeordnet ist, dass jeweils ein Kragen und eine Ausnehmung eine zusammengehörige Verriegelungseinrichtung bilden. Dabei sind die Kragen und die Ausnehmungen so angeordnet und bemessen, dass jeweils ein Kragen in eine Ausnehmung passt, damit ein Ineinanderstecken der Lochscheibe in den Grundring möglich ist.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist die Schließrichtung des Bajonettverschlusses in Drehrichtung des Flügelmessers gerichtet. Dadurch ist die Lochscheibe vorteilhafterweise während des Produktionsprozesses gegen Losdrehen gesichert. Das gilt entsprechend für rechtsdrehende und linksdrehende Schneidsysteme.
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Bevorzugt weisen die Kragen und/oder Ausnehmungen des Bajonettverschlusses einen Anschlag zur Begrenzung der Schließdrehung auf. Dadurch ist eine ordnungsgemäße Montage der Lochscheibe besonders einfach vorzunehmen.
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In einer Weiterbildung der Erfindung weist der Grundring im Produkteinlaufbereich eine Ausdrehung auf, welche derart ausgebildet ist, um die Lochscheibe darin aufzunehmen. Dadurch ist die Lochscheibe vorteilhafterweise radial zentriert in dem Schneidsystem angeordnet.
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Bevorzugt ist die Formgebung des Grundrings derart ausgestaltet, dass die Lochscheibe vollständig in den Grundring eingesetzt werden kann und umfangseitig von diesem umrandet wird, so dass vorteilhafterweise umfangseitig eine Abdichtung der Lochscheibe zum Grundring erfolgt.
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Vorzugsweise reicht das Flügelmesser bis auf einen Spalt, insbesondere einen Spalt im µm-Bereich, an den Rand der Ausdrehung des Grundrings heran, so dass kein zu verarbeitendes Material am Rand der Lochscheibe austreten kann.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist das Flügelmesser mittels eines Hydraulikspanners an der Antriebswelle lösbar befestigt. Der Hydraulikspanner weist einen inneren und einen äußeren Buchsenabschnitt auf, wobei sich zwischen diesen Buchsenabschnitten ein ringförmig geschlossener Hohlraum befindet, der mit einem Fluid gefüllt ist. Ferner weist der Hydraulikspanner ein Einstellmittel auf, insbesondere eine Stellschraube, mit dem das Fluid in dem Hohlraum durch Drehung des Einstellmittels mit einem vorgegebenen Druck beaufschlagt werden kann. Der Druck auf das Fluid bewirkt, dass das Flügelmesser und die Antriebswelle drehfest miteinander gekoppelt werden.
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Die Verwendung eines Hydraulikspanners ermöglicht eine individuelle Positionierung des Flügelmessers an der Antriebswelle, bei der das Flügelmesser in axialer Richtung fixiert ist. Vorteilhafterweise entstehen beim Verspannen des Flügelmessers mittels des Hydraulikspanners keine Axialkräfte, so dass ein voreingestellter Spalt zwischen Lochscheibe und Flügelmesser eingehalten wird.
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In einer Weiterbildung der Erfindung sind der Grundring, die Lochscheibe und das Flügelmesser aus einem korrosionsbeständigen Material, insbesondere rostfreiem Edelstahl oder Hartmetall, gefertigt. Dadurch erhält das erfindungsgemäße Schneidsystem vorteilhafterweise die geforderte Lebensmittelechtheit. Die Verwendung eines Hartmetalls sorgt ferner für eine ausreichende Festigkeit bzw. Haltbarkeit der Komponenten des Schneidsystems, so dass die Lochscheibe und das Flügelmesser seltener nachgeschliffen werden müssen.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind auf der der Lochscheibe gegenüberliegenden Seite umlaufend Schneidstollen befestigbar, wodurch der Grundring die Basis eines Statorschneidrings bildet.
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Mittels der umlaufend angeordneten Schneidstollen kann zusammen mit einem an der Antriebswelle drehfest befestigten Schneidrotors ein weiteres Schneidsystem gebildet werden. Dadurch lassen sich vorteilhafterweise Material und Montageaufwand reduzieren, indem ein gemeinsamer Grundring von zwei Schneidsystemen verwendet werden kann.
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In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Befestigungsvorrichtung eine Verdrehsicherung auf, wobei die Verdrehsicherung für rechtsdrehende und linksdrehende Flügelmesser auslegbar ist. Eine Verdrehsicherung verhindert vorteilhafterweise eine Drehung der Lochscheibe im Produktionsbetrieb.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist das Flügelmesser derart an der Antriebswelle positioniert und berührungsfrei justiert, dass kein unmittelbarer Kontakt zwischen dem Flügelmesser und der Lochscheibe vorliegt. Eine derartige berührungsfreie Justierung erfolgt beispielsweise mittels eines Abstandshalters oder einer Lehre, wobei ein geringer, definierter Abstand zwischen Flügelmesser und Lochscheibe durch einen vorbestimmten Spalt eingehalten wird.
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Eine derartige Montage des Schneidsystems ist vorteilhafterweise unabhängig von der Stärke der Lochscheibe, so dass auch nach mehrfachem Nachschliff der Lochscheibe immer der gleiche Abstand zwischen dem Flügelmesser und der Lochscheibe erzielt werden kann.
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Bei dem erfindungsgemäßen Schneidsystem können mindestens zwei, drei oder mehr der vorstehend beschriebenen Weiterbildungen miteinander kombiniert werden, um im Rahmen der Erfindung sinnvolle Merkmalskombinationen zu erhalten.
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Ferner wird die o.g. Aufgabe mittels einer Zerkleinerungsmaschine gelöst, wobei die Zerkleinerungsmaschine eine erfindungsgemäße Lochscheibe und/oder ein erfindungsgemäßes Schneidsystem aufweist, wie es vorstehend beschrieben ist.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Antriebswelle zylindrisch ausgebildet ist. Beim Verspannen des Flügelmessers an der Antriebswelle wird bei einer zylindrischen Antriebswelle die axiale Position des Flügelmessers nicht verändert.
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Durch die Verwendung einer zylindrischen Antriebswelle ist die erfindungsgemäße Zerkleinerungsmaschine kostengünstig herstellbar, wobei die Komponenten der Zerkleinerungsmaschine aufgrund der zylindrischen Antriebswelle einfach austauschbar und/oder erweiterbar sind.
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Die Fixierung der Lochscheibe in axialer Richtung sowie die Fixierung des Flügelmessers an der Antriebswelle garantieren im laufenden Produktionsbetrieb zu jedem Zeitpunkt ein berührungsfreies Schneiden ohne Metallabrieb. Das hat den Vorteil, dass kein Metall in das zu verarbeitende Material eindringt und kein metallisches Reibmoment auftritt, welches sich ungünstig auf die Temperatur auswirkt.
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Die vorstehend beschriebenen Fixierungen von Lochscheibe und Flügelmesser erlauben dennoch eine einfache Wartung des Schneidsystems, da ein umständliches Nachjustieren des Flügelmessers nach einem Nachschleifen der Lochscheibe und/oder des Flügelmessers entfällt.
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Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus den anhand der Zeichnung näher erläuterten Ausführungsbeispielen. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Lochscheibe,
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2 eine schematische Darstellung eines Grundrings und
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3 eine schematische perspektivische Ansicht von Grundring und Lochscheibe.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Lochscheibe 2 mit einer konzentrischen hohlzylindrischen Ausnehmung 4, wobei die Lochscheibe 2 bevorzugt aus einem rostfreien Edelstahl oder einem Hartmetall gefertigt ist.
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Die Lochscheibe 2 weist eine Vielzahl an Durchgangslöchern 6 auf, durch die das zu verarbeitende Material, wie z.B. Fleisch, gepresst wird.
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Zum Befestigen der Lochscheibe 2 an einem hier nicht dargestellten Grundring 8 weist die Lochscheibe 2 eine vorbestimmte Formgebung auf, die hier umfangsseitig angeordnete Verriegelungselemente 10 aufweist, welche durch die Formgebung in der Lochscheibe 2 integriert sind. In dem in 1 dargestelltem Ausführungsbeispiel wird ein Verriegelungselement 10 durch eine Ausnehmung gebildet, wobei die Ausnehmung geeignet ist, um mit einem zugehörigen Kragen eines Grundrings 8 eine Verriegelungseinrichtung, insbesondere einen Bajonettverschluss, zu bilden. Das Verriegelungselement 10 kann jedoch auch als Kragen ausgebildet sein, wenn der zu verbindende Grundring 8 entsprechende Ausnehmungen aufweist, um eine Verriegelungseinrichtung zu bilden.
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Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine Formgebung der Lochscheibe mit einer Ausnehmung und einem Kragen zum Bilden eines Bajonettverschluss beschränkt. Vielmehr sind jedwede Formgebungen vorgesehen, die die Lochscheibe 2 formschlüssig, axial lösbar an dem Grundring 8 befestigen. Dies kann z.B. ein Gewinde mit einem Gewindeanschlag in dem Grundring 8 sein, wobei zur Befestigung der Lochscheibe 2 diese mittels eines geeigneten Werkzeugs in das Gewinde des Grundrings 8 eingedreht wird. Ebenso kann die Lochscheibe 2 mittels einer geeigneten Klemmverbindung lösbar axial an dem Grundring befestigt werden.
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Zur einfachen Handhabung bei der Montage der Lochscheibe 2 ist in der Ausnehmung des Verriegelungselementes 10 eine kleine Erhebung 12 vorgesehen, die beim richtigen Einsetzen der Lochscheibe 2 in den Grundring 8 und bei richtiger Drehrichtung den Bajonettverschluss einrasten lässt, wobei die Schließrichtung in Drehrichtung der Antriebswelle und des Flügelmessers gerichtet ist und somit eine Verdrehsicherung gegen unerwünschtes Losdrehen der Lochscheibe 2 bildet.
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Die Lochscheibe 2 gemäß 1 weist drei Verriegelungselemente 10 auf, die umfangsseitig gleichmäßig an der Lochscheibe 2 angeordnet sind. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung von drei Verriegelungselementen 10 beschränkt. Vielmehr ist die Anzahl der Verriegelungselemente 10 frei wählbar. Es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, eine ungerade Anzahl an Verriegelungselementen 10 vorzusehen, da somit das Schneidsystem ruhiger läuft.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Grundrings 8, wobei der hier dargestellte Grundring 8 die Basis für zwei Schneidsysteme bildet.
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Ein erstes Schneidsystem bildet zusammen mit der Lochscheibe 2 und einem über der Lochscheibe 2 rotierenden Flügelmesser ein schnell laufendes Wolfsystem, welches als querschneidendes Vorzerkleinerungswerkzeug einsetzbar ist, um z.B. beim Zerkleinern von Fleisch, Muskeln und Fasern vorab quer zu schneiden.
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Hierzu wird die in 1 dargestellte Lochscheibe 2 in eine Ausdrehung 14 des Grundrings 8 eingesetzt und zwar derart, dass die als Ausnehmungen ausgebildeten Verriegelungselemente 10 der Lochscheibe 2 über zugehörige Verriegelungselemente 16 des Grundrings 8 in Form von Kragen geschoben werden. Nach dem Ineinanderstecken von Lochscheibe 2 und Grundring 8 wird die Lochscheibe 2 mittels einer Drehbewegung an dem Grundring 8 form- und kraftschlüssig befestigt, indem die Verriegelungselemente 10 der Lochscheibe 2 und die Verriegelungselemente 16 des Grundrings 8 eine Verriegelungseinrichtung, insbesondere einen Bajonettverschluss, bilden. Ob nun die Verriegelungselemente 16 des Grundrings 8 als Kragen oder Ausnehmung ausgebildet sind, ist frei wählbar. Es müssen lediglich die Verriegelungselemente 10, 16 von Grundring 8 und Lochscheibe 2 derart zusammenpassen, dass sie eine Verriegelungseinrichtung, insbesondere einen Bajonettverschluss, bilden.
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Der erfindungsgemäße Grundring 8, wie er in 2 dargestellt ist, bildet die Basis eines weiteren Schneidsystems, welches als ein Rotor-/Stator-Schneidsystem das zu verarbeitende Material nach dem Durchdringen der Lochscheibe 2 weiter zerkleinert. Dazu sind in Umlaufrichtung beabstandet eine Vielzahl Schneidstollen auf dem Grundring 8 befestigt, insbesondere mittels einer Schraubverbindung durch eine Durchgangsbohrung 18.
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Ein zugehöriger Rotor weist ebenfalls mehrere Schneidstollen auf und rotiert mit hoher Geschwindigkeit mit der Antriebswelle, so dass das zugeführte Material aufgrund der Zentrifugalkraft in den Bereich zwischen die Schneidstollen von Rotor und Stator gepresst wird und ähnlich dem Scherenprinzip zwischen den Schneidstollen zerschnitten wird.
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3 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht von Grundring 8 und Lochscheibe 2, wobei der Grundring 8 die Basis zur Befestigung einer Vielzahl von Schneidstollen 20 eines Rotor-/Stator-Schneidsystems und zur Befestigung einer Lochscheibe 2 eines Vorzerkleinerers bildet.
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Die Schneidstollen 20 werden mittels jeweils einer hochfesten, korrosionsbeständigen Sonderschraube 22 mit einem hohen Anzugsmoment auf dem Grundring 8 befestigt. Beim Einsetzen der Lochscheibe 2 in die Ausdrehung 14 des Grundrings 8 werden die Köpfe der Schrauben 22 vorteilhafterweise durch einen Randbereich der Lochscheibe 2 abgedeckt, der keine Durchgangslöcher 6 aufweist. Dadurch wird verhindert, dass sich Teile des zu verarbeitenden Materials, insbesondere Lebensmittelreste, in die Köpfe der Schrauben 22 festsetzen können.
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Durch eine Drehbewegung wird die Lochscheibe 2 dann an dem Grundring 8 formschlüssig axial und zugleich radial zentriert fixiert und ist somit gegen sämtliche äußeren Lastwechsel, also auch bei einem Gegendruck durch einen evtl. auftretenden Produktrückstau, gesichert.
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Eine derartige Verriegelungseinrichtung, insbesondere in Form eines Bajonettverschlusses, hat den Vorteil, dass das zum Schneidsystem zugehörige Flügelmesser, z.B. mittels eines Hydraulikspanners, in axialer Richtung und in Umlaufrichtung an der zylindrischen Antriebswelle fixiert werden kann. Dabei erfolgt die Fixierung des Flügelmessers berührungsfrei mit einem frei dimensionierbaren bzw. vorbestimmten Spalt. Die Montage des Flügelmessers ist unabhängig von der Stärke der Lochscheibe 2, so dass auch bei mehrfachem Nachschliff der Lochscheibe 2 der gewünschte Abstand zwischen Flügelmesser und Lochscheibe 2 eingehalten werden kann.
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Die erfindungsgemäße fixierte Lochscheibe 2 mit dem fixierten Flügelmesser garantiert vorteilhafterweise zu jedem Zeitpunkt, d.h. während der Produktion und im Leerlauf, ein berührungsfreies Rotieren des Flügelmessers über der Lochscheibe 2 ohne Metallabrieb.
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Sämtliche in der vorstehenden Beschreibung sowie in den Ansprüchen genannten Merkmale sind sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche kombinierbar. Die Offenbarung der Erfindung ist daher nicht auf die beschriebenen bzw. beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt. Vielmehr sind alle im Rahmen der Erfindung sinnvollen Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202010003036 U1 [0004]
