EP2781322A1 - Device for cutting a process material - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schneiden eines Prozessguts, insbesondere von Nahrungsmitteln, wie Fleisch, Käse, Gemüse, Brot oder Teigwaren.The invention relates to a device for cutting a process material, in particular of foods such as meat, cheese, vegetables, bread or pasta.
In zahlreichen industriellen Anwendungen, insbesondere in der Nahrungsmittelindustrie, sind Produkte mit vorgesehenen Abmessungen bereitzustellen. Oft werden Brot, Fleischwaren, insbesondere Wurstwaren, oder Käse in Tranchen aufgeteilt und verpackt. Dazu werden Schneidevorrichtungen, z.B. Vorrichtungen mit rotierenden runden Schneidscheiben vorgesehen, welche mit hohen Taktfrequenzen gegen die Produkte geführt werden, um die erforderlichen Schnitte auszuführen. Derartige Vorrichtungen sind aufwendig in der Herstellung, im Betrieb und in der Wartung. Durch die Rotation der Schneidscheiben, die regelmässig neu geschliffen werden müssen, erfolgt eine massive Einwirkung auf das Prozessgut, so dass Partikel herauslöst und weggeschleudert werden, wodurch eine Verschmutzung der Vorrichtung resultiert.In many industrial applications, especially in the food industry, products of the intended dimensions must be provided. Often bread, meat products, in particular sausages, or cheese are divided into pieces and packed. For this purpose, cutting devices, e.g. Provided devices with rotating round cutting discs, which are performed at high clock rates against the products to perform the necessary cuts. Such devices are expensive to manufacture, in operation and in maintenance. Due to the rotation of the cutting discs, which have to be reground regularly, a massive effect on the process material takes place, so that particles are released and thrown away, resulting in contamination of the device.
Weiterhin sind die Schneidscheiben und die Parameter für deren Betrieb jeweils an das zu verarbeitende Produkt anzupassen, wodurch der Einsatzbereich beschränkt ist oder eine individuelle Ansteuerung vorzusehen ist. Sofern beispielsweise weiches Brot geschnitten werden soll, so sind hohe Drehzahlen erforderlich, damit dieses bei der Applikation eines Schnittes nicht zusammengedrückt wird. Sofern gleichzeitig Produkte mit unterschiedlichen Eigenschaften verarbeitet werden sollen, ist eine individuelle Anpassung jedoch kaum möglich.Furthermore, the cutting discs and the parameters for their operation are each adapted to the product to be processed, whereby the application is limited or an individual control is provided. If, for example, soft bread is to be cut, then high speeds are required so that it is not compressed when applying a cut. However, if products with different properties are to be processed at the same time, an individual adaptation is hardly possible.
Oft wird Prozessgut auch durch einen Extruder geführt und an dessen Ausgang anhand einer Schneidevorrichtung periodisch geschnitten, um ein Langgut, wie Spaghetti-Stäbe, zu erhalten. Die Messer dieser Schneidevorrichtungen müssen normalerweise innerhalb kurzer Zeitabstände ersetzt und neu geschliffen werden, wodurch ein erheblicher Aufwand resultiert.Often process material is also passed through an extruder and periodically cut at its output by means of a cutting device to obtain a long goods, such as spaghetti rods. The blades of these cutting devices must normally be replaced within a short time intervals and re-ground, resulting in a considerable effort.
Zudem nehmen Schneidevorrichtungen mit rotierenden Schneidscheiben zusammen mit den Antriebsvorrichtungen viel Raum in Anspruch, so dass hinsichtlich der eingesetzten Mittel, einschliesslich der benötigten Räumlichkeiten, eine geringe Effizienz resultiert. Ferner resultieren bei Produkten mit grossen Abmessungen besondere Anforderungen an die Schneideeinheit. Gegebenenfalls muss die Schneidscheibe entlang einer Bahn geführt werden, um den gewünschten Schnitt in der erforderlichen Länge auszuführen.In addition, cutting devices with rotating cutting disks together with the drive devices take up a great deal of space, so that with regard to the means used, including the required premises, a low efficiency results. Furthermore, special requirements for the cutting unit result in products with large dimensions. If necessary, the cutting disc must be guided along a path to perform the desired cut in the required length.
Mit steigender Präzision bei der Bearbeitung eines Produkts steigt üblicherweise auch die Bearbeitungszeit. Da beim Schneiden von Nahrungsmitteln die Durchsatzrate Vorgang hat, verzichtet der Produzent üblicherweise auf einen idealen Schnittverlauf. Dafür muss das Schnittgut vor dem Abpacken in einem weiteren Arbeitsgang gegebenenfalls gewogen werden.With increasing precision when processing a product usually also increases the processing time. Since the throughput rate has process during the cutting of food, the producer usually dispenses with an ideal cutting process. If necessary, the clippings must be weighed before packaging in a further operation.
Aus der Offenlegungsschrift
Ferner ist zu beachten, dass die Schneidewerkzeuge während der Rückbewegung keine Schneidearbeit ausführen können, weshalb der Schneidezyklus nur zu 50 % genutzt werden kann.It should also be noted that the cutting tools can not perform any cutting work during the return movement, which is why only 50% of the cutting cycle can be used.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung zum Schneiden von Prozessgut, insbesondere Nahrungsmitteln, zu schaffen.The present invention is therefore based on the object to provide an improved device for cutting process material, in particular food.
Insbesondere ist eine Schneidevorrichtung anzugeben, die kompakt aufgebaut werden kann und nur wenig Raum in Anspruch nimmt, so dass sie in beliebige Fertigungsprozesse und Produktionsprozesse vorteilhaft integriert werden kann.In particular, a cutting device is to be specified, which can be of compact construction and takes up only a small amount of space, so that it can be advantageously integrated into any production processes and production processes.
Mittels der erfindungsgemässen Schneidevorrichtung sollen hohe Taktzyklen realisierbar sein, wobei ein Mehraufwand für die Antriebs- und Steuerungsvorrichtung bei der Erhöhung der Taktzyklen vermieden werden soll. Ferner soll vorzugsweise während mehr als 50 % eines Taktzyklus Schneidearbeit ausgeführt werden können.By means of the inventive cutting device high clock cycles should be feasible, with an extra effort for the drive and control device to be avoided in increasing the clock cycles. Furthermore, it is preferable to be able to carry out cutting work for more than 50% of a clock cycle.
Die Schneidevorrichtung soll mit hoher Effizienz und insbesondere auch im Bereich hoher Taktzyklen mit geringem Energieverbrauch betrieben werden können.The cutting device should be able to be operated with high efficiency and in particular in the range of high clock cycles with low power consumption.
Die Schneidevorrichtung soll einfach aufgebaut sein und mit geringem Aufwand gewartet werden können. Am Messer bzw. an der Klinge der Schneidevorrichtung sollen auch nach längerem Gebrauch keine Verschleisserscheinungen auftreten.The cutting device should be simple and can be maintained with little effort. On the blade or on the blade of the cutting device no signs of wear should occur even after prolonged use.
Das Prozessgut soll mit hoher Präzision und hohen Taktraten geschnitten werden können. Die geschnittenen Produkte, insbesondere Nahrungsmittelscheiben sollen ebene Schnittflächen und gleichmässige Dicken aufweisen. Die Präzision soll dabei auch dann erhalten bleiben, wenn die Festigkeitseigenschaften des zugeführten Nahrungsmittels oder parallel zugeführter Nahrungsmitteleinheiten ändert.The process material should be able to be cut with high precision and high clock rates. The cut products, especially food slices, should be even Have cut surfaces and uniform thicknesses. The precision should be maintained even when the strength properties of the supplied food or parallel feed units changed.
Mittels der Schneidevorrichtung soll auch ein Prozessgut, welches in Form eines Langguts vorliegt, präzise geschnitten werden.By means of the cutting device and a process material, which is in the form of a long product to be cut precisely.
Die erfindungsgemässe Schneidevorrichtung soll auch vorteilhaft in Verbindung mit Extrudern eingesetzt werden können, welche ein Prozessgut, insbesondere Nahrungsmittel, abgeben, das in Einzelteile geschnitten werden soll.The inventive cutting device should also be used advantageously in conjunction with extruders, which deliver a process material, in particular food, which is to be cut into individual parts.
Diese Aufgabe wird mit einer Schneidevorrichtung gelöst, welche die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen angegeben.This object is achieved with a cutting device having the features specified in
Die Vorrichtung, die dem Schneiden eines Prozessguts, insbesondere eines Nahrungsmittels, dient, umfasst wenigstens ein Schneidewerkzeug in Form einer Klinge, die einerseits mit einer Antriebsvorrichtung und die andererseits über ein Kopplungselement und einen Energiewandler mit einem Ultraschallgenerator verbunden ist.The device, which serves to cut a process product, in particular a food, comprises at least one cutting tool in the form of a blade, which is connected on the one hand to a drive device and on the other hand via a coupling element and an energy converter with an ultrasonic generator.
Erfindungsgemäss sind das Kopplungselement und der Energiewandler, gegebenenfalls auch der Ultraschallgenerator, drehbar gehalten, so dass die mit Ultraschallenergie beaufschlagbare Klinge drehbar ist.According to the invention, the coupling element and the energy converter, if appropriate also the ultrasound generator, are held rotatably, so that the blade which can be acted upon by ultrasound energy is rotatable.
Die Einkopplung der Ultraschallenergie erlaubt es der Klinge, das Prozessgut mit geringem Energieaufwand und praktisch ohne Kraftaufwand zu schneiden. Die auf der Klinge auftretenden Oberflächenwellen trennen die Struktur des Prozessguts auf, bevor die Klinge tiefer in das Prozessgut eindringt. Dies erlaubt ein rasches Eindringen der Klinge, ohne dass Deformationen beim Prozessgut auftreten. Im Vergleich zu rotierenden Scheiben, die mit hohen Drehzahlen drehen und so gegen das Prozessgut geführt werden, resultiert mit dem rotierenden Messer ein sanfter Schnitt, welcher das Prozessgut auftrennt, aber nicht schädigt. Die Rotationsgeschwindigkeit der Klinge ist dabei viel tiefer als die Rotationsgeschwindigkeit der runden Schneidscheiben und entspricht der Geschwindigkeit, mit der letztere gegen das Prozessgut geführt werden.The coupling of the ultrasonic energy allows the blade to cut the process material with little energy and virtually no effort. The surface waves occurring on the blade separate the structure of the process material, before the blade penetrates deeper into the process material. This allows a rapid penetration of the blade, without deformations occur in the process material. Compared to rotating disks, which rotate at high speeds and are thus guided against the process material, the rotating knife results in a gentle cut which separates but does not damage the process material. The speed of rotation of the blade is much lower than the rotational speed of the circular cutting discs and corresponds to the speed with which the latter are guided against the process material.
Anstatt die Klinge vor und zurück zu bewegen, um das Prozessgut zu schneiden, wird diese in einer Ebene rotiert, die senkrecht zur Antriebsachse steht. Die Klinge muss daher nicht abgebremst und wieder beschleunigt werden, sondern kann ohne Energieverluste kontinuierlich in dieselbe Richtung rotiert werden. Die Steuerung der Arbeitszyklen des Messers kann durch Steuerung eines Antriebsmotors somit in einfacher Weise erfolgen. Die maximale Arbeitsfrequenz wird daher nicht durch die Antriebsvorrichtung, sondern durch die maximale Schneidegeschwindigkeit bestimmt, mit der die Klinge durch das Prozessgut hindurchgeführt werden kann. Da diese maximale Schneidegeschwindigkeit bei der erfindungsgemässen Anwendung von Ultraschallenergie sehr hoch ist, können sehr hohe Taktzyklen erreicht werden.Instead of moving the blade back and forth to cut the process material, it is rotated in a plane that is perpendicular to the drive axis. Therefore, the blade does not have to be braked and accelerated again, but can be continuously rotated in the same direction without energy losses. The control of the working cycles of the knife can thus be done in a simple manner by controlling a drive motor. The maximum operating frequency is therefore not determined by the drive device, but by the maximum cutting speed with which the blade can be passed through the process material. Since this maximum cutting speed is very high in the inventive application of ultrasonic energy, very high clock cycles can be achieved.
Die Anwendung von Ultraschallenergie beispielsweise mit einer Arbeitsfrequenz von 35 kHz verleiht dem erfindungsgemäss ausgestalteten Messer besonders vorteilhafte Eigenschaften. Die Ultraschallenergie wird vorzugsweise über die grossen Seitenflächen des Klingenrückens quer zur Schnittrichtung des Messers in die Klinge eingekoppelt. Ein der Klinge zugewandtes Endstück des Kopplungselements verläuft dabei vorzugsweise senkrecht zur Klinge. Bei der Einwirkung der Ultraschallenergie resultieren elastische Wellen innerhalb und/oder auf der Oberfläche der Klinge, die sich zur Schneide hin intensivieren. Geeignete Wellen resultieren bei gekrümmter oder gebogener Ausgestaltung des Kopplungselements, welches vorzugsweise U-förmig ausgestaltet ist.The application of ultrasonic energy, for example, with an operating frequency of 35 kHz gives the inventively designed knife particularly advantageous properties. The ultrasonic energy is preferably coupled via the large side surfaces of the blade back transverse to the cutting direction of the blade in the blade. A blade facing the end of the coupling element is preferably perpendicular to the blade. Upon application of the ultrasonic energy, elastic waves result within and / or on the surface of the blade, which intensify towards the cutting edge. Suitable waves result in a curved or curved configuration of the coupling element, which is preferably designed U-shaped.
Die Klinge kann nur auf einer Seite oder auch auf einander gegenüberliegenden Seiten mit einer Schneidekante versehen werden. Die Schneidevorrichtung ist dabei derart ausgestaltet, dass die Klinge in beide Richtungen rotiert werden kann. Auf diese Weise verdoppelt sich die Dauer, mit der eine Klinge betrieben werden kann bevor sie neu geschliffen werden muss. Möglich ist auch der Einsatz von zwei oder mehreren Klingen, die mittels voneinander getrennter oder miteinander verbundener Kopplungselemente gehalten sind.The blade can only be provided with a cutting edge on one side or on opposite sides. The cutting device is designed such that the blade can be rotated in both directions. This doubles the amount of time a blade can be operated before it has to be re-ground. Also possible is the use of two or more blades, which are held by means of separate or interconnected coupling elements.
Das Kopplungselement wird vorzugsweise von einer Antriebswelle bzw. Rotorwelle gehalten. Vorzugsweise ist das der Antriebswelle zugewandte Endstück des Kopplungselements koaxial zur Antriebswelle ausgerichtet. Vorzugsweise ist das Kopplungselement in die Antriebswelle integriert. Dazu kann die Antriebswelle als Hohlwelle ausgebildet sein, die eine Öffnung aufweist, die zur Aufnahme des Kopplungselements geeignet ist. Das Kopplungselement kann innerhalb der Hohlwelle durch Nutensteine, Klebstoff oder dergleichen fixiert sein.The coupling element is preferably held by a drive shaft or rotor shaft. Preferably, the drive shaft facing end portion of the coupling element is aligned coaxially with the drive shaft. Preferably, the coupling element is integrated in the drive shaft. For this purpose, the drive shaft may be formed as a hollow shaft having an opening which is suitable for receiving the coupling element. The coupling element may be fixed within the hollow shaft by sliding blocks, adhesive or the like.
Die Antriebswelle ist auf wenigstens einem Lagerelement gelagert und direkt oder indirekt über Antriebselemente, wie Zahnräder und Zahnriemen, mit einer Antriebseinheit, beispielsweise einem Elektromotor, verbunden.The drive shaft is mounted on at least one bearing element and connected directly or indirectly via drive elements, such as gears and timing belt, with a drive unit, such as an electric motor.
Die Antriebswelle trägt ferner den Energiewandler oder den Energiewandler und den Ultraschallgenerator. Grundsätzlich ist nur erforderlich, dass der mit dem Kopplungselement verbundene Energiewandler, beispielsweise ein Piezoelement, zusammen mit der Antriebswelle gedreht wird. Lediglich in vorzugsweisen Ausgestaltungen wird der Ultraschallgenerator ebenfalls mit der Antriebswelle verbunden und drehbar gehalten.The drive shaft further carries the energy converter or the energy converter and the ultrasonic generator. Basically only required that the connected to the coupling element energy converter, such as a piezo element, is rotated together with the drive shaft. Only in preferred embodiments of the ultrasonic generator is also connected to the drive shaft and rotatably supported.
Energie und/oder Steuersignale sind dem Energiewandler und/oder dem Ultraschallgenerator bzw. einer damit verbundenen und ebenfalls drehbar gehalten Steuereinheit über eine elektrische Kopplungseinheit zuführbar. Steuersignale können auch über eine Funkschnittstelle, beispielsweise nach dem Bluetooth-Verfahren, übertragen werden. Möglich ist auch die optische Übertragung von Steuersignalen.Energy and / or control signals can be fed to the energy converter and / or the ultrasound generator or to a control unit connected thereto and likewise held rotatably via an electrical coupling unit. Control signals can also be transmitted via a radio interface, for example according to the Bluetooth method. Also possible is the optical transmission of control signals.
Beispielsweise werden elektrische Energie und/oder elektrische Steuersignale durch galvanische Ankopplung oder durch induktive Ankopplung übertragen. Die galvanische Ankopplung erfolgt beispielsweise über drehende Kontaktringe, die mit der Antriebswelle verbunden sind, und stationäre Schleifkontakte. Die induktive Ankopplung erfolgt durch Spulen, über die Wechselspannungen induktiv übertragbar sind.For example, electrical energy and / or electrical control signals are transmitted by galvanic coupling or by inductive coupling. The galvanic coupling takes place for example via rotating contact rings, which are connected to the drive shaft, and stationary sliding contacts. The inductive coupling takes place by means of coils, via which alternating voltages are inductively transferable.
In besonders bevorzugten Ausgestaltungen umfasst die Schneidevorrichtung einen Stromgenerator, mittels dessen rotorseitig eine Versorgungsspannung erzeugt wird. Dazu werden vorzugsweise stationär angeordnete Permanentmagnete vorgesehen, deren Magnetfelder Spannungen in Spulen induzieren, die mit der Antriebswelle rotiert werden. In dieser Ausgestaltung genügt es, die Antriebswelle mechanisch zu drehen, um eine Versorgungsspannung für den Betrieb des Ultraschallgenerators zur Verfügung zu stellen. Damit die Versorgungsspannung permanent zur Verfügung steht, wird die Antriebswelle vorzugsweise auch mit einem Stromspeicher gekoppelt. Ferner wird vorzugsweise wenigstens eine Stromversorgungseinheit vorgesehen, mittels der Gleichspannungen in Wechselspannungen oder Wechselspannungen in Gleichspannungen bedarfsweise gewandelt werden können.In particularly preferred embodiments, the cutting device comprises a power generator, by means of whose rotor side a supply voltage is generated. For this purpose, preferably stationary arranged permanent magnets are provided whose magnetic fields induce voltages in coils which are rotated with the drive shaft. In this embodiment, it is sufficient to mechanically turn the drive shaft in order to provide a supply voltage for the operation of the ultrasonic generator. Thus, the supply voltage is permanently available, the drive shaft is preferably also coupled to a power storage. Furthermore, preferably at least one Power supply unit provided by means of DC voltages in AC voltages or AC voltages in DC voltages can be converted as needed.
Die Antriebswelle und gegebenenfalls der Ultraschallgenerator werden vorzugsweise innerhalb eines Gehäuses angeordnet, welches zwei oder mehr Gehäuseteile aufweisen kann und aus dem das drehbar gehaltene Kopplungselement hervor tritt.The drive shaft and optionally the ultrasonic generator are preferably arranged within a housing, which may have two or more housing parts and from which the rotatably held coupling element protrudes.
Die erfindungsgemässe Schneidevorrichtung kann mit beliebigen Vorrichtungen gekoppelt werden, um ein Prozessgut zu schneiden. Beispielsweise wird die Schneidevorrichtung am Ende einer Förderkette angeordnet, an der ein Prozessgut in Einzelteile zu schneiden ist. Besonders vorteilhaft kann die erfindungsgemässe Schneidevorrichtung auch am Ausgang eines Extruders angeordnet werden, so dass das extrudierte Material wahlweise in kürzere oder längere Elemente aufgeteilt werden kann. Eine einzige Schneidevorrichtung kann dabei mehrere Extruder oder Fördervorrichtungen bedienen.The inventive cutting device can be coupled with any devices to cut a process material. For example, the cutting device is arranged at the end of a conveyor chain, on which a process material is to be cut into individual parts. Particularly advantageously, the inventive cutting device can also be arranged at the outlet of an extruder, so that the extruded material can optionally be divided into shorter or longer elements. A single cutting device can serve several extruders or conveyors.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:
- Fig. 1
- eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum Schneiden eines Prozessguts 8,
umfassend eine Schneidevorrichtung 1mit vier Schneidewerkzeugen 11A, ..., 11D, mittels denendas Prozessgut 8, welches inForm von Stangen 8A, ..., 8L auf einem Fördertisch 93 zugeführt wird, inScheiben 89 geschnitten wird; - Fig. 2
- die
Schneidevorrichtung 1von Figur 1 , 12A, 12B mittels denen diemit zwei Antriebseinheiten Schneidewerkzeuge 11A, ..., 11D in linearen Bewegungen nach unten und wieder nach oben verschiebbar sind; - Fig. 3a
- eine erfindungsgemässe Schneidevorrichtung 1 mit wenigstens einem drehbar gehalten Schneidewerkzeug in Form einer
Klinge 11, die einerseits mit einer Antriebsvorrichtung und andererseits überein Kopplungselement 15 und einen Energiewandler 14mit einem Ultraschallgenerator 13 verbunden ist; - Fig. 3b
- die
Schneidevorrichtung 1 vonFigur 3a von vorn; - Fig. 4
- die
Schneidevorrichtung 1 vonFigur 3a in räumlicher Darstellung von vorn; - Fig. 5
- die
Schneidevorrichtung 1 vonFigur 3a in räumlicher Darstellung von hinten; und - Fig. 6
- die
Schneidevorrichtung 1 vonFigur 3a in einer weiteren vorzugsweisen Ausgestaltung mit direkter Ankopplung derKlinge 11 aneine Antriebseinheit 12 bzw. einen Elektromotor.
- Fig. 1
- an inventive device for cutting a
process material 8, comprising acutting device 1 with fourcutting tools 11A, ..., 11D, by means of which theprocess material 8, which is supplied in the form ofrods 8A, ..., 8L on a conveyor table 93, inSlices 89 is cut; - Fig. 2
- the
cutting device 1 ofFIG. 1 with two 12A, 12B by means of which thedrive units cutting tools 11A, ..., 11D are displaceable in linear movements downwards and upwards again; - Fig. 3a
- an
inventive cutting device 1 with at least one rotatably held cutting tool in the form of ablade 11, which is connected on the one hand with a drive device and on the other hand via acoupling element 15 and anenergy converter 14 with anultrasonic generator 13; - Fig. 3b
- the
cutting device 1 ofFIG. 3a from the beginning; - Fig. 4
- the
cutting device 1 ofFIG. 3a in a spatial representation from the front; - Fig. 5
- the
cutting device 1 ofFIG. 3a in spatial representation from behind; and - Fig. 6
- the
cutting device 1 ofFIG. 3a in a further preferred embodiment with direct coupling of theblade 11 to adrive unit 12 or an electric motor.
Das Nahrungsmittel 8 wird den vier Schneidewerkzeugen 11A, ..., 11D in zwölf zylinderförmigen oder stangenförmigen Einheiten 8A, ..., 8L parallel zugeführt, so dass jeweils drei der Nahrungsmitteleinheiten 8A, ..., 8L von einem der Schneidewerkzeuge 11A; ...; 11D gleichzeitig geschnitten werden. Frontseitig sind die parallel zugeführten Nahrungsmitteleinheiten 8A, ..., 8L von einem Niederhalter in einer gewünschten Position gehalten, während der Schnitt ausgeführt wird.The
Die Schneideeinheit 1 umfasst die vier Schneidewerkzeuge 11A; ...; 11D, die je mit einem Ultraschallgenerator 13 verbunden sind und von den Antriebsvorrichtungen 12A, 12B vertikal abgesenkt und wieder angehoben werden können, um Nahrungsmittelscheiben 89 von den Nahrungsmitteleinheiten 8 abzuschneiden. Die Nahrungsmittelscheiben 89 fallen auf ein Förderband 92 eines Aufnahmeförderers 9, welcher einen Antriebsmotor 91 aufweist.The
Ferner ist eine Steuereinheit 6 vorgesehen, welche die Schneidevorrichtung 1, die Fördervorrichtungen und die Ultraschallgeneratoren 13 steuern kann. Die Steuereinheit 6 ist über eine erste Steuerleitung 61 mit der Schneidevorrichtung 1, eine zweite Steuerleitung 62 mit den Fördervorrichtungen, eine dritte Steuerleitung 63 mit den Ultraschallgeneratoren 13 und eine vierte Steuerleitung 69 mit dem Abnahmeförderer 9 verbunden. Der Steuereinheit 6 sind über eine Tastatur 60 und von Messgeräten 68, wie Messungsformern und Sensoren, Informationen zuführbar, mittels denen der Schneideprozess und der Förderprozess gesteuert werden können. Mittels ersten Sensoren 68 werden beispielsweise Informationen zu den Positionen der Nahrungsmitteleinheiten 8 ermittelt. Mittels zweiten Sensoren 67 können weitere Prozessgrössen ermittelt werden. Vorzugsweise werden die Temperatur und die Konsistenz der Nahrungsmittel gemessen und in Abhängigkeit davon die Ultraschallfrequenz, die Schnittgeschwindigkeit und die Schubgeschwindigkeit eingestellt. Zur Steuerung aller Prozesse, insbesondere der Schneidprozesse und Förderprozesse ist ein Anwendungsprogramm vorgesehen.Furthermore, a control unit 6 is provided which can control the
Die Schneidewerkzeuge 11A, ..., 11D umfassen je eine Klinge, an deren Rücken die in einem Bogen verlaufenden Kopplungselemente 15 angeschweisst sind, wodurch die Ultraschallenergie in die Klingen eingekoppelt werden kann.The
Mit diesen Schneidewerkzeugen 11A, ..., 11D können die Nahrungsmitteleinheiten 8A, ..., 8L praktisch ohne Kraftaufwand geschnitten werden. Während des Schneidevorgangs wirken daher praktisch keine Kräfte auf das Nahrungsmittel ein, weshalb eine maximale Präzision erzielt wird.With these
Nachteilig bei der in
Die Schneidevorrichtung 1 umfasst ein Schneidewerkzeug in Form einer drehbar gelagerten Klinge 11, die über ein Kopplungselement 15 und einen Energiewandler 14 mit einem Ultraschallgenerator 13 verbunden ist. Das Kopplungselement 15 ist von einer Rotorwelle bzw. Antriebswelle 18 gehalten, die innerhalb eines Gehäuses 7 mittels Lagerelementen 180 drehbar gelagert ist. Das Kopplungselement 15, welches beispielsweise ein Rechteckprofil aufweist, ist mit einem Endstück 151 koaxial zur Antriebswelle 18 ausgerichtet und verläuft in einem Bogen von 180°. Das zweite Endstück 152 des Kopplungselements 15 ist mit dem Klingenrücken der Klinge 11 verbunden, vorzugsweise verschweisst, und verläuft senkrecht dazu. Das erste und das zweite Endstück 151, 152 sind in der Länge derart ausgebildet, dass die Klinge 11 in Front des Gehäuses 7 in einer Ebene frei drehbar ist, die senkrecht zur Antriebsachse x bzw. zur Antriebswelle 18 ausgerichtet ist.The
Die Klinge 11 kann daher in der Ebene gedreht werden, wobei die Klinge 11 innerhalb eines Kreissegments einen Schnitt ausführt. Grundsätzlich kann die Klinge 11 während der gesamten Umdrehung Prozessgut 8, 81, 82, 83 erfassen, welches beispielsweise auf der Fördervorrichtung von
Die Drehzahl der Antriebswelle 18 kann derart gewählt werden, dass Schnittstücke 810 mit einer gewünschten Länge geschnitten werden. Da die Klinge 11 stets in dieselbe Richtung gedreht wird, muss nur wenig Energie zugeführt werden, mittels der Reibungsverluste kompensiert werden, die insbesondere durch den Schneidvorgang verursacht werden.The rotational speed of the
Sofern die Klinge 11 beidseitig mit Schneiden 111, 112 (siehe
Die Antriebswelle 18 kann direkt oder indirekt mit einer Antriebseinheit 12, beispielsweise einem Elektromotor gekoppelt werden. In der Ausgestaltung von
In der gezeigten Ausgestaltung sind sowohl der Ultraschallgenerator 13, als auch der damit verbundene Energiewandler 14, der mit dem Kopplungselement 15 verbunden ist, mit der Antriebswelle 18 verbunden.In the embodiment shown, both the
Elektrische Energie wird der Schneidevorrichtung 1 über ein mehradriges Kabel 160 (siehe
Elektrische Energie kann der Schneidevorrichtung 1 auch auf andere Weise zugeführt oder von dieser sogar selbst erzeugt werden, indem von der Antriebseinheit 12 zugeführte mechanische Energie in elektrische Energie umgewandelt wird. Beispielsweise kann elektrische Energie induktiv über Spulen 1600 zugeführt werden. Alternativ können innerhalb des Gehäuses 7 Permanentmagneten 1601 angeordnet werden, deren Magnetfelder von Spulen 1600 erfasst werden, die von der Antriebswelle 18 gehalten sind. In den Spulen 1600 induzierte Spannungen werden einer Stromversorgungseinheit zugeführt, welche die zugeführten Spannungen wandeln und/oder gleichrichten kann. Auf diese Weise kann Energie für den Betrieb des Ultraschallgenerators 13 bereitgestellt werden. Alternativ können elektrische Signale im Frequenzbereich des Ultraschalls durch galvanische oder induktive Kopplung direkt dem Energiewandler 14 zugeführt werden, welcher elektrische Schwingungen in mechanische Schwingungen wandelt.Electrical energy can also be supplied to the
Der Ultraschallgenerator 13 oder der Energiewandler 14 können auch mit Halbleiterschaltungen, beispielsweise Verstärkern, und/oder einer Steuereinheit 130 verbunden werden. Die rotierende Klinge 11 kann daher genau gleich, wie eine stationäre Klinge mit Ultraschallenergie versorgt werden. Auch hinsichtlich der Steuerung resultieren keine Einschränkungen. In vorzugsweisen Ausgestaltungen können Steuersignale drahtlos über eine Funkschnittstelle 600 zur Steuereinheit 130 übertragen werden. Auch Statusmeldungen der Schneidevorrichtung 1 können von der Steuereinheit 130 zurück zu einer zentralen Steuereinheit 6 übertragen werden.The
Anstelle der Schneidevorrichtungen 1, die in die in den
In
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---|---|---|---|---|
US6070509A (en) * | 1997-09-18 | 2000-06-06 | Colbourne Corporation | Method for ultrasonic cutting of food products |
US20060260451A1 (en) * | 2005-04-13 | 2006-11-23 | Roberto Capodieci | Robotically driven ultrasonic tools |
EP1935592A1 (en) * | 2006-12-19 | 2008-06-25 | Dr. Wolf & Partner GmbH Ingenieurbüro für Lebensmitteltechnik | Device for cutting food with ultrasound and ultrasonically activated cutting tools |
EP2551077A1 (en) | 2011-07-26 | 2013-01-30 | A O Schallinox GmbH | Blade for splitting goods for processing using ultrasound energy and device |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6070509A (en) * | 1997-09-18 | 2000-06-06 | Colbourne Corporation | Method for ultrasonic cutting of food products |
US20060260451A1 (en) * | 2005-04-13 | 2006-11-23 | Roberto Capodieci | Robotically driven ultrasonic tools |
EP1935592A1 (en) * | 2006-12-19 | 2008-06-25 | Dr. Wolf & Partner GmbH Ingenieurbüro für Lebensmitteltechnik | Device for cutting food with ultrasound and ultrasonically activated cutting tools |
EP2551077A1 (en) | 2011-07-26 | 2013-01-30 | A O Schallinox GmbH | Blade for splitting goods for processing using ultrasound energy and device |
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