EP2283953A1 - Schneidmesser und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

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EP2283953A1
EP2283953A1 EP10006679A EP10006679A EP2283953A1 EP 2283953 A1 EP2283953 A1 EP 2283953A1 EP 10006679 A EP10006679 A EP 10006679A EP 10006679 A EP10006679 A EP 10006679A EP 2283953 A1 EP2283953 A1 EP 2283953A1
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EP
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cutting
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area
working area
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Weber Maschinenbau GmbH Breidenbach
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a cutting blade for machines for slicing food products, in particular for high-performance slicers, and to a method for producing a cutting knife.
  • High-performance slicers are used to cut up food products, such as ham, sausage or cheese, with a high cutting rate.
  • the cutting blades used for this purpose are exposed to high loads during operation, which is why there is a correspondingly increased wear.
  • a relatively frequent replacement of the respective cutting blade on the associated cutting device may be necessary, which is disadvantageous in terms of effectiveness.
  • the object of the invention is therefore to provide a cutting blade in which the wear resistance is increased.
  • the cutting blade has at least one working area which, by means of a hot isostatic pressing process, transfers both from an initial state to a finished state and is also connected to a base body of the cutting blade and / or to another working area.
  • a working range of the cutting blade is defined, which e.g. is exposed during operation to a special load.
  • This working area of the cutting blade can be made of a special material which is optimized with regard to the special stress.
  • HIP process hot isostatic pressing process
  • the connection between the working area and the adjacent blade areas is based on a hot isostatic press connection.
  • Such a compound is particularly strong and durable, since the various areas merge into one another under the conditions of hot isostatic pressing at the interfaces, so that a similar connection is formed as in diffusion bonding. It can be provided in this way a cutting blade with stress-appropriate range division.
  • a single work area may be connected to a main body of the cutting blade.
  • several different work areas can be provided.
  • the working area can form a cutting area of the cutting blade, which in particular defines a radially outwardly pointing cutting edge of the cutting blade.
  • This area is subjected to a particularly high load during cutting, so that it is advantageous to manufacture it from a special material, which has a finished state based on a HIP process.
  • a special material which has a finished state based on a HIP process.
  • the working area may form a receiving or fastening area of the cutting blade.
  • On the mounting area are usually special requirements to make, as this, for example, must absorb relatively high clamping forces. It may therefore be favorable to manufacture the fastening region from a special material which has a finished state based on a HIP process.
  • both the cutting area and the receiving or fastening area of the cutting blade can be provided as a working area.
  • At least one working area consists of a powder metallurgical steel.
  • PM steel powder metallurgical steel
  • the hardness and wear resistance of the work area can be increased.
  • Powder metallurgy steels are lighter and can be produced with better dimensional tolerances than conventional steels, so that the use of powder metallurgy steel results in a good cost-benefit effect.
  • workpieces with relatively complex shape can be easily manufactured.
  • the formation of a workspace made of a powder metallurgy steel can thus provide a cutting blade of any desired shape with increased wear resistance, without using special steels that are difficult to process for this purpose.
  • the increased cost associated with PM technology in combination with the HIP process can be minimized.
  • a base body of the cutting blade consists of a non-powder metallurgical material.
  • the main body which depending on the application a considerable part of Cutting knife forms, so it can be made in a simple and cost-effective manner as existing cutting blades.
  • the base may be forged, cast or rolled steel.
  • the main body is preferably made of a material that undergoes no significant change in properties in a subsequent to the hot isostatic pressing process hardening process. This means that the main body behaves largely neutral during the hardening process to be carried out after the HIP process, so that curing of the HIP-based work areas does not lead to any fear of impairment of the non-HIP-based main body.
  • a base body of the cutting blade is formed as a plate or disc.
  • the working region forming a cutting region of the cutting blade can be applied in particular to an outer peripheral region of a base body of the cutting blade.
  • the base body is first produced in a known manner, and in a subsequent processing step, a cutting region - e.g. made of powder metallurgical steel - applied.
  • the working region forming a cutting region of the cutting blade can be formed at least partially annularly, in particular partially annularly, and / or in the form of a closed ring.
  • a circular knife such a cutting region thus extends continuously around the blade axis in a continuous manner.
  • the cutting area can extend along a spiral-shaped partial ring.
  • a flush transition between the work area and a base body and / or between several work areas is provided with each other.
  • a flush transition facilitates cutting and avoids hygienic problems that could be caused by edges, grooves or protrusions.
  • the cutting blade can be designed as, in particular both rotating and planetary encircling circular blade or as, in particular rotating, sickle, spiral or Cuttermesser. Since the work area is e.g. is applied in a subsequent processing step to a previously provided base body, no major changes in manufacturing are necessary for the production of a cutting blade according to the invention.
  • a base body is provided and at least one working area connected to the base body is produced by means of a hot isostatic pressing process.
  • the main body can also be made of a HIP-based material, so that the HIP process both the base body and the work area are transferred to a finished state and at the same time a firm connection between the body and work area is made.
  • the main body also forms a working area in this case.
  • Another object of the invention is to simplify the manufacture of cutting blades.
  • a, in particular cylindrical, stack arrangement of a plurality of base bodies is provided, a coating layer is applied by means of a hot isostatic pressing process on the stack assembly, in particular on a lateral surface of the stack assembly, and the stack assembly is separated to obtain a plurality of individual base body with application layer.
  • the application layer of each basic body can be processed to produce a cutting area.
  • grinding, milling or machining processes can be carried out.
  • a high-performance slicer comprises a cutting blade 11 having a central working area 12, an annular base body 13 and a likewise annular outer working area 14.
  • the central work area 12 consists of a solid body, which can be converted by means of a HIP process from a fixed initial state to a finished state.
  • the outer working area 14 consists of a powder metallurgical material, which can likewise be converted from a powdery initial state into a finished state by means of a HIP process.
  • the main body 13 is made of conventional rolled steel.
  • the cutting blade 11 is subjected to a HIP process during production, by means of which both the central working area 12 and the outer working area 14 are brought to a finished state.
  • the powder metallurgical material of the outer working area 14 is sintered to a solid state.
  • a strong connection is also created between the central work area 12 and the main body 13 and between the main body 13 and the outer work area 14.
  • the cutting blade 11 is subjected to a hardening process.
  • the main body 13 of the conventional steel undergoes no significant change in its mechanical properties in this hardening process, ie it behaves substantially neutral during curing after hot isostatic pressing.
  • the cutting blade 11 can be subjected to further processing steps.
  • it can be processed in such a way that the circumference of the outer working area 14 forms a cutting edge 21 pointing radially outward.
  • 12 bushings for fastening the cutting blade 11 to an associated blade receptacle of the high-performance slicer can be provided in the central work area.
  • the outer working area 14 thus forms a cutting area, while the central working area 12 forms a receiving or fastening area.
  • the central working area 12 and the outer working area 14 provide in the highly loaded portions of the knife edge and the knife attachment optimized material sections, which contribute significantly to an increase of the machine or blade life.
  • the cutting blade 11 is in Fig. 1 merely as an example as both a knife axis M rotating and planetary rotating circular knife shown. Alternatively, it could also be designed as a purely rotating sickle, spiral or craft knife.
  • a product is delivered by means of a product feed to the cutting blade 11 so as to cut off product slices from the product and supply them to further processing.
  • a cylindrical stacking arrangement 23 is provided of a plurality of superposed and each separated by an intermediate layer 25 basic bodies 13 which consist for example of an austenitic Cr-Ni steel (for example, material number 1.4301).
  • the intermediate layers 25 may for example consist of an Al 2 O 3 film.
  • the stacked base body 13 are then braced against each other for fixing and to prevent cavitation.
  • the stack assembly 23 is then encapsulated by a sleeve, not shown, wherein between the lateral surface 26 of the stack assembly 23 and the sleeve wall, a cavity is provided, which is filled in a subsequent manufacturing step with a powder metallurgical material.
  • the encapsulated stack assembly 23 is then vibrated to mechanically densify the powder metallurgical material in the cavity and expel any voids present.
  • the sleeve is then sealed tight and subjected to a HIP process.
  • the HIP process sinters the powder metallurgical material in the cavity to a homogeneous, dense solid.
  • the intermediate layers 25 prevent a HIP-related connection of the base body 13 with each other.
  • the sleeve is opened and the stack assembly 23, which is now a in Fig. 2B has shown application layer 27 is removed.
  • the application layer 27 is initially present in soft-annealed form.
  • the main body 13 are then separated from each other by the stack assembly 23 is severed at the level of the intermediate layers 25, for example by cutting off.
  • the resulting blanks 29, so the individual base body 13 with respective coating layer 27, which in Fig. 3 can then be used to smooth the surface and the Adjusting a uniform material thickness are ground flat.
  • surface grinding may be followed by bending, pressing and / or machining.
  • the knife blanks 29 are subjected to a hardening process, preferably a vacuum-based volume heat treatment.
  • the mechanical properties of the base body 13 are not affected in the curing process, since the corresponding steel material behaves largely neutral to the curing.
  • the finishing of the knife blanks 29 is carried out by milling and / or grinding, in each case finally a cutting blade 11 having a cutting plane S according to FIG Fig. 4 to obtain, which has a sintered cutting portion 14.
  • FIG Fig. 4 the main body 13 of the finished cutting blade 11 in FIG Fig. 4 is shown only simplified. Depending on the type of knife, different holes may be provided for attachment purposes or a separate attachment area. Furthermore, the base body 13 for stabilization or stiffening not shown bulges or elevations.
  • the sintered cutting area 14 may also have a relatively complicated geometric shape.

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Abstract

Eine Vorrichtung zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten umfasst eine Produktzuführung, die ein oder mehrere aufzuschneidende Produkte einer Schneidebene zuführt, in der sich wenigstens ein Schneidmesser, insbesondere rotierend und/oder umlaufend, bewegt. Das Schneidmesser weist einen Arbeitsbereich auf, der mittels eines heißisostatischen Pressprozesses sowohl von einem Ausgangszustand in einen Fertigzustand überführt als auch mit einem Grundkörper des Schneidmessers und/oder mit einem weiteren Arbeitsbereich verbunden ist. Ein Verfahren zum Herstellen einer Mehrzahl von Schneidmessern sieht vor, eine Stapelanordnung aus mehreren Grundkörpern bereitzustellen, mittels eines heißisostatischen Pressprozesses eine Auftragsschicht auf die Stapelanordnung aufzubringen, und die Stapelanordnung aufzutrennen, um mehrere einzelne Grundkörper mit Auftragsschicht zu erhalten.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schneidmesser für Maschinen zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten, insbesondere für Hochleistungs-Slicer, sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Schneidmessers.
  • Hochleistungs-Slicer dienen dazu, Lebensmittelprodukte, wie Schinken, Wurst oder Käse, mit hoher Schnittfolge aufzuschneiden. Die dazu eingesetzten Schneidmesser sind im Betrieb hohen Belastungen ausgesetzt, weshalb es zu einem dementsprechend erhöhten Verschleiß kommt. Je nach Produktart kann daher ein relativ häufiges Auswechseln des jeweiligen Schneidmessers an der zugehörigen Schneidvorrichtung notwendig sein, was hinsichtlich der Effektivität nachteilig ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Schneidmesser bereitzustellen, bei welchem die Verschleißfestigkeit erhöht ist.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Schneidmesser mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Erfindungsgemäß weist das Schneidmesser wenigstens einen Arbeitsbereich auf, der mittels eines heißisostatischen Pressprozesses sowohl von einem Ausgangszustand in einen Fertigzustand überführt als auch mit einem Grundkörper des Schneidmessers und/oder mit einem weiteren Arbeitsbereich verbunden ist.
  • Es wird also ein Arbeitsbereich des Schneidmessers definiert, welcher z.B. während des Betriebs einer besonderen Beanspruchung ausgesetzt ist. Dieser Arbeitsbereich des Schneidmessers kann aus einem speziellen Werkstoff bestehen, welcher hinsichtlich der besonderen Beanspruchung optimiert ist. Durch einen heißisostatischen Pressprozess (HIP-Prozess) wird zum Einen erreicht, dass der Arbeitsbereich von einem Ausgangszustand in einen Fertigzustand überführt wird. Zum Anderen beruht auch die Verbindung zwischen dem Arbeitsbereich und den angrenzenden Messerbereichen auf einer heißisostatischen Pressverbindung. Eine derartige Verbindung ist besonders fest und beständig, da die verschiedenen Bereiche unter den Bedingungen des heißisostatischen Pressens an den Grenzflächen ineinander übergehen, sodass eine ähnliche Verbindung entsteht wie beim Diffusionsschweißen. Es kann auf diese Weise ein Schneidmesser mit beanspruchungsgerechter Bereichseinteilung bereitgestellt werden. Beispielsweise kann ein einzelner Arbeitsbereich mit einem Grundkörper des Schneidmessers verbunden sein. Alternativ können auch mehrere unterschiedliche Arbeitsbereiche vorgesehen sein. Bei bestimmten Anwendungen kann es auch von Vorteil sein, keinen Grundkörper, sondern ausschließlich unterschiedliche Arbeitsbereiche vorzusehen.
  • Der Arbeitsbereich kann einen Schneidenbereich des Schneidmessers bilden, welcher insbesondere eine radial nach außen weisende Schneidkante des Schneidmessers definiert. Dieser Bereich ist während des Schneidens einer besonders hohen Belastung ausgesetzt, sodass es vorteilhaft ist, ihn aus einem Spezialwerkstoff zu fertigen, welcher einen auf einem HIP-Prozess beruhenden Fertigzustand aufweist. Dadurch dass die Verwendung des Spezialwerkstoffs auf den unmittelbaren Schneidenbereich beschränkt ist, können damit eventuell verbundene höhere Kosten minimiert werden.
  • Alternativ kann der Arbeitsbereich einen Aufnahme- oder Befestigungsbereich des Schneidmessers bilden. An den Befestigungsbereich sind üblicherweise besondere Anforderungen zu stellen, da dieser beispielsweise relativ hohe Spannkräfte aufnehmen muss. Es kann daher günstig sein, den Befestigungsbereich aus einem Spezialwerkstoff zu fertigen, welcher einen auf einem HIP-Prozess beruhenden Fertigzustand aufweist. Je nach Vorgabe kann sowohl der Schneidenbereich als auch der Aufnahme- oder Befestigungsbereich des Schneidmessers als Arbeitsbereich vorgesehen sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform besteht wenigstens ein Arbeitsbereich aus einem pulvermetallurgischen Stahl. Durch die Verwendung von pulvermetallurgischem Stahl (PM-Stahl) kann die Härte und die Verschleißfestigkeit des Arbeitsbereichs erhöht werden. Pulvermetallurgische Stähle sind leichter und mit besseren Maßtoleranzen herstellbar als herkömmliche Stähle, sodass sich durch die Verwendung von pulvermetallurgischem Stahl ein guter Kosten-Nutzen-Effekt ergibt. Insbesondere können auch Werkstücke mit relativ komplexer Formgebung leicht gefertigt werden. Durch die Ausbildung eines Arbeitsbereichs aus einem pulvermetallurgischen Stahl kann somit ein Schneidmesser von beliebiger Form mit einer erhöhten Verschleißfestigkeit bereitgestellt werden, ohne hierzu schwer zu verarbeitende Spezialstähle heranzuziehen. Dadurch dass die Verwendung des pulvermetallurgischen Stahls als Werkstoff auf den Arbeitsbereich beschränkt ist, können die erhöhten Kosten, mit der die PM-Technologie in Kombination mit dem HIP-Prozess verbunden sind, auf ein Minimum beschränkt werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform besteht ein Grundkörper des Schneidmessers aus einem nicht pulvermetallurgischen Material. Der Grundkörper, welcher je nach Anwendung einen beträchtlichen Teil des Schneidmessers bildet, kann also auf einfache und kostengünstige Weise wie bei bestehenden Schneidmessern gefertigt sein. Insbesondere kann der Grundkörper aus geschmiedetem, gegossenem oder gewalztem Stahl bestehen.
  • Der Grundkörper ist vorzugsweise aus einem Material gefertigt, das in einem sich an den heißisostatischen Pressprozess anschließenden Härtungsprozess keine wesentliche Eigenschaftsänderung erfährt. Das heißt der Grundkörper verhält sich während des nach dem HIP-Prozess vorzunehmenden Härtens weitgehend neutral, sodass durch das Härten der HIP-basierten Arbeitsbereiche keine Beeinträchtigung des nicht HIP-basierten Grundkörpers zu befürchten ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ein Grundkörper des Schneidmessers als Platte oder Scheibe ausgebildet.
  • Der einen Schneidenbereich des Schneidmessers bildende Arbeitsbereich kann insbesondere auf einen äußeren Umfangsbereich eines Grundkörpers des Schneidmessers aufgebracht sein. Bei der Messerherstellung wird also zunächst der Grundkörper in bekannter Weise hergestellt und in einem anschließenden Verarbeitungsschritt wird auf dessen Umfangsbereich mittels eines HIP-Prozesses ein Schneidenbereich - z.B. aus pulvermetallurgischem Stahl - aufgebracht.
  • Der einen Schneidenbereich des Schneidmessers bildende Arbeitsbereich kann zumindest teilringförmig, insbesondere teilkreisringförmig, ausgebildet sein und/oder die Form eines geschlossenen Rings aufweisen. Bei einem Kreismesser erstreckt sich ein derartiger Schneidenbereich also kontinuierlich umlaufend um die Messerachse. Bei einem Sichelmesser kann sich der Schneidenbereich insbesondere entlang eines spiralartig geformten Teilrings erstrecken.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ein bündiger Übergang zwischen dem Arbeitsbereich und einem Grundkörper und/oder zwischen mehreren Arbeitsbereichen untereinander vorgesehen. Ein bündiger Übergang erleichtert den Schneidvorgang und vermeidet hygienische Probleme, die durch Kanten, Rillen oder Vorsprünge entstehen könnten.
  • Das Schneidmesser kann als, insbesondere sowohl rotierendes als auch planetarisch umlaufendes, Kreismesser oder als, insbesondere rotierendes, Sichel-, Spiral- oder Cuttermesser ausgebildet sein. Da der Arbeitsbereich z.B. in einem nachträglichen Verarbeitungsschritt auf einen zuvor bereitgestellten Grundkörper aufgebracht wird, sind für die Herstellung eines erfindungsgemäßen Schneidmessers keine größeren Umstellungen in der Fertigung nötig.
  • Die vorstehend genannte Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren zum Herstellen eines Schneidmessers mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Erfindungsgemäß wird ein Grundkörper bereitgestellt und es wird wenigstens ein mit dem Grundkörper verbundener Arbeitsbereich mittels eines heißisostatischen Pressprozesses erzeugt. Der Grundkörper kann ebenfalls aus einem HIP-basierten Material bestehen, sodass durch den HIP-Prozess sowohl der Grundkörper als auch der Arbeitsbereich in einen Fertigzustand überführt werden und gleichzeitig eine feste Verbindung zwischen Grundkörper und Arbeitsbereich hergestellt wird. Der Grundkörper bildet in diesem Fall also ebenfalls einen Arbeitsbereich.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Herstellung von Schneidmessern zu vereinfachen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen einer Mehrzahl von Schneidmessern mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Erfindungsgemäß wird eine, insbesondere zylindrische, Stapelanordnung aus mehreren Grundkörpern bereitgestellt, eine Auftragsschicht wird mittels eines heißisostatischen Pressprozesses auf die Stapelanordnung, insbesondere auf eine Mantelfläche der Stapelanordnung, aufgebracht, und die Stapelanordnung wird aufgetrennt, um mehrere einzelne Grundkörper mit Auftragsschicht zu erhalten. Durch die Verwendung einer derartigen Stapelanordnung können die Herstellungskosten gesenkt werden, da nicht jedes Schneidmesser einzeln dem energieintensiven HIP-Prozess zu unterziehen ist.
  • Die Auftragsschicht jedes Grundkörpers kann zur Herstellung eines Schneidenbereichs bearbeitet werden. Insbesondere können Schleif-, Fräs- oder Zerspanungsprozesse durchgeführt werden.
  • Mögliche Weiterbildungen der Erfindung sind auch in den abhängigen Ansprüchen, der Zeichnung sowie der Beschreibung angegeben.
  • Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
    • Fig. 1
    zeigt eine vereinfachte Draufsicht auf ein erfindungs- gemäßes Schneidmesser.
    Fig. 2A
    zeigt eine Querschnittsansicht einer Stapelanordnung aus mehreren Grundkörpern, die zum Herstellen einer Mehrzahl von Schneidmessern bereitgestellt wird.
    Fig. 2B
    zeigt die Stapelanordnung gemäß Fig. 2A mit einer aufgebrachten Auftragsschicht.
    Fig. 3
    zeigt eine Anordnung aus mehreren getrennten Grundkörpern mit einer jeweiligen Auftragsschicht.
    Fig. 4
    zeigt eine Querschnittsansicht eines fertig bearbeiteten erfindungsgemäßen Schneidmessers.
  • Gemäß Fig. 1 umfasst ein Hochleistungs-Slicer ein Schneidmesser 11 mit einem zentralen Arbeitsbereich 12, einem ringförmig ausgebildeten Grundkörper 13 sowie einem ebenfalls ringförmig ausgebildeten äußeren Arbeitsbereich 14.
  • Der zentrale Arbeitsbereich 12 besteht aus einem Festkörper, welcher mittels eines HIP-Prozesses von einem festen Ausgangszustand in einen Fertigzustand überführbar ist. Der äußere Arbeitsbereich 14 besteht aus einem pulvermetallurgischen Material, welches ebenfalls mittels eines HIP-Prozesses von einem pulverförmigen Ausgangszustand in einen Fertigzustand überführbar ist. Der Grundkörper 13 ist aus herkömmlichem gewalztem Stahl gefertigt.
  • Das Schneidmesser 11 wird bei der Herstellung einem HIP-Prozess unterzogen, durch welchen sowohl der zentrale Arbeitsbereich 12 als auch der äußere Arbeitsbereich 14 in einen Fertigzustand überführt werden. Insbesondere wird das pulvermetallurgische Material des äußeren Arbeitsbereiches 14 zu einem Festkörper gesintert. Während des HIP-Prozesses wird auch eine feste Verbindung zwischen dem zentralen Arbeitsbereich 12 und dem Grundkörper 13 sowie zwischen dem Grundkörper 13 und dem äußeren Arbeitsbereich 14 erzeugt. In einem anschließenden Verarbeitungsschritt wird das Schneidmesser 11 einem Härtungsprozess unterzogen. Der Grundkörper 13 aus dem herkömmlichen Stahl erfährt in diesem Härtungsprozess keine wesentliche Änderung seiner mechanische Eigenschaften, d.h. er verhält sich beim Härten nach dem heißisostatischen Pressen weitgehend neutral.
  • Nach dem Härten kann das Schneidmesser 11 weiteren Verarbeitungsschritten unterzogen werden. Insbesondere kann es derart bearbeitet werden, dass der Umfang des äußeren Arbeitsbereiches 14 eine radial nach außen weisende Schneidkante 21 bildet. Ferner können im zentralen Arbeitsbereich 12 Durchführungen zur Befestigung des Schneidmessers 11 an einer zugehörigen Messeraufnahme des Hochleistungs-Slicers vorgesehen werden. Bei dem fertig bearbeiteten Schneidmesser 11 bildet der äußere Arbeitsbereich 14 somit einen Schneidenbereich, während der zentrale Arbeitsbereich 12 einen Aufnahme- oder Befestigungsbereich bildet. Der zentrale Arbeitsbereich 12 und der äußere Arbeitsbereich 14 stellen in den hochbelasteten Abschnitten der Messerschneide und der Messerbefestigung optimierte Materialabschnitte bereit, die wesentlich zu einer Erhöhung der Maschinen- bzw. Messerstandzeit beitragen.
  • Das Schneidmesser 11 ist in Fig. 1 lediglich beispielhaft als sowohl um eine Messerachse M rotierendes als auch planetarisch umlaufendes Kreismesser dargestellt. Alternativ könnte es auch als rein rotierendes Sichel-, Spiral- oder Cuttermesser ausgebildet sein. Während des Betriebs des zugehörigen Hochleistungs-Slicers wird ein Produkt mittels einer Produktzuführung dem Schneidmesser 11 zugestellt, um so Produktscheiben von dem Produkt abzuschneiden und einer weiteren Verarbeitung zuzuführen.
  • Unter Bezugnahme auf Fig. 2A, 2B, 3 und 4 wird nun ein Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl von Schneidmessern 11 beschrieben. Gemäß Fig. 2A wird eine zylindrische Stapelanordnung 23 aus mehreren übereinander angeordneten und jeweils durch eine Zwischenlage 25 getrennten Grundkörpern 13 bereitgestellt die z.B. aus einem austenitischem Cr-Ni-Stahl (beispielsweise Werkstoffnummer 1.4301) bestehen. Die Zwischenlagen 25 können beispielsweise aus einer Al2O3-Folie bestehen. Die gestapelten Grundkörper 13 werden anschließend zur Fixierung und zur Verhinderung einer Hohlraumbildung gegeneinander verspannt. Die Stapelanordnung 23 wird dann durch eine nicht dargestellte Hülse gekapselt, wobei zwischen der Mantelfläche 26 der Stapelanordnung 23 und der Hülsenwand ein Hohlraum vorgesehen ist, welcher in einem nachfolgenden Herstellungsschritt mit einem pulvermetallurgischen Material gefüllt wird. Die gekapselte Stapelanordnung 23 wird anschließend gerüttelt, um das pulvermetallurgische Material in dem Hohlraum mechanisch zu verdichten und eventuell vorhandene Hohlräume auszutreiben. Die Hülse wird danach dichtgeschweißt und einem HIP-Prozess unterzogen. Durch den HIP-Prozess wird das pulvermetallurgische Material in dem Hohlraum zu einem homogenen, dichten Festkörper gesintert. Die Zwischenlagen 25 verhindern eine HIP-bedingte Verbindung der Grundkörper 13 untereinander. Nach Beendigung des HIP-Prozesses wird die Hülse geöffnet und die Stapelanordnung 23, welche nun eine in Fig. 2B gezeigte Auftragsschicht 27 aufweist, wird entnommen. Die Auftragsschicht 27 liegt zunächst noch in weichgeglühter Form vor.
  • Die Grundkörper 13 werden danach voneinander getrennt, indem die Stapelanordnung 23 jeweils auf Höhe der Zwischenlagen 25 durchtrennt wird, z.B. durch Abstechen. Die erhaltenen Messerrohlinge 29, also die einzelnen Grundkörper 13 mit jeweiliger Auftragsschicht 27, welche in Fig. 3 dargestellt sind, können dann zum Glätten der Oberfläche und zum Einstellen einer gleichmäßigen Materialstärke plangeschliffen werden. Je nach Anwendung kann sich an das Planschleifen ein Abkanten, Pressen und/oder eine zerspanende Bearbeitung anschließen. Weiterhin werden die Messerrohlinge 29 einem Härtungsprozess unterzogen, vorzugsweise einer vakuumbasierten Volumenwärmebehandlung. Die mechanischen Eigenschaften der Grundkörper 13 werden bei dem Härtungsprozess nicht beeinflusst, da sich der entsprechende Stahlwerkstoff weitgehend neutral gegenüber dem Härten verhält. Nach dem Härten erfolgt die Endbearbeitung der Messerrohlinge 29 durch Fräsen und/oder Schleifen, um schließlich jeweils ein Schneidmesser 11 mit einer Schneidebene S gemäß Fig. 4 zu erhalten, welches einen gesinterten Schneidenbereich 14 aufweist.
  • Da bei dem beschriebenen Verfahren eine Vielzahl von Grundkörpern 13 gleichzeitig einem HIP-Prozess unterzogen werden, können insbesondere die Energiekosten gesenkt werden.
  • Es ist anzumerken, dass der Grundkörper 13 des fertig bearbeiteten Schneidmessers 11 in Fig. 4 lediglich vereinfacht dargestellt ist. Je nach Messertyp können unterschiedliche Bohrungen für Befestigungszwecke oder ein separater Befestigungsbereich vorgesehen sein. Ferner kann der Grundkörper 13 zur Stabilisierung bzw. Versteifung nicht dargestellte Auswölbungen oder Erhebungen aufweisen.
  • Da pulvermetallurgische Werkstoffe besser formbar sind als herkömmliche Stähle, kann der gesinterte Schneidenbereich 14 auch eine relativ komplizierte geometrische Formgebung aufweisen.
    • Bezugszeichenliste
    • 11
    Schneidmesser
    12
    zentraler Arbeitsbereich
    13
    Grundkörper
    14
    äußerer Arbeitsbereich
    21
    Schneidkante
    23
    Stapelanordnung
    25
    Zwischenlage
    26
    Mantelfläche
    27
    Auftragsschicht
    29
    Messerrohling
    M
    Messerachse
    S
    Schneidebene

Claims (15)

  1. Schneidmesser für Maschinen zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten, insbesondere für Hochgeschwindigkeitsslicer,
    wobei das Schneidmesser (11) wenigstens einen Arbeitsbereich (12, 14) aufweist, der mittels eines heißisostatischen Pressprozesses sowohl von einem Ausgangszustand in einen Fertigzustand überführt als auch mit einem Grundkörper (13) des Schneidmessers (11) und/oder mit einem weiteren Arbeitsbereich verbunden ist.
  2. Schneidmesser nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Arbeitsbereich (14) einen Schneidenbereich des Schneidmessers (11) bildet, welcher insbesondere eine radial nach außen weisende Schneidkante (21) des Schneidmessers (11) definiert.
  3. Schneidmesser nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Arbeitsbereich (12) einen Aufnahme- oder Befestigungsbereich des Schneidmessers (11) bildet.
  4. Schneidmesser nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    wenigstens ein Arbeitsbereich (14) aus einem pulvermetallurgischen Stahl besteht.
  5. Schneidmesser nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein Grundkörper (13) des Schneidmessers (11) aus einem nicht pulvermetallurgischen Material besteht.
  6. Schneidmesser nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Grundkörper (13) aus einem Material gefertigt ist, das in einem sich an den heißisostatischen Pressprozess anschließenden Härtungsprozess keine wesentliche Eigenschaftsänderung erfährt.
  7. Schneidmesser nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein Grundkörper (13) des Schneidmessers (11) als Platte oder Scheibe ausgebildet ist.
  8. Schneidmesser nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der einen Schneidenbereich des Schneidmessers (11) bildende Arbeitsbereich (14) auf einen äußeren Umfangsbereich eines Grundkörpers (13) des Schneidmessers (11) aufgebracht ist.
  9. Schneidmesser nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der einen Schneidenbereich des Schneidmessers (11) bildende Arbeitsbereich (14) zumindest teilringförmig, insbesondere teilkreisringförmig, ausgebildet ist und/oder die Form eines geschlossenen Rings aufweist.
  10. Schneidmesser nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein bündiger Übergang zwischen dem Arbeitsbereich (12, 14) und einem Grundkörper (13) und/oder zwischen mehreren Arbeitsbereichen untereinander vorgesehen ist.
  11. Schneidmesser nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Schneidmesser (11) als, insbesondere sowohl rotierendes als auch planetarisch umlaufendes, Kreismesser oder als, insbesondere rotierendes, Sichel-, Spiral- oder Cuttermesser ausgebildet ist.
  12. Vorrichtung zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten, insbesondere Hochleistungs-Slicer, mit
    einer Produktzuführung, die ein oder mehrere aufzuschneidende Produkte einer Schneidebene (S) zuführt, in der sich wenigstens ein Schneidmesser (11), insbesondere rotierend und/oder umlaufend, bewegt,
    wobei das Schneidmesser (11) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildet ist.
  13. Verfahren zum Herstellen eines Schneidmessers für Maschinen zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten, insbesondere für Hochgeschwindigkeitsslicer,
    gekennzeichnet durch die Schritte:
    - Bereitstellen eines Grundkörpers (13), und
    - Erzeugen wenigstens eines mit dem Grundkörper (13) verbundenen Arbeitsbereichs (14) mittels eines heißisostatischen Pressprozesses.
  14. Verfahren zum Herstellen einer Mehrzahl von Schneidmessern für Maschinen zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten, insbesondere für Hochgeschwindigkeitsslicer,
    gekennzeichnet durch die Schritte:
    - Bereitstellen einer, insbesondere zylindrischen, Stapelanordnung (23) aus mehreren Grundkörpern (13),
    - Aufbringen einer Auftragsschicht (27) auf die Stapelanordnung (23), insbesondere auf eine Mantelfläche (26) der Stapelanordnung (23), mittels eines heißisostatischen Pressprozesses, und
    - Auftrennen der Stapelanordnung (23), um mehrere einzelne Grundkörper (13) mit Auftragsschicht (27) zu erhalten.
  15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Auftragsschicht (27) jedes Grundkörpers (13) zur Herstellung eines Schneidenbereiches bearbeitet wird.
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