EP0362573A2 - Messer zum Schneiden von Gut in Scheiben - Google Patents

Messer zum Schneiden von Gut in Scheiben Download PDF

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EP0362573A2 EP89116633A EP89116633A EP0362573A2 EP 0362573 A2 EP0362573 A2 EP 0362573A2 EP 89116633 A EP89116633 A EP 89116633A EP 89116633 A EP89116633 A EP 89116633A EP 0362573 A2 EP0362573 A2 EP 0362573A2
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section
over
knife
radius
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    • B26D2001/006—Cutting members therefor the cutting blade having a special shape, e.g. a special outline, serrations

Definitions

  • the invention relates to a knife for cutting goods that tend to undergo elastic and / or plastic deformation when a certain cutting pressure is exceeded, such as sausage or meat products to be cut into slices.
  • the knife is provided with a spiral cutting edge and is arranged on a shaft oriented perpendicular to its plane. The knife is driven by this about an axis of rotation essentially parallel to a longitudinal axis of the material.
  • Knives of this type with a cutting edge running according to an Archimedean or logarithmic curve are generally known and make it possible, for example, to advance a sausage strand in the longitudinal direction step by step by the thickness of a slice to be cut off, the feed stroke corresponding to the knife speed and the feed taking place within a period of one knife rotation, during which the knife is generally outside of the cross-section occupied by the sausage skein, so that a feed obstacle can be excluded by a knife part.
  • the known knives with a cutting edge course according to an Archimedean spiral lead to an equally constant feed speed of the cutting edge through the good at a constant distance between the axis of rotation of the knife and the central axis of the good to be cut and with a drive-related constant angular velocity of the knife.
  • a high feed rate of the cutting edge has a negative effect in these cutting phases insofar as the cutting material is considerably deformed by the pressure of the cutting edge, so that disks with a very irregular geometry are incurred, in particular the thickness of the panes varies in their edge regions and there are sometimes wedge-shaped panes or panes with tab-shaped marginal strips.
  • the invention has for its object to design a knife of the type described in such a way that the feed speed of the respectively active section of the cutting edge is adapted to the particular tendency of the material to be cut to deform at a constant knife speed, i.e. H. the size of the feed rate should be increased or reduced in inverse proportion to the tendency of the material to deform.
  • the feed rate at the start of a cut can be kept correspondingly low with a considerable tendency to deform the material, then increased in accordance with the reduced tendency to deform the material, and finally to be reduced again towards the end of the cut with a further increasing tendency to deform the material.
  • the feed speed of the cutting edge is at a during the first and third section critical with regard to deformation constant small size adjustable and during the third section that is not critical with regard to deformation, the feed speed of the cutting edge can be accelerated to a size by which time losses during the first and third sections can be more than compensated.
  • a high productivity of a cutting device, which is equipped with the knife according to the invention, can therefore be guaranteed without impairing the shape accuracy of the discs cut from a sensitive good by overall high average cutting speeds.
  • a further embodiment of the invention provides that the radius increase over the first section of the cutting edge is greater than the radius increase over the third section of the cutting edge, so that the constant feed speed of the cutting edge of the first section is greater than that of the third section.
  • the feed speed of the cutting edge can be optimized for each section, so that a corresponding increase in the cutting performance while maintaining the shape accuracy of the resulting disks can easily be achieved.
  • a particularly advantageous subdivision of a cutting edge takes place according to a further embodiment of the invention in such a way that the first section extends over more than 45 ° and less than 90 °, the second section extends over more than 90 ° and less than 180 ° and the third section in turn extends over more than 45 ° and less than 90 °.
  • an embodiment of the invention provides that the difference between the maximum radius of the third section of the cutting edge and the minimum radius of the first section of the cutting edge is adapted to the maximum diameter of the disks to be cut.
  • FIG. 1 an exemplary embodiment of a knife according to the invention is shown in plan view in FIG. 1 and the feed speed of the respectively active cutting edge region of the knife as a time / angle function is shown graphically in FIG. 2.
  • the knife 1 fastened on a shaft, not shown, is provided over 270 ° with a spiral cutting edge 2. This is divided into a first section 4, a second section 5 and a third section 6 in the direction of rotation of the knife 1 indicated by an arrow 3.
  • the radius increase is smaller than the radius increase in the second section 5 arranged therebetween.
  • the different radius increase occurs because the cutting edge 2 over section 4 after an Archimedean spiral, over section 5 after a cosine spiral and over the section 6 again after an Archimedean spiral.
  • the knife 1 in section 4 of the cutting edge 2 extending over a total of 270 ° with a smallest radius of 44 mm and a largest radius of 58 mm and in section 6 of the cutting edge 2 with a smallest radius of 137 mm and a largest radius from 150 mm designed, which consequently results in a smallest radius of 58 mm and a largest radius of 137 mm for the cutting edge 2 of section 5, the curve 7 shown in solid lines in FIG. 2 arises at a knife speed of 180 rpm, the one shows a maximum gate feed speed of 300 mm / s and a maximum gate feed speed of 100 mm / s.
  • the feed rate is shown in mm / s on the ordinate and the cutting time in s or the angle of rotation of the knife 1 in degrees on the abscissa.
  • the cut is made over the first horizontal part 7.1 at a constant feed speed of the cutting edge 2 according to an Archimedean spiral.
  • part 7.2 which runs according to a cosine spiral, whose increase factor, which can be varied between 1 and 99 in FIG. 2, is approximately 50 and leads to a maximum feed rate of 1954.55 mm / s.
  • curve 7 merges into part 7.3 again shows a constant feed speed of the cutting edge 2, which is, however, lower than that of the first part 7.1 and only coincides with it insofar as the part 7.3 runs according to an Archimedean spiral.
  • a dashed curve 8 and a dashed curve 9 are shown in FIG. 2, which result from conventional knife designs in which the cutting edge extends over its entire extent according to an Archimedean spiral (8) or according to a logarithmic spiral (9). runs.

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Abstract

Um zu einer Verformung neigendes Gut in geometrisch exakte Scheiben zu schneiden, ist das Messer (1) mit einer spiralförmigen Schneidkante (2) versehen, wobei diese in mindestens drei Abschnitte (4, 5, 6) unterteilt ist. In Drehrichtung des Messers (1) verläuft ein erster Abschnitt (4) der Schneidkante (2) mit einer Radienzunahme, die geringer ist als eine Radienzunahme eines in Drehrichtung folgenden Abschnitts (5). Darauf folgt ein dritter Abschnitt (6), über den die Schneidkante (2) wiederum mit einer geringeren Radienzunahme verläuft als die Schneidkante (2) über den mittleren Abschnitt (5). Vorzugsweise ist die Radienzunahme des in Drehrichtung letzten Abschnitts (6) der Schneidkante (2) auf ein Minimum reduziert.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Messer zum Schneiden von beim Überschreiten eines bestimmten Schneiddruckes zur elastischen und/oder plastischen Verformung neigendem Gut, wie beispielsweise in Scheiben zu schneidenden Wurst- oder Fleischwaren. Das Messer ist mit einer spiralförmigen Schneidkante versehen und auf einer senkrecht zu seiner Ebene ausgerichteten Welle angeordnet. Über diese ist das Messer um eine im wesentlichen zu einer Längsachse des Guts parallele Rotationsachse angetrieben.
  • Derartige Messer mit einer nach einer archimedischen oder logarithmischen Kurve verlaufenden Schneidkante sind allgemein bekannt und ermöglichen es, beispielsweise einen Wurststrang in Längsrichtung taktweise um die Stärke einer abzuschneidenden Scheibe vorzuschieben, wobei der Vorschubtakt der Messerdrehzahl entspricht und jeweils innerhalb eines Zeitabschnittes einer Messerdrehung der Vorschub erfolgt, während dessen sich das Messer insgesamt außerhalb des vom Wurststrang eingenommenen Querschnitts befindet, so daß eine Vorschubbehinderung durch einen Messerteil ausgeschlossen werden kann.
  • Es besteht aber auch die Möglichkeit, den Wurststrang während des Schneidvorgangs kontinuierlich vorzuschieben, wenn in Abhängigkeit vom Verhältnis zwischen Vorschub- und Schneidgeschwindigkeit spitzwinklig zu der zur Längsachse des Wurststrangs senkrechten Ebene verlaufende Schnittflächen in Kauf genommen oder gar anstrebt werden.
  • Die bekannten Messer mit einem Schneidkantenverlauf nach einer archimedischen Spirale führen bei konstantem Abstand zwischen der Rotationsachse des Messers und der Mittelachse des zu schneidenden Guts und bei antriebsbedingter konstanter Winkelgeschwindigkeit des Messers zu einer gleichfalls konstanten Vorschubgeschwindigkeit der Schneidkante durch das Gut. Da aber am Anfang und Ende eines Schnittes die Verformungsneigung eines Guts häufig erhöht ist, wirkt sich in diesen Schneidphasen eine große Vorschubgeschwindigkeit der Schneidkante insofern negativ aus, als durch den Druck der Schneide das Schneidgut erheblich verformt wird, so daß Scheiben mit einer sehr unregelmäßigen Geometrie anfallen, wobei insbesondere die Stärke der Scheiben in ihren Randbereichen variiert und teilweise keilförmige oder mit lappenförmigen Randstreifen versehene Scheiben anfallen. Um geometrisch exakte Scheiben zu erhalten, reicht es daher auch nicht aus, die Vorschubgeschwindigkeit der Schneidkante und die Messerdrehzahl entsprechend klein zu halten, was zudem die Produktivität einer mit einem derartigen Messer ausgestatteten Schneideinrichtung entsprechend beeinträchtigen würde, da es für einen möglichst verformungsfreien Schnitt auf das Verhältnis Vorschubgeschwindigkeit:Schnittgeschwindigkeit ankommt.
  • Die bekannten Messer mit einem Schneidkantenverlauf nach einer logarithmischen Spirale führen unter den im übrigen mit den vorgenannten Bedingungen übereinstimmenden Bedingungen zu einer überproportionalen Zunahme der Vorschubgeschwindigkeit der Schneidkante, da die Vorschubgeschwindigkeit nicht wie die Winkelgeschwindigkeit konstant ist, sondern der Umfangsgeschwindigkeit entspricht, die vom jeweiligen Abstand des Schneidkantenpunktes zur Rotationsachse abhängt. Dadurch erreicht die Vorschubgeschwindigkeit der Schneidkante am Ende eines Schnittes ihr Maximum, so daß sich in diesem in der Regel besonders zur Verformung neigenden Randbereich bezüglich der Scheibengeometrie der zuvor beschriebene Nachteil in gleicher Weise einstellt und keilförmige oder mit einem lappenförmigen Rand versehene Scheiben anfallen. Somit reicht es auch hierbei nicht aus, die Messerdrehzahl und die maximale Schneidkantengeschwindigkeit zu senken.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Messer der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß bei konstanter Messerdrehzahl die Vorschubgeschwindigkeit des jeweils aktiven Abschnitts der Schneidkante der jeweiligen Verformungsneigung des zu schneidenden Guts angepaßt ist, d. h. die Größe der Vorschubgeschwindigkeit soll umgekehrt proportional der Verformungsneigung des Guts zu steigern bzw. zu reduzieren sein.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird von einem Messer der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten gattungsgemäßen Art ausgegangen, welches erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil desselben angegebenen Merkmale aufweist.
  • Durch die erfindungsgemäßen drei unterschiedlichen Schneidkantenabschnitte läßt sich die Vorschubgeschwindigkeit am Anfang eines Schnittes bei erheblicher Verformungsneigung des Guts entsprechend gering halten, sodann entsprechend der reduzierten Verformungsneigung des Guts steigern, um schließlich wieder gegen Ende des Schnittes bei erneut zunehmender Verformungsneigung des Guts entsprechend verringert zu werden.
  • Entspricht gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Radienzunahme des ersten und des dritten Abschnitts der Schneidkante einer archimedischen Spirale und die Radienzunahme des zweiten Abschnitts der Schneidkante einer Kosinusspirale, so ist während des bezüglich einer Verformung kritischen ersten und dritten Abschnitts die Vorschubgeschwindigkeit der Schneidkante auf eine konstant geringe Größe einstellbar und während des bezüglich einer Verformung unkritischen dritten Abschnitts die Vorschubgeschwindigkeit der Schneidkante auf eine Größe beschleunigbar, durch die Zeitverluste während des ersten und dritten Abschnitts mehr als kompensiert werden können. Eine hohe Produktivität einer Schneideinrichtung, die mit dem erfindungsgemäßen Messer ausgestattet ist, läßt sich daher gewährleisten, ohne die Formgenauigkeit der von einem empfindlichen Gut abgeschnittenen Scheiben durch insgesamt hohe durchschnittliche Schneidgeschwindigkeiten zu beeinträchtigen.
  • Da die Verformungsempfindlichkeit des zu schneidenen Guts regelmäßig am Ende eines Schnitts noch ausgeprägter ist als am Anfang eines Schnitts, sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Radienzunahme über den ersten Abschnitt der Schneidkante größer ist als die Radienzunahme über den dritten Abschnitt der Schneidkante, so daß die konstante Vorschubgeschwindigkeit der Schneidkante des ersten Abschnitts größer ist als die des dritten Abschnitts.
  • Durch diese Ausgestaltung läßt sich die Vorschubgeschwindigkeit der Schneidkante für jeden Abschnitt optimieren, so daß eine entsprechende Steigerung der Schneidleistung unter Beibehaltung der Formgenauigkeit der anfallenden Scheiben ohne weiteres erreicht werden kann.
  • Eine besonders vorteilhafte Unterteilung einer sich beispielsweise über etwa 270° erstreckenden Schneidkante erfolgt nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung so, daß der erste Abschnitt sich über mehr als 45° und weniger als 90°, der zweiten Abschnitt sich über mehr als 90° und weniger als 180° und der dritte Abschnitt sich wiederum über mehr als 45° und weniger als 90° erstreckt.
  • Um das Messer so klein wie möglich auszubilden, sieht schließlich eine Ausgestaltung der Erfindung noch vor, daß die Differenz zwischen dem maximalen Radius des dritten Abschnitts der Schneidkante und dem minimalen Radius des ersten Abschnitts der Schneidkante dem maximalen Durchmesser der abzuschneidenden Scheiben angepaßt ist.
  • In der Zeichnung sind in Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Messers in einer Draufsicht und in Fig. 2 die Vorschubgeschwindigkeit des jeweils aktiven Schneidkantenbereichs des Messers als Zeit/Winkel-Funktion grafisch dargestellt.
  • Das auf einer nicht dargestellten Welle befestigte Messer 1 ist über 270° mit einer spiralförmig verlaufenden Schneidkante 2 versehen. Diese ist in der durch einen Pfeil 3 gekennzeichneten Drehrichtung des Messers 1 in einen ersten Abschnitt 4, einen zweiten Abschnitt 5 und einen dritten Abschnitt 6 unterteilt.
  • Bei dem ersten und dem dritten Abschnitt 4 bzw. 6 ist die Radienzunahme kleiner als die Radienzunahme bei dem dazwischen angeordneten zweiten Abschnitt 5. Die unterschiedliche Radienzunahme kommt dadurch zustande, daß die Schneidkante 2 über den Abschnitt 4 nach einer archimedischen Spirale, über den Abschnitt 5 nach einer Cosinus-Spirale und über den Abschnitt 6 wiederum nach einer archimedischen Spirale verläuft.
  • Wird beispielsweise das Messer 1 im Abschnitt 4 der sich insgesamt über 270° erstreckenden Schneidkante 2 mit einem kleinsten Radius von 44 mm und einem größten Radius von 58 mm und im Abschnitt 6 der Schneidkante 2 mit einem kleinsten Radius von 137 mm und einem größten Radius vom 150 mm ausgelegt, wobei sich folglich für die Schneidkante 2 des Abschnitts 5 ein kleinster Radius von 58 mm und ein größter Radius von 137 mm ergibt, entsteht bei einer Messerdrehzahl von 180 U/min die in Fig. 2 ausgezogen dargestellte Kurve 7, die eine maximale Anschnittsvorschubgeschwindigkeit von 300 mm/s und eine maximale Abschnittsvorschubgeschwindigkeit von 100 mm/s ausweist. Über die Ordinate ist die Vorschubgeschwindigkeit in mm/s und über die Abszisse die Schneiddauer in s bzw. der Drehwinkel des Messers 1 in Grad dargestellt. Wie der Kurvenverlauf zeigt, erfolgt der Schnitt über den ersten horizontalen Teil 7.1 bei einer konstanten Vorschubgeschwindigkeit der Schneidkante 2 gemäß einer archimedischen Spirale. Daran schließt sich der nach einer Cosinus-Spirale verlaufende Teil 7.2 an, deren zwischen 1 bis 99 variierbarer Anstiegsfaktor in Fig. 2 etwa 50 beträgt und zu einer maximalen Vorschubgeschwindigkeit von 1954,55 mm/s führt. Schließlich geht die Kurve 7 in den Teil 7.3 über, der wiederum eine konstante Vorschubgeschwindigkeit der Schneidkante 2 ausweist, die jedoch niedriger ist als die des ersten Teils 7.1 und mit diesem nur insoweit übereinstimmt, als auch der Teil 7.3 nach einer archimedischen Spirale verläuft.
  • Zum Vergleich ist in Fig. 2 eine gestrichelt dargestellte Kurve 8 und eine strichpunktiert dargestellte Kurve 9 eingezeichnet, die sich bei konventionellen Messerausbildungen ergeben, bei denen die Schneidkante uber ihre Gesamterstreckung nach einer archimedischen Spirale (8) bzw. nach einer logarithmischen Spirale (9) verläuft.
  • Trotz der hohen mittleren Vorschubgeschwindigkeit des erfindungsgemäßen Messers liegen bis auf die Anfangsgeschwindigkeit eines Messers mit einem Schneidkantenverlauf nach einer logarithmischen Spirale alle anderen Vorschubsanfangs- bzw. Vorschubsendgeschwindigkeiten deutlich höher als die des erfindungsgemäßen Messers, mit dem sich dennoch wesentlich größere Schnittleistungen als mit den konventionellen Messern erzielen lassen.

Claims (5)

1. Messer zum Schneiden von beim Überschreiten eines bestimmten Schneiddruckes zur elastischen und/oder plastischen Verformung neigendem Gut in Scheiben, wobei das mit einer spiralförmigen Schneidkante versehene Messer auf einer senkrecht zu seiner Ebene ausgerichteten Welle angeordnet ist und über diese um eine im wesentlichen zu einer Längsachse des Guts parallele Rotationsachse angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, daß die sich etwa über 150 - 360° erstreckende Schneidkante (2) in mindestens drei Abschnitte (4, 5, 6) unterteilt ist, von denen in Drehrichtung des Messers (1) ein erster Abschnitt (4) und ein dritter Abschnitt (6) der Schneidkante (2) jeweils mit einer Radienzunahme verläuft, die kleiner ist als eine Radienzunahme eines zwischen diesen angeordneten zweiten Abschnitts (5) der Schneidkante (2).
2. Messer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das die Radienzunahme des ersten und des dritten Abschnitts (4 bzw. 6) der Schneidkante (2) einer archimedischen Spirale entspricht, bei der die Vorschubgeschwindigkeit der Schneidkante (2) konstant ist, und daß die Radienzunahme des zweiten Abschnitts (5) der Schneidkante (2) einer Cosinus-Spirale entspricht, bei der die Vorschubgeschwindigkeit der Schneidkante (2) eine Beschleunigung erfährt.
3. Messer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Radienzunahme über den ersten Abschnitt (4) der Schneidkante (2) größer ist als die Radienzunahme über den dritten Abschnitt (6) der Schneidkante, so daß die konstante Vorschubgeschwindigkeit der Schneidkante (2) des ersten Abschnitts größer ist als die des dritten Abschnitts (6).
4. Messer nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß von der sich über etwa 270° erstreckenden Schneidkante (2) ihr erster Abschnitt (4) sich über mehr als 45° und weniger als 90°, ihr zweiter Abschnitt (5) sich über mehr als 90° und weniger als 180° und ihr dritter Abschnitt (6) sich wiederum über mehr als 45° und weniger als 90° erstreckt.
5. Messer nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen dem maximalen Radius des dritten Abschnitts (6) der Schneidkante (2) und dem minimalen Radius des ersten Abschnitts (4) der Schneidkante (2) dem maximalen Durchmesser der abzuschneidenden Scheiben angepaßt ist.
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