DE202015008413U1

DE202015008413U1 - Ultraschall-Schneidvorrichtung zum getakteten Schneiden eines kontinuierlich laufenden Produktstranges

Info

Publication number: DE202015008413U1
Application number: DE202015008413.3U
Authority: DE
Original assignee: Doinghaus Cutting And More & Co KG GmbH
Current assignee: Doinghaus Cutting And More & Co KG GmbH
Priority date: 2015-12-05
Filing date: 2015-12-05
Publication date: 2017-03-07
Anticipated expiration: 2025-12-06

Abstract

Ultraschall-Schneidvorrichtung zum Schneiden kontinuierlich geförderter Produkte oder eines Produktstranges, bestehend aus einer Transporteinrichtung mit Zuführ- (1) und Abführband (2) für das Schneidgut und einer Ultraschall-Schneideinheit (3), sowie einem Antriebs- und Führungssystem (4) für die Bewegungen des Ultraschall angeregten Schneidwerkzeugs (5), nachfolgend Ultraschall-Schneidvorrichtung zum Schneiden im kontinuierlichen Prozess genannt, dadurch gekennzeichnet, dass alle für den Synchronlauf notwendigen Bewegungen des Ultraschall-Schneidwerkzeuges (5) über einen zentralen Antrieb (6) realisierbar sind und die Einstellung aller Schneidparameter und insbesondere eines produktspezifischen Bewegungsalgorithmus ohne Änderung der mechanischen Komponenten möglich ist.

Description

Die Neuerung betrifft eine Ultraschall-Schneidvorrichtung zum qualitätsgerechten Schneiden von Produkten oder eines Produktstranges im kontinuierlichen Prozess und eine Vereinzelung der abgeschnittenen Stücke auf einen für die weitere Verarbeitung, beispielsweise Verpackung gewünschten Abstand. Ultraschallschneiden von Lebensmitteln und anderen Materialien kommt neben traditionellen Schneidtechnologien zunehmend für hochpräzise Schnitte und Produkte zum Einsatz, die bislang als industriell nicht schneidbar galten. Beim Ultraschallschneiden werden die Trenn- und Reibkräfte am Messer reduziert, was zu glatteren Schnittflächen und geringeren Deformationen der Produkte führt. Auf Grund dieser Vorteile setzt sich die Anwendung von Ultraschall angeregten Schneidwerkzeugen, beispielsweise beim Teilen von Schnittkäse und Weichkäse, bei Konditorei- und Backwaren, sowie Süßwarenriegeln trotz der vergleichsweise hohen Investitionskosten zunehmend durch. Die Vielfalt der Produkte und deren variierende Eigenschaften erfordern jedoch stets eine Anpassung aller Verfahrensparameter an das jeweilige zu schneidende Produkt. Das Schneiden kontinuierlich laufender Produkte, beispielsweise aus einem Extruder, ist bei hohem Durchsatz mit erheblichem technischem Aufwand für die Realisierung der Arbeitsbewegungen verbunden, weil das Schneidwerkzeug während des Trennvorganges in Förderrichtung mit der Transportgeschwindigkeit des Schneidgutes und anschließend wieder in die Ausgangsposition zurückbewegt werden muss. Wegen der hohen Anschaffungskosten der benötigten Antriebe werden vor allem Sonderanlagen für die Großindustrie mit solcher Technik ausgerüstet.
Ziel der Neuerung ist aus diesen Gründen, ein kostengünstiges universelles Schneidsystem zum kontinuierlichen qualitätsgerechten Schneiden für mittlere und kleinere Betriebe, bei dem ein zentraler Antrieb die getaktete, synchrone, vertikale Auf- und Abbewegung des Schneidwerkzeuges während des horizontalen Produktvorschubes und seine Rückbewegung in die Ausgangsposition ermöglicht.
Der Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Antriebssystem für das Schneidwerkzeug zu entwickeln, bei dem alle für den Synchronlauf notwendigen Bewegungen des Ultraschall angeregten Schneidwerkzeuges (5) über einen zentralen Antrieb realisierbar sind und die Einstellung aller Schneidparameter, insbesondere eines produktspezifischen Bewegungsalgorithmus, ohne Änderung der mechanischen Komponenten möglich ist. Auch sollen bekannte Mängel beseitigt und die Abstimmung der einzelnen Bewegungsabläufe deutlich vereinfacht werden.
Neuerungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Schneidsystem einen Getriebemotor (8) als zentralen Antrieb für die vertikale Auf- und Abbewegung des Schneidwerkzeuges (5), sowie für dessen Mitfahrbewegung in Transportrichtung besitzt, auf dessen Abtriebswelle (9) zwei Exzenterscheiben (10, 11) mit zugehörigen Koppelgliedern (12, 13) angeordnet sind. Der Getriebemotor (8) ist auf einer linearen Führungsbahn (7) verfahrbar angeordnet. Dabei erzeugt der erste Exzentertrieb (10) den horizontalen Bewegungsablauf für die zum Schneidgut synchrone Mitfahrbewegung des Schneidwerkzeuges inkl. des Motors während des Schneidens und die Rückbewegung in die Startposition für den nächsten Schneidzyklus. Der zweite Exzentertrieb (11) realisiert den vertikalen Bewegungsablauf des Schneidwerkzeugs für den Schneidvorgang und die Rückbewegung in die Startposition. Durch die Rotation der Exzenterscheiben, inkl. der Bewegung der Koppelstellen entstehen bei jeder Umdrehung zwischen den Totpunkten ungleichmäßige Umfangsgeschwindigkeiten. In den relevanten Teilbereichen wird deshalb die auf der Kreisbahn ungleichmäßige Verlaufskurve der Vorschubgeschwindigkeit elektronisch linearisiert und somit die synchrone Mitfahrbewegung des Ultraschall angeregten Schneidwerkzeuges während des Schneidvorganges zur Produktgeschwindigkeit gewährleistet. Diese Linearisierung, also Angleichung der Schnittparameter im Verlaufe des Zyklus Schneiden und Mitfahrbewegung des Werkzeuges in Transportrichtung wird durch eine für diesen Zweck entsprechende Anpassungsprogrammierung des Frequenzumrichters erreicht. Damit sind alle für den Synchronlauf notwendigen Bewegungen des Schneidwerkzeuges über einen zentralen Antrieb und die Einstellung aller Schneidparameter und ein produktspezifischer Bewegungsalgorithmus ohne Änderung der mechanischen Komponenten möglich.
Die Vereinzelung der abgeschnittenen Produkte erfolgt anschließend durch die Einstellung einer größeren Geschwindigkeit des Abführbandes (2). Die produktspezifischen Parameter werden von einer programmierbaren Steuerung vorgegeben. Selbstverständlich ist die Neuerung auch für Schneidaufgaben unter Verwendung eines einfachen Messers anwendbar.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Neuerung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Beschreibungen zur Wirkungsweise und dem in den Zeichnungen nach 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel.
Die Zeichnung nach 1 zeigt: eine Darstellung in der Vorderansicht auf den Antrieb mit den Bauteilen für die vertikale Schneidbewegung
Die Zeichnung nach 2 zeigt: eine Darstellung in der Rückansicht auf den Antrieb mit den Bauteilen für die horizontale Mitfahrbewegung
Bezugszeichenliste

1: Zuführband für das Schneidgut
2: Abführband für die Abschnitte des Schneidgutes
3: Ultraschall-Schneideinheit
4: Antriebs- und Führungssystem für die Schneidbewegung
5: Ultraschall angeregtes Schneidwerkzeug
6: zentraler Antrieb für Schneid- und Mitfahrbewegung des Schneidwerkzeuges
7: lineare Führungen
8: Getriebemotor
9: Abtriebswelle des Getriebemotors
10: Exzenterscheibe für den horizontalen Bewegungsablauf (Mitfahrbewegung)
11: Exzenterscheibe für die vertikale Schneidbewegung
12: Koppelglied für Exzenterscheibe 10 (für Mitfahrbewegung)
13: Koppelglied für Exzenterscheibe 11 (für Schneidbewegung)

Claims

Ultraschall-Schneidvorrichtung zum Schneiden kontinuierlich geförderter Produkte oder eines Produktstranges, bestehend aus einer Transporteinrichtung mit Zuführ- (1) und Abführband (2) für das Schneidgut und einer Ultraschall-Schneideinheit (3), sowie einem Antriebs- und Führungssystem (4) für die Bewegungen des Ultraschall angeregten Schneidwerkzeugs (5), nachfolgend Ultraschall-Schneidvorrichtung zum Schneiden im kontinuierlichen Prozess genannt, dadurch gekennzeichnet, dass alle für den Synchronlauf notwendigen Bewegungen des Ultraschall-Schneidwerkzeuges (5) über einen zentralen Antrieb (6) realisierbar sind und die Einstellung aller Schneidparameter und insbesondere eines produktspezifischen Bewegungsalgorithmus ohne Änderung der mechanischen Komponenten möglich ist.
Ultraschall-Schneidvorrichtung zum Schneiden im kontinuierlichen Prozess nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidwerk einen auf einer linearen Führungsbahn (7) verfahrbar angeordneten Getriebemotor (8) besitzt, auf dessen Abtriebswelle (9) zwei Exzenterscheiben (10, 11) mit zugehörigen Koppelgliedern (12, 13) angeordnet sind.
Ultraschall-Schneidvorrichtung zum Schneiden im kontinuierlichen Prozess nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Exzentertrieb (10) den horizontalen Bewegungsablauf für die zum Schneidgut synchrone Mitfahrbewegung des Schneidwerkzeuges (5) inkl. des Antriebsmotors (8) während des Schneidens und die Rückbewegung in die Startposition für den nächsten Schneidzyklus realisieren kann.
Ultraschall-Schneidvorrichtung zum Schneiden im kontinuierlichen Prozess nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Exzentertrieb (11) den vertikalen Bewegungsablauf des Schneidwerkzeuges (5) für den Schneidvorgang und die Rückbewegung in die Startposition für den nächsten Schneidzyklus vornehmen kann.
Ultraschall-Schneidvorrichtung zum Schneiden im kontinuierlichen Prozess nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in den relevanten Teilbereichen die durch die Rotation der ersten Exzenterscheibe (10) bedingte, auf der Kreisbahn ungleichmäßige Verlaufskurve der Vorschubgeschwindigkeit elektronisch linearisiert werden kann und somit die synchrone Mitfahrbewegung des Schneidwerkzeuges (5) während des Schneidvorganges zur Produktgeschwindigkeit möglich ist.
Ultraschall-Schneidvorrichtung zum Schneiden im kontinuierlichen Prozess nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearisierung, also Angleichung der Schnittparameter im Verlaufe eines Zyklus Schneiden und Mitfahrbewegung des Schneidwerkzeuges in Transportrichtung von einem Frequenzumrichter vorgenommen wird.
Ultraschall-Schneidvorrichtung zum Schneiden im kontinuierlichen Prozess nach den Ansprüchen 1, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung des geforderten Bewegungsalgorithmus über eine zentrale Steuerung erfolgt, die auch den Frequenzumrichter im gewünschten Maße beeinflussen kann.
Ultraschall-Schneidvorrichtung zum Schneiden im kontinuierlichen Prozess nach den vorgenannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vereinzelung der abgeschnittenen Produkte auf einen wählbaren Transportabstand möglich ist.
Ultraschall-Schneidvorrichtung zum Schneiden im kontinuierlichen Prozess nach den Ansprüchen 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vereinzelung durch zwei, mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten laufende Transportbänder (1, 2) erfolgt.
Ultraschall-Schneidvorrichtung zum Schneiden im kontinuierlichen Prozess nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wägesystem und ein System zur Bilderkennung und -auswertung integrierbar ist und damit Vorgaben für den Schnittvorgang und eine Qualitätskontrolle möglich sind.