EP0102031B1

EP0102031B1 - Vorrichtung zum Zerschneiden von strang- oder stabförmigem Gut

Info

Publication number: EP0102031B1
Application number: EP83108114A
Authority: EP
Inventors: Hermann O. Steinke; Roland Steinke; Karl-Ulrich Vornfett
Original assignee: Justus Technik Industrie-Anlagen GmbH
Current assignee: Justus Technik Industrie-Anlagen GmbH
Priority date: 1982-08-24
Filing date: 1983-08-17
Publication date: 1986-10-29
Also published as: DE3231825C1; US4498362A; DE3367154D1; ATE23099T1; EP0102031A1

Description

Bekannte Vorrichtungen dieser Art werden beispielsweise benutzt, um Zigarettenstränge in einzelne Zigaretten zu zerschneiden. Dazu sind an einem drehbaren Träger mehrere Messer befestigt, und der Träger ist benachbart zur Bewegungsbahn der Zigarettenstränge angeordnet. Die Drehachse des Trägers ist zur Längserstrekkung der Bewegungsbahn der Zigarettenstränge geneigt, während die Schneiden der Messer beim Schneidvorgang senkrecht zur Längserstreckung der Zigarettenstränge durch diese hindurchtreten. Im Betrieb werden Vorschubbewegung der Zigarettensträngen und Umlaufgeschwindigkeit der Messer so aneinander angepasst, dass immer genau gleichlange Stücke von den Zigarettenstränge abgetrennt werden. Die Neigung der Drehachse des Trägers bezüglich der Längserstreckung der Bewegungsbahn, also bezüglich der Vorschubrichtung der zu zerschneidenden Zigarettenstränge wird so gewählt, dass die Messer beim Durchlaufen der Bewegungsbahn und Durchtrennen der Zigarettenstränge sich mit gleicher Geschwindigkeit wie die Zigarettenstränge in Vorschubrichtung bewegen, also das Durchschneiden ohne Abbremsen oder Beschleunigen der Zigarettenstränge stattfindet, jedoch die Schneiden der Messer genau senkrecht durch die Zigarettenstränge hindurchtreten.
Eine derartige Vorrichtung eignet sich zwar sehr gut zum kontinuierlichen Durchschneiden von strang- oder stabförmigem Gut, kann jedoch nicht eingesetzt werden, wenn aus dem strang-oder stabförmigem Gut nur bestimmte, etwa unbrauchbare Stellen herausgeschnitten oder unbrauchbare Enden abgeschnitten werden sollen, wie dies beispielsweise bei der Bearbeitung von Kartoffelstäbchen, geschälten Schwarzwurzeln, geschälten Karotten u.ä. erforderlich ist, bei denen durch unterschiedliche Färbung gekennzeichnete schlechte Stellen entfernt werden sollen.
Zur Bearbeitung derartiger Gegenstände ist bereits eine Vorrichtung bekannt, in der die Gegenstände, etwa Kartoffelstäbchen in einem mit bekannter Geschwindigkeit fliessenden Wasserstrom durch ein Rohr gedrückt werden, das zumindest in einem Bereich durchsichtig oder durchscheinend ist, so dass entsprechende optische Abtastanordnungen in diesem Bereich das Vorhandensein von Stellen abweichender Färbung feststellen können. Am Ende des Rohres wird mittels eines in Querrichtung strömenden Luftstrahls eine aussortierende Kraft erzeugt, und diejenigen länglichen Gegenstände werden aus dem Strom von Gegenständen entfernt, bei denen eine in der Färbung abweichende Stelle ermittelt wurde. Diese bekannte Vorrichtung erfüllt bei hoher Leistung die an sie gestellten Anforderungen, hat jedoch den Nachteil, dass sie den ganzen Gegenstand aus dem Transportbereich aussondert, obwohl an ihm nur eine einzige, verhältnismässig kleine verfärbte Stelle ermittelt wurde. Es ist daher erforderlich, die aussortierten Gegenstände später erneut zu bearbeiten, also die verfärbten Stellen ab- oder herauszuschneiden, so dass dann die verbliebenen Teile der Gegenstände wieder den zuvor nicht aussortierten Gegenständen oder einer minderwertigen Verwendung zugeführt werden.
Es ist auch bereits eine Vorrichtung bekannt (DE-A 2630930), mit der festgestellte, verfärbte Stellen an länglichen Gegenständen, etwa Kartoffelstäbchen, die vereinzelt entlang einer Transportrinne bewegt werden, mit Hilfe eines Doppelmessers mit in Vorschubrichtung voneinander entfernten Schneiden abgeschnitten oder herausgeschnitten und entfernt werden, während der übrige Teil bzw. die übrigen Teile des Gegenstandes weiter entlang der Transportrinne befördert werden. Somit erfolgt also in dieser bekannten Vorrichtung ein Entfernen von verfärbten Stellen aus den Gegenständen, ohne dass die derartige Stellen aufweisenden Gegenstände aus dem Strom der übrigen, einwandfreien Gegenstände herausgeleitet und einem besonderen Arbeitsvorgang zugeführt werden.
Obwohl diese bekannte Vorrichtung die verfärbten Stellen verhältnismässig zuverlässig und zufriedenstellend entfernt, lassen sich mit ihr in einer Transportrinne keine grösseren Mengen an länglichen Gegenständen pro Zeiteinheit bearbeiten.
Bei einer anderen bekannten Schneidanordnung (DE-A 2413992) sind auf einem sich drehenden Träger Messer angeordnet, die jedoch nicht bezüglich des Trägers bewegbar sind. Diese Messer sind von gehäuseförmigen Greifern umgeben, und bei Drehung des Trägers kommen diese Greifer in Berührung mit an einem anderen, sich ebenfalls drehenden Träger befestigten Niederhaltern, wodurch der jeweilige Greifer gegen den Druck einer Feder in Richtung auf die Drehachse des die Messer haltenden Trägers verlagert und so die Schneide des zugehörigen Messers freigelegt und in Eingriff mit dem zu schneidenden Gut gebracht wird.
Bei dieser bekannten Schneidanordnung erfolgt bei jeder Drehung des Trägers zwangsweise mindestens ein Schneidvorgang, und es ist nicht möglich, den Träger kontinuierlich zu drehen und dabei die Messer überhaupt nicht in eine Schneidstellung zu bringen bzw. einen Schneidvorgang nur dann hervorzurufen, wenn ein herauszuschneidender oder abzuschneidender Bereich im transportierten Gut festgestellt wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Abschneiden bzw. Herausschneiden von Bereichen aus strang- oder stabförmigen Gegenständen zu schaffen, die einen hohen Durchsatz an derartigen Gegenständen gestattet.
Zur Lösung dieser Aufgabe dient eine Vorrichtung zum Herausschneiden und/oder Abschneiden von Bereichen aus bzw. von strang- oder stabförmigem Gut, das mit vorgegebener Geschwindigkeit vereinzelt entlang einer Bewegungsbahn bewegt wird, mit mehreren Messern, die an einem während der Bewegung des Gutes sich drehenden Trägers befestigt sind, der benachbart zur Bewegungsbahn angeordnet und dessen Drehachse bezüglich der Längserstrekkung der Bewegungsbahn geneigt und ortsfest ist, während die Schneiden der Messer beim Schneidvorgang senkrecht zur Längserstreckung der Bewegungsbahn durch das Gut hindurchtreten. Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Messer bei Feststellung eines zu entfernenden Bereichs im Gut aus einer Ruhestellung, in der sich die Messer ausserhalb des Bereichs der Bewegungsbahn befindet, in eine Arbeitsstellung bewegbar sind, in der die Schneide des Messers durch das Gut hindurchtritt.
Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung stehen somit für den Schneidvorgang sich kontinuierlich mit der gewünschten Geschwindigkeit bewegende Messer zur Verfügung, von denen bei Feststellung eines zu entfernenden Bereichs eines oder mehrere aus der Ruhestellung in die Arbeitsstellung bewegt werden, so dass diese in die Arbeitsstellung gebrachten Messer sich dann unter Beibehaltung ihrer kontinuierlichen Umlaufbahn durch das Gut hindurchbewegen und einen Bereich dieses Gutes herausschneiden.
Die verhältnismässig kurzen, herausgeschnittenen oder abgeschnittenen Bereiche können anschliessend aufgrund ihrer Abmessungen, also beispielsweise durch Aussieben, aus dem Strom der Gegenstände entfernt werden.
In einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Messer jeweils um eine Schwenkachse schwenkbar im Träger befestigt und sind bei sich drehendem Träger vorzugsweise durch Zentrifugalkraft in der Ruhestellung bzw. in der Arbeitsstellung gehalten. Die Schwenkachse kann von einer Kugel gebildet sein, die entlang einer bezüglich der Drehachse des Trägers schräg radial nach aussen verlaufenden Bohrung in den das Messer aufnehmenden, radial nach aussen offenen Messeraufnahmeschlitz eingedrückt ist.
Bei einer solchen Vorrichtung brauchen also die mit dem Träger kontinuierlich umlaufenden Messer lediglich verschwenkt zu werden, um von der Ruhestellung in die Arbeitsstellung und zurück zu gelangen, während die Schneidenergie vom rotierenden Träger geliefert wird. Die Realisierung der Achse durch eine Kugel ermöglicht einen sehr einfachen und kompakten Aufbau, so dass beispielsweise eine sehr grosse Anzahl von Messern in geringem Abstand voneinander am Umfang eines kreisförmigen Trägers angebracht werden kann.
Um Beschädigungen von in der Arbeitsstellung befindlichen Messern infolge zu hoher Fördergeschwindigkeit des Gutes zu vermeiden, kann die Schneide des in der Ruhestellung befindlichen Messers in Bewegungsrichtung des Gutes hinter der Schwenkachse des Messers liegen, so dass das Gut bei zu hoher Fördergeschwindigkeit das Messer aus der Arbeitsstellung in Richtung der Ruhestellung verschwenkt.
Das Verschwenken der Messer aus der Ruhestellung in die Arbeitsstellung kann beispielsweise mittels eines Fluidstrahls, etwa eines Gasstrahls erfolgen. In diesem Fall erstreckt sich jedes Messer zu beiden Seiten seiner Achse, und an der der die Schneide aufweisenden Seite gegenüberliegenden Seite hat das Messer eine Prallfläche. Benachbart zum Träger und in Richtung der Umlaufbahn der Messer im Abstand von der Bewegungsbahn für das Gut bzw. die Gegenstände kann eine Düse vorgesehen sein, aus der gesteuert ein Fluidstrahl auf die Prallfläche des jeweiligen Messers geleitet und so das Messer in seine Arbeitsstellung verschwenkt werden kann. Die Prallfläche ist dabei vorzugsweise parallel zur Drehachse des Trägers ausgerichtet, so dass ein senkrecht zur Längsachse des Trägers gerichteter Fluidstrahl eine optimale Schwenkwirkung hervorruft.
Um das oder die Messer aus der Arbeitsstellung zurück in die Ruhestellung zu bewegen, kann benachbart zum Träger und in Richtung der Umlaufbahn der Messer im Abstand von der Bewegungsbahn des Gutes bzw. der Gegenstände eine Rückstelldüse vorgesehen sein, aus der ein das jeweilige Messer in die Ruhestellung schwenkender Fluidstrahl abgegeben wird, d.h. das Rückstellen der Messer kann in gleicher Weise erfolgen, wie das vorstehend erwähnte Verschwenken der Messer in die Arbeitsstellung.
Es ist auch möglich, die Messer statt verschwenkbar, radial bezüglich der Drehachse des Trägers zwischen der Arbeitsstellung und der Ruhestellung bewegbar auszubilden. In diesem Fall können die Messer beispielsweise in der Ruhestellung von einem jeweils einem Messer zugeordneten, am Träger vorgesehenen Elektromagneten gehalten sein, der aus einer am oder im Träger befestigten Spule sowie einem am Messer befestigten Anker aus feromagnetischem Material bestehen kann.
Zum Rückstellen der Messer aus der Arbeitsstellung kann in Drehrichtung des Trägers hinter der Bewegungsbahn eine ihren Abstand von der Drehachse des Trägers stetig ändernde Kurve vorgesehen sein, die zur Rückführung von Messern in die Ruhestellung in Eingriff mit den sich in der Arbeitsstellung befindenden Messern kommt. Durch den Verlauf der Kurve werden die in Eingriff mit ihr stehenden Messer dann in ihre Ruhestellung zurückgeführt.
Die Kurve kann von einem Kreisringelement gebildet sein, das exzentrisch bezüglich des Trägers angeordnet ist und sich mit im wesentlichen der gleichen Umfangsgeschwindigkeit wie der Träger bewegt. Auf diese Weise erfolgt der Eingriff zur Rückführung der Messer mittels eines Teils des Kreisringelementes, das sich kaum in Umfangsrichtung bezüglich des Messers verlagert, also nur geringen Abrieb o.ä. verursacht.
Es hat sich gezeigt, dass der Träger nahe dem Auslass eines Rohres vorgesehen sein kann, aus dem ein die Bewegungsbahn bildender Wasserstrahl austritt, dass also das Schneiden des Gutes im Wasserstrahl stattfindet, ohne dass dessen Vorschubbewegung oder die Vorschubbewegung des Gutes beeinträchtigt werden würde.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der schematischen Ausführungsbeispiele zeigenden Figuren näher erläutert.

Figur 1 zeigt in einer Draufsicht eine Vorrichtung mit radial bezüglich der Drehachse des Trägers bewegbaren Messern.
Figur 2 zeigt in schematischer perspektivischer Darstellung eine Vorrichtung mit schwenkbar am Träger gelagerten Messern.
Figur 3 zeigt die geometrischen Zusammenhänge zwischen Vorschubgeschwindigkeit des zu schneidenden Gutes und Schneidegeschwindigkeit der Messer.
Figur 4 zeigt stark vereinfacht in einer SeitenansichtTeile der Vorrichtung aus Figur 2.
Figur 5 zeigt in mehreren Teildarstellungen im oberen Teil Ansichten eines Messers in der Ruhestellung und eines Messers in der Arbeitsstellung sowie im unteren Teil Ansichten der Darstellungen des oberen Teils von unten gesehen.
Figur 6 zeigt in zwei Teildarstellungen die Lagerung der schwenkbaren Messer im Träger.
Figur 7 zeigt in einer Draufsicht ähnlich Figur 1 die Vorrichtung mit schwenkbaren Messern sowie mit schematisch angedeuteten Einrichtungen zur Rückführung der Messer in die Ruhestellung.

Die in Figur 1 gezeigte Vorrichtung enthält einen Träger 1 in Form einer Scheibe, der um seine Mittelachse 2 drehbar ist. Im Umfangsbereich der Scheibe sind im gleichmässigen Abstand verteilt Messer 4 angeordnet, von denen nur einige dargestellt sind. Diese Messer 4 erstrecken sich durch ihnen jeweils zugeordnete Spulen 6, die Anschlüsse 7 zur Zufuhr von elektrischem Strom aufweisen. Von diesen Anschlüssen ist nur der Anschluss für eine Spule gezeigt, und die Anschlüsse können zu nicht dargestellten Leiterbahnen für Schleifkontakte führen, über die die einzelnen Spulen im wesentlichen unabhängig voneinander anzusteuern sind.
Auf jedem Messer 4 ist ein ringförmiger Anker 5 aus ferromagnetischem Material befestigt, der bei sich in der Ruhestellung befindendem Messer 4, also bei einer in Richtung der Pfeile 8 radial weiter innen liegenden Stellung der Messer ohne zwischengeschalteten Luftspalt direkt an der radial äusseren Fläche der jeweils zugehörigen Spule 6 anliegen.
Die Scheibe 1 ist von einem Kreisringelement 9 umgeben, das ebenfalls die Form einer Scheibe mit hochgezogenem Umfangsrand haben kann und das um seine Mittelachse 10 drehbar ist. Diese Mittelachse 10 ist exzentrisch bezüglich der Drehachse 2 der Scheibe 1 angeordnet, und zwar in Figur 1 um die Hälfte der Strecke nach rechts verlagert, die der Verlagerungsstrecke der Messer 4 zwischen Ruhestellung und Arbeitsstellung entspricht. Das Kreisringelement 9 dreht sich, ebenso wie die Scheibe 1 in Richtung der Pfeile 3, wobei die Umfangsgeschwindigkeit von Scheibe 1 und Kreisringelement 9 im wesentlichen gleich ist.
Benachbart zur Scheibe 1 und zum Kreisringelement 9 befindet sich ein Rohr 11, aus dem ein Wasserstrahl 12 austritt, der sich in Richtung des Pfeiles 13 bewegt. Diese Erstreckung des Wasserstrahls erfolgt geneigt zur Drehachse 2 der Scheibe 1, wie dies insbesondere in den Figuren 3 und 4 zu erkennen ist. Der Wasserstrahl dient zum Transport der zu schneidenden Gegenstände, etwa Kartoffelstäbchen 14.
Im Betrieb einer derartigen Vorrichtung werden die vom Wasserstrahl 12 innerhalb des Rohres 11 transportierten Kartoffelstäbchen optisch auf das Auftreten von verfärbten Stellen überprüft, wie dies beispielsweise aus der vorstehend erwähnten Vorrichtung bekannt ist, bei der Flekken aufweisende Kartoffelstäbchen mittels eines in Querrichtung strömenden Druckluftstrahls aussortiert werden. Wird bei dieser optischen Überprüfung ein Kartoffelstäbchen mit verfärbter Stelle ermittelt, so wird ein entsprechendes Steuersignal erzeugt, mit dessen Hilfe der Erregerstrom für ein oder mehrere Spulen 6 von Messer 4 unterbrochen wird. Infolge dieser Erregerstromunterbrechung fällt die Haltekraft für das oder die entsprechenden Messer weg, und das oder die Messer werden durch die wirkende Zentrifugalkraft in Richtung der Pfeile 8 radial nach aussen verlagert, wie dies in Figur 1 für das Messer 4' gezeigt ist. Die Bewegung radial nach aussen wird durch Anlage des Ankers 5 an dem Kreisringelement 9 begrenzt. Da die Ansteuerung der in die Arbeitsstellung zu bringenden Messer unter Berücksichtigung der Zeitspanne erfolgt, die erforderlich ist, damit sich der Bereich der Verfärbung des Kartoffelstäbchens von der optischen Abtasteinrichtung bis zu der in Figur 1 durch die Lage des Messers 4' angedeuteten Schnittstellung bewegt hat, schneidet das in die Arbeitsstellung gebrachte Messer bzw. schneiden die in die Arbeitsstellung gebrachten Messer den verfärbten Bereich des Kartoffelstäbchens von diesem ab oder trennen den verfärbten Bereich aus dem Kartoffelstäbchen heraus.
Bewegt sich das in der Arbeitsstellung befindliche Messer 4' gemäss Figur 1 mit der Scheibe 1 weiter in Richtung des Pfeiles 3, so wird der Abstand zwischen Scheibenumfang und Kreisringelement 9 allmählich kleiner, so dass das Messer infolge Anlage des fest mit ihm verbundenen Ankers 5 am Kreisringelement 9 in Richtung des Pfeiles 8 allmählich radial nach innen verlagert wird, bis es an der der Schneidstelle gegenüberliegenden Seite der Scheibe 1 vom Kreisringelement 9 so weit radial nach innen verlagert ist, dass der Anker 5 ohne zwischengeschalteten Luftspalt an der Spule 6 anliegt und durch den inzwischen wieder eingeschalteten Erregerstrom für die Spule von dieser gehalten wird, das Messer 4 sich also wieder in der Ruhestellung befindet.
Bei der in Figur 2 gezeigten Vorrichtung wird ebenfalls ein Träger in Form einer Scheibe 21 eingesetzt, der um die Achse 22 drehbar ist. Am Anfang dieses Trägers sind in gleichmässigem Abstand voneinander vorzugsweise aus Kunststoff bestehende Messer 24 angeordnet, die zwischen einer Ruhestellung (linke Darstellungen in Figur 5) und einer Arbeitsstellung (rechte Darstellungen in Figur 5) verschwenkbar sind. Das Verschwenken erfolgt, wie später beschrieben werden wird, mit Hilfe einer Düse 25, aus der ein Fluid, etwa Gas, Wasser oder auch ein einen Wassertropfen enthaltender Druckluftstrahl, austritt, von der Ruhestellung in die Arbeitsstellung (Messer 24' in Figur 2) verschwenkt werden. Benachbart zur Scheibe 21 verläuft ein Wasserstrahl 32, der aus einem Rohr 31 austritt und sich entlang der mit Pfeilen versehenen Achse 33 bewegt. In diesem Wasserstrahl werden vereinzelte Kartoffelstäbchen 34 gefördert. Im Bereich des Rohres 31 ist eine optische Abtasteinrichtung 36 vorgesehen, die bei Durchtritt eines Kartoffelstäbchens eine Überprüfung auf das Vorhandensein von dunklen Stellen vornimmt, wird eine derartige dunkle Stelle ermittelt,wie sie beispielsweise bei dem Kartoffeistäbchen 34 vorhanden ist, so wird über die Leitung 37 ein entsprechendes Signal an die schematisch gezeigte Auswerteschaltung 38 gegeben. Dieses Signal steuert über die Leitung 39 die Düse 25 an, so dass ein oder mehrere Messer 24, die sich bei Erscheinen der dunklen Stelle am Kartoffelstäbchen 34 in unmittelbarer Nachbarschaft zum Umfangsrand der Scheibe 21 durch den Wasserstrahl bewegen, in die Arbeitsstellung gekippt werden, wie dies für die Messer 24' in Zusammenhang mit dem Kartoffelstäbchen 34' angedeutet ist. Eine derartige Ansteuerung ist ohne Schwierigkeiten möglich, weil einerseits die Strömungsgeschwindigkeit des Wasserstrahls 32 und damit die Transportgeschwindigkeit des Kartoffelstäbchens und andererseits die Umfangsgeschwindigkeit der Scheibe 21 bekannt ist.
Es sei erwähnt, dass die Auslösung des Fluidstrahls von der Düse 25 zusätzlich so gesteuert werden kann, dass diese genau dann stattfindet, wenn sich das zu verschwenkende Messer vor der Düse befindet, also beispielsweise nicht zwischen zwei Messern. Hierzu können in der Scheibe 21 den einzelnen Messern 24 zugeordnete, nicht dargestellte Löcher vorgesehen sein, durch die das Licht einer Lichtschranke fällt. Die jeweilige Auslösung des Fluidstrahls erfolgt dann immer bei einem solchen Lichtdurchtritt und damit verbundener Aktivierung der Lichtschranke.
Die in die Arbeitsstellung geschwenkten Messer durchschneiden das Kartoffelstäbchen, und wenn die dunkle Stelle im Mittelbereich des Kartoffelstäbchens liegt, werden zumindest zwei Schnitte gelegt, von denen sich einer vor und einer hinter der dunklen Stelle befindet. Mittels eines über die Leitung 40 geführten Aktivierungssignals von der Schaltung 38 kann dann eine Ausblaseinrichtung 41 so betätigt werden, dass ihr Druckluftstrahl das herausgeschnittene Teil 34'" mit der dunklen Stelle aus dem Wasserstrahl herauslenkt, so dass es sich entlang der Bahn 35 bewegt, während die keine dunklen Stellen aufweisenden, verbliebenen Teile 34" des Kartoffelstäbchens sich weiter zusammen mit dem Wasserstrahl 32 entlang der Achse 33 bewegen. Es sei jedoch erwähnt, dass das «Herausschiessen» des dunkle Flecken enthaltenden Teils des Kartoffelstäbchens nicht unbedingt erforderlich ist, sondern dass es in vielen Fällen einfacher ist, den eine dunkle Stelle aufweisenden Bereich mit Hilfe aufeinanderfolgender, in die Arbeitsstellung gebrachter Messer in kleine Abschnitte zu zerteilen, um dann diese kleinen Abschnitt später mechanisch, etwa durch Siebe aus dem Gesamtvorrat an Kartoffelstäbchen zu entfernen.
Wie bereits erwähnt, ist die Achse der die Messer tragenden Scheibe bezüglich der Längsachse des Rohres und damit bezüglich des Wasserstrahls geneigt. Dies ist besonders deutlich in Figur 4 zu erkennen, die eine Teilansicht der Vorrichtung aus Figur 2 zeigt. Infolge dieser Schrägstellung werden die sich in der Arbeitsstellung befindenden Messer 24' bei Drehung der Scheibe 21 in Richtung des Pfeiles 23 und somit bei Bewegung des dem Wasserstrahl 32 benachbarten Umfangsbereichs der Scheibe 21 in Richtung des Pfeiles 23' mit ihren Schneidkanten senkrecht bezüglich der Achse 33 des Wasserstrahls und damit senkrecht durch die Kartoffelstäbchen 34, 34' bewegt. Dieser Zusammenhang zwischen Schrägstellung der Drehachse der Scheibe und Längsachse des Wasserstrahls ist auch in Figur 3 gezeigt, wo die Scheibe 1 aus der Vorrichtung gemäss Figur 1 unter einem Winkel £ bezüglich der Längsachse 13 des Wasserstrahls geneigt ist, während die Messer 4 senkrecht zur Achse 13 verlaufen. Der Abstand zwischen den Messermitten beträgt b und der Abstand zwischen der Projektion zweier benachbarter Messer auf die Achse 13 x. Wenn sich der der Achse 13 benachbarte Umfangsbereich der Scheibe 1 in Richtung des Pfeiles 3 mit der Geschwindigkeit _VUmfang bewegt, so treten die Messer 4 mit der Geschwindigkeit _Vcut durch den Wasserstrahl hindurch, der sich mit der Geschwindigkeit v_Sahn bewegt. Um dabei zu erreichen, dass die Messer 4 so durch den Wasserstrahl und damit auch durch das zu schneidende Gut hindurchtreten, dass keinerlei Abbremsung oder Beschleunigung des Wasserstrahls und/oder des Gutes eintritt, muss also bei gegebenem Neigungswinkel a das Verhältnis von V_Umfang zu v_Sahn gleich dem Verhältnis von b zu x sein. Wird dieses Verhältnis nicht eingehalten, so ergibt sich entweder eine Beschleunigung oder eine Abbremsung des Wasserstrahls sowie des in ihm enthaltenen, in Eingriff mit den Messern kommenden Gutes. Die Form und Anordnung der Messer aus der Vorrichtung gemäss Figuren 2 und 4 ist im einzelnen in Figur 5 dargestellt, wobei im oberen Teil dieser Figur jeweils nur ein Messer 24 gezeigt ist. Diese Messer sind in in radialer Richtung verlaufende Schlitze und um als Schwenkachsen dienende Kugeln 60 schwenkbar in die Scheibe 21 eingesetzt. In der Ruhestellung sind die Messer so gehalten, dass sie sich ausserhalb des Bereichs des Wasserstrahls 32 befinden und ihr Schwerpunkt 50 auf einer Geraden liegt, die die mittlere Radialebene der Scheibe 21 unter einem Winkel ß schneidet. Bei Drehung der Scheibe 21 in Richtung des Pfeiles 23 bewirkt daher die Zentrifugalkraft ein Drehmoment im Uhrzeigersinn (obere linke Darstellung in Figur 5), d.h. das Messer 24 wird fest zur Anlage an der linken Seite der Scheibe 21 gebracht (untere linke Darstellung in Figur 5), so dass eine stabile Ruhestellung erhalten wird. An den Messern 24 sind Prallflächen 51 ausgebildet, die in der Ruhestellung parallel zur Drehachse der Scheibe 21 verlaufen und daher senkrecht zur Austrittsöffnung der Düse 25 liegen. Die Düse 25 erstreckt sich in diesem Fall, wie die untere linke Darstellung zeigt, über mehrere Prallflächen, so dass ein Fluidstrahl gleichzeitig auf mehrere Messer geleitet bzw. ein Messer über einen grösseren Drehbereich mit Fluid beaufschlagt werden kann.
Wird ein Messer 24 mit einem Fluidstrahl aus der Düse 25 beaufschlagt, so wird es im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt (Figur 5), bis der Ansatz 52 zur Anlage an der Scheibe 21 kommt. In dieser Stellung liegt der Schwerpunkt 50 auf einer Geraden die die mittlere Radialebene der Scheibe 21 unter einem Winkel y schneidet, d.h. das Messer ist um den Winkel (ß + y) im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt worden. Dieser Winkel ist wegen der schrägen Lage des die Scheide aufweisenden Teils des Messers 24 in der Ruhestellung kleiner als 90%. In dieser Lage des Schwerpunktes 50 bewirkt die Zentrifugalkraft auf das Messer 24 ein Drehmoment im Gegenuhrzeigersinn (obere Darstellungen in Figur 5), durch das das Messer 24 stabil in der Arbeitsstellung gehalten wird. In dieser Stellung wird die Schneidkante 53 des Messers 24 durch den Wasserstrahl 32 und durch das in ihm enthaltene Gut 34 hindurchbewegt.
Sollte die Drehzahl der Scheibe 21 nicht richtig an die Strömungsgeschwindigkeit des Wasserstrahls 32 angepasst sein, insbesondere der Wasserstrahl eine zu hohe Strömungsgeschwindigkeit haben, so übt er auf den Schneidbereich des Messers 24 eine Kraft aus, durch die das Messer infolge der Lage der Schwenkachse 60 in Strömungsrichtung 33 vor dem Schneidbereich des Messers im Uhrzeigersinn verschwenkt wird. Auf diese Weise wird verhindert, dass eine zu hohe Strömungsgeschwindigkeit zu Schäden an den Messern führt.
Wie den oberen Darstellungen in Figur 5 zu entnehmen ist, erfolgt beim Verschwenken der Messer zwischen Ruhestellung und Arbeitsstellung nur eine sehr geringfügige Verlagerung des Schwerpunktes 50 in radialer Richtung bezüglich der Scheibe 21, so dass die Verschwenkung nur eine geringe Unwucht zur Folge hat.
Zum Zurückführen der Messer aus der Arbeitsstellung in die Ruhestellung ist in Figur 5 eine Düse 26 vorgesehen, mit der auf die Seite der Prallfläche 51, die der von der Düse 25 beaufschlagten Seite gegenüberliegt, ein Fluidstrahl gelenkt und dadurch das sich in der Arbeitsstellung befindende Messer in die Ruhestellung zurückgeschwenkt werden kann. Die Lage dieser Düse 25 ist auch in Figur 7 angedeutet, und mit ihr werden die in der Arbeitsstellung befindlichen Messer nach Durchtritt durch den Wasserstrahl 32 wieder in die Ruhestellung zurückgeschwenkt. In Zusammenhang mit Figur 7 sei erwähnt, dass das Rückführen der Messer statt mittels der Düse 26 auch durch eine stationäre Kurve 27 erfolgen kann, die ihren Abstand von der Drehachse der Scheibe 21 sowie von deren in Figur 7 unterer Fläche in Drehrichtung kontinuierliche vergrösserte und dadurch infolge Eingriffs mit den äusseren Bereichen der Prallflächen 51 der in der Arbeitsstellung befindlichen Messer 24' diese in die Ruhestellung zurückführt. Dieser Eingriffsbereich der Prallfläche ist in der rechten Darstellung in Figur 6 durch einen Pfeil angedeutet. Ein weiterer Pfeil zeigt in dieser Darstellung einen weiteren Eingriffsbereich für eine Kurve.
Die Ausbildung der Schwenklager für die Messer 24 ist in Figur 6 dargestellt. Wie bereits erwähnt, sind die Messer 24 in radialen, nach aussen offenen Schlitzen 61 in der Scheibe 21 angeordnet, und diese Schlitze weisen an ihrem inneren Ende durch eine den Schlitzgrund bildende Querbohrung 62 erweitert, durch die die Kerbwirkung verringert wird. Im Schlitz ist eine schrägverlaufende Bohrung 63 vorhanden, deren Mittelachse 65 von der Öffnung der Bohrung in Richtung auf deren Grund schräg radial nach aussen bezüglich der Scheibe 21 verläuft. Der Grund der Bohrung 63 ist erweitert, und in die Bohrung ist bis zu deren Grund eine Stahlkugel 60 eingedrückt, die sich im Bohrungsgrund frei drehen kann und die Schwenkachse für das Messer 24 bildet. Da die Bohrung 63 schräg radial nach aussen verläuft, wird die Kugel 60 bei Drehung der Scheibe 21 infolge Zentrifugalkraft in den Bohrungsgrund hineingedrückt und so sicher in der Scheibe gehalten.
Auf der Scheibe 21 befindet sich eine Ringnut 64, die die Mittelachsen 65 aller Bohrungen 63 schneidet. Diese Ringnut dient zur Vereinfachung der Montage der Stahlkugeln 60, weil diese in die Ringnut 64 eingelegt und von ihr aus in die Bohrungen 63 eingedrückt werden können.
Es sei erwähnt, dass die Messer 24 an der Stelle der Schwenkverbindung eine Bohrung aufweisen und dass das jeweilige Messer zusammen mit der sich in seiner Bohrung befindlichen Stahlkugel 60 in den Schlitz 61 der Scheibe 21 eingesetzt wird.

Claims

1. Vorrichtung zum Herausschneiden und/ oder Abschneiden von Bereichen aus bzw. von strang- oder stabförmigem Gut (14; 34, 34'), das mit vorgegebener Geschwindigkeit vereinzelt entlang einer Bewegungsbahn (12; 32) bewegt wird, mit mehreren Messern (4; 24), die an einem während der Bewegung des Gutes sich drehenden Trägers (1; 21) befestigt sind, der benachbart zur Bewegungsbahn (12; 32) angeordnet und dessen Drehachse (2; 22) bezüglich der Längserstreckung der Bewegungsbahn (12; 32) geneigt und ortsfest ist, während die Schneiden (53) der Messer (4; 24) beim Schneidvorgang senkrecht zur Längserstreckung der Bewegungsbahn (12; 32) durch das Gut (14; 34,34') hindurchtreten, dadurch gekennzeichnet, dass die Messer (4; 24) bei Feststellung eines zu entfernenden Bereichs im Gut (14; 34,34') aus einer Ruhestellung, in der sich die Messer (4; 24) ausserhalb des Bereichs der Bewegungsbahn (12; 32) befindet, in eine Arbeitsstellung bewegbar sind, in der die Schneide (53) des Messers (4; 24) durch das Gut (14; 34, 34') hindurchtritt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messer (24) jeweils um eine Schwenkachse (60) schwenkbar im Träger (21) befestigt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneide (53) des in der Ruhestellung befindlichen Messers (24) in Bewegungsrichtung (33) des Gutes (34) hinter der Schwenkachse (60) des Messers (24) liegt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Messer (24) bei sich drehendem Träger (21) durch Zentrifugalkraft in der Ruhestellung bzw. der Arbeitsstellung gehalten sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Messerlagerung in der Schwenkachse von einer Kugel (60) gebildet ist, die entlang einer bezüglich der Drehachse (22) des Trägers (21) schräg radial nach aussen verlaufenden Bohrung (63) in den das Messer (24) aufnehmenden, radial nach aussen offenen Messeraufnahmeschlitz (61) eingedrückt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich jedes Messer (24) zu beiden Seiten seiner Schwenkachse (60) erstreckt und an der der die Schneide (53) aufweisenden Seite gegenüberliegenden Seite eine Prallfläche (51) hat und dass benachbart zum Träger (21) und in Richtung der Umlaufbahn der Messer (24) im Abstand von der Bewegungsbahn (32) eine Düse (25) vorgesehen ist, aus der gesteuert ein das jeweilige Messer (24) in die Arbeitsstellung schwenkender Fluidstrahl auf die Prallfläche (51) leitbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Prallfläche (51) in der Ruhestellung des Messers (24) parallel zur Drehachse (22) des Trägers (21) ausgerichtet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass benachbart zum Träger (21) und in Richtung der Umlaufbahn der Messer (24) im Abstand von der Bewegungsbahn (32) eine Rückstelldüse (26) vorgesehen ist, aus der gesteuert ein das jeweilige Messer (24) in die Ruhestellung schwenkender Fluidstrahl abgebbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messer (24) jeweils radial bezüglich der Drehachse (2) des Trägers (1) zwischen der Arbeitsstellung und der Ruhestellung bewegbar sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Messer (4) in der Ruhestellung von einem jeweils einem Messer (4) zugeordneten, am Träger (1) vorgesehenen Elektromagneten (5, 6) gehalten sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromagnet aus einer am oder im Träger befestigten Spule (6) sowie einem am Messer (4) befestigten Anker (5) aus ferromagnetischem Material besteht.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in Drehrichtung des Trägers (1; 21) hinter der Bewegungsbahn (12; 32) eine ihren Abstand von der Drehachse (2; 22) des Trägers (1; 21) stetig ändernde Kurve (9; 27) vorgesehen ist, die zur Rückführung von Messern (4; 24) in die Ruhestellung in Eingriff mit den sich in der Arbeitsstellung befindenden Messern (4' ; 24') kommt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurve (9, 27) von einem Kreisringelement (9) gebildet ist, das exzentrisch bezüglich des Trägers (1) angeordnet ist und sich mit im wesentlichen der gleichen Umlaufgeschwindigkeit wie der Träger (1) dreht.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (1; 21) nahe dem Auslass eines Rohres (11; 31) vorgesehen ist, aus dem ein die Bewegungsbahn (12; 32) bildender Wasserstrahl austritt.