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Aufschnittmaschine
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Die Erfindung betrifft eine Auf;chnittmaschine für Lebensmittcl,
mit einem elektrisch angetriebenen Kreismesser und einer Ablegeeinrichtung, welche
eine Fördervorrichtung, wic ctwa einen Rahmen mit Förderbändern, die mit nadelartigen
Vorsprüngen vcrsehen sind oder einen Schwenkrechen umfaßt, wobei das Schnittgut
von der Fördervorrichtung durch einen Schläger auf eine Ablegeplatte gelegt wird.
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Bei einer derartigen Aufschnittmaschine hintergreift der Schläger,
welcher als einarmiger llcbel ausgebildet ist, mit im Bereich seines freien Endes
angeordneten, rechtwinkelig vom tlcbelarm abstehenden Zinken die Förderbänder bzw.
den Schwenkrechen und damit das über die Ablegeplatte geförderte Schnittgut.
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Mit einer Schwenkbewegung des IIebe]arrtes ziehen die Zinken das Schnittgut
von den nadelartigen Vorsprüngen der Förderbänder oder des Schwenkrechens ab und
werfen es in einer Schwenkbewegung von etwa 900 auf die Ablegeplatte. Der Antrieb
des Schlägers erfolgt durch einen Elektromagneten über Winkelhebel und Hebelübersetzungen
sowie einer mehrfach gelagerten Obertragungswelle, welche mit dem Fußpunkt des SchläcJers
verbunden ist. Abgesehen vom voluminösen Antrieb des Schlägers haben sich die Kraftübertragungselemente
als sehr störungsanfällig erwiesen, so daß man Präzisionsbauteilc verwenden mußte.
Außerdem ergibt die Stoßbewegung des Elektromagneten eine enorme Lagerabnützung
an der Übertragungswelle. Auch hier mußten Spezialbauteile eingesetzt werden. Schließlich
erfolgt der Bewegungsablauf untcr verhältnismäßig großer Geräuschentwicklung, insbesondere
wenn sich das Spiel der einzelnen Ubertragungselemente zueinander vergrößert hat.
Der Bewegungsablauf war in den einzelnen Phasen der Schwenkbewegung außerdem nicht
exakt beherrschbar.
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Die Lrfindung zielt darauf ab, einen den Bedürfnissen entsprechend
exakt steuerbaren Antrieb eines Schlägers bei einer Aufschnittmaschine der eingangs
beschriebenen Art zu schaffen, der keiner Wartung bedarf und weitgehend abnützungsfrei
arbeitext, servicefreundlich im Aufbau ist und wenig Raum innerhalb des Gehäuse
einer Aufschneidemaschine beansprucht. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht,
daß auf der Achse des Schlägers zu dessen Antrieb um einen definierten Schwenkwinkel
ein
Rotorsegmcnt aufgesetzt ist, dcm gegenüber ein Statorsegment
mit mindestens zwei polumschaltbaren Elektromagneten angcordnet ist. Die Schwenkbewegung
wird auf elektrischem Weg unmittelbar durch folgerichtige Ansteuerung der polumschaltbaren
Elektromagnete erreicht, wobei die Schaltbefehle abgestimmt auf die Förderwege der
Fördervorrichtung erfolgen. Eine Umsetzung einer geradlinigen bewegung in eine Schwenkbewegung
durch eine Hebelübersetzung ist nicht erforderlich. Es ist zweckmäßig. wenn das
Rotorsegment als Permanentmagnet mit dem Statorsegment zugewandten Magnetpolen abwechselnder
Polarität aus<ebildet ist und das Statorsegment, das vorzugsweise aus Weicheisen
besteht, einzelne Pole in gleicher Poltei1ing wie das Rotorsegment aufweist, wobei
jeweils eine Wicklung zwischen zwei wicklungslosen Polen vorgesehen ist. Eine Aufteilung
des Schwenkwinkels in einzelne Abschnitte mit jeweils einem statorseitigen polumschaltbaren
Elektromagnet gestattet eine optimale Beherrschung des heg-Zeit-Verhaltens der Schlägerbewegung.
Durch die abwechselnde Anordnung einer Wicklung auf jedem zweiten Pol können sich
die magnetischen Kraftlinien jeweils über die angrenzenden, unbewickelten Pole schließen.
Rotorseitig ist ein ähnlicher Aufbau vorgesehen, wobei allerdings ein Permanent
magnet für die rGa(3nctisierung sorgt. Ferner ist in einer weiteren Ausgestaltung
der Erfindung vorgesehen, daß zur Begrenzung der Schwenkbewegung des Rotorsegments
Anschläge vorgesehen sind, wobei ein Anschlag den Rotor in der Ausgangsstellung
kurz vor der fluchtenden Stellung ungleichnamiger Pole von Statorsegment und Rotorsegment
zur Erzielung einer elektromagnetischen Vorspannkraft in der Ausgangsstellung blockiert
und der andere Anschlag in der Reversierstellung analog vor Erreichen der vollstandigen
Uberdeckung einander gegenüberliegender ungleichnamiger Pole angeordnet ist, wobei
sich eine definierte Drehrichtung im Sinne eines Reversiercns beim Umpolen der Elektromagnete
ergibt. Zur Taktschaltung des Schlägerantriebes bei einem Schaltbefehl von der Alaschinensteuerung
ist bei einer Mehrzahl, beispielsweise von vier, bewickelten Statorpolen eine zeitgesteuerte
Umschaltcinrichtung zuni Umpolen der Elektromagnete des Statorelementes vorgesehen.
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Eine andere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß bei einer
Mehrzahl von bewickelten Statorpolen, z.B. vier bewickelten
Statorpolen,
eine in Abhängigkeit vom Drehwinkel bzw. Weg des Rotorsegments gesteuerte Umschaltereinrichtung
zum Umpolen der Elektromagnete des Statorelementes vorgesehen ist.
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Diese Variante der Taktschaltung ist deshalb vorteilhaft, weil das
Umschalten der Pole von der Stellung des Schlägers abhängig gemacht wird. Sollte
der Schläger in einer Zwischenstellung - z. B. bei Stromausfall - stehen bleiben,
so wird die Lage automatisch zur Weiterschaltung erfaßt. Der Antrieb kinn nicht
außer Tritt fallen. Eine besonders zweckmäßige Folgesteuerung ergibt sich, wenn
I(allsonden zur erfassung des Rotorsegmentweges vorgesehen sind. Diese wirken hunter
dem Einfluß eines positiven oder negativen Magnetfeldes als Stellungsmelder, indem
beispielsweise an zwei Stellen des Stators die Rotorpolarität abgetastet wird.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen
dargestellt. Fig.1 zeigt den prinzipiellen Auf bau einer Aufshnittmaschine und die
Fig.2, 3, 4 und 5 den Schlägerantrieb in der Ruhestellung einer ersten und zweiten
Zwischenstellung und in der Reversierstellung.
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Die Aufschnittmaschine nach Fig.1 besteht im wesentlichen aus einem
elektrisch angetriebenen Kreismesser 1, dem das Schnittgut längs einer Anschlagplatt'
2 zugeführt wird. Der Schnittgutwagen mit der Wurst od. dgl. liegt in Fig. 1 hinter
der Anschlagplatte 2.
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Vom Kreismesser 1 übernimmt eine Fördervorrichtung das Schnittgut,
die aus parallel zu einer Ablegeplatte 3 verlaufenden, endlosen Förderbändern 4
besteht. In der Darstellung nach Fig. 1 verlaufen sechs solcher Förderbänder, die
mit nadelartigen Vorsprüngen 5 versehen sind, parallel zueinander. Im rec?eziartiger
Schläger 6 mit Zinken 7, der aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit in einer
Zwischenstellung seiner Bewegungsbahn gezeichnet ist, hintergreift in der Ausgangsstellung
das auf den Förderbändern 4 vom Kreismesser 1 in Richtung zur Ablegeplatte 3 transportierte
Schnittgut. Die Lage der Zinken 7 in der genannten Ausgangsstellung ist strichliert
eingezeichnet.
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Eine abgeschnittene Wurstscheibe 8 ist auf den nadelartigen Vorsprüngen
5 (Spikes) dargestellt. Der Schläger 6 wird von einem Schwenkantrieb 9 in Bewegung
gesetzt, der aus einem Statorsegment 10 und einem Rotorsegment 11 besteht. Der Schaltbefehl
für
den Schwenkantrieb 9 erfolgt in Abhängigkeit von der Stellung der Förderbänder.
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Die Fig.2 bis 5 zeigen den Schwenkantrieb im Detail. Das Rotorsegment
11 ist direkt mit dein einarmigen Hebel 12 (Fig.l) des Schlägers verbunden. Die
Drehachse ist mit 13 bezeichnet.
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Das Rotorsegment 11 ist mit Magnetpolen 14 abwechselnder Polarität
ausgebildet. Dazu kann das Rotorsegment 11 ein starker Dauermagnet sein. Das Statorsegment
10 besteht aus Weicheisen und ist ebenfalls mit Polen 15 versehen. Jeder zweite
Pol trägt eine Wicklung. Die elektromagnetisc}len Feldlinien schließen sich Uber
die angrenzenden unbewickelten Pole.
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Bei der Ruhestellung nach Fig.2 sind die Wicklungen derart gepolt,
daß sich die dargestellte Situation ergibt: Der Stator wirkt auf den Rotor ein und
spannt diesen gegen einen Anschlag 17 vor, da das Magnetfeld bestrebt ist, eine
bezüglich der Pole 14 und 15 symmetrische Stellung herzustellen bzw. mit anderen
Worten die Pole 14 genau über die Pole 15 zu stellen. Durch die Vorspannung ergibt
sich nicht nur eine stabile Ausgangslage des Schlägers, sondern auch eine definierte
Drehrichtung beim Umpolen der Wicklungen 16. Die Fig.3 zeigt diese Zwischenstellung.
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Der Rotor wurde in Drehrichtung beschleunigt. Die Rotorgeschwindigkeit
kann durch rechtzeitiges neuerliches Umpolen (Fig.4) gesteuert werden. Die Reversierstellung
ist bei Erreichen des Anschlags 18 erreicht (Fig.5). Da die stabile Lage infolge
des Anschlags 18 nicht erreichbar ist, kehrt sich die Drehrichtung bei neuerlichem
Umpolen um. Bis zum Erreichen der Ausgangslage nach Fig.2 werden die Positionen
gemäß Fig.4 und 3 durchlaufen.
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Das Umpolen bzw. die Zcit zwischen dem Umpolen ist für den Bewegungsablauf
von entscheidender Bedeutung. Der Schaltbefehl zur Aktivierung des Schlägerantriebs
kommt von außen, der Ablauf eines vollständigen Bewegungszyklus hingegen ist davon
unabhängig und erfordert eine eigene Steuerung. Sollte die Aufschnittmaschine eine
elektronische Steuerung z.B. durch Microprozessoren besitzen, dann kann diese auch
die Aufgabe der Koordinierung und der Abwicklung der Schlägerbewegung übernehmen.
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Nach Einlangen des Schaltbefehls an den Schlägerantrieb kann eine
Zeitsteuerung einsetzen, die nach Ablauf voreinstellbarer Zeitintervalle das Umpolen
der Elektromagnete 16 auslöst. Der Antrieb kann aber auch wegabhängig gesteuert
werden, was die eingangs
geschilderten Vorteile hat. Dazu sind
z.B. in der Ebene des ersten und dritten bewickelten Magnetpols 15 iiallsonden vorgesehen,
die die gegenüberliegenden Magnetfelder der Pole 14 des Dauermagneten abtasten.
In den Fig.2 bis 5 sind die Ebenen, in welchen die Hallsonden liegen, durch kurze
Pfeile 19, 20 außcrhalb des Statorsegmentes 10 angedeutet. Die Hallsonden in den
Ebenen 19 und 20 signalisieren in der Reihenfolge der Rotorsegmentstellungen "11"
(beide Rotorpole positiv), "00" (beide negativ) , "01" und "10". Dadurch sind die
Zwischenstellungen exakt erfaßt. Bei Auftreten eines entsprechenden Signals erfolgt
die folgerichtige Polumschaltung.
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In der Ausgangsstellung nach Fig.2 genügt es, wenn nur ein oder zwei
Elektromagnete angeschlossen sind. Dadurch kann nicht nur Energie gespart, sondern
auch die Erwärmung herabgesetzt werden.
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L e e r s e i t e