EP1652584A1 - Lochscheibe für Schneidsätze von Zerkleinerungsvorrichtungen und Schneidsatz mit einer solchen - Google Patents
Lochscheibe für Schneidsätze von Zerkleinerungsvorrichtungen und Schneidsatz mit einer solchen Download PDFInfo
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- EP1652584A1 EP1652584A1 EP05023169A EP05023169A EP1652584A1 EP 1652584 A1 EP1652584 A1 EP 1652584A1 EP 05023169 A EP05023169 A EP 05023169A EP 05023169 A EP05023169 A EP 05023169A EP 1652584 A1 EP1652584 A1 EP 1652584A1
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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
- B02C18/30—Mincing machines with perforated discs and feeding worms
- B02C18/36—Knives or perforated discs
- B02C18/365—Perforated discs
Definitions
- the present invention relates to a perforated disc for cutting sets of comminution devices, in particular meat mincing devices, wherein the perforated disc comprises: a central axis, an inlet side substantially orthogonal to the central axis, to which the cutting material is fed in the operating state of the perforated disc, and a distance in the direction of the central axis the outlet side of the outlet side, from which the material to be cut is removed, wherein the perforated disc further comprises a plurality of passage channels which pass through the perforated disc along a substantially straight through axis from the inlet side to the outlet side, wherein reference points of through axes with at least one reference side of the Inlet or the outlet side, preferably the inlet side, are arranged in rows substantially parallel to each other.
- perforated discs are well known in the field of meat-cutting equipment, such as meat grinders.
- the known perforated discs have mutually parallel inlet and outlet sides, wherein the passage axes of the through channels orthogonal to the inlet and the outlet side, i. parallel to the central axis of the perforated disc, run.
- the arrangement of passageways such that the reference intersections of the passage axes with the plane, for example, the inlet side are arranged like a line, ie a plurality of reference intersections is arranged on a plurality of mutually parallel lines, has the advantage that the perforated disc to a relatively large proportion of passage area may have their total area. This allows such a perforated disc at the same operating parameters of Fleischzerklein mecanicsmaschine, in which it is used, a higher throughput than a perforated disc with a smaller passage area proportion.
- a blade of a rotating blade is provided, which rests on the inlet side of the perforated disc usually.
- To be cut material to be crushed is promoted in crushing devices, for example, by a screw conveyor in a cutting material conveying direction in the direction of the central axis of the perforated disc. This conveying movement is superimposed on a cutting movement by the knife rotating around the center axis of the perforated disk, more precisely by its blades. This leads at the inlet side of the perforated disc to a direction of the center axis of the perforated disc skewed overall direction of movement of the material to be cut.
- the through channels have a surface normal to the inlet side inclined through axes.
- the passage axes of the passageways of these known as Turbocut perforated discs on the market perforated discs are all inclined at the same angle with respect to the inlet side surface normal in the tangential direction.
- the passage axes lie in a plane orthogonal to a radius beam from the central axis to the respective reference intersection of the passage axis with the plane of the inlet side of the perforated disc.
- the reference intersections of all through axes of the known Turbocut perforated discs are on a spiral line.
- this spiral arrangement of the through-channels has the disadvantage of a reduced passage area compared to the line-like arrangement of reference intersections, so that the quality gain on the material to be cut must be paid for with a loss of possible cutting material throughput per unit of time.
- a perforated disc of the type mentioned in which passage axes of a plurality of passage channels each lie in a plane which is oriented substantially orthogonal to a radius beam from the central axis to the respective reference intersection, and that the passage axes further with respect Surface normals are inclined to the reference side with an inclination angle.
- the passage axes are inclined in the direction of a tangent to a circle containing the respective reference intersection point about the central axis.
- the inclined passage axis thus has an axial and a tangential component.
- the tangential component advantageously has a direction which coincides with the direction of the web speed of a knife rotating about the center axis, which interacts with the perforated disk on the inlet side.
- the inlet side or outlet side can be used as a reference side for viewing the reference intersections of the passage axes of the passage channels of the perforated disc.
- the inlet side since the inlet side always interacts with perforated discs with a rotating blade, but not the outlet side in the case of end perforated discs, it is expedient to use the inlet side as a reference side for viewing the arrangement of the reference points of intersection.
- a perforated disc which has a high passage area portion and which nevertheless does not or only slightly diverts the material passing through it and thus brakes only slightly.
- the passageways are drilled in a perforated disc blank, wherein the bore axis coincides with the passage axis.
- the reference intersections are then simply the hole coordinates on the reference side.
- the passageways are made additionally or alternatively with other manufacturing processes.
- At least three reference intersections lie on at least one row. More preferably, more than three reference intersections are in each case more than two lines to increase the passage area proportion
- the largest possible transmission area proportion can be obtained by arranging reference intersections of a first intersection line with respect to reference intersections in an adjacent second intersection line substantially parallel to the first intersection line in the row direction.
- the closest possible packing of through channels can be obtained in the above-described preferred arrangement of reference intersections in adjacent rows in the row direction, such that the offset amount in the row direction between a reference intersection of the first intersection line and a nearest reference intersection of the adjacent second intersection line 40 % to 60%, preferably about 50% of the distance of the reference intercept of the first intersection line to its line-adjacent neighbor reference intersection of the same (first) intersection line.
- the mouth openings of the passageways on the reference side of the perforated disc have an elliptical boundary, wherein the half-axes of the boundary ellipses of adjacent passageways are slightly rotated relative to each other. For this reason, it may sometimes be more convenient to have a reference intersection on a second intersection line in the row direction not exactly between two adjacent reference intersections on one of the second adjacent ones to arrange the first intersection line in order to achieve as dense a package of through channels and thus to the largest possible passage area proportion.
- the distances between adjacent reference intersections in the row direction over a plurality of lines are advantageously the same, preferably over all lines.
- the line spacings orthogonal to the row direction between adjacent lines may be the same for a plurality of lines, preferably for all lines.
- the problem of overlapping through-channels can occur when using the same angle of inclination for all passage axes. Although this can be solved by larger distances of the reference axes from each other, but only with reduction of the Naturalgangs vomanteils, which is undesirable. Perforated discs with intersecting passageways are to be considered as scrap.
- a particularly preferred embodiment of a perforated disc according to the invention avoids the problem of overlapping through-channels with simultaneously unchanged high passage area ratio in that the amount of the inclination angle is proportional to the radial distance of the respective reference intersection point from the central axis.
- the same hole pattern can then be obtained on the inlet side as on the outlet side, a not to be underestimated factor, since consumers are used to the same hole patterns on the inlet as on the outlet side and would give a product with different hole patterns under certain circumstances less confidence ,
- Identical hole patterns on the inlet as on the outlet side can be obtained, in particular, when the inclination angle becomes larger with increasing distance of the reference intersection point from the central axis.
- Perforated discs according to the above-defined present invention or according to a development described above give a cutting set with a perforated disc formed as described above and at least one knife, which interacts at least on the inlet side with the perforated disc, a special value, which reserves the applicant, separately To claim protection for such cutting sets.
- a particularly gentle processing of the material to be cut in the perforated disc is present in particular if, in the case of a cutting set with a perforated disc according to one of the above-described embodiments and a cooperating with this at the inlet side, with a rotational speed substantially in the central axis rotating blade of the inclination angle of each Passage axis of the perforated disc is chosen so that it lies substantially in a direction range of the achievable speeds of movement of the material to be cut at the location of the reference intersection of the respective passage axis with the inlet side.
- the directional range of the movement speeds can be determined from a vector addition of the individual speeds of the material to be cut.
- the individual speeds are, on the one hand, the material to be cut in the direction of the central axis and, on the other hand, the web speed of a knife edge pointing towards the inlet side and directly opposite it, at a predetermined point.
- the web speed is always directed tangentially with respect to a predetermined location containing pitch circle about the central axis. Since the path speed of the rotating blade always points in the tangential direction, there is again a passage axis, which is inclined in accordance with the input rule given and has an axial and a tangential direction component.
- the directional range of the movement speeds is limited downwardly by the direction of a cumulative velocity from a vector addition of a minimum possible cut product conveying speed and a minimum possible knife blade path speed at the location of the respective reference intersection point.
- the said directional range is also limited in an analogous manner upwards by the direction of a cumulative speed from a vector addition of a maximum possible product conveying speed and a maximum possible web speed of the knife blade at the location of the respective reference intersection point.
- the comminuting devices in question here are operated with different cutting material delivery speeds and different knife speeds depending on the material to be cut.
- the technically usable range of these two parameters can be narrowed between a minimum and a maximum usable material removal speed and a minimum and a maximum technically sensible knife speed. If one now selects the angle of inclination according to the above rule such that it lies within the determinable range of the possible cutting product overall movement directions, the Flow resistance of the material to be cut by a forced deflection through the passageways in the perforated disc in most applications low.
- FIG 1 an embodiment of a perforated disc according to the invention is generally designated 10.
- the perforated disk is shown in Figure 1 in plan view. Therefore, one looks at the plane parallel to the drawing plane inlet side 12 of the perforated disc 10th
- the perforated disc 10 is substantially cylindrical with respect to a plane orthogonal to the plane of the figure 1 center axis M.
- the orifice plate 10 has a plurality of passage channels, among which, inter alia, the passage channels 14, 16 and 18 are provided with reference numerals by way of example.
- the mouth boundaries of these passageways 14, 16 and 18 on the inlet side 12 are denoted by 20, 22 and 24, respectively.
- the outlet-side mouth boundaries of the through-channels 14, 16 and 18 are designated by the reference numerals 26, 28 and 30, respectively. From the offset of the inlet and the outlet side mouth boundaries, for example, the mouth boundaries 20 and 26 of the passageway 14 and the mouth boundaries 24 and 30 of the passageway 18, substantially in the direction of a tangent to the respective reference intersection B containing pitch circle about the central axis M is to can be seen that a central axis of the passage channels 14 and 18 is arranged inclined as a passage axis D.
- the passage axes D which are not shown in FIG. 1 for reasons of clarity, but which are shown in FIG. 2 in their projection onto the drawing plane and which can be seen particularly well in FIG. 3, with respect to a surface normal N on the inlet side 12 Moreover, the passage axes D lie in a plane E, which is oriented orthogonal to a radius ray R to a reference center B of the respective through-channel on the inlet side 12. See, for example, the passage 15 with its inlet-side mouth boundary 21 and its outlet-side mouth boundary 27. This means in the example shown in Figure 1, that the plane containing the passage axis E also contains the surface normal N on the inlet side 12.
- Reference points B refer to those points at which the passage axes D (see FIG. 2) pierce the plane of the inlet side 12.
- the outlet side 13 can serve as a reference plane, so that piercing points of the passage axes D through the plane of the outlet side 13 can serve as reference intersections.
- the inlet side 12 is selected as a reference page.
- the reference points B are arranged in parallel lines.
- line 32 which contains the reference intersections B32 1 , B32 2 and B32 3 .
- a another line 34 is provided, which is the line 32 immediately adjacent and which contains the reference intersection B34 1 to B34 4 .
- the line spacing a is the same for all lines in the example shown in FIG.
- the through channels are provided such that their reference intersections are arranged offset in two adjacent rows, for example in the lines 32 and 34, in the row direction Z to each other.
- the offset amount V between nearest reference intersections of adjacent reference intersection lines, such as the reference intersections B32 2 and B34 2 of lines 32 and 34, in the example shown in Figure 1, is one-half the distance W between two reference intersections of one line, such as Reference intersections B32 1 and B32 2 of the line 32.
- the distance W in the row direction Z is the same for all reference intersections on the inlet side 12 of the perforated disk 10 shown in FIG.
- the perforated disc 10 has a Fix istsnut 36, with which the perforated disc 10 is fixed in a crusher in the circumferential direction about the central axis M rotation.
- the arrow 38 designates the relative direction of rotation with which a blade 40 of a rotating knife 42 resting on the inlet side 12 rotates with respect to the inlet side 12 (see FIG. 3).
- FIG. 3 shows the interaction of the perforated disc 10 with the knife 42.
- the plane E shown in FIG. 1 forms the plane of the drawing of FIG. 3.
- the inclination angle ⁇ is selected such that the direction of the passage axis D of the through-hole 15 approximately coincides with the direction of the velocity V G , which is formed from the vectorial sum of the velocity V M of the knife 42 and the velocity V F of the movement of the cut material in the conveying direction.
- the conveying direction is normal to the inlet side 12, that is, the surface normal N, the direction of Schneidgutlute means of a conveyor screw, not shown, and the central axis M of the perforated disc are substantially parallel to each other.
- reduced wedge angle y which forms the through hole 15 with the inlet side 12.
- FIG. 1 Such a particularly preferred embodiment is shown in FIG.
- the same components and component sections as in the embodiment of FIGS. 1 to 3 are provided with the same reference symbols in FIGS. 4 and 5, but increased by the number 100.
- FIGS. 4 and 5 For a detailed description of these components and component elements, reference is explicitly made to the description thereof in connection with FIGS referenced to 3.
- FIG. 4 and 5a to c differs from the embodiment of Figures 1 to 3 exclusively in that the inclination angle ⁇ of a passage axis D is proportional to the radial distance of the reference intersection point B of the respective passage axis D with the plane of the inlet side 112. Otherwise, the perforated disc 110 of Figures 4 and 5A to C is identical to that of Figures 1 to 3.
- FIGS. 5a to 5c show in cross-section the through-channels 150, 152 and 154.
- the inclination angle ⁇ of the respective passage axes D are characterized by indexing with the reference symbol of the through-channel. It can be clearly seen that the inclination angle ⁇ 152 with respect to the surface normal N on the inlet side 112 is smaller than the inclination angle ⁇ 150 of the passage channel 150, which in turn is smaller than the inclination angle ⁇ 154 of the passage channel 154.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Crushing And Pulverization Processes (AREA)
- Crushing And Grinding (AREA)
Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lochscheibe für Schneidsätze von Zerkleinerungsvorrichtungen, insbesondere von Fleischzerkleinerungsvorrichtungen, wobei die Lochscheibe umfasst: eine Mittelachse, eine zur Mittelachse im Wesentlichen orthogonale Einlaufseite, zu welcher im Betriebszustand der Lochscheibe das Schneidgut zugeführt wird, und eine in Richtung der Mittelachse mit Abstand von der Einlaufseite gelegene Auslaufseite, von welcher das Schneidgut abgeführt wird, wobei die Lochscheibe weiter eine Mehrzahl von Durchgangskanälen aufweist, welche die Lochscheibe jeweils längs einer im Wesentlichen geradlinigen Durchgangsachse von der Einlaufseite zur Auslaufseite durchsetzen, wobei Bezugsschnittpunkte von Durchgangsachsen mit wenigstens einer Bezugsseite aus der Einlauf- oder der Auslaufseite, vorzugsweise der Einlaufseite, in zueinander im Wesentlichen parallelen Zeilen angeordnet sind.
- Derartige Lochscheiben sind auf dem Gebiet fleischereitechnischer Zerkleinerungsvorrichtungen, wie etwa Fleischwölfen, ausreichend bekannt. Die bekannten Lochscheiben weisen zueinander parallele Einlauf- und Auslaufseiten auf, wobei die Durchgangsachsen der Durchgangskanäle orthogonal zur Einlauf- und zur Auslaufseite, d.h. parallel zur Mittelachse der Lochscheibe, verlaufen.
- Die Anordnung von Durchgangskanälen derart, dass die Bezugsschnittpunkte der Durchgangsachsen mit der Ebene beispielsweise der Einlaufseite zeilenartig angeordnet sind, d.h. eine Mehrzahl von Bezugsschnittpunkten ist auf einer Mehrzahl von zueinander parallelen Geraden angeordnet, hat den Vorteil, dass die Lochscheibe einen vergleichsweise großen Anteil an Durchlassfläche zu ihrer Gesamtfläche aufweisen kann. Dadurch gestattet eine derartige Lochscheibe bei gleichen Betriebsparametern der Fleischzerkleinerungsmaschine, in welche sie eingesetzt ist, einen höheren Durchsatz als eine Lochscheibe mit einem geringeren Durchlassflächenanteil.
- Bei Lochscheiben ist jedoch zu beachten, dass zumindest auf der Einlaufseite einer Lochscheibe eine Klinge einer rotierenden Messers vorgesehen ist, welche in der Regel an der Einlaufseite der Lochscheibe anliegt. Zu zerkleinerndes Schneidgut wird in Zerkleinerungsvorrichtungen beispielsweise durch eine Förderschnecke in einer Schneidgut-Förderrichtung in Richtung der Mittelachse der Lochscheibe gefördert. Dieser Förderbewegung wird eine Schnittbewegung durch das um die Mittelachse der Lochscheibe rotierende Messer, genauer durch seine Klingen, überlagert. Dies führt an der Einlaufseite der Lochscheibe zu einer zur Mittelachse der Lochscheibe windschiefen Gesamtbewegungsrichtung des Schneidguts.
- Dabei ist es nachteilig, das Schneidgut durch die bekannten mittelachsparallelen Durchgangskanäle in der Lochscheibe zwangsweise umzulenken, da dies die Durchflussmenge reduziert. Außerdem werden durch rechtwinklige Schneidkanten auf das Schneidgut erhebliche Quetschkräfte ausübt, die die Qualität des Schneidguts negativ beeinflussen.
- Zur Vermeidung derartiger nachteiliger Einflüsse auf das Schneidgut wurden von der Jopp GmbH Lochscheiben entwickelt, deren Durchgangskanäle zu einer Flächennormalen auf die Einlaufseite geneigte Durchgangsachsen aufweisen. Die Durchgangsachsen der Durchgangskanäle dieser als Turbocut-Lochscheiben am Markt bekannten Lochscheiben sind dabei alle um denselben Winkel bezüglich der Einlaufseiten-Flächennormalen in tangentialer Richtung geneigt. Die Durchgangsachsen liegen in einer Ebene orthogonal zu einem Radiusstrahl von der Mittelachse zu dem jeweiligen Bezugsschnittpunkt der Durchgangsachse mit der Ebene der Einlaufseite der Lochscheibe. Aus fertigungstechnischen Gründen liegen die Bezugsschnittpunkte aller Durchgangsachsen der bekannten Turbocut-Lochscheiben auf einer Spirallinie.
- Diese Spiral-Anordnung der Durchgangskanäle hat jedoch den Nachteil einer gegenüber der zeilenartigen Anordnung von Bezugsschnittpunkten verringerten Durchlassfläche, sodass der Qualitätsgewinn am Schneidgut mit einer Einbuße an möglichem Schneidgutdurchsatz pro Zeiteinheit erkauft werden muss.
- Andere Hersteller haben mit Lochscheiben experimentiert, deren Durchgangskanäle so angeordnet waren, dass Bezugsschnittpunkte der Durchgangsachsen mit der Ebene der Einlaufseite zeilenartig angeordnet waren und die Durchgangsachsen bezüglich der Ebene der Einlaufseite geneigt angeordnet waren. Jedoch waren bei diesen bekannten Lochscheiben alle Durchgangsachsen zueinander parallel. So konnte zwar die Durchlassfläche der Lochscheibe und somit der mögliche Schneidgutdurchsatz pro Zeiteinheit erhöht werden. Dagegen war die Ausrichtung der Durchgangskanäle nur in einem Sektor der Lochscheibe optimal. In den übrigen Sektoren waren die Schneidverhältnisse wesentlich ungünstiger, sogar ungünstiger als bei mittelachsparallelen Durchgangsachsen.
- Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Lochscheibe bereitzustellen, welche einen möglichst hohen Durchlassflächenanteil an der Gesamtlochscheibenfläche ermöglicht, den Durchflusswiderstand je Kanal reduziert und gleichzeitig die im Stand der Technik derzeit hinzunehmenden Qualitätseinbußen am Schneidgut vermeidet.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Lochscheibe der eingangs genannten Art, bei welcher Durchgangsachsen einer Mehrzahl von Durchgangskanälen jeweils in einer Ebene liegen, die im Wesentlichen orthogonal zu einem Radiusstrahl von der Mittelachse zu dem jeweiligen Bezugsschnittpunkt orientiert ist, und dass die Durchgangsachsen weiter bezüglich einer Flächennormalen auf die Bezugsseite mit einem Neigungswinkel geneigt sind. Mit anderen Worten sind die Durchgangsachsen in Richtung einer Tangente an einen den jeweiligen Bezugsschnittpunkt enthaltenden Teilkreis um die Mittelachse geneigt.
- Die geneigte Durchgangsachse weist somit eine axiale und eine tangentiale Komponente auf. Die tangentiale Komponente weist dabei vorteilhafterweise in eine Richtung, welche mit der Richtung der Bahngeschwindigkeit eines um die Mittelachse rotierenden Messers zusammenfällt, das einlaufseitig mit der Lochscheibe zusammenwirkt.
- Grundsätzlich kann die Einlaufseite oder Auslaufseite als Bezugsseite zur Betrachtung der Bezugsschnittpunkte der Durchgangsachsen der Durchgangskanäle der Lochscheibe herangezogen werden. Da jedoch die Einlaufseite bei Lochscheiben stets mit einem rotierenden Messer zusammenwirkt, bei Endlochscheiben die Auslaufseite jedoch nicht, ist es zweckmäßig, die Einlaufseite als Bezugsseite zur Betrachtung der Anordnung der Bezugsschnittpunkte zu verwenden.
- Im vorliegenden Fall wird eine Lochscheibe erhalten, welche einen hohen Durchlassflächenanteil aufweist und welche trotzdem das durch sie hindurch tretende Schneidgut nicht oder nur in geringem Maße umlenkt und damit nur geringfügig bremst.
- Der fertigungstechnische Aufwand für die Herstellung derartiger Lochscheiben ist zwar größer als bei den Lochscheiben des Standes der Technik, wird aber durch die hervorragende Qualität des durch sie erhaltenen zerkleinerten Schneidguts und einen höheren Durchsatz pro Zeiteinheit gerechtfertigt.
- Üblicherweise werden die Durchgangskanäle in einen Lochscheibenrohling eingebohrt, wobei die Bohrungsachse mit der Durchgangsachse zusammenfällt. Die Bezugsschnittpunkte sind dann einfach die Bohrungskoordinaten auf der Bezugsseite. Es soll jedoch nicht ausgeschlossen sein, dass die Durchgangskanäle zusätzlich oder alternativ mit anderen Fertigungsverfahren hergestellt werden.
- Vorzugsweise liegen auf wenigstens einer Zeile wenigstens drei Bezugsschnittpunkte. Besonders bevorzugt liegen zur Erhöhung des Durchlassflächenanteils auf mehr als zwei Zeilen jeweils mehr als drei Bezugsschnittpunkte
- Es sei ausdrücklich darauf verwiesen, dass es ausreicht, wenn nur ein Teil aller Durchgangskanäle mit ihren Durchgangsachsen in der oben beschriebenen Art und Weise angeordnet sind. Vorzugsweise sind zur Erzielung eines möglichst hohen Durchlassflächenanteils jedoch alle Durchgangskanäle derart vorgesehen, dass ihre Durchgangsachsen die obigen Anordnungsvorschriften erfüllen.
- Bei zeilenartiger Anordnung der Bezugsschnittpunkte kann ein möglichst großer Durchlassflächenanteil dadurch erhalten werden, dass Bezugsschnittpunkte einer ersten Schnittpunkt-Zeile bezüglich Bezugsschnittpunkten in einer zur ersten Schnittpunkt-Zeile im Wesentlichen parallelen benachbarten zweiten Schnittpunkt-Zeile in Zeilenrichtung versetzt angeordnet sind.
- Eine möglichst dichte Packung von Durchgangskanälen kann bei der zuvor beschriebenen bevorzugten Anordnung von in benachbarten Zeilen zueinander in Zeilenrichtung versetzten Bezugsschnittpunkten dadurch erhalten werden, dass der Versatzbetrag in Zeilenrichtung zwischen einem Bezugsschnittpunkt der ersten Schnittpunkt-Zeile und einem nächstgelegenen Bezugsschnittpunkt der benachbarten zweiten Schnittpunkt-Zeile 40% bis 60%, vorzugsweise etwa 50% des Abstands des Bezugsschnittpunkts der ersten Schnittpunkt-Zeile zu seinem in Zeilenrichtung gelegenen Nachbar-Bezugsschnittpunkt der selben (ersten) Schnittpunkt-Zeile beträgt.
- Hier ist zu beachten, dass bei Betrachtung der Bezugsseite in Draufsicht die Mündungsöffnungen der Durchgangskanäle an der Bezugsseite der Lochscheibe eine elliptische Berandung aufweisen, wobei die Halbachsen der Berandungsellipsen benachbarter Durchgangskanäle geringfügig zueinander verdreht sind. Aus diesem Grunde kann es mitunter günstiger sein, einen Bezugsschnittpunkt auf einer zweiten Schnittpunkt-Zeile in Zeilenrichtung nicht exakt zwischen zwei benachbarten Bezugsschnittpunkten auf einer der zweiten benachbarten ersten Schnittpunkt-Zeile anzuordnen, um zu einer möglichst dichten Packung von Durchgangskanälen und damit zu einem möglichst großen Durchlassflächenanteil zu gelangen.
- Aus fertigungstechnischer Sicht kann es jedoch vorteilhaft sein, stets den gleichen Versatzbetrag zu wählen, sodass dann ein Versatzbetrag von etwa 50 % des Abstands zwischen zwei benachbarten Bezugsschnittpunkten einer Schnittpunkt-Zeile zu einem zufriedenstellend großen Durchlassflächenanteil führt.
- Zur vereinfachten Fertigung sind vorteilhafterweise die Abstände zwischen benachbarten Bezugsschnittpunkten in Zeilenrichtung über eine Mehrzahl von Zeilen gleich, vorzugsweise über alle Zeilen hinweg. Aus dem gleichen Grund können alternativ oder zusätzlich die Zeilenabstände orthogonal zur Zeilenrichtung zwischen benachbarten Zeilen für eine Mehrzahl von Zeilen, vorzugsweise für alle Zeilen, gleich sein.
- Je nach Dicke der Lochscheibe, wobei die Dicke der Lochscheibe in der Regel der Abstand zwischen Einlauf- und Auslaufseite ist, kann bei Verwendung des gleichen Neigungswinkels für alle Durchgangsachsen das Problem sich überschneidender Durchgangskanäle auftreten. Dies kann zwar durch größere Abstände der Bezugsachsen voneinander gelöst werden, jedoch nur unter Verringerung des Durchlassflächenanteils, was unerwünscht ist. Lochscheiben mit sich schneidenden Durchgangskanälen sind als Ausschuss zu betrachten.
- Eine besonders bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lochscheibe vermeidet das Problem sich überschneidender Durchgangskanäle bei gleichzeitig unverändert hohem Durchlassflächenverhältnis dadurch, dass der Betrag des Neigungswinkels proportional zum radialen Abstand des jeweiligen Bezugsschnittpunkts von der Mittelachse ist.
- Gilt nämlich für alle oder zumindest für einen Großteil der Durchgangsachsen, dass der radiale Abstand eines Bezugsschnittpunktes von der Mittelachse mittels eines für alle Durchgangsachsen im Wesentlichen gleichen Proportionalitätsfaktors in den Neigungswinkel der Durchgangsachse am jeweiligen Bezugspunkt überführbar ist, ist gewährleistet, dass Durchgangskanäle sich dann nicht schneiden, wenn sich die Berandungen der Durchgangskanäle an der Bezugsseite nicht schneiden.
- Überdies kann dann auf der Einlaufseite wie auf der Auslaufseite das gleiche Lochbild erhalten werden, ein nicht zu unterschätzender Faktor, da die Verbraucher an gleiche Lochbilder auf der Einlauf- wie auf der Auslaufseite gewöhnt sind und einem Produkt mit unterschiedlichen Lochbildern unter Umständen weniger Vertrauen schenken würden.
- Gleiche Lochbilder auf der Einlauf- wie auf der Auslaufseite können insbesondere dann erhalten werden, wenn der Neigungswinkel mit größer werdendem Abstand des Bezugsschnittpunkts von der Mittelachse größer wird.
- Lochscheiben gemäß der oben definierten vorliegenden Erfindung oder gemäß einer oben ausgeführten Weiterbildung derselben verleihen einem Schneidsatz mit einer wie oben beschrieben ausgebildeten Lochscheibe und wenigstens einem Messer, das zumindest auf der Einlaufseite mit der Lochscheibe zusammenwirkt, einen besonderen Wert, weshalb sich die Anmelderin vorbehält, gesonderten Schutz auch für derartige Schneidsätze zu beanspruchen.
- Eine besonders schonende Verarbeitung des Schneidguts in der Lochscheibe liegt insbesondere dann vor, wenn bei einem Schneidsatz mit einer Lochscheibe gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen und einem mit dieser an deren Einlaufseite zusammenwirkenden, mit einer Drehgeschwindigkeit im Wesentlichen im die Mittelachse rotierenden Messer der Neigungswinkel einer jeden Durchgangsachse der Lochscheibe so gewählt ist, dass er im Wesentlichen in einem Richtungsbereich der erzielbaren Bewegungsgeschwindigkeiten des Schneidguts an der Stelle des Bezugsschnittpunkts der jeweiligen Durchgangsachse mit der Einlaufseite liegt.
- Der Richtungsbereich der Bewegungsgeschwindigkeiten ist aus einer Vektoraddition der Einzelgeschwindigkeiten des Schneidguts ermittelbar. Die Einzelgeschwindigkeiten sind zum einen die Schneidgut-Fördergeschwindigkeit in Richtung der Mittelachse und zum anderen die Bahngeschwindigkeit einer zur Einlaufseite hinweisenden und dieser unmittelbar gegenüberliegenden Messerklinge an einer vorbestimmten Stelle. Die Bahngeschwindigkeit ist stets tangential bezüglich eines die vorbestimmte Stelle enthaltenden Teilkreises um die Mittelachse gerichtet. Da die Bahngeschwindigkeit der rotierenden Klinge stets in tangentiale Richtung weist, ergibt sich wiederum eine Durchgangsachse, welche gemäß der Eingangs gegebenen Vorschrift geneigt ist und eine axiale sowie eine tangentiale Richtungskomponente aufweist.
- Der Richtungsbereich der Bewegungsgeschwindigkeiten ist nach unten begrenzt durch die Richtung einer Summengeschwindigkeit aus einer Vektoraddition einer minimal möglichen Schneidgut-Fördergeschwindigkeit und einer minimal möglichen Messerklingen-Bahngeschwindigkeit an der Stelle des jeweiligen Bezugsschnittpunkts.
- Der genannte Richtungsbereich ist außerdem in analoger Weise nach oben begrenzt durch die Richtung einer Summengeschwindigkeit aus einer Vektoraddition einer maximal möglichen Schneidgut-Fördergeschwindigkeit und einer maximal möglichen Bahngeschwindigkeit der Messerklinge an der Stelle des jeweiligen Bezugsschnittpunkts.
- In der Regel werden die hier in Frage kommenden Zerkleinerungsvorrichtungen abhängig von dem zu zerkleinernden Schneidgut mit unterschiedlichen Schneidgut-Fördergeschwindigkeiten und unterschiedlichen Messerdrehzahlen betrieben. Jedoch lässt sich der technisch nutzbare Bereich dieser beiden Parameter zwischen einer minimalen und einer maximalen nutzbaren Schneidgut-Fördergeschwindigkeit und einer minimalen und einer maximalen technisch sinnvollen Messerdrehzahl eingrenzen. Wählt man nun den Neigungswinkel entsprechend der obigen Vorschrift derart, dass er innerhalb des ermittelbaren Bereichs der möglichen Schneidgut-Gesamtbewegungsrichtungen liegt, ist der Durchflusswiderstand des Schneidguts durch eine Zwangsumlenkung durch die Durchgangskanäle in der Lochscheibe in den meisten Anwendungsfällen gering.
- Ist eine Parameterkombination aus Schneidgut-Fördergeschwindigkeit und Messerdrehzahl als bevorzugt erkennbar, so ist es vorteilhaft, den Neigungswinkel unter Berücksichtigung dieses bevorzugten Parameterpaares zu bestimmen.
- Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es stellt dar:
- Figur 1
- eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer Lochscheibe gemäß der vorliegenden Erfindung,
- Figur 2
- eine vereinfachte Querschnittsansicht der Lochscheibe von Figur 1 entlang des Durchmessers II-II,
- Figur 3
- eine idealisierte Abwicklungsansicht längs der Ebene E bzw. III-III in Figur 1,
- Figur 4
- eine Draufsicht auf eine zweite, bevorzugte Ausführungsform einer Lochscheibe gemäß der vorliegenden Erfindung sowie
- Figuren 5a bis 5c
- Schnittansichten durch unterschiedlich weit von der Lochscheiben-Mittelachse entfernte Durchgangskanäle der Lochscheibe von Figur 4.
- In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Lochscheibe allgemein mit 10 bezeichnet. Die Lochscheibe ist in Figur 1 in der Draufsicht dargestellt. Man blickt daher auf die zur Zeichenebene parallele Einlaufseite 12 der Lochscheibe 10.
- Die Lochscheibe 10 ist im Wesentlichen zylindrisch bezüglich einer zur Zeichenebene der Figur 1 orthogonalen Mittelachse M.
- Die Lochscheibe 10 weist mehrere Durchgangskanäle auf, von welchen unter anderem die Durchgangskanäle 14, 16 und 18 beispielhaft mit Bezugszeichen versehen sind. Die Mündungsberandungen dieser Durchgangskanäle 14, 16 und 18 auf der Einlaufseite 12 sind mit 20, 22 bzw. 24 bezeichnet.
- Die auslaufseitigen Mündungsberandungen der Durchgangskanäle 14, 16 und 18 sind mit den Bezugszeichen 26, 28 bzw. 30 bezeichnet. Aus dem Versatz der einlauf- und der auslaufseitigen Mündungsberandungen, beispielsweise der Mündungsberandungen 20 und 26 des Durchgangskanals 14 und der Mündungsberandungen 24 und 30 des Durchgangskanals 18, im Wesentlichen in Richtung einer Tangente an den den jeweiligen Bezugsschnittpunkt B enthaltenden Teilkreis um die Mittelachse M ist zu entnehmen, dass eine zentrale Achse der Durchgangskanäle 14 und 18 als Durchgangsachse D geneigt angeordnet ist.
- Genauer sind die Durchgangsachsen D, welche in Figur 1 aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind, welche jedoch in Figur 2 in ihrer Projektion auf die Zeichenebene dargestellt sind und welche besonders gut in Figur 3 erkennbar sind, bezüglich einer Flächennormalen N auf die Einlaufseite 12 geneigt, wobei die Durchgangsachsen D überdies in einer Ebene E liegen, welche orthogonal zu einem Radiusstrahl R zu einem Bezugsmittelpunkt B des jeweiligen' Durchgangskanals an der Einlaufseite 12 orientiert ist. Siehe hierzu beispielhaft den Durchgangskanal 15 mit seiner einlaufseitigen Mündungsberandung 21 und seiner auslaufseitigen Mündungsberandung 27. Dies bedeutet in dem in Figur 1 gezeigten Beispiel, dass die die Durchgangsachse enthaltende Ebene E ebenso die Flächennormale N auf die Einlaufseite 12 enthält.
- Als Bezugsschnittpunkt B sind diejenigen Punkte bezeichnet, bei welchen die Durchgangsachsen D (siehe Figur 2) die Ebene der Einlaufseite 12 durchstoßen. Ebenso kann jedoch auch die Auslaufseite 13 (siehe Figur 2) als Bezugsebene dienen, sodass auch Durchstoßpunkte der Durchgangsachsen D durch die Ebene der Auslaufseite 13 als Bezugsschnittpunkte dienen können. Im vorliegenden Beispiel ist jedoch die Einlaufseite 12 als Bezugsseite gewählt.
- Wie in Figur 1 gezeigt ist, liegen die Bezugspunkte B in parallelen Zeilen angeordnet vor. Beispielhaft sei verwiesen auf die Zeile 32, welche die Bezugsschnittpunkte B321, B322 und B323 enthält. Mit einem zur Zeilenrichtung Z aller Bezugsschnittpunktzeilen der Lochscheibe 10 orthogonalen Abstand a ist eine weitere Zeile 34 vorgesehen, welche der Zeile 32 unmittelbar benachbart ist und welche die Bezugsschnittpunkte B341 bis B344 enthält. Der Zeilenabstand a ist in dem in Figur 1 gezeigten Beispiel für alle Zeilen gleich.
- Zur Erzielung einer möglichst großen Anzahl an Durchgangskanälen in der Lochscheibe 10 sind die Durchgangskanäle derart vorgesehen, dass ihre Bezugsschnittpunkte in zwei benachbarten Zeilen, beispielsweise in den Zeilen 32 und 34, in Zeilenrichtung Z zueinander versetzt angeordnet sind. Der Versatzbetrag V zwischen nächstgelegenen Bezugsschnittpunkten benachbarter Bezugsschnittpunkt-Zeilen, etwa der Bezugsschnittpunkte B322 und B342 der Zeilen 32 und 34, beträgt in dem in Figur 1 gezeigten Beispiel die Hälfte des Abstandes W zwischen zwei in Zeilenrichtung Z benachbarten Bezugsschnittpunkten einer Zeile, etwa der Bezugsschnittpunkte B321 und B322 der Zeile 32. Auch der Abstand W in Zeilenrichtung Z ist für alle Bezugsschnittpunkte auf der Einlaufseite 12 der in Figur 1 gezeigten Lochscheibe 10 gleich.
- Es ist nachzutragen, dass die Lochscheibe 10 eine Fixierungsnut 36 aufweist, mit welcher die Lochscheibe 10 in einer Zerkleinerungsvorrichtung in Umfangsrichtung um die Mittelachse M drehfest fixiert wird. Der Pfeil 38 bezeichnet die Relativdrehrichtung, mit welcher eine an der Einlaufseite 12 anliegende Klinge 40 eines rotierenden Messers 42 bezüglich der Einlaufseite 12 umläuft (siehe Figur 3).
- In Figur 3 ist das Zusammenwirken der Lochscheibe 10 mit dem Messer 42 gezeigt. Die in Figur 1 gezeigte Ebene E bildet die Zeichenebene der Figur 3. Dort ist zu erkennen, dass die Durchgangsachse D bezüglich der Flächennormalen N auf die Einlaufseite 12 um einen Winkel α geneigt ist. Der Neigungswinkel α ist dabei derart gewählt, dass die Richtung der Durchgangsachse D des Durchgangslochs 15 ungefähr mit der Richtung der Geschwindigkeit VG übereinstimmt, welche gebildet ist aus der vektoriellen Summe der Geschwindigkeit VM des Messers 42 und der Geschwindigkeit VF der Bewegung des Schneidgutes in Förderrichtung. Die Förderrichtung ist normal zur Einlaufseite 12, d.h. die Flächennormale N, die Richtung der Schneidgutförderung mittels einer nicht dargestellten Förderschnecke und die Mittelachse M der Lochscheibe sind im Wesentlichen zueinander parallel.
- Ein besonders gutes Zerkleinerungsergebnis ergibt sich aufgrund des positiven Schnittwinkels (= reduzierter Keilwinkel y), welchen das Durchgangsloch 15 mit der Einlaufseite 12 bildet. Beim Überfahren des Durchgangslochs 15 in Richtung des Pfeils 38 wird das Schneidgut zwischen der Klinge 40 und diesem Schnittwinkel besonders schonend zerkleinert.
- Wie in Figur 1 zu erkennen ist, sind alle Durchgangsachsen D des dort gezeigten Ausführungsbeispiels mit dem gleichen Winkel α bezüglich der Flächennormalen auf die Einlaufseite 12 geneigt.
- Ein noch besseres Ergebnis erzielt man dagegen, wenn man den Winkel α proportional zum radialen Abstand eines Bezugsschnittpunktes B zur Mittelachse M wählt, sodass der Neigungswinkel α nach Maßgabe eines Proportionalitätsfaktors mit zunehmendem Abstand des zugeordneten Bezugsschnittpunktes B von der Mittelachse M größer wird. Auf alle Durchgangsköcher angewendet entspricht das Lochbild auf der Auslaufseite dem Lochbild auf der Einlaufseite und ist lediglich gegenüber diesem verdreht, wobei der Verdrehwinkel von dem Proportionalitätsfaktor abhängt.
- Eine solche besonders bevorzugte Ausführungsform ist in Figur 4 gezeigt. Gleiche Bauteile und Bauteilabschnitte wie in der Ausführungsform der Figuren 1 bis 3 sind in den Figuren 4 und 5 mit gleichen Bezugszeichen versehen, jedoch erhöht um die Zahl 100. Zur detaillierten Beschreibung dieser Bauteile und Bauteilelemente wird ausdrücklich auf deren Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 3 verwiesen.
- Die Ausführungsform der Figuren 4 und 5a bis c unterscheidet sich von der Ausführungsform der Figuren 1 bis 3 ausschließlich dadurch, dass der Neigungswinkel α einer Durchgangsachse D proportional zum radialen Abstand des Bezugsschnittpunkts B der jeweiligen Durchgangsachse D mit der Ebene der Einlaufseite 112 ist. Ansonsten ist die Lochscheibe 110 der Figuren 4 und 5A bis C mit der der Figuren 1 bis 3 identisch.
- Die Proportionalität des Neigungswinkels α zum radialen Abstand des jeweiligen Bezugsschnittpunkts einer Durchgangsachse von der Mittelachse M lässt sich in Figur 4 bereits durch den mit dem radialen Abstand eines Durchgangskanals von der Mittelachse größer werdenden Versatz in Zeilenrichtung Z zwischen der einlaufseitigen und der auslaufseitigen Mündungsberandung des jeweiligen Durchgangskanals erkennen. Man vergleiche beispielsweise den Abstand in Zeilenrichtung der einlauf- und der auslaufseitigen Mündungsränder 124 und 130 des Durchgangskanals 18 mit den einlauf- und auslaufseitigen Mündungsberandungen 120 und 126 des radial weiter entfernt von der Mittelachse M gelegenen Durchgangskanals 114.
- In Figuren 5a bis 5c sind im Querschnitt die Durchgangskanäle 150, 152 und 154 gezeigt. Die Neigungswinkel α der jeweiligen Durchgangsachsen D sind dabei durch Indizierung mit dem Bezugszeichen des Durchgangskanals gekennzeichnet. Es ist dabei deutlich zu erkennen, dass der Neigungswinkel α152 bezüglich der Flächennormalen N auf die Einlaufseite 112 kleiner ist als der Neigungswinkel α150 des Durchgangskanals 150, welcher wiederum kleiner ist als der Neigungswinkel α154 des Durchgangskanals 154. Die Neigungswinkel αi für i = 150, 152, 154 verhalten sich zueinander so wie die radialen Abstände Ri für i = 150, 152, 154 der Bezugsschnittpunkte B der jeweiligen Durchgangskanäle 150, 152 und 154.
Claims (6)
- Lochscheibe für Schneidsätze von Zerkleinerungsvorrichtungen, insbesondere von Fleischzerkleinerungsvorrichtungen, mit einer Mittelachse (M), mit einer zur Mittelachse (M) im Wesentlichen orthogonalen Einlaufseite (12; 112), zu welcher im Betriebszustand der Lochscheibe (10; 110) das Schneidgut zugeführt wird, und mit einer in Richtung der Mittelachse (M) mit Abstand von der Einlaufseite (12; 112) gelegenen Auslaufseite (13; 113), von welcher das Schneidgut abgeführt wird, wobei die Lochscheibe (10; 110) eine Mehrzahl von Durchgangskanälen (14, 15,16,18; 114, 115, 116, 118) aufweist, welche die Lochscheibe (10; 110) jeweils längs einer im Wesentlichen geradlinigen Durchgangsachse (D) von der Einlaufseite zur Auslaufseite durchsetzen, wobei Bezugsschnittpunkte (B) der Durchgangsachsen (D) mit wenigstens einer Bezugsseite (12; 112) aus der Einlauf- (12; 112) oder der Auslaufseite (13; 113), vorzugsweise der Einlaufseite (12; 112), in zueinander im Wesentlichen parallelen Zeilen (32, 34; 132, 134) angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass Durchgangsachsen (D) einer Mehrzahl von Durchgangskanälen (14, 15, 16, 18; 114, 115, 116, 118) jeweils in einer Ebene (E) liegen, die im Wesentlichen orthogonal zu einem Radiusstrahl (R) von der Mittelachse (M) zu dem jeweiligen Bezugsschnittpunkt (B) orientiert ist, und dass die Durchgangsachsen (D) weiter bezüglich einer Flächennormalen auf die Bezugsseite (12; 112) mit einem Neigungswinkel (α) geneigt sind. - Lochscheibe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass Bezugsschnittpunkte (B321, B322, B323) einer ersten Schnittpunkt-Zeile (32) bezüglich Bezugsschnittpunkten (B341, B342, B343, B344) in einer zur ersten Schnittpunkt-Zeile (32) im Wesentlichen parallelen benachbarten zweiten Schnittpunkt-Zeile (34) in Zeilenrichtung (Z) versetzt angeordnet sind. - Lochscheibe nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Versatzbetrag (V) in Zeilenrichtung (Z) zwischen einem Bezugsschnittpunkt (B321) der ersten Schnittpunkt-Zeile (32) und einem nächstgelegenen Bezugsschnittpunkt (B342) der zweiten Schnittpunkt-Zeile (34) 40% bis 60%, vorzugsweise etwa 50%, des Abstands (W) des Bezugsschnittpunkts (B321) der ersten Schnittpunkt-Zeile (32) zu seinem in Zeilenrichtung (Z) gelegenen Nachbar-Bezugsschnittpunkt (B322) der ersten Zeile (32) beträgt. - Lochscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag des Neigungswinkels (α) proportional zum radialen Abstand (R) des jeweiligen Bezugsschnittpunkts (B) von der Mittelachse (M) ist. - Lochscheibe nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel (α) mit größer werdendem Abstand (R) des Bezugsschnittpunkts (B) von der Mittelachse (M) größer wird. - Schneidsatz mit einer Lochscheibe (10; 110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 4, und einem mit dieser an deren Einlaufseite (12; 112) zusammenwirkenden, mit einer Drehgeschwindigkeit im Wesentlichen um die Mittelachse (M) rotierenden Messer (42), wobei der Neigungswinkel (α) einer Mehrzahl von Durchgangsachsen (D) der Lochscheibe (10; 110)) vorzugsweise so gewählt ist, dass er im Wesentlichen in einem Richtungsbereich der erzielbaren Bewegungsgeschwindigkeiten (vG) des Schneidguts an der Stelle des Bezugsschnittpunkts (B) der jeweiligen Durchgangsachse (D) mit der Einlaufseite (12; 112) liegt, welcher Richtungsbereich der Bewegungsgeschwindigkeiten (vG) nach unten begrenzt ist durch eine Summe einer minimal möglichen Schneidgut-Fördergeschwindigkeit (vF) in Richtung der Mittelachse (M) und einer minimal möglichen Bahngeschwindigkeit (vM) einer zur Einlaufseite (12; 112) hinweisenden und dieser unmittelbar gegenüberliegenden Messerklinge (40) an der Stelle des jeweiligen Bezugsschnittpunkts (B) und welcher nach oben begrenzt ist durch eine Summe einer maximal möglichen Schneidgut-Fördergeschwindigkeit (vF) und einer maximal möglichen Bahngeschwindigkeit (vM) der Messerklinge (40) an der Stelle des jeweiligen Bezugsschnittpunkts (B).
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