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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen halbautomatischen
Schweineschenkel-Entbeiner sowie ein Entbeinungsverfahren für Schweineschenkel
unter Verwendung eines solchen, bei denen das Abnehmen von Fleisch
vom Knochen wirkungsvoll ausgeführt wird.
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Beschreibung
des Stands der Technik
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Das Entbeinen von Schweineschenkeln
wurde durch beinahe manuelle Prozeduren in solcher Weise ausgeführt, dass
ein Schweineschenkel mit seiner Fettschichtseite auf einen Arbeitstisch
gelegt wurde, das Fleisch von Hand abgeschnitten wurde und zur Öffnung in
das Innere eingeschnitten wurde und anschließend der Knochen von Hand aus
dem Fleisch gedreht wurde.
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Da auf diese Weise ein großer Teil
des Entbeinungsprozesses aus manuellen Handgriffen wie dem Einschneiden,
Abschneiden und Herausdrehen besteht, bestanden Probleme hinsichtlich
der Hygiene und des Ausnutzungsgrads, und als zusätzliches Problem
mussten Arbeiter schwerer Arbeit ins Auge sehen, da der manuelle
Entbeinungsprozess schwere Verarbeitungsvorgänge enthielt, wie das Abziehen an
einer aufgeschnittenen Stelle und das Herausdrehen, als Hauptteile,
die alle von Hand ausgeführt
wurden.
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EP-A-0 590 733 und EP-A-0 763 326
offenbaren jeweils eine Vorrichtung zum Halten des Beins eines geschlachteten
Tiers sowie ein Verfahren zum Entbeinen des Beins. Die im erstgenannten
Dokument offenbarte Vorrichtung verfügt über ein Kugellager, das es
ermöglicht,
das Bein frei zu drehen und zu neigen. Beide Verfahren stützen sich
hauptsächlich auf
manuelle Arbeit.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung,
einen Schweineschenkel-Entbeiner
und ein Schweineschenkel-Entbeinungsverfahren zu schaffen, durch die
die Handarbeit verringert wird und die hygienisch sind.
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Diese Aufgabe ist durch die Vorrichtung
des Anspruchs 1 und das Verfahren des Anspruchs 10 gelöst. Die
Unteransprüche
sind auf bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung gerichtet.
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Bevorzugte Ausführungsformen betreffen einen
Entbeinungsprozess für
einen Schweineschenkel unter Verwendung des Entbeiners, bei dem
eine Fleischabziehposition sowie Schneid- und Einschneidpositionen
durch einen Schneider so ausgewählt
werden, dass sie für
die Ausführung
optimal sind und ein sicherer Fleischabziehvorgang realisiert wird.
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Nun werden Ausführungsformen einer Konstruktion
eines Entbeiners sowie eines Entbeinungsprozesses gemäß der Erfindung
nacheinander beschrieben.
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Alle Operationen des Entbeinungsprozesses werden
in einem Zustand ausgeführt,
in dem ein Arbeitsstück
in der Luft hängt,
wenn es ergriffen wird, und die Operationen dadurch bei möglichst
kleiner Beeinflussung durch das Eigengewicht ausgeführt werden.
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Dann wird, da nicht nur das Abstreifen
eines Fleischabschnitts um einen Knochenabschnitt herum, sondern
auch das Wegziehen des Knochenabschnitts große Kräfte benötigen, effektive Nutzung der
Schwerkraft durch das Eigengewicht des Fleischs berücksichtigt,
und gleichzeitig werden mehrere durch Stellglieder angetriebene
Hilfseinrichtungen verwendet.
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Manuelle Operationen sind auf die
wichtige Anschneidoperation und das Anschneiden oder Abschneiden
von organischem Gewebe um ein Gelenk herum durch eine Schneideinrichtung,
die an das Arbeitsstück
gepresst wird, während
dieses um einen erforderlichen Winkel gedreht wird, beschränkt.
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Um diese Aufgabe zu lösen, weist
ein halbautomatischer Schweineschenkel-Entbeiner, bei dem ein durch
einen Greifvorgang in einer Transportstraße gehaltener Schweineschenkel
fortlaufend beginnend mit dem Unterschenkelknochen entbeint wird,
Folgendes auf: die Transportstraße, entlang der mehrere Arbeitsstationen
vorhanden sind; Transport/Verarbeitungs-Einrichtungen zum sequenziellen Transportieren
des Schweineschenkels durch die Arbeitsstationen und zum jeweiligen
Ausführen
von Arbeitsvorgängen
am Schweineschenkel in den Arbeitsstationen unter Anwendung von
Antriebskräften zum
Abziehen des Fleischabschnitts, für eine Dreh- und vertikale
Bewegung des Schweineschenkels; Antriebseinrichtungen mit einem
Fleischabstreifmechanismus, einem Vertikalbewegungsmechanismus und
einem Drehmechanismus zum Ausgeben der Antriebskräfte zum
Abstreifen des Fleischabschnitts, zum Verdrehen und zum vertikalen
Bewegen des Schweineschenkels, wobei die Antriebseinrichtungen in
jeder der Arbeitsstationen mit den Transport/Verarbeitungs-Einrichtungen
verbunden sind; eine Schneideinrichtung zum Abschneiden organischen Gewebes
von einem Knochenabschnitt, der durch Abstreifen des Fleischabschnitts
freigelegt wurde; und eine Erfassungs/Berechnungseinrichtung zum
Erfassen der Basispositionen der Köpfe des Wadenbeins und des
Oberschenkelknochens.
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Die Transport/Verarbeitungs-Einrichtungen weisen
vorzugsweise Folgendes auf: eine Klemmeinrichtung zum Ergreifen
des knöchelseitigen
Abschnitts eines ein Arbeitsstück
bildenden Schweineschenkels; und einen Transportmechanismus mit
einem schiffsförmigen
Angriffselement, das an einem Transportrahmen montiert ist, durch
den ein Verbindungsschaft geführt
ist, der die Klemmeinrichtung auf frei neigbare Weise hält. Das
schiffsförmige
Eingriffselement steht mit einem Spreizgelenk in Eingriff, das im
unteren Abschnitt einer vertikal bewegbaren Drehwelle des Vertikalbewegungsmechanismus
angeordnet ist, bevor es in eine Station eintritt, und es bildet
ein Übertragungsgelenk
zum Übertragen
zweier Antriebskräfte
für die
Dreh- und vertikale Bewegung, mittels der Antriebseinrichtung, an
den Verbindungsschaft.
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Die Antriebseinrichtung, die Antriebskräfte zum
Abstreifen des Fleischabschnitts und für die Dreh- und Vertikalbewegung
des Schweineschenkels ausgibt, weist vorzugsweise Folgendes auf:
den Vertikalbewegungsmechanismus, der den Verbindungsschaft vertikal
durch das schiffsförmige
Eingriffselement bewegt, wenn das Arbeitsstück in angehaltenem Zustand
gehalten ist; und einen Drehmechanismus zum Drehen des Verbindungsschafts
und einer Antriebswelle zum Zusammenquetschen einer einen Abstreifmechanismus
bildenden Fleischabtrenneinrichtung synchron miteinander.
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Als eine Ausführungsform unter Verwendung des
Entbeiners ist ein Entbeinungsprozess für einen Schweineschenkel geschaffen,
bei dem, nach einer vorbestimmten Vorverarbeitung, der Schweineschenkel
durch mehrere Arbeitsstationen transpor tiert wird und in jeder der
Stationen bearbeitet wird, wodurch der durch Ergreifen an einer
Transportstraße
gehaltene Schweineschenkel sequenziell ausgehend vom Unterschenkelknochen
entbeint wird, wobei dieser Prozess Folgendes aufweist:
Vorverarbeitungsschritte
zum Halten eines Arbeitsstücks
durch Ergreifen eines gelenkseitigen Abschnitts desselben durch
die Transport/Verarbeitungs-Einrichtung, Entfernen des Hüftknochens
sowie des Kreuzbeins und der Schwanzwirbel des ergriffenen Arbeitsstücks und
Einschneiden auf den Unterschenkel- und den Oberschenkelknochen
hin;
einen Schritt zum Entfernen des Unterschenkelknochens
durch Abtreifen eines Fleischabschnitts um den Unterschenkelknochen
herum, nachdem er in den Vorverarbeitungsschritten verarbeitet wurde;
einen
ersten Erfassungsschritt, bei dem das Wadenbein freigelegt wird
und die Basisposition des Wadenbeinkopfs erfasst wird;
einen
Schneidschritt zum Durchtrennen eines Beinabschnittmuskels mit einem
Abstreifen eines Fleischabschnitts um einen Abschnitt um ein Gelenk
herum und mit einem Abschneiden von durch das Abstreifen freigelegtem
organischem Gewebe;
einen Schneidschritt betreffend die Kniescheibe;
einen
zweiten Erfassungsschritt, bei dem am Bereich des Oberschenkelknochens
ein Abstreifen erfolgt und die Basisposition des Kopfs des Oberschenkelknochens
erfasst wird;
einen Schneidschritt betreffend des Kopf des
Oberschenkelknochens; und
einen Schneidschritt zum abschließenden Durchtrennen,
bei dem der Fleischabschnitt zur Ausgabe vom Knochenabschnitt abgetrennt
wird.
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Gemäß den obigen Schritten ist,
nach den Entbeinungsprozeduren, die in den Vorabschritten teilweise
von Hand erfolgen, eine hygienische, vollautomatische Entbeinungsoperation möglich gemacht.
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Der o. g. Prozess wird durch die
folgenden Schritte detaillierter beschrieben:
Vorverarbeitungsschritte,
die an einem Arbeitsstück ausgeführt werden,
das sich in einer mit ungefähr
mit 30 Grad in Bezug zur vertikalen Richtung abwärts geneigten Position befindet,
während
der knöchelseitige
Abschnitt durch Ergreifen an einer höheren Position gehalten wird;
einen
Drehschritt zum Verdrehen des Arbeitsstücks um 107 Grad nach Abschluss
der Vorverarbeitungsschritte;
einen Schneidschritt des Schneidens
entlang dem gesamten Umfang des knöchelseitigen Abschnitts;
einen
Abstreifschritt zum Abstreifen eines Knochenabschnitts an einem
Unterschenkelknochen bis zu einem Punkt am Wadenbein, das den Unterschenkelknochen
bildet;
einen ersten Erfassungsschritt zum Erfassen eines unteren
Endabschnitts des Wadenbeins;
einen Schneidschritt zum Abtrennen
des Beinabschnittsmuskels;
einen Schneidschritt des Schneidens
eines Abschnitts über
der Kniescheibe;
einen Schneidschritt des Schneidens eines
Abschnitts um die Mitte der Kniescheibe herum;
einen Schneidschritt
zum Beginnen eines Abtrennens mit einem Abstreifen bis zu einem
Abschnitt am Oberschenkelknochen unter dem Gelenk des Oberschenkelknochens
und mit einem Schneiden entlang dem gesamten Umfang des Abschnitts
unter dem Gelenk;
einen zweiten Erfassungsschritt mit einem
Abstreifen zum Bereich des Oberschenkelknochens hin und zum Erfassen
der Basisposition des Kopfs des Oberschenkelknochens;
einen
Schneidschritt des Abstreifens bis zur Basisposition des Kopfs des
Oberschenkelknochens und mit einem Schneiden entlang dem gesamten
Umfang eines Abschnitts über dem
Kopf des Oberschenkelknochens;
einen Schneidschritt des Abstreifens
bis zum Abschnitt über
dem Kopf des Oberschenkelknochens und mit einem Schneiden entlang
dem gesamten Umfang eines Abschnitts um diesen herum; und
einen
Schneidschritt zum abschließenden
Abtrennen.
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Die Aktionen bei einer Ausführungsform
der Erfindung werden nun auf konkrete Weise beschrieben.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform
erfährt
ein Arbeitsstück
eine Vorverarbeitung, bei der eine Transportstraße verwendet wird, entlang
der mehrere Arbeitsstationen vorhanden sind, ein Schweineschenkel
(der nachfolgend einfach als Arbeitsstück bezeichnet wird), wird durch
Ergreifen festgehalten, und er wird sequenziell durch die jeweiligen
Arbeitsstationen transportiert, und in jeder Arbeitsstation nimmt
das Arbeitsstück
eine geneigte Position ein und der Hüftknochen, das Kreuzbein und die
Schwanzwirbel werden entfernt und es erfolgt ein Einschneiden vor
und nach dem Entbeinen, und das Arbeitsstück erfährt ferner eine automatische
Entbeinungsverarbeitung, für
die ferner eine Transport/Verarbeitungs-Einrichtung verwendet wird,
in der das Abziehen des Fleischabschnitts sowie eine Dreh- und vertikale
Bewegung des Arbeitsstücks
unter Zuhilfenahme von Antriebseinrichtungen in jeweiligen Arbeitsstationen
ausgeführt
werden, wodurch es die Erfindung insgesamt ermöglicht, das Entbeinen auf hygienische
und halbautomatische Weise beinahe ohne jegliche manuelle Prozeduren
auszuführen.
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Die Transport/Verarbeitungs-Einrichtung transportiert
ein Arbeitsstück
auf intermittierende Weise, während
es durch Ergreifen festgehalten wird, zu den jeweiligen Arbeitsstationen
entlang der Transportstraße,
und in jeder Arbeitsstation werden ein Eingriffselement und ein
Spreizgelenk mit einander gekoppelt, und das ergriffene Arbeitsstück wird einem
Abziehvorgang betreffend den Fleischabschnitt sowie einer Dreh-
und vertikalen Bewegung durch die Antriebseinrichtungen unterzogen.
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Da ein Vertikalbewegungsmechanismus
für vertikale
Bewegung des Arbeitsstücks
durch einen Servomotor auf feine Weise gesteuert wird, und da ein
Drehmechanismus zum Drehen des Arbeitsstücks über die Funktionen eines Ausgangspositionsantriebs,
eines Abbrems-Anhaltevorgangs an einer vorbestimmten Position und
einer Verriegelung an einer Stoppposition verfügt, kann das Arbeitsstück entsprechend
dem Abziehumfang durch eine Fleischtrenneinrichtung in jeder Arbeitsstation
vertikal bewegt werden, und eine Schneidposition einer Schneideinrichtung
kann sicher an einer vorbestimmten Position eingestellt werden,
wodurch die Genauigkeit der Schnittbreite erhöht ist.
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Für
den Fall des Einschneidens in das Innere des Arbeitsstücks oder
in organisches Gewebe verfügt
ein Schneidmechanismus über
einen Zuführmechanismus
von einer Warteposition in eine Schneidposition bei frei einstellbarem
Druck, und das Arbeitsstück
ist so angebracht, dass es um einen vorbestimmten Winkel in Bezug
auf den Schneidmechanismus gedreht wird, wodurch das organische
Gewebe an einer festen Position um einen Knochenabschnitt herum
nicht nur sicher sondern auch mit festgelegter Breite abgeschnitten
werden kann.
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Da die Drehung des das Arbeitsstück bildenden
Schweineschenkels und die Drehung der Fleischtrenneinrichtung, die
einen Schneidabschnitt zwischen zwei Teilen hält, mittels des Drehmechanismus
der Antriebseinrichtung synchron miteinander arbeiten, kann der
o. g. Schneidvorgang auf gleichmäßige Weise
ausgeführt
werden.
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Da eine Erfassungs/Berechnungs-Einrichtung
zum Erfassen der Basispositionen der Köpfe des Wadenbeins und des
Oberschenkelknochens vorhanden ist, werden unter Verwendung der
durch die Einrichtung berechneten Ergebnisse zwei Bezugspositionen
eingestellt, und eine Abstreifposition für einen Fleischabschnitt in
einem späteren
Schritt kann genau vorhergesagt werden, und dadurch kann das Entbeinen
effizient ausgeführt
werden. Durch Einstellen der Bezugspositionen ist es möglich, dass eine
Klemmeinrichtung sicher in ihre vorige Position zurückgeführt wird,
nachdem sie durch den Vertikalbewegungsmechanismus angehoben wurde,
und das Koppeln oder Entkoppeln des Spreizgelenks und des schiffsförmigen Eingriffselements
wird auf sichere Weise ohne jede Wechselwirkung mit anderen Teilen
ausgeführt.
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Da der Drehmechanismus der Antriebseinrichtung über die
Funktionen des Ausgangspositionsantriebs und des Abbrems-Anhaltevorgangs an
einer vorbestimmten Position verfügt, und da dadurch die Rotationssteuerung
der Klemmeinrichtung und der Fleischabtrenneinrichtung auf sichere
Weise ausgeführt
werden können,
können
die Schneidposition und die Schnittbreite durch den Schneidmechanismus
genau gesteuert werden.
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Da die Fleischabtrenneinrichtung über Zusammendrückplatten
mit jeweils einem U-förmigen Hohlraum
verfügt,
die durch einen Zusammendrückmechanismus
bei frei einstellbarem Druck angetrieben werden, kann die Fleischabtrenneinrichtung
an eine Formänderung
eines Knochenabschnitts angepasst werden, um ein perfektes Abziehen
zu erzielen, wenn der Fleischabschnitt abgezogen wird.
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Da sich die Fleischabtrenneinrichtung
mit mit der Klemmeinrichtung synchronisierter Geschwindigkeit dreht,
können
sich die Knochen- und Fleischabschnitte des Arbeitsstücks mit
gleicher Geschwindigkeit drehen, wenn der Fleischabschnitt des Arbeitsstücks und
organisches Gewebe durch den Schneidmechanismus ab- oder eingeschnitten
werden, wodurch ein gleichmäßiger Schneidvorgang
realisiert wird.
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Da die Schneideinrichtung über eine
Konstruktion mit einem Zuführmechanismus
bei frei einstellbarem Druck verfügt, kann das Schneidwerkzeug
leicht an einer Schneidposition fixiert werden und es kann ein perfekter
Schneidvorgang realisiert werden. Außerdem wird eine vorgegebene
Schnittbreite gewährleistet,
da eine Struktur verwendet wird, mit der der Drehwinkel des Arbeitsstücks, mit
dem das Schneidwerkzeug in Kontakt steht, gesteuert werden kann,
und es kann die Einstellung einer vorgegebenen Schneidposition ausgeführt werden.
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Als Schneidwerkzeug wird vorzugsweise eine
horizontale Kreisklinge verwendet.
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die Erfassungs/Berechnungs-Einrichtung, die
die Basisposition eines Wadenbeinkopfs erfasst, verfügt über einen
Sensorabschnitt, der, auf gleitende und geneigte Weise, mit dem
Knochenabschnitt in Kontakt steht, der einhergehend mit der Abwärtsbewegung
der Abtrenneinrichtung, die den Fleischabschnitt vom Knochenabschnitt
abzieht, freigelegt wird, und es liegt eine solche Struktur vor,
dass die Erfassung und Berechnung einer Position entsprechend einer
Formänderung
des berührten
Knochenabschnitts ausgeführt
werden können,
während,
da die Erfassungs/Berechnungs-Einrichtung für die Erfassung des Basisendes
des Kopfs des Oberschenkelknochens über einen Messabschnitt mit
einer Konstruktion verfügt,
gemäß der ein
mit der Klemmeinrichtung verbundener Verbindungsschaft ferner mit
einem durch einen Luftzylinder angetriebenen Vertikalbewegungsabschnitt
verbunden ist, wobei eine schnelle Verzögerung des Kopfs des Oberschenkelknochens
bei der Aufwärtsbewegung
durch den Zusammendrückabschnitt der
Abtrenneinrichtung durch einen am Luftzylinder angebrachten Codierer
erfasst und berechnet werden kann, die Basispositionen der Köpfe des
Wadenbeins und des Oberschenkelknochens, die durch die Formänderung
auffällig
sind, sicher erfasst und berechnet werden können.
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Die Vorverarbeitungsvorrichtung verfügt über eine
Konstruktion dahingehend, dass Vergeudung von Arbeitskraft bis auf
das Minimum herabgedrückt
wird, wobei das Arbeitsstück
eine nach unten geneigte Position mit einer Neigung von ungefähr 30 Grad
aufweist, wodurch Anschneiden von Hand mit minimalem Arbeitsaufwand
ausgeführt
werden kann. Dadurch können
ein Entbeinen mit Hilfe einer Vorrichtung zum Entfernen des Hüftknochens,
des Kreuzbeins und der Schwanzwirbel sowie ein automatisches Entbeinen
in einem späteren
Stadium realisiert werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1A ist
eine Vorderansicht, die schematisch die Ausgestaltung eines halbautomatischen Entbeinungsprozesses
für einen
Schweineschenkel gemäß der Erfindung
zeigt, und die 1B ist
eine zugehörige
Seitenansicht.
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2 sind
Ansichten, die Zustände
in Verarbeitungsschritten in einer Vorverarbeitungsvorrichtung zeigen.
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3 ist
ein Abstreifzustand eines Hüftknochens
bei ST5 in der 2.
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4 ist
eine Ansicht, die einen Einschneidvorgang in der 2 zeigt.
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5 ist
eine Ansicht, die Zustände
in Verarbeitungsschritten in einer vollautomatischen Verarbeitungsvorrich tung
der 1 zeigt.
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6 sind
Diagramme, die Drehzustände
einer Fleischabtrenneinrichtung und Schnittebenen bei ST9, ST12
und ST13 in der 5 zeigen.
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7 sind
Diagramme, die Drehzustände
einer Fleischabtrenneinrichtung und Schnittebenen bei ST14 und ST15
in der 5 zeigen.
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8 sind
Diagramme, die Drehzustände
einer Fleischabtrenneinrichtung und Schnittebenen bei ST17, ST18
und ST19 in der 5 zeigen.
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9 ist
eine Ansicht, die zeigt, wie eine Antriebseinrichtung in einer Station
mit einer Transport/Verarbeitungs-Einrichtung in der 1 verbunden
ist.
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10A ist
eine Vorderansicht, die die Konstruktion eines einen Transportmechanismus
bildenden Wagens zeigt, der auf Transportschienen läuft, während eine
Klemmeinrichtung gemäß der 9 herabhängt, und die 10B ist eine zugehörige Seitenansicht.
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11 ist
eine Seitenansicht, die schematisch die Konstruktion der den Fleischabziehmechanismus
der Fig. 9 bildenden Fleischabtrenneinrichtung
zeigt.
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12A ist
eine Vorderansicht eines eine Schneideinrichtung bildenden Schneidmechanismus,
und die 12B ist eine Seitenansicht
des Mechanismus.
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13 ist
eine Seitenansicht, die schematisch die Konstruktion einer Erfassungs/Berechnungs-Einrichtung
zum Erfassen der Basisposition eines Oberschenkelknochen-Kopfs in der 9 zeigt.
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14 ist
eine Vorderansicht, die schematisch, die Konstruktion der Klemmeinrichtung
der 9 zeigt.
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In den Figuren kennzeichnet 30 einen Schweineschenkel, 31 eine
Vorverarbeitungsvorrichtung, 32 einen vollautomatischen
Entbeiner, 33 eine Transportkette, 33a die Transportschienen, 34 eine Transport/Verarbeitungs-Einrichtung, 35 eine Klemmeinrichtung, 36 eine
Vorrichtung zum Entfernen des Hüftknochens,
des Kreuzbeins und der Schwanzwirbel, 37 einen Neigemechanismus, 40 eine
Bedienperson, 41 ein Steißbein, 42 ein Sitzbein, 43 ein
Hüftknochen, 45 ein
hinteres Schienbein, 46 ein Oberschenkelknochen, 50 eine
Fleischabtrenneinrichtung, 51 eine Antriebswelle, 52:
Zusammendrückelemente, 53 ein
Stellglied, 54, 65 Kettentransportmechanismen, 55 ein
Schneidmechanismus, 56 eine rotierende Kreisklinge, 58 ein
Zuführ-/Zurückziehzylinder, 59:
ein Schwingungszylinder, 60: ein Wagen, 61: ein
Rechteckelement, 62 ein Verbindungsschaft, 63 ein
schiffsförmiges
Eingriffselement, 64 ein rotierender Vertikalbewegungsschaft, 64a ein Spreizgelenk, 67 ein
Vertikalbewegungsmechanismus, 69 ein Drehmechanismus, 70 eine
Antriebseinrichtung, 71 ein Sensor, 83 eine Führung, 87 eine Messplatte
und 90 eine Erfassungs/Berechnungs-Einrichtung zum Erfassen
der Basisposition eines Oberschenkelknochens.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Die Erfindung wird unten unter Verwendung von
in den Figuren dargestellten Beispielen detailliert beschrieben.
Es ist zu beachten, dass Größen, Materialien
und Formen von Konstruktionsteilen sowie Relativkonfigurationen
der bei den Beispielen beschriebenen Teile den Schutzumfang der
Erfindung nicht auf sie beschränken
sollen, sondern dass sie nur bei spielhaft angegeben sind.
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Die 1A ist
eine Vorderansicht, die schematisch die Ausgestaltung eines halbautomatischen Entbeinungsprozesses
für einen
Schweineschenkel gemäß der Erfindung
zeigt, und die 1B ist
eine zugehörige
Seitenansicht. Die 2 sind
Ansichten, die Zustände
in Verarbeitungsschritten in einer Vorverarbeitungsvorrichtung der 1 zeigen. Die 3 ist ein Abstreifzustand eines Hüftknochens
bei ST5 in der 1. Die 4 ist eine Ansicht, die einen Einschneidvorgang
in der 2 zeigt. Die 5 ist eine Ansicht, die
Zustände
in Verarbeitungsschritten in einer vollautomatischen Verarbeitungsvorrichtung
der 1 zeigt. Die 9 ist eine Ansicht, die zeigt, wie eine
Antriebseinrichtung mit einer Transport/Verarbeitungs-Einrichtung
in der 1 verbunden ist. Die 10A ist ein Schlitten, der
auf Transportschienen läuft,
während
eine Klemmeinrichtung gemäß der 9 herabhängt. Die 11 ist
eine Seitenansicht, die schematisch die Konstruktion der den Fleischabziehmechanismus
der 9 bildenden Fleischabtrenneinrichtung
zeigt. Die 12A ist eine Vorderansicht
eines eine Schneideinrichtung bildenden Schneidmechanismus, und
die 12B ist eine Seitenansicht des
Mechanismus. Die 13 ist
eine Seitenansicht einer Erfassungs/Berechnungs-Einrichtung zum
Erfassen der Basisposition eines Oberschenkelknochen-Kopfs in der 9 zeigt, und die 14 ist eine Vorderansicht,
die schematisch die Konstruktion der Klemmeinrichtung der 9 zeigt.
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Die 1A zeigt
schematisch die Ausgestaltung eines halbautomatischen Entbeinungsprozesses
für einen
Schweineschenkel. Wie es aus der Figur erkennbar ist, verfügt der erfindungsgemäße halbautomatische
Schweineschenkel-Entbeiner über Folgendes:
eine Vorverarbeitungsvorrichtung 31 mit Stationen, die
vordere Schritte bilden, und einem vollautomati schen Entbeiner 32,
der Stationen enthält, die
hintere Schritte bilden. In der Vorverarbeitungsvorrichtung 31 ist
eine Transportkette 33 vom Endlostyp vorhanden, ein Arbeitsstück 30,
bei dem es sich um einen Schweineschenkel handelt, wird durch einen
Greifvorgang gehalten, die Transport/Verarbeitungs-Einrichtung 34 wird
durch den Neigemechanismus 37 dazu gezwungen, dass sie
in jeder der Stationen mittels der Transportkette 33 eine
geneigte Position einnimmt, und es wird ein Einschneiden von Hand
und ein Entbeinen mit Hilfe eines Stellglieds 53 ausgeführt, während im
vollautomatischen Entbeiner 32 eine in jeder Station vorhandene
Antriebseinrichtung 70 und die Transport/Verarbeitungs-Einrichtung 34,
die dadurch eine Verarbeitung ausführt, dass sie Kräfte zum
Abziehen, Drehen und für
eine Vertikalbewegung erfährt,
miteinander verbunden sind, um einen kontinuierlichen, automatischen
Entbeinungsvorgang auszuführen.
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Die Vorverarbeitungsvorrichtung 31 führt, wie
es aus den 1A und 1B erkennbar ist, Schritte ST1
bis ST7 aus, (Sti kennzeichnet die Station i, gezählt ausgehend
von einer Anfangsstation in der Verarbeitungsstraße), und
spezielle Schritte, die unten angegeben sind, werden durch Bedienpersonen 40 mittels
Neigemechanismen 37, wie sie für die jeweiligen Stationen
vorhanden sind, ausgeführt,
wodurch eine Verringerung der Arbeitsbelastung der Bedienpersonen 40 realisiert
wird und es nicht erforderlich ist, dass die Bedienpersonen über viel
Erfahrung und spezielle Verarbeitungskenntnisse verfügen. D.
h., dass in der Vorverarbeitungsvorrichtung 31 die folgenden
sieben Schritte ausgeführt
werden:
- (1) Laden eines Arbeitsstücks;
- (2) Entfernen der Schwanzwirbel;
- (3) Einschneiden auf das Sitzbein und die Lendenwirbel zu;
- (4) Ausstechen des Sitzbeins;
- (5) Abziehen des Hüftknochens;
- (6) Einschneiden auf einen Unterschenkelknochen zu (von der Wadenbeinseite
her); und
- (7) Einschneiden auf einen Unterschenkelknochen (von der Schienbeinseite
her) und den Oberschenkelknochen zu.
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Als Nächstes werden im vollautomatischen Entbeiner 32,
wie es aus der 1 erkennbar ist, Schritte
ST8 bis ST20 ausgeführt,
in denen das von der Vorverarbeitungsvorrichtung 31, in
der das Entbeinen betreffend den Hüftknochen, das Kreuzbein und
die Schwanzwirbel abgeschlossen wurden, zugeführte Arbeitsstück 30 weiter
auf einer Transportstraße
transportiert wird, während
es durch Ergreifen mittels der Transport/Verarbeitungs-Einrichtung 34 gehalten
wird, die mit einer Klemmeinrichtung 35 versehen ist, wobei
dafür gesorgt
wird, dass Antriebskräfte
zum Abziehen des Fleischabschnitts sowie zum Drehen und für eine Vertikalbewegung
des Arbeitsstücks 30 auf
dieses mittels einer Antriebseinrichtung 70 einwirken,
die an jeder Station vorhanden ist und mit der Transport/Verarbeitungs-Einrichtung 34 verbunden
wird, wodurch das Arbeitsstück 30 gedreht
und vertikal bewegt wird, um den Fleischabschnitt mittels einer
Fleischabtrenneinrichtung 50 von einem Knochenabschnitt
abzuziehen, und dann wird organisches Gewebe durch eine Schneideinrichtung abgeschnitten,
die in einem Schneidmechanismus 55 enthalten ist, der getrennt
vom vollautomatischen Entbeiner 32 vorhanden ist, wodurch
das Arbeitsstück
vollständig
entbeint wird.
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D. h., dass im vollautomatischen
Entbeiner 32 die folgenden dreizehn Schritte enthalten
sind:
- (8) Drehen der Klemmeinrichtung 35 (Verdrehung
um 107 Grad);
- (9) Schneiden entlang dem Umfang eines knöchelseitigen Abschnitts (Drehung
um 360 Grad);
- (10) Abziehen des Beinabschnitts;
- (11) Erfassen des unteren Endabschnitts des Oberschenkelknochens
gemäß einem
ersten Erfassungsschritt;
- (12) Abtrennendes Durchschneiden des Beinabschnittsmuskels;
- (13) Schneiden eines Abschnitts über der Kniescheibe;
- (14) Schneiden eines Abschnitts um die Mitte der Kniescheibe
herum;
- (15) Abziehen bis zu einem Abschnitt am Oberschenkelknochen
unter dem Oberschenkelknochen-Gelenk und Schneiden entlang dem gesamtem
Umfang des Abschnitts unter dem Gelenk, um einen Schneidvorgang
zum Beginnen der Abtrennung auszuführen;
- (16) Abziehen auf den Bereich des Oberschenkelknochens hin und
Erfassen der Basisposition des Oberschenkelknochen-Kopfs gemäß einem
zweiten Erfassungsschritt;
- (17) Schneiden über
dem Oberschenkelknochen-Kopf;
- (18) Schneiden um den Oberschenkelknochen-Kopf herum;
- (19) Schneiden zum abschließenden
Abtrennen; und
- (20) Zurückdrehen
der Klemmeinrichtung um 107 Grad und Ausgeben der Knochen;
und
die Stationen, in denen diese dreizehn Schritte ausgeführt werden,
werden automatisch betrieben.
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Wie oben angegeben, verfügt der halbautomatische
Entbeinungsprozess für
Schweineschenkel über
die Vorverarbeitungsschritte ST1 bis ST7 und die vollautomatischen
Verarbeitungsschritte ST8 bis ST20, um ein kontinuierlich umlaufendes
Verarbeitungssystem zu bilden; zwischen den zwei Gruppen von Verarbeitungsschritten
sind Transportschienen 33a vom Endlostyp vorhanden, 20 Transport/Verarbeitungs-Einrichtungen 34,
von denen jede über
einen mit der Klemmeinrichtung 35 versehenen Transportmechanismus
verfügt,
hängen
von der Endlostransportkette 33 herunter, die auf den Schienen 33a läuft; das
Arbeitsstück
wird dazu gezwungen, mittels eines Neigemechanismus 37,
der in der Vorverarbeitungsvorrichtung vorhanden ist, eine nach
unten geneigte Position einzunehmen; und das Arbeitsstück empfängt Antriebskräfte zum
Abziehen des Fleischabschnitts sowie zum Drehen und für eine Ver tikalbewegung
des Arbeitsstücks
durch die Antriebseinrichtung 70, wie sie in jeder Station
des vollautomatischen Entbeiners in der hinteren Stufe vorhanden
ist, und gleichzeitig ermöglicht
die den Schneidmechanismus enthaltende Schneideinrichtung eine automatische
Entbeinungsverarbeitung wie eines Abziehen des Fleischabschnitts,
ein Abschneiden von organischem Gewebe und dergleichen.
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Nun werden der Transport/Verarbeitungs-Einrichtung 34,
ein Wagen 61, die Klemmeinrichtung 35 (diese ersteren
drei Einzeleinrichtungen sind auch in der Vorverarbeitungsvorrichtung 31 erforderlich),
die Fleischabtrenneinrichtung 50, der Schneidmechanismus 55 und
die Erfassungs/Berechnungs-Einrichtung 90 zum Erfassen
der Basisposition des Oberschenkelknochen-Kopfs, wie sie für den vollautomatischen
Entbeiner 32 erforderlich sind, unter Bezugnahme auf die 9 bis 14 beschrieben.
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Da Drehungen der Schneideinrichtung
und des Arbeitsstücks
erforderlich sind, wie es später
beschrieben wird, um organisches Gewebe mit einem Fleischabschnitt
einzuschneiden, und da das Schneiden nach dem Fleischabziehen des
Fleischabschnitts ausgeführt
wird, weist die entsprechende Station, wie es in der 9 dargestellt ist, Folgendes auf:
einen Drehmechanismus 69 mit Funktionen einer synchronen
Drehung einer Klemmeinrichtung 35 und einer Fleischabtrenneinrichtung 50,
einem Anhalten in einer Ausgangsposition und einem Abbrems-Anhaltevorgang
an einer vorbestimmten Position; einen Vertikalbewegungsmechanismus 67 für die Klemmeinrichtung 35,
die drehbare Fleischabtrenneinrichtung 50 und den Schneidmechanismus 55.
-
In jeder Station ist eine in der 9 dargestellte Antriebseinrichtung 70 vorhanden,
und eine Antriebswelle 51 der Fleischabtrenneinrichtung,
die axial mit einer vertikal beweglichen Drehwelle 64 zusammenfällt, ist
so konzipiert, dass sie vollkommen mit einer Stoppposition eines
Verbindungsschafts 62 der Transport/Verarbeitungs-Einrichtung 34 übereinstimmt,
die mittels des Wagens 60 von einer Transportkette 33 herunterhängt.
-
Der Schneidmechanismus 35 ist
so konzipiert, dass er eine sich horizontal drehende Kreisklinge 36 aufweist,
die in einer Zusammendrückposition mit
der Oberseite der Fleischabtrenneinrichtung in Kontakt tritt.
-
Der Drehmechanismus 69 des
Antriebsmechanismus 70 weist, wie es in der 9 dargestellt ist, Folgendes
auf: eine senkrechte Drehwelle 72, die mit einem Servorotationsmechanismus 69a versehen
ist; zwei Kettentransportmechanismen 65, 54 mit synchroner
Drehgeschwindigkeit, die am Basisabschnitt bzw. am unteren Ende
der Drehwelle 72 vorhanden sind; einen Ausgangspositions-Antriebssteuerungssensor 71a und
einen Abbremssensor für
ein Anhalten an einer vorbestimmten Position 51b betreffend
die Klemmeinrichtung 35 und die Fleischabtrenneinrichtung 50 mittels
des Kettentransportmechanismus 65, 54; und einen
Schneiderzurückzieh-Timingsensor 71c,
der ebenfalls so ausgebildet ist, dass er einen Antriebssteuerungssensor 71 bildet.
-
Der Vertikalbewegungsmechanismus 67 verfügt, wie
es in der 9 dargestellt
ist, über
eine senkrechte, vertikal verstellbare Drehwelle 64 mit
einem Spreizgelenk-Metallgelenk 64a im unteren Abschnitt,
wobei dieser Mechanismus 67 über eine solche Konstruktion
verfügt,
dass er auf eingreifende oder freigebende Weise mit einem schiffsförmigen Eingriffselement 63 in
Eingriff tritt, das, wie es später beschrieben
wird, am Wagen 60 angebracht ist, und der Kettentransportmechanismus 65 zur
Drehung ist über
dem Eingriffselement 63 angebracht, und eine vertikal verstellbare
Drehwelle 64, die mit einer Kugelspindel 68a verbunden
ist, die für
eine Vertikalbewegung durch einen Servomotor 68 angetrieben wird,
und eine feste Vertikalbewegungsmutter sind am Kettentransportmechanismus 65 so
vorhanden, dass die Welle 64 vertikal drehend mit Freiheit
bewegt werden kann.
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Die Entbeinungsprozess 34 verfügt, wie
es in der 9 dargestellt
ist, über
Folgendes: die Klemmeinrichtung 35; einen Verbindungsschaft 62,
der die Klemmeinrichtung 35 auf frei neigbare Weise hält; und
den Wagen 60, der einen frei drehbaren Transportmechanismus
bildet, der am oberen Ende des Verbindungsschafts 62 angebracht
ist.
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Die Klemmeinrichtung 35 verfügt, wie
es in der 14 dargestellt
ist, über
einen Körperabschnitt 75,
der so angebracht ist, dass er um einen Neigungsstift 62a als
Zentrum im unteren Abschnitt des Verbindungsschafts 62 frei
geneigt werden kann, wobei an einer Seite des Körpers 75 ein Kipphebel 76b vorhanden
ist, und wobei eine Aufnahmeöffnung 77 vorhanden
ist, mit Einstellbarkeit durch einen Stift 77a und einen
Einstellstift 77b auf entsprechende Weise auf eine Größe eines
knöchelseitigen
Abschnitts, der an der anderen Seite des Körpers 75 aufgenommen
wird, wodurch das Arbeitsstück
fest aufgenommen wird, um es zu ermöglichen, es um ungefähr 30 Grad
zu neigen.
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Der Wagen 60 verfügt, wie
es aus der 10A erkennbar
ist, über
vier horizontal drehbare Rollen 61a, die an den beiden
Enden eines jeweiligen zweier paralleler horizontal fester Achsen
angebracht sind, die an den beiden entgegengesetzten Seiten eines
nahezu rechteckigen Elements 61 vorhanden sind, wodurch
der Verbindungsschaft 62 frei drehbar auf Eingriffsweise
eingeführt
ist, wodurch die Laufebene, auf der der Wagen 60 läuft, eingeschränkt ist, wobei
ferner vier senkrechte Drehrollen 61a in jeweiligen vier
Ecken der Untersei te des Rechteckelements 61 mit demselben
Intervall jedes Paars vorhanden sind, um den Lauf in der Richtung
nach rechts oder links zu steuern, wodurch der Wagen 60 in
seinem Lauf in den zwei Richtungen nach rechts oder links sowie
nach oben oder nach unten gesteuert wird, um es zu ermöglichen,
dass der Wagen 60 entlang den Transportschienen 33a läuft.
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Außerdem ist an der Oberseite
des senkrechten Verbindungsschafts 62, mit Einführung auf frei
drehbare Weise in das Zentrum des Rechteckelements 61,
wie es in der 1B dargestellt
ist, ein schiffsförmiges
Eingriffselement 63 vorhanden, das in Draufsicht nahezu
rautenförmig
ist und das mit dem Spreizgelenk 64a, das am unteren Ende
der vertikal verstellbaren Drehwelle 64 angebracht ist,
in Eingriff tritt, wenn es an einer Station angehalten wird, und
es können
Antriebskräfte
für eine
Vertikalbewegung und eine Drehung an die Transport/Verarbeitungs-Einrichtung 34 übertragen
werden, wenn das schiffsförmige
Eingriffselement 63 angehalten bleibt.
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In der 11A ist
eine Vorderansicht des Schneidmechanismus 55 dargestellt,
und in der 11B ist eine
zugehörige
Seitenansicht dargestellt. Wie es in den Figuren dargestellt ist,
ist der Schneidmechanismus 55 mit Folgendem versehen: einer
horizontal drehbaren Kreisklinge 56; einem Antriebsmotor 57 für die Kreisklinge 56;
einem Schwingungszylinder 59; einem Vorschub-/Zurückziehzylinder 58 zum
Vorschieben der Schneideinrichtung in eine Schneidposition oder
zum Zurückziehen
derselben aus dieser; und einem Schlittenschieber 58a.
Die horizontal drehbare Kreisschneide 56, der Vorschub/Zurückziehzylinder 58 und
der Schwingungszylinder 59, der so arbeitet, dass er dafür sorgt,
dass die Klinge 56 mit frei einstellbarem Druck mit einem Schneidabschnitt
in Kontakt gelangt, sind in einem unteren Abschnitt eines Montage elements über den Gleitschieber 58a angeordnet.
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Wenn der Schneidmechanismus 55 verwendet
wird, wird nicht nur die horizontal drehbare Kreisklinge 56,
die durch den Antriebsmotor 57 über den Zylinder 58 vorgeschoben,
bis sie mit einem Knochenabschnitt in Kontakt steht, sondern es
wird auch der Rand der Klinge 56 durch den Schwingungszylinder 59 so
eingestellt, dass er mit einem geeigneten Druck andrückt. Dann
wird das Arbeitsstück 30 mit der
erforderlichen Schnittbreite gedreht. So bildet eine Kombination
aus der Drehung des Arbeitsstücks 30 und
dem Schneidmechanismus 55 die Schneideinrichtunq, und das
Arbeitsstück 30 kann
ab einer gewünschten
Position mit der erforderlichen Breite eingeschnitten werden. Wenn
während
der Drehung des Arbeitsstücks 30 Vorsprünge und
Vertiefungen in einem Schneidabschnitt auftreten, kann der Schwingungszylinder 56 diese
Vorsprünge
und Vertiefungen auffangen, um einen vollkommenen Schneidvorgang zu
realisieren.
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In der 12 ist
schematisch die Konstruktion 50 der Fleischabtrenneinrichtung 50 dargestellt. Wie
es in der Figur dargestellt ist, ist eine senkrechte Antriebswelle 51 frei
drehbar an einem Montageträger 51a angebracht,
und ein Ring 51c mit einer Nut ist zwischen einem oberen
festen Ring 51b und der Basis 51a der Antriebswelle 51 vorhanden,
so dass der Ring 51c mit einer Nut dazwischen frei drehbar
ist und vertikal gleiten kann.
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Die Nut 51d des Rings 51c mit
Nut wird zu ihren beiden Seiten unter Verwendung eines Verbindungsstücks 53b gehalten,
das mit einem Antriebsvorderende 53a eines Stellglieds 53 verbunden
ist, wobei der Ring 51c mit Nut durch eine Verbindungsbewegung
des Verbindungsstücks 53b vertikal
bewegt wird und die Zusammendrückelemente 52, 52 mit
jeweils der Form dreier Seiten, die sich rechtwinklig schneiden,
nehmen Posi tionen für
ein Zusammendrücken
zwischen ihnen ein, während
sie sich frei öffnen
und schließen
können,
wobei ein Verbindungsmechanismus aus dem oberen Ende des Rings 51c mit
Nut und zwei gelenkigen Halterungen 52a, 52a besteht,
die an der Seite des oberen festen Rings 51b und am Zusammendrückelement 52, 52 ausgebildet
sind.
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Obere Zusammendrückplatten 52b, 52b der Zusammendrückelemente 52 sind
jeweils mit einer U-Aussparung versehen, und wenn sich die Zusammendrückelemente 52 in
einem Zusammendrückzustand
befinden, wird ein Knochenabschnitt des Arbeitsstücks unter
frei einstellbarem Druck abgezogen und abgekratzt, so dass der Fleischabschnitt
auf vollkommene Weise vom Knochenabschnitt abgetrennt werden kann.
-
Das Montieren der Fleischabtrenneinrichtung 50,
wie sie in der 9 dargestellt
ist, erfolgt auf solche Weise, dass die vertikal verstellbare Drehwelle 64 des
Antriebsmechanismus 70 aufrecht stehend in der obersten
Position angebracht wird und der Verbindungsschaft 62 der
Transport/Verarbeitungs-Einrichtung 34 unter der vertikal
verstellbaren Drehwelle 64 angeordnet wird und die Antriebswelle 51 der
Fleischabtrenneinrichtung 50 mit den obigen Wellen 64, 62 ausgerichtet
wird, um eine gemeinsame senkrechte Achsenlinie zu bilden. Wenn
die vertikal verstellbare Drehwelle 64 des Vertikalbewegungsmechanismus 67 in
die unterste. Position herunterbewegt wird, befindet sich eine Zusammendrückebene der
Fleischabtrenneinrichtung 50 auf einer Höhe, in der
die Unterseite der Klemmeinrichtung 35 nahezu mit der Zusammendrückebene
in Kontakt steht, wobei diese Klemmeinrichtung auf senkrechte Weise am
Verbindungsschaft 62 der Transport/ Verarbeitungs-Einrichtung 34 angebracht
ist, mit der die vertikal bewegbare Drehwelle 64 auf eingreifende
Weise verbunden ist.
-
Zwischen dem unteren Ende der Antriebswelle 51 der
Fleischabtrenneinrichtung 50 und der senkrechten Drehwelle 72 des
Drehmechanismus 69 ist ein Kettentransportmechanismus 54 vorhanden, der
synchron mit einem Kettentransportmechanismus 65 betrieben
wird, der zwischen der senkrechten Drehwelle 72 und der
vertikal verstellbaren Drehwelle 64 vorhanden ist, und
dadurch ist der Schneidvorgang durch die Schneideinrichtung für höhere Effizienz
und für
bestimmteres Ausmaß verbessert.
-
Für
einen automatischen Entbeinungsprozess für Schweineschenkel wurde herausgefunden, dass
es erforderlich ist, individuelle Unterschiede zu erkennen und dann
eine geeignete Schneidposition zu bestimmen, jedoch wird die Basisposition
des Kopfs eines Unterschenkelknochens erfasst, um die Position eines
Gelenks zu erfahren, das die Verbindung zwischen dem Unterschenkelknochen
und dem Oberschenkelknochen bildet, wobei es sich um eine notwendigerweise
zu bestimmende Position handelt, und ein erfasster/berechneter Wert
für die
Basisposition des Kopfs des Unterschenkelknochens wird als erster
Bezugswert eingestellt, und später
beschriebene Schneidpositionen in ST12 bis ST15 werden unter Verwendung
des ersten Bezugswerts bestimmt.
-
Da die Position des Oberschenkelknochen-Kopfs
nicht aus dem ersten Bezugswert bestimmt werden kann, wird eine
gesonderte Messung ausgeführt,
und es wird die Länge
zwischen den Basispositionen der Köpfe des Unterschenkelknochens und
des Oberschenkelknochens gemessen, und der Wert wird als zweiter
Bezugswert eingestellt, um die Schneidpositionen in ST17 bis ST19
zu bestimmen.
-
Anhand der 13 wird ein schematischer Aufbau einer
Erfassungs/Berechnungs-Einrichtung 90 für die Basisposition des Wadenbeins
beschrieben.
-
Wie es aus der 13 erkennbar ist, liegt eine Konstruktion
vor, bei der eine Führungsplatte 83 und
eine Messplatte 87, die parallel zueinander verlaufen und
in Bezug auf eine Achsenlinie Y-Y des Verbindungsschafts 62 geneigt
sind, der die Klemmeinrichtung 35 zum Abziehen des Fleischabschnitts vom
Wadenbein 65 vertikal bewegt, vorhanden sind, wobei die
Vorderenden mit dem Knochenabschnitt 45 in Kontakt treten,
unmittelbar nachdem die Zusammendrückplatten 52b, 52b der
Fleischabtrenneinrichtung 50 vorbeigelaufen sind.
-
Die Messplatte 87 ist auf
geneigte Weise in Bezug auf das Wadenbein 45 mit frei einstellbarem Druck
mittels eines Hilfszylinders 84 über eine lineare Führung 86 angeordnet,
und eine Auslenkung der Messplatte 87 relativ zur Führungsplatte 83 aufgrund einer
Formänderung
eines freigelegten Knochenabschnitts, mit dem die Messplatte 87 in
Kontakt tritt, wird durch einen am Hilfszylinder 84 angebrachten Codierer 85 berechnet.
Die Führungsplatte 83 wird durch
einen Vorwärts-/Rückwärtszylinder 81 vorwärts oder
rückwärts bewegt,
der über
eine Linearführung 82 an
einem Metallmontageelement 80 angebracht ist.
-
Die Messung der Basisposition des
Wadenbeinkopfs unter Verwendung der Erfassungs/Berechnungs-Einrichtung 90 wird
auf solche Weise ausgeführt,
dass die Führungsplatte 83 und
die Messplatte 87 durch den Vorwärts-/Rückwärtszylinder 81 so
vorwärts
bewegt werden, dass der Knochenabschnitt des Wadenbeins sicher mit
bestimmtem Druck kontaktiert wird, wodurch auch die Messplatte 87 gleichzeitig
durch den Hilfszylinder 84 so verstellt wird, dass sie
vor der Führungsplatte 83 positioniert
wird.
-
Bei einer derartigen Konfiguration
der Führungsplatte 83 und
der Messplatte 87 relativ zum Knochenabschnitt, wobei die beiden
Platten und der Knochenabschnitt in wechselseitigem Kontakt stehen,
wird die Klemmeinrichtung 35 durch einen Servomotor 68 für vertikale
Bewegung angehoben, wodurch die Kontaktposition des Wadenbeins mit
der Führungsplatte 83 und
der Messplatte 87 nach unten verschoben wird, und wenn
die Kontaktposition einen Punkt A am unteren Endabschnitt des Wadenbeins erreicht,
wird die Messplatte 87 schnell in Bezug auf die Führungsplatte 83 nach
vorne bewegt. Diese Zustandsänderung
wird durch den Codierer 85 gelesen, um eine Gelenkposition
zu berechnen.
-
Die Messung der Basisposition des
Oberschenkelknochen-Kopfs wird auf solche Weise ausgeführt, dass
das Arbeitsstück
mittels der Klemmeinrichtung unter Verwendung eines nicht dargestellten Luftzylinders,
an dem ein Codierer zum Messen der Anhebelänge vorhanden ist, angehoben
wird, d. h., dass der Oberschenkelknochen durch die Klemmeinrichtung 35 angehoben
wird und die Position, an der der Kopf des Oberschenkelknochens
von der Fleischabtrenneinrichtung erfasst wird und dadurch das Arbeitsstück angehalten
wird, vom Codierer gelesen und berechnet wird, um als Position der
minimalen Anhebelänge
eingestellt zu werden.
-
Nachfolgend werden die Vorverarbeitungsschritte
für ein
halbautomatisches Entbeinungsverfahren für einen Schweineschenkel beschrieben.
-
wie es in den 1B, 3 und 4 dargestellt ist, verarbeitet
eine Bedienperson in den Vorverarbeitungsschritten ST1 bis ST7 ein
Arbeitsstück 30,
bei dem es sich um einen herunterhängenden Schweineschenkel handelt,
mittels der Transport/Verarbeitungs-Einrichtung 34 in stehender
Position, und dabei ist das Arbeitsstück 30 unter ungefähr 30 Grad abwärts geneigt
positioniert, um die Arbeitsbelastung zu verringern.
-
D. h., dass, wie es aus der 2 dargestellt ist, die Schritte
in der folgenden Weise ablaufen:
- – in ST1
wird ein knöchelseitiger
Abschnitt festgeklemmt, wobei dieser knöchelseitige Abschnitt des Arbeitsstücks 30 durch
die Klemmeinrichtung 35 der Transport/Verarbeitungs-Einrichtung 34 festgehalten wird,
und die Verarbeitung wird gestartet, nachdem der Abschluss anderer
Vorbereitungsprozeduren geklärt
wurde;
- – in
ST2 werden nur die Schwanzwirbel 41 entfernt;
- – in
ST3 wird ein Einschneiden auf das Darmbein und die Lendenwirbelsäule zu ausgeführt, wobei
das Einschneiden an der Oberfläche
des Arbeitsstücks
vom Sitzbein ausgeht, entlang einem Loch weiterläuft und das Darmbein erreicht,
Fleisch auf dem Hüftknochen 43 wird
an der Einschneideposition nach unten weggezogen, und das Einschneiden
wird weiter ausgehend vom Ende des Kreuzbeins durch das Darmbein und
zum Sitzbein ausgeführt,
um eine Oberfläche des
Hüftknochens 43 freizulegen;
- – in
ST4 wird ein Einschneiden an der Rückseite des Sitzbeins 42 ausgeführt, und
dasselbe wird ausgestochen;
- – in
ST5 werden der Hüftknochen,
das Kreuzbein und die Schwanzwirbel durch eine Vorrichtung zum Entfernen
derselben entfernt, wobei, wie es aus der 3 erkennbar ist, das durch die Klemmeinrichtung 35 der
Transport/Verarbeitungs-Einrichtung 34 ergriffene
Arbeitsstück 30 mittels
eines Neigemechanismus 37 mit einem oberen Befestigungselement 37a und
einem unteren Befestigungselement 37b eine abwärts geneigte
Position einhält,
eine Klaue 36b der Vorrichtung 36 zum Entfernen
des Hüftknochens, des
Kreuzbeins und der Schwanzwirbel wird in das durch das Einschneiden
im vorigen Schritt freigelegte Loch des Hüftknochens eingeführt, und
dann wird die Klaue 36b geschlossen, und es wird nicht
nur der Hüftknochen
angehoben, sondern es wird auch durch Zurückziehens eines Arms 36a ein
Einschneiden um die Hüftgelenkspfanne
herum ausgeführt, und
dann wird die Vorrichtung
36 zum Entfernen des Hüftknochens,
des Kreuzbeins und der Schwanzwirbel abgesenkt, um den Hüftknochen
zu entfernen;
- – in
ST6 wird ein Einschneiden von einer Seite (Wadenbeinseite) der Unterschenkelknochen
her ausgeführt,
wobei das Einschneiden entlang der Schienbeinseite des Wadenbeins 14 von
der Knöchelseite bis
zur Basisposition des Kopfs ausgeführt wird; und
- – in
ST7 wird ein Einschneiden von der anderen Seite (Schienbeinseite)
der Unterschenkelknochen her ausgeführt, wobei das Einschneiden
auf der Schienbeinseite von der Knöchelseite bis zur Oberseite
des Gelenks der Unterschenkelknochen erfolgt, und außerdem erfolgt
ein flaches Einschneiden entlang der Innenseite des Schenkels vom
Oberschenkelknochen-Kopf bis zur Basisposition des Wadenbeinkopfs,
wo bereits das Einschneiden ausgeführt wurde.
-
Der vollautomatische Entbeiner 52 arbeitet, wie
es aus der 5 erkennbar
ist, in Schritten ST8 bis ST20 auf solche Weise, dass ein Arbeitsstück 30 transportiert
wird, während
es durch die Transport/Verarbeitungs-Einrichtung 34 mittels
der Klemmeinrichtung 35 an der Transportstraße ergriffen
gehalten wird, das Arbeitsstück 30 ferner
durch die in jeder Station vorhandene Antriebseinrichtung 70 gedreht
oder vertikal nach oben oder unten bewegt wird, wodurch ein Fleischabschnitt
des Arbeitsstücks 30 mittels
der Fleischabtrenneinrichtung 50 von einem zugehörigen Knochenabschnitt
abgezogen wird, und dann wird organisches Gewebe durch einen Schneidmechanismus 55 abgeschnitten,
der gesondert vorhanden ist, um automatisch vollständig zu entbeinen.
D. h., dass die Schritte auf die folgende Weise ablaufen:
- – in ST8
wird die Klemmeinrichtung 35 der Transport/Verarbeitungs-Einrichtung 34 um
107 Grad gedreht, wodurch, da zwischen den vorigen Schritten und
den vollautomatischen Schritten eine Phasendifferenz besteht, in
dieser Station das Arbeitsstück 30 für die auf
ST8 folgenden Schritte in seiner Ausrichtung um 107 Grad gedreht
wird;
- – in
ST9 wird ein Einschneiden entlang dem gesamten Umfang des knöchelseitigen
Abschnitts ausgeführt,
wie es in der 6 dargestellt
ist, wobei eine rotierende Kreisklinge 56 mit geeigneter
Druckstärke mittels
des Vorschub-/Zurückziehzylinders 58 des Schneidmechanismus 55 an
den knöchelseitigen
Abschnitt gedrückt
wird, während
die Klemmeinrichtung 35 gedreht wird, und so wird der Schweineschenkel 30 um
360 Grad gedreht, um ein Einschneiden entlang dem gesamten Umfang
des knöchelseitigen
Abschnitts auszuführen;
- – in
ST10 erfolgt am Beinabschnitt ein Abziehen um 60 mm, wobei die Fleischabtrenneinrichtung
in ST9 geschlossen wird und das Arbeitsstück 30 ausgehend von
Schneidposition in ST9 um 60 mm angehoben wird, um den Fleischabschnitt
des Beinabschnitts über
einen Weg von 60 mm zu entfernen;
- – in
ST11 wird der Beinabschnitt weiter abgezogen und es wird eine Messung
I (erste Messung) ausgeführt,
wobei das Abstreifen ab der Abstreifposition in ST10 unter Verwendung
des Servomotors 68 für
eine Vertikalbewegung des Vertikalbewegungsmechanismusses 67 fortgesetzt
wird, während
die Anhebehöhe
gemessen wird, und wobei gleichzeitig mit dem Abziehen die Messplatte 87 und
die Führungsplatte 83 der
Erfassungs/Berechnungs-Einrichtung 90 an das Wadenbein 45 gedrückt werden
und die Form desselben gemessen wird, wobei, wenn die Auslenkungsänderung
der Messplatte 87 relativ zur Führungsplatte 83 einen
Wert überschreitet,
die Messplatte angehoben wird, um die Messung zu stoppen, und es
wird die Anhebehöhe
des Servomotors 68 beim Anhalten der Messung als erster
Messwert registriert, der als Bezugswert für den Anhebevorgang bis zu
einer Messung, die auf die obige Messung folgt, verwendet wird;
- – in
ST12 wird das Abziehen des Beinabschnitts bis unter den Wadenbeinkopf
ausgeführt,
und Muskeln des Beinabschnitts werden zur Abtrennung über 180 Grad
abgeschnitten, wobei, wie es in der 6 dargestellt
ist, die Fleischabtrennein richtung 50 geschlossen wird,
die Klemmeinrichtung 35 auf die Höhe des Bezugswerts +? angehoben
wird und sie gedreht wird, nachdem die Schneideinrichtung vorgefahren
wurde, um um einen Abschnitt an der Basisposition des Oberschenkelknochen-Kopfs
herum über
einen Drehwinkel von 180 Grad während
der Drehung einzuschneiden, woraufhin die Schneideinrichtung zurückgezogen
wird und der Schweineschenkel 30 um weitere 180 Grad gedreht
wird, um danach in die ursprüngliche
Position zurückzukehren und
dort anzuhalten, wobei nach dem Anhalten die Fleischabtrenneinrichtung 50 geöffnet wird
und die Klemmeinrichtung 35 auf eine Bezugsposition abgesenkt
wird, und in diesem Fall wird Muskelgewebe an der Basisposition
des Kopfs der Unterschenkelknochen durchgeschnitten, jedoch bleibt
das Gewebe auf der Seite der Kniescheibe nicht durchgeschnitten,
um die Kniescheibe intakt zu lassen;
- – in
ST13 wird das Abziehen bis über
den Oberschenkelknochen-seitigen Abschnitt des Gelenks ausgeführt, und
es wird ein Einschneiden für
einen Abschnitt über
der Kniescheibe über
180 Grad ausgeführt,
wobei, wie es in der 6 dargestellt
ist, die Fleischabtrenneinrichtung 50 geschlossen wird
und die Klemmeinrichtung 35 bis in die Höhe des Bezugswerts
+β angehoben
wird und dann die Schneideinrichtung vorgefahren wird, wobei die
Klemmeinrichtung 35 und die Fleischabtrenneinrichtung 50 gedreht
werden, um um den Abschnitt über
dem Oberschenkelknochen-Gelenk über
einen Drehwinkel von 180 Grad herum zu schneiden, und nach dem Schneidvorgang
wird die Schneideinrichtung zurückgezogen,
der Schweineschenkel wird um weitere 180 Grad gedreht, um danach
in die ursprüngliche
Position zurückzukehren
und dort anzuhalten, und dann wird die Fleischabtrenneinrichtung 50 geöffnet und die
Klemmeinrichtung wird in die Bezugsposition abgesenkt;
- – in
ST14 werden ein Abziehen bis zu einem mittleren Abschnitt des Oberschenkelknochen-Gelenks
und ein Einschneiden entlang dem gesamten Umfang der Kniescheibe
ausgeführt,
wo bei, wie es in der 7 dargestellt
ist, die Fleischabtrenneinrichtung 50 geschlossen wird,
die Klemmeinrichtung 35 in die Höhe des Bezugswerts +γ angehoben
wird, die Schneideinrichtung vorgefahren wird, die Klemmeinrichtung 35 und
die Fleischabtrenneinrichtung 50 gedreht werden, um um
den mittleren Abschnitt des Oberschenkelknochen-Gelenks über einen
Drehwinkel von 360 Grad zu schneiden, wobei nach dem Anhalten der
Drehung die Schneideinrichtung zurückgezogen wird, die Fleischabtrenneinrichtung 50 geöffnet wird
und die Klemmeinrichtung 35 in ihre ursprüngliche
Position abgesenkt wird, wobei in diesem Fall der gesamte Umfang
durchgeschnitten wird, da keine Gefahr besteht, dass die Kniescheibe
vom Knochenabschnitt getrennt wird;
- – in
ST15 werden ein Abziehen bis zu einem Abschnitt unter dem Oberschenkelknochen-Gelenk
und ein Schneiden entlang dem gesamten Umfang des Abschnitts unter
dem Gelenk ausgeführt,
wobei, wie es in der 7 dargestellt
ist, die Fleischabtrenneinrichtung geschlossen wird, die Klemmeinrichtung 35 in
die Höhe
des Bezugswerts +δ angehoben
wird, die Schneideinrichtung vorgefahren wird, die Klemmeinrichtung 35 und
die Fleischabtrenneinrichtung 50 gedreht werden, um den
unteren Abschnitt des Oberschenkelknochen-Gelenks über einen
Drehwinkel von 360 Grad einzuschneiden, wobei nach dem Anhalten
der Drehung die Schneideinrichtung zurückgezogen wird, die Fleischabtrenneinrichtung 50 geöffnet wird
und die Klemmeinrichtung 35 in ihre ursprüngliche
Position abgesenkt wird;
- – in
ST16 werden ein Abziehen betreffend den Oberschenkelknochen-Bereich
und eine zweite Messung ausgeführt,
wobei die Fleischabtrenneinrichtung geschlossen wird, die Klemmeinrichtung 35 durch
einen Luftzylinder mit einem daran vorhandenen Codierer, die anstelle
des Vertikalbewegungsmechanismus der Antriebseinrichtung 70 in
ST16 vorhanden sind, angehoben wird, wobei die Hubhöhe nicht
festgelegt ist und das Anheben fortgesetzt wird, bis die Fleischabtrenneinrichtung 50 vom
Oberschenkelknochen festgehalten wird, wobei in diesem Fall die
Hubhöhe durch
den seitens des Zylinders vorhandenen Codierer gemessen wird und
die Hubhöhe
als zweiter Messwert berechnet wird, der als zweiter Bezugswert für das Anheben
in den folgenden Schritten verwendet wird:
- – in
ST17 werden sowohl ein Abziehen bis zur Basisposition des Oberschenkelknochen-Kopfs
als auch ein Einschneiden entlang dem gesamten Umfang eines Abschnitts
an der Basisposition des Oberschenkelknochen-Kopfs ausgeführt, wobei,
wie es in der 8 dargestellt
ist, die Fleischabtrenneinrichtung 50 geschlossen wird,
die Klemmeinrichtung bis in die Höhe des zweiten Bezugswerts
+ε angehoben wird, die Schneideinrichtung vorgefahren wird,
die Klemmeinrichtung 35 und die Fleischabtrenneinrichtung 50 gedreht
werden, um über
einen Drehwinkel von 360 Grad um den Basispositionsabschnitt herum
einzuschneiden, und dann wird die Drehung angehalten, die Schneideinrichtung
wird zurückgezogen,
die Fleischabtrenneinrichtung wird geöffnet, und danach wird die
Klemmeinrichtung 35 in die zweite Bezugsposition, die die
ursprüngliche
Position ist, heruntergefahren;
- – in
ST18 werden sowohl ein Abziehen bis zu einem Abschnitt über dem
Oberschenkelknochen-Kopf als auch ein Einschneiden entlang dem gesamtem
Umfang des Abschnitts über
dem Oberschenkelknochen-Kopf ausgeführt, wobei, wie es in der 8 dargestellt ist, die Fleischabtrenneinrichtung 50 geschlossen
wird, die Klemmeinrichtung 35 in die Höhe des zweiten Bezugswert +ζ angehoben
wird, die Schneideinrichtung vorgefahren wird, die Klemmeinrichtung 35 und
die Fleischabtrenneinrichtung 50 gedreht werden, um dadurch
den Abschnitt über
dem Oberschenkelknochen-Kopf über
einen Drehwinkel von 360 Grad herum einzuschneiden, und dann wird die
Drehung angehalten, die Schneideinrichtung wird zurückgezogen,
die Fleischabtrenneinrichtung wird geöffnet, und danach wird die
Klemmeinrichtung in die zweite Bezugsposition, die ihre ursprüngliche
Position ist, heruntergefahren;
- – in
ST19 wird ein abschließender
Schneidvorgang ausgeführt, bei
dem, wie es in der 8 dargestellt ist,
die Fleischabtrenneinrichtung 50 geschlossen wird, die
Klemmeinrichtung 35 bis in die Höhe des zweiten Bezugswerts
+η angehoben
wird, die Schneideinrichtung vorgefahren wird, ein Abschnitt unter
dem großen
Trochanter des Oberschenkelknochen-Kopfs eingeschnitten wird, um
den Fleischabschnitt vom Knochenabschnitt zu trennen, und dann die
Schneideinrichtung zurückgezogen
wird, die Fleischabtrenneinrichtung 50 geöffnet wird,
danach die Klemmeinrichtung in die zweite Bezugsposition, die ihre
ursprüngliche
Position ist, heruntergefahren wird, und dann der Fleischabschnitt
des Schweineschenkels durch einen unter der Fleischabtrenneinrichtung
vorhandenen Förderer
zur Außenseite
des Systems ausgegeben wird; und
- – in
ST20 wird ein Positionierungsabschnitt (einschließlich der
Klemmeinrichtung 35) um 107 Grad gedreht, und die Knochen
werden ausgegeben, wobei die Klemmeinrichtung 35, die in
ST8 gedreht wird, erneut gedreht wird, um zur Ausrichtung und der Hubposition
bei der Vorverarbeitung zurückzukehren,
und die Knochen werden von der Klemmeinrichtung 35 losgelassen,
um durch den Förderer
zur Außenseite
des Systems ausgegeben zu werden.
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EFFEKT DER ERFINDUNG
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Durch Anwenden der obigen Konstruktion der
Erfindung wird ein Schweineschenkel, der ein schwerer Gegenstand
ist, in hängendem
Zustand gehalten und durch Arbeitsstationen transportiert, und manuelle
Prozeduren können
auf lediglich bei den Vorbereitungsschritten ausgeführte Einschneideoperationen
begrenzt werden, bei denen wenig Arbeit aufgebracht wird, und da
der in den Vorbereitungsschritten zu verarbeitende Schweineschenkel
durch die neigbare Klemmeinrichtung mit ungefähr 30 Grad nach unten geneigt
positioniert gehalten wird, können
ein höherer
Wirkungsgrad und eine Bearbeitung mit verringerter Arbeitskraft
erzielt werden.
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Entbeinungs-Hauptvorgänge können durch eine
hocheffiziente Verarbeitung durch eine vollautomatische Maschine
ausgeführt
werden, wobei der Schneidvorgang durch die Schneideinrichtung durch die
Kombination der rotierenden Klinge und die Rotation des Arbeitsstücks ausgeführt wird,
wodurch die Schneidposition und die Schnittbreite nach Bedarf gewährleistet
werden. Außerdem
erfolgt die Erfassung der Basispositionen der Köpfe des Wadenbeins und des
Oberschenkelknochens mittels einer Formänderung eines Knochenabschnitts,
wodurch eine Positionsdiskrepanz aufgrund individueller Unterschiede
während
späterer
Stadien verhindert wird, um höheren
Betriebswirkungsgrad zu erzielen, wobei gleichzeitig nicht nur herkömmliche
schwere Arbeit ausgeschlossen ist sondern auch ein hygienisches Entbeinen
realisiert wird.