EP2532493A1 - Portioniermaschine - Google Patents

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EP2532493A1
EP2532493A1 EP20120174861 EP12174861A EP2532493A1 EP 2532493 A1 EP2532493 A1 EP 2532493A1 EP 20120174861 EP20120174861 EP 20120174861 EP 12174861 A EP12174861 A EP 12174861A EP 2532493 A1 EP2532493 A1 EP 2532493A1
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EP
European Patent Office
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turret
forming tube
knife
cutting
cut
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EP20120174861
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English (en)
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EP2532493B1 (de
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Thomas Völkl
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Voelkl Patente GmbH and Co KG
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TVI Entwicklung and Produktion GmbH
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    • Y10T83/343With means to deform work temporarily

Definitions

  • the invention relates to a portioning machine for cutting slices.
  • slicers for example, a rod of sausage, cheese or the like, which always have the same cross-section and have sufficient own cross-sectional stability, are cut open.
  • the cutting material is sometimes pushed forward with its foremost end face against a - then fixed - stop plate whose distance relative to the plane of the cutting blade for varying the thickness of the discs is adjustable, and cut after each forward sliding by a rotating or oscillating knife a disc until the entire sliced food is sliced.
  • the individual slices are usually collected individually and removed. In a few cases, the slices remain arranged one behind the other on the cut side and in turn form a cut strand or rod. A residual minimization takes place by the strand z. B. the sliced sausage is made longer and longer.
  • the material to be cut on the one hand has a different cross-section in terms of size and shape, and moreover, this cross section is not overly dimensionally stable, as is the case for example when cutting fresh meat or fish, such as cutting a pork sack to steak or something similar.
  • One method is to measure the cross-section of the material to be cut at any point, for example, by an optical non-contact measuring method and on the basis of this determine the necessary current slice thickness to reach the desired target volume of the disc.
  • the part of the material to be sliced forward over the knife plane is inserted into a portioning tube or portioning plate aligned with the forming tube and held there peripherally and on the front side, so that neither the currently separated slice nor the remainder of the material to be cut appreciable during cutting deform or dodge.
  • Such portioning machines are well suited for when one and the same cutting material, such as pork neck, in a row over a long period of time, very large quantities should be cut to the nearest weight and / or as free of residue as possible.
  • the molding tubes may have a different cross section and a different size for different cutting material.
  • Each mold tube cross-section is preferably present twice in the mold tube turret, namely with respect to the center, opposite one another.
  • the cutting material In the cutting material must also be distinguished whether it is cut material with or without hard ingredients, for example, meat strands with and without bone, as depending on the proportion and structure of the bone portion no longitudinal compression, but only a cross-pressing or no compression in the forming tube can take place, for example, when a chop strand is to be cut out of such a mold tube out.
  • hard ingredients for example, meat strands with and without bone, as depending on the proportion and structure of the bone portion no longitudinal compression, but only a cross-pressing or no compression in the forming tube can take place, for example, when a chop strand is to be cut out of such a mold tube out.
  • Such machines are therefore less suitable for use in a medium-sized butcher or a medium-sized meat processing plant with constantly changing material to be cut and usually too expensive to buy.
  • the cutting device consists of a rotating blade in a portioning machine, which rotates together with the stop plate as a stop element about the same axis, the structure of the machine on the Portionierseite is greatly simplified, and yet the benefits of pre-deformation of the material to be cut into a defined cross section and maintaining its volume determination by purely mechanical means.
  • the knife is preferably disc-shaped with such a surface and extent in the radial and circumferential direction, that the cross-section of the forming tube in the cutting position after separation the disc is covered by the knife, and thus a forward sliding of the material to be cut in the forming tube is only possible if the rear edge of the knife in the cutting direction has left the cross section of the forming tube again.
  • the stop plate rotating along with the knife which covers the remainder of the circumference of the area of the forming tubes in the turret, is below the cutting position and serves as a support for the cutting material pushed forward again.
  • a knife may be advantageous, which has a substantially smaller extension in the circumferential direction relative to the forming tube turret than the material to be cut, whereby under certain circumstances, the forward sliding of the material to be cut can start earlier and thus the cycle time can be reduced.
  • the untoothed knife edge is formed as an inside spiral outward edge with increasing radius of curvature, preferably with such a configuration that when cutting with this cutting edge per cm depth of cut at least 3, better to go through 4 cm cutting length.
  • a leading edge made of steel or other material can be provided, which constantly grinds the knife sliding over it.
  • the rotational speed reduced after the knife has completely left the cross-section of the cut-to-cut material can also begin in advance, namely as soon as the blade of the knife has completely passed through the material to be cut.
  • the forward sliding of the material to be cut should preferably be completed when there is still about 90 ° Drehabstand until the next impact of the cutting edge on the material to be cut to give the material to be cut for setting processes and the unit of knife and stop plate to re-accelerate to cutting speed.
  • a controller controls depending on the rotational position of the unit of blade and stop plate both their rotational speed and the axial movement of the ram.
  • the knife can either be so thick and held so stable that it rests due to inherent stability with the necessary bias on the forming tube turret, or in a less stable knife, this is achieved by a Support plate, which supports the knife on the side facing away from the mold tube turret and biases against the mold tube turret.
  • the support plate has directed against the knife, resilient elements that cause this bias. So that the cutting process is not complicated, the support plate - which of course has to rotate with the knife - has a smaller footprint than the knife and is opposite the cutting edges of the knife everywhere sufficiently far behind.
  • further recesses may be arranged so that the underside of the knife to which the discs could adhere, preferably only consists of webs or punctiform elevations of the full thickness, and in that case the webs in particular in the direction of rotation. By reducing the contact surface this also minimizes the risk of sticking a disc.
  • the conveyor belt can be adjustable in its axial distance from the forming tube cylinder, either synchronously with the distance setting of the stop element, or in a certain ratio for moving the stop element or freely adjustable by means of its own control.
  • the construction of the machine is further simplified in that the rotary drive of the blade and cutting plate on the one hand and the rotary drive of the forming tube turret on the other hand coaxially by means of the same drive shaft, the z. B. concentric with each other in running tubes, is realized, on which the corresponding drive motors are arranged.
  • the innermost tube of the drive shaft - which may also be a massive shaft - rotatably connected to the forming tube turret, while concentrically arranged around the outer tube rotatably coupled to the knife and the stop plate.
  • the entire drive unit is housed as well as the controller in a housing whose top is located approximately at waist height of an operator standing in front and stands on the top of the mold tube turret vertically or obliquely upstanding.
  • the upper end of the forming tube, in which new material to be cut must be introduced, at a height that can still be reached by the operator.
  • the housing has a base whose depth is approximately equal to the diameter of the forming tube turret and whose length is essentially determined by the discharge device, usually a conveyor belt, on which the separated slices fall below the cutting position and is transported away from this in the direction of further processing ,
  • the knife In order to perform the knife as thin as possible, it is supported on its peripheral edge on a guide ring of the housing, while the stop plate from its underside by struts, etc. may be sufficiently stable and does not require such support.
  • the forming tube turret sometimes needs to be changed, either for cleaning purposes or because a forming tube turret with other forming tube cross sections is needed.
  • a turret with as many different form tube cross sections is preferably used for different applications.
  • While one of the two identical mold tubes is filled and already cut into slices, the other of the two identical mold tubes can be filled with the next material to be cut.
  • this is composed of axially juxtaposed turret discs, which all have the same aligned through holes as forming tubes and are positively coupled with each other in the direction of rotation by engaging mating elements.
  • the contact pressure in relation to the pressing pressure of the ram is chosen so that excess air and meat juice can be pressed from the filled form tube through the joints between the turrets to the outside, so that air and liquid inclusions are avoided in the longitudinal compression in the forming tube, which would lead to deviations of the actual volume of the generated discs from the target volume.
  • the forming tube turret has except the eccentric to its center through holes as molding tubes a central opening through which a support rod for compressing the turret discs can be introduced from above, with its front, then lower, end in the upper end of the drive shaft for the forming tube turret fixed, z. B. is screwed, which ends just below the forming tube turret.
  • the holding rod in this case also passes through an adapter disc, which is non-rotatably connected due to their non-circular outer contour with the lowermost turret disc of the forming tube turret and rotatably connected in the assembled state with the drive shaft for the forming tube turret.
  • the support rod has at the top of a widened head so that they widened when screwed down into the drive shaft with this Head, which rests against the top disc, the revolver discs pressed down against the drive shaft and / or the housing and thus sufficiently compress the turret discs.
  • the adapter plate is preferably fixed longitudinally fixed to the lower end of the support rod, so that for removing the forming tube turret from the portioning machine, only the holding rod at the top of the mold tube turret protruding end grabbed and released, z. B. must be rotated in the release direction until the fixation (eg bayonet lock, clamping lever, etc.) is released at the bottom opposite the drive shaft.
  • fixation eg bayonet lock, clamping lever, etc.
  • the support rod together with the adapter plate can be taken up out of the mold tube turret, whereupon the mold tube turret can be moved radially and removed from the portioning machine.
  • a matching punch must be mounted at the lower end of the longitudinal pressing device, which is usually a servo cylinder, whose cross section corresponds to the cross section of the used forming tube.
  • the change can be done manually by pressing die and pressing device have matched locking devices, so that the press ram only from z. B. the side has to be postponed and locked and then already has its correct position in the transverse direction relative to the used forming tube.
  • the various ram are slidably mounted on a stationary ring, the center of which is away from the axis of rotation the forming tube turret is located, and the ring portion at the cutting position is part of the press punch recording of the press ram.
  • the various rams can also be arranged at fixed positions of the ring and the ring can be rotatable about its center.
  • the ram on the ring or the rotatable ram ring is then operated by hand or by the controller, z. B. by means of a positive drive star, always rotated together with the forming tube so that at the cutting position of the forming tube turret, at which the longitudinal press unit such as the servo cylinder is always located to the local forming tube press ram.
  • the control which sets the servo cylinder in motion after cutting each disc and moves by a defined path in the longitudinal direction, is also able to determine the initial longitudinal compression of the material to be cut by determining the position of the servo cylinder, the length and thus the total volume of the material to be cut and Depending thereon - taking into account user-specified marginal parameters such as bandwidth of the weight or volume of the discs or the like - to specify an optimal slice thickness in order to minimize the residual portion or leave no rest at all.
  • Such a portioning machine can additionally be changed and supplemented in a variety of ways.
  • the lowest turret disc does not differ from the overlying turret discs, or at most in their thickness.
  • the intermediate plate thus represents the lower stop for cutting material, which is inserted for the purpose of filling the forming tubes from above into the forming tubes.
  • the mold tube turret after setting a certain form of pipe to cutting position is also reliably held in this rotational position, it can either verrastest positively against the housing in each switching position or it is rotated via a self-locking drive, either from the central axis or from one on the outer circumference of the forming tube turret attacking self-locking drive.
  • Another option is to increase throughput by having multiple, e.g. B. two, forming tube revolver side by side, of which the discs of both Formrohrrevolver of the same common cutting device, ie, a single common, rotating knife, are separated.
  • the blade then does not rotate about the axis of rotation of one of the mold tube turrets, but about an axis spaced from all axes of rotation of the mold tube turrets, but spaced such that the knife passes over the cutting position of each of the mold tube turrets at each revolution.
  • the cut material is not pressed directly after inserting into a forming tube in the cutting position of the longitudinal plunger against the lower stop element and started immediately with the slicing, but it takes place first a pre-pressing of the material to be cut, and not against the z.
  • stop plate as a lower frontal stop, but against the mold tube closing intermediate plate, which must be brought for this purpose in each case in a corresponding, closing rotational position.
  • the longitudinal plunger is moved back again, serving as a stop intermediate plate rotated so that it releases the mold tube opening, and the longitudinal plunger further moved forward so that he pushes the material now for the final compression further down against the stop plate and pressed and with the cutting can be started.
  • Vorverpressen also takes place a volume determination of the material to be cut by the position of the longitudinal press die the length of the pressed material to be cut and based on the known cross section of the mold tube used, the volume of the material to be cut automatically calculated by the controller and preferably from the same required slice thickness is determined depending on the target weight and / or from the standpoint of Resteminimierung.
  • the turret discs of the forming tube turret can be stacked on each other virtually without joint, if the pressure of the individual turret discs axially against each other is chosen so that it is less than that occurring during longitudinal compression in the forming tube Pressure, so that air and liquid from the forming tube through the gap between the turret discs can escape to the outside.
  • FIGS. 1a and 1b show the entire portioning machine once in perspective view and once in vertical section, wherein Figure 1c and 1d enlarged views of the vertical section through the lower area are.
  • FIG. 1b shows is the core of the portioning an upright, here perpendicular standing, forming tube turret 1 with eccentrically distributed over the circumference, up and down respectively open through holes as molding tubes 1a, b.
  • a strand-like material to be cut 2 is inserted from above and then about its longitudinal direction 10 as a rotation axis 10 'rotatable Formrohrrevolver 1 rotated so far that the filled forming tube under the arranged only at a peripheral point, the cutting position 11, the forming tube turret 1 servo cylinder which represents the longitudinal press stands.
  • a press ram 3 is fixed, whose outer contour of the inner contour of the filled molded tube, for. 1 a, so that the cutting material 2 located therein is compressed in the longitudinal direction 10 by retracting the press ram 3 by means of the servo cylinder 4 into the corresponding filled forming tube with corresponding force, since the sliced products 2 emerge from the lower open end of the forming tube only up to the stop plate 9 can.
  • the knife protrudes 8 - as best in Figure 2d to recognize - only in an angular segment from the axis of rotation 10 'to over the cross sections of the forming tubes, in particular to the radially outer end of the turret 1, outward and is there with its outer edge on a guide ring 20 in the housing 21, so that the knife 8 may be formed as thin as possible.
  • the knife 8 has in the direction of rotation facing a front and a rear edge as a cutting edge 8a, 8b, of which one cutting edge 8a is straight and the other arcuately convexly curved.
  • Both are preferably ground on one side with the phase on the underside, ie the side facing away from the forming tube turret 1 page.
  • the straight cutting edge 8a is used for cutting soft material 2 without bones and cartilage
  • the curved cutting edge 8b which may also be wavy or toothed, on the other hand, for cutting material 2 with hard portions, for example with bone. Accordingly, the direction of rotation of the blade 8 can be selected.
  • Figure 2d shows further that the stop plate 9 seen in the plan view has a recess which is slightly larger in the circumferential direction than the surface of the knife 8 - viewed in the longitudinal direction 10 - but otherwise the bottom of the forming tube turret 1 at least over the radial region of the forming tube openings 1a ... beyond and optionally also axially supported on its outer periphery as the knife. 8
  • Knife 8 and stop plate 9 remain - viewed in the direction of rotation - always in the Figure 2d shown relative position to each other and rotate together, which - as best in the FIGS. 2a and b shown in a view from the bottom of the revolver 1 - one after the other at each revolution a single slice 2a is cut from the cutting material 2.
  • the most plate-shaped blade 8 supports the lower end face of the material to be cut 2, since its surface is larger than the surface of the respective mold tube located in the cutting position 11.
  • Knife 8 and retaining plate 9 rotate after the beginning of the cutting process continuously, so that the controller 24 of the machine in response to the rotational position of the unit of knife 8 and stop plate 9, the servo cylinder 4 controls the right time and at the right way the cutting material in the longitudinal direction 10 must push forward.
  • Knife 8 and stopper plate 9 can rotate at a constant rotational speed, but preferably the rotational speed is slowed down as soon as the knife 8 has completely left the material to be cut 2 in order to give sufficient time for the feed material 2 to be pushed forward again and to be pressed against the stop plate 9.
  • the forming tube turret 1 sits on the top of a housing 21 so that it is with its lower end face approximately at waist height of an operator standing in front, which is thus still capable of the next cutting material 2 in the upper end of an open forming tube hineinzustecken.
  • FIG. 5a shows in this connection that the servo cylinder 4, which protrudes far above the upper end of the revolver 1 upwards, can be folded around its lower end for maintenance and repair purposes.
  • the mold tube to be operated is selected, the disc thickness is specified and the like, can also be operated from the front end side.
  • FIG. 2a shows in a plan view in the longitudinal direction 10 of the forming tube turret 1, which may contain these forming tubes 1a to 1f, which in this case each have a different contour and size for different cutting material.
  • the forming tube 1a can be used for slicing large chips, the forming tube 1 b, however, rather for slicing a pork chop.
  • the slot-shaped smaller forming tubes 1c and 1d are used to cut meat strands of smaller cross-section than the products to be used in Fig. 1a.
  • the round cross section of the forming tube 1e is used for so-called balls, a special, almost spherical muscle strand.
  • the rectangular forming tube 1 f is preferably used for slicing meat cubes, which are produced by lattice-like in cross-section existing knives, which are either fixed in the lower end of the forming tube 17 or in a radially insertable between knife 8 and stop plate 9 portioning 12th
  • the mold tube turret 1 must sometimes be removed from the portioning machine, which may be a difficult task given the weight of the turret, which is usually plastic, of 70 to 80 kg.
  • the turret 1 consists of a plurality of longitudinally superposed turrets 5a, b, c ..., each of which is approximately 10 cm thick and with respect to the through holes as forming tubes 1a ... identical.
  • the turret discs 5a, b ... positively secured in the direction of rotation against each other by axially intermeshing fitting elements.
  • the turret discs 5a, b are pressed against each other by means of a central opening 22 penetrating over the entire length support rod 7, which rests with its widened end on the upper face of the turret 1 and with its lower end via an adapter disc 6 with the the upper end of the drive shaft 23 is connected, which is located on the axis of rotation 10 'in alignment below the forming tube turret 1 and on the concentric causes both the rotary drive of the knife 8 and stop plate 9, as well as the rotating switching movement of the revolver. 1
  • the screwed-in support rod 7 thus presses the turrets 5a, b in the longitudinal direction 10 against each other, so that after loosening the screw of the support rod 7, in which one takes her upper, from the revolver 1 upwardly projecting end and turns, the support rod 7 together with the adapter disc 6 - which causes the transmission of the rotation of the drive shaft 23 to the lower end of the forming tube turret 1 - can pull up and then the mold tube turret 1 with respect to the axis of rotation 10 'can slide radially to the side of the housing 21.
  • an intermediate plate 26 is provided between the bottom turret plate 5 a and the next above turret disc 5 b, as for example in FIG. 1f is shown as a separate component.
  • This intermediate plate 26 normally closes all Formrohrö réelleen except for that in the cutting position 11, which is why the intermediate plate 26 has only a single through hole, just normally in the Cutting position 11 and corresponds to the largest existing in a forming tube turret through hole.
  • the intermediate plate 26 is not rotatably connected to the rest of the forming tube turret 1, but on the z. B. on its outer periphery shown toothing independently of the forming tube turret 1 about the axis of rotation 10 'of the forming tube turret 1 rotatable.
  • This can be z. B. are rotated so that it closes the mold tube opening in the cutting position, which is useful, for example, for the purpose of Vorverpressens a material to be cut in the cutting position before the start of slicing the material to be cut.
  • the controlled rotary drive via the teeth on the outer circumference then takes place via an engaging therein, not shown pinion, which is driven by a motor and controlled by the control of the machine.
  • FIGS. 1b and 3 show further that the press ram 3 can be moved out completely with the help of the servo cylinder 4 from the upper end of the respective mold tube and removed from the servo cylinder 4 to him against another ram - each matching the shape and size of the currently used form tube of the forming tube turret 1 - exchange.
  • FIGS. 1b to 1d show the drive technology in the housing 21 below the forming tube turret 1:
  • the drive shaft 23 consists of two concentric nested tubes 23a, b, which are arranged in the longitudinal direction 10 on the axis of rotation 10 'and are each separately rotatable about its axis of rotation 10' driven.
  • the inner tube 23a is non-rotatably connected at its upper end to the adapter disc 6, which is non-circular, in particular star-shaped, on its outer circumference and positively engages in a corresponding inner circumference of the lowermost disc of the forming tube turret 1 and transmits the rotation of this inner tube 23a thereto for advancing the forming tube turret 1 to bring another forming tube into the cutting position 11, below the servo cylinder 4.
  • the inner tube 23a is driven by the motor 15 for the rotation of the revolver 1, which sits concentrically on the axis of rotation 10 '.
  • the outer tube 23b is rotatably connected to the interchangeable blade 8 on the one hand and the stop plate 9 on the other hand and is rotated by the motor 14 for blade rotation, which is also centrally on the axis of rotation 10 'is arranged and at the same time the rotary drive for the conveyor belt 18 for discharging the separated slices 2a may represent ..., which only has to move, if by means of the rotating blade 8 and slices 2a ... are separated.
  • FIG. 4 shows in a plan view of the forming tube turret 1 from below the additional option of a portioning plate 12, which can be radially inserted from outside in the height range between the knife 8 and stop plate 9 at the cutting position 11, if necessary.
  • the portioning plate 12 has a continuous through opening from top to bottom as Portionierö réelle 13, whose contour corresponds at least to the shape and size of the contour in the currently used forming tube.
  • Such a portioning plate 12 is used when, due to the thickness of the desired slices and / or the lack of dimensional stability of the material to be cut 2, it is feared that the portion of the material to be sliced 2 protruding downwards out of the forming tube and thus no longer supported on the circumference will be before or at Disconnecting the disc 2a deformed too much, whereby the shape retention and volume content of the disc 2a would no longer be sufficient.
  • the thickness of the portioning plate 12 sets the minimum adjustable distance between the knife 8 and stop plate 9.
  • FIG. 6 shows a portioning machine, which differs from that of the FIGS. 1 differs in that the axis of rotation 10 'of the forming tube turret 1 and thus also the course of the servo cylinder 4 is inclined to the vertical, while the axis of rotation 10 "of the knife is still vertical.
  • slices are cut obliquely in the cutting position to the longitudinal direction of the material to be cut and thus achieves slices that are larger than the normal cross-section of the material to be cut.
  • a wedge plate 29 is arranged as compensation for the angular offset between the axis of rotation 10 'of the forming tube turret 1 and the axis of rotation 10 "of the knife 8 at the lower end face of the forming tube turret 1, which does not rotate with the forming tube turret 1, but is fixed, and viewed in the cutting position 11 in the side view is wedge-shaped and fills the intermediate angle between the lower end face of the forming tube turret 1 and the knife plane.
  • the wedge plate 29 also has a passage opening in alignment with the passage opening of standing in the cutting position 11 forming tube and the corresponding shape and size.
  • mold tube turrets 1 can be used with either all the same mold tube openings, or a new wedge plate 29 with a corresponding through hole must be installed for each other mold tube opening used in the cutting position.
  • Fig. 8 shows an asymmetrical shape of a plate-shaped knife 8, which is designed approximately elliptical with its axis of rotation 10 'outside the center.
  • two cutting edges 8a, b are formed, both of which run convexly convex, but at the cutting edge 8b, which is usually the toothed cutting edge for bony material to be cut, with a constant radius of curvature, the cutting edge 8b at an acute angle to the radial direction.
  • the cutting edge 8a is substantially longer, approximately twice as long, and has a decreasing curvature, that is to say an increasing radius of curvature, from its closest point of rotation to the outermost point. As a result, a pulling cut is effected when used in the material to be cut.
  • FIGS. 8 It is shown how the knife 8 can be pressed by means of a support plate 31 from below upwards against the lower end face of the forming tube turret 1.
  • Fig. 8c shows in the vertical section only about the rotation axis 10 'rotating blade 8 and arranged underneath and with the knife 8 synchronously with rotating support plate 31, in the top spring elements 32 are formed, the knife 8 away from the solid support plate 31 upwards against Press the mold tube turret 1, not shown. In the distance below and also about the axis of rotation 10 'rotating turn the stop plate 9 can be seen.
  • FIGS. 8a and b is included in the supervision from above Fig. 8b represented in the disc recess of the stop plate 9 arranged knife 8, and in Fig. 8a It is clear that the support plate 31 has a smaller footprint than the knife 8 and compared to the cutting edges 8a, b is set back everywhere.
  • a further region 15 ' is shown, which can drive a further pinion 38' controlled near the outer periphery of the forming tube turret 1, which serves for the rotary drive of the intermediate plate 26, not visible in this figure, which must be rotatable relative to the forming tube turret 1.
  • a recess 37 is arranged, whose depth corresponds to the thickness of the blade 8.
  • the cross-sectional shape corresponds to the cross section of the currently used forming tube 1a or the largest existing in the forming tube turret 1 form tube 1a. If now - in Fig.
  • the conveyor belt 18 - seen in the top view - consists of juxtaposed straps, and in the intervals between needles 35 project above the contact surface of the conveyor belt 18, in the cross-sectional area of the forming tube 1 a.
  • the separated part of the disc 2a falls on these needles 35 and is held by them.
  • the needles 35 do not move with the relative movement between the conveyor belt 18 and disc 2a with the conveyor belt 18, but are arranged at a fixed position, but in its extension direction down from the disc 2a retractable, which is necessary to remove them after complete separation of the disc 2a with the aid of the conveyor belt 18.
  • the height compensation in the penetration of the knife 8 is created by the fact that the penetration of the knife 8, the conveyor belt 18 is first increasingly lowered on the Eindringseite the disc 2a until a reduction corresponding to the thickness of the blade 8 is reached, and then or temporally overlapping so that other end of the conveyor belt, which is the exit point of the knife 8 from the cutting material 2 closest, is also lowered until this reduction is achieved.
  • the deflection roller 36a and then the deflection roller 36b are lowered in order to achieve this.
  • Fig. 10b illustrated negative pressure openings 34, which constantly use the plate-shaped, so flat, knife 8 during suction of the cutting insert on the end face of the forming tube turret 1 by means of suction air and avoid a cutting gap therebetween.

Abstract

Um die Portioniermaschine günstig zu halten, wird die Vorverpressung in Längsrichtung beibehalten, aber auf der Portionierseite der Aufwand minimiert, indem keine Portionierplatte verwendet wird, sondern das Schneidgut (2) in Längsrichtung (10) bis zu einem Anschlag aus dem Formrohr (1) vorgeschoben wird, der als Anschlagplatte (9) zusammen mit dem Messer (8) rotiert, und zwar auf der gleichen Achse wie sich der Formrohrrevolver (1) dreht. Wichtig ist dabei, dass das rotierende Messer (8) immer dicht am Formrohrrevolver (1) gehalten wird.

Description

    I. Anwendungsgebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Portioniermaschine zum Abschneiden von Scheiben.
  • II. Technischer Hintergrund
  • Wenn ein strangförmiges Schneidgut mit immer gleichem, formhaltigem Querschnitt in gleich große Scheiben oder Portionen aufgeschnitten werden soll und dabei möglichst wenig Reste anfallen sollen, ist dies relativ einfach, wenn lediglich Scheiben bestimmter Dicke geschnitten werden müssen.
  • Hierfür gibt es so genannte Slicer, die beispielsweise eine Stange aus Wurst, Käse oder ähnlichem, die immer den gleichen Querschnitt besitzen und eine ausreichende eigene Querschnitts-Stabilität besitzen, aufgeschnitten werden.
  • Dabei wird das Schneidgut manchmal mit seiner vordersten Stirnfläche gegen eine - dann feststehende - Anschlagplatte vorwärtsgeschoben, deren Abstand gegenüber der Ebene des Schneidmessers zwecks Variierung der Dicke der Scheiben einstellbar ist, und nach jedem Vorwärtsschieben durch ein rotierendes oder oszillierendes Messer eine Scheibe abgeschnitten, bis das gesamte Schneidgut in Scheiben geschnitten ist.
  • Die einzelnen Scheiben werden dabei in der Regel einzeln aufgefangen und abgeführt. In einigen wenigen Fällen bleiben die Scheiben auf der geschnittenen Seite hintereinander liegend angeordnet und bilden wiederum einen aufgeschnittenen Strang oder eine Stange. Eine Reste-Minimierung erfolgt dabei, indem der Strang z. B. die aufzuschneidende Wurst immer länger gemacht wird.
  • Problematisch ist es dagegen, wenn das Schneidgut zum einen einen jeweils unterschiedlichen Querschnitt hinsichtlich Größe und Form besitzt, und darüber hinaus auch dieser Querschnitt nicht übermäßig formhaltig ist, wie es beispielsweise beim Aufschneiden von frischem Fleisch oder Fisch der Fall ist, etwa beim Aufschneiden eines Schweinenackens zu Steak oder ähnlichem.
  • Um hier Scheiben eines vorgegebenen Soll-Gewichts oder Soll-Volumens zu erzielen, sind unterschiedliche Methoden bekannt:
  • Eine Methode beruht darin, den Querschnitt des Schneidgutes möglichst an jeder Stelle zu vermessen, beispielsweise durch eine optische berührungslose Messmethode und ausgehend davon die notwendige aktuelle Scheibendicke zu ermitteln, um zum gewünschten Soll-Volumen der Scheibe zu gelangen.
  • Wenn sich der Querschnitt des Schneidgutes jedoch schnell verändert, ergibt dies - bei gleichem Soll-Volumen - in der Dicke sehr unterschiedliche Scheiben, was vom Verbraucher meist nicht gewünscht ist.
  • Dies ist darüber hinaus auch steuerungstechnisch aufwendig und auch in der Praxis problematisch, da sich in diesem Fall das Schneidgut nicht in einem vollständig umhüllenden Behältnis befindet und sich beim Abschneiden etwas verformt, so dass die abgetrennte Scheibe durch Verformung auch nicht genau das Soll-Gewicht und die gewünschte gleichmäßige Form besitzt.
  • Eine andere Methode, wie sie beispielsweise in der DE 10 2004 041 915 beschrieben ist, geht den Weg, das Schneidgut in einem Formrohr mit vorgegebenem Querschnitt zumindest in Längsrichtung des Formrohres so stark zu verpressen, dass das Schneidgut den Querschnitt des Formrohres vollständig ausfüllt und damit einen definierten Querschnitt besitzt, und ausgehend von diesem dann bekannten Querschnitt Scheiben gleicher Dicke abgeschnitten werden.
  • Um dies sicher zu erreichen, wird der über die Messerebene vorwärts geschobene Teil des Schneidgutes in ein mit dem Formrohr fluchtendes Portionierrohr bzw. Portionierplatte eingeschoben und dort am Umfang sowie stirnseitig gehalten, damit sich beim Abschneiden weder die aktuell abgetrennte Scheibe noch der Rest des Schneidgutes nennenswert verformen oder ausweichen kann.
  • Auf diese Art und Weise werden äußerst gewichts- und volumengenaue Portionen erreicht. Jedoch ist der maschinelle Aufwand dafür wesentlich größer als bei einem einfachen Slicer, zum einen wegen der notwendigen, mit relativ großer Kraft aufzubringenden Verpressung des Schneidgutes zumindest in Längsrichtung, häufig zusätzlich auch in Querrichtung, zum anderen wegen der notwendigen Mechanik auf der Seite der abgetrennten Scheiben, die in der Regel einen beweglichen Anschlag im Portionierrohr bzw. der Portionierplatte als Boden erfordert und damit ähnlich aufwendig gestaltet ist, wie die Schneidgutseite.
  • Vor allem aber ist die Taktzeit zum Herstellen einer Scheibe dabei relativ hoch und je nach Schneidgut kann der Auswurf aus dem Portionierrohr bzw. der Portionierplatte zusätzliche Schwierigkeiten aufwerfen.
  • Derartige Portioniermaschinen sind gut dafür geeignet, wenn von ein und demselben Schneidgut, beispielsweise Schweinenacken, hintereinander über lange Zeit sehr große Mengen gewichtsgenau und/oder möglichst restefrei aufgeschnitten werden sollen.
  • Dabei ist es auch bekannt, zumindest das Formrohr in einen Formrohrrevolver unterzubringen, in dem dann mehrere Formrohre angeordnet sind. Dabei können die Formrohre einen unterschiedlichen Querschnitt und eine unterschiedliche Größe für unterschiedliches Schneidgut besitzen. Bevorzugt ist jeder Formrohrquerschnitt dabei zweimal - nämlich bezüglich der Mitte einander gegenüberliegend - im Formrohrrevolver vorhanden.
  • Dies ermöglicht es, mit dem gleichen Schneidgut das eine dieser beiden gleichen Formrohre neu zu befüllen, während aus dem anderen Formrohr heraus gerade portioniert wird.
  • Bei dem Schneidgut muss ferner unterschieden werden, ob es sich um Schneidgut mit oder ohne harte Bestandteile, beispielsweise um Fleischstränge mit und ohne Knochen, handelt, da je nach Anteil und Struktur des Knochenanteils keine Längsverpressung, sondern nur eine Querverpressung oder gar keine Verpressung im Formrohr stattfinden kann, etwa wenn ein Kotelettestrang aus einem solchen Formrohr heraus aufgeschnitten werden soll.
  • Derartige Maschinen sind daher für einen Einsatz in einer mittelständischen Metzgerei oder einem mittelständischen Fleischverarbeitungsbetrieb mit ständig wechselndem Schneidgut weniger geeignet und dafür in der Regel in der Anschaffung auch zu teuer.
  • III. Darstellung der Erfindung a) Technische Aufgabe
  • Es ist daher die Aufgabe gemäß der Erfindung, eine Portioniermaschine zu schaffen, die sehr schnell arbeitet, eine Einzelscheibenablage bietet und aufgrund des einfachen Aufbaus kostengünstig in der Anschaffung und einfach in der Wartung ist, und dennoch ausreichend gewichtsgenau portionieren kann, und zwar für sehr unterschiedlich gestaltetes Schneidgut.
  • b) Lösung der Aufgabe
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 13 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Indem bei einer Portioniermaschine die Schneidvorrichtung aus einem rotierenden Messer besteht, welches zusammen mit der Anschlagplatte als Anschlagelement um die gleiche Achse rotiert, wird der Aufbau der Maschine auf der Portionierseite stark vereinfacht, und dennoch werden die Vorteile der Vorverformung des Schneidgutes zu einem definierten Querschnitt und dessen Volumenermittlung durch rein mechanische Mittel beibehalten.
  • Wenn zusätzlich die Rotationsachse von Messer und Anschlagplatte identisch ist mit der Drehachse, also der Schaltachse, des Formrohrrevolvers, ergibt dies eine besonders kompakte Bauform der Maschine, vor allem wenn der Formrohrrevolver senkrecht steht, und einen geringen technischen Aufwand.
  • Dabei ist das Messer vorzugsweise scheibenförmig ausgebildet mit einer solchen Fläche und Ausdehnung in radialer sowie Umfangsrichtung, dass der Querschnitt des Formrohres in der Schneidposition nach dem Abtrennen der Scheibe vom Messer abgedeckt ist, und somit ein Vorwärtsrutschen des Schneidgutes im Formrohr erst möglich ist, wenn die in Schneidrichtung hintere Endkante des Messers den Querschnitt des Formrohres wieder verlassen hat.
  • Sobald dies der Fall ist, befindet sich jedoch die mit dem Messer mitdrehende Anschlagplatte, die den Rest des Umfanges des Bereiches der Formrohre im Revolver abdeckt, unterhalb der Schneidposition und dient als Abstützung für das wieder vorwärtsgeschobene Schneidgut.
  • In bestimmten Fällen kann jedoch auch ein Messer von Vorteil sein, welches in Umfangsrichtung bezogen auf den Formrohrrevolver eine wesentlich geringere Erstreckung als das Schneidgut aufweist, wodurch unter Umständen das Vorwärtsschieben des Schneidgutes früher beginnen kann und damit die Taktzeit verringert werden kann.
  • Da vor allem für das Schneiden von weichen Bestandteilen der ziehende Schnitt bevorzugt wird, ist die nicht gezahnte Messerkante als von innen nach außen spiralförmige Kante mit zunehmendem Krümmungsradius ausgebildet, und zwar vorzugsweise mit einer solchen Gestaltung, dass beim Schneiden mit dieser Schneidkante pro cm Schnitttiefe mindestens 3, besser 4 cm Schnittlänge durchlaufen werden.
  • Zusätzlich kann an der dem Messer gegenüberliegenden Kante der Stirnfläche des Formrohrzylinders eine Anlaufkante aus Stahl oder einem anderen Material vorgesehen sein, die das darüber gleitende Messer ständig nachschleift.
  • Vorzugsweise rotiert die Einheit aus Messer und Anschlagplatte zwar kontinuierlich, aber nicht mit konstanter Drehgeschwindigkeit:
  • Um dem Pressstempel ausreichend Zeit zu geben, das Schneidgut in Längsrichtung gegen die Anschlagplatte vorwärts zu schieben, wird die Drehgeschwindigkeit reduziert, nachdem das Messer den Querschnitt des aufzuschneidenden Schneidgutes ganz verlassen hat. Diese Geschwindigkeitsreduzierung kann auch bereits vorher, nämlich sobald die Schneide des Messers das Schneidgut ganz durchlaufen hat, beginnen.
  • Das Vorwärtsschieben des Schneidgutes sollte vorzugsweise beendet sein, wenn noch ca. 90° Drehabstand bis zum nächsten Auftreffen der Schneide auf das Schneidgut gegeben ist, um dem Schneidgut Zeit zu geben für Setzungsprozesse und der Einheit aus Messer und Anschlagplatte zum erneuten Beschleunigen auf Schnittgeschwindigkeit.
  • Eine Steuerung steuert abhängig von der Drehlage der Einheit aus Messer und Anschlagplatte sowohl deren Drehgeschwindigkeit als auch die Axialbewegung des Pressstempels.
  • Um das Messer unmittelbar an der schneidseitigen Stirnfläche des Formrohrrevolvers zu halten, kann das Messer entweder so dick und dadurch so stabil gehalten sein, dass es aufgrund Eigenstabilität mit der notwendigen Vorspannung an dem Formrohrrevolver anliegt, oder bei einem weniger stabilen Messer wird dies erreicht durch eine Stützplatte, die auf der vom Formrohrrevolver abgewandten Seite das Messer abstützt und gegen den Formrohrrevolver vorspannt. Zu diesem Zweck besitzt die Stützplatte gegen das Messer gerichtete, federnde Elemente, die diese Vorspannung bewirken. Damit der Schneidprozess nicht erschwert wird, besitzt die Stützplatte - die natürlich mit dem Messer mit rotieren muss - eine kleinere Grundfläche als das Messer und steht gegenüber den Schneidkanten des Messers überall ausreichend weit zurück.
  • Auch und ergänzend dazu ist eine axiale Führung des radial äußersten Randes des Messers im Formrohrrevolver oder einer mit dem Messer mitdrehenden Hülse außerhalb des Formrohrrevolvers möglich.
  • In der vom Formrevolver abgewandten Unterseite des Messers können ferner Vertiefungen angeordnet sein, so dass die Unterseite des Messers, an der die Scheiben anhaften könnten, vorzugsweise nur aus Stegen oder punktuellen Erhebungen der vollen Dicke besteht, und dabei die Stege insbesondere in Drehrichtung verlaufen. Durch die Verringerung der Kontaktfläche wird hierbei ebenfalls die Gefahr des Anhaftens einer Scheibe minimiert.
  • Das Förderband kann in seinem axialen Abstand zum Formrohrzylinder verstellbar sein, entweder synchron mit der Abstandseinstellung des Anschlagselementes, oder in einem bestimmten Übersetzungsverhältnis zur Bewegung des Anschlagelementes oder auch frei verstellbar mittels einer eigenen Steuerung.
  • Der Aufbau der Maschine wird weiterhin dadurch vereinfacht, dass der Rotationsantrieb von Messer und Schneidplatte einerseits sowie der Drehantrieb des Formrohrrevolvers andererseits koaxial mittels der gleichen Antriebswelle, die z. B. aus konzentrisch ineinander laufenden Rohren besteht, realisiert ist, auf denen auch die entsprechenden Antriebsmotore angeordnet sind.
  • Dies vermeidet ein Getriebe und Kraftumleitungen und vereinfacht den mechanischen Aufbau.
  • Dabei ist das innerste Rohr der Antriebswelle - das auch eine massive Welle sein kann - drehfest mit dem Formrohrrevolver verbunden, während das konzentrisch darum herum angeordnete äußere Rohr drehfest mit dem Messer und der Anschlagplatte gekoppelt ist.
  • Antriebswelle und dazugehörige Motoren befinden sich auf der abgewandten Seite der Schneidvorrichtung, also unterhalb des Formrohrrevolvers, da sich die Schneidvorrichtung am unteren Ende des Formrohrrevolvers befindet, um zum Abführen der abgetrennten Scheiben die Schwerkraft zu nutzen. Lediglich die axiale Abstandsverstellung zwischen Anschlagplatte und Messer befindet sich exzentrisch außerhalb der Drehachse und verschiebt das äußere Rohr, welches vorzugsweise gegenüber dem ihn antreibenden Motor drehfest aber längsverschiebbar, z. B. über ein Vielzahnprofil, gekoppelt ist.
  • Die gesamte Antriebseinheit ist ebenso wie die Steuerung in einem Gehäuse untergebracht, dessen Oberseite sich etwa auf Hüfthöhe eines davor stehenden Bedieners befindet und auf dessen Oberseite der Formrohrrevolver vertikal oder schräg nach oben aufragend steht.
  • Dadurch befindet sich das obere Ende des Formrohres, in welches neues Schneidgut eingeführt werden muss, in einer Höhe, die noch vom Bediener erreicht werden kann.
  • Noch höher nach oben ragt die vom oberen Ende des Formrohrrevolver aus nach oben abstehende Presseinheit, in der Regel ein Servozylinder, der jedoch zur Vereinfachung von Wartung und Reinigung um sein unteres Ende gegenüber dem Traggestell, welches ihn an Gehäuse fixiert, nach unten herabgeklappt werden kann.
  • Weiterhin besitzt das Gehäuse eine Grundfläche, dessen Tiefe etwa dem Durchmesser des Formrohrrevolver entspricht und dessen Länge im Wesentlichen von der Abfördervorrichtung, in der Regel ein Förderband, bestimmt wird, auf welche die abgetrennten Scheiben unter der Schneidposition fallen und von diesem in Richtung Weiterverarbeitung abtransportiert wird.
  • Auf diese Art und Weise ergibt sich eine sehr geringe Stellfläche der Portioniermaschine, die darüber hinaus bei Mehrfachanordnung auch eng nebeneinander aufgestellt werden können, da eine Befüllung nicht nur von der Breitseite her, sonder auch von der Schmalseite her, nämlich der von der Abfördereinrichtung abgewandten Schmalseite, möglich ist.
  • Um das Messer möglichst dünn ausführen zu können, ist es an seiner Umfangskante abgestützt auf einem Führungsring des Gehäuses, während die Anschlagplatte von ihrer Unterseite her durch Verstrebungen etc. ausreichend stabil ausgebildet sein kann und eine solche Abstützung nicht benötigt.
  • Auch der Aufbau und das Auswechseln des Formrohrrevolvers sind möglichst einfach gestaltet:
  • Der Formrohrrevolver muss manchmal gewechselt werden, entweder zu Reinigungszwecken oder weil ein Formrohrrevolver mit anderen Formrohrquerschnitten benötigt wird.
  • Als Hauptanwendung in einem mittelständischen Metzgereibetrieb wird bevorzugt ein Revolver mit möglichst vielen unterschiedlichen Formrohrquerschnitten für unterschiedliche Anwendungszwecke benutzt werden.
  • Falls dagegen einige Stücke eines immer gleichen Schneidgutes z. B. Schweinenacken, hintereinander aufgeschnitten werden sollen, empfiehlt sich der Einsatz eines Formrohrrevolvers, bei dem ein hierfür geeigneter Formrohrquerschnitt mindestens zweimal im Formrohrrevolver vorhanden ist, vorzugsweise auf einander bezüglich der Drehachse gegenüber liegenden Seiten, da hierdurch die Totzeiten der Maschine reduziert werden können.
  • Während das eine der beiden identischen Formrohre gefüllt ist und bereits in Scheiben aufgeschnitten wird, kann das andere der beiden identischen Formrohre mit dem nächsten Schneidgut befüllt werden.
  • Jedoch ist für eine große Menge an gleichem Schneidgut auch ein Formrohrrevolver sinnvoll, bei dem alle Formrohröffnungen gleich große und gleich dimensioniert sind, denn dann kann der Bediener alle Formrohre des Revolvers befüllen, die danach automatisch nacheinander aufgeschnitten werden, so dass der Bediener erst nach einem relativ langen Zeitraum wieder neu befüllen muss.
  • Um das Herstellen des Formrohrrevolvers zu verbilligen, ist dieser aus axial aneinander gereihten Revolverscheiben zusammengesetzt, die alle die gleichen fluchtenden Durchgangsöffnungen als Formrohre besitzen und in Drehrichtung formschlüssig miteinander gekoppelt sind durch ineinander eingreifende Passelemente.
  • In Längsrichtung werden die Revolverscheiben im montierten Zustand gegeneinander verpresst mittels einer Haltestange, wobei der Anpressdruck in Relation zum Pressdruck des Pressstempels so gewählt ist, dass überschüssige Luft und auch Fleischsaft aus dem befüllten Formrohr durch die Fugen zwischen den Revolverscheiben nach außen gepresst werden kann, so dass Luft- und Flüssigkeitseinschlüsse bei der Längsverpressung im Formrohr vermieden werden, die zu Abweichungen des Ist-Volumens der erzeugten Scheiben vom Soll-Volumen führen würden.
  • Der Formrohrrevolver besitzt außer den exzentrisch zu seiner Mitte angeordneten Durchgangsöffnungen als Formrohre eine zentrale Öffnung, durch welche von oben her eine Haltestange zum Zusammenpressen der Revolverscheiben eingeführt werden kann, die mit ihrem vorderen, dann unteren, Ende in dem oberen Ende der Antriebswelle für den Formrohrrevolver fixiert, z . B. eingeschraubt wird, die knapp unterhalb des Formrohrrevolvers endet.
  • Am unteren Ende des Formrohrrevolvers durchläuft die Haltestange dabei auch eine Adapterscheibe, die aufgrund ihrer unrunden Außenkontur drehfest mit der untersten Revolverscheibe des Formrohrrevolvers verbunden ist und im montierten Zustand auch drehfest mit der Antriebswelle für den Formrohrrevolver verbunden ist.
  • Die Haltestange besitzt am oberen Ende einen verbreiterten Kopf, so dass sie beim Einschrauben nach unten in die Antriebswelle mit diesem verbreiterten Kopf, der an der obersten Scheibe anliegt, die Revolverscheiben nach unten gegen die Antriebswelle und/oder das Gehäuse presst und damit die Revolverscheiben ausreichend zusammenpresst.
  • Die Adapterscheibe ist vorzugsweise längsfest am unteren Ende der Haltestange befestigt, so dass zum Entfernen des Formrohrrevolvers aus der Portioniermaschine lediglich die Haltestange am oben aus dem Formrohrrevolver heraus ragenden Ende ergriffen und gelöst, z. B. in Löserichtung gedreht werden muss, bis die Fixierung (z. B. Bajonettverschluss, Spannhebel etc.) am unteren Ende gegenüber der Antriebwelle gelöst ist.
  • Daraufhin kann die Haltestange samt der Adapterscheibe nach oben aus dem Formrohrrevolver herausgenommen werden, woraufhin der Formrohrrevolver radial verschoben und aus der Portioniermaschine herausgenommen werden kann.
  • Je nach Wahl des momentan benutzten Formrohres, in dem das Schneidgut in Längsrichtung verpresst werden soll, muss am unteren Ende der Längspressvorrichtung, die in der Regel ein Servozylinder ist, ein passender Pressstempel montiert werden, dessen Querschnitt dem Querschnitt des benutzten Formrohres entspricht.
  • Der Wechsel kann manuell erfolgen, indem Pressstempel und Pressvorrichtung aufeinander abgestimmte Rastvorrichtungen aufweisen, so dass der Pressstempel lediglich von z. B. der Seite her aufgeschoben und verrastet werden muss und dann bereits seine richtige Position in Querrichtung gegenüber dem benutzten Formrohr besitzt.
  • Dieser Wechsel des Pressstempels kann teilweise oder auch vollständig automatisiert werden:
  • In einer ersten Variante sind die verschiedenen Pressstempel verschiebbar auf einem stillstehenden Ring angeordnet, dessen Mitte abseits der Drehachse des Formrohrrevolvers liegt, und der Ringabschnitt an der Schneidposition Teil der Pressstempelaufnahme des Pressstempels ist.
  • Stattdessen können die verschiedenen Pressstempel auch an festen Positionen des Ringes angeordnet sein und der Ring drehbar um seine Mitte sein.
  • Die Pressstempel auf dem Ring oder der drehbare Pressstempelring wird dann von Hand oder auch betätigt durch die Steuerung, z. B. mittels eines formschlüssigen Antriebssterns, zusammen mit dem Formrohr immer so gedreht, dass an der Schneidposition des Formrohrrevolvers, an deren sich die Längspresseinheit wie etwa der Servozylinder befindet, immer der zum dortigen Formrohr passende Pressstempel befindet.
  • Dieser kann nun manuell oder automatisch von der Längspressvorrichtung aufgenommen und zum Längspressen verwendet werden.
  • Die Steuerung, die nach dem Abschneiden jeder Scheibe den Servozylinder in Gang setzt und um einen definierten Weg in Längsrichtung bewegt, ist auch in der Lage, beim anfänglichen Längsverpressen des Schneidgutes durch Positionsbestimmung des Servozylinders die Länge und damit das Gesamtvolumen des Schneidgutes zu ermitteln und in Abhängigkeit davon - unter Berücksichtigung vom Benutzer vorgegebener Randparameter wie Bandbreite des Gewichts oder Volumens der Scheiben oder ähnlichem - eine optimale Scheibendicke vorzugeben, um den Resteanteil zu minimieren oder überhaupt keinen Rest übrig zu lassen.
  • Eine solche Portioniermaschine kann zusätzlich auf mannigfaltige Weise verändert und ergänzt werden.
  • Um während des Verpressvorganges überschüssiges Gas oder auch Flüssigkeit aus dem Formrohr nach außen zu pressen, erfolgt dies bei einem aus einzelnen umfänglich geschlossenen Revolverscheiben aufgebauten Formrohrrevolver dadurch, dass vom radialen Bereich der Formrohröffnungen bis nach außen die Revolverscheiben mit einem geringen Abstand von wenigen 1/10 Millimeter aufeinander liegen.
  • Normalerweise unterscheidet sich die unterste Revolverscheibe nicht von den darüber liegenden Revolverscheiben, oder höchstens in ihrer Dicke.
  • Denn zwischen der untersten Revolverscheibe und der nächsten Revolverscheibe ist ein Zwischenblech eingelegt, welches nur an der Schneidposition eine Durchgangsöffnung aufweist für das Schneidgut, während die Formrohre an allen anderen Positionen des Formrohrrevolvers durch dieses Zwischenblech verschlossen werden.
  • Das Zwischenblech stellt somit den unteren Anschlag für Schneidgut dar, welches zwecks Befüllen der Formrohre von oben in die Formrohre eingesteckt wird.
  • Damit der Formrohrrevolver nach Einstellen eines bestimmten Formrohres auf Schneidposition auch zuverlässig in dieser Drehlage gehalten wird, kann er entweder formschlüssig gegenüber dem Gehäuse in jeder Schaltstellung verrastest werden oder er wird gedreht über einen selbsthemmend ausgebildeten Antrieb, entweder von der zentralen Achse her oder auch von einem am Außenumfang des Formrohrrevolvers angreifenden selbsthemmenden Antrieb.
  • Eine andere Option besteht darin, den Durchsatz zu erhöhen, indem die Portioniermaschine mehrere, z. B. zwei, Formrohrrevolver nebeneinander aufweist, von denen die Scheiben beider Formrohrrevolver von der selben gemeinsamen Schneidvorrichtung, also auch einem einzigen gemeinsamen, rotierenden Messer, abgetrennt werden.
  • Zusätzlich sind wiederum Einrichtungen wie Anschlagplatte, Portionierplatte bzw. Portionierrevolver etc. vorhanden.
  • Das Messer rotiert dann natürlich nicht um die Drehachse eines der Formrohrrevolver, sondern um eine Achse die beabstandet von allen Drehachsen der Formrohrrevolver liegt, jedoch so beabstandet, dass das Messer die Schneidposition jedes der Formrohrrevolver bei jeder Umdrehung überstreicht.
  • Zur Vorgehensweise mit einer Portioniermaschine wird das Schneidgut nach dem Einlegen in ein Formrohr in der Schneidposition nicht direkt vom Längspressstempel gegen das untere Anschlagelement gepresst und sofort mit dem Aufschneiden begonnen, sondern es findet zunächst ein Vorverpressen des Schneidgutes statt, und zwar nicht gegen die z. B. Anschlagplatte als unterer stirnseitiger Anschlag, sondern gegen das das Formrohr verschließende Zwischenblech, welches natürlich zu diesem Zweck jeweils in eine entsprechende, verschließende Drehlage gebracht werden muss.
  • Dies hat den Vorteil, dass das Schneidgut dann vollständig eingeschlossen ist im Gegensatz zum Vorverpressen gegen die Anschlagplatte, wo es dann einen Spalt zwischen Anschlagplatte und unterem Ende des Formrohres gibt, zumindest entsprechend der Dicke des Messers.
  • Anschließend wird der Längspressstempel wieder zurückgefahren, das als Anschlag dienende Zwischenblech so gedreht, dass es die Formrohröffnung freigibt, und der Längspressstempel weiter vorwärtsgefahren, so dass er das Schneidgut nunmehr für die endgültige Verpressung weiter nach unten gegen die Anschlagplatte schiebt und verpresst und mit dem Aufschneiden begonnen werden kann.
  • Vorzugsweise beim Vorverpressen erfolgt auch eine Volumenermittlung des Schneidgutes, indem durch Positionsbestimmung des Längspressstempels die Länge des verpressten Schneidgutes und anhand des bekannten Querschnitts des benutzten Formrohres das Volumen des Schneidgutes automatisch von der Steuerung errechnet wird und vorzugsweise daraus auch die benötigte Scheibendicke in Abhängigkeit vom Soll-Gewicht und/oder unter dem Gesichtspunkt der Resteminimierung festgelegt wird.
  • Um Lufteinschlüsse oder Flüssigkeitseinschlüsse beim Verpressen des Schneidgutes in einem Formrohr zu vermeiden, können die Revolverscheiben des Formrohrrevolvers auch quasi ohne Fuge aufeinander gestapelt werden, wenn der Druck der einzelnen Revolverscheiben axial gegeneinander so gewählt wird, dass er geringer ist als der beim Längsverpressen im Formrohr auftretende Druck, so dass Luft und Flüssigkeit aus dem Formrohr durch die Fuge zwischen den Revolverscheiben nach außen austreten kann.
  • c) Ausführungsbeispiele
  • Ausführungsformen gemäß der Erfindung sind im Folgenden beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:
  • Fig. 1:
    die Portioniermaschine perspektivisch und in Schnittdarstellungen,
    Fig. 2:
    Darstellungen des Schneidvorganges,
    Fig. 3:
    den Pressstempel im Detail,
    Fig. 4:
    die zusätzliche Portionierplatte,
    Fig. 5:
    besondere Ansichten der Portioniermaschine,
    Fig. 6:
    eine Portioniermaschine zum schräg schneiden,
    Fig. 7:
    eine andere Messergestaltung,
    Fig. 8:
    ein abgestütztes Messer,
    Fig. 9:
    eine andere Bauform der Portioniermaschine, und
    Fig. 10:
    spezielle Schneidsituationen.
  • Die Figuren 1a und 1b zeigen die gesamte Portioniermaschine einmal in perspektivischer Ansicht und einmal im Vertikalschnitt, wobei Figur 1c und 1d vergrößerte Darstellungen des Vertikalschnittes durch den unteren Bereich sind.
  • Wie am besten Figur 1b zeigt, ist Kernstück der Portioniermaschine ein aufrechtstehender, hier lotrecht stehender, Formrohrrevolver 1 mit exzentrisch über den Umfang verteilten, oben und unten jeweils offenen Durchgangsöffnungen als Formrohre 1a, b.
  • In ein Formrohr z. B. 1a wird ein strangförmiges Schneidgut 2 von oben her eingelegt und der um seine Längsrichtung 10 als Drehachse 10' drehbare Formrohrrevolver 1 anschließend soweit gedreht, dass das gefüllte Formrohr unter dem nur an einer Umfangsstelle, der Schneidposition 11, des Formrohrrevolvers 1 angeordneten Servozylinder 4, der die Längspresseinrichtung darstellt, steht.
  • Am unteren Ende des Servozylinders 4 ist ein Pressstempel 3 befestigt, dessen Außenkontur der Innenkontur des gefüllten Formrohres z.B. 1a entspricht, so dass durch Einfahren des Pressstempels 3 mittels des Servorzylinders 4 in das entsprechende gefüllte Formrohr mit entsprechender Kraft das darin befindliche Schneidgut 2 in Längsrichtung 10 zusammengepresst wird, da das Schneidgut 2 aus dem unteren offenen Ende des Formrohres nur bis zur Anschlagplatte 9 austreten kann.
  • Bei dieser Längsverpressung wird auch der Querschnitt des nicht vollständig formstabilen Schneidgutes 2, der beim Hineinstecken in das Formrohr 1a kleiner als der freie Querschnitt des Formrohres war, soweit radial auseinander gepresst, dass er den Querschnitt des Formrohres vollständig ausfüllt und dadurch in diesem längsverpressten Zustand einen definierten Querschnitt besitzt.
  • Wie am besten Figur 1c erkennen lässt, rotiert unmittelbar unter dem unteren freien Ende des Formrohrrevolvers 1 ein Messer 8 um die gleiche Drehachse 10', um die auch der Revolver 1 drehbar ist, und schneidet dadurch von dem nach unten aus dem Formrohr vorstehenden Schneidgut 2 eine Scheibe ab, deren Dicke dem Abstand 17 in Längsrichtung 10 zwischen dem Messer 8 und der darunter befindlichen, in ihrem Abstand zum Messer 8 einstellbaren, Anschlagplatte 9 entspricht.
  • Zu diesem Zweck ragt das Messer 8 - wie am besten in Figur 2d zu erkennen - nur in einem Winkelsegment von der Drehachse 10' aus bis über die Querschnitte der Formrohre, insbesondere bis zum radial äußeren Ende des Revolvers 1, nach außen und liegt dort mit seiner Außenkante auf einem Führungsring 20 im Gehäuse 21 auf, damit das Messer 8 möglichst dünn ausgebildet sein kann.
  • Das Messer 8 besitzt dabei in Umlaufrichtung weisend eine vordere und eine hintere Kante als Schneide 8a, 8b, von denen die eine Schneide 8a gerade ausgebildet ist und die andere bogenförmig konvex gekrümmt ist.
  • Beide sind vorzugsweise einseitig mit der Phase auf der Unterseite angeschliffen, also der vom Formrohrrevolver 1 abgewandten Seite.
  • Dabei wird die gerade Schneide 8a zum Schneiden von weichem Schneidgut 2 ohne Knochen und Knorpel verwendet, die gebogene Schneide 8b, die auch gewellt oder gezahnt ausgebildet sein kann, dagegen zum Schneiden von Schneidgut 2 mit harten Anteilen, beispielsweise mit Knochen. Dementsprechend kann die Drehrichtung des Messers 8 gewählt werden.
  • Figur 2d zeigt ferner, dass die Anschlagplatte 9 in der Aufsicht betrachtet eine Aussparung besitzt, die in Umfangsrichtung geringfügig größer ist als die Fläche des Messers 8 - betrachtet in Längsrichtung 10 - ansonsten jedoch die Unterseite des Formrohrrevolvers 1 wenigstens über den radialen Bereich der Formrohr-Öffnungen 1a... hinaus abdeckt und gegebenenfalls ebenfalls an ihrem äußeren Umfang axial abgestützt ist wie das Messer 8.
  • Messer 8 und Anschlagplatte 9 verbleiben - in Drehrichtung betrachtet - immer in der in Figur 2d dargestellten Relativlage zueinander und rotieren gemeinsam, wodurch - wie am besten in den Figuren 2a und b in einer Ansicht von der Unterseite auf den Revolver 1 dargestellt - nacheinander bei jeder Umdrehung jeweils eine einzelne Scheibe 2a vom Schneidgut 2 abgeschnitten wird.
  • Kurz nach dem Abtrennen der Scheibe 2a stützt das meist plattenförmige Messer 8 die untere Stirnfläche des Schneidgutes 2 ab, da dessen Fläche größer ist als die Fläche des jeweiligen, in der Schneidposition 11 befindlichen, Formrohres.
  • Beim Weiterdrehen von Messer 8 und Anschlagplatte 9 endet nach einem bestimmten Drehwinkel die Überdeckung des plattenförmigen Messers 8 mit dem Schneidgut 2. Es befindet sich dann nur noch die gegenüber dem Messer 8 tiefer liegende Anschlagplatte 9 im Umfangsbereich des in der Schneidposition 11 befindlichen Schneidgutes 2, so dass während dieser Zeit der Drehung von Messer 8 und Anschlagplatte 9 der Servozylinder 4 um eine definierte Strecke gesteuert vorwärts fährt und das Schneidgut 2 weiter nach unten drückt, bis es erneut mit dem unteren, vorderen Ende an der Anschlagplatte 9 anliegt.
  • Dies muss beendet sein, bevor die entsprechende Schneide 8a oder 8b des Messers 8 erneut den Außenumfang des aus dem Formrohr vorstehenden Schneidgutes 2 erreicht hat und beginnt, die nächste Scheibe abzutrennen. Messer 8 und Halteplatte 9 rotieren nach dem Beginn des Schneidvorganges kontinuierlich, so dass die Steuerung 24 der Maschine in Abhängigkeit von der Drehlage der Einheit aus Messer 8 und Anschlagplatte 9 den Servozylinder 4 ansteuert, der zum richtigen Zeitpunkt und um den richtigen Weg das Schneidgut 2 in Längsrichtung 10 vorwärtsschieben muss.
  • Messer 8 und Anschlagplatte 9 können mit konstanter Drehgeschwindigkeit rotieren, bevorzugt wird jedoch die Drehgeschwindigkeit verlangsamt, sobald das Messer 8 das Schneidgut 2 ganz verlassen hat, um genügend Zeit für das erneute Vorwärtsschieben des Schneidgutes 2 und Anpressen an die Anschlagplatte 9 zu geben.
  • Dadurch, dass das Messer 8 und die Anschlagplatte 9 um die gleiche Drehachse 10' rotieren, um die auch der Formrohrrevolver 1 weitergeschaltet wird und exzentrisch hierzu lediglich funktionsbedingt der Servozylinder 4 mit seiner Pressachse 11 auf die Schneidposition gerichtet ist, ergibt dies eine besonders kompakte und vor allem schmale Gestalt der Portioniermaschine und einen einfachen konstruktiven Aufbau.
  • Wie die Figuren 1 zeigen, sitzt der Formrohrrevolver 1 auf der Oberseite eines Gehäuses 21 auf, so dass er sich mit seiner unteren Stirnfläche etwa auf Hüfthöhe eines davor stehenden Bedieners befindet, der somit noch in der Lage ist, das nächste Schneidgut 2 in das obere Ende eines offenen Formrohres hineinzustecken.
  • Die vom Messer 8 abgetrennten Scheiben 2a.. fallen auf ein etwa horizontal verlaufendes, unter der Schneidposition 11 endendes Förderband 18, welches vorzugsweise vom Motor 14 für den Rotationsantrieb von Messer 8 und Anschlagplatte 9 angetrieben wird und die darauf fallenden Scheiben unter dem Revolver 1 heraus in Richtung Weiterverarbeitung befördert.
  • Vor allem in Längsrichtung des Förderbandes 18 betrachtet ist die Maschine sehr schmal - wie am besten die Figur 5b in dieser Ansicht zeigt - da die Breite kaum über den Durchmesser des Formrohrrevolvers 1 hinausgeht.
  • Auf diese Art und Weise können mehrere Portioniermaschinen nebeneinander aufgestellt werden, da die Befüllung des Revolvers 1 nicht unbedingt wie in Figur 1a dargestellt von der Längsseite her erfolgen muss, sondern auch von der schmalen, dem Förderband 18 gegenüberliegenden, Rückseite aus erfolgen kann.
  • Figur 5a zeigt in diesem Zusammenhang, dass der Servozylinder 4, der über das obere Ende des Revolvers 1 weit nach oben vorsteht, zu Wartungs- und Reparaturzwecken um sein unteres Ende herum abgeklappt werden kann.
  • Die in der Seitenansicht neben dem Revolver 1 und über dem Förderband 18 angeordnete Eingabeeinheit 19 - mit einem Bildschirm und z. B. Knöpfen als Eingabeelementen - mit deren Hilfe z. B. das zu betreibende Formrohr ausgewählt wird, die Scheibendicke vorgegeben wird und ähnliches, kann auch von der vorderen Stirnseite aus bedient werden.
  • Figur 2a zeigt in einer Aufsicht in Längsrichtung 10 auf den Formrohrrevolver 1, das dieser Formrohre 1a bis 1f enthalten kann, die in diesem Fall jeweils eine unterschiedliche Kontur und Größe für unterschiedliches Schneidgut aufweisen.
  • So kann das Formrohr 1a zum Aufschneiden von großen Schnitzeln verwendet werden, das Formrohr 1 b dagegen eher zum Aufschneiden eines Kotelettstranges.
  • Die langlochförmigen kleineren Formrohre 1c und 1d werden zum Aufschneiden von Fleischsträngen mit geringerem Querschnitt als die in 1a einzusetzenden Produkte benutzt.
  • Der runde Querschnitt des Formrohres 1e wird für so genannte Kugeln, einen speziellen, fast kugelförmigen Muskelstrang, benutzt.
  • Das rechteckige Formrohr 1f wird bevorzugt zum Aufschneiden von Fleischwürfeln benutzt, die erzeugt werden durch gitterartig im Querschnitt vorhandenen Messer, die sich entweder fest im unteren Ende des Formrohres 17 befinden oder auch in einer zwischen Messer 8 und Anschlagplatte 9 radial einschiebbaren Portionierplatte 12.
  • In der Praxis hat es sich auch als sinnvoll erwiesen, dass von den unterschiedlich geformten und dimensionierten Formrohren 1a... jeweils zwei übereinstimmende im selben Formrohrrevolver 1 vorhanden sind, und zwar vorzugsweise bezüglich der Drehachse 10' auf einander gegenüberliegenden Seiten.
  • Dadurch ist es möglich, dass während des Aufschneidens eines Schneidgutes in einem dieser beiden identischen Formrohre das abseits der Schneidposition 11 liegende andere, identische Formrohr bereits mit dem nächsten Schneidgut befüllt werden kann.
  • Dennoch muss - je nach Anwendungszweck oder auch aus Reinigungsgründen - der Formrohrrevolver 1 manchmal aus der Portioniermaschine entnommen werden, was angesichts eines Gewichtes des in der Regel aus Kunststoff bestehenden Revolvers von 70 bis 80 kg eine schwierige Aufgabe sein kann.
  • Um dies zu erleichtern, wurden unterschiedliche Maßnahmen getroffen:
  • Zum einen besteht der Revolver 1 aus mehreren, in Längsrichtung übereinander angeordneten Revolverscheiben 5a, b, c..., von denen jede ca. 10 cm dick ist und hinsichtlich der Durchgangsöffnungen als Formrohre 1a... identisch ausgebildet ist.
  • Aufeinander gesetzt sind die Revolverscheiben 5a, b... in Drehrichtung formschlüssig gegeneinander gesichert durch in Axialrichtung ineinander eingreifende Passelemente.
  • In Längsrichtung 10 werden die Revolverscheiben 5a, b gegeneinander gepresst mit Hilfe einer die zentrale Öffnung 22 über die ganze Länge durchdringende Haltestange 7, die mit ihrem verbreiterten Ende auf der oberen Stirnfläche des Revolvers 1 anliegt und mit ihrem unteren Ende über eine Adapterscheibe 6 mit dem oberen Ende der Antriebswelle 23 verbunden ist, die sich auf der Drehachse 10' fluchtend unterhalb des Formrohrrevolvers 1 befindet und auf der konzentrisch sowohl der Drehantrieb von Messer 8 und Anschlagplatte 9 bewirkt, als auch die drehenden Schaltbewegung des Revolvers 1.
  • Die eingeschraubte Haltestange 7 presst somit die Revolverscheiben 5a, b in Längsrichtung 10 gegeneinander, so dass nach Lösen der Verschraubung der Haltestange 7, in dem man ihr oberes, aus dem Revolver 1 nach oben vorstehendes Ende ergreift und dreht, die Haltestange 7 samt der Adapterscheibe 6 - welche die Übertragung der Drehung der Antriebswelle 23 auf das untere Ende des Formrohrrevolvers 1 bewirkt - nach oben herausziehen kann und anschließend den Formrohrrevolver 1 bezüglich der Drehachse 10' radial zur Seite vom Gehäuse 21 herunterschieben kann.
  • Damit beim Einfüllen eines neuen Schneidgutes 2 in ein leeres Formrohr z. B. 1 c, also abseits der Schneidposition 11, das Schneidgut nicht aus dem unteren offenen Ende des Formrohres herausrutscht bis zum Gehäuse, ist zwischen der untersten Revolverscheibe 5a und der nächsten darüber stehenden Revolverscheibe 5b ein Zwischenblech 26 vorgesehen, wie es beispielsweise in Figur 1f als separates Bauteil dargestellt ist.
  • Dieses Zwischenblech 26 verschließt normalerweise alle Formrohröffnungen außer diejenige in der Schneidposition 11, weshalb das Zwischenblech 26 nur eine einzige Durchgangsöffnung besitzt, die eben normalerweise in der Schneidposition 11 steht und der größten in einem Formrohrrevolver vorhandenen Durchgangsöffnung entspricht.
  • Vorzugsweise ist das Zwischenblech 26 jedoch nicht drehfest mit dem Rest des Formrohrrevolvers 1 verbunden, sondern über die z. B. an seinem Außenumfang dargestellte Verzahnung unabhängig vom Formrohrrevolver 1 um die Drehachse 10' des Formrohrrevolvers 1 drehbar.
  • Dadurch kann es z. B. so gedreht werden, dass es die Formrohröffnung in der Schneidposition verschließt, was beispielsweise zum Zwecke des Vorverpressens eines Schneidgutes in der Schneidposition vor Beginn des Aufschneidens des Schneidgutes sinnvoll ist.
  • Der gesteuerte Drehantrieb über die Verzahnung am Außenumfang erfolgt dann über ein darin eingreifendes, nicht dargestelltes Ritzel, welches über einen Motor und gesteuert von der Steuerung der Maschine angetrieben wird.
  • Die Figuren 1b und 3 zeigen ferner, dass der Pressstempel 3 mit Hilfe des Servozylinders 4 vollständig aus dem oberen Ende des jeweiligen Formrohres herausgefahren und vom Servozylinder 4 entfernt werden kann, um ihn gegen einen anderen Pressstempel - jeweils passend zur Form und Größe des momentan verwendeten Formrohres des Formrohrrevolvers 1 - auszutauschen.
  • Die Figuren 1b bis 1d zeigen die Antriebstechnik im Gehäuse 21 unterhalb des Formrohrrevolvers 1:
  • Die Antriebswelle 23 besteht aus zwei konzentrisch ineinander laufenden Rohren 23a, b, die in Längsrichtung 10 auf der Drehachse 10' angeordnet sind und jeweils separat um ihre Drehachse 10' drehend antreibbar sind.
  • Das innere Rohr 23a ist mit seinem oberen Ende drehfest mit der Adapterscheibe 6 verbunden, welche an ihrem Außenumfang unrund, insbesondere sternförmig, ausgebildet ist und formschlüssig in einen entsprechenden Innenumfang der untersten Scheibe des Formrohrrevolvers 1 eingreift und auf diesen die Drehung dieses inneren Rohres 23a überträgt zwecks Weiterschalten des Formrohrrevolvers 1, um ein anderes Formrohr in die Schneidposition 11, unterhalb des Servozylinders 4 zu bringen.
  • Zu diesem Zweck wird das innere Rohr 23a von dem Motor 15 für die Drehung des Revolvers 1 angetrieben, der konzentrisch auf der Drehachse 10' sitzt.
  • Das äußere Rohr 23b ist drehfest mit dem auswechselbaren Messer 8 einerseits als auch der Anschlagplatte 9 andererseits verbunden und wird in Drehung versetzt mittels des Motors 14 für die Messerdrehung, welcher ebenfalls zentrisch auf der Drehachse 10' angeordnet ist und gleichzeitig auch den Drehantrieb für das Förderband 18 zum Abfördern der abgetrennten Scheiben 2a... darstellen kann, welches sich nur bewegen muss, wenn mittels des rotierenden Messers 8 auch Scheiben 2a... abgetrennt werden.
  • Ein Stellzylinder 17, der exzentrisch zur Drehachse 10' angeordnet ist, verschiebt in Längsrichtung 10 das äußere Rohr 23b, mit dem die Anschlagplatte 9 und Messer 8 drehfest verbunden sind und welches in Längsrichtung 10 verschiebbar auf dem inneren Rohr 23a und gegenüber dem Motor 14 geführt ist.
  • Figur 4 zeigt in einer Aufsicht auf den Formrohrrevolver 1 von unten die zusätzliche Option einer Portionierplatte 12, die bei Bedarf radial von außen im Höhenbereich zwischen Messer 8 und Anschlagplatte 9 an der Schneidposition 11, eingeschoben werden kann.
  • Die Portionierplatte 12 besitzt eine von oben bis unten durchgehende Durchgangsöffnung als Portionieröffnung 13, deren Kontur mindestens der Gestalt und Größe der Kontur im momentan benutzten Formrohr entspricht.
  • Eine solche Portionierplatte 12 wird verwendet, wenn aufgrund der Dicke der gewünschten Scheiben und/oder der mangelnden Formhaltigkeit des Schneidgutes 2 zu befürchten steht, dass sich der nach unten aus dem Formrohr vorstehende, am Umfang somit nicht mehr abgestützte Teil des Schneidgutes 2 vor oder beim Abtrennen der Scheibe 2a zu stark verformt, wodurch die Formhaltigkeit und Volumenhaltigkeit der Scheibe 2a nicht mehr ausreichend gegeben wäre.
  • Durch den Einsatz der Portionierplatte 12 - die selbstverständlich entsprechend der Anzahl der unterschiedlich geformten Formrohre in entsprechenden Varianten vorliegen sollte - wird dies verhindert, wobei natürlich die Dicke der Portionierplatte 12 den minimal einstellbaren Abstand zwischen Messer 8 und Anschlagplatte 9 vorgibt.
  • Der unten vorstehende Teil des Schneidgutes 2 ist damit nicht immer auf der gesamten Höhe zwischen Messer 8 und Anschlagplatte 9 von der Portionierplatte 12 umschlossen, aber doch über den wesentlichen Teil jedes Abstandes.
  • Figur 6 zeigt eine Portioniermaschine, die sich von derjenigen der Figuren 1 dadurch unterscheidet, dass die Drehachse 10' des Formrohrrevolvers 1 und damit auch die Verlaufsrichtung des Servozylinders 4 geneigt zur Lotrechten steht, während die Rotationsachse 10" des Messers nach wie vor lotrecht steht.
  • Dadurch werden in der Schneidposition Scheiben schräg stehend zur Längsrichtung des Schneidgutes abgeschnitten und somit Scheiben erzielt, die größer sind als der normale Querschnitt des Schneidgutes.
  • Um dies zu erreichen, ist als Ausgleich für den Winkelversatz zwischen der Drehachse 10' des Formrohrrevolvers 1 und der Rotationsachse 10" des Messers 8 an der unteren Stirnfläche des Formrohrrevolvers 1 eine Keilplatte 29 angeordnet, die nicht mit dem Formrohrrevolver 1 mitdreht, sondern feststeht, und in der Schneidposition 11 in der Seitenansicht betrachtet keilförmig ausgebildet ist und den Zwischenwinkel zwischen unterer Stirnfläche des Formrohrrevolvers 1 und der Messerebene ausfüllt.
  • In diesem Bereich besitzt die Keilplatte 29 ebenfalls eine Durchgangsöffnung fluchtend mit der Durchgangsöffnung des in der Schneidposition 11 stehenden Formrohres und der entsprechenden Form und Größe.
  • Dementsprechend können in diesem Fall nur Formrohrrevolver 1 mit entweder lauter gleichen Formrohröffnungen benutzt werden, oder es muss für jede andere in der Schneidposition benutzte Formrohröffnung eine neue Keilplatte 29 mit entsprechender Durchgangsöffnung eingebaut werden.
  • Ferner wird - Bezug nehmend auf Figur 1e - auch die Möglichkeit einer Querverpressung des Schneidgutes in einem Formrohr schematisch dargstellt, in Figur 1e nur realisiert an dem Formrohr 1f, jedoch könnte dies bei jedem der Formrohre eines Formrohrzylinders 1 vorhanden sein:
    • Von den in Umfangsrichtung dicksten Stelle der Formrohröffnung aus radial außerhalb liegende Teil des Formrohrrevolvers 1 ist als separater, radial in Richtung Formrohröffnung ein- und ausfahrbarer, Querpressstempel 25 ausgebildet, der zum einen über den sonstigen Umfang des Formrohrrevolvers 1 radial vorsteht und des weiteren in seiner radialen Erstreckung unterteilt ist in zwei gegeneinander mittels Druckfedern 30 gegeneinander abgefederte Teile 25a, b.
  • In Drehrichtung des Formrohrrevolvers 1 befindet sich kurz vor und in der Schneidposition 11 ein tangential sich dem Außenumfang des Formrohrrevolvers 1 annähernder Anschlag 28, der beim Eindrehen des mit einem Querstempel 25 ausgestatteten Formrohres 1f in die Schneidposition 11 die Umfangsfläche des Querpressstempels 25 wegen seiner Schrägstellung radial nach innen drückt und damit das darin aufgenommene Schneidgut in radialer Richtung, also in Querrichtung des Schneidgutes verpresst mit einer Kraft, die abhängt von der Härte der Druckfedern 30 und der Stellung des Anschlages 28.
  • Fig. 8 zeigt eine asymmetrische Form eines plattenförmigen Messers 8, die etwa elliptisch gestaltet ist mit ihrer Drehachse 10' außerhalb der Mitte.
  • An dem Messer 8 sind zwei Schneidkanten 8a,b ausgebildet, die beide ballig konvex verlaufen, jedoch bei der Schneidkante 8b, die in der Regel die gezahnte Schneidkante für knochiges Schneidgut ist, mit einem gleich bleibenden Krümmungsradius, wobei die Schneidkante 8b in einem spitzen Winkel zur radialen Richtung verläuft.
  • Die Schneidkante 8a ist dagegen wesentlich länger, ca. doppelt so lang, und besitzt von ihrem der Drehachse 10' nächst liegenden bis zum äußersten Punkt eine abnehmende Krümmung, also einen zunehmenden Krümmungsradius. Dadurch wird beim Einsatz im Schneidgut ein ziehender Schnitt bewirkt.
  • In den Figuren 8 ist dargestellt, wie das Messer 8 mittels einer Stützplatte 31 von unten her nach oben gegen die untere Stirnfläche des Formrohrrevolvers 1 angepresst werden kann. Fig. 8c zeigt im Höhenschnitt nur das um die Drehachse 10' rotierende Messer 8 und die darunter angeordnete und mit dem Messer 8 synchron mit drehende Stützplatte 31, in deren Oberseite Federelemente 32 ausgebildet sind, die das Messer 8 von der massiv ausgeführten Stützplatte 31 weg nach oben gegen den nicht dargestellten Formrohrrevolver 1 drücken. Im Abstand darunter und ebenfalls um die Drehachse 10' rotierend ist wiederum die Anschlagplatte 9 zu erkennen.
  • In den Figuren 8a und b ist in der Aufsicht von oben bei Fig. 8b das in der Scheibenausnehmung der Anschlagplatte 9 angeordnete Messer 8 dargestellt, und in Fig. 8a die nach Entfernung des Messers 8 sichtbare Stützplatte 31. Daraus wird klar, dass die Stützplatte 31 eine geringere Grundfläche als das Messer 8 besitzt und gegenüber dessen Schneidkanten 8a,b überall zurückversetzt ist.
  • Fig. 9 zeigt eine gegenüber z. B. Fig. 1d andere Bauform der Portioniermaschine, was den Drehantrieb der einzelnen Komponenten betrifft:
    • Über die zentrale Antriebswelle 23 wird hier lediglich der Drehantrieb von Messer 8 und Anschlagplatte 9 bewirkt sowie die Einstellung deren axialen Abstandes zueinander. Der Drehantrieb des Formrohrrevolvers 1, von dem hier lediglich die unterste Revolverscheibe 5a dargestellt ist, erfolgt über eine Außenverzahnung an dieser Revolverscheibe 5a, in die ein Ritzel 38 eingreift, welches direkt von einem Motor 15 angetrieben wird.
  • Im hinteren Bereich ist ein weiterer Bereich 15' dargestellt, der nahe des Außenumfanges des Formrohrrevolvers 1 ein weiteres Ritzel 38' gesteuert antreiben kann, was zum Drehantrieb des in dieser Figur nicht sichtbaren Zwischenblechs 26 dient, welches relativ zum Formrohrrevolver 1 verdrehbar sein muss.
  • Die Figuren 10 zeigen ferner Möglichkeiten, um die Dicke des in das Schneidgut 2 eindringenden Messers 8 zu kompensieren:
    • Als Anschlagelement für das untere, aus dem Formrohr 1a des vorstehenden und aufzuschneidenden Schneidgutes 2 dient dabei ein Förderband 18, wobei es sich um ein endlos umlaufendes oder auch ein endliches, hin und her bewegbares, Förderband handeln kann.
  • Um als Anschlagelement zu dienen, liegt die untere Stirnfläche des Schneidgutes 2 vor dem Abtrennen einer Scheibe 2a auf der Oberseite, der Kontaktfläche, des Förderbandes 18 auf.
  • Dringt nun das Messer 8 mit seiner nicht zu vernachlässigenden Dicke seitlich in das Schneidgut 2 ein, so wird um die Dicke des Messers 8 der bereits abgetrennte Teil der Scheibe 2a nach unten verlagert. Um dies auszugleichen, ist in Fig. 10a in der Oberseite des Förderbandes 18 eine Vertiefung 37 angeordnet, deren Tiefe der Dicke des Messers 8 entspricht. Die Querschnittsform entspricht dem Querschnitt des aktuell benutzten Formrohres 1a oder des größten im Formrohrrevolver 1 vorhandenen Formrohres 1a. Wenn nun - in Fig. 10a von links nach rechts - das Messer 8 zunehmend in das Schneidgut 2 eindringt, wird in gleichem Maß auch das Förderband 18, dessen Vertiefung 37 zunächst noch vollständig links vom Schneidgut 2 positioniert war, zunehmend nach rechts bewegt, so dass immer ein solcher Anteil der Vertiefung 37 sich unter dem Formrohr 1a mit dem Schneidgut 2 befindet, der deckungsgleich ist mit dem sich momentan im Querschnitt des Formrohres 1a befindenden Teil des Messers 8.
  • Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass dabei eine Relativbewegung zwischen dem Förderband 18 und der bereits teilweise abgetrennten Scheibe 2a notwendig ist, was zu einem Auffalten oder Verwerfen des abgetrennten Teils der Scheibe 2a führen kann.
  • Dieses Problem lässt sich beispielsweise dadurch beheben, dass das Förderband 18 - in der Aufsicht betrachtet - aus nebeneinander beabstandet liegenden Gurten besteht, und in den Abständen dazwischen Nadeln 35 nach oben über die Kontaktfläche des Förderbandes 18 vorstehen, und zwar im Querschnittsbereich des Formrohres 1a. Der abgetrennte Teil der Scheibe 2a fällt auf diese Nadeln 35 und wird von diesen festgehalten. Die Nadeln 35 bewegen sich bei der Relativbewegung zwischen Förderband 18 und Scheibe 2a nicht mit dem Förderband 18 mit, sondern sind an einer festen Position angeordnet, allerdings in ihrer Erstreckungsrichtung nach unten aus der Scheibe 2a zurückziehbar, was notwendig ist, um nach vollständigem Abtrennen der Scheibe 2a diese mit Hilfe des Förderbandes 18 abzutransportieren.
  • Fig. 10b zeigt eine Lösung, bei der das als Anschlagelement dienende Förderband 18 während des Abtrennens der Scheibe 2a vom Schneidgut 2 mit seiner Kontaktfläche keine Gleitbewegung relativ zur Scheibe 2a vollziehen muss:
    • In diesem Fall besitzt das Förderband 18 - welches hier ein endlos um zwei Umlenkrollen 36a,b umlaufendes Förderband 18 ist, was für diese Lösung jedoch nicht zwingende Voraussetzung ist - eine ebene Oberseite als Kontaktfläche, also ohne die Vertiefung gemäß Fig. 10a.
  • Der Höhenausgleich beim Eindringen des Messers 8 wird dadurch geschaffen, dass beim Eindringen des Messers 8 das Förderband 18 zunächst auf der Eindringseite der Scheibe 2a zunehmend abgesenkt wird, bis eine Absenkung entsprechend der Dicke des Messers 8 erreicht ist, und anschließend oder zeitlich überlappend damit das andere Ende des Förderbandes, welches der Austrittsstelle des Messers 8 aus dem Schneidgut 2 am nächsten liegt, ebenfalls abgesenkt wird, bis diese Absenkung erreicht wird. Im vorliegenden Fall können zu diesem Zweck zunächst die Umlenkrolle 36a und anschließend die Umlenkrolle 36b abgesenkt werden, um dies zu erreichen.
  • Auch hier können Nadeln 35, die in diesem Fall auch direkt auf der Kontaktfläche des Förderbandes 18 angeordnet sein können oder durch das Förderband 18 hindurchragen, vorhanden sein, was jedoch mangels einer relativen Verschiebung zwischen Förderband 18 und Scheibe 2a während des Abtrennens der Scheibe 2a meist nicht notwendig ist. Falls doch, sollten auch hier die Nadeln 35 zurückziehbar aus der Scheibe 2a gestaltet sein. Die Figuren 10 zeigen ferner Möglichkeiten, wie das Messer 8 an der unteren Stirnfläche des Formrohrrevolvers 1 gehalten werden kann, möglichst in Anlage gehalten werden kann, um dazwischen keinen Schneidspalt auftreten zu lassen, und ohne eine Unterstützung des Messers 8 von der vom Formrohrrevolver abgewandten Seite zu benötigen:
    • In Fig. 10a sind in oder nahe der unteren Stirnfläche des Formrohrrevolvers 1 Magnete 33 eingelassen, die das Messer 8, welches in aller Regel aus magnetischem Material wie etwa Stahl besteht, ständig heranziehen und trotz Gleitbewegung entlang der Stirnfläche an dieser Stirnfläche des Formrohrrevolvers 1 halten.
  • Den gleichen Zweck erfüllen die in Fig. 10b dargestellten Unterdrucköffnungen 34, die mittels Saugluft das plattenförmige, also flächige, Messer 8 während des Schneideinsatzes ständig an die Stirnfläche des Formrohrrevolvers 1 heranziehen und einen Schneidspalt dazwischen vermeiden.
  • BEZUGSZEICHENLISTE
  • 1
    Formrohrrevolver
    1a, b.....
    Formrohr, Formrohröffnung
    2
    Schneidgut
    2a, b
    Scheibe
    3
    Längspressstempel
    4
    Servozylinder
    5a, b
    Revolverscheibe
    6
    Adapterscheibe
    7
    Haltestange
    8
    Messer
    8a, b
    Schneide
    9
    Anschlagplatte
    10
    Längsrichtung
    10', 10"
    Drehachse
    11
    Pressachse, Schneidposition
    12
    Portionierplatte
    12'
    Portionierrevolver
    13
    Portionieröffnung
    14
    Motor für Messer
    15
    Motor für Revolver
    16
    Stellzylinder Scheibendicke
    17
    Abstand
    18
    Förderband
    19
    Eingabeeinheit
    20
    Führungsring
    21
    Gehäuse
    22
    zentrale Öffnung
    23
    Antriebswelle
    23a, b
    Rohr
    24
    Steuerung
    25a, b
    Querstempel
    26
    Zwischenblech
    27
    Spalt
    28
    Anschlag
    29
    Keilplatte
    30
    Druckfeder
    31
    Stützplatte
    32
    Federelement
    33
    Magnet
    34
    Unterdruck-Öffnungen
    35
    Nadeln
    36a,b
    Umlenkrollen
    37
    Vertiefung
    38, 38'
    Ritzel

Claims (15)

  1. Portioniermaschine zum Aufschneiden eines strangförmigen Schneidgutes (2) in Scheiben (2a, b..) mit vorzugsweise gleichem Volumen mit
    - einem nach oben aufragenden, um eine Drehachse (10') drehbaren, Formrohrrevolver (1), in dem mehrere, in Längsrichtung (10) des Formrohrrevolvers (1) verlaufende, oben und unten offene Formrohröffnungen (1 a,b,c) zur Aufnahme des Schneidgutes (2) angeordnet sind,
    - einem in Längsrichtung (10) mit Kraft beaufschlagbaren und verfahrbaren Längspressstempel (3) an einer Umfangsstelle, der Schneidposition (11), zum Eintauchen in das Formrohr (1a) und Längsverpressen und Vorschieben des darin befindliches Schneidgutes (2) nach vorne zur Schneidseite,
    - einer Schneidvorrichtung am unteren Ende des Formrohrrevolvers (1) mit einem um eine Achse parallel zur Drehachse (10') des Formrohrrevolvers (1) rotierend angetrieben Messer (8),
    - einer Abtransportvorrichtung für die abgetrennten Scheiben (2a, b..)
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - ein in seinem Abstand gegenüber dem Formrohrrevolver (1) einstellbares axiales Anschlagelement für das Schneidgut auf der bezüglich des Formrohres (1) gegenüberliegenden Seite des Messers (8) angeordnet ist,
    - das Anschlagelement eine Anschlagplatte (9) ist, die gemeinsam mit dem Messer (8) und um die gleiche Achse rotierend angetrieben wird und mindestens im Bereich des Messers (8) eine Scheibenausnehmung besitzt,
    - zwischen einer untersten Revolverscheibe (5a) und dem darüber liegenden Teil des Formrohrrevolvers (1) ein unabhängig vom Formrohrrevolver (1) um die Drehachse (10') des Formrohrrevolvers 1 drehbares Zwischenblech (26) angeordnet ist, welches eine Durchgangsöffnung für das Schneidgut (2) besitzt, die mindestens so groß ist wie die größte Formrohröffnung (1a..) und in die Schneidposition (11) bringbar ist.
  2. Portioniermaschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Messer (8) um die Drehachse (10') des Formrohrrevolvers (1) rotiert.
  3. Portioniermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    an der Kante der Stirnfläche des Formrohrrevolvers (1) eine Anlaufkante für das Messer (8) aus Stahl oder einem die Schneidkante des Messers (8) schärfenden Material angeordnet ist.
  4. Portioniermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Schneidkante des Messers (8) eine Spiralform mit nach radial außen immer größer werdendem Radius ist, mittels der beim Drehen des Messers (8) ein ziehender Schnitt bewirkt wird, der pro Zentimeter Schnitttiefe mindestens drei, besser mindestens vier Zentimeter Schnittlänge aufweist.
  5. Portioniermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Messer (8) unmittelbar an der Stirnfläche des Formrohrrevolvers (1) gehalten wird durch
    - eine das Messer (8) abstützende, stabile Stützplatte (31) auf der vom Formrohrrevolver (1) abgewandten Seite des Messers (8) mit einer Grundfläche, die kleiner ist als die des Messers (8) und von allen Schneidkanten (8a,b) des Messers (8) aus nach innen zurückversetzt ist,
    - wobei insbesondere auf der dem Messer (8) zugewandten Kontaktfläche der Stützplatte (31) Federelemente (32) angeordnet sind, die das Messer (8) von der Stützplatte (31) weg drücken.
  6. Portioniermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Formrohrrevolver (1) aus Kunststoff besteht und aus mehreren in axialer Richtung sich aneinander anschließenden, insbesondere einstückigen, Revolverscheiben (5a, b) zusammengesetzt ist, die in Längsrichtung (10) durch eine zentrale Haltestange (7) gegeneinander gepresst gehalten werden und in Drehrichtung durch formschlüssig ineinandergreifende Passelemente mit ihren Formrohröffnungen fluchtend übereinander gehalten werden.
  7. Portioniermaschine nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die einzelnen Revolverscheiben (5a...) vom Bereich der Formrohröffnungen (1a..) bis nach außen mit einem geringen Spalt (27) zueinander beabstandet sind für das Austreten von Luft oder Flüssigkeit aus dem Formrohr (1a).
  8. Portioniermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Steuerung (24) vorhanden ist, die in der Lage ist, nach dem Längsverpressen des Schneidgutes (2) und vor Beginn des Aufschneidens die Länge des Schneidgutes (2) zu ermitteln und dann abhängig von weiteren vorgegebenen Parametern eine Scheibendicke zu berechnen, die ein Aufschneiden des Schneidgutes mit minimal verbleibendem Rest, im Idealfall ohne Rest, ermöglicht.
  9. Portioniermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Längspressstempel (3) von einem Servozylinder (4) angetrieben ist und exakt vorgegebene Längspositionen anfahren kann, welche die Steuerung in Abhängigkeit des zwischen Messer (8) und Anschlagplatte (9) eingestellten axialen Abstandes (17) vorgibt.
  10. Portioniermaschine nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Längspressstempel (3) am Servozylinder (4) wechselbar ist in Anpassung an den Querschnitt des gewählten Formrohres.
  11. Portioniermaschine nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Längspressstempel (3) einer von mehreren Längspressstempeln (3) auf einem Pressstempelrevolver ist, der sich synchron mit dem Formrohrrevolver (1) dreht, vorzugsweise jedoch um eine von der Drehachse des Formrohrrevolvers soweit seitlich beabstandete Achse, dass Formrohrrevolver (1) und Pressstempelrevolver lediglich in der Schneidposition (11) fluchtend übereinstimmen und ein Längspressstempel (3) nur in der Schneidposition vorhanden ist.
  12. Portioniermaschine nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Längspressstempel (3) einer von mehreren Längspressstempeln (3) ist, die verschiebbar entlang einer Schiene sind und ein Teilabschnitt der Schiene in der Schneidposition Bestandteil des Servozylinders (4) ist.
  13. Verfahren zum Aufschneiden eines strangförmigen Schneidgutes (2) in Scheiben (2a) vorzugsweise gleichen Volumens mittels einer Portioniermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - ein Vorverpressen des Schneidgutes (2) mittels des Längspressstempels (3) gegen ein Zwischenblech (26) erfolgt,
    - nach dem Vorverpressen das Zwischenblech (26) so gedreht wird, dass in der Schneidposition (11) die Öffnung des Zwischenbleches (26) mit dem Formrohr (1a) in der Schneidposition (11) fluchtet und
    - danach das Schneidgut (2) in der Schneidposition gegen die Anschlagplatte (9) in Längsrichtung (10) verpresst und aufgeschnitten wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Volumenermittlung des Schneidgutes (2) durch Positionsbestimmung des Längspressstempels (3) im Formrohr (1a...) beim Vorverpressen oder beim endgültigen Verpressen durchgeführt wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    bei einem aus einzelnen Revolverscheiben (5a, b) bestehenden Formrohrrevolver (1) der Druck der einzelnen Revolverscheiben (5a, b) gegeneinander im montieren Zustand so gewählt wird, dass beim Längsverpressen des Schneidgutes (2) im Formrohr (1a) eingeschlossene Luft oder Flüssigkeit durch die Fugen (27) zwischen den Revolverscheiben (5a, b) nach außen austreten kann.
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