DE60000531T2 - Hochfrequenzschneider - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schneidesystem und insbesondere ein Ultraschall- Schneidesystem.
- Das herkömmliche Ultraschall-Schneide-Verfahren beinhaltet die Verwendung einer Schneideklinge, die an einer Ultraschall-Einrichtung bzw. Ultraschall-Vibrations-Einrichtung angebracht ist, wobei die Klinge in einer Ebene liegt, die die Längsachse der Vibrationen umfasst, und wobei die Klinge durch den zu schneidenden Artikel in dieser Ebene bewegt wird. Es wurden jedoch Schwierigkeiten beim Gebrauch derartiger herkömmlicher Verfahren festgestellt, da die erreichbare Tiefe des Schnitts eingeschränkt ist. Aus diesem Grund war das Ultraschall- Schneiden generell auf dünne Artikel wie Papier, Stoff und dünne Plastikplatten beschränkt. Es bestehen erhebliche Probleme beim Schneiden von Blöcken mit erheblicher Tiefe und/oder beim gleichzeitigen Bereitstellen mehrerer paralleler Schnitte. Im Bereich der essbaren Süßwaren tendiert der Markt derzeit zu leichteren, weicheren und klebrigeren Produkten, wobei diese Produkte nicht nur schwierig zu schneiden sind, sondern auch eine Menge Abfall produzieren. So neigen beispielsweise klebrige Materialien, wie Karamel oder zusammengesetzte Materialien, die aus verschiedenen Materialien mit verschiedenen Viskositäten oder Härte zusammengesetzt sind, beispielsweise Süßwarenprodukte, die ein Gemisch von zwei oder mehreren aus Schokolade, Nougat, Karamel und Nüssen aufweisen, dazu, sich zu ziehen, wobei das Produkt abhebt, bevor es die Schneideklinge passiert, oder die Schneideklinge biegt, was ein Produkt mit ungleichmäßiger Weite liefert und welches überhitzt ist. Schwierigkeiten werden ebenso beim Schneiden von Materialien festgestellt, die spröde oder bröckelig sind, beispielsweise Honigwaben oder kristalline Materialien, die zerbrechen können, wenn sie herunterfallen. In den meisten Fällen sind die Schneideklingen nicht ausreichend zuverlässig für eine langzeitige Verwendung in der Herstellung.
- In der gleichzeitig anhängigen Anmeldung der Anmelderin EP-A-09 43 405, die die Grundlage für den Oberbegriff des Anspruchs 1 bildet, wird ein Ultraschall-Schneidesystem beschrieben und beansprucht, das die vorstehenden Probleme und Schwierigkeiten erheblich reduziert. Das beanspruchte Ultraschall-Schneidesystem umfasst eine Ultraschall-Einrichtung mit einer Betriebsoberfläche, einen Block-Schalltrichter mit einer mit der Betriebsoberfläche der Ultraschall-Einrichtung verbundenen Wechselwirkungs-Oberfläche und einer Betriebsoberfläche, und mehrere Schneideklingen, die auf der Betriebsoberfläche des Block-Schalltrichters angebracht sind, um dadurch/damit vibriert zu werden, wobei die Klingen in einer Ebene liegen, die die Längsachse der Vibrationen umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Block-Schalltrichter mit mindestens einem Einstell-Spalt versehen ist, welcher sich über den Block-Schalltrichter zwischen der Betriebs- und Wechselwirkungs-Oberfläche erstreckt. In dieser Patentanmeldung wird offenbart, dass die Weite des Einstell-Spalts 4 bis 6 mm betragen kann.
- Es wurde jedoch gefunden, dass die Dauerhaltbarkeit der Klingen unter Einsatz des Systems aus der EP-A-09 43 405 in der Praxis nicht ausreichend ist. Das Ultraschall-System weist im Wesentlichen eine Resonanzstruktur mit genügend inhärenter Dämpfung auf, um die Vibrationsamplitude zu steuern. Das Schneidematerial wirkt wie ein Dämpfungsmedium und wird die Schneideklingen stabilisieren. Das Hauptproblem liegt im Verhalten des Systems, wenn es vom Produkt entfernt wird und in der Luft läuft. Die transiente Kraft, die an den Klingen beim Entfernen angelegt wird, kann dazu fuhren, dass das System einen Modus-Sprung ("mode hop") durchläuft, das heißt, einen Wechsel von einer Vibrations-Längsmodus bei 36 kHz zu einer Lateral- oder Biegeschwingungsmodus bei einer niedrigeren Subfrequenz. Dieser Lateral- oder Biegeschwingungsmodus kann äußerst zerstörerisch sein. Die Spitzenamplitude kann von 65 um bis 1 oder 2 mm wechseln. Die extremen Beschleunigungskräfte können dazu führen, dass die Klingen innerhalb von Sekunden brechen.
- Überraschenderweise wurde nun festgestellt, dass durch Einschließen von mindestens einem dünnen Einstell- und Dämpfungsspalt mit einer Weite von 0,1 bis 2,5 mm zusätzlich zu den weiteren Einstellspalten, welche in der Parallel-Patentanmeldung beschrieben sind (auf die nachstehend als die "normalen Einstellspalten" Bezug genommen wird), die Dauerhaltbarkeit der Klingen erheblich erhöht wird, beispielsweise können die Klingen 4 Monate lang oder länger in ununterbrochenem Betrieb laufen.
- Erfindungsgemäß wird ein Ultraschall-Schneidesystem mit einer Ultraschall-Einrichtung bereitgestellt, die eine Betriebsoberfläche, einen Block-Schalltrichter mit einer mit der Betriebsoberfläche der Ultraschall-Einrichtung verbundenen Wechselwirkungs-Oberfläche und mit einer Betriebsoberfläche aufweist, und mit mindestens einem normalen Einstell-Spalt versehen ist, der sich über den Block-Schalltrichter zwischen dessen Betriebs- und Wechselwirkungs- Oberfläche erstreckt und eine Weite von 4 bis 6 mm aufweist, mehrere Schneideklingen, die auf der Betriebsoberfläche des Block-Schalltrichters angebracht sind, um dadurch/damit vibriert zu werden, wobei die Klingen in einer Ebene liegen, die die Längsachse der Vibrationen umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Block-Schalltrichter ebenso versehen ist mit mindestens einem dünnen Einstell- und Dämpfungs-Spalt, welcher eine Weite von 0,1 bis 2,5 mm aufweist und sich über den Block-Schalltrichter zwischen dessen Betriebs- und Wechselwirkungs-Oberfläche erstreckt.
- Die Ultraschalleinrichtung kann beispielsweise einen piezoelektrischen Wandler von Sandwich-Typ aufweisen, der sinusförmige Bewegung erzeugt und der an der Wechselwirkungs- Oberfläche des Block-Schalltrichters entweder direkt oder indirekt durch eine Verstärkervorrichtung gesichert ist.
- Der Block-Schalltrichter ist vorzugsweise aus Aluminium oder Titan hergestellt. Die Länge des Block-Schalltrichters zwischen der Betriebs- und der Wechselwirkungsoberfläche kann von 60 bis 70 mm betragen, die Breite des Betriebs- und der Wechselwirkungsoberfläche kann von 60 bis 70 mm betragen, und die Dicke, durch die sich die Einstell-Spalten erstrecken, kann von 15 bis 25 mm betragen.
- Eines der Probleme, die auftreten können, ist die Destabilisation des Schneidesystems aufgrund einer Verformung des Block-Schalltrichters. Die Verformung tritt auf, wobei die äußere Kante der Betriebsoberfläche eine etwa 20%-ige größere Amplitude aufweist als das Zentrum dieser Oberfläche. Um die Verformung zu reduzieren, kann der Block-Schalltrichter vorteilhafterweise auf seiner Wechselwirkungsoberfläche mit einer Schulter versehen werden, beispielsweise mit einer Schulter auf jeder Seite, die, falls gewünscht, gestuft sein kann. Die Verformung kann, um das Schneidesystem zu stabilisieren, auf etwa 5% oder weniger vermindert werden.
- Die Anzahl der auf der Betriebsoberfläche des Block-Schalltrichters angebrachten Schneideklingen kann 2 bis 6 und vorzugsweise 3 bis 5 betragen. Vorteilhafterweise kann eine ungerade Anzahl von Schneideklingen verwendet werden, beispielsweise 3 oder 5 Schneideklingen. Ein System, das aus einer ungeraden Anzahl von Elementen, das heißt Wandler, Block-Schalltrichter und Klinge zusammengesetzt ist, weist eine vorteilhafte Wirkung auf. Die Schneideklingen sind vorzugsweise aus Stahl hergestellt.
- Die Schneideklinge-Frequenz beträgt vorzugsweise von 10 bis 60 kHz, und die Amplitude der Schneideklinge beträgt vorzugsweise von 20-250 um, vorzugsweise von 40 bis 200 um. Die Schneideklinge wird vorzugsweise auf einen Wert verändert, der ausreichend unterschiedlich zu dem der Betriebsoberfläche des Block-Schalltrichters ist, um das System zu stabilisieren und die Leistungsverstärkung zu reduzieren und die Betriebsfrequenz des Systems leicht zu verbreitern, beispielsweise von 80 auf 120 Hz und vorzugsweise von 90 auf 120 Hz auf jeder Seite der Betriebsfrequenz. Die Klinge wird dann bearbeitet, um die Orientierung der einzelnen Klinge so einzustellen, dass die Klingen parallel zu einander und richtig zur Betriebsoberfläche des Block- Schalltrichters ausgerichtet sind.
- Die Länge der Klingen kann von 50 bis 100 mm betragen und vorzugsweise von 70 bis 80 mm. Die Breite der Klingen kann von 5 bis 20 mm und vorzugsweise von 10 bis 15 mm betragen. Die Dicke der Klingen kann von 1,4 bis 3,5 mm, vorzugsweise von 1,5 bis 3,0 mm und mehr bevorzugt von 1,6 bis 2,4 mm betragen. Der Abstand zwischen den Klingen kann von 15 bis 35 mm und vorzugsweise von 20 bis 26 mm betragen. Die Schneideklinge kann mit einer Schulter versehen sein, die vorzugsweise gegen die Betriebsoberfläche des Block-Schalltrichters geklemmt ist. Die Schulter kann eine Länge von 25 bis 45 mm und vorzugsweise von 30 bis 35 mm betragen. Die Weite der Schulter kann von 10 bis 15 mm betragen. Die Schulter der Schneideklinge ist vorzugsweise mit Spann-Spalten in ihrer Vorder- und Hinterseite versehen, die die Mittel für das Spannen der Klinge an die Betriebsoberfläche des Block-Schalltrichters bereitstellen.
- Die Klingen können an einer vertikalen Achse angeordnet sein, sind aber vorzugsweise zu der vertikalen Achse versetzt angeordnet, beispielsweise in einem Winkel von 5º bis 20º und vorzugsweise von 10º bis 15º.
- Die Anzahl der normalen Einstell-Spalte ist vorzugsweise eins weniger als die Anzahl der Schneideklingen. Die normalen Einstell-Spalten sind vorzugsweise in Bezug zu einem Klingenpaar in einer Längsebene versetzt. Die Größe der normalen Einstellspalten kann ausgewählt werden, um Quervibrationen zu reduzieren oder zu beseitigen und eine Verformung des Blocks zu reduzieren. Beispielsweise können die normalen Einstell-Spalten eine Länge von 20 bis 60 mm aufweisen, vorzugsweise von 30 bis 50 mm und mehr bevorzugt von 35 bis 45 mm. Die Weite der normalen Einstell-Spalten beträgt vorzugsweise von 4, 5 bis 5,5 mm.
- Die dünnen Einstell- und Dämpfungsspalten weisen vorzugsweise eine Weite von 0,15 bis 1 mm auf, mehr bevorzugt von 0,2 bis 0,75 mm, und noch mehr bevorzugt von 0,25 bis 0,6 mm. Die Länge der Einstell- und Dämpfungsspalten ist vorzugsweise kleiner als die Länge der normalen Einstell-Spalten und kann beispielsweise von 10 bis 50 mm betragen, vorzugsweise 20 bis 40 mm und mehr bevorzugt 25 bis 35 mm.
- Vorteilhafterweise sind ein bis vier dünne Einstell-Spalten zwischen einem Paar von normalen Einstell-Spalten angeordnet und vorzugsweise sind zwei oder drei dünne Einstell-Spalten zwischen einem normalen Einstell-Spaltenpaar angeordnet, beispielsweise in der gleichen Längsebene wie die Klingen. Wenn zwei oder mehr dünne Einstell-Spalten zwischen einem normalen Einstell-Spaltenpaar angeordnet sind, können sie voneinander von 0,1 bis 10 mm beabstandet sein, vorzugsweise von 1 bis 8 mm, gewöhnlicher von 2 bis 6 mm.
- Klar ist bei dieser Erfindung, dass die Abmessungen, beispielsweise der Klingen, der normalen Einstell-Spalten und der dünnen Einstell- und Dämpfungsspalten normalerweise entsprechend größer für niedrigere Frequenzen sind und umgekehrt.
- Auf jeden Bestandteil des Block-Schalltrichters, der eine Klinge trägt, wird als ein Glied Bezug genommen, und es wurde gefunden, dass, indem die zwei äußeren Glieder des Block- Schalltrichters breiter als der Innenteil hergestellt werden, die Stabilität des Aufbaus unterstützt wird. Es wurde festgestellt, dass drei identische Glieder in einem Block-Schalltrichter manchmal als resonante Strukturen wirken können und wirksam als eine Einstellgabel bzw. Stimmgabel funktionieren können, die inakzeptabel hohe Amplituden innerhalb des Block-Schalltrichters verursachen können. In einem Block-Schalltrichter mit drei Gliedern beispielsweise, können die zwei äußeren Glieder 19 mm und das zentrale 16 mm betragen, wobei Spalten von je 5 mm eine Gesamtweite von 64 mm herstellen.
- Falls gewünscht, können mehrere erfindungsgemäße Ultraschall-Schneidesysteme in Reihe verbunden werden, um die Anzahl der Schneideklingen zu erhöhen, beispielsweise 5 bis 10 Schneidesysteme in Reihe, um eine Gesamtzahl an Klingen von 20 bis 40 bereitstellen.
- Die vorliegende Erfindung stellt ebenso eine Vorrichtung zum Schneiden eines Materials bereit, die eine Ultraschall-Einrichtung aufweist, die eine Betriebsoberfläche, einen Block- Schalltrichter mit einer mit der Betriebsoberfläche der Ultraschall-Einrichtung verbundenen Wechselwirkungsoberfläche und mit einer Betriebsoberfläche aufweist, und mit mindestens einem normalen Einstell-Spalt, der eine Weite von 4 bis 6 mm aufweist und sich über den Block- Schalltrichter zwischen dessen Betriebs- und Wechselwirkungs-Oberfläche erstreckt, mehrere Schneideklingen, die auf der Betriebsoberfläche des Block-Schalltrichters angebracht sind, um dadurch/damit vibriert zu werden, wobei die Klingen in einer Ebene liegen, die die Längsachse der Vibrationen umfasst, Mittel zum Transport des zu schneidenden Materials, und Mittel, mit denen die Schneideklingen mit Ultraschall vibriert werden, während die Schneideklingen in der Ebene durch das Material bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Block-Schalltrichter ebenso versehen ist mit mindestens einem dünnen Einstell- und Dämpfungs-Spalt, welcher eine Weite von 0,1 bis 2,5 mm aufweist und sich über den Block-Schalltrichter zwischen dessen Betriebs- und Wechselwirkungsoberfläche erstreckt.
- Das Mittel zum Bereitstellen von Unterstützung für das Material, das geschnitten werden soll, wenn es durch die Schneidekopf geht, kann ein Förderband sein, das das Material trägt, beispielsweise ein oberes Führungsband und ein unteres Förderband oder einzelne "V'-Bänder, die das Material beim Befördern wirksam einschließen.
- Die vorliegende Erfindung stellt weiterhin ein Verfahren zum Schneiden eines Materials bereit, das das Befördern des Materials unter ein Ultraschall-Schneidesystem umfasst, das ein Ultraschall-Einrichtung umfasst, die eine Betriebsoberfläche, einen Block-Schalltrichter mit einer mit der Betriebsoberfläche der Ultraschall-Einrichtung verbundenen Wechselwirkungs-Oberfläche und mit einer Betriebsoberfläche aufweist, und mit mindestens einem normalen Einstell- Spalt versehen ist, der eine Weite von 4 bis 6 mm aufweist und sich über den Block-Schalltrichter zwischen dessen Betriebs- und Wechselwirkungs-Oberfläche erstreckt, mehrere Schneideklingen, die auf der Betriebsoberfläche des Block-Schalltrichters angebracht sind, um dadurch/damit vibriert zu werden, wobei die Klingen in einer Ebene liegen, die die Längsachse der Vibrationen umfasst, und wobei die Schneideklingen mit Ultraschall vibriert werden, während die Schneideklingen in der Ebene durch das Material bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Block-Schalltrichter ebenso versehen ist mit mindestens einem dünnen Einstell- und Dämpfungsspalt, welcher eine Weite von 0,1 bis 2,5 mm aufweist und sich über den Block- Schalltrichter zwischen dessen Betriebs- und Wechselwirkungs-Oberfläche erstreckt.
- Das Material wird auf herkömmliche Weise unter das Ultraschall-Schneidesystem auf einem Förderband transportiert. Die Geschwindigkeit des Materials kann bis zu 10 Meter/Min, betragen, beispielsweise von 1 bis 8 Meter/Min, und vorzugsweise von 2 bis 6 Meter/Min.
- Vorteilhafterweise wird das Material, das geschnitten werden soll, unter das Ultraschall- Schneidesystem zwischen einem oberen Führungsband und einem unteren Förderband transportiert, die das Material beim Befördern wirksam einschließen. Die Verwendung von unteren und oberen Förderbändern, die das Material wirksam einschließen, verhindert aufgrund des Schleifens der Klingen im Wesentlichen, dass das Material dazu neigt, sich abzuheben, wenn es durch die Schneideklingen geht. Diese Neigung wird mehr betont, wenn mehr Schneidklingen in dem System verwendet werden.
- Das Material kann ein klebriges Material sein, ein sprödes oder bröckeliges Material oder ein Verbund-Material, das aus verschiedenen Materialien mit verschiedenen Viskositäten oder Härte zusammengesetzt ist. Geeignete Materialien, die mit dem erfindungsgemäßen Ultraschall- Schneidesystem geschnitten werden können, sind beispielsweise Süßwarenprodukte, die eine oder ein Gemisch von zweien oder mehreren von Schokolade, Nougat, Karamel, Nüssen, Backprodukten, Snack-Produkten, Mehle, gefühlte Teigprodukte, Eiscreme und Kombinationen davon umfassen.
- Die vorliegende Erfindung wird nun weiter unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen veranschaulicht, worin
- Fig. 1 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Ultraschall-Schneidesystem darstellt,
- Fig. 2 eine schematische Seitenansicht des erfindungsgemäßen Ultraschall-Schneidesystems, das ein Nougat-Material schneidet, darstellt, und
- Fig. 3 ein Teilstück durch die Linie B-B von Fig. 2 darstellt.
- In Bezug auf die Zeichnungen zeigt Fig. 1 einen Wandler/Verstärker-Aufbau 10, auf dem ein Block-Schalltrichter 11 befestigt ist, welcher versehen ist mit zwei normalen Einstell-Spalten 12 mit einer Länge von 40 mm und einer Weite von 4 mm, und mit dünnen Einstell- und Dämpfüngsspalten 13, die eine Länge von 31,5 mm und eine Weite von 0,5 mm aufweisen, wobei jedes Paarglied 4 mm voneinander beabstandet ist. An den Block-Schalltrichter sind Schneideklingen 14 befestigt, wobei jede mit einer Schneidekante 15 versehen ist.
- Fig. 2 und 3 zeigen das Nougat-Material 16, welches auf einem Förderband 17 in der Pfeilrichtung transportiert wird und dann zwischen einem unteren Antriebsband 18 und einem oberen Führungsband 19 eingeschlossen wird, wo es unter dem Ultraschall-Schneidesystem passiert, welches den Block-Schalltrichter 11 und die Schneideklingen 15 aufweist, wobei die Schneideklingen mit Ultraschall vibriert werden, während sie senkrecht nach unten durch das Nougat-Material durchgehen, um es zu schneiden, das Nougat-Material wird schließlich auf einem Förderband 20 weg transportiert.
- Es wurde festgestellt, dass die Dauerhaltbarkeit der Klingen unter Verwendung der Einstell- und Dämpfungsspalte mit einer Weite von 0,5 mm bei ununterbrochenem Betrieb mindestens 4 Monate beträgt.
Claims (22)
1. Ultraschall-Schneidesystem mit einer Ultraschall-Einrichtung, die eine
Betriebsoberfläche, einen Block-Schalltrichter (11) mit einer mit der Betriebsoberfläche der
Ultraschall-Einrichtung verbundenen Wechselwirkungs-Oberfläche und mit einer
Betriebsoberfläche aufweist, und mit mindestens einem normalen Einstell-Spalt (12) versehen
ist, der eine Weite von 4 bis 6 mm aufweist und sich über den Block zwischen dessen
Betriebs- und Wechselwirkungs-Oberfläche erstreckt, mehrere Schneideklingen (14),
die auf der Betriebsoberfläche des Block-Schalltrichters angebracht sind, um
dadurch/damit vibriert zu werden, wobei die Klingen (14) in einer Ebene liegen, die
die Längsachse der Vibrationen umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass der Block-
Schalltrichter weiter versehen ist mit mindestens einem Einstell- und Dämpfungs-
Spalt (13), welcher eine Weite von 0,1 bis 2,5 mm aufweist und sich über den Block-
Schalltrichter zwischen dessen Betriebs und Wechselwirkungs-Oberfläche erstreckt.
2. Ultraschall-Schneideeinrichtung nach Anspruch 1, worin die Länge des
Block-Schalltrichters zwischen der Betriebs- und Wechselwirkungs-Oberfläche von 60 bis 70 mm,
die Weite der Betriebs- und Wechselwirkungs-Oberflächen von 60 bis 70 mm und die
Dicke, durch die sich die Einstellspalten erstrecken von 15 bis 25 mm betragen.
3. Ultraschall-Schneideeinrichtung nach Anspruch 1, worin der Block-Schalltrichter auf
seiner Antwortfläche mit einer Schulter versehen ist.
4. Ultraschall-Schneideeinrichtung nach Anspruch 1, worin der Block-Schalltrichter auf
jeder Seite seiner Antwortfläche mit einer Schulter versehen ist.
5. Ultraschall-Schneideeinrichtung nach Anspruch 1, worin der Block-Schalltrichter aus
Aluminium oder Titan besteht.
6. Ultraschall-Schneideeinrichtung nach Anspruch 1, worin die Anzahl der auf der
Betriebsoberfläche des Block-Schalltrichters angebrachten Schneideklingen von 2 bis
6 beträgt.
7. Ultraschall-Schneideeinrichtung nach Anspruch 1, worin eine ungerade Anzahl an
Schneideklingen eingesetzt wird.
8. Ultraschall-Schneideeinrichtung nach Anspruch 1, worin die Schneideklinge auf einen
Wert, der um 80 bis 120 Hz verschieden ist zu dem der Betriebsoberfläche des Block-
Schalltrichters, eingestellt wird.
9. Ultraschall-Schneideeinrichtung nach Anspruch 1, worin die
Schneideklingenfrequenz 10 bis 60 kHz beträgt und die Amplitude der Schneideklinge 20 bis 250 um.
10. Ultraschall-Schneideeinrichtung nach Anspruch 1, worin die Schneideklinge auf einen
Wert verändert wird, der ausreichend unterschiedlich zu dem der Betriebsoberfläche
des Block-Schalltrichters ist, um das System zu stabilisieren und die
Leistungsversträrkung zu reduzieren und die Betriebsfrequenz leicht zu verbreitern, und dann
bearbeitet wird, um die Orientierung der einzelnen Klingen einzustellen.
11. Ultraschall-Schneideeinrichtung nach Anspruch 1, worin die Länge der Klingen 50
bis 100 mm, die Dicke der Klingen von 1, 4 bis 3,5 mm und der Abstand zwischen den
Klingen von 15 bis 35 mm beträgt.
12. Ultraschall-Schneideeinrichtung nach Anspruch 1, worin die Schneideklingen von der
vertikalen Achse versetzt angeordnet sind.
13. Ultraschall-Schneideeinrichtung nach Anspruch 1, worin die Anzahl an Einstell-
Spalten geringer ist als die Anzahl an Schneideklingen.
14. Ultraschall-Schneideeinrichtung nach Anspruch 1, worin die Einstell-Spalte in Bezug
auf ein Klingenpaar in Längsebene versetzt sind.
15. Ultraschall-Schneideeinrichtung nach Anspruch 1, worin die Einstell- und
Dämpfungsspalte eine Weite von 0,2 bis 1 mm aufweisen.
16. Ultraschall-Schneideeinrichtung nach Anspruch 1, worin mehrere erfindungsgemäße
Ultraschall-Schneidesysteme in Reihe verbunden sind, um die Anzahl an
Schneideklingen auf von 5 bis 10 Schneidesysteme in Reihe zu erhöhen, um eine
Gesamtzahl an Klingen von 20 bis 40 bereitzustellen.
17. Vorrichtung zum Schneiden eines Materials welche umfasst, eine Ultraschall-
Einrichtung, die eine Betriebsoberfläche, einen Block-Schalltrichter (11) mit einer mit
der Betriebsoberfläche der Ultraschall-Einrichtung verbundenen Wechselwirkungs-
Oberfläche und mit einer Betriebsoberfläche aufweist, und mit mindestens einem
normalen Einstell-Spalt (12) versehen ist, der eine Weite von 4 bis 6 mm aufweist und
sich über den Block zwischen dessen Betriebs- und Wechselwirkungs-Oberfläche
erstreckt, mehrere Schneideklingen (14), die auf der Betriebsoberfläche des Block-
Schalltrichters angebracht sind, um dadurch/damit vibriert zu werden, wobei die
Klingen (14) in einer Ebene liegen, die die Längsachse der Vibrationen umfassen,
Mittel zum Transport des zu schneidenden Materials (16), und Mittel mit denen die
Schneideklingen mit Ultraschall vibriert weiden können, während die
Schneideklingen in der Ebene durch das Material bewegt werden, dadurch gekennzeichnet,
dass der Block-Schalltrichter weiter versehen ist mit mindestens einem Einstell- und
Dämpfungs-Spalt (13), welcher eine Weite von 0,1 bis 2,5 mm aufweist und sich über
den Block-Schalltrichter zwischen dessen Betriebs und Wechselwirkungs-Oberfläche
erstreckt.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, worin das Mittel zum Liefern des zu schneidenden
Materials ein Förderband ist, das das Material trägt.
19. Vorrichtung nach Anspruch 17, worin die Mittel zum Befördern des zu schneidenden
Materials ein oberes und unteres Förderband umfassen, die das Material beim
Befördern dazwischen einschließen.
20. Verfahren zum Schneiden von Material, welches umfasst. Befördern des Materials
unter ein Ultraschall-Schneidesystem, welches eine Ultraschall-Einrichtung aufweist,
die eine Betriebsoberfläche, einen Block-Schalltrichter (11) mit einer mit der
Betriebsoberfläche der Ultraschall-Einrichtung verbundenen
Wechselwirkungs-Oberfläche und mit einer Betriebsoberfläche enthält, und mit mindestens einem normalen
Einstell-Spalt (12) versehen ist, der eine Weite von 4 bis 6 mm aufweist und sich über
den Block zwischen dessen Betriebs- und Wechselwirkungs-Oberfläche erstreckt,
mehrere Schneideklingen (14), die auf der Betriebsoberfläche des
Block-Schalltrichters angebracht sind, um dadurch/damit vibriert zu werden, wobei die Klingen
(14) in einer Ebene liegen, die die Längsachse der Vibrationen umfassen, und wobei
die Schneideklingen mit Ultraschall vibriert werden, während die Schneideklingen in
der Ebene durch das Material bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der
Block-Schalltrichter weiter versehen ist mit mindestens einem Einstell- und
Dämpfungs-Spalt (13), welcher eine Weite von 0,1 bis 2,5 mm aufweist und sich über
den Block-Schalltrichter zwischen dessen Betriebs und Wechselwirkungs-Oberfläche
erstreckt.
21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei das Material unter das Ultraschall-
Schneidesystem auf einem Förderband bei einer Geschwindigkeit bis zu 10 m/min
transportiert wird.
22. Verfahren nach Anspruch 20, worin das zu schneidende Material unter das
Ultraschall-Schneidesystem zwischen oberen und unteren Förderbändern transportiert
wird, die das Material bei Beförderung effektiv umgeben.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10353804A1 (de) * | 2003-11-15 | 2005-06-23 | Dr. Hielscher Gmbh | Ultraschallbetriebene Schneidvorrichtung |
Families Citing this family (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6662529B2 (en) * | 2001-09-26 | 2003-12-16 | Foodtools, Inc. | Ultrasonic method for dividing pastries and inserting dividers |
DE60216444T2 (de) * | 2002-08-09 | 2007-10-04 | Barilla G.E.R. F.Lli- S.P.A. | Gefülltes Backwarenerzeugnis und Verfahren zur Herstellung |
US7004282B2 (en) * | 2002-10-28 | 2006-02-28 | Misonix, Incorporated | Ultrasonic horn |
US20040134327A1 (en) * | 2002-11-20 | 2004-07-15 | Roberto Capodieci | Apparatus and method for shaped cutting and slitting of food products |
US20040146616A1 (en) * | 2003-01-29 | 2004-07-29 | Thorson James S. | Method and system for ultrasonic surface modification of food products |
US7264836B2 (en) * | 2003-03-21 | 2007-09-04 | Kraft Foods Holdings, Inc. | Production of triple coextruded baked bar goods |
EP1620709B1 (de) | 2003-05-02 | 2009-05-27 | Anton Meyer & Co. AG | Halterung mit einem oszillierbar bewegbaren messer eines ultramikrotoms |
US20050028657A1 (en) * | 2003-08-04 | 2005-02-10 | Mitro Richard John | Tunable cutting device |
FR2878180B1 (fr) * | 2004-11-19 | 2008-06-20 | Sinaptec Sa | Outil de decoupe et dispositif de decoupe a ultrasons equipe dudit outil de decoupe |
US7931611B2 (en) | 2005-03-23 | 2011-04-26 | Misonix, Incorporated | Ultrasonic wound debrider probe and method of use |
WO2009015376A2 (en) * | 2007-07-25 | 2009-01-29 | Manion Patrick R | Ultrasonic ice shaving blade |
WO2009015377A2 (en) * | 2007-07-25 | 2009-01-29 | Manion Patrick R | Ultrasonic ice breaker replacement for ice resurfacing machines |
US8431172B2 (en) * | 2008-07-31 | 2013-04-30 | Kraft Foods Global Brands Llc | Production of cookies having large particulates using ultrasonic wirecutting |
US8268374B2 (en) * | 2008-08-18 | 2012-09-18 | Creative Resonance, Inc. | Pet food and process of manufacture |
US20110194915A1 (en) * | 2010-02-09 | 2011-08-11 | Marsh Jeffrey D | Ultrasonic book trimming apparatus and method |
DE112011100228T5 (de) * | 2010-04-12 | 2012-10-25 | Branson Ultrasonics Corporation | Ultraschallsystem und Verfahren zum Schneiden weicher Materialien und Ultraschallhornklinge hierfür |
JP5878299B2 (ja) * | 2010-04-27 | 2016-03-08 | 株式会社アドウェルズ | 超音波振動切断装置 |
WO2016131727A1 (en) * | 2015-02-16 | 2016-08-25 | Gima S.P.A. | Cutting and shaping assembly for chewing gum, candy and the like |
CN108453797A (zh) * | 2018-01-17 | 2018-08-28 | 邯郸市海拓机械科技有限公司 | 超声波铝制切刀 |
CN108994881B (zh) * | 2018-07-19 | 2020-02-28 | 上海骄成机电设备有限公司 | 一种超声波复合切刀 |
US11185011B2 (en) * | 2018-08-21 | 2021-11-30 | Cnh Industrial America Llc | System and method for performing cutting operations using an ultrasonic cutting member of an agricultural implement |
CN110027023A (zh) * | 2019-04-22 | 2019-07-19 | 上海骄成机电设备有限公司 | 一种超声波裁切机构 |
CN111468380A (zh) * | 2020-04-15 | 2020-07-31 | 南京航空航天大学 | 一种具有多端输出及多级振幅放大功能的超声振动装置及其操作工艺 |
CN112756696A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-05-07 | 上海骄成机电设备有限公司 | 一种超声波裁切装置及超声波裁切方法 |
KR102653841B1 (ko) * | 2023-01-13 | 2024-04-01 | 유현 | 초음파 진동 방식에 기반한 실리카윅 코일용 컷팅 장치 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5230761A (en) * | 1984-05-21 | 1993-07-27 | Qst Industries, Inc. | Waistband interlining with thin edges and its ultrasonic formation |
JPS62273832A (ja) * | 1986-05-23 | 1987-11-27 | Eiji Mori | 超音波プラスチツクウエルダ−用工具ホ−ン |
JP2694352B2 (ja) * | 1988-11-14 | 1997-12-24 | 超音波工業株式会社 | 超音波工具ホーン |
US6065521A (en) * | 1996-06-21 | 2000-05-23 | Tharpe, Jr.; John M. | Disposable undergarment forming apparatus having folder, registration conveyor, side connector, and separator and methods of folding, registering, conveying, connecting, and separating same |
US5861185A (en) * | 1996-08-22 | 1999-01-19 | Mars, Incorporated | Ultrasonic forming of confectionery products |
US5928695A (en) * | 1997-12-31 | 1999-07-27 | Mars, Incorporated | Ultrasonically activated continuous slitter apparatus and method |
GB9805569D0 (en) * | 1998-03-16 | 1998-05-13 | Nestle Sa | Cutting system |
-
1999
- 1999-11-15 GB GBGB9926998.7A patent/GB9926998D0/en not_active Ceased
-
2000
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10353804A1 (de) * | 2003-11-15 | 2005-06-23 | Dr. Hielscher Gmbh | Ultraschallbetriebene Schneidvorrichtung |
DE10353804B4 (de) * | 2003-11-15 | 2009-04-30 | Dr. Hielscher Gmbh | Ultraschallbetriebene Schneidvorrichtung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ATE225238T1 (de) | 2002-10-15 |
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JP2001191299A (ja) | 2001-07-17 |
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US6530768B1 (en) | 2003-03-11 |
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GB9926998D0 (en) | 2000-01-12 |
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