EP2144735A2 - Vorrichtung und verfahren zum portionieren von lebensmitteln - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum portionieren von lebensmitteln

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EP2144735A2
EP2144735A2 EP08758005A EP08758005A EP2144735A2 EP 2144735 A2 EP2144735 A2 EP 2144735A2 EP 08758005 A EP08758005 A EP 08758005A EP 08758005 A EP08758005 A EP 08758005A EP 2144735 A2 EP2144735 A2 EP 2144735A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
portioning
chamber
press
pressing
plate
Prior art date
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Application number
EP08758005A
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English (en)
French (fr)
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EP2144735B1 (de
Inventor
Joachim Schill
Hartmut Ilch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maja Maschinenfabrik Hermann Schill GmbH and Co KG
Original Assignee
Maja Maschinenfabrik Hermann Schill GmbH and Co KG
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Publication date
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Priority to PL08758005T priority patent/PL2144735T3/pl
Priority to EP20100006821 priority patent/EP2241421B1/de
Priority to EP20100006820 priority patent/EP2248641B1/de
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Application granted granted Critical
Publication of EP2144735B1 publication Critical patent/EP2144735B1/de
Active legal-status Critical Current
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/01—Means for holding or positioning work
    • B26D7/02—Means for holding or positioning work with clamping means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D2210/00—Machines or methods used for cutting special materials
    • B26D2210/02—Machines or methods used for cutting special materials for cutting food products, e.g. food slicers
    • B26D2210/04—Machines or methods used for cutting special materials for cutting food products, e.g. food slicers controlling the volume by pressing the food product, e.g. meat to a predetermined shape before cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/18—Means for removing cut-out material or waste
    • B26D7/1818—Means for removing cut-out material or waste by pushing out
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T83/00—Cutting
    • Y10T83/202—With product handling means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T83/00—Cutting
    • Y10T83/202—With product handling means
    • Y10T83/2066—By fluid current
    • Y10T83/207—By suction means

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for portioning food, in particular meat.
  • Such devices are used to cut food into portions, for example in the form of slices, the same weight and / or thickness.
  • the foods include, for example, fresh meat, sausage, ham, cheese, vegetables or baked goods.
  • Known devices for slicing sausage or cheese are also referred to as slicers.
  • Sausage or cheese differs from freshly grown meat because of its consistency in that the corresponding loaves have a solid shape with a volume determined by the production.
  • the slicers are therefore equipped with a device for holding the loaves during slicing of the slices.
  • pieces of fresh grown meat do not have a solid shape or volume, unless frozen or frozen. For portioning such pieces of meat it is therefore not enough to keep the pieces of meat as in known slicers.
  • Portioning therefore have a pressing chamber in which the piece of meat is first pressed together. After completion of the pressing process, the volume which fills the piece of meat is known. This is used during the subsequent portioning.
  • Portioning devices for freshly grown meat are used, for example, in commercial kitchens, in the production of compiled and pre-packaged menus and machine packaging of sliced foods. From a piece of fresh, aged meat or another piece of food individual portions, especially quick pieces of meat, such as schnitzel, steaks or medallions are separated. It is important that the individual portions have a predetermined weight and optionally a predetermined thickness. The slices must be portioned as precisely as possible so that they coincide in their cooking time, the individual portions are not too different and the weight can be stated on a preprinted pack.
  • DE 103 04 773 A1 discloses a device for portioning food with an inserting drum having a plurality of press chambers and a portioning drum with a plurality of portioning chambers.
  • the piece of food is compressed in a baling chamber by means of a side cover and a press ram and in a
  • Portioning chamber pressed. Subsequently, the portion located in the portioning chamber is separated from the piece of meat by means of a knife movable between the pressing chamber and the portioning chamber, and the portion is removed from the portioning chamber. For this, the portioning drum is turned. In this case, another portioning chamber of the portioning drum comes in extension of the pressing chamber. While one portion is removed from one of the portioning chambers, the other portioning chamber can already be refilled with the food. This process is repeated until the entire food is divided into portions. During portioning, another piece of food can be placed in a second pressing chamber of the inserting drum. If the first piece of food is completely divided into portions, the loading drum is rotated. The portioning can then be continued with the second piece of food.
  • the slices can not be further processed automatically after portioning, for example broken up into cubes or strips or provided with a cut necessary for cordon-bleed chips.
  • the device according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that the cross section of the laterally closed by a closure element pressing chamber and the cross section of the ram can be changed and thus adapted to the food to be portioned.
  • the pressing chamber forms an elongate shaft, on the longitudinal side of which a closing element which can be adjusted in its position relative to the rest of the pressing chamber is arranged.
  • Each press chamber is assigned a separate closure element.
  • the cross-section of the closed by the closure element pressing chamber depends on how large the distance of the closure element to the opposite
  • a closure element drive This may be, for example, an electric motor, in particular a servo or stepper motor, a pneumatic or hydraulic drive.
  • the press die closes the press chamber on one of the two end faces. In order to prevent the pressed together in the pressing chamber by the punch and the closure element food in a
  • the press ram is equipped with two press ram elements defining a pressing surface. These can be moved relative to each other in order to increase or decrease the pressing surface and thus the cross section of the ram either.
  • the adjustment of the two press die elements to one another can be adjusted by the closure element.
  • the press stamp elements thus automatically follow the movement of the closure element.
  • Pressing stamp on the cross section of the pressing chamber is thus automatically.
  • the pressing die elements are pressed against one another or pressed together by the pressing chamber and the closing element. With an enlargement of the cross section of the pressing chamber by moving the closure element, the two pressing die elements move away from each other, whereby the cross section of the
  • Press ram enlarged again.
  • at least one spring can be arranged between the press-stamp elements.
  • the spring is inserted into the two press ram elements in such a way that it is pressed together already in the initial position of the press chamber, in which the closure element has the greatest possible distance from the bottom of the press chamber.
  • the spring force exerted on the two press die elements forces the two press die elements apart and tends to increase the distance between the two press die elements. This force counteract the pressing chamber and the closure element. They limit the lateral movement of the press-stamp elements and thereby ensure that the two press-stamp elements can not move away from one another at will.
  • Spring and pressing chamber as well as closure element together ensure that the pressing ram with its pressing surface fills the entire cross section of the pressing chamber closed by the closing element. This creates a space between the pressing chamber, the
  • the portioning chambers are adaptable with regard to their cross section to the cross section of the pressing chambers.
  • the portioning chambers have a lateral opening in the portioning plate. The opening is through
  • Portionierhuntteil covered. This is arranged movably on the portioning plate. The setting of the portioning chamber part relative to the portioning chamber takes place in a preferred manner automatically.
  • suitable sensors for detecting the position of the closure element of the pressing chamber and a drive for corresponding movement of the Portio ⁇ ier- chamber part are provided or guides or gear that a Movement of the closure element transmitted to a corresponding movement of the Portionierhuntteils.
  • the portioning chamber has a chamber bottom which consists of at least two mutually movable chamber bottom elements.
  • the distance between the chamber floor elements is variable for adjusting the cross section of the chamber floor.
  • the chamber bottom elements are pressed against each other by the portioning chamber and the portioning chamber part.
  • the chamber bottom is automatically adapted to the cross section of the portioning chamber.
  • a spring can be arranged between the two chamber floor elements. Due to the spring force, the chamber floor elements are pressed apart and pressed against the walls of the portioning chamber. If the cross-section of the portioning chamber is reduced, the two chamber bottom elements and the spring are pressed together.
  • the pressure-loaded spring ensures that the two chamber floor elements are pressed apart as far as possible and fill the entire available cross-section of the portioning chamber. This avoids that a gap can form between the chamber bottom and the portioning chamber into which the food can escape. Such gaps or gaps can lead to inaccuracies in the weight of the portions.
  • the pressing die elements and / or the chamber bottom elements on the side facing each other on several finger-like extensions, which in the assembled
  • the distance between two adjacent extensions of a press-stamp element and / or a chamber bottom element corresponds to the width of an extension of the other press-stamp element and / or of the other
  • Chamber floor element This ensures that the finger-like projections interlock with each other as in two combs and are mutually adjacent. At the smallest possible spacing of the elements, the finger-like extensions of one element completely fill the spaces between the finger-like extensions of the other element. If the press-stamp elements and / or the chamber bottom elements are removed from one another, a distance is created between the tip of each finger-like extension and the apex of the associated gap between two finger-like extensions of the other element. However, compared to the total area of the elements, this gap is very small.
  • At least the region of the interlocking extensions of the press-stamp elements and / or of the chamber-bottom elements is advantageously covered by a plate. Because the gaps are small, the ram can build up the force needed to compress and translate the food piece without deforming the ram members or the plate. The same applies to the chamber floor.
  • the chamber bottom to adjust the depth of the portioning chamber is arranged displaceably. In this way, portions of different thickness can be produced. In addition, it is possible to have several servings in the
  • portioning chamber To collect portioning chamber before they are ejected together from the portioning chamber. In this case, after separation, a portion remains in the portioning chamber and the bottom of the chamber is displaced such that there is room for another portion in the portioning chamber. These steps can be repeated several times until the entire predetermined depth of the Portionierhunt has been exhausted and the chamber bottom has reached an end position.
  • a sensor for detecting the force is arranged on the closure element of the pressing chamber, which is exerted by the piece of food on the closure element during displacement of the closure element in the pressing chamber. This force is greater, the further the closure element is inserted into the pressing chamber and the cross-section of the pressing chamber is thereby reduced.
  • the detection of the force makes it possible to adjust the closure element as a function of the force acting against the drive of the closure element, which in turn depends on the food, in particular its shape and its consistency.
  • a force limiter is arranged on the closure element of the pressing chamber.
  • This force limiter typically includes a force sensor. Upon reaching a predetermined maximum force which is exerted by the piece of food on the closure element during displacement of the closure element in the pressing chamber, the closure element is locked in the associated position relative to the pressing chamber. Care must be taken to ensure that the closure element remains in the relevant position and after
  • a displacement sensor is arranged on the closure element. This serves to determine the of the closure element during compression of a
  • Pieces of food traveled path or for determining the absolute position of the closure element with respect to the pressing chamber are also referred to as distance sensors.
  • the cross section of the closed by the closure element pressing chamber can be determined. From the cross section of the pressing chamber, the density of the food and the desired target weight of the portions of the depth of the portioning chamber and thus the position of the chamber bottom is determined.
  • a collecting tank ter arranged to collect multiple portions.
  • the cross-section of the collecting container coincides with the cross section of the portioning chambers.
  • the chamber bottom of the portioning chamber is displaceable in the collecting container. This allows the cutting of several portions and collection of the portions before they are ejected from the portioning chamber.
  • the collection container is movable together with the portioning plate, so that both parts can be transferred together to an ejection position, while the portioning process is continued with another portioning chamber of the portioning plate.
  • an ejection element is arranged on the portioning plate, which ejects one or more separated portions of the portioning chamber.
  • This is, for example, a stamp that enters the portioning chamber from one side and displaces the portions from the portioning chamber. This speeds up the process of ejecting one or more portions from the portioning chamber.
  • a form is arranged on the side facing away from the ejection element of the portioning, the cross-section of which matches the cross section of the Portionierhuntn.
  • Portioning chamber predetermined shape is passed to an additional mold.
  • the further processing or processing of the portion can be done.
  • the mold can be used with several blades for
  • the portioning process can be continued during the further processing and processing of the portion.
  • the chamber bottom of the portioning chamber is equipped with channels for sucking and / or expelling air or other gases.
  • the device has pins whose cross-section coincides with the cross-section of the channels or is slightly smaller.
  • a pin drive is provided which retracts the pins in a certain position of the portioning plate in the channels and thereby freed the channels of impurities. Such cleaning may be performed automatically after a predetermined number of servings or as needed.
  • the pressing unit is vertically aligned.
  • the pressing chambers extend in their longitudinal direction in the vertical direction.
  • the press ram is arranged on the underside of the press unit.
  • the cutting element is located at the top of the pressing unit.
  • the portioning plate is arranged above the cutting element.
  • Portions are placed on the knife together with the Portionierhunt in an ejection position. During the further rotational movement of the cutting element, the portioning chamber is released downwards. By a starting from the top of the ejection element, the separated portion is pressed down and falls onto a conveyor or transport device or a
  • one or more transport means are arranged below the Portionierplatte to take over the separated portions and to transport.
  • a round Portionierplatte with, for example, four Portionierhuntn are next to the position of the actual portioning, for example, three positions n
  • Each of these positions can be assigned to a separate transport device. In this way, portions can be stored on different transport devices depending on their weight or quality.
  • the pressing unit and the portioning plate are rotatable about two parallel, spatially separated axes. This allows a particularly fast and efficient movement of the pressing unit and the portioning plate.
  • the device according to the invention with the features of claim 8 is characterized in that an ejection element is arranged on the portioning plate in order to eject a separated slice from a portioning chamber.
  • the ejection element is arranged on that side of the portioning plate which faces away from the pressing chamber.
  • Ejector provided at the position at which the separated slices are placed on a transport device or in a container.
  • the ejection element aids in the process of detaching a severed slice from a portioning chamber.
  • a mold or trough is arranged whose cross-section coincides with the cross-section of the portioning chambers.
  • the portion in its position and can be further edited if necessary. It can be exploited that the portion is fixed in the mold. This is for the further processing of the portion of advantage, since the portion of the tools or tools used for processing can not escape in the form.
  • the portion can be cut and / or provided with further ingredients.
  • cutting tools such as knives, blades or blades are arranged in or on the form to cut the portion arranged in the form in strips or cubes or to produce an incised pocket.
  • ingredients can be filled in the portion, for example, at a
  • the cutting tools can either be fixed or movable in or on the mold. For cutting a relative movement between the portion to be cut and the cutting tool is necessary. If the cutting tool is stationarily arranged in or on the mold, the cutting takes place when the portion is introduced into the mold and / or when the portion is removed from the mold. If the cutting tool is arranged movably on the mold, the cutting can also take place during the stay of the portion in the mold.
  • the mold is equipped with a guide for the movable cutting tool. This may, for example, be a slot in the mold.
  • the mold is arranged in spatial distance from the pressing unit. It does not hinder the process of portioning and slicing the individual portions.
  • the deposition of the separated portions in the mold and optionally the further processing of the portion in the mold takes place only when the cutting operation is completed. At the same time as depositing a portion in the mold, another portion of the piece can be cut off at the press unit.
  • the device according to the invention with the features of claim 12 is characterized in that at least two transport devices are arranged below the Portionierplatte, and that the Portionierplatte has at least three end positions: a first end position in which a Portion is cut from a larger piece, a second end position in which the portion is stored on or on the first transport means and a third end position in which the portion is deposited on or on the second transport means. It can also be provided further transport means and a corresponding number of other end positions of the portioning.
  • the transport devices may, for example, be transport belts for depositing the portions or conveyors for packaging, for example trays or containers. On a conveyor belt, the individual portions can be stored after ejection from the Portionierhunt in groups, shingles or individually spaced from each other.
  • a conveyor for packaging the separated portions are placed after cutting directly from the portioning plate in the package.
  • the relative position of the individual portions to each other can be influenced by the speed of the conveyor. Remnants or other pieces that do not meet the weight specifications can be stored on the second conveyor. They do not affect the portions on the first conveyor and their association with particular packages. A rejection by hand is eliminated.
  • portions of different weight can be stored on the two transport devices.
  • a piece can be divided by the portioning into portions of a first and a second predetermined weight.
  • the portions with the first weight are stored on the first transport device and the portions of the second weight on the second transport device.
  • a third transport device and a fourth end position of the portioning plate are advantageously provided to deposit remnants.
  • the portioning plate is arranged rotatably about an axis. It also has an even number of Portionierhuntn, all at the same radial distance from the axis and in the are arranged at the same angular distance from each other in the portioning.
  • the rotatable arrangement of the portioning plate has the advantage that the portioning plate can be moved faster than in a displaceable arrangement. This leads to shorter cycle times.
  • Portionierhuntn even so the portioning and cutting and the deposition of separated portions of different transport devices can be done simultaneously. This increases the cycle time of the device.
  • the pressing unit and the portioning plate are rotatable about two parallel, spatially separated axes.
  • the rotatable arrangement ensures that the movement of the pressing unit and the portioning plate can proceed faster than with a displaceable arrangement.
  • Two spatially separated axis mean that the press unit and the portioning plate are not mutually obstructing in their movements and that the ejection or removal of the separated portions from the portioning chambers of the portioning plate is carried out in spatial distance from the pressing unit and thus sufficient space for the transport of the separated Portions is available.
  • Parallel axes are advantageous because the cut is usually perpendicular to the direction of advance of the piece in the press chamber and the press chambers are arranged with their longitudinal axis parallel to the axis of the press unit.
  • the device according to the invention with the features of claim 15 has the advantage that it is equipped with a servo drive for the ram and / or for the chamber bottom. Press punches and / or chamber floor can thus approach different predefinable positions and maintain them.
  • the positions of ram and / or chamber bottom can It also depends on the force with which a piece is compressed. This is of great advantage, in particular for the pressing chamber.
  • the press ram can be pushed forward in the press chamber until the piece presses against the press ram with a certain predetermined force. Starting and maintaining a given position or
  • the device is equipped with suitable sensors which measure a distance covered, a distance between two measuring points, an absolute position with respect to a zero point or a force.
  • suitable sensors which measure a distance covered, a distance between two measuring points, an absolute position with respect to a zero point or a force.
  • motors electric motors,
  • Pneumatic or hydraulic drives are used. Particularly suitable are electric motors. To achieve high cycle times are fast drives advantageous that move the ram or chamber bottom in the shortest possible time to a desired position.
  • the pressing die and / or the chamber bottom are equipped with a force sensor.
  • the force is measured, with which the piece presses against the ram to vice versa. The same applies to the bottom of the chamber.
  • This measured force is input to the servo drive control.
  • the press die and / or the chamber bottom are equipped with a displacement or position sensor. While the displacement sensor measures a distance traveled by the ram or chamber bottom, the position sensor determines the absolute position of the ram or chamber bottom relative to a predetermined zero point. The value measured by the sensor is input to the servo drive control. All features of the device according to claims 15 to 17 can be combined with all features of claims 1 to 7, 8 to 11 and 12 to 14.
  • a piece of food is placed in an elongated pressing chamber of a Portioniervoriques and set the cross section of the pressing chamber as a function of the piece of food.
  • the adjustment can be made automatically depending on the resistance of the closure element when reducing the
  • Cross section of the pressing chamber counteracts. If the cross section of the pressing chamber is set, then the cross section of the pressing punch and the cross section of the portioning chamber are automatically adapted to this cross section. In this way, an optimized positioning is possible, which is adapted to the individual piece of food. In addition, the cross section of a portioning chamber is adapted to the cross section of the pressing chamber.
  • the force exerted by the food when reducing the pressing chamber to the pressing chamber is determined.
  • the cross-section of the pressing chamber is reduced until the beginning of the portioning process until a maximum predetermined force is reached. Subsequently, the closure element of the pressing chamber remains in this position and the cross section is retained.
  • this adjustment takes place before the beginning of the portioning process.
  • the cross-section of the pressing chamber is adjusted and the set cross section determined.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a device for portioning meat with a pressing unit, a portioning plate and a plurality of transport devices
  • FIG. 2 shows a further perspective view of the device according to FIG. 1, FIG.
  • FIG. 3 shows a perspective view of the press ram with the smallest possible pressing surface of a device according to FIG. 1,
  • FIG. 4 shows a perspective view of the press ram according to FIG. 3 with the largest possible pressing surface
  • FIG. 5 shows a press ram according to FIG. 3 with a completely pulled out
  • FIG. 6 side view of the press ram according to FIG. 5,
  • FIG. 7 shows a section through the press die according to FIGS. 3 to 6 along the plane marked A - A in FIG. 6,
  • FIG. 8 shows a perspective view of a chamber bottom with the smallest possible
  • FIG. 9 chamber bottom according to FIG. 8 with the largest possible chamber bottom area
  • FIG. 10 chamber floor according to FIGS. 8 and 9 with the chamber floor element completely pulled out
  • FIG. 11 shows a side view of the chamber bottom according to FIG. 10
  • FIG. 12 shows a section through the chamber bottom according to FIGS. 8 to 11 along the plane marked A - A in FIG. 11,
  • FIG. 13 Portioning plate of a device according to FIGS. 1 and 2 with additional shapes for dicing
  • FIG. 14 shows a perspective view of the device according to FIG.
  • FIG. 15 shows a section of FIG. 14 relating to the press unit
  • FIG. 16 shows a portioning plate of a device according to FIGS. 1 and 2 with additional shapes for further processing of the portions.
  • FIGS. 1 and 2 a device for portioning meat is shown in two different perspective views.
  • the device essentially consists of a press unit 1, a portioning plate 2 and a knife rotatably arranged between the pressing unit and the portioning plate.
  • the knife is not visible in the perspective view of Figure 1 and 2.
  • the press unit 1 has two press chambers 3a and 3b which are delimited by a respective press chamber housing 4a and 4b and one closure element 5a and 5b each.
  • the pressing chamber 3a is below the portioning plate 2 and is therefore not visible. This also applies to the closure element 5a of the pressing chamber 3a. Only the compression chamber housing 4a is partially visible.
  • the press unit 1 is driven by a press unit drive for rotation. This is arranged in the press unit drive housing 6.
  • the pressing unit 1 occupies essentially two positions. In a first setting shown in FIGS. 1 and 2, the first pressing chamber 3a is below the portioning plate 2 and the second pressing chamber
  • the meat piece located in this pressing chamber 3a is divided into portions.
  • the second pressing chamber 3b is not covered by the portioning plate 2 and therefore freely accessible from above. In it a piece of meat can be introduced from above.
  • the closure element 5b is pulled out of the compression chamber housing 4b to such an extent that the cross section of the compression chamber 3b has its greatest possible initial setting.
  • the closing element 5b is pushed into the pressing chamber housing 4b by means of a closing element drive 7 in order to reduce the cross section of the pressing chamber 3b.
  • a force sensor not shown in the drawing, determines the force with which the
  • Meat piece counteracts the closure element drive 7. Upon reaching a predetermined maximum force, the closure element 5b is locked in position. The corresponding to the relevant setting of the closure element 5b cross section of the pressing chamber is determined by a, also not recognizable in the drawing displacement sensor.
  • the pressing unit 1 is rotated and the second portioning chamber 3b filled with a piece of meat is moved under the portioning plate 2.
  • the first pressing chamber 3a is now empty and can again with a
  • Meat piece be irrigation be a and 5 b can take place before, during or after the rotation of the press unit 1.
  • the two press chambers 3a and 3b are identical.
  • a pressing ram 8 is inserted from below into the pressing chamber 3a or 3b arranged below the portioning plate 2.
  • the punch can also be referred to as a plunger. He is not visible in Figures 1 and 2. It is shown in FIGS. 3 to 7 and 15.
  • the ram 8 pushes the meat from bottom to top in a above the pressing chamber 3a or 3b arranged portioning chamber 9 of Portioni ⁇ rplatte 2.
  • the Portionierplatte 2 is equipped with a total of 4 Portionierhuntn 9.
  • a chamber bottom 10 is arranged to be displaceable in the vertical direction.
  • a chamber bottom drive 11 is provided for moving the chamber bottom 10. It is a servo drive with an electric motor.
  • the chamber bottom 10 is inserted from above into a portioning chamber 9. The thickness and thus the weight of a portion depends on how far or how deep the bottom of the chamber protrudes into the portioning chamber. The weight of the portions and their thickness is thus over the
  • the piece of meat is pressed from below through the press ram 8 into the portioning chamber 9 closed by the chamber bottom 10, so that the meat fills the entire portioning chamber.
  • the press ram 8 and the chamber bottom 10 press against each other.
  • the portion, which is located in the portioning chamber 9 is cut by a knife, not shown, from the piece of meat.
  • a knife not shown
  • Chamber bottom drive 11 pulled upwards, so that the portioning plate 2 can be rotated by the portioning plate drive 12.
  • the rotation in this case by 90 °, 180 ° or 270 °. This depends on the quality of the portion. End pieces of the meat piece, which have a lower weight than the predetermined target weight, for example, from the rest
  • Portions are separated.
  • the knife not visible in the drawing, is rotated together with the portioning plate 2 until the separated portion is above the intended ejection position. Subsequently, the knife is returned to its original position above the pressing chamber to cut off the next portion.
  • the portioning chamber 9 is now open at the bottom. With the help of a stamp-like ejection element 13, the separated portion is pushed down from the portioning chamber 9 and falls into a container 14, which is moved by a transport device 15.
  • a second punch-like Ausforcestelement 16 is located above a second transport means 17. Both ejectors 13 and 16 are equipped with drives 18 and 19.
  • the associated Verschuusselement 5a or 5b is pulled out of the compression chamber housing 4a or 4b, so that the cross section of the pressing chamber increases again and the insertion of a piece of meat is relieved.
  • the position and the force of the closure element 5a or 5b are continuously detected not only when a new piece of meat is inserted, but also during the portioning process. If the force decreases or increases due to the shape of the piece of meat during the portioning operation, the position of the closure element can be adjusted during the portioning process.
  • FIGS. 14 and 15 show the ram in different views.
  • the press ram has a holder 20, to which a press ram bar 39, recognizable in FIG. 15, can be fastened, which transmits the movement of a press ram drive 38 recognizable in FIGS. 14 and 15 to the press ram.
  • the press ram 8 also has two press ram ⁇
  • the first ram member 21 is fixedly connected to the holders ng 20.
  • the second press-stamp element 22 is displaceable relative to the first press-stamp element.
  • the second press-stamp element 22 is guided in a slot of the press ram 8 which can be seen in FIG.
  • the finger-like extensions 23 of the two punch elements and the distances between the finger-like extensions 23 are formed identically in both punch elements 21, 22.
  • the two pressing die elements 21 and 22 are covered by a plate 24.
  • two pins 25 are slidably mounted. They are supported by springs, not visible in the drawing, on the second ram element 22. The springs push the two pins 25 to the outside. They ensure that without the action of an external force, the two press-stamp elements 21 and 22 in the starting position according to FIG. 4 have the greatest possible distance. Only by the action of an external force, they can be brought into the position shown in Figure 3, in which the finger-like extensions 23 are so close to each other, that no
  • the chamber bottom 10 is shown, which is adjustable with respect to its chamber bottom surface just like the press ram.
  • the structure of the chamber bottom with a holder 26, two Kammerêtele- elements 27 and 28, finger-like projections 29, a plate 30 and pins 31 corresponds to the structure of the press ram.
  • the functionality is identical.
  • the force which presses the two chamber bottom elements 27 and 28 together is exerted on the chamber bottom 10 by the portioning chamber 9.
  • the chamber bottom is additionally equipped with channels 32 and connections 33 to extract air from the portioning chamber or to introduce compressed air. The intake of air favors the complete
  • portioning chamber Filling the portioning chamber with meat.
  • the introduction of compressed air promotes the ejection of a portion from the portioning chamber.
  • Figure 13 shows the portioning plate 2 with two ejection elements 13 and 16, a drive 34 for the knife, as well as the portioning plate drive 12 and additional molds 35 below the portioning plate 2, with which a portion can be divided into cubes.
  • Each of the two forms 35 is with a
  • Figure 14 shows the device in a similar view as in Figure 1.
  • the second transport device 36 is formed only half as long, the second transport device 17 in Figure 1.
  • the second transport device 36 is formed only half as long, the second transport device 17 in Figure 1.
  • Press punch drive 38 recognizable. It is in the punch drive 38 is a servo drive with an electric motor.
  • FIG. 15 shows a section from FIG. 14. Only the pressing unit 1 is shown in the cutout. The pressing chamber housing 4b and the closing element 5b are missing, so that the pressing ram 8 with the pressing ram bar 39 can be seen. The press die rod 39 transmits the stroke of the
  • FIG. 16 shows a further exemplary embodiment of molds 40 into which a portion after cutting by the portioning plate and an ejection element 13 can be deposited.
  • the molds 40 do not contain cutting tools. They only supply the portions of the further processing and thereby receive the predetermined by the Portionierhuntn form.

Landscapes

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Description

Vorrichtung und Verfahren zum Portionieren von Lebensmitteln
B E S C H R E I B U N G
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung und einem Verfahren zum Portionieren von Lebensmitteln, insbesondere Fleisch.
Derartige Vorrichtungen werden eingesetzt, um Lebensmittel in Portionen, beispielsweise in Form von Scheiben, gleichen Gewichts und/ oder gleicher Dicke aufzuschneiden. Zu den Lebensmitteln zählen beispielsweise frisches gewachsenes Fleisch, Wurst, Schinken, Käse, Gemüse oder Backwaren.
Bekannte Vorrichtungen zum Aufschneiden von Wurst oder Käse werden auch als Slicer bezeichnet. Wurst oder Käse unterscheidet sich von frischem gewachsenem Fleisch aufgrund seiner Konsistenz dadurch, dass die entsprechenden Laibe eine feste Form mit einem durch die Herstellung vorgegebenen Volumen aufweisen. Die Slicer sind daher mit einer Vorrichtung zum Halten der Laibe während des Schneidens der Scheiben ausgestattet. Im Unterschied dazu weisen Stücke frischen gewachsenen Fleisches keine feste Form und kein vorgegebenes Volumen auf, sofern sie nicht tiefgekühlt oder gefroren sind. Zum Portionieren derartiger Fleischstücke genügt es daher nicht, die Fleischstücke wie bei bekannten Slicern zu halten. Vorrichtungen zum
Portionieren weisen daher eine Presskammer auf, in der das Fleischstück zunächst zusammengepresst wird. Nach Abschluss des Pressvorgangs ist das Volumen, welches das Fleischstück ausfüllt, bekannt. Dies wird beim anschließenden Portionieren ausgenutzt.
Portioniervorrichtungen für frisches gewachsenes Fleisch werden beispielsweise in Großküchen, bei der Herstellung von zusammengestellten und abgepackten Menüs und beim maschinellen Verpacken von aufgeschnittenen Lebensmitteln eingesetzt. Von einem Stück frischem, gewachsenem Fleisch oder einem anderen Lebensmittelstück werden einzelne Portionen, insbesondere Schnellbratstücke, wie Schnitzel, Steaks oder Medaillons abgetrennt. Dabei kommt es darauf an, dass die einzelnen Portionen ein vorgegebenes Gewicht und gegebenenfalls eine vorgegebene Dicke aufweisen. Die Scheiben müssen möglichst exakt portioniert sein, damit sie in ihrer Garzeit übereinstimmen, die einzelnen Portionen nicht zu unterschiedlich sind und das Gewicht auf einer vorgedruckten Packung angegeben werden kann.
Aus dem Stand der Technik der DE 103 04 773 A1 ist eine Vorrichtung zum Portionieren von Lebensmitteln mit einer Einlegetrommel mit mehreren Presskammem und mit einer Portioniertrommel mit mehreren Portionierkammern bekannt. Das Lebensmittelstück wird in einer Presskammer mit Hilfe eines seitlichen Deckels und eines Presstempels zusammengepresst und in eine
Portionierkammer gedrückt. Anschließend wird die in der Portionierkammer befindliche Portion mit Hilfe eines zwischen der Presskammer und der Portionierkammer beweglichen Messers von dem Fleischstück abgetrennt und die Portion aus der Portionierkammer entfernt. Hierzu wird die Portioniertrom- mel gedreht. Dabei gelangt eine weitere Portionierkammer der Portioniertrommel in Verlängerung der Presskammer. Während die eine Portion aus einer der Portionierkammem entfernt wird, kann die andere Portionierkammer bereits wieder mit dem Lebensmittel befüllt werden. Dieser Vorgang wird so oft wiederholt, bis das gesamte Lebensmittel in Portionen aufgeteilt ist. Während des Portionierens kann in eine zweite Presskammer der Einlegetrommel ein weiteres Stück Lebensmittel eingelegt werden. Ist das erste Lebensmittelstück vollständig in Portionen aufgeteilt, so wird die Einlegetrommel gedreht. Die Portionierung kann anschließend mit dem zweiten Lebensmittelstück fortgesetzt werden. In die nun leere Presskammer kann erneut ein Lebensmittelstück eingelegt werden. Als nachteilig erweist sich bei diesem bekannten Stand der Technik, dass der Querschnitt der Presskammern, des Pressstempels und der Portionierkammern fest vorgegeben ist und nicht an das jeweilige Lebensmittel angepasst werden kann. Dies ist jedoch bei Fleisch wichtig, da die zu portionierenden Stücke hinsichtlich ihrer Größe und ihrer Konsistenz stark voneinander abweichen können. Zur Anpassung kann der Benutzer allenfalls die Einlegetrommel und die Portioniertrommel austauschen, was mit einem hohen Aufwand an Zeit und Kosten verbunden ist. Verzichtet der Benutzer auf eine Anpassung, so führt dies zu unerwünschten Abweichungen beim Gewicht der einzelnen Portionen.
Femer erweist sich als nachteilig, dass die Scheiben bei der bekannten Vorrichtung nach dem Portionieren nicht automatisch weiterbearbeitet werden können, zum Beispiel in Würfel oder Streifen zerlegt oder mit einem für Cordon- bleu-Schnitzel notwendigen Schnitt versehen werden.
Schließlich erweist es sich als nachteilig, dass aus den abgetrennten Scheiben üblicherweise von Hand die Reststücke ausgesondert werden müssen, die die Vorgaben hinsichtlich des Gewichts nicht erfüllen. Derartige Scheiben fallen beispielsweise als letzte Scheibe eines in Portionen aufzuteilenden Stücks an. Ferner ist es nicht möglich, Scheiben mit unterschiedlichen Vorgaben hinsichtlich des Gewichts von einem Stück abzuschneiden und diese Schreiben automatisch zu sortieren.
Darüber hinaus ist es nicht möglich, den Pressstempel der Presskammer oder den Kammerboden der Portionierkammer an eine exakt vorgegebene Position zu fahren und diese Position zu variieren oder die Position auf die Kraft abzustimmen, mit der das Stück zusammengepresst wird.
Die Erfindung und ihre Vorteile Gegenüber dem Stand der Technik hat die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 den Vorteil, dass der Querschnitt der durch ein Verschlusselement seitlich verschlossenen Presskammer und der Querschnitt des Pressstempels verändert und damit an das zu portionierende Lebensmittel angepasst werden können. Die Presskammer bildet einen länglichen Schacht, an dessen Längsseite ein in seiner Position zur übrigen Presskammer verstellbares Verschlusselement angeordnet ist. Jeder Presskammer ist ein separates Verschlusselement zugeordnet. Der Querschnitt der durch das Verschlusselement verschlossenen Presskammer hängt davon ab, wie groß der Abstand des Verschlusselements zu der gegenüberliegenden
Wand der Presskammer ist. In bevorzugter Weise wird das Verschlusselement dabei durch zwei einander gegenüberliegende Seitenwände der Presskammer geführt. Zum Verschieben des Verschlusselements in der Presskammer dient ein Verschlusselement-Antrieb. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Elektromotor, insbesondere einen Servo- oder Schrittmotor, einen pneumatischen oder hydraulischen Antrieb handeln.
Der Pressstempel verschließt die Presskammer an einer der beiden Stirnseiten. Um zu verhindern, dass das in der Presskammer durch den Pressstempel und das Verschlusselement zusammen gepresste Lebensmittel sich in einem
Zwischenraum zwischen dem Pressstempel und der Presskammer ausdehnen kann, ist es wichtig, dass der Querschnitt des Pressstempels an den Querschnitt der Presskammer angepasst ist. Um diese Anpassung zu garantieren, ist der Pressstempel mit zwei eine Pressfläche definierenden Pressstempelelementen ausgestattet. Diese können relativ zueinander bewegt werden, um die Pressfläche und damit den Querschnitt des Pressstempels wahlweise zu vergrößern oder zu verkleinern.
Die Einstellung der beiden Pressstempelelemente zueinander kann durch das Verschlusselement einstellbar sein. Die Pressstempelelemente folgen damit automatisch der Bewegung des Verschlusselementes. Die Anpassung des
Pressstempels an den Querschnitt der Presskammer erfolgt damit automatisch. In bevorzugter Weise werden die Pressstempelelemente durch die Presskammer und das Verschlusselement aneinander gedrückt beziehungsweise zusammen gedrückt. Bei einer Vergrößerung des Querschnitts der Presskammer durch Verschieben des Verschlusselementes entfernen sich die beiden Pressstempelelemente voneinander, wodurch sich der Querschnitt des
Pressstempels wieder vergrößert. Hierzu kann zwischen den Pressstempelelementen mindestens eine Feder angeordnet sein. Die Feder ist derart in die beiden Pressstempelelemente eingesetzt, dass sie bereits in der Ausgangsstellung der Presskammer, in welcher das Verschlusselement vom Boden der Presskammer die größtmögliche Entfernung aufweist, zusammen gedrückt ist.
Die auf die beiden Pressstempelelemente ausgeübte Federkraft drückt die beiden Pressstempelelemente auseinander und hat die Tendenz, den Abstand zwischen den beiden Pressstempelelementen zu vergrößern. Dieser Kraft wirken die Presskammer und das Verschlusselement entgegen. Sie begrenzen die seitliche Bewegung der Pressstempelelemente und sorgen dabei dafür, dass sich die beiden Pressstempelelemente nicht beliebig weit voneinander entfernen können. Feder und Presskammer sowie Verschlusselement sorgen gemeinsam dafür, dass der Pressstempel mit seiner Pressfläche den gesamten Querschnitt der durch das Verschlusselement verschlossenen Presskammer ausfüllt. Dadurch wird ein Zwischenraum zwischen der Presskammer, dem
Verschlusselement und dem Pressstempel vermieden.
Die Portionierkammern sind hinsichtlich ihres Querschnitts an den Querschnitt der Presskammern anpassbar. Hierzu weisen die Portionierkammern eine seitliche Öffnung in der Portionierplatte auf. Die Öffnung ist durch ein
Portionierkammerteil abgedeckt. Dieses ist beweglich an der Portionierplatte angeordnet. Die Einstellung des Portionierkammerteils relativ zur Portionierkammer erfolgt in bevorzugter Weise automatisch. Hierzu sind entweder geeignete Sensoren zur Erfassung der Position des Verschlusselements der Presskammer und ein Antrieb zum entsprechenden Bewegen des Portioήier- kammerteils vorgesehen oder Führungen beziehungsweise Getriebe, die eine Bewegung des Verschlusselements auf eine entsprechende Bewegung des Portionierkammerteils übertragen.
Ferner weist die Portionierkammer einen Kammerboden auf, der aus mindestens zwei zueinander beweglichen Kammerbodenelementen besteht.
Der Abstand der Kammerbodenelemente ist zur Einstellung des Querschnitts des Kammerbodens veränderbar. Vorteilhafterweise werden die Kammerbodenelemente durch die Portionierkammer und das Portionierkammerteil gegeneinander gedrückt. Auf diese Weise wird der Kammerboden automatisch an den Querschnitt der Portionierkammer angepasst. Hierzu kann zwischen den beiden Kammerbodenelementen eine Feder angeordnet sein. Durch die Federkraft werden die Kammerbodenelemente auseinandergedrückt und gegen die Wände der Portionierkammer gedrückt. Wird der Querschnitt der Portionierkammer verkleinert, so werden die beiden Kammerbodenelemente und die Feder zusammen gedrückt. Die auf Druck beanspruchte Feder sorgt dafür, dass die beiden Kammerbodenelemente möglichst weit auseinander gedrückt werden und den gesamten zur Verfügung stehenden Querschnitt der Portionierkammer ausfüllen. Dadurch wird vermieden, dass sich zwischen dem Kammerboden und der Portionierkammer eine Lücke ausbilden kann, in welche das Lebensmittel ausweichen kann. Derartige Zwischenräume oder Lücken können zu Ungenauigkeiten des Gewichts der Portionen führen.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die Pressstempelelemente und/ oder die Kammerbodenelemente an der einander zugewandten Seite mehrere fingerartige Fortsätze auf, welche im zusammengefügten
Zustand der Pressstempelelemente ineinander greifen und/ oder im zusammengefügten Zustand der Kammerbodenelemente ineinander greifen. Dabei entspricht der Abstand zweier benachbarter Fortsätze eines Pressstempelelements und/ oder eines Kammerbodenelements der Breite eines Fortsatzes des anderen Pressstempelelements und/ oder des anderen
Kammerbodenelements. Dadurch wird erreicht, dass die fingerartigen Fortsätze wie bei zwei Kämmen ineinander greifen und wechselseitig aneinander liegen. Beim klθinstmöglichen Abstand der Elemente füllen die fingerartigen Fortsätze eines Elements die Zwischenräume zwischen den fingerartigen Fortsätzen des anderen Elements vollständig aus. Werden die Pressstempelelemente und/ oder die Kammerbodenelemente voneinander entfernt, so entsteht zwischen der Spitze eines jeden fingerartigen Fortsatzes und dem Scheitel des zugehörigen Zwischenraums zwischen zwei fingerartigen Fortsätzen des anderen Elements ein Abstand. Verglichen zu der Gesamtfläche der Elemente ist diese Lücke jedoch sehr klein. Um zu verhindern, dass in diese Lücken beim Zusammenpressen das Lebensmittel eindringen kann, ist zumindest der Bereich der ineinandergreifenden Fortsätze der Pressstempelelemente und/ oder der Kammerbodenelemente vorteilhafterweise durch eine Platte abgedeckt. Da die Zwischenräume klein sind, kann der Pressstempel die zum Zusammenpressen und Verschieben des Lebensmittelstücks notwendige Kraft aufbauen, ohne dass sich die Pressstempelelemente oder die Platte verformen können. Entsprechendes gilt für den Kammerboden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Kammerboden zur Einstellung der Tiefe der Portionierkammer verschiebbar angeordnet. Auf diese Weise können Portionen unterschiedlicher Dicke hergestellt werden. Darüber hinaus ist es möglich, mehrere Portionen in der
Portionierkammer zu sammeln, bevor diese gemeinsam aus der Portionierkammer ausgeworfen werden. In diesem Fall verbleibt nach dem Abtrennen eine Portion in der Portionierkammer und der Kammerboden wird derart verschoben, dass eine weitere Portion in der Portionierkammer Platz findet. Diese Schritte können mehrfach wiederholt werden, bis die gesamte vorgegebene Tiefe der Portionierkammer ausgeschöpft ist und der Kammerboden in einer Endstellung angelangt ist.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist an dem Verschlusselement der Presskammer ein Sensor zur Erfassung der Kraft angeordnet, welche durch das Stück Lebensmittel auf das Verschlusselement beim Verschieben des Verschlusselements in der Presskammer ausgeübt wird. Diese Kraft wird umso größer, je weiter das Verschlusselement in die Presskammer eingeführt und der Querschnitt der Presskammer dadurch verkleinert wird. Die Erfassung der Kraft ermöglicht eine Einstellung des Verschlusselementes in Abhängigkeit von der dem Antrieb des Verschlussele- mentes entgegen wirkenden Kraft, welche wiederum von dem Lebensmittel, insbesondere von seiner Form und seiner Konsistenz abhängt.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist an dem Verschlusselement der Presskammer ein Kraftbegrenzer angeordnet. Dieser Kraftbegrenzer enthält typischerweise einen Kraftsensor. Bei Erreichen einer vorgegebenen maximalen Kraft, welche durch das Stück Lebensmittel auf das Verschlusselement beim Verschieben des Verschlusselements in der Presskammer ausgeübt wird, wird das Verschlusselement in der zugehörigen Position relativ zur Presskammer arretiert. Dabei ist dafür Sorge zu tragen, dass das Verschlusselement in der betreffenden Position verbleibt und sich nach
Wegfall des Antriebs nicht in seine Ausgangsposition zurück bewegen kann.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein Wegsensor an dem Verschlusselement angeordnet. Dieses dient zur Bestimmung des von dem Verschlusselement beim Zusammenpressen eines
Stücks Lebensmittel zurückgelegten Wegs oder zur Bestimmung der absoluten Position des Verschlusselements in bezug auf die Presskammer. Derartige Wegsensoren werden auch als Abstandssensoren bezeichnet. Anhand des durch das Verschlusselement zurückgelegten Wegs beim Zusammenpressen des Lebensmittels kann der Querschnitt der durch das Verschlusselement verschlossenen Presskammer bestimmt werden. Aus dem Querschnitt der Presskammer, der Dichte des Lebensmittels und dem angestrebten Sollgewicht der Portionen wird anschließend die Tiefe der Portionierkammer und damit die Position des Kammerbodens bestimmt.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist an der Portionierplatte auf der der Presseinheit abgewandten Seite ein Sammelbehäl- ter zum Sammeln mehrerer Portionen angeordnet. Der Querschnitt des Sammelbehälters stimmt mit dem Querschnitt der Portionierkammem überein. Der Kammerboden der Portionierkammer ist in dem Sammelbehälter verschiebbar. Dies ermöglicht das Abschneiden mehrerer Portionen und Sammeln der Portionen, bevor diese aus der Portionierkammer ausgeworfen werden. In bevorzugter Weise ist der Sammelbehälter zusammen mit der Portionierplatte bewegbar, so dass beide Teile gemeinsam in eine Auswurfposition überführt werden können, während der Portioniervorgang mit einer anderen Portionierkammer der Portionierplatte fortgesetzt wird.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist an der Portionierplatte ein Ausstoßelement angeordnet, welches eine oder mehrere abgetrennte Portionen aus der Portionierkammer ausstößt. Es handelt sich hierbei beispielsweise um einen Stempel, der von einer Seite in die Portionierkammer einfährt und die Portionen aus der Portionierkammer verdrängt. Dadurch wird der Vorgang des Auswerfens einer oder mehrerer Portionen aus der Portionierkammer beschleunigt.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist an der dem Ausstoßelement abgewandten Seite der Portionierplatte eine Form angeordnet, deren Querschnitt mit dem Querschnitt der Portionierkammern übereinstimmt.
Das Ausstoßelement sorgt dafür, dass die abgetrennte Portion in der durch die
Portionierkammer vorgegebenen Form an eine zusätzliche Form übergeben wird. In dieser Form kann die weitere Be- oder Verarbeitung der Portion erfolgen. So kann die Form beispielsweise mit mehreren Klingen zum
Schneiden von Würfeln oder Streifen ausgestattet sein. Die Portion wird damit während des Ausstoßens aus der Portionierkammer in weitere kleine
Abschnitte aufgeteilt. Dies erfolgt in einem Arbeitsgang, ohne dass zusätzliche
Stationen notwendig sind. Femer kann während der weiteren Ver- und Bearbeitung der Portion der Portioniervorgang fortgesetzt werden. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Kammerboden der Portionierkammer mit Kanälen zum Ansaugen und/ oder Ausstoßen von Luft oder sonstiger Gase ausgestattet. Die Vorrichtung weist Stifte auf, deren Querschnitt mit dem Querschnitt der Kanäle übereinstimmt oder geringfügig kleiner ist. Ferner ist ein Stiftantrieb vorgesehen, der die Stifte bei einer bestimmten Stellung der Portionierplatte in die Kanäle einfährt und die Kanäle dabei von Verunreinigungen befreit. Eine derartige Reinigung kann automatisch nach einer vorgegebenen Anzahl von Portionen oder bei Bedarf durchgeführt werden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Presseinheit vertikal ausgerichtet. Dabei verlaufen die Presskammern in ihrer Längsrichtung in vertikaler Richtung. Der Pressstempel ist an der Unterseite der Presseinheit angeordnet. Das Schneidelement befindet sich an der Oberseite der Presseinheit. Die Portionierplatte ist oberhalb des Schneidelements angeordnet. Diese Anordnung zeichnet sich dadurch aus, dass die Presskammern bequem von oben mit einem Stück Lebensmittel befüllt werden können. Die von oben zugängliche Öffnung der Presskammer befindet sich in einer für den Benutzer angenehmen Höhe. Der Vorschub durch den Pressstempel erfolgt von unten nach oben. Die von dem Stück abgetrennten
Portionen werden auf dem Messer liegend zusammen mit der Portionierkammer in eine Auswurfposition überführt. Bei der weiteren Rotationsbewegung des Schneidelements wird die Portionierkammer nach unten freigegeben. Durch ein von oben ansetzendes Ausstoßelement wird die abgetrennte Portion nach unten gedrückt und fällt auf eine Förder- oder Transporteinrichtung oder einen
Behälter, in dem die abgetrennten Portionen gesammelt werden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind unterhalb der Portionierplatte eine oder mehrere Transporteinrichtungen angeordnet, um die abgetrennten Portionen zu übernehmen und zu transportieren. Bei einer runden Portionierplatte mit beispielsweise vier Portionierkammern sind neben der Position des eigentlichen Portioniervorgang beispielsweise drei Positionen n
zum Ablegen einer abgetrennten Portion möglich. Jeder dieser Positionen kann eine separate Transporteinrichtung zugeordnet werden. Auf diese Weise können Portionen in Abhängigkeit von ihrem Gewicht oder ihrer Qualität auf unterschiedlichen Transporteinrichtungen abgelegt werden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Presseinheit und die Portionierplatte um zwei parallele, räumlich getrennte Achsen drehbar. Dies ermöglicht eine besonders schnelle und effiziente Bewegung der Presseinheit und der Portionierplatte.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 zeichnet sich dadurch aus, dass ein Ausstoßelement an der Portionierplatte angeordnet ist, um eine abgetrennte Scheibe aus einer Portionierkammer auszustoßen. Das Ausstoßelement ist an derjenigen Seite der Portionierplatte angeordnet, die der Presskammer abgewandt ist. Außerdem ist das
Ausstoßelement an der Position vorgesehen, an der die abgetrennten Scheiben auf einer Transporteinrichtung oder in einem Behälter abgelegt werden. Das Ausstoßelement unterstützt den Vorgang des Herauslösens einer abgetrennten Scheibe aus einer Portionierkammer. Darüber hinaus ist an der dem Ausstoßelement abgewandten Seite der Portionierplatte eine Form oder Mulde angeordnet, deren Querschnitt mit dem Querschnitt der Portionierkammern übereinstimmt. Durch das Ausstoßelement wird eine abgetrennte Scheiben aus einer Portionierkammer in die Form gedrückt. Während die Portionierplatte bewegt wird um eine weitere Portion von einem Stück abzuschneiden und eine andere abgetrennte Scheibe abzugeben, verbleibt die in der Form gehaltene
Scheibe an ihrer Position und kann gegebenenfalls weiter bearbeitet werden. Dabei kann ausgenutzt werden, dass die Portion in der Form fixiert ist. Dies ist für die weitere Bearbeitung der Portion von Vorteil, da die Portion dem zur Bearbeitung eingesetzten Hilfsmittel oder Werkzeug in der Form nicht ausweichen kann. In der Form kann die Portion beispielsweise geschnitten und/ oder mit weiteren Zutaten versehen werden. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind in oder an der Form Schneidwerkzeuge wie beispielsweise Messer, Schneiden oder Klingen angeordnet um die in der Form angeordnete Portion in Streifen oder Würfel zu schneiden oder eine eingeschnittene Tasche zu erzeugen. In derartige Taschen können Zutaten in die Portion gefüllt werden, beispielsweise bei einem
Schnitzel Cordon bleu Käse und Schinken. Die Schneidwerkzeuge können entweder fest oder beweglich in oder an der Form angeordnet sein. Zum Schneiden ist eine Relativbewegung zwischen der zu schneidenden Portion und dem Schneidwerkzeug notwendig. Ist das Schneidwerkzeug ortfest in oder an der Form angeordnet, erfolgt das Schneiden beim Einführen der Portion in die Form und/ oder beim Herausnehmen der Portion aus der Form. Ist das Schneidwerkzeug beweglich an der Form angeordnet, kann das Schneiden auch während des Aufenthaltes der Portion in der Form erfolgen. Vorteilhafterweise ist die Form mit einer Führung für das bewegliche Schneidwerkzeug ausgestattet. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Schlitz in der Form handeln.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Form in räumlicher Distanz zu der Presseinheit angeordnet. Sie behindert damit den Vorgang des Portionierens und Schneidens der einzelnen Portionen nicht. Das Ablegen der abgetrennten Portionen in der Form und gegebenenfalls die weitere Bearbeitung der Portion in der Form erfolgt erst, wenn der Schneidvorgang abgeschlossen ist. Zeitgleich zum Ablegen einer Portion in der Form kann an der Presseinheit eine weitere Portion von dem Stück abgeschnitten werden.
Sämtliche Merkmale der Vorrichtung gemäß Ansprüche 8, 9, 10 und 11 können mit sämtlichen Merkmalen der Ansprüche 1 bis 7 kombiniert sein.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 12 zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens zwei Transporteinrichtungen unterhalb der Portionierplatte angeordnet sind, und dass die Portionierplatte mindestens drei Endstellungen aufweist: eine erste Endstellung, in der eine Portion von einem größeren Stück abgeschnitten wird, eine zweite Endstellung, in der die Portion an oder auf der ersten Transporteinrichtung abgelegt wird und eine dritte Endstellung, in der die Portion an oder auf der zweiten Transporteinrichtung abgelegt wird. Es können auch weitere Transporteinrichtung und eine entsprechende Zahl weiterer Endstellungen der Portionierplatte vorgesehen sein. Bei den Transporteinrichtungen kann es sich beispielsweise um Transportbänder zum Ablegen der Portionen oder um Förderer für Verpackungen, zum Beispiel Schalen oder Behälter, handeln. Auf einem Transportband können die einzelnen Portionen nach dem Auswerfen aus der Portionierkammer in Gruppen, schindelartig oder einzeln mit Abstand zueinander abgelegt werden. Dies hängt von der Geschwindigkeit des Transportbandes in Relation zu der Geschwindigkeit des Portioniervorgangs ab. Bei einem Förderer für Verpackungen werden die abgetrennten Portionen nach dem Schneiden direkt von der Portionierplatte in der Verpackung abgelegt. Auch hier kann die relative Position der einzelnen Portionen zueinander durch die Geschwindigkeit des Förderers beeinflusst werden. Reststücke oder sonstige Stücke, die die Gewichtsvorgaben nicht erfüllen, können auf der zweiten Transporteinrichtung abgelegt werden. Sie beeinträchtigen die Portionen auf der ersten Fördereinrichtung und ihre Zuordnung zu bestimmten Verpackungen nicht. Ein Aussondern von Hand entfällt. Ferner können an den zwei Transporteinrichtungen Portionen unterschiedlichen Gewichts abgelegt werden. So kann ein Stück durch die Portioniervorrichtung in Portionen eines ersten und eines zweiten vorgegebenen Gewichts aufgeteilt werden. Die Portionen mit dem ersten Gewicht werden auf der ersten Transporteinrichtung und die Portionen des zweiten Gewichts auf der zweiten Transporteinrichtung abgelegt. In diesem Fall sind vorteilhafterweise eine dritte Transporteinrichtung und eine vierte Endstellung der Portionierplatte vorgesehen, um Reststücke abzulegen.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Portionierplatte um eine Achse drehbar angeordnet. Sie weist ferner eine geradzahlige Anzahl an Portionierkammern auf, die alle im gleichen radialen Abstand zur Achse und im gleichen Winkelabstand zueinander in der Portionierplatte angeordnet sind. Die drehbare Anordnung der Portionierplatte hat den Vorteil, dass die Portionierplatte schneller bewegt werden kann als bei einer verschiebbaren Anordnung. Die führt zu kürzeren Taktzeiten. Haben alle Portionierkammern in der Portionier- platte denselben radialen Abstand zur Achse und ist die Anzahl der
Portionierkammern geradzahlig, so kann das Portionieren und Schneiden und das Ablegen von abgetrennten Portionen an unterschiedlichen Transporteinrichtungen gleichzeitig erfolgen. Dadurch wird die Taktzeit der Vorrichtung erhöht.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Presseinheit und die Portionierplatte um zwei parallele, räumlich getrennte Achsen drehbar. Die drehbare Anordnung sorgt dafür, dass die Bewegung der Presseinheit und der Portionierplatte schneller ablaufen kann als bei einer verschiebbaren Anordnung. Zwei räumlichen getrennte Achse führen dazu, dass die Presseinheit und die Portionierplatte sind in ihren Bewegungen nicht gegenseitig behindern und dass das Auswerfen oder Ablegen der abgetrennten Portionen aus den Portionierkammern der Portionierplatte in räumlicher Distanz zu der Presseinheit erfolgt und damit genügten Platz für den Transport der abgetrennten Portionen zur Verfügung steht. Parallele Achsen sind von Vorteil, da der Schnitt üblicherweise senkrecht zur Richtung des Vorschubs des Stücks in der Presskammer erfolgt und die Presskammern mit ihrer Längsachse parallel zu der Achse der Presseinheit angeordnet sind.
Sämtliche Merkmale der Vorrichtung gemäß Ansprüche 12 bis 14 können mit sämtlichen Merkmalen der Ansprüche 1 bis 7 und 8 bis 11 kombiniert sein.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 15 hat den Vorteil, dass sie mit einem Servoantrieb für den Pressstempel und/ oder für den Kammerboden ausgestattet ist. Pressstempel und/ oder Kammerboden können damit verschiedene vorgebbare Positionen anfahren und diese beibehalten. Die Positionen von Presstempel und/ oder Kammerboden können außerdem von der Kraft abhängig sein, mit der ein Stück zusammengepresst wird. Dies ist insbesondere für die Presskammer von großem Vorteil. Der Pressstempel kann solange in der Presskammer vorwärts geschoben werden, bis das Stück mit einer bestimmten, vorgebbaren Kraft gegen den Pressstempel drückt. Das Anfahren und Beibehalten einer vorgegebenen Position oder
Verschieben des Pressstempels bis zum Erreichen einer vorgegebenen Gegenkraft wird durch eine Regelung vorgenommen. Hierzu ist die Vorrichtung mit geeigneten Sensoren ausgestattet, die einen zurückgelegten Weg, einen Abstand zwischen zwei Messpunkten, eine absolute Position bezogen auf einen Nullpunkt oder eine Kraft messen. Als Motoren können Elektromotoren,
Pneumatik- oder Hydraulikantriebe eingesetzt werden. Besonders geeignet sind Elektromotoren. Zu Erzielung hoher Taktzeiten sind schnelle Antriebe von Vorteil, die den Pressstempel oder den Kammerboden in möglichst kurzer Zeit an eine gewünschte Position verschieben.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind der Pressstempel und/ oder der Kammerboden mit einem Kraftsensor ausgestattet. Über diesen Kraftsensor wird die Kraft gemessen, mit der das Stück gegen den Pressstempel drückt um umgekehrt. Entsprechendes gilt für den Kammerbo- den. Diese gemessene Kraft wird in die Regelung des Servoantriebs eingegeben.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind der Pressstempel und/ oder der Kammerboden mit einem Weg- oder Positionssen- sor ausgestattet. Während der Wegsensor einen von dem Pressstempel oder dem Kammerboden zurückgelegten Weg messen, bestimmt der Positionssensor die absolute Position des Pressstempels oder des Kammerbodens bezogen auf einen vorgegebenen Nullpunkt. Der durch den Sensor gemessene Wert wird in die Regelung des Servoantriebs eingegeben. Sämtliche Merkmale der Vorrichtung gemäß Ansprüche 15 bis 17 können mit sämtlichen Merkmalen der Ansprüche 1 bis 7, 8 bis 11 und 12 bis 14 kombiniert sein.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Portionieren von Lebensmitteln mit den Merkmalen des Anspruchs 18 wird ein Stück Lebensmittel in eine längliche Presskammer einer Portioniervorrichtung eingelegt und der Querschnitt der Presskammer in Abhängigkeit von dem Stück Lebensmittel eingestellt. Die Einstellung kann automatisch in Abhängigkeit von dem Widerstand erfolgen, der dem Verschlusselement beim Verkleinern des
Querschnitts der Presskammer entgegen wirkt. Ist der Querschnitt der Presskammer eingestellt, so wird der Querschnitt des Pressstempels und der Querschnitt der Portionierkammer automatisch an diesen Querschnitt angepasst. Auf diese Weise ist eine optimierte Positionierung möglich, die jeweils an das individuelle Stück Lebensmittel angepasst ist. Darüber hinaus wird der Querschnitt einer Portionierkammer an den Querschnitt der Presskammer angepasst.
Ferner wird die Kraft, die das Lebensmittel beim Verkleinern der Presskammer auf die Presskammer ausübt, bestimmt. Vorteilhafterweise wird der Querschnitt der Presskammer vor Beginn des Portioniervorgangs solange verkleinert, bis eine maximale vorgegebene Kraft erreicht ist. Anschließend verbleibt das Verschlusselement der Presskammer in dieser Position und der Querschnitt bleibt erhalten.
In bevorzugter Weise erfolgt diese Einstellung vor Beginn des Portioniervorgangs. Es ist jedoch auch möglich, während des Portionierens den Querschnitt der Presskammer kontinuierlich anzupassen, so dass die vorgegebene maximale Kraft erhalten bleibt. Anhand von Kraft- und Wegsensoren wird der Querschnitt der Presskammer eingestellt und der eingestellte Querschnitt bestimmt. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen zu entnehmen.
Zeichnung
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Es zeigen:
Figur 1 perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Portionieren von Fleisch mit einer Presseinheit, einer Portionierplatte und mehreren Transporteinrichtungen, Figur 2 weitere perspektivische Ansicht der Vorrichtung gemäß Figur 1 ,
Figur 3 perspektivische Ansicht des Pressstempels mit kleinst möglicher Pressfläche einer Vorrichtung gemäß Figur 1 ,
Figur 4 perspektivische Ansicht des Pressstempels gemäß Figur 3 mit größtmöglicher Pressfläche, Figur 5 Pressstempel gemäß Figur 3 mit vollständig herausgezogenem
Pressstempelelement,
Figur 6 Seitenansicht des Pressstempels gemäß Figur 5,
Figur 7 Schnitt durch den Pressstempel gemäß Figuren 3 bis 6 entlang der in Figur 6 mit A - A gekennzeichneten Ebene, Figur 8 perspektivische Ansicht eines Kammerbodens mit kleinstmöglicher
Kammerbodenfläche,
Figur 9 Kammerboden gemäß Figur 8 mit größtmöglicher Kammerbodenfläche,
Figur 10 Kammerboden gemäß Figuren 8 und 9 mit vollständig herausgezo- genem Kammerbodenelement,
Figur 11 Seitenansicht des Kammerbodens gemäß Figur 10, Figur 12 Schnitt durch den Kammerboden gemäß Figuren 8 bis 11 entlang der in Figur 11 mit A - A markierten Ebene, Figur 13 Portionierplatte einer Vorrichtung gemäß Figuren 1 und 2 mit zusätzlichen Formen zum Würfelschneiden, Figur 14 perspektivische Ansicht der Vorrichtung gemäß Figur 1 ohne
Presseinheit-Antrieb-Gehäuse,
Figur 15 Ausschnitt aus Figur 14 betreffend die Presseinheit, Figur 16 Portionierplatte einer Vorrichtung gemäß Figuren 1 und 2 mit zusätzlichen Formen zum weiteren Verarbeiten der Portionen.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In den Figuren 1 und 2 ist eine Vorrichtung zum Portionieren von Fleisch in zwei verschiedenen perspektivischen Ansichten dargestellt. Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einer Presseinheit 1 , einer Portionierplatte 2 und einem zwischen der Presseinheit und der Portionierplatte drehbar angeordneten Messer. Das Messer ist in der perspektivischen Darstellung gemäß Figur 1 und 2 nicht erkennbar. Die Presseinheit 1 weist zwei Presskammern 3a und 3b auf, welche durch je ein Presskammergehäuse 4a und 4b und je ein Verschlusselement 5a und 5b begrenzt werden. In den Darstellungen gemäß Figur 1 und 2 befindet sich die Presskammer 3a unterhalb der Portionierplatte 2 und ist deshalb nicht sichtbar. Dies gilt ebenso für das Verschlusselement 5a der Presskammer 3a. Lediglich das Presskammergehäuse 4a ist teilweise sichtbar.
Die Presseinheit 1 wird durch einen Presseinheit-Antrieb zur Rotation angetrieben. Dieser ist in dem Presseinheit-Antrieb-Gehäuse 6 angeordnet. Die Presseinheit 1 nimmt im wesentlichen zwei Positionen ein. In einer ersten in den Figuren 1 und 2 dargestellten Einstellung befindet sich die erste Presskammer 3a unterhalb der Portionierplatte 2 und die zweite Presskammer
3b in maximaler Entfernung von der Portionierplatte 2. In dieser Einstellung wird das in dieser Presskammer 3a befindliche Fleischstück in Portionen aufgeteilt. Die zweite Presskammer 3b ist nicht durch die Portionierplatte 2 abgedeckt und daher von oben frei zugänglich. In sie kann ein Stück Fleisch von oben eingeführt werden. Um das Einführen zu erleichtern, ist das Verschlusselement 5b derart weit aus dem Presskammergehäuse 4b herausgezogen, dass der Querschnitt der Presskammer 3b seine größtmögliche Ausgangseinstellung aufweist. Sobald ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Fleischstück in die Presskammer 3b eingelegt ist, wird das Verschlusselement 5b mit Hilfe eines Verschlusselement-Antriebs 7 in das Presskammergehäuse 4b hineingeschoben, um den Querschnitt der Presskammer 3b zu verkleinem. Ein in der Zeichnung nicht dargestellter Kraftsensor bestimmt dabei die Kraft, mit der das
Fleischstück dem Verschlusselement-Antrieb 7 entgegen wirkt. Bei Erreichen einer vorgegebenen maximalen Kraft wird das Verschlusselement 5b in seiner Position arretiert. Der zu der betreffenden Einstellung des Verschlusselements 5b gehörende Querschnitt der Presskammer wird anhand eines, ebenfalls in der Zeichnung nicht erkennbaren Wegsensors festgestellt.
Sobald das in der ersten Presskammer 3a angeordnete Fleischstück vollständig in Portionen aufgeteilt wurde, wird die Presseinheit 1 gedreht und die mit einem Fleischstück befüllte zweite Portionierkammer 3b unter die Portionierplatte 2 bewegt. Die erste Presskammer 3a ist nun leer und kann erneut mit einem
Fleischstück befüiit werden. Dies erfolgt auf dieselbe Weise wie zuvor beschrieben. Das Verschieben der Verschlusselemente 5a und 5b kann vor, während oder nach der Rotation der Presseinheit 1 erfolgen.
Die beiden Presskammern 3a und 3b sind identisch aufgebaut.
Zum Portionieren wird in die unterhalb der Portionierplatte 2 angeordnete Presskammer 3a oder 3b von unten ein Pressstempel 8 eingeführt. Der Pressstempel kann auch als Presskolben bezeichnet werden. Er ist in den Figuren 1 und 2 nicht erkennbar. Er ist in den Figuren 3 bis 7 und 15 dargestellt.
Der Pressstempel 8 drückt das Fleisch von unten nach oben in eine oberhalb der Presskammer 3a oder 3b angeordnete Portionierkammer 9 der Portioniθrplatte 2. Die Portionierplatte 2 ist mit insgesamt 4 Portionierkammern 9 ausgestattet. Oberhalb der Position, an der eine Presskammer 3a oder 3b mit einer Portionierkammer 9 zur Deckung gebracht werden können, ist ein Kammerboden 10 in vertikaler Richtung verschiebbar angeordnet. Zum Verschieben des Kammerbodens 10 ist ein Kammerboden-Antrieb 11 vorgesehen. Es handelt sich hierbei um einen Servoantrieb mit einem Elektromotor. Der Kammerboden 10 wird von oben in eine Portionierkammer 9 eingeführt. Die Dicke und damit das Gewicht einer Portion hängt davon ab, wie weit beziehungsweise wie tief der Kammerboden in die Portionierkammer hineinragt. Das Gewicht der Portionen sowie deren Dicke ist damit über die
Position des Kammerbodens 10 einstellbar.
Das Fleischstück wird von unten durch den Pressstempel 8 in die durch den Kammerboden 10 verschlossene Portionierkammer 9 gepresst, so dass das Fleisch die gesamte Portionierkammer ausfüllt. Dabei drücken der Pressstempel 8 und der Kammerboden 10 gegeneinander. Die Portion, welche sich in der Portionierkammer 9 befindet, wird durch ein nicht dargestelltes Messer vom Fleischstück abgeschnitten. Zur Entlastung des Messers während des Schneidvorgangs können der Pressstempel 8 und/ oder der Kammerboden 10 zurückgezogen werden. Anschließend wird der Kammerboden 10 durch den
Kammerboden-Antrieb 11 nach oben gezogen, so dass die Portionierplatte 2 durch den Portionierplatten-Antrieb 12 gedreht werden kann. Die Drehung erfolgt in diesem Fall um 90°, 180° oder 270°. Dies hängt von der Qualität der Portion ab. Endstücke des Fleischstücks, die ein geringeres Gewicht aufweisen als das vorgegebene Sollgewicht, können beispielsweise von den übrigen
Portionen getrennt werden. Das in der Zeichnung nicht erkennbare Messer wird zusammen mit der Portionierplatte 2 gedreht, bis sich die abgetrennte Portion oberhalb der vorgesehenen Auswurfposition befindet. Anschließend wird das Messer in seine Ausgangsposition oberhalb der Presskammer zurückgeführt, um die nächste Portion abzuschneiden. Die Portionierkammer 9 ist nun nach unten offen. Mit Hilfe eines stempelartigen Ausstoßelements 13 wird die abgetrennte Portion nach unten aus der Portionierkammer 9 herausgedrückt und fällt in einen Behälter 14, der durch eine Transporteinrichtung 15 bewegt wird. Ein zweites stempelartiges Austoßstelement 16 befindet sich oberhalb einer zweiten Transporteinrichtung 17. Beide Auswurfelemente 13 und 16 sind mit Antrieben 18 und 19 ausgestattet.
Während eine Portion mit Hilfe eines der beiden Auswurfelemente 13 oder 16 aus einer Portionierkammer 9 ausgestoßen und in einen Behälter 14 abgelegt wird, wird in einer weiteren Portionierkammer 9 der Portionierplatte 2, welche sich oberhalb der Presskammer 3a befindet, eine Portion abgemessen und durch das Messer von dem Fleischstück abgeschnitten. Dieser Vorgang wird so oft wiederholt, bis das gesamte in der Presskammer 3a angeordnete Fleischstück in Portionen aufgeteilt ist. Anschließend wird die Presseinheit 1 gedreht, um ein weiteres Fleischstück auf dieselbe Weise in Portionen aufzuteilen.
Beim Übergang von der Position einer Presskammer 3a oder 3b unterhalb der Portionierplatte 2 in eine Position zum Befüllen der Presskammer wird das zugehörige Verschiusselement 5a oder 5b aus dem Presskammergehäuse 4a oder 4b herausgezogen, so dass sich der Querschnitt der Presskammer wieder vergrößert und das Einlegen eines Fleischstücks erleichtert wird. Die Position und die Kraft des Verschlusselements 5a oder 5b werden nicht nur beim Einlegen eines neuen Fleischstücks, sondern auch während des Portioniervorganges kontinuierlich erfasst. Fällt die Kraft aufgrund der Form des Fleischstücks während des Portioniervorgangs ab oder steigt sie an, so kann die Position des Verschlusselements während des Portioniervorgangs angepasst werden.
Die Figuren 3 bis 7 zeigen den Pressstempel in verschiedenen Ansichten. Der Pressstempel weist eine Halterung 20 auf, an dem eine in Figur 15 erkennbare Pressstempelstange 39 befestigt werden kann, welche die Bewegung eines in den Figuren 14 und 15 erkennbaren Pressstempel-Antriebs 38 auf den Pressstempel überträgt. Der Pressstempel 8 weist ferner zwei Pressstempel- ^
elemente 21 und 22 auf, die jeweils mit fingerartigen Fortsätzen 23 ausgestattet sind. Das erste Pressstempelelement 21 ist fest mit der Haltern ng 20 verbunden. Das zweite Pressstempelelement 22 ist gegenüber dem ersten Pressstempelelement verschiebbar. Das zweite Pressstempelelement 22 ist hierzu in einem in Figur 6 erkennbaren Schlitz des Pressstempels 8 geführt. Die
Führung wird außerdem durch die fingerartigen Fortsätze 23 verstärkt, mit denen die beiden Pressstempelelemente 21 und 22 ineinander greifen. Die fingerartigen Fortsätze 23 der beiden Pressstempelelemente sowie die Abstände zwischen den fingerartigen Fortsätzen 23 sind bei beiden Pressstempelelementen 21 , 22 identisch ausgebildet. An der der Presskammer zugewandten Seite sind die beiden Pressstempelelemente 21 und 22 durch eine Platte 24 abgedeckt. In zwei der fingerartigen Fortsätze 23 des zweiten Pressstempelelements 22 sind zwei Stifte 25 verschiebbar gelagert. Sie stützen sich durch in der Zeichnung nicht erkennbare Federn an dem zweiten Pressstempelelement 22 ab. Die Federn drücken die beiden Stifte 25 nach außen. Sie sorgen dafür, dass ohne Einwirkung einer äußeren Kraft die beiden Pressstempelelemente 21 und 22 in der Ausgangsstellung gemäß Figur 4 den größtmöglichen Abstand aufweisen. Nur durch Einwirkung einer äußeren Kraft können sie in die in Figur 3 dargestellte Position gebracht werden, in der die fingerartigen Fortsätze 23 derart nah beieinander liegen, dass kein
Zwischenraum und keine Lücke zwischen ihnen besteht. In dieser Einstellung sind die Stifte 25 vollständig in die hierfür vorgesehenen Kanäle der fingerartigen Fortsätze 23 eingedrückt. Die Kraft, welche die beiden Pressstempelelemente 21 und 22 zusammen drückt, wird durch ein Presskammergehäuse 4a, 4b und das zugehörige Verschlusselement 5a, 5b ausgeübt.
In den Figuren 8 bis 12 ist der Kammerboden 10 dargestellt, der hinsichtlich seiner Kammerbodenfläche genau wie der Pressstempel einstellbar ist. Der Aufbau des Kammerbodens mit einer Halterung 26, zwei Kammerbodenele- menten 27 und 28, fingerartigen Fortsätzen 29, einer Platte 30 sowie Stiften 31 entspricht dem Aufbau des Pressstempels. Die Funktionsweise ist identisch. Die Kraft, welche die beiden Kammerbodenelemente 27 und 28 zusammen drückt, wird bei dem Kammerboden 10 durch die Portionierkammer 9 ausgeübt. Darüber hinaus ist der Kammerboden zusätzlich mit Kanälen 32 und Anschlüssen 33 ausgestattet, um aus der Portionierkammer Luft abzusaugen oder Druckluft einzuleiten. Das Ansaugen von Luft begünstigt das vollständige
Ausfüllen der Portionierkammer mit Fleisch. Das Einleiten von Druckluft begünstigt den Auswurf einer Portion aus der Portionierkammer.
Figur 13 zeigt die Portionierplatte 2 mit zwei Ausstoßelementen 13 und 16, einem Antrieb 34 für das Messer, sowie dem Portionierplatten-Antrieb 12 und zusätzlichen Formen 35 unterhalb der Portionierplatte 2, mit denen eine Portion in Würfel aufgeteilt werden kann. Jede der beiden Formen 35 ist mit einem
Gatter aus mehreren Klingen ausgestattet. Die beiden Ausstoßelemente 13 und
16 drücken eine in einer Portionierkammer 9 angeordnete Portion nach unten in die Formen 35, wodurch die Portion in Würfel aufgeschnitten wird. Die Würfel fallen anschließend nach unten und werden der weiteren Verarbeitung zugeführt.
Figur 14 zeigt die Vorrichtung in einer ähnlichen Ansicht wie in Figur 1. Im Unterschied zu Figur 1 ist die zweite Transporteinrichtung 36 nur halb so lang ausgebildet wird die zweite Transporteinrichtung 17 in Figur 1. Außerdem ist die
Presseinheit 1 ohne Presseinheit-Antrieb-Gehäuse 6 dargestellt. Aus diesem
Grund sind in Figur 14 der Antrieb 37 zum Rotieren der Presseinheit 1 und der
Pressstempel-Antrieb 38 erkennbar. Es handelt sich bei dem Pressstempel- Antrieb 38 um einen Servoantrieb mit einem Elektromotor.
Figur 15 zeigt einen Ausschnitt aus Figur 14. In dem Ausschnitt ist lediglich die Presseinheit 1 dargestellt. Das Presskammergehäuse 4b und das Verschlusselement 5b fehlen, so dass der Pressstempel 8 mit der Pressstempelstange 39 erkennbar sind. Die Pressstempelstange 39 überträgt den Hub des
Pressstempel-Antriebs 38 auf den Pressstempel 8. Figur 16 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel an Formen 40, in die eine Portion nach dem Schneiden durch die Portionierplatte und ein Ausstoßelement 13 abgelegt werden kann. Die Formen 40 enthalten keine Schneidwerkzeuge. Sie führen lediglich die Portionen der weiteren Verarbeitung zu und erhalten dabei die durch die Portionierkammern vorgegebene Form.
Sämtliche Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
Bezugszahlenliste
1 Presseinheit
2 Portionierplatte
3a Presskammer
3b Presskammer
4a Presskammergehäuse
4b Presskammergehäuse
5a Verschlusselement
5b Verschlusselement
6 Presseinheit-Antrieb-Gehäuse
7 Verschlusselement-Antrieb
8 Pressstempel
9 Portionierkammer
10 Kammerboden
11 Kammerboden-Antrieb
12 Portionierplatten-Antrieb
13 Ausstoßelement
14 Behälter
15 Transporteinrichtung
16 zweites Ausstoßelement
17 zweite Transporteinrichtung
18 Antrieb des ersten Ausstoßelements
19 Antrieb des zweiten Ausstoßelements
20 Haltern ng am Pressstempel
21 Pressstempelelement
22 Pressstempelelement
23 fingerartiger Fortsatz
24 Platte
25 Stift
26 Haltern ng am Kammerboden
27 Kammerbodenelement 28 Kammerbodenelement
29 fingerartiger Fortsatz
30 Platte
31 Stift 32 Kanal für Druckluft
33 Anschluss für Druckluft
34 Messerantrieb
35 Form zum Würfelschneiden
36 zweite Transporteinheit 37 Antrieb zum Rotieren der Presseinheit
38 Pressstempel-Antrieb
39 Pressstempelstange
40 Form

Claims

Vorrichtung und Verfahren zum Portionieren von LebensmittelnA N S P R Ü C H E
1. Vorrichtung zum Portionieren von Lebensmitteln, insbesondere von
Fleisch, in Portionen mit vorgegebenem Gewicht und/ oder vorgegebener
Dicke mit einer Presseinheit (1) mit mindestens zwei länglichen Presskammern (3a, 3b) und mit je einem Verschlusselement (5a, 5b) pro Presskammer
(3a, 3b) zum seitlichen Verschließen der Presskammer (3a, 3b), mit einem Verschlusselement-Antrieb (7) um das Verschlusselement (5a, 5b) in der Presskammer (3a, 3b) zu verschieben und den Querschnitt der Presskammer (3a, 3b) einzustellen, mit mindestens einem Pressstempel (8) für die Presskammern (3a, 3b), welcher mit einem Pressstempel-Antrieb (38) ausgestattet ist um den Pressstempel (8) in Längsrichtung der Presskammer (3a, 3b) zu verschieben, mit mindestens zwei zueinander beweglichen, eine Pressfläche des Pressstempels (8) definierenden Pressstempelelementen (21 , 22), mit einer veränderbaren Einstellung der Pressstempelelemente (21 , 22) zueinander zur Einstellung des Querschnitts der Pressfläche, mit einer Portionierplatte (2) mit mehreren Portionierkammern (9), mit einem Portionierplatten-Antrieb (12) um die Portionierplatte (2) relativ zur Presseinheit (1) zu bewegen, mit einer seitlichen Öffnung der Portionierkammern (9), mit einem beweglich an der Portionierplatte (2) angeordneten Portionierkammerteil zum Abdecken der Öffnung und um den Querschnitt der Portionierkammer (9) einzustellen, mit mindestens einem Kammerboden (10) der Portionierplatte (2), mit mindestens zwei zueinander beweglichen Kammerbodenelementen (27, 28) des Kammerbodens, mit einer veränderbaren Einstellung der Kammerbodenelemente (27, 28) zueinander zur Einstellung des Querschnitts des Kammerbodens (10), mit einem Schneidelement zwischen der Presseinheit (1 ) und der Portionierplatte (2) und mit einem Schneidelement-Antrieb (34) um das Schneidelement relativ zu der Presseinheit (1 ) zu bewegen.
2. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressstempelelemente (21 , 22) und/ oder die Kammerbodenelemente (27, 28) an der einander zugewandten Seite mehrere fingerartige Fortsätze (23, 29) aufweisen, welche im zusammengefügten Zustand ineinander greifen, dass der Abstand zweier benachbarter Fortsätze (23, 29) eines Pressstempelelements (21 , 22) und/ oder eines Kammerbodenelements (27, 28) der Breite eines Fortsatzes (23, 29) des anderen Pressstempelelements (21 , 22) und/ oder des anderen
Kammerbodenelements entspricht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Bereich der ineinander greifenden Fortsätze (23, 29) durch eine Platte (24, 30) abgedeckt ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kammerboden (10) zur Einstellung der Tiefe der Portionierkammer (9) verschiebbar angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Verschlusselement (5a, 5b) der Presskammer (3a, 3b) ein Sensor zur Erfassung der Kraft angeordnet ist, welche durch das Stück Lebensmittel auf das Verschlusselement (5a, 5b) beim Verschieben des Verschlusselements (5a, 5b) in der Presskammer (3a,
3b) ausgeübt wird.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wegsensor an dem Verschlusselement (5a, 5b) angeordnet ist zur Bestimmung des von dem Verschlusselement (5a, 5b) beim Zusammenpressen eines Stücks Lebensmittel zurückgelegten Wegs oder zur Bestimmung der absoluten Position des Verschlusselements (5a,
5b) im Bezug auf die Presskammer (3a, 3b).
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kammerboden (10) der Portionierkammern (9) mit Kanälen (32) zum Ansaugen und/ oder Ausstoßen von Luft oder sonstigen Gasen ausgestattet ist, und dass die Vorrichtung mit Stiften ausgestattet ist, deren Querschnitt mit dem Querschnitt der Kanäle übereinstimmt oder geringfügig kleiner ist, und dass die Vorrichtung mit einem Stiftantrieb ausgestattet ist um die Stifte bei einer bestimmten Stellung der Portionierplatte in die Kanäle einzufahren und die Kanäle von
Verunreinigungen zu befreien.
8. Vorrichtung zum Portionieren von Lebensmitteln, insbesondere von Fleisch, in Portionen mit vorgegebenem Gewicht und/ oder vorgegebener Dicke mit einer Presseinheit (1 ) mit mindestens zwei länglichen Presskammern (3a, 3b), mit mindestens einem Pressstempel (8) für die Presskammern (3a, 3b), welcher mit einem Pressstempel-Antrieb (38) ausgestattet ist um den Pressstempel (8) in Längsrichtung der Presskammer (3a, 3b) zu verschieben, mit einer Portionierplatte (2) mit mehreren Portionierkammern (9), mit einem Portionierplatten-Antrieb (12) um die Portionierplatte (2) relativ zur Presseinheit (1 ) zu bewegen, mit einem Schneidelement zwischen der Presseinheit (1 ) und der Portionierplatte (2), mit einem Schneidelement-Antrieb (34) um das Schneidelement relativ zu der Presseinheit (1 ) zu bewegen, mit einem Ausstoßelement (13, 16) an der Portionierplatte (2), welches eine oder mehrere abgetrennte Portionen aus der Portionierkammer (9) ausstößt, mit einer an der dem Ausstoßelement (13, 16) abgewandten Seite der Portionierplatte (2) angeordneten Form (35, 40), deren Querschnitt mit dem Querschnitt der Portionierkammern (9) übereinstimmt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in oder an der Form (35) mindestens ein Schneidwerkzeug angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Form (35) eine Führung für das Schneidwerkzeug aufweist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Form (35, 40) in räumlicher Distanz zu der Presseinheit (1) angeordnet ist.
12. Vorrichtung zum Portionieren von Lebensmitteln, insbesondere von
Fleisch, in Portionen mit vorgegebenem Gewicht und/ oder vorgegebener
Dicke mit einer Presseinheit (1 ) mit mindestens zwei länglichen Presskammern
(3a, 3b), mit mindestens einem Pressstempel (8) für die Presskammem (3a, 3b), welcher mit einem Pressstempel-Antrieb (38) ausgestattet ist um den Pressstempel (8) in Längsrichtung der Presskammer (3a, 3b) zu verschieben, mit einer Portionierplatte (2) mit mehreren Portionierkammern (9), mit einem Portionierplatten-Antrieb (12) um die Portionierplatte (2) relativ zur
Presseinheit (1 ) zu bewegen, mit einem Schneidelement zwischen der Presseinheit (1 ) und der Portionierplatte (2) und mit einem Schneidelement-Antrieb (34) um das Schneidelement relativ zu der Presseinheit (1) zu bewegen, mit mindestens zwei, unterhalb der Portionierplatte (2) angeordneten
Transporteinrichtungen (15, 17, 36) um die abgetrennten Portionen von der Portionierplatte (2) zu übernehmen und zu transportieren, mit mindestens drei Endstellungen der Portionierplatte (2) um eine Portion in einer ersten Endstellung zu portionieren und zu schneiden, um sie in einer zweiten Endstellung an der ersten Transporteinrichtung (15) abzulegen oder um sie in einer dritten Endstellung an der zweiten Transporteinrichtung (17, 36) abzulegen.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Portionierplatte (2) um eine Achse drehbar angeordnet ist, dass sie eine geradzahlige Anzahl an Portionierkammern (9) aufweist, die alle im gleichen radialen Abstand zur Achse und im gleichen Winkelabstand zueinander in der Portionierplatte (2) angeordnet sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die
Presseinheit (1 ) und die Portionierplatte (2) um zwei parallele, räumlich getrennte Achsen drehbar sind.
15. Vorrichtung zum Portionieren von Lebensmitteln, insbesondere von Fleisch, in Portionen mit vorgegebenem Gewicht und/ oder vorgegebener
Dicke mit einer Presseinheit (1 ) mit mindestens zwei länglichen Presskammem (3a, 3b), mit mindestens einem Pressstempel (8) für die Presskammern (3a, 3b), welcher mit einem Pressstempel-Antrieb (38) ausgestattet ist um den
Pressstempel (8) in Längsrichtung der Presskammer (3a, 3b) zu verschieben, mit einer Portionierplatte (2) mit mehreren Portionierkammern (9), mit einem Portionierplatten-Antrieb (12) um die Portionierplatte (2) relativ zur Presseinheit (1) zu bewegen, dass einem zur Einstellung der Tiefe der Portionierkammer (9) verschieb- bar angeordneten Kammerboden (10), mit einem Schneidelement zwischen der Presseinheit (1 ) und der Portionierplatte (2) und mit einem Schneidelement-Antrieb (34) um das Schneidelement relativ zu der Presseinheit (1 ) zu bewegen, mit einem Servoantrieb (11 , 38) für den Pressstempel (8) und/ oder für den Kammerboden (10).
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressstempel (8) und/ oder der Kammerboden (10) mit einem Kraftsensor ausgestattet sind.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressstempel und/ oder der Kammerboden (10) mit einem Weg- oder Positionssensor ausgestattet sind.
18. Verfahren zum Portionieren von Lebensmitteln, insbesondere von Fleisch, in Portionen mit vorgegebenem Gewicht und/ oder vorgegebener Dicke insbesondere unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit folgenden Verfahrensschritten Einlegen eines Stücks Lebensmittel in eine längliche Presskammer (3a,
3b) einer Portioniervorrichtung,
Einstellen des Querschnitts der Presskammer (3a, 3b) in Abhängigkeit von dem Stück Lebensmittel,
Anpassen des Querschnitts eines in axialer Richtung der Presskammer (3a, 3b) verschiebbaren Pressstempels (8) an den Querschnitt der
Presskammer, Anpassen des Querschnitts einer an der Presskammer (3a, 3b) angeordneten Portionierkammer (9) zur Vorgabe der Größe der abzutrennenden Portionen.
Bestimmen der Kraft, die das Lebensmittel auf die Presskammer (3a, 3b) ausübt beim Verkleinern des Querschnitts und/ oder der Länge der Presskammer.
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