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Zwangsführungseinrichtung für ein zu zerschneidendes
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Produkt in der Nachbarschaft der Messerscheibe einer Schneidmaschine
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Führen eines von einer Produktauf lage
getragenen zu zerschneidenden Produktes in der Nachbarschaft der Messerscheibe einer
Schneidmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Bei einer bekannten derartigen Zwangsführungseinrichtung weist der
Niederhalter eine über dem Weg des Produktes transversal zur Produktförderrichtung
angeordnete Stange auf, welche eine Mehrzahl federvorgespannter Andrückfinger trägt,
welche das Produkt nach unten gegen die Produktauf lage drücken. In seitlicher Richtung
ist das Produkt auf der Produktauflage durch eine Produktanlage positioniert, deren
Produktführungsfläche senkrecht auf der durch die Produktauflage vorgegebenen Ebene
steht, welche üblicherweise in Produktförderrichtung gesehen schräg nach unten geneigt
ist.
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Schneidmaschinen, welche mit einer solchen Zwangsführungseinrichtung
versehen sind, arbeiten zwar insgesamt zufriedenstellend; trotzdem ist die Gleichförmigkeit
der abgeschnittenen Scheiben und Portionsstücke zuweilen nicht zufriedenstellend.
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Es wurde nun erkannt, daß eine Ursache hierfür in der bisher verwendeten
Zwangsführungseinrichtung zu suchen ist.
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Durch die vorliegende Erfindung soll daher eine Zwangsführungseinrichtung
gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weitergebildet werden, daß eine noch präzisere
und festere Führung des Produktes erhalten wird.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Einrichtung gemäß
Anspruch 1.
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Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Schrägstellung
der
einzigen Niederhalterolle und der Führungsfläche der seitlichen Produktanlage wird
besonders effektiv verhindert, daß sich das Produkt von der Produktauflage abhebt,
wenn es zeitlich veränderlichen Kräften ausgesetzt ist, wie sie beim Abtrennen von
Scheiben oder Portionsstücken auftreten. Dies ist darauf zurückzuführen, daß bei
der erfindungsgemäßen Zwangsführungseinrichtung ein Teil der Niederhaltekräfte von
einem starren Körper, nämlich der die geneigte Führungsfläche aufweisenden Produktanlage
erbracht wird, während ein weiterer Teil der Niederhaltekräfte durch die elastisch
vorgespannte Niederhalterolle bereitgestellt wird. Bei der bekannten Zwangsführungseinrichtung
werden dagegen die gesamten Niederhaltekräfte von den federvorgespannten Andrückfingern
erbracht. Durch den starren Beitrag der geneigten Führungsfläche werden auch induzierte
Schwingungen in der Zwangsführungseinrichtung rasch und wirksam weggedämpft, da
man beim Abheben des Produktes von der Produktauf lage eine Art Keilwirkung erhält.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Die in den Ansprüchen 2 und 3 angegebenen Neigungswinkel für die Niederhalterolle
und die Führungsfläche der Produktanlage bewähren sich beim Betrieb der Schneidmaschine
mit hohen Frequenzen besonders.
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Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 wird eine Zwangsführung
von Produkten unterschiedlicher Querschnittsabmessungen unter ähnlicher Geometrie
erhalten.
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Bei einer Einrichtung gemäß Anspruch 5 läßt sich der Anpreßdruck der
Niederhalterolle sehr einfach dadurch einstellen, daß man den Druck des dem Arbeitszylinder
zugeführten Strömungsmittels erhöht oder erniedrigt. Außerdem läßt sich der
Anpreßdruck
so unabhängig von der Querschnittsabmessung des Produktes einstellen.
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Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 6 wird erreicht,
daß die Niederhalterolle auch in Richtung vom Produkt wegbewegt werden kann. Dies
ist dann vorteilhaft, wenn eine Spannzange verwendet wird, die größere lichte Abmessung
als das Produkt aufweist. Die Spannzange kann dann nach Zurückfahren der Niederhalterolle
das Endstück des Produktes noch gegen die Messerscheibe bewegen, sodaß nur der zum
Festhalten des Produktes benötigte letzte Rest desselben nicht zerschnitten werden
kann; Außerdem läßt sich so die Zwangsführungseinrichtung leicht durch Druckbeaufschlagung
des Arbeitszylinders für das Einführen eines größere Querschnittsabmessung aufweisenden
Produktes vorbereiten.
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Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 7 wird erreicht,
daß zum Zustellen der Niederhalterolle ein einfacher üblicher Arbeitszylinder verwendet
werden kann, welcher Rotationssymmetrie aufweist. Derartige Arbeitszylinder sind
mit besonders kleinen transversalen Abmessungen erhältlich, was im Hinblick auf
ein Anordnen der Niederhalterolle möglichst nahe bei der Messerscheibe von Vorteil
ist. Durch Vorsehen der Führungsstange ist dabei sichergestellt, daß die Niederhalterolle
sich nicht um die Achse der Kolbenstange des Arbeitszylinders drehen kann.
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Auch die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 8 ist im Hinblick
auf ein Anordnen der Niederhalterolle möglichst nahe bei der Messerscheibe von Vorteil.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles
unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
Fig.
1: eine seitliche Ansicht einer Maschine zum Zerschneiden von langen Würsten oder
Käseblöcken in Stapel aus einzelnen Scheiben oder Portionsstücke, eines Förderers
zum raschen Wegtragen der Stapel oder Portionsstücke, einer Waage und der Einlaufseite
einer Verpackungsstraße, wobei einige Teile der Schneidmaschine weggebrochen und
einige weitere längs der Linie I-I von Fig.2 geschnitten wiedergegeben sind; Fig.
2: eine Aufsicht auf die in Fig. 1 gezeigte Schneidmaschine gesehen in Richtung
des dortigen Pfeils II; und Fig. 3: eine schematische Darstellung einer Zwangsführungseinrichtung
für das Produkt in der Nachbarschaft der umlaufenden Messerscheibe gesehen in Produktförderrichtung
Fig.
1 zeigt im rechten Teil eine insgesamt mit 10 bezeichnete Schneidmaschine zum Zerschneiden
von Wurst oder Hartkäse in Scheiben. Die abgeschnittenen Scheiben fallen auf einen
Endlosförderer 12, welcher von einer zugeordneten Antriebseinheit 14 freitragend
unter die Schneidmaschi ne 10 geführt ist. Die Antriebseinheit 14 ist über ein Kabel
16 mit einer zentralen Steuereinheit 18 verbunden und wird von dieser intermittierend
in rasche Bewegung gesetzt, wenn sich auf dem oberen Trum des Endlosförderers 12
ein aus einer vorgegebenen Anzahl von Scheiben bestehender Stapel gebildet hat.
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Vom Endlosförderer 12 abgegebene fertige Scheibenstapel werden von
einem zweiten Endlosförderer 20 übernommen, welcher von einer Waage 22 getragen
ist und ebenfalls intermittierend angetrieben wird. In der Zeichnung ist ein Kabel
zum Steuern des Endlosförderers 20 und zum Ubertragen des Wägeergebnisses an die
Steuereinheit 18 mit 24 bezeichnet.
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Stromab des Endlosförderers 20 ist schematisch die Einlaufseite einer
Sortierweiche 26 einer Verpackungsstraße wiedergegeben, in welcher die Scheibenstapel
auf verschiedene Förderlinien verteilt werden, insbesondere außerhalb der Gewichtstoleranzen
liegende Scheibenstapel zur gesonderten Behandlung ausgeschieden werden. Ein die
entsprechenden Steuersignale von der Steuereinheit 18 übertragendes Kabel ist mit
28 bezeichnet.
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Die Antriebseinheit 14, die Waage 22 und die Sortierweiche 26 ruhen
über einstellbare Füße auf einem gemeinsamen Traggestell 30, die Schneidmaschine
10 ist von einem Rahmengestell 32 getragen, an welchem auch die Steuereinheit 18
befestigt ist.
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Nachstehend werden nun unter Bezugnahme auf die Fign. 1
und
2 Einzelheiten der Schneidmaschine 10 beschrieben: Am in der Zeichnung links gelegenen
Ende ist eine Rahmenplatte 34 vorgesehen, die an ihren seitlichen Enden fest mit
oberen Trägern 36 des Rahmengestelles 32 verbunden ist.
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An die Rahmenplatte 34 sind Buchsen 38, 40, 42 angeformt, welche die
einen Enden zylindrischer Stangen 44, 46, 48 fest aufnehmen. Die zweiten Enden dieser
Stangen sind in Buchsen 50, 52, 54 festgelegt, welche an ein in der Zeichnung rechts
liegendes Rahmenendteil 56 angeformt sind. Letzteres ist über Winkelträger 58 in
an den Trägern 36 befestigten Aufnahmen 60 festgeschraubt, das ganze derart, daß
die Stangen 44, 46 und 48 ebenso wie der obere Träger 36 unter gleichem Winkel zur
Horizontalen geneigt sind, welcher vorzugsweise 20° beträgt. Dieser Winkel ist im
Hinblick auf ein sauberes Abfallen der abgeschnittenen Scheiben und im Hinblick
auf das Kleinhalten der wirksamen Schwerkraftkomponenten des zu zerschneidenden
Produktes ein besonders günstiger Kompromiß. Um den gleichen Winkel ist die Rahmenplatte
34 zur Vertikalen geneigt.
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Die Rahmenplatte 34, die Stangen 44, 46, 48 und das Rahmenendteil
56 bilden zusammen eine starre Einheit, welche den tragenden Rahmen der Schneidmaschine
10 darstellt.
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In der Rahmenplatte 34 ist eine Welle 62 gelagert, auf welche eine
Messerscheibe 64 drehfest aufgesetzt ist. Diese kann entweder radiale Schneiden,
wie bei 62 gezeigt, aufweisen, die vorzugsweise paarweise symmetrisch zur Drehachse
angeordnet sind, oder exzentrisch auf der Welle 62 befestigt sein, wobei dann die
Schneide am Rand der Messerscheibe ausgebildet ist. An der Welle 62 ist ferner eine
Zahnriemenscheibe 68 befestigt, über welche ein Zahnriemen 70 läuft. Dieser wird
von einem Elektromotor 72 angetrieben, welcher ebenfalls von der Rahmenplatte 34
getragen
ist.
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Die Messerscheibe 64 und der auf sie arbeitende Zahnriementrieb sind
durch eine Haube 74 abgedeckt, welche unten eine öffnung 76 aufweist, durch welche
die von der Messerscheibe 64 abgeschnittenen Scheiben nach unten fallen können.
Die Haube 74 trägt ferner einen Fühler 78, welcher auf das Vorbeilaufen der Schneide
66 anspricht und über ein Kabel 80 mit der Steuereinheit 18 verbunden ist.
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Die Rahmenplatte 34 hat unten eine Öffnung 82, durch welche das zu
schneidende Produkt gegen die Messerscheibe 64 geschoben wird. Diese Öffnung ist
so groß, daß sie auch das freie Ende eines insgesamt mit 84 bezeichneten Rollentisches
84 aufnehmen kann, welcher unter gleichem Winkel wie die Stangen 44, 46, 48 schräg
nach unten verläuft und später noch genauer beschrieben werden wird. Die Öffnung
82 ist durch einen Schieber 86 verschließbar, welcher durch einen doppelt wirkenden
Druckluft-Arbeitszylinder 88 zwischen der Schließstellung und der in der Zeichnung
wiedergegebenen Offenstellung bewegbar ist. Der Arbeitszylinder 88 ist über Schläuche
90 und 92 mit der Steuereinheit 18 verbunden.
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Die Rahmenplatte 34 trägt ferner freitragend eine gestreckte rechteckige
Halteplatte 94, von welcher in Fig. 2 nur ein kleiner Teil wiedergegeben ist, um
Einzelheiten des Rollentisches 84 und seiner Aufhängung am Schneidmaschinenrahmen
besser zeigen zu können. Die Halteplatte 94 trägt über zwei unter Längsabstand angeordnete
Gewindespindeln, von denen in Fig. 2 eine bei 96 wiedergegeben ist, eine seitliche
Anlageplatte 98 für das zu zerschneidende Produkt.
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In der Nachbarschaft der Öffnung 82 ist der Anlageplatte 98
gegenüber
liegend eine Niederhalterolle 100 angebracht, welche von der nicht verdrehbar geführten
Kolbenstange eines doppelt wirkenden Druckluft-Arbeitszylinders 102 drehbar getragen
ist. Die Drehachse der Niederhalterolle 100 schließt in Längsrichtung des Rollentisches
84 gesehen einen Winkel von 450 zur Vertikalen ein. Die soeben besprochenen Teile
der Schneidmaschine sind nur in Fig. 2 gezeigt, in Fig. 1 jedoch weggebrochen, um
Einzelheiten des Schiebers~86, seiner Betätigungseinrichtung und das Eingreifen
des freien Endes des Rollentisches 84 in die oeffnung 82 besser zeigen zu können.
In Fig. 2 ist umgekehrt der Arbeitszylinder 88 teilweise weggebrochen, um die Niederhalterolle
100 und den Arbeitszylinder 102 besser zeigen zu können.
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Wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist, weist der Rollentisch 84
zwei Längsholme 104 und 106 auf, welche durch Traversen 108, 110 verbunden sind.
In den Längsholmen 104, 106 sind Rollen 112 gelagert, von denen einige eingezeichnet
sind, der Rest durch gestrichelte Begrenzungslinien angedeutet ist. Im links gelegenen
Teil des Rollentisches fehlt eine der Rollen 112, sodaß man eine Abwurföffnung 114
für nicht mehr schneidbare Endstücke des Produktes erhält.
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Vier von den Außenseiten der Längsholme 104, 106 vorspringende Zapfen
116 finden in rechtwinkligen Nuten 118 von Tragplatten 120, 122, 124, 126 Aufnahme.
In der Zeichnung ist der besseren Übersichtlichkeit halber für jede Tragplatte nur
eine Nut 118 wiedergegeben, in Wirklichkeit weisen die Tragplatten mehrere derartige
Winkelnuten auf, deren untere, parallel zum Rollentisch verlaufende Abschnitte in
unterschiedlicher Höhe vorgesehen sind, sodaß der Rollentisch 84 in entsprechend
unterschiedlicher Höhe eingehängt werden kann.
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Die Tragplatte 120 ist direkt am Träger 36 befestigt. Die
Tragplatte
122 ist über einen Gewindebolzen 128 und Muttern an der Rahmenplatte 34 befestigt
und so exakt auf die Tragplatte 120 einjustierbar. Die hinteren Tragplatten 124
und 126 sind an einer Traverse 130 befestigt, die ihrerseits über Ausleger 132 mit
einem Träger 134 verbunden ist. Letzterer ist mit dem Rahmenendteil 56 verschraubt.
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Zur Feineinstellung des Rollentisches 84 in Längsrichtung ist eine
Gewindespindel 136 vorgesehen (vgl. Fig. 2), welche in einer Gewindebohrung der
Traverse 130 läuft und deren freies Ende drehbar in einer Klaue 138 festgelegt ist,
die ihrerseits an der Traverse 108 des Rollentisches 84 angreift.
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Auf der Stange 44 ist ein Beschickungstisch 140 unter Verwendung von
Schellen 142 festgeschraubt. In der Nachbarschaft der Öffnung 82 sind durch den
Beschickungstisch 140 selbst oder, falls gewünscht, durch eine entsprechende gesonderte
rahmenfeste Leiste Rundstäbe 144 hindurchgeführt, deren untere Enden fest mit-einem
Stellbalken 146 verbunden sind. Dieser wird durch die Kolbenstange eines doppelt
wirkenden Druckluft-Arbeitszylinders 148 bewegt, dessen Gehäuse in der Neigung der
Rahmenplatte 34 entsprechender Neigung am Rahmengestell 32 befestigt ist. Der Arbeitszylinder
148 ist über Schläuche 150, 152 mit der Steuereinheit 18 verbunden. Die Arbeitszylinder
88 und 148 werden im Gegentakt angesteuert, sodaß der Zugang für die Bedienungsperson
zur ständig umlaufenden Messerscheibe 64 beim Beschicken des Rollentisches mit neuem
Produkt durch den Schieber 86 versperrt ist, während die dann in den Beschickungstisch
140 bündig eingefahrenen Rundstäbe 144 einen freien Zugang zum Rollentisch 84 ermöglichen,
und beim Schneiden durch die voll hochgefahrenen Rundstäbe 144 versperrt ist, während
der Schieber 82 den Zugang zur Messerscheibe 64 für das Produkt freigibt.
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Zum Bewegen des Produktes auf dem Rollentisch 84 ist eine insgesamt
mit 154 bezeichnete Spannzange vorgesehen. Diese hat einen in den Fign. 1'und 2
nicht näher gezeigten Fühler, welcher anspricht, wenn das Spannzangengehäuse 156
in Anlage an das hintere Ende des Produktes kommt, und mit der Steuereinheit 18
verbunden ist. Ferner weist die Spannzange 154 einen doppelt wirkenden Druckluft-
Arbeitszylinder 158 zum Einschwenken und Ausschwenken von scharfen Klauen 160 auf,
welche zusammen mit dem Fühler über eine kombinierte Schlauch/Kabelanordnung 162
mit der Steuereinheit 18 verbunden ist. Die Schlauch/Kabelanordnung 162 enthält
neben den Schläuchen und Kabeln zwei parallel angeordnete lange Blattfedern, durch
welche sie in einer vertikalen Ebene präzise geführt ist, wenn die Spannzange 154
längs des Rollentisches 84 verfahren wird. Ein Endblock 170 der Schlauch/ Kabelanordnung
162 ist über eine Schraube 172 mit dem Spannzangengehäuse 156 verbunden.
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Das Spannzangengehäuse 156 ist seinerseits über eine Schraube 174
mit einem Tragarm 176 verbunden, welcher frei zwischen der Unterkante der Halteplatte
94 und der Anlage platte 98 sowie der Oberseite des Rollentisches 84 hindurchläuft
und wiederum mittels einer einzigen Schraube 178 an einem quaderförmigen Tragblock
180 befestigt ist. Dieser ist in seiner Oberseite mit einer das Ende des Tragarmes
176 formschlüssig aufnehmenden Ausnehmung vexsehen. Der Tragblock 180 ist am einen
Ende einer gestreckten Kugelführungsbuchse 182 befestigt, welche auf der Stange
46 läuft.
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Das andere Ende der Kugelführungsbuchse 182 trägt einen von der Spannzange
154 weglaufenden Stützarm 184. Am freien Ende des letzteren ist ein plattenförmiger
Gleitkörper 156 aus Kunststoff angeschraubt, welcher an der Oberfläche der Stange
48 gleitend anliegt. Ein an der Unterseite der Stange 48 gleitend anliegender weiterer
Gleitkörper aus Kunststoff ist von unten gegen den Stützarm 184 geschraubt, und
die
so erhaltene die Stange 48 spielfrei umgreifende Gabel am freien Ende des Stützarmes
148 dient zur Aufnahme von auf die Kugelführungsbuchse 182 ausgeübten Drehmomenten.
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An der Kugelführungsbuchse 182 sind im mittleren Abschnitt unter Abstand
voneinander zwei Antriebsarme 188, 190 befestigt, welche einen radialen Flansch
192 einer Aufnahmehülse 194 beidseitig umgreifen und mit diesem durch zwei Gewindebolzen
196 fest verschraubt sind. In der Aufnahmehülse 194 ist eine in Fig. 2 nicht sichtbare
Kugelumlaufspindelmutter fest eingesetzt. Diese läuft auf einer Kugelgewindespindel
198, die in der Rahmenplatte 34 und einer mit dem Rahmenendteil 56 verschraubten
Lagerhülse 200 axial und radial spielfrei gelagert ist.
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An die Lagerhülse 200 ist ein Wechselstrommotor 202 direkt angeflanscht,
welcher über ein Kabel 204 mit der Steuereinheit 18 verbunden ist. An das zweite
Ende der Welle des Wechselstrommotors 202 ist eine elektromagnetische Brems/ Kupplungseinheit
206 angeschlossen, welche eine elektromagnetisch betätigte Reibbremse und eine im
Gegensatz zu dieser betätigte elektromagnetische Kupplung enthält. Das getriebene
Teil der Brems/Kupplungseinheit 206 ist mit der Abtriebswelle eines durch einen
Gleichstrommotor 208 angetriebenen Untersetzergetriebes verbunden. Kabel 210 und
212 dienen zum Verbinden der Brems/Kupplungseinheit 206 bzw. des Gleichstrommotors
208 mit der Steuereinheit 18.
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Das der Lagerhülse 200 benachbarte Ende der Kugelgewindespindel 198
trägt eine Schlitz- oder Lochscheibe 214, welche mit einer vom Rahmenendteil 56
getragenen in Reflexion arbeitenden Lichtschranke 216 zusattunenarbeitet. Diese
ist über ein Kabel 218 mit der Steuereinheit 18 verbunden und dient zusammen mit
einem nicht gezeigten Zähler dazu, den Abstand der Spannzange 154 von der Messerscheibe
64 zu
messen.
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Fig. 3 zeigt Einzelheiten der Zwangsführungseinrichtung für das Produkt
in der Nachbarschaft der Messerscheibe, zu welcher die Niederhalterolle 100 und
die seitliche Anlageplatte 98 gehören. Teile, welche obenstehend schon beschrieben
wurden, sind wieder mit demselben Bezugszeichen versehen.
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In Fig. 5 ist ein zu zerschneidendes Produkt schematisch bei 220 gezeigt.
Die Unterseite des Produktes 220 ruht auf den Rollen 112 des Rollentisches 84. Die
in der Zeichnung rechts gelegene Produktseite ist an der Anlageplatte 98 abgestützt.
Diese hat eine mit dem Produkt 220 zusammenarbeitende links liegende Führungsfläche
222, welche mit der Ebene des Rollentisches 84 einen Winkel von 800 einschließt.
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Die Niederhalterolle 100 greift links oben am Produkt 220 an. Die
Niederhalterolle 100 ist in einer Gabel 224 gelagert. Letztere ist von der Kolbenstange
des Arbeitszylinders 102 getragen. An einem Gabelansatz ist eine Führungsstange
226 befestigt, welche in einem an der Rahmenplatte 34 befestigten Führungsblock
228 läuft und so die die Gabel 224 tragende Kolbenstange gegen ein Verdrehen sichert.
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Durch die soeben beschriebene Zwangsführungseinrichtung für das Produkt
in der Nachbarschaft der Messerscheibe ist sichergestellt, daß sich das Produkt
auch unter den von der Messerscheibe 64 ausgeübten Kräften nicht vom Rollentisch
84 abheben kann. Der Anpreßdruck'läßt sich durch Einstellung des Druckes des dem
Arbeitszylinder 102 zugeführten Strömungsmittels, in der Regel Druckluft, leicht
variieren. Außerdem kann die Niederhalterolle 100 durch den doppelt wirkenden Arbeitszylinder
102 auch leicht vom Produkt wegbewegt werden, sodaß Produkte unterschiederlicher
Querschnittsabmessungen ohne aufwendige Justierarbeiten sauber geführt
werden
können. Außerdem kann die Niederhalterolle 100 so zum Schneiden des Endstückes des
Produktes aus dem Weg der Spannzange 154 bewegt werden.
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Der Durchmesser des Arbeitszylinders 102 und der Durchmesser der Niederhalterolle
100 sind sehr klein. In der Praxis hat sich ein Durchmesser der Niederhalterolle
von 30 mm bewährt. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß man die Zwangsführung
des Produktes in unmittelbarer Nachbarschaft der Rahmenplatte 34 und damit auch
sehr nahe bei der Messerscheibe 64 erhält.