EP2599598A2

EP2599598A2 - Verfahren zum Aufschneiden eines Lebensmittelriegels unter Verwendung eines Schwingungssensors

Info

Publication number: EP2599598A2
Application number: EP12193384.0A
Authority: EP
Inventors: Jörg SCHMEISER
Original assignee: GEA CFS Buehl GmbH
Current assignee: GEA Food Solutions Germany GmbH
Priority date: 2011-11-30
Filing date: 2012-11-20
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2032-11-20
Also published as: US20130319196A1; EP2599598A3; EP2599598B1; ES2752326T3; DE102011119719A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufschneiden eines Lebensmittelriegels (3) in Lebensmittelscheiben (6) mit einer Aufschneidevorrichtung (1), die ein Schneidmesser (2) aufweist, mit dem die Lebensmittelscheiben (6) von dem Lebensmittelriegel (3) abgetrennt werden. Erfindungsgemäß ist ein Schwingungssensor (8) vorgesehen, der Schwingungen, die beim Auftreffen des Schneidmessers auf den Lebensmittelriegel, beim Eintritt des Schneidmessers in den Lebensmittelriegel und/oder beim Schneiden des Lebensmittelriegels erzeugt werden, empfängt und dessen Signal (10) zur Einstellung des Aufschneidevorgangs und/oder des Portioniervorgangs verwendet wird. Alternativ und/oder zusätzlich wird beim Eintritt des Schneidmessers in den Lebensmittelriegel und/oder beim Schneiden des Lebensmittelriegels die Änderung der Stromaufnahme und/oder der Schleppfehler des rotativen Antriebs gemessen und diese Messung zur Einstellung des Aufschneidevorgangs und/oder des Portioniervorgangs verwendet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufschneiden eines Lebensmittelriegels in Lebensmittelscheiben mit einer Aufschneidevorrichtung, die ein Schneidmesser aufweist, mit dem die Lebensmittelscheiben von dem Lebensmittelriegel abgetrennt werden.
Das gattungsgemäße Verfahren ist von sogenannten Hochleistungsaufschneidevorrichtungen bekannt, wie sie beispielsweise in der DE 10001338 , der EP 0107056 , der EP 0687263 sowie der GB 2386317 beschrieben werden. Bei diesen sogenannten "Slicern" werden stangenförmige oder anders geformte Lebensmittelriegel, beispielsweise Wurst, Käse, Schinken, Rohschinken oder dergleichen mit einer sehr hohen Schneidleistung, beispielsweise bis zu 1.000 Schnitte pro Minute oder mehr, in Scheiben geschnitten. Dabei wird beispielsweise der Lebensmittelriegel mittels eines geregelten Antriebs durch eine ortsfeste Schneidebene, in der der Schnitt durch ein schnell bewegtes in der Regel rotierendes Schneidmesser erfolgt, transportiert. Die Scheibenstärke ergibt sich aus der Vorschubstrecke des Lebensmittelriegels zwischen zwei Schnitten. Demnach erfolgt bei einer konstanten Schneidmesserdrehgeschwindigkeit die Regelung der Scheibenstärke über die Vorschubgeschwindigkeit des Lebensmittelriegels. Die geschnittenen Scheiben werden in der Regel mit konstanter Scheibenzahl und/oder gewichtsgenau zu Portionen zusammengefasst und verpackt. Problematisch beim Aufschneiden von Lebensmittelriegeln ist jedoch, dass deren Querschnitt und/oder deren Konsistenz innerhalb eines Lebensmittelriegels oder zwischen zwei Lebensmittelriegeln nicht konstant ist. Um eine gleichbleibend gute Qualität bei dem Aufschneidevorgang zu erzielen, müssen deshalb bei sich ändernden Produktbedingungen Korrekturen vorgenommen werden.
Es war deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem Lebensmittelriegel unterschiedlicher Größe und/oder unterschiedlicher Konsistenz aufgeschnitten werden können.
Gelöst wird die Aufgabe mit einem Verfahren zum Aufschneiden eines Lebensmittelriegels in Lebensmittelscheiben und/oder zum Portionieren von Lebensmittelscheiben, mit einer Aufschneidevorrichtung, die ein Schneidmesser aufweist, mit dem die Lebensmittelscheiben von dem Lebensmittelregel abgetrennt werden, bei dem ein Schwingungssensor vorgesehen wird, der Schwingungen, die beim Auftreffen des Schneidmessers auf den Lebensmittelriegel, beim Eintritt des Schneidmessers in den Lebensmittelriegel und/oder beim Schneiden des Lebensmittelriegels erzeugt werden, empfängt und bei dem das Signal des Schwingungssensors zur Einstellung des Aufschneidevorgangs und/oder des Portioniervorgangs verwendet wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufschneiden eines Lebensmittelriegels in Lebensmittelscheiben. Derartige Lebensmittelriegel, beispielsweise Wurst, Käse oder Schinken haben typischerweise eine Länge zwischen 300 und 3.500 Millimetern. Diese Lebensmittelriegel werden in die Aufschneidevorrichtung eingelegt und mittels eines Transportmittels in Richtung eines rotierenden Schneidmessers kontinuierlich oder intermittierend transportiert. Bei dem Schneidmesser kann es sich beispielsweise um ein Kreis- oder Sichelmesser handeln. Dieses Schneidmesser trennt Lebensmittelscheiben von dem vorderen Ende des Lebensmittelriegels ab. Die so abgetrennten Scheiben fallen in der Regel auf eine Portioniervorrichtung, mit der sie zu Portionen zusammengefasst und sodann abtransportiert werden.
Erfindungsgemäß wird nun ein Schwingungssensor vorgesehen, der Schwingungen, insbesondere Schallwellen, die beim Auftreffen des Schneidmessers auf den Lebensmitteriegel, beim Eintritt des Schneidmessers in den Lebensmittelriegel und/oder beim Schneiden des Lebensmittelriegels erzeugt werden, empfängt. Aufgrund der Messung generiert der Schwingungssensor ein Signal, das zur, vorzugsweise automatischen, Einstellung des Aufschneidevorgangs verwendet wird. Bei dem Schwingungssensor handelt es sich vorzugsweise um einen Schallsensor, der Luft- und/oder Körperschall misst. Der Sensor wird an oder in der Nähe der Aufschneidevorrichtung vorzugsweise so angeordnet, dass er durch umherfliegende Partikel nicht verschmutzt wird. Das Signal des Sensors wird an eine Prozesssteuerung weitergeleitet die basierend auf dem Signal den Aufschneidevorgang und/oder den Portioniervorgang einstellt. Die gemessene Schwingung kann bereits in dem Sensor oder in einer Prozesssteuerung verarbeitet werden, indem beispielsweise bestimmte Frequenzen ausgefiltert und/oder verstärkt werden. Weiterhin kann das gemessene Signal mathematisch verarbeitet werden. Es können diskrete Schwingungswerte und/oder Schwingungsprofile ausgewertet werden. Vorzugsweise wird das Signal des Schallsensors als Funktion der Stellung, insbesondere Winkelstellung des Schneidmessers erfasst. Die Vorrichtung weiß also welche Schwingung oder welches Schwingungsprofil bei einer bestimmten Winkelstellung des Schneidmessers auftritt. Damit kann beispielsweise ermittelt werden, wie groß der Umfang des Lebensmittelriegels ist und/oder, wenn mehrere Lebensmittelriegel gleichzeitig aufgeschnitten werden, welcher Lebensmittelriegel gerade aufgeschnitten wird und/oder von wie vielen Lebensmittelriegeln das Schneidmesser bei einer Umdrehung Lebensmittelscheiben abtrennt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Schwingungen und/oder das Schwingungsprofil, die/das beim Auftreffen des Schneidmessers auf den Lebensmitteriegel, beim Eintritt des Schneidmessers in den Lebensmittelriegel und/oder beim Schneiden erzeugt werden/wird, von der Konsistenz des aufzuschneidenden Lebensmittelriegels und/oder von der Stelle, an welcher das Schneidmesser auf das Produkt auftrifft, abhängen(t). Beispielsweise erkennt eine an den Schwingungssensor angeschlossene Auswertevorrichtung, die die von dem Schwingungssensor beim Auftreffen des Schneidmessers auf den Lebensmitteriegel, beim Eintritt des Schneidmessers in den Lebensmittelriegel und/oder beim Schneiden erzeugten Schwingungen, insbesondere Schallwellen, auswertet, welche Konsistenz der im Aufschnitt befindliche Lebensmittelriegel hat, d.h. ob der Lebensmittelriegel vergleichsweise weich oder vergleichsweise hart ist, beispielsweise stark gekühlt oder gefroren ist. Aufgrund dieser Analyse wird mindestens ein für den jeweiligen Schneidprozess kritischer Prozeßparameter des Aufschneidevorgangs an der Aufschneidevorrichtung, vorzugsweise automatisch, eingestellt. Die Konsistenz des Lebensmittelriegels hängt u.a. auch von dessen Zusammensetzung ab. Beispielsweise hat Muskelfleisch eine andere Konsistenz als Fettgewebe. Da die Verteilung zwischen Fettgewebe und Muskelgewebe bei einem Lebensmittelriegel lokal verschieden sein kann und sich von Lebensmittelriegel zu Lebensmittelriegel, auch bei gleichem Produkt, verändern, muss der Aufschneidevorgang und/oder der Portioniervorgang entsprechend angepasst werden, um ein optimales Ergebnis zu erzielen. Weitere Parameter, die die Konsistenz des Lebensmittelriegels beispielsweise beeinflussen, sind z.B. der Salzgehalt des Lebensmittelriegels. Insbesondere der Salzgehalt kann in dem Lebensmittelriegel lokal unterschiedlich sein, weil beispielsweise Fett weniger Salz aufnimmt als Muskelgewebe.
Ein kritischer Prozeßparameter des Aufschneidevorgangs, der an der Aufschneidevorrichtung aufgrund des Signals des Schwingungssensors eingestellt wird ist beispielsweise die Drehzahl und/oder die Orbitalgeschwindigkeit des Schneidmessers. Alternativ oder zusätzlich kann die X-Y-Stellung des Schneidmessers relativ zu dem Lebensmittelriegel eingestellt werden. Weiterhin wird vorzugsweise die Anzahl der Leerschnitte, die für die Portionierung benötigt werden, in Abhängigkeit von dem Signal und/oder in Abhängigkeit einer veränderten Drehzahl, vorzugsweise automatisch, angepasst. Vorzugsweise wird auch die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung, denen die fertiggestellten Portionen beim Abtransport unterworfen werden, in Abhängigkeit von dem Signal des Schwingungssensors verändert.
Ergibt die gemessene Schwingung zum Beispiel, dass es sich um ein vergleichsweise weiches Produkt handelt, wird vorzugsweise die Drehzahl des Schneidmessers reduziert, um beispielsweise ein seitliches Wegschleudern der abgetrennten Scheiben durch die Reibung dieser vergleichsweise "nassen" Scheibe am Schneidmesser zu vermeiden. Dabei kann die Drehzahl des Schneidmessers und/oder die Geschwindigkeit einer gegebenenfalls vorhandenen Orbitalbewegung des Schneidmessers vermindert werden. Vorzugsweise wird dann auch die Anzahl der für die Portionierung der Lebensmittelscheiben durchgeführten Leerschnitte vermindert.
Ist das Produkt hingegen von einer vergleichsweise harten Konsistenz, kann der Aufschneideprozess bei einer vergleichsweise hohen Schneidgeschwindigkeit stattfinden. Dabei kann die Drehzahl des Schneidmessers und/oder die Geschwindigkeit einer gegebenenfalls vorhandenen Orbitalbewegung des Schneidmessers vergleichsweise hoch eingestellt werden. Vorzugsweise wird dann jedoch die Anzahl der Leerschnitte erhöht, damit mehr Zeit zur Verfügung steht, um die jeweilige, fertiggestellte Portion abzutransportieren, weil die Haftung der Lebensmittelscheiben aneinander und/oder an dem Transportband bei Produkten mit einer vergleichsweise harten Konsistenz vermindert ist. Dadurch wird verhindert, dass die jeweilige Portion "verunglückt", d.h. relativ zu dem Transportband verrutscht und/oder sich die Anordnung der Lebensmittelscheiben zueinander unerwünscht verändert.
Alternativ oder zusätzlich kann die Position des Schneidmessers relativ zu dem Lebensmittelriegel verändert werden, um den Eintrittsort des Schneidmessers und/oder das Verhältnis zwischen Drücken und Ziehen des Schneidmessers während des Aufschneidevorgangs zu verändern. Eine derartige Veränderung erfolgt durch eine sogenannte XY-Verstellung des Schneidmessers und/oder des Schneidmesserkopfes. Diese Verstellung der Position des Schneidmessers relativ zu dem Lebensmittelriegel wird vorzugsweise vorgenommen, wenn sich der Querschnitt des Lebensmittelriegels verändert und/oder in Abhängigkeit der Konsistenz des Lebensmittelriegels.
Die Schwingungen, die beim Auftritt des Schneidmessers auf den Lebensmittelriegel, beim Eintritt des Schneidmessers in den Lebensmittelriegel und/oder beim Schneiden auftreten und aufgrund derer Rückschlüsse auf die Konsistenz des Lebensmittelriegels gemacht werden, können auch zur Einstellung anderer für den Aufschnitt relevanter Parameter herangezogen werden. Beispielsweise kann bei einem Produkt mit einer "weichen" Konsistent, vorzugsweise automatisch, ein Mittel aktiviert werden, um den Slip/Stick-Effekt an der Schneidkante bzw. der Schneidbrille zu vermindern. Beispielsweise kann die Schneidkante/Schneidbrille in Schwingungen versetzt und/oder die Schneidkante kann mit einer elektrischen Ladung beaufschlagt werden, die den Lebensmittelriegel von der Schneidkante/Schneidbrille abstößt und dadurch die Haftreibung zwischen dem Lebensmittelriegel und der Schneidkante/Schneidbrille vermindert.
Alternativ oder zusätzlich kann die Art und Weise, wie ein Greifer mit dem hinteren Ende des Lebensmittelriegels in Eingriff gebracht wird, von den Schwingungen, die beim Auftritt des Schneidmessers auf den Lebensmittelriegel, beim Eintritt des Schneidmessers in den Lebensmittelriegel und/oder beim Schneiden gemessen werden, abhängig gemachte werden. Bei einem Lebensmittelriegel mit einer vergleichsweise harten Konsistenz, beispielsweise Salami oder einem Produkt mit einem geringen Fettgehalt, ist eine geringere Eindringtiefe des Greifers in das Produkt nötig als bei einem vergleichsweise weichen Produkt wie Sülze, einem Produkt mit einem hohen Fettgehalt oder dergleichen.
In der Regel ist stromabwärts des Schneidmessers eine Portionierung der abgeschnitten Lebensmittelscheiben vorgesehen. Eine derartige Portionierung ist dem Fachmann bekannt und besteht in der Regel aus einer Mehrzahl von Transportmitteln, beispielsweise einem Ablagetisch und/oder mindestens einem Transportband, die vorzugsweise hintereinander angeordnet sind. Vorzugsweise ist mindestens ein Transportband oder der Ablagetisch höhenverstellbar. Mittels dieser Portionierung werden die abgeschnittenen Lebensmittelscheiben zu Portionen, beispielsweise mit x Lebensmittelscheiben und/oder gewichtgenau, aufgeteilt und sodann portionsweise abtransportiert. Erfindungsgemäß ist bei diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass die Portionierung mit dem Signal des Schwingungssensors, der die Schwingungen misst, die beim Auftritt des Schneidmessers auf den Lebensmittelriegel, beim Eintritt des Schneidmessers in den Lebensmittelriegel und/oder beim Schneiden auftreten, vorzugsweise automatisch, eingestellt wird.
Beispielsweise weisen Lebensmittelscheiben mit einer vergleichsweise harten Konsistenz, d.h. beispielsweise gekühlte bzw. gefrorene Lebensmittelscheiben, eine verminderte Haftung/Reibung untereinander und/oder an dem Mittel, auf dem sie aufliegen, auf als Lebensmittelscheiben mit einer vergleichsweise weichen Konsistenz. Dies bedeutet, dass die Beschleunigungen, die während des Portionierprozesses vorgenommen werden können, beispielsweise für den Abtransport der fertiggestellten Portion, bei Lebensmittelscheiben mit einer vergleichsweise harten Konsistenz verlangsamt werden müssen, um zu vermeiden, dass die Lebensmittelscheiben relativ zueinander und/oder relativ zu dem Transportband verrutschen, d.h. verunglücken. Außerdem können die abgeschnittenen Lebensmittelscheiben, die auf die Portionierung fallen, konsistenzbedingt unterschiedliche Flugkurven aufweisen. Die Beschleunigung und/oder die Geschwindigkeit mit der eine fertiggestellte Portion abtransportiert wird, wird folglich vorzugsweise anhand des Signals des Schwingungssensors eingestellt
Erfindungsgemäß oder vorzugsweise wird die Position des Transportmittels, auf das die jeweiligen Lebensmittelscheiben fallen, entsprechend dem Signal des Schwingungssensors eingestellt. Dabei kann es sich um eine Verstellung in einer Ebene und/oder um eine Höhenverstellung handeln.
Alternativ oder zusätzlich wird die Anzahl der Leerschnitte, d.h. die Anzahl der Schneidbewegungen, die das Schneidmesser durchführt, ohne dass eine Lebensmittelscheibe von dem Lebensmittelriegel abgetrennt wird, in Abhängigkeit von den gemessenen Schwingungen, die beim Eintritt des Schneidmessers in den Lebensmittelriegel und/oder beim Schneiden auftreten, d.h. beispielsweise in Abhängigkeit von der Konsistenz des Produktes, eingestellt, insbesondere damit ausreichend aber nicht zu viel Zeit zur Verfügung steht, um dem Portioniervorgang sicher durchzuführen.
Gemäß einem bevorzugten Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird ein Lebensmittelriegel in die Aufschneidevorrichtung eingelegt und in Richtung des Schneidmessers transportiert wird und der Schwingungssensor empfängt die Schwingungen, die beim ersten Kontakt des Schneidmessers mit dem Lebensmittelriegel erzeugt werden. Dadurch kennt die Aufschneidevorrichtung die Position des Lebensmittelriegels auf dem Transportmittel in der Aufschneidevorrichtung. Mittels dieser genauen Kenntnis der Position des Lebensmittelriegels kann beispielsweise ein kontrollierter minimaler Anschnitt des Produktes durchgeführt werden. Beispielsweise können nach dem Empfangen des Signals noch eine oder mehrere Scheiben als "Abfall" abgeschnitten werden, bevor der Aufschnitt der "Gutportionen" beginnt. Alternativ oder zusätzlich kann das Signal des Produktsensors dazu herangezogen werden festzustellen, ob die jeweils abgeschnittene Scheibe eine qualitativ ausreichende Scheibe, d.h. eine Scheibe mit einem ausreichenden Querschnitt, ist oder nicht.
Werden mehrere Lebensmittelriegel gleichzeitig parallel aufgeschnitten, kann das Signal des Schwingungssensors, das beim erstmaligen Kontakt zwischen dem Schneidmesser und dem jeweiligen Lebensmittelriegels generiert wird, auch dazu eingesetzt werden, um festzustellen, wann das Schneidmesser erstmalig im Kontakt mit allen parallel aufzuschneidenden Lebensmittelriegeln ist. Ab diesem Zeitpunkt werden dann beispielsweise noch eine oder mehrere Lebensmittelscheiben pro Lebensmittelriegel abgeschnitten und verworfen, bevor "Gutportionen" von allen parallel aufzuschneidenden Lebensmittelriegeln abgeschnitten werden. Diese bevorzugt Ausführungsform hat den Vorteil, dass nur ein Schwingungssensor für alle parallel aufgeschnittenen Lebensmittelriegel benötigt wird. Als Sensor muss kein optischer Sensor, der Verschmutzungsanfällig ist, eingesetzt werden. Die Anzahl an Scheiben, die nicht für "Gutportionen" verwendet werden können, wird minimiert. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird vorzugsweise ein Schallprofil analysiert.
Gemäß einem weiteren oder bevorzugten Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Schwingungssensor vorgesehen, der Schwingungen, die beim Kontakt zwischen dem Schneidmesser und einem Fremdkörper, der sich vorzugsweise innerhalb des Lebensmittelriegels befindet, erzeugt werden, empfängt und dessen Signal zur Steuerung der Aufschneidevorrichtung und/oder des Portioniervorgangs verwendet wird.
Derartige Fremdkörper können beispielsweise Knochen- oder Metalleinschlüsse sein. Sobald der Schwingungssensor erkennt, dass das Schneidmesser Kontakt mit einem derartigen Fremdkörper hat, wird die Aufschneidevorrichtung und/oder der Portioniervorgang entsprechend gesteuert, vorzugsweise sehr schnell gestoppt und/oder das Schneidmesser mittels eines Axialhubes sehr schnell außer Kontakt mit dem Lebensmittelriegel gebracht. Dabei wird der Vorschub des Lebensmittelriegels vorzugsweise gestoppt. Alternativ oder zusätzlich kann der Portioniervorgang so eingestellt werden, dass die abgeschnittene Lebensmittelscheibe, die den Fremdkörper aufweisen, verworfen wird.
Beispielsweise handelt es sich bei dem Fremdkörper auch um einen Greifer, mit dem das hintere Ende des Lebensmittelriegels ergriffen wird. Sobald der Schwingungssensor erkennt, dass das Schneidmesser in unmittelbarer Nähe des Greifers ist und/oder diesen bereits berührt hat, wird das Schneidmesser außer Eingriff mit dem Lebensmittelriegel gebracht, insbesondere indem der Greifer von der Schneidebene zurückgezogen wird und/oder indem das Schneidmesser aus der Schneidebene verschoben wird.
Gemäß einem weiteren oder einem bevorzugten Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird der Abstand zwischen dem vorderen Ende des Lebensmittelriegels und dem Schneidmesser, der bei sogenannten Leerschnitten, die für die Portionierung der abgeschnittenen Lebensmittelscheiben benötigt werden, vorgesehen wird, mittels der Schwingungen, die beim Auftritt des Schneidmessers auf den Lebensmittelriegel, beim Eintritt des Schneidmessers in den Lebensmittelriegel und/oder beim Schneiden erzeugt werden, eingestellt. Beispielsweise kann bei einem Lebensmittelriegel mit einer insgesamt oder lokal harten Konsistenz ein geringer Abstand eingestellt werden als bei einem vergleichsweise weichen Produkt, das vergleichsweise stark schwingt und/oder fließt. Durch diese erfindungsgemäße oder bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Abstand zwischen dem vorderen Ende des Lebensmittelriegels und dem Schneidmesser minimiert werden. Der Abstand zwischen dem vorderen Ende des Lebensmittelriegels und dem Schneidmesser kann durch eine Änderung der Lage des Schneidmessers relativ zu dem vorderen Ende des Lebensmittelriegels und/oder durch einen Rückzug des Lebensmittelriegels erreicht werden.
Gemäß einem weiteren oder erfindungsgemäßen Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird ein Schwingungssensor vorgesehen, der Schwingungen, die beim Auftreffen des Schneidmessers auf den Lebensmittelriegel, beim Eintritt des Schneidmessers in den Lebensmittelriegel und/oder beim Schneiden eines Lebensmittelriegels entstehen, empfängt und anhand der Schwingungen erkennt, wenn sich das Produkt fehlstellt, d.h. beispielsweise relativ zu der Schneidebene schräg stellt, was beispielsweise der Fall sein kann, wenn der Greifer und/oder die Transportbänder den Lebensmittelriegel nicht mehr ausreichend halten. In einem solchen Fall wird vorzugsweise der Schneidprozess sofort unterbrochen, so dass das Personal den entsprechenden Lebensmittelriegel aus der Aufschneidevorrichtung entfernen und/oder den Greifer wieder mit dem Lebensmittelriegel in Eingriff bringen kann.
Vorzugsweise wird eine Mehrzahl von Lebensmittelriegeln gleichzeitig aufgeschnitten. Vorzugsweise wird das von dem Sensor empfangene Signal so ausgewertet, dass einer Auswertevorrichtung bekannt ist, mit welchem/welchen Lebensmittelriegel(n) das Schneidmesser gerade in Kontakt ist und/oder wie viele Lebensmittelriegel bei einer Umdrehung des Schneidmessers und/oder bei einer vollständigen Orbitalbewegung gleichzeitig aufgeschnitten werden. Vorzugsweise ist es anhand der gemessenen Schwingungen oder des gemessen Schwingungsprofils beispielsweise möglich die Spur der Aufschneidevorrichtung zu ermitteln, in der zu einem gewissen Zeitpunkt ein Lebensmittelriegel gerade aufgeschnitten wird.
Vorzugsweise wird lediglich ein einziger Schwingungssensor für eine Vielzahl von Lebensmittelriegeln, die gleichzeitig aufgeschnitten werden, benötigt. Es reicht also in der Regel ein Schwingungssensor pro Aufschneidevorrichtung aus.
Die jeweiligen Lebensmittelriegel, die gleichzeitig aufgeschnitten werden, können gleichartige oder unterschiedliche Produkte sein. Des Weiteren kann die Vorschubgeschwindigkeit, mit der der jeweilige Lebensmittelriegel aufgeschnitten wird, individuell pro Lebensmittelriegel eingestellt werden.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Aufschneiden eines Lebensmittelriegels in Lebensmittelscheiben mit einer Aufschneidevorrichtung, die ein Schneidmesser aufweist, mit dem die Lebensmittelscheiben von dem Lebensmittelriegel abgetrennt werden, bei dem ein Schwingungssensor vorgesehen wird, der Schwingungen, die beim Auftreffen des Schneidmessers auf den Lebensmittelriegel, beim Eintritt des Schneidmessers in den Lebensmittelriegel und/oder beim Schneiden des Lebensmittelriegels erzeugt werden, empfängt und anhand der Schwingungen eine Fehlfunktion des Schneidmessers erkennt.
Dieser Gegenstand der vorliegenden Erfindung erlaubt es beispielsweise festzustellen, wenn sich das Schneidmesser von der Aufschneidevorrichtung löst und/oder wenn ein Teil des Schneidmessers abgebrochen ist. Dadurch entsteht beispielsweise eine Unwucht, durch die Schwingungen erzeugt werden, die der Schwingungssensor misst und die einer entsprechenden Auswertevorrichtung signalisieren, dass eine Fehlfunktion des Schneidmessers vorliegt. Insbesondere beim Eintritt des Schneidmessers in den Lebensmittelriegel entstehen entsprechende Schwingungen, die einer Auswerteeinrichtung signalisieren, dass sich das Schneidmesser von der Aufschneidevorrichtung löst und/oder dass eine sonstige Fehlfunktion des Schneidmessers vorliegt.
Vorzugsweise wird bei allen erfindungsgemäßen oder bevorzugten Verfahren ein Schallprofil ausgewertet. Beispielsweise wird das Schwingungsprofil ausgewertet, das entsteht, während das Schneidmesser mit einem oder mehreren Lebensmittelriegeln, gleichzeitig und/oder nacheinander, in Eingriff steht. Alternativ oder zusätzlich wird das Schwingungsprofil über einen festgelegten Zeitraum, in einer bestimmten Position des Schneidmessers und/oder über einen bestimmten Weg des Schneidmessers analysiert. Alternativ oder zusätzlich werden nur bestimmte Frequenzen und/oder Frequenzbänder analysiert. Das Schallprofil kann vor dessen Auswertung bearbeitet werden. Beispielweise können eine oder mehrere Frequenzen , beispielsweise ein Grundrauschen, gefiltert und/oder das Signalprofil kann mathematisch bearbeitet werden.
Alternativ oder zusätzlich erfolgt die Messung und/oder Analyse der Schwingung, beispielsweise des Schalls, in Abhängigkeit von einer oder mehreren bestimmten Stellungen, beispielsweise Winkelstellungen und/oder Winkelabschnitten, während einer vollständigen Drehung und/oder Orbitalbewegung , des Schneidmessers. Beispielsweise wird der Schwingungssensor nur in diesen Winkelstellungen und/oder während dieser Winkelabschnitte aktiviert, das Signal nur in diesen Winkelstellungen und/oder während dieser Winkelabschnitte analysiert und/oder das gemessene Signal wird mit der Winkelstellung des Schneidmessers korreliert. Beispielsweise kann der Aufschneidevorrichtung vorgegeben werden und/oder die Aufschneidevorrichtung kann lernen bei welcher Winkelstellung (0 - 360°) das Schneidmesser auf den jeweiligen Lebensmittelriegel auftrifft, in diesen eintritt und/oder wieder aus diesem Austritt. Bei dieser Winkelstellung und/oder in diesen Winkelabschnitten wird dann erwartet, dass der Sensor eine entsprechende Schwing erfasst, die beim Auftreffen des Schneidmessers auf den jeweiligen Lebensmittelriegel und/oder beim Schneiden entsteht. Bleibt dies aus, weiß die Vorrichtung, dass das Schneidmesser noch nicht im Eingriff mit dem jeweiligen Lebensmittelriegel ist, d.h. dass dieser noch nicht in die Schneidebene hinein transportiert worden ist. Dadurch kann festgestellt werden, mit welchem und/oder mit wie vielen Lebensmittelriegeln das Schneidmesser bei einer vollständigen Umdrehung oder Orbitalbewegung im Eingriff ist. Vorzugsweise weiß die Vorrichtung auch bei welcher Winkelstellung das Schneidmesser wieder aus dem jeweiligen Lebensmittelriegel austritt.
Weiterhin bevorzugt sind in der Auswertevorrichtung ein oder mehrere Referenzsignale hinterlegt. Das jeweils gemessene Signal oder Signalprofil wird mit dem jeweiligen Referenzsignal verglichen und in Abhängigkeit dieses Vergleichs erfolgt die Steuerung/Regelung der Aufschneidevorrichtung und/oder der Portioniervorrichtung. Dabei kann eine Abweichung aber auch eine Übereinstimmung des gemessenen Schallprofils mit dem Referenzprofils dazu führen, dass die Auswerteeinheit Regelungs- und/oder Steuerungsbedarf erkennt und ein entsprechendes Signal an die Aufschneidevorrichtung absetzt. Vorzugsweise ist die Aufschneidevorrichtung selbstlernend.
Alternativ oder zusätzlich wird die Stromaufnahme des rotativen Schneidmesserantriebs und/oder der Schleppfehler des rotativen Schneidmessers gemessen. Beide Messungen lassen jeweils und in Kombination Rückschlüsse über das System Lebensmittelriegel/Schneidmesser zu, d.h. es kann beispielsweise ermittelt werden, wann das Schneidmesser auf den jeweiligen Lebensmittelriegel auftrifft bzw. wann das Schneidmesser den jeweiligen Lebensmittelriegel schneidet und/oder welche Konsistenz dieser aufweist. Ändert sich die Konsistenz des Lebensmittelriegels lokal oder zwischen zwei Lebensmittelriegeln und/oder stumpft das Schneidmesser ab, verändert sich die Stromaufnahme bzw. die Größe des Schleppfehlers. Diese Änderung wird ausgewertet und die Aufschneidevorrichtung bzw. die Portionierung dann, wie oben beschrieben, gesteuert und/oder geregelt werden. Die Stromaufnahme und/oder der Schleppfehler können auch dazu verwendet werden, um festzustellen, ob das Schneidmesser mit einem oder mehreren Lebensmittelriegeln in Eingriff ist. Die Messung der Stromaufnahme und/oder des Schleppfehlers kann alternativ oder zusätzlich zu der Schwingungsmessung erfolgen. Die gesamte im Zusammenhang mit der Schwingungsmessung gemachte Offenbarung gilt für die Messung der Stromaufnahme und/oder des Schleppfehlers analog. Vorzugsweise sind für die Stromaufnahme und/oder den Schleppfehler Referenzwerte hinterlegt anhand derer eine Auswertevorrichtung beispielsweise Rückschlüsse auf die Konsistenz und/oder den Schärfegrad des Schneidmessers ziehen kann.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren 1 - 6b sowie der Beispiele 1 bis 6 erläutert. Diese Erläuterungen sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein. Die Erläuterungen gelten für alle Gegenstände der vorliegenden Erfindung gleichermaßen.

Figur 1: zeigt eine erste Ansicht einer Aufschneidevorrichtung.
Figur 2: zeigt eine zweite Ansicht einer Aufschneidevorrichtung.
Figuren 3a und b: zeigen eine X-Y-Verstellung des Schneidkopfs zur Veränderung des Schnitts des Lebensmittelriegels.
Figuren 4a und 4b: zeigen die Stellung des Schneidkopfs bei Lebensmittelriegeln mit einem unterschiedlichen Querschnitt.
Figur 5: zeigt eine Aufschneidevorrichtung mit einer Portionierung.
Figuren 6a und 6b: zeigen den Aufschnitt mehrerer Lebensmittelriegel gleichzeitig.

Figuren 1 und 2 zeigen eine Aufschneidevorrichtung mit dem das/die erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt werden kann/können. Die Aufschneidevorrichtung 1 weist ein Schneidmesser 2 auf, das einen Lebensmittelriegel 3 in Lebensmittelscheiben 6 schneidet. Das Schneidmesser 2 rotiert um einen Schneidmesserkopf 16. In der Regel werden die aufgeschnittenen Lebensmittelscheiben 12 auf einem Ablagetisch (nicht dargestellt, siehe Figur 5) zu Portionen konfiguriert, abtransportiert und danach verpackt. Der Fachmann erkennt, dass mehrere Lebensmittelriegel gleichzeitig aufgeschnitten werden können. Die Lebensmittelriegel 3 werden hier mit zwei Förderbändern 4 kontinuierlich oder diskontinuierlich entlang der Produkttrasse in Richtung der Schneidebene 5, die durch das Schneidmessers 2 und die Schneidleiste 11 definiert wird, transportiert. Das Schneidmesser 2 und die Schneidleiste 11 wirken beim Schneiden zusammen. Zwischen dem Schneidmesser 2 und der Schneidleiste 11 muss sich immer ein Schneidspalt befinden, um zu verhindern, dass das Schneidmesser die Schneidleiste berührt. Dieser Schneidspalt sollte jedoch möglichst klein sein, um ein "Abreißen" der jeweiligen Scheibe und oder "Bartbildung" zu verhindern. Die Scheibenstärke ergibt sich aus der Vorschubstrecke des Lebensmittelriegels zwischen zwei Schnitten. Bei konstanter Schneidmessergeschwindigkeit erfolgt die Regelung der Scheibenstärke über die Vorschubgeschwindigkeit des Lebensmittelriegels. Die Förderbänder 4 sind einlaufseitig offen. Insbesondere zur Portionsbildung müssen bei Hochleistungsslicern Leerschnitte durchgeführt werden, bei denen das Schneidmesser seine Schneidbewegung fortsetzt ohne in Eingriff mit dem Produkt zu gelangen. Dies erfolgt bevorzugt dadurch, dass das Schneidmesser 2 aus der Schneidebene 5 und von dem vorderen Ende des Lebensmittelriegels 3 wegbewegt wird. Alternativ oder zusätzlich kann der Lebensmittelriegel von der Schneidebene zurückgezogen werden. Sobald hinreichend viele Leerschnitte durchgeführt worden sind, wird das Schneidmesser und/oder der Lebensmittelriegel in Richtung der Schneidleiste 1 zurückbewegt. Wie insbesondere Figur 2 entnommen werden kann, wird der Lebensmittelriegel an seinem hinteren Ende 17 mit einem Greifer 7 in Kontakt gebracht. Dieser Kontakt entsteht vorzugsweise nachdem das Aufschneiden des jeweiligen Lebensmittelriegels bereits begonnen hat. Mit dem Greifer wird insbesondere sichergestellt, dass der Lebensmittelriegel seine Lage beibehält, wenn er bereits weitgehend aufgeschnitten und die Anlagefläche an den Transportmitteln 4 vermindert ist. Außerdem wird mit dem Greifer das Reststück des Lebensmittelriegels entsorgt.
Die Vorrichtung 1 weist mindestens einen in Figur 2 dargestellten Schwingungssensor 9 auf. Dieser Schwingungssensor 9 empfängt Schwingungen 8, insbesondere Schallwellen, die beim Auftreffen des Schneidmessers auf den Lebensmittelriegel, beim Eintritt des Schneidmessers in den Lebensmittelriegel und/oder beim Schneiden erzeugt werden, und leitet ein Signal 10 einer Auswerteeinheit zu. Der Fachmann erkennt, dass die Auswerteeinheit Teil des Sensors sein kann. Aufgrund dieses Signals 10 erkennt die Auswerteeinheit, z.B. die Systemsteuerung der Aufschneidevorrichtung, beispielsweise, ob der gerade in der Aufschneidevorrichtung befindliche Lebensmittelriegel eine vergleichsweise harte oder weiche Konsistenz aufweist. Aufgrund dieser Analyse erfolgt die Einstellung der Aufschneidevorrichtung oder des Aufschneidevorgangs, insbesondere automatisch. Insbesondere werden die Drehgeschwindigkeit und/oder die Orbitalgeschwindigkeit des Schneidmessers, die Anzahl der Leerschnitte und/oder die Portioniervorrichtung aufgrund des Signals des Schwingungssensors eingestellt.
Der Schwingungssensor 9 wird entweder direkt an der Aufschneidevorrichtung angeordnet und nimmt somit deren Schwingungen direkt auf und/oder er wird in der Nähe der Aufschneidevorrichtung angeordnet und nimmt Schwingungen der Luft auf. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Schwingungssensor um einen Schallsensor, insbesondere mit einer frequenzselektiven Überwachung von Körper- und/oder Luftschall. In der Regel reicht ein Schwingungssensor pro Aufschneidevorrichtung auch wenn mehrere Lebensmittelriegel gleichzeitig aufgeschnitten werden. Der Schwingungssensor wird vorzugsweise so angeordnet, dass er von umherfliegenden Lebensmittelpartikeln nicht beschädigt und/oder nicht verschmutzt wird und/oder dass die Reinigung der Aufschneidevorrichtung nicht einschränkt.
Der Schwingungssensor misst die Frequenz und die Amplitude der auftretenden Schwingungen und/oder eines Schwingungsprofils.
In den Figuren 3a und 3b ist der Schneidmesserkopf 16 der Aufschneidevorrichtung dargestellt. An diesem ist in dem vorliegenden Fall ein Kreismesser 2 angeordnet, das sich um die eigene Mittelachse mit einer Geschwindigkeit v1 dreht. Um zu erreichen, dass das Kreismesser den Lebensmittelriegel periodisch freigibt und dieser dann in seiner Längsrichtung weitertransportiert werden kann, dreht sich das Kreismesser auf einer Umlaufbahn 12 um die Drehachse des Schneidmesserkopfes mit einer Geschwindigkeit v2. Diese Bewegung ist die sogenannte Orbitalbewegung mit einer sogenannten Orbitalgeschwindigkeit. Stellt die Auswerteeinheit nun aufgrund der beim Auftreffen des Schneidmessers auf den Lebensmittelriegel, Eintritt des Schneidmessers in den Lebensmittelriegel und/oder beim Schneiden erzeugten Schallwellen fest, dass es sich um ein vergleichsweise weiches Produkt handelt, wird vorzugsweise die Geschwindigkeit v1 und/oder v2 reduziert. Insbesondere in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit v2 wird vorzugsweise die Anzahl der für die Portionierung durchzuführenden Leerschnitte angepasst, d.h. bei einer Erhöhung von v2 wird auch die Anzahl der Leerschnitte erhöht und vice versa. Alternativ oder zusätzlich kann aufgrund der gemessenen Schwingungen die Lage der Rotationsachse 18 in X- und/oder in Y-Richtung verändert werden, die senkrecht aufeinander stehen und senkrecht zur Transportrichtung des Lebensmittelriegels angeordnet sind. Durch eine Veränderung der Drehachse des Meseerkopfes kann beispielsweise der Ort an dem das Schneidmesser auf den Umfang des Lebensmittelriegels 3 trifft, eingestellt werden. Im Vergleich zur Figur 3a wurde bei der Ausführungsform gemäß Figur 3b die Drehachse des Schneidkopfes in Y-Richtung abgesenkt und in X-Richtung nach rechts verschoben.
Bei dem Beispiel gemäß den Figuren 4a und 4b ist dargestellt, dass eine X- und/oder Y-Verstellung des Schneidmessers 2 auch dann erfolgen kann, wenn sich der Querschnitt des Lebensmittelriegels 3 verändert. Diese Veränderung kann von Lebensmittelriegel zu Lebensmittelriegel oder innerhalb eines Lebensmittelriegels erfolgen. Die Veränderung des Querschnitts des Lebensmittelriegels kann von der Auswertevorrichtung beispielsweise durch die Position, insbesondere Winkelstellung des Schneidmessers festgestellt werden, an dem die Schwingungen beim Auftreffen/Eintritt des Schneidmessers in den Lebensmittelriegel auftreten. Wird dabei eine Veränderung festgestellt, erfolgt beispielsweise eine Verstellung der Drehachse des Schneidmesserkopfes in X- und/oder Y-Richtung, um den Ort des Auftreffens des Schneidmessers auf den Lebensmittelriegel im Wesentlichen konstant zu lassen.
In Figur 5 ist die Portionierung der abgeschnittenen Lebensmittelscheiben dargestellt. Nachdem die Lebensmittelscheiben 6 abgeschnitten worden sind, fallen sie entlang einer Flugkurve auf den Ablagetisch 15 und werden dort zu einer Portion konfiguriert. Die Flugkurve hängt u.a. von der Drehgeschwindigkeit des Schneidmessers 2 aber auch von der Konsistenz des Lebensmittelriegels ab. Eine Lebensmittelscheibe mit einer weichen Konsistenz, d.h. mit einem hohen Fettgehalt und/oder einer vergleichsweise hohen Temperatur "klebt" länger an dem Schneidmesser und wird dadurch von dem Schneidmesser mehr zur Seite geschleudert als ein vergleichsweise hartes Produkt. Diesem Zusammenhang kann Rechnung getragen werden, indem die Drehgeschwindigkeiten v1 und/oder v2 reduziert werden. Alternativ oder zusätzlich wird die Lage des Ablagetischs, wie durch den Doppelpfeil 14 dargestellt, verändert. Diese Verstellung kann auch vertikal erfolgen, um die Fallhöhe der jeweiligen Lebensmittelscheibe zu verändern. Des Weiteren wird vorzugsweise die Beschleunigung, der fertiggestellte Portionen unterworfen werden, an die Konsistenz des Lebensmittelriegels angepasst. Vorzugsweise wird die Beschleunigung bei härteren Produkten vermindert und um gekehrt. Die Anzahl der Leerschnitte, die für die Portionierung durchgeführt werden müssen ist abhängig von v1 und/oder v2 und von der Zeit, die benötigt wird um eine fertiggestellte Portion abzutransportieren. Die Anzahl der Leerschnitte pro Portion wird vorzugsweise festgelegt nachdem diese Parameter feststehen und bei deren Veränderung angepasst.
Die Figuren 6a und 6b zeigen das An- und Aufschneiden von mehreren Lebensmittelriegeln gleichzeitig. In dem vorliegenden Fall weist die Aufschneidevorrichtung drei Spuren auf und es können bis zu drei Lebensmittelriegel parallel aufgeschnitten werden. Der Fachmann erkennt, dass aber auch nur zwei oder mehr als drei Lebensmittelriegel parallel aufgeschnitten werden können. Wird ein neuer Lebensmittelriegel in die jeweilige Spur eingelegt, wird er in Richtung des Schneidmessers transportiert, bis er mit diesem in Eingriff gerät. Der Zeitpunkt des allerersten Kontakts zwischen dem jeweiligen Lebensmittelriegel und dem Schneidmesser wird durch eine entsprechende Schwingungsmessung von der Auswerteeinheit der Aufschneidevorrichtung erkannt. Danach wird dann eine bestimmte Anzahl an Lebensmittelscheiben, die den geforderten Qualitätsanforderungen nicht entspricht, abgeschnitten und verworfen, bevor der Aufschnitt der eigentlichen "Gutportionen" beginnt. Vorzugsweise ist lediglich ein Schwingungssensor nötig, um den ersten Kontakt zwischen dem jeweiligen Lebensmittelriegel in der jeweiligen Spur und dem Schneidmesser zu detektieren. Vorzugsweise erkennt die Vorrichtung mit welchem und/oder welchen Lebensmittelriegel(n) das Schneidmesser gerade im Eingriff ist und/oder die Anzahl an Lebensmittelriegeln, die bei einem Umlauf des Schneidmessers um die Drehachse des Schneidkopfes aufgeschnitten wurden.

Beispiele:

Beispiel 1:

Produktkonsistenz: Eine typische Problemstellung beim Aufschneiden von Rohschinken, Bacon oder auch Wurstwaren und Käse ist, dass das Produkt nur in einem sehr engen Konsistenzbereich optimal geschnitten werden kann. Man versucht das Produkt recht kalt zu schneiden, um eine gute Stabilität des Produktes beim Schneiden zu erhalten, aber muss gleichzeitig vermeiden, dass das Produkt gefriert, da dadurch die Scheiben bei dem dem Schneiden nachfolgenden Portionierprozess nicht zusammenhalten und keine gute Portion entsteht. Neben der Temperatur wird die Konsistenz aber z.B. auch durch den Salzgehalt des Produktes und/oder den Fett-/Fleischgehalt bestimmt, die sich innerhalb des Lebensmittelriegel und/oder von Lebensmittelriegel zu Lebensmittelriegel verändert. Der Salzgehalt des Lebensmittelriegels hängt u.a. von dessen Fett-/Muskelanteil ab, da Fett weniger Salz aufnimmt als Muskelfleisch.
Es kann beispielsweise vorkommen, dass das Produkt zu "weich" ist. Dann muss in der Regel die Drehzahl des Schneidmessers reduziert werden, um ein seitliches Wegschleudern der Scheiben durch die Reibung der "nassen" Scheibe am Schneidmesser zu vermeiden. Ist das Produkt hingegen gefroren, muss die Einstellung des Portionierprozesses angepasst werden. Die Scheiben haben keine oder eine verminderte Haftung untereinander und/oder an dem Ablagetisch und die Beschleunigung beispielweise einer fertiggestellten Portion, die z.B. vorgenommen werden muss, um diese abzutransportieren, muss deshalb verlangsamt werden. Gleichzeitig müssen mehr Leerschnitte, d.h. Umdrehungen des Schneidmessers ohne dass Lebensmittelscheiben abgetrennt werden, eingefügt werden, um mehr Zeit für den nun verlangsamten Portionierprozess zu haben.
Der Schwingungssensor, beispielsweise ein Schallsensor überwacht nun das Schallprofil des Systems aus Schneidmesser und Produkt. Der Klang bzw. das Schallprofil beim Schneiden eines weichen Produktes oder eines harten gefrorenen Produktes ist klar zu unterscheiden. Auf Basis dieses Wissens (Analyse des Schallprofils) kann die Steuerung/Regelung der Aufschneidvorrichtung nun automatisch kritische Prozessparameter einstellen. Erkennt die Auswerteeinheit des Schallsensor ein Profil, welches auf ein weiches Produkt hindeutet, reduziert die Maschine beispielsweise automatisch die Schneidmesserdrehzahl. Erkennt der Schallsensor ein Profil, welches auf ein hartes/gefrorenes Profil hindeutet, reduziert die Maschine automatisch die Beschleunigungsparameter und eventuell auch die Geschwindigkeitsparameter des Portionierprozesses und erhöht die Anzahl der Leerschnitte entsprechend.
Die Regelung bzw. Anpassung der Parameter kann dabei in verschiedenen Arten geschehen. Beispielsweise kann in der Auswerteeinheit ein Referenz Schwingungsprofil (Schallprofil)hinterlegt werden, dem bestimmte Prozeßparameter zugeordnet werden. Bei einer definierten Abweichung des aktuellen Schallprofils vom Referenzschallprofil werden schrittweise Anpassungen der relevanten Schneid- und/oder Portionierparameter vorgenommen. Bei einer anderen Variante können mehrere Referenzschallprofile abgespeichert werden. Zu jedem Referenzschallprofil (z.B. Schallprofil "weich", Schallprofil "gut", Schallprofil "hart") wird ein auf diese Produktkonsistenz (Referenzschallprofil) optimierte Maschinen/Parametereinstellung abgespeichert, die dann eingestellt werden, wenn die Auswerteeinheit eine entsprechende Konsistenz des Lebensmittelriegels festgestellt hat.

Beispiel 2:

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Schwingungssensor beispielsweise der Schallsensor bzw. das gemessene Schallprofil dazu genutzt, den Anschnitt von Lebensmittelriegeln in einer Aufschneidemaschine zu steuern. Alle auf heutigen Aufschneidemaschinen (Slicer, Hochleistungsslicer) aufgeschnittenen Lebensmittelriegel haben eine endliche Länge. Typische Lebensmittelriegellängen betragen zwischen 300 mm bis 3500mm. Ist ein Lebensmittelriegel zu Ende geschnitten, muss ein neuer Lebensmittelriegel in die jeweilige Spur eingelegt werden und der Schneidebene zugeführt werden. Ggf. müssen mehrere Lebensmittelriegel im Wesentlichen gleichzeitig in die jeweilige Spur der Aufschneidevorrichtung eingelegt werden. Beim Transport der jeweiligen Lebensmittelscheibe in Richtung der Schneidebene ist es notwendig die Lage der Vorderkante des jeweiligen Lebensmittelriegels zu kennen, um einen kontrollierten minimalen Anschnitt des Produktes durchzuführen und zu entscheiden, ab welcher Position von dem Lebensmittelriegel eine qualitativ ausreichende Scheibe bzw. Portion abgeschnitten werden kann. Zu diesem Zeitpunkt schaltet die Aufschneidemaschine dann vom sogenannten Anschnittmodus in den Schneidmodus über.
Die Erkennung der Vorderkante des Lebensmittelriegels wird heute häufig über optische Sensoren erfasst, welche die Position in einer gewissen Entfernung vor der Schneidebene ermitteln. Diese Sensoren haben jedoch den Nachteil, dass sie zum einen in einem Bereich eingebaut werden, der durch Produktpartikel ständig verunreinigt wird und zu Fehlfunktionen der optischen Sensoren führt. Weiterhin überwachen diese Sensoren bei Zuführung mehrerer gleichzeitig zu schneidender Lebensmittelriegel in der Regel nur die Vorderkante des ersten (längsten) Lebensmittelriegels. Um sicher zu sein, das alle gleichzeitig aufgeschnittenen Lebensmittelriegel sauber angeschnitten werden und auf jeder Spur mit einer qualitativ guten Scheibe/Portion zu rechnen ist, muss immer mehr als die max. theoretische Längenabweichung der Produkte abgeschnitten werden, um sicher auf allen Spuren eine gute Scheibe/Portion zu erhalten. Dies ist unabhängig davon, wie groß diese Längenabweichung der aktuell gleichzeitig aufgeschnittenen Lebensmittelriegel wirklich ist und hat einen nicht unerheblichen Verlust an Produkt zur Folge.
Erfindungsgemäß wird deshalb das Schwingungs- beispielsweise das Schallprofil des Systems auf Schneidmesser/Lebensmittelriegel genutzt, um zu erkennen, wann alle Lebensmittelriegel angeschnitten werden und/oder im Eingriff mit dem Schneidmesser sind. Werden z.B. 2 Lebensmittelriegel gleichzeitig aufgeschnitten gibt es 3 unterschiedliche Grundschallprofile: Profil 1 - es ist kein Lebensmittelriegel vorhanden. Profil 2 - es ist ein Lebensmittelriegel vorhanden. Profil 3 - es sind zwei Lebensmittelriegel vorhanden. Nachdem Profil 3 vorliegt, kann dann entweder sofort mit dem Portionierprozess begonnen werden oder noch eine vorgegebene Anzahl Scheiben von dem/den Lebensmittelriegeln abschneiden und dann mit dem Portionierprozess begonnen werden.
Der Vorteil besteht darin, dass zu einem keine zusätzlichen optischen Sensoren eingebaut werden müssen, dass keine Gefahr der Verschmutzung und Fehlfunktion der optischen Sensoren vorliegt und/oder dass nicht eine theoretische Position des Lebensmittelriegels in der Schneidebene vermutet wird, sondern der Schalsensor direkt ermittelt, ab wann die gewünschte Anzahl an Lebensmittelriegeln im Eingriff mit dem Schneidmesser sind.

Beispiel 3:

Ein Lebensmittelriegel fällt aus dem Greifer.
Es kann passieren, dass bei der Zuführung und/oder Neubeladung von Lebensmittelriegeln einer oder mehrere Lebensmittelriegel nicht sicher durch die Zuführsysteme (entweder Traktionsbänder und/oder Produktgreifer) gehalten werden. In diesem Fall wandert/fällt dieser Lebensmittelriegel unkontrolliert durch den Schneidschacht bzw. durch die Schneidebene. Dadurch werden völlig unkontrolliert sehr dicke Scheiben bzw. Stücke vom Lebensmittelriegel abgetrennt. Ein kontrollierter Schneid- und Portionierprozess ist nicht mehr möglich. Dieser Zustand erzeugt massive unkontrollierte Kräfte auf das rotierende Schneidmesser. Weiterhin bleiben diese Stücke oft unkontrolliert auf dem Portioniertisch liegen und behindern das ordnungsgemäße Aufschneiden und/oder Portionieren auch der darauffolgenden Lebensmittelriegel. Ein Stopp der Aufschneidevorrichtung und Ausräumen/Säubern ist notwendig. Es ist von der Aufmerksamkeit bzw. dem Vorhandensein eines Bedieners abhängig, ob und wann die Aufschneidemaschine angehalten wird, um eine Beschädigung des Schneidmessers bzw. der Maschine zu verhindern und/oder ein Säubern des Portionierbereiches durchzuführen.
Durch die Überwachung des Schwingungs- beispielsweise des Schallprofils, durch einen Schwingungssensor kann sofort erkannt werden, wenn ein Produkt unkontrolliert durch die Schneidebene fällt. Die Maschine kann dann sofort gestoppt werden. Dies vermeidet eine Beschädigung und vermeidet, dass der gesamte Lebensmittelriegel unkontrolliert geschnitten wird. Produkt wird gerettet und eine Übermäßige Verschmutzung des Portionierbereiches wird vermieden.

Beispiel 4

Kontakt: Schneidmesser/Greifer.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung überwacht der Schallsensor, ob das Schneidmesser an einen metallischen Gegenstand während des Aufschneidens anschlägt. Es kann z.B. vorkommen, dass durch eine Beschädigung eines Produktgreifers (z.B. Verbiegen einer der Krallen welche das Produkt halten) eine von dessen Krallen weiter als vorgesehen vom Produktgreifer absteht und zum Ende des Schneidprozesses einer Stange in die Schneidebene gelangt und mit dem Schneidmesser kollidiert. Dieser Kollisionsprozess erzeugt besonders prägnante Schallprofile. Bereits ein erster Kontakt wird erkannt. Beim Erkennen eines solchen Kontaktes wird der Aufscheideprozess sofort unterbrochen. D.h. der Greifer wird sofort aus der Schneidebene zurück gezogen und/oder das Schneidmesser wird sofort von der Schneidebene wegbewegt, wenn ein entsprechender Antriebe zum Wegtakten des Schneidmessers aus der Schneidebene, z.B. zum Erzeugen von Leerschnitten vorhanden ist. Vorzugsweise wird das Schneidmesser und die Maschine gestoppt und besonders bevorzugt eine entsprechende Warnmeldung erzeugt.

Beispiel 5

Fremdkörper im Produkt.
Es kann vorkommen, dass sich im aufzuschneidenden Lebensmittelriegel unerwünschte Fremdkörper befinden. Dies können Knochenstücke, abgebrochene Injektionsnadeln von vorausgegangenen Prozessen und/oder z.B. Metallstücke, die in vorausgegangenen Prozessschritten versehentlich in das Produkt geraten sind, sein.
Hier kann ein Schwingungssensor, beispielsweise ein Schallsensor, ebenfalls den Kontakt dieses Fremdkörpers mit dem Schneidmesser detektieren und den Schneidprozess analog Beispiel 4 anhalten.

Beispiel 6

Schneidmesser löst sich.
Ein weiteres bis heute ungelöstes Problem an Hochleistungsausschneidemaschinen ist, dass sich das Schneidmesser von der Schneidmesseraufnahme lösen kann. Dies kann durch eine fehlerhafte bzw. ungenügende Befestigung eines Befestigungsmittels, z.B. mangelhaftes Anziehen der Schrauben, hervorgerufen werden. Weiterhin kann ein Befestigungsmittel während des Aufschneidens versagen. Besonders kritisch ist dies bei sogenannten Kreismessermaschinen. Hier ist das Schneidmesser nur durch eine einzige zentrale Schraube gesichert. Löst sich diese, fliegt das Schneidmesser sofort unkontrolliert durch die Maschine. Da sich das Schneidmesser selbst auf einer Planetenbahn befindet und eine Eigenrotation von bis zu 5000 U/min hat, ist die in dem nun gelösten Schneidmesser befindliche Energie immens. Dies führt zur teilweise völligen Zerstörung der Maschine bis hin zu Gefahr für das Bedienpersonal. Da die Aufschneidemaschinen heute einen solchen Zustand nicht erkennen, besteht die Gefahr, dass der immer noch mit Schneidgeschwindigkeit rotierende Schneidmesserkopf das gelöste Schneidmesser durch sein Gegengewicht beschleunigt und durch die Schutzvorrichtung der Maschine schießt. Schwerste Verletzungen von Personen kann die Folge sein.
Mit einem Schwingungssensor, beispielsweise dem Schallsensor, kann ein solcher Vorfall schon in einem sehr frühen Zustand erkannt werden. Schon bei ungenügend angezogenen Befestigungsmitteln, beispielsweise einer Schraube, kommt es zu starken Geräuschen aufgrund des Taumelns des Schneidmessers, des Anschlagen des Schneidmessers an den Schneidmesserkopf etc., bevor sich die Schrauben endgültig Lösen und zu der oben genannten Katastrophe führen. Beim Erkennen eines solchen Schallprofils des System kann die Maschine sofort angehalten werden und Folgeschäden werden vermieden.
Alle Erläuterungen gemäß den Figuren und/oder den Beispielen gelten analog für eine Vorrichtung oder ein Verfahren, bei dem die Stromaufnahme und/oder der Schleppfehler des rotierenden Schneidmessers gemessen wird.

Bezugszeichenliste

1: Aufschneidevorrichtung
2: Schneidmesser
3: Lebensmittelriegel
4: Transportmittel
5: Schneidebene
6: Lebensmittelscheibe
7: Greifer
8: Schallwellen
9: Schwingungssensor, Schallsensor
10: Signal
11: Schneidkante
12: Umlaufbahn des Kreismessers, Orbitalbewegung, Planetenbahn
13: Lebensmittelscheibenstapel, Portion
14: Einstellung der Portionierung
15: Ablagetisch, Portioniertisch, Portionierbereich
16: Schneidmesserkopf
17: Hinteres Ende des Lebensmittelriegels
18: Drehachse des Schneidmesserkopfes, Mittelpunkt der Umlaufbahn

Claims

Verfahren zum Aufschneiden eines Lebensmittelriegels (3) in Lebensmittelscheiben (6) und/oder zum Portionieren von Lebensmittelscheiben, mit einer Aufschneidevorrichtung (1), die ein Schneidmesser (2) aufweist, mit dem die Lebensmittelscheiben (6) von dem Lebensmittelregel (3) abgetrennt werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schwingungssensor (8) vorgesehen wird, der Schwingungen, die beim Auftreffen des Schneidmessers auf den Lebensmittelriegel, beim Eintritt des Schneidmessers in den Lebensmittelriegel und/oder beim Schneiden des Lebensmittelriegels erzeugt werden, empfängt und das Signal (10) des Schwingungssensors zur Einstellung des Aufschneidevorgangs und/oder des Portioniervorgangs verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Schneidmessers und/oder die Orbitalgeschwindigkeit des Schneidmessers (2) eingestellt wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Schneidmessers (2) in X- und/oder Y-Richtung eingestellt wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts des Schneidmessers (2) eine Portionierung der Lebensmittelscheiben vorgesehen wird und dass die Portionierung mit dem Signal (10) eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum Portionieren Leerschnitte durchgeführt werden und dass die Anzahl der Leerschnitte an die Drehzahl des Schneidmessers und/oder an die Orbitalgeschwindigkeit des Schneidmessers angepasst wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lebensmittelriegel in die Aufschneidevorrichtung eingelegt und in Richtung des Schneidmessers transportiert wird und dass der Schwingungssensor (8) die Schwingungen empfängt, die beim ersten Kontakt des Schneidmessers mit dem Lebensmittelriegel erzeugt werden.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Lebensmittelriegeln zumindest zeitweise parallel aufgeschnitten werden.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor die Schwingungen empfängt, die erzeugt werden, wenn bei einer Umdrehung des Schneidmessers erstmals von allen parallel aufgeschnittenen Lebensmittelriegeln jeweils eine Lebensmittelscheibe abgetrennt wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche oder dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schwingungssensor (8) vorgesehen wird, der Schwingungen, die beim Kontakt zwischen dem Schneidmesser und einem Fremdkörper, der sich vorzugsweise innerhalb des Lebensmittelriegels befindet, erzeugt werden, empfängt und dessen Signal (10) zur Steuerung der Aufschneidevorrichtung verwendet wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche oder dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schwingungssensor (8) vorgesehen wird, der Schwingungen, die beim Auftreffen des Schneidmessers auf den Lebensmittelriegel, beim Eintritt des Schneidmessers in den Lebensmittelriegel und/oder beim Schneiden des Lebensmittelriegels erzeugt werden, empfängt und anhand der Schwingungen eine Fehlstellung des Lebensmittelriegels relativ zum Schneidmesser erkennt.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche oder dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schwingungssensor (8) vorgesehen wird, der Schwingungen, die beim Auftreffen des Schneidmessers auf den Lebensmittelriegel, beim Eintritt des Schneidmessers in den Lebensmittelriegel und/oder beim Schneiden des Lebensmittelriegels erzeugt werden, empfängt und anhand der Schwingungen eine Fehlfunktion des Schneidmessers erkennt.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schallprofil ausgewertet wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das gemessene Signal mit einem Referenzsignal verglichen wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Analyse des Schallprofils in Abhängigkeit von der Position des Schneidmessers erfolgt.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche oder nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Auftreffen des Schneidmessers auf den Lebensmittelriegel, beim Eintritt des Schneidmessers in den Lebensmittelriegel und/oder beim Schneiden des Lebensmittelriegels die Änderung der Stromaufnahme und/oder der Schleppfehler des rotativen Antriebs gemessen wird und diese Messung zur Einstellung des Aufschneidevorgangs und/oder des Portioniervorgangs verwendet wird.