EP2338602B1 - Vorschneider- oder Lochscheibe für mehrteilige Schneidsätze - Google Patents

Vorschneider- oder Lochscheibe für mehrteilige Schneidsätze Download PDF

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EP2338602B1
EP2338602B1 EP10004657.2A EP10004657A EP2338602B1 EP 2338602 B1 EP2338602 B1 EP 2338602B1 EP 10004657 A EP10004657 A EP 10004657A EP 2338602 B1 EP2338602 B1 EP 2338602B1
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C18/00—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments
    • B02C18/30—Mincing machines with perforated discs and feeding worms
    • B02C18/36—Knives or perforated discs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B02C18/30—Mincing machines with perforated discs and feeding worms
    • B02C18/36—Knives or perforated discs
    • B02C18/365—Perforated discs

Definitions

  • the invention relates to a Vorschneider- or perforated disc for multi-part cutting sets of crushing machines, especially for meat grinders and the like.
  • each to be shredded material is conveyed by at least one screw conveyor under appropriate pressure in the multi-part blade set and crushed in passing through the cutting step gradually.
  • the size of the flow openings in the successive in the conveying direction perforated discs decreases in the process, it being necessary depending on the particular processing task to match the sizes of the flow openings and the speed of the blades and the number of knife edges to each other.
  • Such cutting sets are preferably used for comminuting animal raw materials, in particular for mincing meat, with such machines, which operate on the wolf principle, being subject to constantly increasing demands with regard to performance and quality of the end product.
  • the material to be shredded is conveyed by a transport screw into a multi-part cutting set, in which depending on the desired degree of shredding precutting, cross or ring knives and perforated discs are arranged in various combinations.
  • a step destructuring of the material to be processed takes place over a plurality of cutting planes, wherein precutting and perforated disks with the outlet edges of their throughflow openings serve as counter cutting edges to the rotating knives.
  • the raw material meat is a very inhomogeneous multilayer material consisting of muscle fibers, adipose tissue and high-strength collagens for sheathing the muscle groups and tendons.
  • the material is up to a hundred times more resilient than pure muscle meat, so that in the mentioned combination of material elements in the lumpy state maximum external forces can be absorbed by internal tension.
  • this inner material holding system ie the spatial strength and tension system is gradually destroyed by cutting operations, through the interaction of the knife with the exit edges of the flow openings of Vorschneider- or perforated disc as a counter-blade.
  • Vorschneider- or perforated disc according to claim 1.
  • the inner tension system in the grown raw material is destroyed by integrated into the flow openings of Vorschneider- or perforated disc knife edges and thus the stability of the shape resistance of the raw material is reduced, or eliminated , so that as a result of a soft material deformability is obtained, which is a prerequisite for faster penetration of the raw material into the openings of the perforated discs.
  • the efficiency of the cutting system can be increased so much by the measures according to the invention, as otherwise usually only with at least two additional cutting elements can be achieved.
  • the knife edges provided are preferably formed by integrated, acute-angled and sharp-edged protrusions on the inner walls of the flow openings, and these knife edges are preferably provided with a hard and low-wear surface coating, which significantly increases the life of the knife edges.
  • Each flow opening 1 has a pull-in or compression zone 2, i. a zone whose cross-sectional area decreases in raw material conveying direction, so that in particular a conical compression zone is formed.
  • a knife zone 4 with knife edges 3 which initially increase in the conveying direction and then preferably have a constant height.
  • the knife edges 3 are formed by overlapping, corresponding to the circumferential contour of the flow openings 1 in the perforated disc material introduced from one side holes 6, wherein on the introduction side of the holes opposite side the perforated disc material a recess 7 is provided, which tapers conically to form the already mentioned indentation or compression region, wherein the holes 6 open in the oblique wall 8 of the tapered recess 7.
  • the depression forming the compression zone is continuously conically tapered, whereas in the embodiment according to FIGS Fig. 3 this conical taper is placed recessed with the inclined surface 8, that is, in this case, the compression or intake zone 2 in the conveying direction initially has a constant cross section and only then tapered cross section.
  • a material compression of about 10 to 30% is achieved.
  • the plurality of knife edges 3, which are located in the knife zone 4, depending on the raw material to be processed in each case preferably has a run-up slope of about 8 to 20 °, which leads to optimal Einschneidevor réellen.
  • the depth of cut is evidently determined by the dimensions of the integrated knife edges 3, and the length of the cut results from the total length of the flow opening, taking into account the respective feed zone 2.
  • the effective knife length is preferred in relation to the length of the feed zone in a ratio of about 70:30 chosen to 80:20. These are preferred values for destroying, at least in large part, the inner strength network of the stock matrix, with certain lengths of cut being required to ensure maximum depth of cut in view of the elastic properties of the raw material.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Crushing And Pulverization Processes (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorschneider- oder Lochscheibe für mehrteilige Schneidsätze von Zerkleinerungsmaschinen, insbesondere für Fleischwölfe und dergleichen.
  • Bei Zerkleinerungsmaschinen, die mit mehrteiligen Schneidsätzen aus stationären Lochscheiben und rotierenden Messern bestehen, wird das jeweils zu zerkleinernde Material von zumindest einer Transportschnecke unter entsprechendem Druck in den mehrteiligen Schneidsatz gefördert und beim Durchlauf durch den Schneidsatz stufenweise zerkleinert. Die Größe der Durchflussöffnungen in den in Förderrichtung aufeinander folgenden Lochscheiben nimmt dabei ab, wobei es in Abhängigkeit von der jeweiligen Verarbeitungsaufgabe erforderlich ist, die Größen der Durchflussöffnungen sowie die Drehzahl der Messer und die Anzahl der Messerschneiden aufeinander abzustimmen.
  • Bevorzugt werden derartige Schneidsätze zum Zerkleinern von tierischen Rohstoffen, insbesondere zum Zerkleinern von Fleisch eingesetzt, wobei an derartige, nach dem Wolfprinzip arbeitende Maschinen ständig steigende Anforderungen hinsichtlich Leistung und Qualität des Endprodukts gestellt werden.
  • Bei den so genannten Fleischwölfen wird das zu zerkleinernde Material von einer Transportschnecke in einen mehrteiligen Schneidsatz gefördert, in dem je nach gewünschtem Zerkleinerungsgrad Vorschneider, Kreuz- bzw. Ringmesser und Lochscheiben in diversen Kombinationen angeordnet sind.
  • In derartigen Schneidsätzen erfolgt eine Stufen-Destrukturierung des zu bearbeitenden Materials über mehrere Schneidebenen, wobei Vorschneider und Lochscheiben mit den Austrittskanten ihrer Durchflussöffnungen als Gegenschneiden zu den umlaufenden Messern dienen.
  • Bei dem Rohstoff Fleisch handelt es sich um ein sehr inhomogen aufgebautes Mehrschichtenmaterial aus Muskelfasern, Fettgewebe und hochfesten Kollagenen zur Ummantelung der Muskelgruppen und Sehnen. Im Verbund ist das Material bis zum Einhundertfachen belastbarer als reines Muskelfleisch, so dass in der erwähnten Kombination von stofflichen Elementen im stückigen Zustand maximale äußere Kräfte durch innere Verspannung aufgenommen werden können.
  • In kompakter und stückiger Form wirkt die hochfeste und räumliche Vernetzung der kollagenen Anteile und Sehnen mit den Muskelfasern gegen Verformung und äußere Zerstörungskräfte infolge Druck und Schub mit Verfestigung des gesamten Fleischteiles.
  • In den bekannten mehrteiligen Schneidsatzkombinationen wird dieses innere stoffliche Haltesystem, d.h. das räumliche Festigkeits- und Spannungssystem stufenweise durch Schneidvorgänge zerstört, und zwar durch das Zusammenwirken der Messer mit den Austrittskanten der Durchflussöffnungen von Vorschneider- oder Lochscheibe als Gegenschneide. Je kleiner die Rohstoffteile im Verlauf der stufenweisen Zerkleinerung des Rohstoffs werden, desto mehr verlieren sie ihre Fähigkeit zur Erzeugung einer Gegenkraftwirkung auf äußere Kräfte und können somit auch immer schneller in kleinere Durchflussöffnungen bzw. Bohrungen der Lochscheiben eindringen.
  • Es ist ersichtlich, dass zur Erzielung einer schonenden Zerkleinerung von Fleischteilen vielteilige Schneidsatzkombinationen erforderlich sind, was aufgrund der dabei erforderlichen Anzahl von Werkzeugen zu einem erheblichen konstruktiven Aufwand und im Hinblick auf den unvermeidlichen Verschleiß der Werkzeuge auch zu einem entsprechenden Wartungsaufwand führt. DE-69813745-T2 , FR-972882 und DE-2451389-A1 offenbaren Lochscheiben gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Leistungsfähigkeit des Schneidsystems ohne das Erfordernis der Verwendung zusätzlicher Schneidelemente deutlich zu steigern, die Effektivität der Schneidvorgänge positiv zu beeinflussen und gleichzeitig die Qualität des Endprodukts zu verbessern.
  • Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung durch eine Vorschneider- oder Lochscheibe gemäß Anspruch 1. Das innere Spannungssystem im gewachsenen Rohstoff wird durch in die Durchflussöffnungen von Vorschneider- oder Lochscheibe integrierte Messerschneiden zerstört und damit wird die Stabilität des Formwiderstandes des Rohstoffes verringert, bzw. aufgehoben, so dass als Folge davon eine weiche Stoffverformbarkeit erhalten wird, die eine Voraussetzung für ein schnelleres Eindringen des Rohstoffes in die Öffnungen der Lochscheiben darstellt.
    Durch die in den Vorschneidern und Lochscheiben vorgesehenen und beim Durchfließen des Materials durch die Öffnungen im Vorschneider und in den Lochscheiben wirksam werdenden Messerschneiden wird eine ausgeprägte Destrukturierung des inneren Stoffnetzwerkes und der stofflichen Festigkeit erreicht, was sich auch besonders vorteilhaft auf die Schneidvorgänge auswirkt, die - wie auch bisher üblich - zwischen den umlaufenden Messern und den Austrittskanten der Öffnungen von Vorschneider und Lochscheiben erfolgen.
    Bezogen auf einen bestimmten Schneidsatz kann durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen die Leistungsfähigkeit des Schneidsystems so stark gesteigert werden, wie sie sonst üblicherweise nur mit mindestens zwei zusätzlichen Schneidelementen erreichbar ist.
    Da durch die im Vorschneider- und Lochscheibensystem vorgesehenen Messerschneiden der Rohstoff allein beim Durchfluss so weit eingeschnitten wird, dass innere Stoffverflechtungen kollagener Elemente und die Fähigkeit zur Spannungsaufnahme zerstört werden, ergibt sich eine hohe Abfließfähigkeit des zerkleinerten Rohstoffes und ein erwünscht kleiner Widerstand beim Eindringen des Materials in kleine Bohrungen der Endlochscheibe eines Schneidsatzes. All dies ist eine wesentliche Folge der nach der Erfindung möglichen, optimal wirksamen Zerkleinerung durch allseitig tiefes und insbesondere auch übergreifendes Einschneiden in das Raumvolumen der Fleischteile beim Durchfluss durch die Öffnungen in Vorschneider- und Lochscheiben.
  • Die vorgesehenen Messerschneiden sind bevorzugt von integrierten, spitzwinklig und scharfkantig ausgeführten Vorsprüngen an den Innenwandungen der Durchflussöffnungen gebildet, und diese Messerschneiden werden vorzugsweise mit einer harten und verschleißarmen Oberflächenbeschichtung versehen, was die Standzeit der Messerschneiden wesentlich erhöht.
  • Die Höhe benachbarter Messerschneiden kann zumindest zum Teil unterschiedlich gewählt sein, und es ist günstig, wenn sich wenigstens ein Teil der Messerschneiden bis nahe des Mittelbereichs der jeweiligen Durchflussöffnung erstreckt, so dass ein allseitig tiefes und nach Möglichkeit auch übergreifendes Einschneiden in das Raumvolumen des jeweiligen Fleischteiles erhalten wird. Erfindungsgemäß weisen die Durchflussöffnungen eine Einzugs- oder Verdichtungszone mit sich in Rohstoff-Förderrichtung verringernder Querschnittsfläche und daran anschließend eine Messerzone mit in Förderrichtung geraden oder einen Produktdrall bewirkenden Messerschneiden auf. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die axiale Erstreckung der Messerzone größer, vorzugsweise zumindest um den Faktor 3 größer als die axiale Erstreckung der Einzugszone.
    Durch diese Maßnahmen wird eine weitere Leistungssteigerung erreicht, da die Fähigkeit der Fleischteile zu einer Reduzierung ihres Volumens durch stoffliche Kompression bis zu 30% mit innerem Spannungsaufbau mit gleichzeitig und allseitig wirksamer, tief eingreifender Schneidarbeit kombiniert wird.
    In der konkreten Ausführungsform wird dies vorzugsweise dadurch erreicht, dass die Durchflussöffnungen des Vorschneiders oder der Lochscheibe im Bereich der Einzugszone konisch oder nach einem vorangehenden Abschnitt gleich bleibenden Querschnitts anschließend konisch tiefer liegend gestaltet werden, so dass im Bereich der Messerzone die Verdichtung des zu schneidenden Materials vollzogen ist.
    Innerhalb der Durchflussöffnungen besitzen die Messerschneiden - in Förderrichtung betrachtet - bevorzugt einen ausgehend von der Innenwandung der Durchflussöffnung ansteigenden Bereich und weisen daran anschließend einen Bereich von zumindest im Wesentlichen konstanter Höhe auf. Diese Gestaltung erleichtert und fördert das Eindringen der Messerschneiden in das jeweilige Material, wobei im Einzelfall zu berücksichtigen ist, welche elastischen Eigenschaften der zu schneidende Rohstoff besitzt, da als Folge davon bestimmte Schneidelängen erforderlich sind, um das Einschneiden auf möglichst große Tiefe zu sichern.
    Die Erfindung ist sowohl in individuellen Vorschneidern und Lochscheiben realisiert, aber sie umfasst auch generell mehrteilige Schneidsätze für Zerkleinerungsmaschinen, wenn der verwendete Schneidsatz zumindest einen Vorschneider oder eine Lochscheibe gemäß einem der Ansprüche 1-7 umfasst. Weitere Details oder Merkmale der Erfindung werden im Zusammenhang mit einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert; in der Zeichnung:
    • Fig. 1
    eine Prinzipdarstellung eines Vorschneidersystems mit integrierten Schneiden,
    Fig. 2
    eine Schnittdarstellung entsprechend der Linie A-A von Fig. 1, und
    Fig. 3
    eine der Fig. 2 entsprechende Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsvariante.
    Fig. 1 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Vorschneider, der die Form einer Ringscheibe mit Innenring 9, Außenring 10 und dazwischen vorgesehenen Radialspeichen 11 aufweist, so dass zwischen Innenring, Außenring und Radialspeichen jeweils eine Durchflussöffnung 1 vorliegt, die erfindungsgemäß mit einer Mehrzahl integrierter Messerschneiden 3 versehen ist. Diese Messerschneiden 3 können - abweichend von der in Fig. 1 gezeigten Ausführung - auch größere Höhen besitzen und sich bis in die Nähe des Mittelbereichs der jeweiligen Durchflussöffnung 1 erstrecken können, so dass bei Durchfließen des zu zerkleinernden Stoffes tiefe Einschnitte in das Stoffmaterial erzeugt werden.
  • Jede Durchflussöffnung 1 besitzt eine Einzugs- oder Verdichtungszone 2, d.h. eine Zone, deren Querschnittsfläche sich in Rohstoff-Förderrichtung verringert, so dass insbesondere eine konische Verdichtungszone entsteht. Anschließend an diese Einzugs- oder Verdichtungszone 2 befindet sich eine Messerzone 4 mit in Förderrichtung zunächst ansteigenden und dann vorzugsweise konstante Höhe besitzenden Messerschneiden 3.
  • Gemäß einer möglichen, in den Figuren gezeigten, jedoch keineswegs einschränkenden Ausgestaltung der Erfindung werden die Messerschneiden 3 durch einander überlappende, entsprechend der Umfangskontur der Durchflussöffnungen 1 in das Lochscheibenmaterial von einer Seite her eingebrachte Bohrungen 6 gebildet, wobei auf der der Einbringseite der Bohrungen gegenüberliegenden Seite des Lochscheibenmaterials eine Vertiefung 7 vorgesehen ist, die sich zur Ausbildung des bereits erwähnten Einzugs- oder Verdichtungsbereichs konisch verjüngt, wobei die Bohrungen 6 in der Schrägwandung 8 der sich verjüngenden Vertiefung 7 münden.
  • Die Schnittansicht nach Fig. 2 zeigt diese Bohrungen 6, wobei die Übergänge zwischen nebeneinander liegenden Bohrungen die Messerschneiden 3 bilden.
  • Diese so gebildeten Messerschneiden 3 erhalten zwangsläufig eine Anlaufschräge als Folge der die Vertiefung 7 begrenzenden Schrägwandung 8, in die diese Bohrungen 6 münden.
  • Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist die die Verdichtungszone bildende Vertiefung durchgängig konisch verjüngt ausgebildet, während bei der Ausführungsform nach Fig. 3 diese konische Verjüngung mit der Schrägfläche 8 vertieft gelegt ist, d.h., dass in diesem Falle die Verdichtungs- oder Einzugszone 2 in Förderrichtung zunächst konstanten Querschnitt und erst anschließend verjüngenden Querschnitt aufweist.
  • In dem der Messerzone 4 vorgeschalteten Verdichtungsraum mit Konizität oder tiefer gelegter Konizität wird eine Stoffverdichtung um ca. 10 bis 30% erreicht. Die Mehrzahl von Messerschneiden 3, die sich in der Messerzone 4 befinden, besitzt in Abhängigkeit von dem jeweils zu verarbeitenden Rohstoff bevorzugt eine Anlaufschräge von etwa 8 bis 20°, was zu optimalen Einschneidevorgängen führt.
  • Die Einschnitttiefe wird ersichtlich durch die Abmessungen der integrierten Messerschneiden 3 bestimmt, und die Schneidenlänge ergibt sich aus der Gesamtlänge der Durchflussöffnung unter Berücksichtigung der jeweils vorgesehenen Einzugszone 2. Bevorzugt wird die wirksame Messerlänge in Bezug zur Länge der Einzugszone in einem Verhältnis von etwa 70:30 bis 80:20 gewählt. Dies sind bevorzugte Werte, um das innere Festigkeitsnetzwerk der Stoffmatrix zumindest in großen Teilen zu zerstören, wobei bestimmte Schneidelängen erforderlich sind, um in Anbetracht des elastische Eigenschaften besitzenden Rohstoffes ein Einschneiden auf möglichst große Tiefe zu sichern.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Durchflussöffnungen
    2
    Einzugszone
    3
    Messerschneiden
    4
    Messerzone
    5
    Innenwandung der Durchflussöffnung
    6
    Bohrung
    7
    Vertiefung
    8
    Schrägwandung
    9
    Innenring
    10
    Außenring
    11
    Radialspeichen

Claims (8)

  1. Vorschneider- oder Lochscheibe für mehrteilige Schneidsätze von Zerkleinerungsmaschinen, insbesondere für Fleischwölfe und dergleichen,
    wobei zumindest ein Teil der Durchflussöffnungen (1) der Vorschneider- oder Lochscheibe mit einer Mehrzahl von sich zumindest im Wesentlichen in Rohstoff-Förderrichtung erstreckenden Messerschneiden (3) versehen ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Teil der Durchflussöffnungen (1) eine Einzugs- oder Verdichtungszone (2) mit sich in Rohstoff-Förderrichtung verringernder Querschnittsfläche und daran anschließend eine Messerzone (4) mit in Förderrichtung geraden oder einen Produktdrall bewirkenden Messerschneiden (3) aufweist.
  2. Vorschneider- oder Lochscheibe nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die vorzugsweise mit einer harten und verschleißarmen Oberflächenbeschichtung versehenen Messerschneiden (3) von spitzwinkligen und scharfkantigen Vorsprüngen an den Innenwandungen (5) der Durchflussöffnungen (1) gebildet sind.
  3. Vorschneider- oder Lochscheibe nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Höhe benachbarter Messerschneiden (3) zumindest zum Teil unterschiedlich ist und sich wenigstens ein Teil der Messerschneiden (3) bis nahe des Mittelbereichs der jeweiligen Durchflussöffnung (1) erstreckt.
  4. Vorschneider- oder Lochscheibe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die axiale Erstreckung der Messerzone (4) größer, insbesondere zumindest um den Faktor 3 größer ist als die axiale Erstreckung der Einzugszone (2).
  5. Vorschneider- oder Lochscheibe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Messerschneiden (3) - in Förderrichtung betrachtet - einen ausgehend von der Innenwandung (5) der Durchflussöffnung (1) ansteigenden Bereich und daran anschließend einen Bereich konstanter Höhe aufweisen.
  6. Vorschneider- oder Lochscheibe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Messerschneiden (3) durch einander überlappende, entsprechend der Umfangskontur der Durchflussöffnungen (1) in das Lochscheibenmaterial von einer Seite eingebrachte Bohrungen (6) gebildet sind, und dass auf der gegenüberliegenden Seite des Lochscheibenmaterials eine Vertiefung (7) vorgesehen ist, die sich zumindest in einem Teilbereich insbesondere konisch verjüngt, wobei die Bohrungen (6) in der Schrägwandung (8) der sich verjüngenden Vertiefung (7) münden.
  7. Vorschneiderscheibe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die zwischen einem Innenring (9) und einem Außenring (10) sowie zwischen Radialspeichen (11) gelegenen Bereiche der Lochscheibe als mit Messerschneiden (3) versehene Durchflussöffnungen (1) ausgebildet sind.
  8. Mehrteiliger Schneidsatz für Zerkleinerungsmaschinen mit stationären Vorschneider- und/oder Lochscheiben und diesem zugeordneten rotierenden Messern, insbesondere für Fleischwölfe zur Zerkleinerung von Rohstoff tierischen Ursprungs wie Fleisch, Bindegewebe und dergleichen,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Schneidsatz zumindest eine Vorschneider- oder Lochscheibe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
EP10004657.2A 2009-12-23 2010-05-03 Vorschneider- oder Lochscheibe für mehrteilige Schneidsätze Active EP2338602B1 (de)

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EP2338602A2 EP2338602A2 (de) 2011-06-29
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