DE3617336A1 - Verfahren und vorrichtung zur bildung gewichtskonstanter portionen oder stapel aus aufgeschnittenen lebensmittelprodukten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildung von ein vorgebbares Gewicht aufweisenden Portionen oder Stapeln aus aufgeschnittenen Lebensmittelprodukten, insbesondere Wurst, Schinken, Speck, Fleisch, Käse und dergleichen, bei dem in Abhängigkeit vom gewünschten Sollgewicht der jeweiligen Portion oder des jeweiligen Stapels vom auf­ zuschneidenden Produktstück eine Anzahl von Scheiben oder Stücken abgetrennt, der eine bestimmte Scheiben- oder Stückzahl aufweisende Stapel bzw. die entsprechenden Por­ tion gewogen und in Abhängigkeit von dem Meßergebnis der Vorschub des jeweils aufzuschneidenden Produktstücks verändert wird. Ferner ist die Erfindung auf eine Vorrich­ tung zur Durchführung dieses Verfahrens gerichtet.

Bekannte Verfahren dieser Art haben den grundsätzlichen Nachteil, daß gebildete Portionen oder Stapel erst dann gewichtsmäßig erfaßt bzw. gewogen werden, wenn eine Ge­ wichtskorrektur des betreffenden Stapels zumindest auto­ matisch nicht mehr möglich ist.

Abgesehen davon, daß zur Vermeidung von unzulässigem Min­ dergewicht bei diesen bekannten Verfahren immer mit einem Sicherheitszuschlag gearbeitet werden muß, der sich wirt­ schaftlich ausgesprochen negativ auswirkt, ist auch un­ günstig, daß nach erfolgter Feststellung von zu großen Gewichtsabweichungen die erforderliche Korrektur stets nur mit einer erheblichen Verzögerung durchführbar ist. Dies führt wiederum entweder zu einem entsprechenden Ver­ lust an aufzuschneidendem Produkt oder erfordert die Aus­ sonderung von mindergewichtigen Portionen oder Stapeln.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs angeführten Art zu schaffen, das es ermög­ licht, die Genauigkeit des Sollgewichts der jeweiligen Portion oder des jeweiligen Stapels zumindest wesentlich zu erhöhen, insbesondere dieses Sollgewicht weitestgehend exakt zu erreichen, und zwar ohne Beeinträchtigung der Ar­ beitsgeschwindigkeit bei der Bildung von Portionen oder Stapeln.

Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung im wesentlichen dadurch, daß das Istgewicht bereits während der Portions- oder Stapelbildung erfaßt und der Vorschub des jeweiligen Produktstücks in Abhängigkeit von der Abweichung des Ist­ gewichts von dem zugehörigen Sollgewicht verändert wird.

Durch die unmittelbare Erfassung des Istgewichts während des Aufschneidevorganges wird die Voraussetzung dafür ge­ schaffen, daß noch während des Vorgangs der Portions- oder Stapelbildung korrigierend eingegriffen und durch entspre­ chende Veränderung des Vorschubs des aufzuschneidenden Produktstücks das geforderte Sollgewicht jeweils exakt oder zumindest so exakt erreicht wird, daß eine evtl. verblei­ bende Restabweichung vom Sollgewicht in der Praxis völlig unbeachtlich ist.

Vorzugsweise wird jedem Sollgewicht eine bestimmte Schei­ benzahl zugeordnet und der Soll- und Istgewichtsvergleich der Scheibenablage diskontinuierlich vorgenommen. Es kann dabei frei gewählt werden, ob der Soll- und Istge­ wichtsvergleich nach erfolgter Ablage einer jeden Ein­ zelscheibe durchgeführt oder ein solcher Vergleich jeweils nach Ablage mehrerer Einzelscheiben ausgeführt wird. Durch diese Auswahl kann dem jeweiligen Produkt und auch dem ge­ wünschten Genauigkeitsgrad Rechnung getragen werden.

Entsprechend einer alternativen Ausführungsvariante kann das momentane Istgewicht auch kontinuierlich erfaßt und mit einem empirisch ermittelten oder rechnerisch festgelegten, der Portions- oder Stapelbildung entsprechenden Sollgewichts­ anstieg verglichen werden.

Nach einer weiteren Besonderheit der Erfindung wird Sorge dafür getragen, daß während der Istgewichtsmessung auftretende, von Bewegungs- bzw. Aufpralleffekten der Einzelscheiben herrührende, kurzzeitige Gewichtsschwankungen ausgefiltert werden. Diese Ausfilterung kann sowohl über analoge elektrische Schaltungen als auch über ein entsprechendes Rechnerprogramm erfolgen. Da es möglich ist, das jeweilige Istgewicht innerhalb einer sehr kurzen Abtastzeitspanne zu ermitteln, wird nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der Gewichts-Abtastzeitpunkt so gelegt, daß der nach jedem Auftreffen einer Scheibe sich ein­ stellende Einschwing- bzw. Überschwingeffekt der Waage bereits in ausreichendem Maße abgeklungen ist und natürlich auch die nachfolgende Scheibe noch nicht aufgetroffen ist.

Die Änderung des Vorschubs und damit der Einzelscheibenstärke kann in Abhängigkeit von der jeweils bis zum Stapel-Sollge­ wicht extrapolierten Abweichung des momentanen Istgewichts erfolgen, wodurch eine weiche Korrektur ermöglicht wird und die Bewegungsänderungen im Vorschub minimiert werden.

Vorzugsweise wird die innerhalb einer Stapelbildung festge­ stellte und zumindest teilweise bei dieser Stapelbildung kompensierte Abweichung vom Sollgewicht bereits bei Beginn der jeweils darauffolgenden neuen Stapelbildung berücksich­ tigt, d.h. der sich bei einer Stapelbildung ergebende Lern­ effekt wird bei der nächsten Stapelbildung ausgenützt.

Ferner ist es im Rahmen der Erfindung von Vorteil, wenn nach Erreichen der jeweils geforderten Anzahl von Scheiben bzw. Stücken und damit nach Fertigstellung der geforderten Por­ tion bzw. des geforderten Stapels ein sofortiger geringer Rückhub durchgeführt wird, um zumindest einen Leerschnitt zu ermöglichen, der zu keinerlei Abtrennen von Schnitzeln und dergleichen führt, wie dies ohne diese Rückhubbewegung auf­ grund der Elastizität und Entspannung des Produkts im Regel­ fall zu erwarten wäre.

Dieser Rückhub kann dadurch bewirkt werden, daß entweder die gesamte Vorschubeinrichtung oder Teile davon zusammen mit dem jeweiligen Produkt bezüglich der Schneidebene zurück­ versetzt wird bzw. werden.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung umfaßt eine Schneidvorrichtung, eine Vorrichtung zum Vorschub des jeweiligen Produkts sowie eine Wiegevor­ richtung und sie zeichnet sich dadurch aus, daß die Wiege­ vorrichtung aus einer elektronischen, unmittelbar mit den abgetrennten Scheiben oder Stücken beschickten, mechanisch von der Schneidvorrichtung getrennten und schwingungsmäßig von dieser Schneidvorrichtung entkoppelten Waage besteht, deren Ausgangssignale einem Rechner zugeführt sind, wobei der Produktvorschub durch Rechnersignale gesteuert ist, die als Ergebnis einer Mehrzahl von Soll- und Istgewichtsver­ gleichen erhalten werden.

Auf der Waage ist bevorzugt ein einen Bestandteil der Waage bildendes Endlos-Förderband angeordnet, das zum Weiter­ transport eines abgelegten Stapels sehr schnell beschleu­ nigbar ist, in Gegenrichtung aber auch ganz langsam und ohne Beeinflussung des Wiegevorgangs angetrieben werden kann, um anstelle einer Schindelung eine exakte Stapelbil­ dung mit ausgerichtet übereinanderliegenden Scheiben zu ermöglichen.

Während des Betriebs wird die Waage nach jedem Beschleu­ nigungsvorgang automatisch neu tariert, um Fehler durch eventuell auf dem Endlosband liegengebliebenen Restteilchen auszuschließen.

Die Zuführung von aufzuschneidenden Produkten zur Schneid­ vorrichtung kann auch mehrbahnig, insbesondere dreibahnig er­ folgen, wobei jeder Bahn eine eigene Waage zugeordnet ist und der Vorschub jeder Bahn von der zugeordneten Waage in der bereits erläuterten Weise gesteuert bzw. geregelt wird.

Die Vorschubeinrichtung ist vorzugsweise über eine mit einem Scheibenläufermotor verbundene Kugelrollspindel angetrieben, aber es sind prinzipiell auch andere Vorschubeinrichtungen, z.B. Bänder verwendbar. Um die Größe der jeweils abgetrenn­ ten Scheiben beeinflussen bzw. vorgeben zu können, ist vor­ zugsweise der Winkel zwischen der Schneidebene und der Zu­ führbahn einstellbar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend un­ ter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert; die einzige Figur der Zeichnung zeigt in stark schematisierter Weise eine Ausführungsvariante einer Vorrichtung zur Durchfüh­ rung des Verfahrens nach der Erfindung.

Mittels einer Antriebseinheit 1 wird ein an sich beliebig ausgestaltbares Schneidmesser 2 angetrieben, wobei von Vorteil ist, daß die Antriebseinheit auf der der Produkt­ ablageseite gegenüberliegenden Seite des Messers angeord­ net ist.

Ein aufzuschneidendes Produkt, z.B. Schinken, Salami, Käse und dergleichen ist mit dem Bezugszeichen 3 verse­ hen und kann mittels einer Vorschubeinrichtung 10 in Richtung des Schneidmessers 2 bewegt werden.

Unmittelbar anschließend und unterhalb des Schneidmessers 2 befindet sich eine Wiegevorrichtung 4, die mechanisch von der Schneidvorrichtung entkoppelt, elektrisch jedoch mit ihr verbunden ist. Diese Wiegevorrichtung 4 wird so gelagert, daß eine Übertragung von Schwingungen resultierend aus den Arbeitsbewegungen der Schneidvorrichtung nicht auf die Wiege­ vorrichtung 4 erfolgen kann, bzw. so stark gedämpft wird, daß die Genauigkeit der Wiegevorrichtung nicht mehr beein­ trächtigt wird.

Die Produkt-Aufnahmefläche der Waage 4 wird von einem Endlos­ band 5 gebildet, das in die Waage 4 integriert ist. Dieses Endlosband 5 kann - angetrieben durch einen Scheibenläufer­ motor - sehr schnell beschleunigt werden, um fertige Produkt­ stapel 6 von der Waage 4 auf einen nachfolgenden Förderer 9 zu überführen. Um eine exakte Stapelbildung mit gegenseitig ausgerichteten Scheiben oder Stücken zu ermöglichen, kann das Band 5 auch langsam in Gegenrichtung angetrieben werden, und zwar während der Stapelbildung.

Die als elektronische Waage ausgebildete Waage 4 ist mit einer Recheneinheit 7 verbunden, die ihrerseits wiederum mit einem Regelantrieb 8 für die Vorschubeinrichtung 10 der Produkt­ stücke in Verbindung steht.

Die Recheneinheit 7 ist programmierbar ausgeführt und mit einer Eingabeeinheit versehen, die es gestattet, beispielsweise das jeweils gewünschte Gewicht, die Scheibenzahl, die Scheiben­ stärke, die Schnittgeschwindigkeit und dergleichen einzuge­ ben. Ferner können in dieser Recheneinheit eine Vielzahl von produktbezogenen Daten gespeichert werden, und sie läßt sich außerdem zur Funktionsüberwachung der Schneidvorrichtung ver­ wenden.

Bei der Waage 4 handelt es sich um ein elektronisches Gerät mit sehr hoher Arbeitsgeschwindigkeit, d.h. das Gewicht der auf der Waage 4 aufliegenden Produkte kann innerhalb sehr kurzer Zeitspannen abgefragt bzw. elektronisch abgerufen werden. Dies ermöglicht es auch, den Abrufzeitpunkt stets so zu wählen, daß sich das Waagensystem praktisch trotz der schnellen Arbeitsweise der Gesamtvorrichtung in Ruhe befindet und somit bereits Störgrößen ausgeschaltet werden, die von den auftreffenden Scheiben herrühren können. In der Recheneinheit 7 finden die Vergleichswertbildungen zwi­ schen Ist- und Sollgewichten statt, und es werden Steuer­ größen für die Einheit 8 gebildet.

Aufgrund des geschlossenen Regelkreises läßt sich eine voll­ automatische Arbeitsweise erreichen, die höchsten Genauig­ keitsanforderungen hinsichtlich des geforderten Gesamtge­ wichts eines Stapels oder einer Portion entspricht und den­ noch eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit zuläßt, so daß die Vorrichtung nach der Erfindung mit bekannten, schnell ar­ beitenden Verpackungsstraßen kombiniert werden kann. Dabei ist es von Vorteil, mit mehrbahniger Produktzuführung und einer entsprechenden Anzahl von Waagen 4 zu arbeiten, wobei auch bei einer mehrbahnigen Ausführungsform ein einziges Schneidmesser 2 genügt.

Von Vorteil ist es auch, nach Erreichen der jeweils gefor­ derten Anzahl von Scheiben oder Stücken - wiederum ge­ steuert durch den Rechner 7 - einen kurzen Rückhub des Pro­ dukts 3 auszuführen, so daß absolut freie Leerschnitte durchgeführt werden können und das bisher häufig störende Problem des Abschneides von Resten oder Schnipseln ausge­ schaltet wird. Dies ist im Hinblick auf das unmittelbare Wiegen während der Stapelbildung ein weiterer Vorteil, weil Verfälschungen durch Schnipsel und dergleichen somit aus­ geschaltet werden.

Claims (19)

1. Verfahren zur Bildung von ein vorgebbares Gewicht aufweisen­ den Portionen oder Stapeln aus aufgeschnittenen Lebensmit­ telprodukten, insbesondere Wurst, Schinken, Speck, Fleisch, Käse und dergleichen, bei dem in Abhängigkeit vom gewün­ schten Sollgewicht der jeweiligen Portion oder des jeweili­ gen Stapels vom aufzuschneidenden Produktstück eine Anzahl von Scheiben oder Stücken abgetrennt, der eine bestimmte Scheiben- oder Stückzahl aufweisende Stapel bzw. die ent­ sprechende Portion gewogen und in Abhängigkeit von dem Meß­ ergebnis der Vorschub des jeweils aufzuschneidenden Produkt­ stücks verändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Istgewicht bereits während der Portions- oder Stapel­ bildung erfaßt und der Vorschub des jeweiligen Produktstücks in Abhängigkeit von der Abweichung des Istgewichts von dem zugehörigen Sollgewicht verändert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Sollgewicht eine bestimmte Scheibenzahl zugeordnet und der Soll- und Istgewichtsvergleich der Scheibenablage entsprechend­ diskontinuierlich vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das momentane Istgewicht kontinuierlich erfaßt und mit einem empirisch ermittelten oder rechnerisch festgelegten, der Stapel­ bildung entsprechenden Sollgewichtsanstieg verglichen wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß während der Istgewichtsmessung auf­ tretende, von Bewegungseffekten der Einzelscheiben herrührende, kurzseitige Gewichtsschwankungen ausgefiltert werden.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung des Vor­ schubs und damit der Einzelscheibenstärke in Abhängigkeit von der jeweils bis zum Stapel-Sollgewicht extrapolierten Abweichung des momentanen Istgewichts erfolgt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die innerhalb einer Stapelbildung festgestellte und zumindest teilweise bei dieser Stapelbildung kom­ pensierte Abweichung vom Sollgewicht bereits bei Beginn der jeweils darauffolgenden neuen Stapelbildung berücksichtigt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der jeweils einem Stapel zugeordnete Soll­ gewichtsanstieg, der als Vergleichsbasis für die jeweiligen Ist­ gewichtsmessungen dient, in Abhängigkeit vom Istgewichtsanstieg zu­ mindest für die jeweils anschließenden Stapelbildungen modifiziert wird.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der einer Stapel­ bildung zugeordnete Sollgewichtsanstieg in Abhängigkeit von dem auf eine Einheit bezogenen Gewicht des Produkts und der geforderten Soll-Scheibenstärke berechnet wird.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Veränderungen des Vorschubs des Produktstückes erst in der Endphase der Portions- oder Stapelbildung vorgenommen wer­ den.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während der Portions- bzw. Stapelbildung Teil-Korrektur­ schritte und erst in der Endphase Voll-Korrekturschritte durchgeführt werden.

11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichtserfassung während sehr kurzer Abtastzeiträume erfolgt und jede Abtastung kurz nach dem Auftreffen der jeweiligen Scheibe oder des jeweiligen Stückes auf die Ab­ lagefläche bzw. eine vorher bereits abgelegte Scheibe oder ein vorher bereits abgelegtes Stück vorgenommen wird.

12. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils nach Erreichen der Sollzahl der gewünschten Scheiben bzw. Stücke das Produktstück in Form eines Rückhubschrittes aus der Schneidebene entfernt und dann zumindest ein Leer­ schnitt durchgeführt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß der Rückhub kleiner gewählt wird als der je­ weilige scheibenweise Vorschub.

14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bestehend aus einer Schneidvorrichtung, einer Vorrichtung zum Vorschub des je­ weiligen Produkts sowie einer Wiegevorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiegevorrichtung aus einer elektronischen, unmittel­ bar mit den abgetrennten Scheiben beschickten Waage besteht, deren Ausgangssignale einem Rechner zugeführt sind, und daß der Produktvorschub durch Rechnersignale gesteuert ist, die als Ergebnis einer Vielzahl von Soll- und Istgewichts­ vergleichen erhalten werden.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ablagefläche der Waage aus einem Endlos­ band besteht, das aus dem Stillstand in Vorschubrichtung sehr schnell beschleunigbar ist und insbesondere während der Beschickung mit Scheiben oder Stücken eine langsame Rück­ laufbewegung ausführt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Vorschub über eine Spindel, insbesondere eine Kugelrollspindel angetrieben ist, wobei der Antrieb insbesondere aus einem Scheiben­ läufermotor besteht.

17. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Schneidvorrichtung und Wiegevorrich­ tung schwingungsmäßig voneinander entkoppelt, jedoch elek­ trisch miteinander verbunden sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß einer einzigen Schneidvorrichtung sowohl eine mehrbahnige Produktzuführung als auch jeder Produktzuführbahn eine eigene Wiegevorrichtung zugeordnet ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen der Produktzuführebene und der Schneidebene einstellbar, insbesondere kontinuierlich einstellbar ist.