DE3833596C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Messer zum Schneiden von beim Überschreiten eines bestimmten Schneiddruckes zur elastischen und/oder plastischen Verformung neigendem Gut gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Messer mit einer nach einer archimedischen oder logarithmischen Kurve verlaufenden Schneidkante sind allgemein bekannt und ermöglichen es, beispielsweise einen Wurststrang in Längsrichtung taktweise um die Stärke einer abzuschneidenden Scheibe vorzuschieben, wobei der Vorschubtakt der Messerdrehzahl entspricht und jeweils innerhalb eines Zeitabschnittes einer Messerdrehung der Vorschub erfolgt, während dessen sich das Messer insgesamt außerhalb des vom Wurststrang eingenommenen Querschnitts befindet, so daß eine Vorschubbehinderung durch einen Messerteil ausgeschlossen werden kann.

Es besteht aber auch die Möglichkeit, den Wurststrang während des Schneidvorgangs kontinuierlich vorzuschieben, wenn in Abhängigkeit vom Verhältnis zwischen Vorschub- und Schneidgeschwindigkeit spitzwinklig zu der zur Längsachse des Wurststrangs senkrechten Ebene verlaufende Schnittflächen in Kauf genommen oder gar angestrebt werden.

Die bekannten Messer mit einem Schneidkantenverlauf nach einer archimedischen Spirale führen bei konstantem Abstand zwischen der Rotationsachse des Messers und der Mittelachse des zu schneidenden Guts und bei antriebsbedingter konstanter Winkelgeschwindigkeit des Messers zu einer gleichfalls konstanten Vorschubgeschwindigkeit der Schneidkante durch das Gut. Da aber am Anfang und Ende eines Schnittes die Verformungsneigung eines Guts häufig erhöht ist, wirkt sich in diesen Schneidphasen eine große Vorschubgeschwindigkeit der Schneidkante insofern negativ aus, als durch den Druck der Schneide das Schneidgut erheblich verformt wird, so daß Scheiben mit einer sehr unregelmäßigen Geometrie anfallen, wobei insbesondere die Stärke der Scheiben in ihren Randbereichen variiert und teilweise keilförmige oder mit lappenförmigen Randstreifen versehene Scheiben anfallen. Um geometrisch exakte Scheiben zu erhalten, reicht es daher auch nicht aus, die Vorschubgeschwindigkeit der Schneidkante und die Messerdrehzahl entsprechend klein zu halten, was zudem die Produktivität einer mit einem derartigen Messer ausgestatteten Schneideinrichtung entsprechend beeinträchtigen würde, da es für einen möglichst verformungsfreien Schnitt auf das Verhältnis Vorschubgeschwindigkeit : Schnittgeschwindigkeit ankommt.

Die bekannten Messer mit einem Schneidkantenverlauf nach einer logarithmischen Spirale führen unter den im übrigen mit den vorgenannten Bedingungen übereinstimmenden Bedingungen zu einer überproportionalen Zunahme der Vorschubgeschwindigkeit der Schneidkante, da die Vorschubgeschwindigkeit nicht wie die Winkelgeschwindigkeit konstant ist, sondern der Umfangsgeschwindigkeit entspricht, die vom jeweiligen Abstand des Schneidkantenpunktes zur Rotationsachse abhängt. Dadurch erreicht die Vorschubgeschwindigkeit der Schneidkante am Ende eines Schnittes ihr Maximum, so daß sich in diesem in der Regel besonders zur Verformung neigenden Randbereich bezüglich der Scheibengeometrie der zuvor beschriebene Nachteil in gleicher Weise einstellt und keilförmige oder mit einem lappenförmigen Rand versehene Scheiben anfallen. Somit reicht es auch hierbei nicht aus, die Messerdrehzahl und die maximale Schneidkantengeschwindigkeit zu senken.

Bei einer aus der US-PS 19 57 623 bekannten Schneidmaschine kommt ein gattungsgemäßes Messer zur Anwendung, bei dem in Drehrichtung des Messers ein erster Abschnitt und ein dritter Abschnitt der Schneidkante jeweils mit einer Radienzunahme verläuft, die größer ist als eine Radienzunahme eines zwischen diesen angeordneten zweiten Abschnitts der Schneidkante. Durch diesen Schneidkantenverlauf wird deutlich, daß die vorbekannte Schneidmaschine in keiner Weise Rücksicht nimmt auf die Schneidphasen, bei denen das zu schneidende Gut eine besonders hohe Verformungsempfindlichkeit hat. Beim eintauchen des Messers zu Beginn des Schnittes ist die Vorschubgeschwindigkeit infolge der verstärkten Radienzunahme ebenso besonders hoch wie in der Abtrennphase, bei der das Messer aus dem Schneidgut austritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Messer der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß bei konstanter Messerdrehzahl die Vorschubgeschwindigkeit des jeweils aktiven Abschnitts der Schneidkante der jeweiligen Verformungsneigung des zu schneidenden Guts angepaßt ist, d. h. die Größe der Vorschubgeschwindigkeit soll umgekehrt proportional der Verformungsneigung des Guts zu steigern bzw. zu reduzieren sein.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird von einem Messer der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten gattungsgemäßen Art ausgegangen, welches erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil desselben angegebenen Merkmale aufweist.

Durch die erfindungsgemäßen drei unterschiedlichen Schneidkantenabschnitte läßt sich die Vorschubgeschwindigkeit am Anfang eines Schnittes bei erheblicher Verformungsneigung des Guts entsprechend gering halten, sodann entsprechend der reduzierten Verformungsneigung des Guts steigern, um schließlich wieder gegen Ende des Schnittes bei erneut zunehmender Verformungsneigung des Guts entsprechend verringert zu werden.

Entspricht gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Radienzunahme des ersten und des dritten Abschnitts der Schneidkante einer archimedischen Spirale und die Radienzunahme des zweiten Abschnitts der Schneidkante einer Kosinusspirale, so ist während des bezüglich einer Verformung kritischen ersten und dritten Abschnitts die Vorschubgeschwindigkeit der Schneidkante auf eine konstant geringe Größe einstellbar und während des bezüglich einer Verformung unkritischen dritten Abschnitts die Vorschubgeschwindigkeit der Schneidkante auf eine Größe beschleunigbar, durch die Zeitverluste während des ersten und dritten Abschnitts mehr als kompensiert werden können. Eine hohe Produktivität einer Schneideinrichtung, die mit dem erfindungsgemäßen Messer ausgestattet ist, läßt sich daher gewährleisten, ohne die Formgenauigkeit der von einem empfindlichen Gut abgeschnittenen Scheiben durch insgesamt hohe durchschnittliche Schneidgeschwindigkeiten zu beeinträchtigen.

Da die Verformungsempfindlichkeit des zu schneidenden Guts regelmäßig am Ende eines Schnitts noch ausgeprägter ist als am Anfang eines Schnitts, sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Radienzunahme über den ersten Abschnitt der Schneidkante größer ist als die Radienzunahme über den dritten Abschnitt der Schneidkante, so daß die konstante Vorschubgeschwindigkeit der Schneidkante des ersten Abschnitts größer ist als die des dritten Abschnitts.

Durch diese Ausgestaltung läßt sich die Vorschubgeschwindigkeit der Schneidkante für jeden Abschnitt optimieren, so daß eine entsprechende Steigerung der Schneidleistung unter Beibehaltung der Formgenauigkeit der anfallenden Scheiben ohne weiteres erreicht werden kann.

Eine besonders vorteilhafte Unterteilung einer sich beispielsweise über etwa 270° erstreckenden Schneidkante erfolgt nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung so, daß der erste Abschnitt sich über mehr als 45° und weniger als 90°, der zweiten Abschnitt sich über mehr als 90° und weniger als 180° und der dritte Abschnitt sich wiederum über mehr als 45° und weniger als 90° erstreckt.

Um das Messer so klein wie möglich auszubilden, sieht schließlich eine Ausgestaltung der Erfindung noch vor, daß die Differenz zwischen dem maximalen Radius des dritten Abschnitts der Schneidkante und dem minimalen Radius des ersten Abschnitts der Schneidkante dem maximalen Durchmesser der abzuschneidenden Scheiben angepaßt ist.

In der Zeichnung sind in Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Messers in einer Draufsicht und in Fig. 2 die Vorschubgeschwindigkeit des jeweils aktiven Schneidkantenbereichs des Messers als Zeit/Winkel-Funktion grafisch dargestellt.

Das auf einer nicht dargestellten Welle befestigte Messer 1 ist über 270° mit einer spiralförmig verlaufenden Schneidkante 2 versehen. Diese ist in der durch einen Pfeil 3 gekennzeichneten Drehrichtung des Messers 1 in einen ersten Abschnitt 4, einen zweiten Abschnitt 5 und einen dritten Abschnitt 6 unterteilt.

Bei dem ersten und dem dritten Abschnitt 4 bzw. 6 ist die Radienzunahme kleiner als die Radienzunahme bei dem dazwischen angeordneten zweiten Abschnitt 5. Die unterschiedliche Radienzunahme kommt dadurch zustande, daß die Schneidkante 2 über den Abschnitt 4 nach einer archimedischen Spirale, über den Abschnitt 5 nach einer Cosinus-Spirale und über den Abschnitt 6 wiederum nach einer archimedischen Spirale verläuft.

Wird beispielsweise das Messer 1 im Abschnitt 4 der sich insgesamt über 270° erstreckenden Schneidkante 2 mit einem kleinsten Radius von 44 mm und einem größten Radius von 58 mm und im Abschnitt 6 der Schneidkante 2 mit einem kleinsten Radius von 137 mm und einem größten Radius vom 150 mm ausgelegt, wobei sich folglich für die Schneidkante 2 des Abschnitts 5 ein kleinster Radius von 58 mm und ein größter Radius von 137 mm ergibt, entsteht bei einer Messerdrehzahl von 180 U/min die in Fig. 2 ausgezogen dargestellte Kurve 7, die eine maximale Anschnittsvorschubgeschwindigkeit von 300 mm/s und eine maximale Abschnittsvorschubgeschwindigkeit von 100 mm/s ausweist. Über die Ordinate ist die Vorschubgeschwindigkeit in mm/s und über die Abszisse die Schneiddauer in s bzw. der Drehwinkel des Messers 1 in Grad dargestellt. Wie der Kurvenverlauf zeigt, erfolgt der Schnitt über den ersten horizontalen Teil 7.1 bei einer konstanten Vorschubgeschwindigkeit der Schneidkante 2 gemäß einer archimedischen Spirale. Daran schließt sich der nach einer Cosinus-Spirale verlaufende Teil 7.2 an, deren zwischen 1 bis 99 variierbarer Anstiegsfaktor in Fig. 2 etwa 50 beträgt und zu einer maximalen Vorschubgeschwindigkeit von 1954,55 mm/s führt. Schließlich geht die Kurve 7 in den Teil 7.3 über, der wiederum eine konstante Vorschubgeschwindigkeit der Schneidkante 2 ausweist, die jedoch niedriger ist als die des ersten Teils 7.1 und mit diesem nur insoweit übereinstimmt, als auch der Teil 7.3 nach einer archimedischen Spirale verläuft.

Zum Vergleich ist in Fig. 2 eine gestrichelt dargestellte Kurve 8 und eine strichpunktiert dargestellte Kurve 9 eingezeichnet, die sich bei konventionellen Messerausbildungen ergeben, bei denen die Schneidkante über ihre Gesamterstreckung nach einer archimedischen Spirale 8 bzw. nach einer logarithmischen Spirale 9 verläuft.

Trotz der hohen mittleren Vorschubgeschwindigkeit des erfindungsgemäßen Messers liegen bis auf die Anfangsgeschwindigkeit eines Messers mit einem Schneidkantenverlauf nach einer logarithmischen Spirale alle anderen Vorschubsanfangs- bzw. Vorschubsendgeschwindigkeiten deutlich höher als die des erfindungsgemäßen Messers, mit dem sich dennoch wesentlich größere Schnittleistungen als mit den konventionellen Messern erzielen lassen.

Claims (5)

1. Messer zum Schneiden von beim Überschreiten eines bestimmten Schneiddruckes zur elastischen und/oder plastischen Verformung neigendem Gut in Scheiben, wobei das mit einer spiralförmigen Schneidkante versehene Messer auf einer senkrecht zu seiner Ebene ausgerichteten Welle angeordnet ist, über diese um eine im wesentlichen zu einer Längsachse des Guts parallele Rotationsachse angetrieben ist und die sich etwa über 150-360° erstreckende Schneidkante in mindestens drei Abschnitte unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in Drehrichtung des Messers (1) ein erster Abschnitt (4) und ein dritter Abschnitt (6) der Schneidkante (2) jeweils mit einer Radienzunahme verläuft, die kleiner ist als eine Radienzunahme eines zwischen diesen angeordneten zweiten Abschnitts (5) der Schneidkante (2).

2. Messer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Radienzunahme des ersten und des dritten Abschnitts (4 bzw. 6) der Schneidkante (2) einer archimedischen Spirale entspricht, bei der die Vorschubgeschwindigkeit der Schneidkante (2) konstant ist, und daß die Radienzunahme des zweiten Abschnitts (5) der Schneidkante (2) einer Cosinus-Spirale entspricht, bei der die Vorschubgeschwindigkeit der Schneidkante (2) eine Beschleunigung erfährt.

3. Messer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Radienzunahme über den ersten Abschnitt (4) der Schneidkante (2) größer ist als die Radienzunahme über den dritten Abschnitt (6) der Schneidkante, so daß die konstante Vorschubgeschwindigkeit der Schneidkante (2) des ersten Abschnitts größer ist als die des dritten Abschnitts (6).

4. Messer nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß von der sich über etwa 270° erstreckenden Schneidkante (2) ihr erster Abschnitt (4) sich über mehr als 45° und weniger als 90°, ihr zweiter Abschnitt (5) sich über mehr als 90° und weniger als 180° und ihr dritter Abschnitt (6) sich wiederum über mehr als 45° und weniger als 90° erstreckt.

5. Messer nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen dem maximalen Radius des dritten Abschnitts (6) der Schneidkante (2) und dem minimalen Radius des ersten Abschnitts (4) der Schneidkante (2) dem maximalen Durchmesser der abzuschneidenden Scheiben angepaßt ist.