EP0288025B1 - Messerkopf für einen Kutter - Google Patents

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EP0288025B1 EP88106288A EP88106288A EP0288025B1 EP 0288025 B1 EP0288025 B1 EP 0288025B1 EP 88106288 A EP88106288 A EP 88106288A EP 88106288 A EP88106288 A EP 88106288A EP 0288025 B1 EP0288025 B1 EP 0288025B1
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knife
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Hans Wälchli
Walter Schmidt
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C18/00—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments
    • B02C18/06—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives
    • B02C18/16—Details
    • B02C18/18—Knives; Mountings thereof
    • B02C18/20—Sickle-shaped knives

Definitions

  • a cutter head is known from DE-C 22 12 374. With this knife head, the segment-shaped knives are clamped between the rings and discs made of stainless steel and centered and secured by two bolts pressed into the rings. Because the knives are made of a different steel than the rings and disks, electrolytic corrosion of the knives at the contact points with the rings and disks can occur in the wet atmosphere of the cutter. In addition, the rings and disks can show slight damage over time due to handling, which can lead to locally excessive contact forces. This can lead to knife fatigue fractures.
  • the invention has for its object to develop a cutter head according to the preamble of claims 1 and 7 such that the above disadvantages are avoided. This object is achieved by the characterizing features of claims 1 and 7, respectively.
  • FIG. 1 for the sake of a better overview, only one half of an axial section through a cutter head of a cutter is shown.
  • the knife head is mounted on a horizontal, driven knife shaft 1 and clamped on the shaft 1 with a clamping device, shown as screw 2.
  • a sleeve 3 is pushed onto the shaft 1 and secured against rotation by means of a wedge 4.
  • the sleeve 3 lies against a shoulder 5 of the shaft 1. It has an external hexagon 6 which is delimited by a shoulder 7.
  • Two washers 8 are pushed onto the hexagon 6, one of which rests on the shoulder 7 and the other on the head of the screw 2.
  • the disks 8 have an axial recess 9 facing each other.
  • a plastic insert ring 10 is inserted into the recesses 9.
  • the insert 10 has an axial shoulder 12 on the inside. In the untensioned position, the end face 13 of the disk 8 lies approximately in the same radial plane as the end face 14 of the collar 11 within the insert 10.
  • segment-shaped knives 20 each with two centering bores 21 and four further, larger bores on the same pitch circle diameter, are clamped in three knife planes at a distance of 30 ° from one another.
  • the knives 20 are spaced apart from one another by plastic rings 22, 23, which are connected in a rotationally fixed manner to the sleeve 3 by means of an internal hexagon 24 (FIG. 2).
  • the rings 22, 23 are encased by a tire 25 made of stainless steel.
  • the tires 25 are axially somewhat shorter than the rings 22, 23.
  • Twelve axially parallel bolts 30, 31 are inserted into the rings 22, 23 with the same pitch circle diameter and evenly spaced from one another.
  • the bolts 30 project beyond the ring 22 axially on both sides, the bolts 31 only over the ring 23 on one side.
  • the bolts 30, 31 each have a radial flange 32, 33 that bears against a shoulder 34, 35 of the rings 22, 23.
  • the bolts 30 are axially secured by a welded-in plastic ring 36 and the bolts 31 by a welded-in plastic disc 37.
  • the disk 37 is sunk into the ring 23 by an amount which is somewhat larger than the amount by which the bolts 30 protrude from the ring 22.
  • the knives 20 in the middle knife plane can thus optionally be omitted.
  • the holes 15 also serve the same purpose.
  • the inserts 10 are somewhat thicker than the dimension by which the bolts 30, 31 protrude from the rings 22, 23.
  • the washers 8 and the rings 22, 23 are first pushed onto the hexagon 6 and the screws 2 are loosely screwed in.
  • the segment-shaped knives 20 are attached to two bolts 30, 31 each.
  • the knives can be offset by an integral multiple of 30 ° in the three knife levels. This enables the knife head to be adapted to the sausage meat to be produced in the cutter.
  • screw 2 is tightened.
  • the disks 8 are elastically deformed somewhat in the manner of disc springs, so that the periphery of the inserts 10 presses against the knives 20.
  • the cutters 20 are clamped between plastic parts 10, 22, 23 so that the electrolytic corrosion is avoided. Since the plastic is much softer than the knife steel, even with slightly damaged rings 22, 23 and inserts 10, a uniform axial pressure is achieved, so that there are no excessively high, locally concentrated contact forces. In particular, the edges of the tires 25 and the bundles 11, which are particularly exposed with regard to handling damage, do not come into contact with the knives 20. This can avoid the risk of fatigue fractures. In addition, in the embodiment according to the invention, the rings 22, 23 are lighter and therefore easier to handle. Because of the metal tires 25, the shaft 1 can be driven at high speed without the risk of the rings 22, 23 being destroyed.
  • the bolts 30, 31 are arranged approximately in the radial center of the rings 22, 23.
  • the knives 20 therefore have a clamping section 40 in the form of a semicircular ring, in which the pitch circle radius 41 of the centering bores 21 and the further bores 44 corresponds approximately to the mean value between the inner radius 42 and the outer radius 43.
  • a crescent-shaped knife blade 45 projects from the clamping section 40 with an arcuate cutting edge 46.
  • the outer circumference with the knife radius R of the blade 45 is ground to form a relatively blunt emulsifying edge 47.
  • the emulsifying edge 47 is not reground.
  • the knife 20 shown in FIG. 3 is particularly suitable for the production of sausage meat for cooked sausages.
  • the ratio of the radius of curvature A of the cutting edge 46 to the knife radius R is approximately 0.79 and the ratio of the distance B of the center of curvature M of the cutting edge 46 from the knife axis 48 to the knife radius R is approximately 0.51.
  • the cutting angle a of the tangent 49 of the cutting edge R with the radial direction 50 is little dependent on the cutting radius r. It fluctuates between 49 ° and 59 ° over the radius r.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

  • Ein Messerkopf gemäss Oberbegriff der Ansprüche 1 und 7 ist aus der DE-C 22 12 374 bekannt. Bei diesem Messerkopf sind die segmentförmigen Messer zwischen Ringen und Scheiben aus rostfreiem Stahl eingespannt und durch je zwei in die Ringe eingepresste Bolzen zentriert und gesichert. Weil die Messer aus einem anderen Stahl als die Ringe und Scheiben bestehen, kann es in der nassen Atmosphäre des Kutters zu elektrolytischer Korrosion der Messer an den Kontaktstellen mit den Ringen und Scheiben kommen. Ausserdem können die Ringe und Scheiben mit der Zeit durch die Handhabung kleine Beschädigungen aufweisen, die zu örtlich stark überhöhten Anpresskräften führen können. Dies kann zu Ermüdungsbrüchen der Messerführen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Messerkopf gemäss Oberbegriff des Anspruches 1 und 7 derart weiterzubilden, dass obige Nachteile vermieden werden. Diese Aufgabe wird jeweils durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 7 gelöst.
  • Aus der DE-C 30 44 632 ist es zwar bekannt, bei einem Messerkopf für einen Kutter Distranzringe aus Kunststoff einzusetzen. In axiale Ausnehmungen der Distanzringe sind konzentrische Treibscheiben aus Metall eingesetzt. Diese haben ein Innensechskant und sind auf einen Sechskantansatz der Messerwelle aufgeschoben. Die Treibscheiben haben achsparallele Zentrierbohrungen zur Aufnahme von in den Messersegmenten eingepressten Zentrierbolzen. Die beiden Endscheiben des Messerkopfes bestehen ebenfalls aus Kunststoff, wobei in die der Spannmutter zugewandte Endscheibe eine Beilagscheibe aus Metall eingelegt ist.
  • Bei diesem bekannten Messerkopf werden die Distanzscheiben an der Peripherie, ausserhalb des Teilkreisdurchmessers der Bolzen, kaum axial gepresst. Die Pressung erfolgt vorwiegend innen, nämlich zwischen den metallenen Treibscheiben und den diese berührenden Messern. Dadurch entsteht dasselbe Korrosionsproblem wie beim Messerkopf gemäss DE-C 22 12 374. Die Treibscheiben können wie die Ringe gemäss DE-C 22 12 374 durch die Handhabung leichte Beschädigungen aufweisen, was wiederum zu stark überhöhten Anpresskräften und zu Ermüdungsbrüchen der Messer führen kann. Der Messerkopf gemäss DE-C 30 44 632 weist deshalb die gleichen, zuvor erwähnten Nachteile wie der Messerkopf gemäss DE-C 22 12 374 auf.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt:
    • Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Messerkopf;
    • Fig. 2 eine Ansicht eines Ringes, und
    • Fig. 3 eine Ansicht eines Messers.
  • In Fig. 1 ist der besseren Uebersicht wegen bloss die eine Hälfte eines Axialschnittes durch einen Messerkopf eines Kutters dargestellt. Der Messerkopf ist auf einer horizontalen, angetriebenen Messerwelle 1 montiert und mit einer Spannvorrichtung, dargestellt als Schraube 2, auf der Welle 1 festgespannt. Auf die Welle 1 ist eine Hülse 3 aufgeschoben und mittels eines Keils 4 gegen Verdrehen gesichert. Die Hülse 3 liegt gegen eine Schulter 5 der Welle 1 an. Sie hat ein Aussensechskant 6, das durch eine Schulter 7 begrenzt ist. Auf das Sechskant 6 sind zwei Scheiben 8 aufgeschoben, von denen die eine an der Schulter 7 und die andere am Kopf der Schraube 2 anliegt. Die Scheiben 8 haben einander zugewandt je eine axiale Ausnehmung 9. In die Ausnehmungen 9 ist ein Kunstoffeinsatzring 10 eingelegt. Dieser ist an seiner Peripherie dicker als die Tiefe der Ausnehmung 9, so dass er einen axialen Bund 11 der Scheibe 8 axial etwas überragt. Innen hat der Einsatz 10 einen axialen Absatz 12. In ungespannter Lage liegt die Stirnfläche 13 der Scheibe 8 innerhalb des Einsatzes 10 ungefähr in derselben Radialebene wie die Stirnfläche 14 des Bundes 11. Der Einsatz 10 hat ferner zwölf achsparallele Durchgangsbohrungen 15.
  • Zwischen den Scheiben 8 sind in drei Messerebenen segmentförmige Messer 20 mit je zwei Zentrierbohrungen 21 sowie vier weiteren, grösseren Bohrungen auf dem gleichen Teilkreisdurchmesser im Abstand von je 30° voneinander eingespannt. Die Messer 20 sind durch Kunststoffringe 22,23 voneinander beabstandet, die durch ein Innensechskant 24 (Fig. 2) drehfest mit der Hülse 3 verbunden sind. Die Ringe 22,23 sind durch einen Reifen 25 aus rostfreiem Stahl ummantelt. Die Reifen 25 sind axial etwas kürzer als die Ringe 22,23.
  • In die Ringe 22,23 sind mit gleichem Teilkreisdurchmesser gleichmässig voneinander beabstandet je zwölf achsparallele Bolzen 30,31 eingesetzt. Die Bolzen 30 überragen den Ring 22 axial beidseitig, die Bolzen 31 den Ring 23 bloss einseitig. Die Bolzen 30,31 haben je einen radialen Flansch 32,33, der gegen eine Schulter 34,35 der Ringe 22,23 anliegt. Die Bolzen 30 sind durch einen eingeschweissten Kunststoffring 36 und die Bolzen 31 durch eine eingeschweisste Kunststoffscheibe 37 axial gesichert. Die Scheibe 37 ist um einen Betrag in den Ring 23 versenkt, der etwas grösser ist als das Mass, um welches die Bolzen 30 den Ring 22 überragen. Damit können wahlweise die Messer 20 in der mittleren Messerebene weggelassen werden. Dem analogen Zweck dienen auch die Bohrungen 15. Dazu sind die Einsätze 10 etwas dicker als das Mass, um welches die Bolzen 30,31 die Ringe 22,23 überragen.
  • Zur Montage werden zunächst die Scheiben 8 und die Ringe 22, 23 auf das Sechskant 6 aufgeschoben und die Schrauben 2 lose eingeschraubt. Nun werden die segmentförmigen Messer 20 auf je zwei Bolzen 30,31 aufgesteckt. Die Messer können dabei in den drei Messerebenen um ein ganzzahliges Vielfaches von 30° gegeneinander versetzt werden. Dies ermöglicht eine Anpassung des Messerkopfes an das im Kutter herzustellende Wurstbrät. Nun wird die Schraube 2 festgespannt. Die Scheiben 8 werden dabei in der Art von Tellerfedern elastisch etwas deformiert, so dass die Peripherie der Einsätze 10 gegen die Messer 20 presst.
  • Durch die beschriebene Ausbildung des Messerkopfes werden die Messer 20 zwischen Kunststoffteilen 10,22,23 eingespannt, so dass die elektrolytische Korrosion vermieden wird. Da der Kunststoff sehr viel weicher ist als der Messerstahl, wird auch bei leicht beschädigten Ringen 22,23 und Einsätzen 10 eine gleichmässige axiale Pressung erzielt, so dass keine stark überhöhten, örtlich konzentrierten Anpresskräfte entstehen. Insbesondere kommen die hinsichtlich Handhabungsbeschädigungen besonders exponierten Kanten der Reifen 25 und der Bunde 11 nicht in Kontakt mit den Messern 20. Dadurch kann die Gefahr der Ermüdungsbrüche vermieden werden. Ausserdem sind bei der erfindungsgemässen Ausbildung die Ringe 22,23 leichter und deshalb einfacher zu handhaben. Wegen der Metallreifen 25 kann die Welle 1 mit hoher Drehzahl gefahren werden, ohne dass die Gefahr der Zerstörung der Ringe 22,23 besteht.
  • Um einen sicheren Halt der Bolzen 30,31 in den Ringen 22,23 auch unter den hohen Zentrifugalkräften auf die Messer 20 bei hohen Drehzahlen sicherzsutellen, sind die Bolzen 30, 31 etwa in der radialen Mitte der Ringe 22,23 angeordnet. Die Messer 20 haben deshalb einen halbkreisringsegmentförmigen Einspannabschnitt 40, in welchem der Teilkreisradius 41 der Zentrierbohrungen 21 sowie der weiteren Bohrungen44 etwa dem Mittelwert zwischen Innenradius 42 und Aussenradius 43 entspricht.
  • Vom Einspannabschnitt 40 steht eine sichelförmige Messerklinge 45 ab mit einer kreisbogenförmigen Schnittkante 46. Der Aussenumfang mit dem Messerradius R der Klinge 45 ist zu einer relativ stumpfen Emulgierkante 47 geschliffen. Die Emulgierkante 47 wird nicht nachgeschliffen.
  • Das in Fig. 3 dargestellte Messer 20 ist insbesondere zur Herstellung von Wurstbrät für Brühwürste geeignet. Das Verhältnis von Krümmungsradius A der Schnittkante 46 zum Messerradius R ist etwa 0,79 und das Verhältnis des Abstandes B des Krümmungsmittelpunktes M der Schnittkante 46 von der Messerachse 48 zum Messerradius R etwa 0,51. Bei dieser Auslegung ist der Schnittwinkel a der Tangente 49 der Schnittkante R mit der Radialrichtung 50 wenig abhängig vom Schnittradius r. Er schwankt über den Radius r etwa zwischen 49° und 59°.

Claims (10)

1. Messerkopf für einen Kutter, umfassend einen drehfest mit einer Messerwelle (1) verbundenen Ring (22,23) mit mehreren auf einem gemeinsamen Teilkreis angeordneten, achsparallelen Bohrungen, in welchen Bolzen (30,31) zum Zentrieren von segmentförmigen Messern (20) zentriert sind, sowie zwei koaxiale Scheiben (8), die mit einer Spannvorrichtung (2) axial gegeneinander verspannt sind zum Einspannen der Messer (20), dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (22,23) aus Kunststoff besteht und mit einem Metallreifen (25) ummantelt ist, der axial kürzer ist als der Ring (22,23), und dass die beiden Scheiben (8) je einen dem Ring (22,23) zugewandten Kunstoffeinsatz (10) aufweisen, der zumindest an der Peripherie axial über die Scheibe (8) vorsteht.
2. Messerkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzen (30,31) einen radialen Flansch (32,33) aufweisen, der im Ring (22,23) gegen eine Schulter (34,35) anliegt und mit einem mit dem Ring (22,23) verschweissten Sicherungselement (36,37) aus Kunststoff gegen Axialverschiebung gesichert ist.
3. Messerkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (22,23) und die Scheiben (8) ein Innenmehrkant (24), insbesondere ein Innensechskant, aufweisen und auf eine zylindrische Mehrkanthülse (3) aufgeschoben sind, die drehfest mit der Messerwelle (1) verbunden ist.
4. Messerkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in den Ring (22, 23) zwölf regelmässig voneinander beabstandete Bolzen (30,31) eingesetzt sind.
5. Messerkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (10) der Scheiben (8) an der Stelle der Bolzen (30,31) Ansenkungen (15) hat.
6. Messerkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei nebst dem ersten Ring (22) ein zweiter Ring (23) angeordnet ist zum Einspannen von drei Messerreihen, wobei im ersten Ring (22) die Bolzen (30) beidseitig und im zweiten Ring (23) die Bolzen (31) bloss auf einer Seite axial vorstehen, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Ring (23) die Bolzen (31) von der anderen Seite her im Ring (23) versenkt und durch eine eingeschweisste Sicherungsscheibe (37) aus Kunststoff gesichert sind.
7. Kuttermesser zur Verwendung in einem Messerkopf gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend einen kreissegmentförmigen Einspannabschnitt (40) mit zwei auf einem gemeinsamen Teilkreis angeordneten Zentrierbohrungen (21) sowie eine an den Einspannabschnitt (40) angeformte sichelförmige Klinge (45), dadurch gekennzeichnet, dass der Einspannabschnitt (40) auf dem Teilkreis der Zentrierbohrungen (21) mehrere voneinander und von den Zentrierbohrungen (21) um einen Winkel von je 30° beabstandete Durchgangsbohrungen (44) aufweist, und dass der Teilkreisradius (41) etwa dem Mittelwert zwischen Innenradius (42) und Aussenradius (43) des Einspannabschnittes (40) entspricht.
8. Kuttermesser nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsbohrungen (44) einen grösseren Durchmesser haben als die Zentrierbohrungen (21).
9. Kuttermesser nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Einspannabschnitt (40) annähernd ein Halbkreisringsegment ist.
10. Kuttermesser nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittkante (46) kreisbogenförmig ist, und dass der Krümmungsradius (A) der Schnittkante (46) und der Abstand (B) des Krümmungszentrums (M) der Schnittkante (46) von der Messerachse (48) im Verhältnis zum Messerradius (R) so gewählt sind, dass der Schnittwinkel (a) längs der Schnittkante (46) etwa 55° beträgt.
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CH1589/87 1987-04-24
CH1589/87A CH673599A5 (de) 1987-04-24 1987-04-24

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EP0288025A2 EP0288025A2 (de) 1988-10-26
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DE3860634D1 (de) 1990-10-25
EP0288025A3 (en) 1989-03-22
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