DE3819222C2 - Stützvorrichtung zur Verwendung bei der Videoabbildung und Verarbeitung von querlaufenden Fischscheiben - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung ist auf dem Gebiet der Fischverarbeitung angesiedelt und be­ trifft nach Anspruch 1 eine Vorrichtung zur Verarbeitung von querlaufenden Scheiben eines Fischkörpers. Hierbei durchquert ein Wasserstrahl eines starken Wasserstrahlschneiders unter Benutzung von Lageinformationen, die ein Com­ puter durch Auswertung von mittels einer Videokamera erzeugten Videoabbildungen er­ stellt hat, die Fischscheibe, welche während des Schneidvorgangs mit dem Hochdruck­ wasserstrahl durch mehrere messerschneidenartig ausgebildete Träger gestützt wird. Das Trägersystem weist dabei einen hinlänglich kleinen Querschnitt senkrecht zur Sichtlinie auf, so daß die Abbildung der Fischscheibe nicht beeinträchtigt wird. Alternativ kann ei­ ne abgedunkelte Trägerabstützung verwendet werden, die wenig oder gar kein Licht re­ flektiert und daher für die Videokamera unsichtbar ist.

Bei der Verarbeitung von Fisch wie z. B. Thunfisch ist es üblich, den Fang auf See einzufrieren und an Land zu verarbeiten. Die Verarbeitung bedingt normalerweise Verrichtungen von Hand, wie das Aufschlitzen des Fischbauches und das Entfernen der Eingeweide. Die Eingeweidehöhle wird dann mit Wasser ausgewaschen und der Thunfisch auf Verderb untersucht. Der Thunfisch wird dann üblicherweise als Ganzes in einem schubweisen Vorkochvorgang gekocht.

Handbetriebene Methoden der Thunfischverarbeitung nach dem Stand der Technik sind detailliert in der US 3.594.191 beschrieben. Dieses Patent offenbart das Schneiden des Thunfischs in querlaufende Tranchen in eingeteilten Intervallen und darauffolgend die Trennung der eßbaren Seitenstücke, um einzeln in Konserven abfüllbare Portionen bereitzustellen. Die spätere US 3.593.370 beschreibt ein Verfahren zur Verarbeitung solcher querlaufenden Scheiben des Thunfischs in gefrorenem Zustand. Die Schlachtmethode für gefrorenen Thunfisch beinhaltet die Unterteilung des ganzen Fisches in eine Mehrzahl von querlaufenden Schnitten und nachfolgend die Unterteilung der Querschnitte in gefrorene Segmente. Die Fugen zwischen den Abschnitten verlaufen im allgemeinen parallel zu Längsachse des Fisches und zu dessen Skelettaufbau. Jede Querscheibe des Fisches wird enthäutet und so weiterverarbeitet, daß eine Trennung der Abfallteile der Scheiben von den seitlichen Fleischteilen erfolgt, während diese noch in zumindest teilweise gefrorenem Zustand sind.

Die US 3.800.363 beschreibt eine automatisierte Schlachtmethode und ein System automatisierter Schlachtung, bei dem die eßbaren Seitenstücke der querverlaufenden Thunfischscheiben durch Unterteilung des gefrorenen ganzen Thunfischs abgetrennt werden. Jede Querscheibe des im wesentlichen eßbares Seitenfleisch aufweisenden Abschnitts des gefrorenen Thunfischs wird abgetastet, um elektrische Signale zu erzeugen, welche die Grenze zwischen den eßbaren Seitenteilen und den angrenzenden Abfallfleischteilen darstellen. Von den elektrischen Signalen werden dann Steuerungssignale zum Einsatz beim Schneiden für eine präzise Trennung der eßbaren Seitenteile entlang der aufgefundenen Grenzlinie abgezweigt. Ein Abtaster mit Photosensoren wird so eingerichtet, daß Licht von der Oberfläche einer Thunfischscheibe und einer vorgesehenen Lichtquelle reflektiert wird. Durch die Sensoren werden elektrische Signale wechselnder Stärke in Abhängigkeit von der wechselnden Reflexion der jeweils abgetasteten Scheibenoberfläche geliefert. Die elektrischen Signale werden in einem Schwellenstromkreis verarbeitet, der einen Schwellenwert liefert, oberhalb dessen angenommen wird, daß die Signale die helleren, eßbaren Seitenteile, und unterhalb dessen angenommen wird, daß sie die relativ dunkleren Abfallfleischteile wiedergeben. Die Umwandlung der Ausgangssignale des Abtasters in Steuersignale für die Schneidevorrichtung soll durch eine speziell für diesen Zweck eingerichtete elektronische Steuereinheit oder einen entsprechend programmierten Computer, der die Signale für die Schneidsteuerung liefert, vorgenommen werden. Die elektrischen Ausgabesignale werden auch beschrieben zur Steuerung der Arbeitsweise eines Schneidwerkzeugs. Die Schneidevorrichtung für das Schneiden der Seitenstücke entlang vorbestimmter Begrenzungen wird als Hochdruck-Wasserstrahlschneider beschrieben, der typischerweise im Druckbereich zwischen 2109 kg/cm² (30,000 psi) und 5067 kg/cm², (75,000 psi) arbeitet, und der Wasserstrahlschneider wird beschrieben als normalerweise auf einem beweglichen Kopf angebracht.

Eines der Probleme, auf das diese vorgenannten Patente nicht eingehen, ist, wie die querlaufenden oder seitlichen Fischabschnitte abzustützen seien, wenn die Verarbeitung mit einer Schneidevorrichtung erfolgt, die mit hoher Geschwindigkeit und mit einem Hochdruck-Wasserstrahl arbeitet. Wasserstrahlschneider setzen typischerweise Wasserstrahlen oder andere Flüssigkeiten ein, die bei einem Wasserdruck von bis zu 5067 kg/cm² (75,000 psi) und mit sehr hohen Geschwindigkeiten arbeiten. Wenn Wasserstrahlschneider auf die querlaufenden Scheiben des Fischkörpers auftreffen, besteht die Notwendigkeit, die Scheibe des Fischkörpers gegen die gewaltige Kraft des Wasserstrahlschneiders abzustützen und gleichzeitig die seitlichen Abschnitte des Fischkörpers so genau festzuhalten, daß Irrtümer und Ausschuß minimiert werden. Die querlaufende Scheibe des Fischkörpers muß somit während des Schneidvorgangs genau und doch fest abgestützt werden.

Ein weiteres Problem betrifft denjenigen Teil des Wasserstrahls, der von der Scheibe des Fischkörpers abfließt, nachdem der Wasserstrahl die Scheibe des Fischkörpers durchtrennt und dabei eine sehr kleine Menge Fisch im Verlauf des Schneidens entfernt hat. Das abgeschnittene Material und das unter Hochdruck stehende Wasser würden viele Meter vom Zielpunkt weggeschwemmt werden und eine gefährliche und unsaubere Fracht darstellen, wenn man sie nicht unter Kontrolle brächte.

Ein wieder anderes Problem bei der Fischverarbeitung bezieht sich auf die Videoabbildung, die von der Fischscheibe hergestellt werden muß. Der Flüssigkeitsschneider muß präzise bewegt werden, um die eßbaren Seitenteile des Fisches von den Abfällen oder weniger erstrebenswerten Stücken abzuschneiden. Beim Einsatz einer Videoabbildung brauchen nur die Fischscheiben in der Abbildung zu erscheinen. Abbildungen anderer Ausschnitte als der Fischscheiben verursachen Verwirrung und Irrtümer. Um zu verhindern, daß eine falsche Bildinformation an den Wasserstrahlschneider gelangt, muß die Scheibe des Fischkörpers durch eine Videokamera aufgenommen werden, jedoch darf der Stützmechanismus für die Scheibe des Fischkörpers die erzeugte Abbildung nicht beeinträchtigen. Beim Einsatz eines Wasserstrahlschneiders durchquert ein Wasserstrahl hoher Geschwindigkeit und hohen Drucks die Fischscheibe. Es ist erwünscht, daß der Wasserstrahlschneider sehr schnell in die Fischscheibe eindringt. Er muß jedoch unterhalb der Fischscheibe unbehindert abfließen können, so daß kein Wasser, das vom Hauptstrahl abgelenkt wird, in unkontrollierter Weise auf die Fischscheibe auftrifft, wodurch die Fischscheibe in Bezug auf den Flüssigkeitsschneider bewegt und die Präzision des Vorgangs gestört und/oder die eßbaren Seitenteile der Fischscheibe während des Vorgangs beschädigt werden. Der Stützmechanismus für die Scheibe des Fischkörpers muß präzise und gleichwohl robust sein und vorzugsweise zwischen der Kamera und den Positionen des Wasserstrahls beweglich.

Es besteht nun die Aufgabe diese Probleme auf einfache, unkomplizierte und doch präzise und robuste Weise zu lösen. Das wird mit den Merkmalen nach Anspruch 1 erreicht.

Gegenstand der Erfindung nach Anspruch 1 ist somit eine Vorrichtung für die Verarbeitung von querlau­ fenden Scheiben eines Fischkörpers mittels Videoabbildung, bestehend aus einem Stütz­ rahmen (11), einer Videoabbildungsvorrichtung (15, 16, 17, 18), einer Flüssigkeitsstrahl- Schneidevorrichtung mit Vorrichtungen zur Steuerung der relativen Bewegung des Flüssigkeitsschneiders (48, 49, 50) in bezug auf die querlaufende Fischscheibe, wobei die Unterlage für die Fischscheibe aus einer Stützmatrix (24, 25, 26) besteht, deren Auflage­ fläche senkrecht zur Sichtlinie der Videoabbildungsvorrichtung ausgerichtet ist, und die so ausgebildet ist, daß die Ablagekontur auf der Videoabbildung nicht sichtbar ist und von dem senkrecht von oben auftreffenden Flüssigkeitsstrahl durchdrungen werden kann, ohne die Position der aufliegenden Fischscheibe zu verändern.

Die Flüssigkeitsstrahl-Schneidevorrichtung, die die Fischscheiben mit einem unter Druck stehenden Flüssigkeitsstrahl schneidet, vermag relative Bewegungen im Verhältnis zur querlaufen­ den Fischscheibe auszuführen und ist so angebracht, daß der Flüssigkeitsstrahl sowohl die Fischscheibe als auch die Stützmatrix (24, 25, 26) durchquert. Obwohl zur Stützung der querlaufenden Fischscheiben andere Techniken wie z. B. Nadel- oder Nagelbetten oder sogar Vakuum-Saugnäpfe eingesetzt werden können, umfaßt die erfindungsgemäße Stützmatrix vorzugsweise mehrere getrennt angeordnete messerschneidenartig ausgebildete Träger (26), die so angeordnet sind, daß sie quer zur Längsausrichtung der Fischscheiben verlau­ fen. Vorzugsweise verlaufen diese Träger nicht parallel, damit die Fischscheiben, wäh­ rend sie dem Flüssigkeitsstrahl ausgesetzt sind, nicht rutschen oder sich bewegen. Jeder eines solchen Trägers (26) ist vorzugsweise aus rostfreiem Stahl, hat eine scharfe Kante und ist von relativ geringer Dicke aber ausreichender Breite, um die erforderliche Steifheit und Festigkeit gegenüber den ständigen Druckwellen des Flüssigkeits-Schneiders für eine längere Dauer zu gewährleisten. Der Flüssigkeitsstrahl-Schneider ist vorzugsweise ein Wasserstrahl-Schneider.

Die Vorrichtung umfaßt ferner einen Behälter (40), der unterhalb besagter Stützmatrix, auf welcher sich die Fischscheibe befindet, gegenüber der Flüssigkeitsstrahl-Schneidevor­ richtung angeordnet ist und eine Vielzahl von Kugeln (41) enthält, welche den unter Druck stehenden Flüssigkeitsstrom und darin enthaltenen Stückchen der Fischscheiben zu zerstreuen bzw. dissipieren vermögen.

Der besagte Behälter ist vorzugsweise rechtwinklig, weist Unterseite und Seitenwände auf, ist nach oben hin offen und beherbergt eine Vielzahl von Kugeln (41) (normalerwei­ se aus rostfreiem Stahl). In der bevorzugten Ausführungsform weist der Behälter (40) bo­ denseitig eine Absaugvorrichtung auf, um die Ansammlung von Wasser zu verhindern. Ferner ist ein Bildschirm zur Betrachtung der Abbildungen vorgesehen, die durch die Viedoabbildungsvorrichtung (15, 16, 17, 18) vor als auch während des Schneidvorgangs der Fischscheiben mit dem Schneider erzeugt werden.

In den Zeichnungen sind bevorzugte Ausführungsformen gemäß der Erfindung darge­ stellt.

Fig. 1 ist eine seitliche Aufrißansicht der bevorzugten Ausführungsform der er­ findungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 ist eine perspektivische Teilansicht der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 3 ist eine Teilaufsicht der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung;

Fig. 4 ist eine Teilansicht im Querschnitt entlang den Linien 4-4 der Fig. 3 der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

In den Fig. 1 bis 4 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung mit (10) bezeichnet.

Vorrichtung (10) enthält einen Stützrahmen (11), der eine Vielzahl von Stützbeinen (12) aufweist, welche am unteren Basisteil (13) befestigt sind. Ein Aufbau in Form eines Ge­ häuses (14) befindet sich oberhalb des Basisteils (13) und beherbergt eine Videokamera (15), die dazu dient, eine Videoabbildung einer zu verarbeitenden querlaufenden Fisch­ scheibe zu erzeugen, wenn die Videokamera in Richtung einer gewählten Sichtlinie auf die Scheibe des Fischkörpers gerichtet ist.

Mehrere durch die obere und untere Lichtquelle (16, 17) präsentierte Photoscheinwerfer sind justierbar innerhalb des Gehäuses (14) angebracht, um die Lichtstärke zu regeln, die nötig ist, um eine bestimmte Fischscheibe für die Videoabbildung zu beleuchten. Eine dunkelfarbige, schwenkbar gelagerte Klappe dient dazu, die Reflexion des Raumlichts vom Boden des Ge­ häuses (14) auszuschließen und der Kamera einen unsichtbaren Hintergrund zu liefern.

Die Klappe sollte schwenkbar gelagert sein, um leicht gereinigt werden zu können. Die Klappe ist in Fig. 1 in gestrichelten Linien dargestellt und mit dem Buchstaben (D) bezeichnet. Mittels eines Computers (18) und eines Datenverarbeitungsprogramms werden über Schnittstellen Daten, z. B. der Videoabbildung einer bestimmten Fischscheibe, die Schneidevorrichtung geliefert, so daß die eßbaren Seitenteile der Fischscheibe vom bluti­ gen Fleisch, den Eingeweiden und den Rückgratteilen getrennt werden. Videokamera (15), Flüssigkeitsstrahl-Schneidevorrichtung und Computer (18) stehen über Datenlei­ tungen (19) miteinander in Verbindung. In Fig. 1 zeigen die gestrichelten Linien (20) all­ gemein die Sichtlinie zwischen Kamera (15) und den in Verarbeitung befindlichen Schei­ ben des Fischkörpers.

Die zur Verarbeitung anstehende Fischscheibe (30) wird zwischen zwei Positionen be­ wegt; die erste Position ist dabei unterhalb der Videokamera (15) in Richtung der Sichtli­ nie (20) (Fig. 1), und die andere Position ist seitwärts von der Sichtlinie (20) entfernt und gibt an, wo die Scheibe des Fischkörpers unter Verwendung des Wasserstrahl-Schneiders verarbeitet wird (Fig. 2). Auf dem Basisteil (13) befindet sich eine Art Laufbahn in Ge­ stalt eines Paars getrennt angeordneter Schienen (21, 22). Auf diesen Schienen kann ein vorzugsweise mit Rädern versehener oder gleitender Schlitten (23) bewegt werden. Der Schlitten umfaßt ein Paar voneinander getrennt angeordneter Hauptlängsträger (24, 25) und eine Anzahl kleinerer, dünner messerschneidenartig ausgebildeter Querträger (26). Die messerschneidenartig ausgebildeten Querträger sollten vorzugsweise nicht parallel laufen und eine leichte "S"-Krümmung aufweisen (Fig. 2 und 3), damit die Scheibe des Fischkörpers während des Schneidens nicht rutscht oder sich verlagert. Zusätzlich sind die Querstäbe (27, 28) zur strukturellen Querverstärkung des Schlittens (23) vorgesehen. In der abgebildeten Ausführungsform besitzt der Schlitten (23) mehrere Räder (29), so daß er sich auf den Schienen (21, 22) zwischen der ersten Position unter der Kamera (15), entlang der Sichtlinie (20), und der davon entfernten zweiten Position, wie in Fig. 1, 2 und 4 gezeigt, bewegen kann. Die zu verarbeitenden querlaufenden Fischscheiben sind in den Zeichnungen mit (30) gekennzeichnet. Die Fischscheiben (30) werden normalerweise so verarbeitet, daß vier eßbare Seitenstücke (33) erhalten und von den blutigen Fleisch­ teilen (34) und dem Rückgrat (35) abgetrennt werden können.

Die Bewegung des Schlittens (23) auf den Schienen (21, 22) kann durch den Führungsstab (36) und die Muffe (37) erfolgen. Eine einfache pneumatische Anordnung von Kolben und Zylindern kann zum Antrieb des Schlittens (23) auf den Schienen (21, 22) verwendet werden; der Schlitten kann aber auch manuell über die Muffe (37) zwischen den Endstücken der Schienen (21, 22) bewegt werden, wobei die Enden des Führungsstabes (36) mit Anschlägen (38) versehen sind und auf diese Weise die Position des Schlittens (23) unter der Kamera (15) entlang der Sichtlinie (20) bzw. unter dem Wasserstrahl­ schneider anzeigen.

Unterhalb der querlaufenden Fischscheibe (30) an der Position der Verarbeitung bzw. des Schneidens (in Fig. 2 in durchgezogenen Linien dargestellt) ist ein Behälter (40) ange­ bracht. Behälter (40) enthält eine Vielzahl von Kugeln (41) (normalerweise aus rostfrei­ em Stahl), die einen Wasserstrahl (50), wie in Fig. 4 gezeigt, der durch die Fischscheibe hindurchgeht, in eine Vielzahl von kleineren Strömen zerstreuen. Auf diese Weise wird verhindert, daß der Strahl (50) unbeabsichtigt umgeleitet wird oder ab­ prallt.

Die Wasserstrahl-Schneidevorrichtung schließt ein Basisteil (45) mit ein, welcher die Roboterarmteilstücke (46, 47) mit einer Wasserdüse (48) trägt, die ihrerseits eine untere Austrittsöffnung (49) hat, aus welcher ein kleiner Wasserstrahl (50) unter hohem Druck herausschießt. Der Wasserstrahlro­ boter (42) ist ein im Handel erhältlicher Schneidemechanismus, wobei in der vorliegen­ den Ausführungsform die querlaufende Fischscheibe keine Möglichkeit hat, sich zu be­ wegen, während der Wasserstrahl über die Scheibe hinweggeht. Es ist jedoch auch mög­ lich, daß der Wasserstrahl-Schneider starr in einer gegebenen Stellung befestigt ist, wäh­ rend die Fischscheibe präzise unter dem Wasserstrahlschneider bewegt wird. Jedenfalls ist eine relative Bewegung zwischen dem Wasserstrahlschneider und der Fischscheibe er­ forderlich.

Beim Betrieb wird der Schlitten (23) zuerst unter die Kamera (15) in die in Fig. 1 gezeigte Stellung und unter die Sichtlinie (20) bewegt. Die Fischscheibe (30) wird dann durch die Kamera (15) betrachtet, wobei eine Abbildung erzeugt wird. Die Abbildung enthält den dunkleren Teil blutigen Fleisches (34) (vgl. Fig. 3), die helleren Seitenstücke (33) und die Eingeweidehöhlung. Obwohl das Rückgrat (35) normalerweise nicht sichtbar ist, kann seine Lage zusätzlich abgeschätzt werden. Der Computer kann dann dazu benutzt werden, die zweckdienliche Bewegung zwischen dem Wasserstrahl-Schneider und den dunkleren Teilen blutigen Fleischs (34), dem Rückgrat (35) und den Eingeweiden präzise zu steuern, so daß die eßbaren Seitenstücke (33) zum Abpacken übrigbleiben. Die Haut (nicht abgebildet) kann ebenfalls mit dem Wasserstrahl-Schneider entfernt, oder wahlweise, vor oder nach dem Schneiden mit dem Wasserstrahl-Schneider, von Hand entfernt werden.

Claims (6)

1. Vorrichtung für die Verarbeitung von querlaufenden Scheiben eines Fischkörpers mittels Videoabbildung, bestehend aus einem Stützrahmen (11), einer Videoabbildungsvorrichtung (15, 16, 17, 18), einer Flüssigkeitsstrahl-Schneidevorrichtung mit Vorrichtungen zur Steuerung der relativen Bewegung des Flüssigkeitsschneiders (48, 49, 50) in bezug auf die querlaufende Fischscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage für die Fischscheibe aus einer Stützmatrix (24, 25, 26) besteht, deren Auflagefläche senkrecht zur Sichtlinie der Videoabbildungsvorrichtung ausgerichtet ist, und die so ausgebildet ist, daß die Ablagekontur auf der Videoabbildung nicht sichtbar ist und von dem senkrecht von oben auftreffenden Flüssigkeitsstrahl durchdrungen werden kann, ohne die Position der aufliegenden Fischscheibe zu verändern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützmatrix (24, 25, 26) mehrere getrennt angeordnete messerschneidenartig ausgebildete Träger (26) aufweist, die so angeordnet sind, daß sie quer zur Längsausrichtung der Fischscheiben verlaufen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger (26) zueinander nicht parallel ausgerichtet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützmatrix (24, 25, 26) in Form eines beweglichen Schlittens (23) konstruiert ist, welcher auf Schienen (21, 22) gelagert ist, die zwischen den Positionen der Videoabbildungsvorrichtung (15, 16, 17, 18) und der Flüssigkeitsstrahl-Schneidevorrichtung angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich einen Behälter (40) aufweist, der unterhalb der Stützmatrix (24, 25, 26) gegenüber der Flüssigkeits­ strahl-Schneidevorrichtung angeordnet ist und eine Vielzahl von Kugeln (41) enthält, welche den Flüssigkeitsstrom zu zerstreuen vermögen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (40) bodenseitig eine Absaugvorrichtung aufweist.