-
Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Einspritzmenge
-
von Lake an einer Pökelspritzmaschine Die Erfindung betrifft ein
Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung der Einspritzmenge von Lake an einer
Pökelspritzmaschine mit einer Fördereinrichtung für die Fleischstücke und mit quer
zur Förderrichtung oszillierend bewegten Einspritz-Nadel.
-
Beim Pökeln von Fleisch durch Einspritzen von Salzlake in das Fleisch
zur Haltbarmachung und Geschmacksveränderung muss die Einspritzmenge geregelt werden
können, da die erforderliche Einspritzmenge von den unterschiedlichen Fleischsorten
aber auch von gesetzlichen Bestimmungen und unterschiedlichen Geschmacksgewohnheiten
in den einzelnen Ländern abhängt.
-
Bei bekannten Pökelspritzmaschinen lässt sich die Einspritzmenge
der Salzlake durch verschiedene Massnahmen regeln. Durch Veränderung des Einspritzdruckes
erzielt man bei höherem Druck eine grössere Einspritzmenge, jedoch is-t hierbei
eine bestimmte Grenze gesetzt, weil die Fleischfaser bei zu hohem Druck zerrissen
würde. Ferner kann die Stichfolge zwischen aufeinanderfolgenden Einstichen der Nadeln
verändert werden, wobei die Einspritzmenge um so grösser wird, je enger die Stichfolge
ist, jedoch ist hierbei ein Grenze dadurch gesetzt, dass die Stichfolge nicht so
eng sein darf, dass die eingespritzte Lake aus einem in der Stichfolge vorangehenden
Einspritzloch wieder austritt.
-
Andererseits ist einerAenderung der Stichfolge auch dadurch eine Grenze
gesetzt, dass bei zu weiter Stichfolge die Lake von aufeinanderfolgenden Einspritzstellen
sich-im Fleisch
nicht treffen würde und dann Bereiche innerhalb
des Fleischs unbehandelt und ohne gewünschte Farbänderung blieben. Schliesslich
kann auch durch Aenderung der Hubgeschwindigkeit der Einspritz-Nadeln die Einspritzmenge
der Lake geregelt werden, wobei die Einspritzmenge bei einer langsameren Hubgeschwindigkeit
grösser wird, weil die Nadeln entsprechend länger im Fleisch verweilen.
-
Da demnach den Möglichkeiten für die Regelung der Einspritzmenge
der Lake bei den bekannten Pökelspritzmaschinen wie vorstehend erwähnt verschiedene
Grenzen gesetzt sind, ist eine rationelle Arbeitsmethode, bei der das Einspritzen
auch schonend für das Fleisch erfolgt, insbesondere bei in der Grösse sehr unterschiedlichen
Fleischstücken nicht erreichbar, weil die Pökelspritzmaschinen für eine bestimmte
Grösse der Fleischstücke ausgelegt sind und demnach für die unter den Einspritz-Nadeln
hindurchgeförderten Fleischstücke ein freier Durchgang von einer bestimmten Höhe
vorhanden sein muss, welche Höhe der Länge des Hubs der Einspritz-Nadeln entspricht,
von welcher Hublänge beim Pökeln von flachen Fleischstücken demnach ein mehr oder
weniger grosser Teil als Leerhub unproduktiv ist.
-
Wenn man daher in diesem Fall die Arbeitsweise der Pökelspritzmaschine
durch Anwendung einer oder mehrerer der erwähnten Massnahmen wie Verändern des Einspritzdruckes,
der Stichfolge oder der Hubgeschwindigkeit ändert, gelangt man schnell an die erwähnten
Grenzen, bei deren Ueberschreiten man die erwähnten Nachteile einer weniger schonenden
Behandlung des Fleisches in Kauf nehmen muss. Oder man muss eine geringere Produktivität
in Kauf nehmen.
-
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bestand
daher darin, zur Vermeidung der erwähnten Nachteile einen weiteren Weg zur Regelung
der Einspritzmenge
aufzuzeigen, über den auch eine Produktivitätssteigerung
zu erzielen ist. Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren der eingangs genannten
Art erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass der Hub der Einspritz-Nadeln entsprechend
der Dicke der Fleischstücke eingestellt wird.
-
Unter der Dicke der Fleischstücke wird hier die in der Hubrichtung
gemessene Dicke verstanden. In zweckmässiger Weise wird der Hub der Einspritz-Nadeln
in Abhängigkeit von der gemessenen Dicke der Fleischstücke geregelt eingestellt.
-
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist erfindungsgemäss
gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Verstellung des Hubs der Einspritz-Nadeln.
Bei einer Vorrichtung mit einem aus einem Kurbelhebel und einer durch einen Kurbelzapfen
mit dieser verbundenen Pleuelstange bestehenden Kurbeltrieb für die oszillierende
Hubbewegung der Einspritz-Nadeln ist in zweckmässiger Ausgestaltung zur Veränderung
des Hubs der radiale Abstand des Kurbelzapfens von der Kurbelhebel-Drehachse stufenweise
veränderbar und ist die wirksame Länge der Pleuelstange in gleichem Ausmass stufenweise
so veränderbar, dass der untere Umkehrpunkt des Hubs seine Lage nicht verändert.
Da die Nadeln bei jedem Hub bis nahe an die Unterseite der auf der Fördereinrichtung
liegenden Fleischstücke vordringen müssen, mithin der untere Umkehrpunkt des Hubs
immer auf gleicher Höhe liegen muss, ist bei einer Verkürzung des Hubs nur der obere
Umkehrpunkt des Hubs nach unten zu verlegen. Um das zu erreichen, weist zweckmässig
der Kurbelhebel mindestens zwei in verschiedenem radialen Abstand von der Kurbelhebel-Drehachse
angeordnete Bohrungen für die Befestigung des Kurbelzapfens auf und ist die Pleuelstange
am Kurbelzapfen mittels eines Gelenkstückes befestigt,
durch dessen
Anordnung in radial einwärts bzw. auswärts geklappter Lage die wirksame Länge der
Pleuelstange verkürzt bzw. verlängert ist. Wenn demnach zur Verkürzung des Hubs
der Kurbelzapfen in ein radial weiter einwärts liegendes Bohrungsloch des Kurbelhebels
eingeschraubt ist, ist durch die Anordnung des Gelenkstückes in radial einwärts
geklappter Lage der -obere Umkehrpunkt des Hubs nach unten versetzt und der untere
Umkehrpunkt in seiner Lage unverändert. Diese Möglichkeit zur stufenweisen Verstellung
ermöglicht erst, einmal Fleischstücke in einem bestimmten Grössenbereich und ein
anderes Mal nach dem Umrüsten der Maschine Fleischstücke mit einer geringeren durchschnittlichen
Dicke in rationeller Weise zu behandeln.
-
In weiterer zweckmässiger Ausgestaltung kann aber auch zum geregelten
Einstellen des Hubs der Einspritz-Nadeln in Abhängigkeit von der gemessenen Dicke
der Fleischstücke eine Vorrichtung zum Einsatz gelangen, bei der eine Einrichtung
zur Verstellung des Hubs der Einspritz-Nadeln mit dem Antrieb für die oszillierende
Bewegung der Einspritz-Nadeln in Wirkverbindung steht und durch eine Einrichtung
zum Abtasten der in der Hubrichtung der Nadeln gemessenen Dicke der auf der Fördereinrichtung
liegenden Fleischstücke gesteuert ist. In diesem Fall kann die Pökelspritzmaschine
mit Fleischstücken von sehr unterschiedlicher Dicke beschickt werden und die Maschine
stellt dann für jedes aufeinanderfolgend unter den Einspritz-Nadeln hindurch bewegte
Fleischstück den jeweils erforderlichen Hub der Nadeln selbsttätig ein. Inbevorzugter
Ausgestaltung ist bei einem aus einem Kurbelhebel und einer Pleuelstange bestehenden
Kurbeltrieb für die oszillierende Hubbewegung der Einspritz-Nadeln die Pleuelstange
an einem quer zu ihrer Längsachse angeordneten Schwenkhebel verstellbar angelenkt
dessen
eines Ende schwenkbar gelagert und dessen anderes hin- und herbewegtes Ende mit
den Einspritz-Nadeln über ein Bewegungsübertragungsglied gekuppelt ist, wobei die
Anlenkbefestigung der Pleuelstange längs des Schwenkhebels mittels eines durch einen
Motor angetriebenen Getriebemittels verstellbar ist, zwecks Veränderung des Hubs
durch das dem Motor zugeleitete Steuersignal der Einrichtung zum Abtasten der Dicke
des Fleischstückes.
-
Bei einer anderen Ausführungsforin mit einem aus einem pneumatischen
oder hydraulischen Hubzylinder bestehenden Antrieb für die oszillierende Bewegung
der Einspritz-Nadeln ist vorzugsweise ein mit der Kolbenstange des Hubzylinders
zusammenwirkender, verstellbarer Endschalter für den oberen Hubumkehrpunkt durch
das Steuersignal der Einrichtung zum Abtasten der Fleischstückdicke in der Hubrichtung
verstellbar, wobei dieser Endschalter mit einem Umschaltventil für die Bewegungsumkehr
des Hubkolbens in Verbindung steht.
-
Der Vorteil der Hubverstellung der Einspritz-Nadeln an einer Pökelspritzmaschine
besteht darin, dass bei der Behandlung von flaSchen Fleischstücken mit einer bezüglich
der Hublänge für das Hindurchstechen durch wesentlich dikkere Fleischstücke konstruierten
Pökelspritzmaschine durch die Möglichkeit der Hubverstellung kein Leerhub während
der Hin- und Herbewegung der Nadeln stattfindet, so dass bei gleicher Hubgeschwindigkeit
die Nadeln länger im Fleisch verweilen und eine grössere Menge von Lake eingespritzt
wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch die Hubverstellung die Leistung
der Maschine erhöht werden kann, da man statt die durch den kürzeren Hub gewonnene
längere Yqrweilzeit der Nadeln für die Regelung
der Einspritzmenge
zu nutzenrauch die Hubgeschwindigkeit erhöhen kann, so dass eine Produktivitätssteigerung
erzielt wird.
-
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, in denen verschiedene Ausführungsformen
der Erfindung rein beispielsweise dargestellt sind. Es zeigen: Fig. 1 eine Pökelspritzmaschine
in Seitenansicht schematisch, mit einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung zur
Hubverstellung; Fig. 2 die Verbindung zwischen Kurbelhebel und Pleuelstange der
Vorrichtung zur Hubverstellung gemäss Fig. 1, im Vertikalschnitt, ausschnittweise
und in grösserem Massstab; Fig. 3 den gleichen Vertikalschnitt gemäss Fig. 2, bei
veränderter Verbindung von Kurbelhebel und Pleuelstange zwecks Hubverkürzung; Fig.
4 eine Ansicht von vorn auf die in Fig. 3 im Vertikalschnitt dargestellte Verbindung
von Kurbelhebel und Pleuelstange; Fig. 5 die Pökelspritzmaschine mit einer abgewandelten
Ausfuhrungsform der Vorrichtung zur Hubverstellung; Fig. 6 die Pökelspritzmaschine
mit einer abgewandelten dritten Ausführungsform der Vorrichtung zur Hubverstellung.
-
Die in Fig. 1, Fig. 5 und Fig. 6 schematisch dargestellte Pökelspritzmaschine
1 weist eine aus einem schrittweise angetriebenen, endlosen Förderband 2 bestehende
Fördereinrichtung auf, welche auf der rechten Seite auf
das Förderband
aufgelegte Fleischstücke von rechts nach links schrittweise weiterbewegt. Zur Erläuterung
der Erfindung sind nur zwei Fleischstücke 3 und 4 dargestellt, die eine in vertikaler
Richtung gemessene unterschiedliche Dicke besitzen. Die in einer Reihe nebeneinander
angeordneten Einspritz-Nadeln 5 sind jeweils von einem Niederhalterrohr 6 umschlossen
und in einer Schlittenplatte 7 gelagert, welche mittels Führungen 8 auf Fuhrungsstangen
9 auf- und abbewegbar ist. Die Lake wird den Einspritz-Nadeln 5 über jeweils einen
Schlauch 10 von oben zugeführt.
-
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 1 bis 4 der Vorrichtung zur Hubverstellung
der Einspritz-Nadeln 5 wird die die Hubbewegung ausführende Schlittenplatte 7 durch
einen Kurbeltrieb auf- und abbewegt, der aus einem Kurbelhebel 11 und einer Pleuelstange
12 besteht, deren eines Ende über einen Kurbelzapfen 13 mit dem Kurbelhebel verbunden
ist und deren anderes Ende an der Schlittenplatte 7 angelenkt ist. Der Kurbelhebel
11 ist am Ende einer Getriebewelle 14 befestigt und das zugehörige Getriebe 15 ist
mittels eines Riemens 16 durch einen Motor 17 angetrieben.
-
ZwecksVeränderung des Hubs der Einspritz-Nadeln 5 ist der radiale
Abstand des Kurbelzapfens 13 von der Kurbelhebel-Drehachse, die mit der Achse der
Getriebewelle 14 identisch ist, stufenweise veränderbar, und ist ferner die wirksame
Länge der Pleuelstange 12 im gleichen Ausmass stufenweise so veränderbar, dass der
untere Umkehrpunkt des Hubs seine Lage nicht verändert. Dies ist notwendig, damit
die Einspritz-Nadeln 5 bei einer Veränderung des Hubs immer durch das Fleischstück
hindurch bis nahe vor das Förderband 2 gelangen.
-
Um den radialen Abstand des Kurbelzapfens 13 von der Kurbelhebel-Drehachse
14 stufenweise zu verändern, besitzt der Kurbelhebel 11 auf der Mittellinie des
Kurbelhebels im Abstand voneinander zwei Gewindebohrungen 18 und 19, in die der
Kurbelzapfen 13 wahlweise eingeschraubt werden kann. Wenn der Kurbelzapfen 13 in
die gemäss Fig. 2 nahe des Endes des Kurbelhebels 11 angeordnete Gewindebohrung
19 eingeschraubt ist, ergibt sich für die oszillierende Bewegung der Einspritz-Nadeln
5 eine grosse Hublänge, während diese Hublänge kleiner ist, wenn der Kurbelzapfen
13 in die weiter einwärts angeordnete Gewindebohrung 18 des Kurbelhebels 11 eingeschraubt
ist Die aus zwei flachen Stäben bestehende Pleuelstange 12 ist mittels eines Gelenkstückes
20 am Kurbelzapfen 13 befestigt. Das Gelenkstück 20 ist um eine im Abstand vom Kurbelzapfen
13 und quer dazu sich durch die flachen Stäbe der Pleuelstange 12 und das Gelenkstück
20 hindurcherstrekkende Verbindungsschraube 21 schwenkbar, und das Gelenkstück 20
kann in der radial einwärts geklappten Lage wie in Fig. 4 oder nach einer Schwenkbewegung
um 1800 in der radial auswärts geklappten Lage durch den Kurbelzapfen 13 gehalten
sein, wobei im letzteren Fall der Kurbelzapfen 13 in die Gewindebohrung 19 einzuschrauben
ist. Dadurch wird die Länge der Pleuelstange 12 so verändert, dass der untere Umkehrpunkt
des Hubs in seiner Lage unverändert bleibt und infolgedessen die Einspritz-Nadeln
5 immer gleich weit durch das Fleischstück bis kurz vor das Förderband 2 hindurchstossen.
-
Bei einer abgewandelten Ausführungsform der Einrichtung zur Verstellung
des Hubs der Einspritz-Nadeln ist gemäss Fig 5 für die oszillierende Bewegung der
Einspritz-Nadeln 5 ein aus einem Kurbelhebel 25 und einer Pleuelstange 26 bestehender
Kurbeltrieb vorgesehen. Das Ende der Pleuelstange
26 ist an einem
Gelenkstein 27 angelenkt, der in der Längsrichtung eines Schwenkhebels 28 in einer
in diesem Schwenkhebel ausgebildeten Nut 29 verschiebbar ist.
-
Der quer zur Achse der Pleuelstange 26 angeordnete Schwenkhebel 28
ist mit seinem einen Ende in einem Lager 30 schwenkbar gelagert, und das andere
Ende des Schwenkhebels 28, welches durch die Bewegung der Pleuelstange 26 auf- und
abbewegt wird, ist über ein Bewegungsübertragungsglied 31 mit der Schlittenplatte
7 gekuppelt, so dass die Schlittenplatte mit den Einspritz-Nadeln 5 auf- und abbewegt
werden.
-
Der Gelenkstein 27 bildet die Anlenkbefestigung für die Pleuelstange
26, und dieser Gelenkstein ist mit einer Mutter 32 fest verbunden, durch welche
sich eine Gewindespindel 33 hindurcherstreckt. Am Ende der Gewindespindel 33 ist
ein Servomotor 34 angeordnet, durch den die Gewindespindel gedreht wird, wodurch
die aus dem Gelenkstein 27 und der Mutter 32 bestehende Anlenkbefestigung für die
Pleuelstange entlang des Schwenkhebels 28 bewegt werden kann. Es leuchtet ein, dass
bei der Stellung des Gelenksteins 27 gemäss Fig. 5, wenn dieser in einem geringen
Abstand zum Lager 30 des Schwenkhebels angeordnet ist, die durch den aus Kurbelhebel
und Pleuelstange bestehenden Kurbeltrieb verursachte, hin- und hergehende Schwenkbewegung
des Schwenkhebels 28 einen grösseren Ausschlag nach oben ausführt als bei einer
Stellung des Gelenksteins 27 am in der Zeichnung linken Ende des Schwenkhebels 28,
in welcher Stellung der Ausschlag des Schwenkhebels nach oben gering ist. Durch
Verstellung des Gelenksteins 27 längs des Schwenkhebels 28 mittels der Gewindespindel
33 erreicht man also eine stufenlose Verstellung des Hubs, da wie vorstehend erwähnt
das Ende des Schwenkhebels 28
über das Uebertragungsgestänge 31
mit der Schlittenplatte 7 in Verbindung steht, in welcher die Einspritz-Nadeln 5
angeordnet sind.
-
Die Hubverstellung kann für jedes in der Dicke unterschiedliche Fleischstück
3 bzw. 4 individuell durchgerührt werden, d.h. die Fleischstücke müssen nicht nach
der Dicke sortiert der Pökelspritzmaschine zugeführt werden, sondern dicke und flache
Fleischstücke können unregelmässig aufeinanderfolgen. Zu diesem Zweck besitzt eine
Einrichtung zum Abtasten der Dicke des Fleischstückes eine auf der Oberfläche des
Fleischstückes rollende Abtastrolle 40, die am Ende eines schwenkbar gelagerten
Pendelarms 41 angeordnet ist.
-
Eine Einrichtung zum Umwandeln des jeweiligen Schwenkwinkels in ein
elektrisches Steuersignal ist beispielsweise ein durch die Schwenkachse des Pendelarms
41 betätigtes Potentiometer 42, von welchem ein Steuersignal an eine Regeleinrichtung
43 geleitet wird, von welcher dann ein entsprechendes Signal zum Servomotor 34 geleitet
wird, durch den die Gewindespindel 33 gedreht wird, um dadurch den Hub der Einspritz-Nadeln
zu verstellen. Auf diese Weise kann bei jedem Fleischstück unmittelbar vor dem Einspritzen
der Hub der Einspritz-Nadeln auf die jeweilige Dicke des Fleischstücks abgestimmt
werden. Wenn der Hub auf diese Weise verändert wird, kann von der Regeleinrichtung
43 gleichzeitig der Motor 44 gesteuert werden, der über ein Getriebe den Kurbelhebel
25 des Kurbeltriebs für die Hubbewegung antreibt, so dass bei einer Verkleinerung
des Hubs gleichzeitig die Hubgeschwindigkeit erhöht wird und man auf diese Weise
eine Produktivitätssteigerung erzielt.
-
Bei einer weiteren abgewandelten Ausführungsform der Einrichtung
zur Hubverstellung ist ein aus einem pneumatischen oder hydraulischen Hubzylinder
50 bestehender Antrieb
für die oszillierende Bewegung der Einspritz-Nadeln
5 vorgesehen. Der im Hub zylinder auf- und abbewegbare Kolben 51 trägt eine nach
oben aus dem Hubzylinder 50 sich herauserstreckende Kolbenstange 52, deren Auf-
und Abbewegung über ein Uebertragrungsgestänge 53 auf die Schlittenplatte 7 übertragen
wird, in welcher die Einspritz-Nadeln 5 angeordnet sind. Die Kolbenstange 52 trägt
eine Anschlagfahne 54, die in der unteren bzw. oberen Stellung des Kolbens die beiden
Endschalter 55 bzw. 56 betätigt. Der Endschalter 56 ist mit einer Mutter 57 fest
verbunden, durch die sich eine Gewindespindel 58 hindurcherstreckt, die mittels
eines am einen Ende der Gewindespindel angeordneten Servomotors 59 drehbar ist.
Der den unteren Hubumkehrpunkt festlegende Endschalter 55 bleibt unverändert, während
der durch Drehung der Gewindespindel 58 nach unten oder oben verstellbare Endschalter
56 die Lage des oberen Hubumkehrpunktes entsprechend verändert.
-
Wie bei der Ausführungsiorm gemäss Fig. 5 kann die Feststellung der
Dicke des Fleischstückes in gleicher Weise über eine Abtastrolle 40 am Ende eines
Pendelarms 41 und ein von der Schwenkachse betätigtes Potentiometer 42 erfolgen,
von welchem das Steuersignal zur Regeleinrichtung 43 gelangt, von der aus der Servomotor
59 zum Verstellen des Endschalters 56 ein entsprechendes Signal erhält. Der Endschalter
56 ist elektrisch mit einem Umschaltventil 60 verbunden, so dass bei Betätigung
des Endschalters 56 durch die Anschlagfahne 54 das Druckmedium, beispielsweise Drucköl,
auf die andere Kolbenseite geleitet wird, so dass eine Bewegungsumkehr der Einspritz-Nadeln
erfolgt. Im Strömungsweg vor dem Umschaltventil 60 befindet sich ein Drosselventil
61, durch das die Strömungsgeschwindigkeit des Druckmediums geregelt wird. Das Drosselventil
61 lässt sich von der Regeleinrichtung 43 aus verstellen,
so dass
durch Aenderung der Strömungsgeschwindigkeit die Hubgeschwindigkeit der Einspritz-Nadeln
erhöht werden kann, wenn der Hub verkleinert worden ist, so dass man eine Produktivitätssteigerung
erzielt.
-
Zusammenfassung Bei einer Pökelspritzmaschine (1) wird der Hub der
oszillierend bewegten Einspritz-Nadeln (5) entsprechend der Dicke der zu behandelnden
Fleischstücke (3, 4) verändert. Bei einem aus einem Kurbelhebel (25) und einer Pleuelstange
(26) bestehenden Antrieb für die oszillierende Bewegung der Nadeln ist z.B. für
die Verstellung des Hubs das Ende der Pleuelstange (26) an einem Gelenkstein (27)
angelenkt, der längs eines Schwenkhebels (28) bewegbar ist. Das eine Ende des Schwenkhebels
ist in einem Lager (30) schwenkbar gelagert und das andere auf- und abbewegte Ende
des Schwenkhebels ist über ein Verbindungsglied (31) mit den Einspritz-Nadeln (5)
verbunden. Der Gelenkstein (27) wird zur Hubverstellung mittels einer Gewindespindel
(33) entlang des Schwenkhebels (28) durch einen Motor (34) bewegt. Bei kleinem Abstand
zwischen denj Gelenkstein (27) und dem Lager (30) ist der Hub der Einspritz-Nadeln
gross und wird mit zunehmendem Abstand des Gelenksteins von dem Lager kleiner. Der
Verstellmotor (34) für die Gewindespindel (33) ist durch eine die Dicke der FleischstZkke
abtastende Einrichtung, die z.B. aus einer Abtastrolle (40) am Ende eines Pendelarms
(41) und einem Potentiometer (42) besteht, geregelt.
-
(Fig. 5)