ES2226244T3 - Cuchillas giratorias de reducida friccion. - Google Patents

Abstract

Una cuchilla autopropulsada (10) comprende una estructura de soporte de la hoja (16) que soporta una hoja anular (20) para que gire alrededor de un eje central (22). La hoja y la estructura de soporte de la hoja se ajustan a lo largo de posiciones de contacto que está separadas entre si en una dirección paralela al eje de manera que la hoja quede estabilizada tanto radial como axialmente cuando funciona la cuchilla. La estructura de soporte de la hoja (16) comprende un miembro dividido para el alojamiento de hoja (30) que puede expandirse y contraerse radialmente para recibir la hoja. El miembro dividido para el alojamiento de la hoja (30) y la hoja (209) ajustan a lo largo de líneas de contacto relativamente cortas que sirven para minimizar la fricción y el calentamiento de la hoja cuando funciona la cuchilla. Las posiciones de apoyo están separadas tanto circunferencialmente alrededor del perímetro de la hoja como en la dirección del eje de manera que la posición de la hojaquede estabilizada durante el funcionamiento de la cuchilla.

Description

Cuchillas giratorias de reducida fricción.

La presente invención se refiere a cuchillas giratorias accionadas mecánicamente y, más particularmente, a una cuchilla giratoria accionada mecánicamente en la que una hoja anular giratoria está soportada, para girar alrededor de un eje central, por una estructura de soporte de hoja que proporciona contacto de apoyo que minimiza la vibración y el calentamiento de la hoja.

Las cuchillas giratorias accionadas mecánicamente se han usado ampliamente en instalaciones de empaquetamiento de carne y otros procesos comerciales de alimentos. Estas cuchillas comprendían usualmente un mango y un alojamiento de hoja que soportaba una hoja anular de cuchilla. La hoja de la cuchilla era movida por un motor alrededor de su eje central, con respecto al alojamiento de hoja, a través de un tren de engranaje

La hoja de la cuchilla comprendía un cuerpo anular, una sección de hoja que se extendía axialmente desde el cuerpo, y dientes de engranaje de accionamiento que se extendían axialmente desde el cuerpo, desde el lado opuesto de la sección de hoja. El alojamiento de hoja mantenía la hoja en posición con respecto a la cuchilla cuando la hoja giraba. La hoja estaba sometida a varias fuerzas creadas tanto por la transmisión de accionamiento como por la acción cortante de la cuchilla.

En algunas cuchillas, el alojamiento de hoja definía una pista de soporte de hoja en forma de una ranura periférica que era de forma rectilínea en sección transversal, para recibir el cuerpo de hoja y los dientes de engranaje. Estos alojamientos de hoja estaban frecuentemente hendidos y eran expansibles elásticamente para recibir la hoja. El cuerpo de hoja y los dientes de engranaje estaban conformados para enfrentar los lados de pistas de hoja opuestos axialmente, con holguras de funcionamiento justamente suficientes para impedir que la hoja se pegara en la ranura. Por consiguiente, la hoja y el alojamiento de hoja estaban aplicados deslizablemente en áreas de contacto relativamente amplias. Dicha cuchilla se describe en el documento FR-A- 1.216.947.

En algunas otras cuchillas, los alojamientos de hoja tenían un borde que se extendía radialmente hacia dentro, que definía una superficie troncocónica que hacía contacto con una superficie troncocónica de hoja para impedir que la hoja se separara axialmente del alojamiento de hoja. En tales casos, las cuchillas también comprendían una zapata que giraba en contacto con la hoja. Las zapatas también proporcionaban superficies troncocónicas que empujaban la hoja hacia el alojamiento de hoja y retenían la hoja en su sitio. Dicha cuchilla se describe en el documento US-A-4.854.046.

Algunas cuchillas giratorias de la técnica anterior tendían a vibrar indeseadamente durante el uso porque se permitía que el eje de rotación de la hoja se desplazara con respecto al alojamiento de hoja. Expresado de otra manera, la hoja tendía a rebotar circularmente dentro del alojamiento de hoja de modo que vibraba todo la cuchilla. En las cuchillas donde la hoja estaba sujetada a la cuchilla por superficies de empuje enfrentadas, la vibración de la hoja originaba que la hoja se desplazara axialmente hacia un contacto indeseado con el alojamiento de hoja. Este movimiento axial de la hoja contribuía, tanto a la vibración de la cuchilla como al calentamiento de la hoja. Para obligar a la hoja a girar alrededor de un eje que era relativamente fijo con respecto al alojamiento de hoja, se ajustó el diámetro del alojamiento de hoja para minimizar la holgura radial entre las superficies radialmente exteriores del cuerpo de hoja y del engranaje, y la superficie radialmente exterior de la pista. Esto redujo la vibración.

Aunque se redujo la vibración, se crearon otros problemas. Primero, donde se ajustó el alojamiento de hoja para proporcionar una holgura de funcionamiento estrecha, el calor generado por el contacto de rozamiento entre la hoja y el soporte de hoja era frecuentemente suficiente para empezar a asar el producto que se estaba cortando. El calor producido creaba un producto pegajoso en las piezas de la cuchilla que generaba incluso más calor de rozamiento. En algunas circunstancias, cuando se ajustó el diámetro del alojamiento, la pista llegaba a quedar ligeramente ovalada o alabeada. Esta condición tendía a contribuir, tanto a la vibración como al sobrecalentamiento.

El intento usual para resolver estos problemas era montar la hoja y el alojamiento con holguras de funcionamiento que fueran lo suficientemente estrechas como para mantener la vibración en niveles tolerables, pero lo bastante amplias como para evitar el sobrecalentamiento. Otra práctica usada para reducir la vibración y el calentamiento era hacer funcionar la cuchilla a velocidades de rotación relativamente bajas. El esfuerzo requerido por parte del usuario para manejar la cuchilla aumentaba con velocidades de funcionamiento bajas porque se reducía la acción cortante. A pesar de estos esfuerzos, las cuchillas de la técnica anterior tendían a vibrar y a funcionar calientes. Donde se trabajaba a bajas velocidades, la vibración y el calentamiento de fricción estaban acompañados de un mayor esfuerzo del usuario.

La presente invención proporciona una nueva y mejorada hoja anular para una cuchilla giratoria en el que la hoja está soportada en una pluralidad de lugares de contacto de apoyo lineales para girar alrededor de un eje central, dando lugar a una cuchilla que presenta una mínima vibración y un mínimo calentamiento, y que puede funcionar a velocidades relativamente elevadas de modo que se reduzca el esfuerzo del usuario.

En un aspecto, se proporciona una cuchilla accionada mecánicamente que comprende una estructura de soporte de hoja y una hoja anular soportada por dicha estructura de soporte de hoja, para girar alrededor de un eje central; caracterizada porque dicha hoja y dicha estructura de soporte de hoja pueden aplicarse a lo largo de una primera línea de contacto de apoyo dispuesta en un plano que es transversal a dicho eje, y en una segunda línea de contacto de apoyo que está espaciada axialmente de dicha primera línea de contacto de apoyo.

En otro aspecto, se proporciona una hoja de cuchilla giratoria, que comprende:

un cuerpo anular que define un primero y un segundo extremos axiales, estando dispuesto dicho cuerpo alrededor de un eje central; y

una sección de hoja anular que sobresale axialmente desde el primer extremo axial de dicho cuerpo;

estando compuesto dicho cuerpo de una pared que define una superficie radialmente exterior dispuesta entre dichos primero y segundo extremos axiales;

caracterizada porque dicha superficie define una primera y una segunda superficies de apoyo espaciadas axialmente, de modo que dicha hoja pueda estar soportada, para girar, por líneas de contacto de apoyo espaciadas axialmente.

En todavía otro aspecto, se proporciona una estructura de soporte de hoja para una hoja anular de cuchilla giratoria, comprendiendo dicha estructura de soporte de hoja lugares de apoyo que se extienden circunferencialmente alrededor de un eje central; por lo menos un primer lugar de apoyo que define una primera línea de contacto de apoyo en un plano que es transversal a dicho eje; y, por lo menos, un segundo lugar de apoyo que define una segunda línea de contacto de apoyo que está espaciada axialmente de dicha primera línea de contacto de apoyo.

En una realización, la cuchilla accionada mecánicamente comprende una estructura de soporte de hoja que soporta una hoja anular para girar alrededor de un eje central de hoja. La hoja y la estructura de soporte de hoja pueden aplicarse a lo largo de lugares de contacto de apoyo que están espaciados en una dirección paralela al eje, de modo que la hoja esté estabilizada tanto radial como axialmente cuando la cuchilla funciona.

La hoja de cuchilla giratoria comprende un cuerpo anular dispuesto alrededor del eje central, y una sección anular de hoja que sobresale del cuerpo. El cuerpo define superficies de apoyo de hoja que convergen avanzando una hacia otra.

En otra realización, la estructura de soporte de hoja comprende un miembro hendido de alojamiento de hoja que se puede expandir y contraer radialmente para recibir la hoja. El miembro de alojamiento está provisto de secciones de nervios que están espaciadas circunferencialmente alrededor de la periferia de la hoja, se extienden hacia una pista de apoyo formado en la hoja, y hacen contacto con las caras de apoyo de la hoja cuando la cuchilla funciona. El miembro hendido de alojamiento de hoja está ajustado de modo que la hoja y el alojamiento se apliquen a lo largo de líneas relativamente cortas de contacto de apoyo que sirven para minimizar el rozamiento entre hoja y alojamiento - y el consiguiente calentamiento de la hoja y del alojamiento - cuando la cuchilla funciona. Las secciones de nervios espaciadas estabilizan la hoja cuando gira, proporcionando una serie de lugares de apoyo que están espaciados, tanto circunferencialmente alrededor del perímetro de la hoja, como en la dirección del eje. Por tanto, el eje de rotación de la hoja se mantiene sustancialmente estacionario con respecto al cuchilla, de modo que el funcionamiento de la cuchilla está virtualmente libre de vibraciones. Como la hoja está suspendida por los lugares de apoyo, la hoja y el alojamiento permanecen separados excepto en los lugares de apoyo, incluso aunque el alojamiento de hoja adolezca de distorsiones ovaladas y/o alabeadas.

Otras características y ventajas de la invención quedarán de manifiesto con la siguiente descripción de una realización preferida, hecha con referencia a los dibujos adjuntos, que forman parte de la memoria descriptiva.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es una vista en planta desde arriba, de una cuchilla accionada mecánicamente que incorpora una hoja;

la Figura 2 es una vista en alzado, de la cuchilla de la Figura 1, con partes ilustradas en corte transversal;

la Figura 3 es una vista en perspectiva de una estructura de soporte de hoja que forma parte de la cuchilla de las Figuras 1 y 2;

la Figura 4 es una vista en alzado, observada aproximadamente desde el plano indicado por la línea 4-4 de la Figura 3;

la Figura 5 es una vista observada aproximadamente desde el plano indicado por la línea 5-5 de la Figura 4;

la Figura 6 es una vista en corte transversal, observada aproximadamente desde el plano indicado por la línea 6-6 de la Figura 5;

la Figura 7 es una vista fragmentaria ampliada, de parte de la estructura de soporte de hoja de la Figura 6;

la Figura 8 es una vista en corte transversal, observada aproximadamente desde el plano indicado por la línea 8-8 de la Figura 4;

la Figura 9 es una vista fragmentaria en corte transversal ampliado, de parte de la cuchilla mostrada en la Figura 1, observada aproximadamente desde el plano indicado por la línea 9-9 de la Figura 1;

la Figura 10 es una vista similar a la Figura 5, que muestra una cuchilla modificada;

la Figura 11 es una vista en corte transversal ampliado, de parte de la estructura de soporte de hoja de la Figura 10, observada aproximadamente desde el plano indicado por la línea 11-11;

la Figura 12 es una vista en corte transversal ampliado, de parte de la estructura de soporte de hoja de la Figura 10, observada aproximadamente desde el plano indicado por la línea 12-12;

la Figura 13 es una vista en corte transversal ampliado, de parte de la estructura de soporte de hoja de la Figura 10, observada aproximadamente desde el plano indicado por la línea 13-13;

la Figura 14 es una vista fragmentaria en corte transversal ampliado, similar a la Figura 9, de la cuchilla modificada con la hoja montada en el soporte de hoja;

la Figura 15 es una vista en perspectiva, de parte de otra cuchilla modificada; y

la Figura 16 es una vista en corte transversal, observada aproximadamente desde el plano indicado por la línea 16-16 de la Figura 15.

En las Figuras 1 y 2 de los dibujos se ilustra una cuchilla 10 accionada mecánicamente que comprende un mango 12, una pieza de cabeza 14, una estructura 16 de soporte de hoja, y una hoja anular 20.

La cuchilla 10 está conectada a un motor eléctrico remoto mediante un eje flexible 21 que se extiende en el mango 12 y transmite el movimiento desde el motor a la hoja 20. El motor y el eje flexible pueden ser de cualquier construcción convencional o adecuada y no se ilustran o describen detalladamente. El eje flexible es lo suficientemente adaptable para que el usuario de la cuchilla, asiendo el mango, mueva la cuchilla con facilidad y precisión mientras corta o trocea carne, o extrae carne de huesos, etc. El mango 12 y la pieza de cabeza 14 pueden ser de cualquier construcción convencional o adecuada y, por lo tanto, no se describen detalladamente. Aunque se describe una cuchilla accionada por motor eléctrico, la cuchilla también podría contener un motor neumático en el mango 12, y estar conectada a una fuente de aire comprimido mediante una manguera adecuada.

La estructura 16 de soporte de hoja soporta la hoja 20 para girar alrededor de su eje central 22 con la hoja y la estructura de soporte de hoja aplicadas, por lo menos, en lugares de apoyo que están espaciados axialmente (es decir, espaciados avanzando en la dirección del eje 22). En una realización, los lugares de apoyo están definidos por segmentos de líneas circunferenciales. Los segmentos de líneas de apoyo aseguran que la hoja y la estructura de soporte de hoja estén aplicadas solamente a lo largo de áreas de contacto extremadamente pequeñas. Los segmentos de líneas de apoyo espaciados axialmente aseguran que la hoja esté efectivamente soportada contra vibraciones laterales y axiales con respecto a la estructura de soporte de hoja, a la vez que se minimiza la resistencia de rozamiento a la rotación de la hoja, aportada por el contacto de apoyo, minimizando, por tanto, el calor creado en la cuchilla. Como se ilustra mejor en la Figura 9, los lugares de apoyo espaciados axialmente suspenden la hoja de modo que la hoja y la estructura de soporte de hoja permanezcan separadas excepto en los lugares de apoyo.

La estructura 16 de soporte de hoja, ilustrada, forma una estructura hendida en forma de anillo, que comprende un miembro 30 de soporte de hoja curvado anularmente que se extiende alrededor de la hoja 20, y una sección de montaje 32, que se extiende axialmente, para fijar la estructura 16 de soporte de hoja a la pieza de cabeza. Véanse las Figuras 2-4. La sección de cuerpo 30 se extiende de manera sustancial completamente alrededor de la hoja, con la hendidura 33 centrada con respecto a la pieza de cabeza. La sección de montaje 32 se extiende axialmente desde la sección de cuerpo 30, y conecta separablemente la sección de cuerpo a la pieza de cabeza.

La sección de montaje 32 se ilustra como una estructura en forma de pared curvada circularmente, que enfrenta la pieza de cabeza con la hendidura 33 que se extiende centralmente a través de ella. La sección de montaje 32 define ranuras de montaje 34 de extremos abiertos, en lados opuestos de la hendidura 33, que reciben tornillos de montaje 36 (Figura 2) para fijar la estructura de soporte de hoja en su sitio en la pieza de cabeza. Las ranuras 34 son significativamente más anchas que los diámetros de las roscas de los tornillos. Las cabezas 38 de los tornillos de montaje son sustancialmente más anchas que las ranuras. Las cabezas de los tornillos hacen contacto con la sección de montaje 32 en ambos lados de las ranuras de montaje 34 asociadas, para sujetar fijamente la estructura de soporte de hoja en su sitio contra la pieza de cabeza, cuando los tornillos están apretados. La parte central 40 de la sección de montaje cubre esencialmente la cara adyacente de la pieza de cabeza y, por tanto, cubre un piñón de engranaje 41 de accionamiento de hoja (Figura 2) que está montado en la pieza de cabeza y accionado desde el eje flexible 21. La cara de la parte central que se enfrenta a la pieza de cabeza está mecanizada para proporcionar una cara plana que se enfrenta al piñón de engranaje 41, de modo que el grosor de la pared de la parte central disminuya gradualmente avanzando hacia la hendidura 33 (véase Figura 3). La cara curvada de la pieza de cabeza y las caras curvadas enfrentadas de la sección de montaje, en lados opuestos de la parte central 40, definen ranuras de acoplamiento y salientes que se extienden circunferencialmente con respecto a la estructura de soporte de hoja, para asegurar que la estructura de soporte de hoja esté seguramente alineada con la pieza de cabeza y soportada por ella.

La sección de cuerpo 30 retiene la hoja montada en la cuchilla, a la vez que soporta la hoja para la rotación estable a alta velocidad, con bajo rozamiento, a pesar de la aplicación de varias fuerzas que aparecen durante el funcionamiento de la cuchilla. La sección de cuerpo 30 define una ranura, o espacio en forma de ranura, 42 que se extiende circunferencialmente, que recibe la hoja 20 cuando la hoja está montada en la cuchilla (véanse Figuras 7 y 9). La ranura está formada, en parte, por una pared radial 44 de la sección de cuerpo, dispuesta en un plano que se extiende perpendicular al eje 22 de la hoja, una pared periférica exterior 46 que se extiende alrededor de la periferia de la hoja, y una estructura de apoyo 47 de retención de hoja, que se extiende radialmente hacia dentro desde la pared 46 para hacer contacto con la hoja 20. Las paredes 44 y 46 están recortadas en cada lado de la hendidura 33 para proporcionar un espacio hueco semicircular 48 (Figuras 3, 4 y 6) para el piñón de engranaje 41.

La hoja 20 comprende un cuerpo anular 50 dispuesto alrededor del eje central 22, y una sección anular 52 de hoja. En la realización ilustrada de la invención (Figura 9), el cuerpo 50 define un primero y un segundo extremos axiales 56, 58. La sección 52 de hoja sobresale axialmente desde el primer extremo axial 56.

El cuerpo 50 está compuesto de dientes de engranaje 60 que forman el segundo extremo axial 58 del cuerpo, alejado de la sección 52 de hoja, una pared 62 que define una superficie radialmente exterior 64 dispuesta entre los extremos 56, 58 del cuerpo, y una pista anular de apoyo, o ranura, 66 abierta en la superficie 64. Los dientes de engranaje 60, ilustrados, están fresados en la pared 62 para formar una rueda dentada anular que se extiende alrededor del extremo 58 del cuerpo. Los dientes 60 de engranaje están dispuestos en la ranura 42 de soporte de hoja adyacentes a sus paredes 44, 46, de modo que el piñón de engranaje y la rueda dentada anular engranen en el espacio hueco 48. La rueda dentada anular se mueve engranada con el piñón de engranaje 41, de accionamiento, cuando la cuchilla 10 funciona.

La pista de apoyo 66 recibe la estructura de apoyo 47 de modo que el cuerpo 50 de hoja esté fijado a la estructura de soporte de hoja por el contacto de la pista de apoyo y la estructura de apoyo, a lo largo de lugares de apoyo que están espaciados axialmente y soportan firmemente la hoja contra el desplazamiento axial y radial durante el uso. La pista de apoyo 66 se extiende a la pared 62 y está separada axialmente de la sección 52 de hoja porque la superficie 64 se extiende entre la estructura de apoyo 47 y la sección 52 de hoja.

La pista de apoyo 66 comprende una primera y una segunda superficies de apoyo 70, 72 que convergen acercándose entre sí. En la cuchilla ilustrada, la pista se extiende radialmente hacia dentro en la pared 62. La superficie de apoyo 70 converge alejándose del segundo extremo axial 58, y la segunda superficie de apoyo 72 converge acercándose hacia la primera superficie de apoyo 70. En la hoja ilustrada, las superficies 70, 72 son troncocónicas. Como se muestra, están unidas en sus extremos radialmente interiores por una superficie corta anular 74 que se extiende axialmente, que sirve para minimizar la profundidad de la pista y no haga contacto con la estructura de apoyo 47.

La sección 52 de hoja es de construcción convencional o adecuada y, como se ilustra, está formada por superficies radialmente interior y exterior 90, 92 que convergen entre sí alejándose del cuerpo 50 hacia el filo cortante 94 en el extremo saliente de la hoja. En la cuchilla ilustrada, el filo 94 está formado por la unión de la superficie 90 y una superficie 96 que se extiende entre las superficies 90, 92. Las superficies 90, 92 se ilustran como continuas con el cuerpo 50 de hoja, y como las superficies 90, 92 convergen, el grosor de pared de la sección de hoja es menor que el del cuerpo 50. Aunque se describe una configuración particular de hoja, se usan comúnmente varias configuraciones de hojas anulares en cuchillas accionadas mecánicamente, dependiendo del uso particular al cual esté destinada la cuchilla. Cualquiera de tales configuraciones de hoja se puede usar con una cuchilla que realice la invención.

En la realización ilustrada y preferida de la invención, la hoja y la estructura de soporte de hoja se aplican a lo largo de líneas de contacto de apoyo en una primera pluralidad de lugares de apoyo espaciados circunferencialmente, dispuestos en un plano que es transversal al eje 22, y en una segunda pluralidad de lugares de apoyo espaciados circunferencialmente, dispuestos en un segundo plano que está separado del primer plano y se extiende transversal al eje 22. En la cuchilla 10 ilustrada, la estructura de apoyo 47 está formada por al menos tres nervios 100 que se extienden radialmente hacia dentro, que están espaciados circunferencialmente alrededor de la estructura de soporte de hoja. Véanse Figuras 5 y 7-9. Cada nervio ilustrado tiene una sección transversal de forma semicircular (véase Figura 9) de modo que cada nervio se aplique firmemente a las superficies troncocónicas 70, 72 a lo largo de los respectivos segmentos arqueados 102, 104 de líneas de contacto de apoyo (Figura 9). En la cuchilla ilustrada, cuatro nervios 100a, 100b, 100c, 100d están formados alrededor de la sección de cuerpo de soporte de hoja.

El uso de múltiples nervios asegura que, cuando la estructura de soporte de hoja se aprieta alrededor de la hoja, los nervios espaciados se mueven hacia un contacto ajustado con la pista de apoyo de hoja. Esta relación existe incluso donde la estructura de soporte de hoja adolece de deformaciones ovaladas o alabeadas creadas durante la fabricación o como resultado de un ajuste inapropiado del tamaño de la estructura de soporte de hoja.

En la cuchilla ilustrada por las Figuras 1-9, la estructura de soporte de hoja está formada inicialmente con un nervio continuo que sobresale radialmente hacia dentro. Las secciones 100a-d de nervios están formadas mediante una operación de mecanizado que suprime secciones del nervio original, dejando una superficie cilíndrica curvada separada de la periferia de la hoja.

Los nervios 100a, 100b se extienden desde lados opuestos de la hendidura 33 y soportan la hoja contra fuerzas de reacción inducidas por el engranaje, que empujan la hoja 20 lejos del piñón de engranaje 41 cuando la cuchilla está funcionando. Por tanto, la superficie 70 de pista de hoja tiende a apoyarse forzadamente sobre los nervios 100a, 100b en las proximidades del piñón de engranaje 41. Los nervios 100a, 100b son relativamente más largos que los nervios 100c, 100d de modo que las cargas de reacción del engranaje se distribuyan de manera relativamente amplia. Aunque las cargas de reacción del engranaje tienden a forzar la hoja 20 en una dirección que se aleja del piñón de engranaje, los nervios 100a, 100b impiden la desviación axial de la hoja, y permanecen en contacto de apoyo con ambas superficies de apoyo 70, 72 de la pista. Esto limita el desplazamiento axial y radial de la sección circunferencial de la hoja 20 cerca del piñón de engranaje. En la estructura 16 de soporte de hoja ilustrada por la Figura 8, los nervios 100a, 100b subtienden arcos iguales de aproximadamente 58º alrededor del eje 22.

Los nervios 100c, 100d están dispuestos diametralmente opuestos a los nervios 100a, 100b y alejados de la pieza de cabeza. Véase Figura 8. Los nervios 100a-d se apoyan firmemente en las superficies 70, 72 para mantener la hoja 22 centrada radialmente en el eje 22 y fijada contra desplazamientos en una dirección axial. Cuando se está haciendo funcionar la cuchilla para cortar carne o grasa de una parte de animal mayor que la sección circunferencial de la hoja en las proximidades de los nervios 100c, 100d, tiende a ser forzada hacia la pared radial 44 del miembro de soporte de hoja. El contacto entre la cara de apoyo 72 y los nervios 100c, 100d impide la desviación axial de la hoja debida a fuerzas ejercidas al cortar y trocear carne, etc. El componente radial de la fuerza de desviación es contrarrestado por los nervios 100a, 100b para mantener la hoja estabilizada radialmente. Los nervios 100c, 100d, ilustrados, subtienden arcos de aproximadamente 34º alrededor del eje 22, respectivamente.

Las Figura 10-14 son ilustrativas de una cuchilla modificada que realiza la presente invención. La cuchilla de las Figuras 10-14 está construida como la cuchilla 10, excepto en la estructura 120 de soporte de hoja y la hoja 122. Por consiguiente, la estructura 120 de soporte de hoja y la hoja 122 sólo se ilustran y describen detalladamente en lo que difieren de la estructura 16 de soporte de hoja y la hoja 20. Se deben tomar como referencia las Figuras 1-9 y la descripción asociada, para los detalles de las restantes partes de la cuchilla de las Figuras 10-14. Las partes de la estructura 120 de soporte de hoja y la hoja 122, que son iguales a partes de la estructura 16 de soporte de hoja y la hoja 20, están indicadas por correspondientes caracteres de referencia con tildes.

La estructura 120 de soporte de hoja soporta la hoja 122 para girar alrededor de su eje central 124, con la hoja y la estructura de soporte de hoja aplicadas, por lo menos, en lugares de apoyo espaciados avanzando en la dirección del eje 124. Los lugares de apoyo espaciados axialmente suspenden la hoja de modo que la hoja y el alojamiento de hoja permanezcan separados excepto en los lugares de apoyo. Véase Figura 14.

La estructura 120 de soporte de hoja está construida sustancialmente como la estructura 16 de soporte de hoja excepto que su pared periférica exterior 130 define una serie de secciones de pared 132 engrosadas radialmente, espaciadas circunferencialmente. Las secciones de pared 132 definen caras de apoyo troncocónicas 133, 134 que miran radialmente hacia dentro, que están sustancialmente centradas en el eje 124, y convergen avanzando en direcciones axiales opuestas. Estas caras de apoyo hacen contacto con las superficies de los nervios de apoyo en la hoja, a lo largo de líneas de contacto estrechas. En la realización preferida, las caras de apoyo 133, 134 forman paredes de ranuras que se abren hacia dentro, formadas en cada sección de pared 132 engrosada. Las partes de la pared periférica 130, entre las secciones engrosadas, están rebajadas y separadas en todo momento de las superficies de nervios de la hoja (Figura 13).

La estructura 120 de soporte de hoja se puede formar mecanizando una ranura que se abre radialmente hacia dentro, completamente alrededor de la periferia interior de la pared periférica 130, para definir las caras de apoyo 133, 134. Las secciones engrosadas se forman después mecanizando la pared 130 para proporcionar secciones delgadas rebajadas 135 de pared entre las secciones 132 (véanse Figuras 11-13).

La estructura de soporte de hoja ilustrada en las Figuras 11 y siguientes tiene cuatro secciones engrosadas. Dos secciones 132 se extienden opuestamente desde la hendidura 33' de la estructura 120 de soporte de hoja. Las dos secciones engrosadas restantes están situadas en el lado diametralmente opuesto de la estructura de soporte de hoja. Las superficies de apoyo pueden estar distribuidas alrededor del eje 124 en cualquier configuración adecuada. Además, puede haber más o menos de cuatro secciones engrosadas.

La hoja 122 es como la hoja 20 excepto que la pista de apoyo 66 de la hoja 20 es sustituida por un nervio de apoyo 140 que se extiende continuamente alrededor de la periferia de la hoja, y se extiende radialmente en contacto con las caras de apoyo 133, 134. El nervio 140 tiene una sección transversal de forma semicircular, de modo que define superficies de apoyo que convergen acercándose entre sí y hacen contacto con las caras de apoyo 133, 134 del alojamiento de soporte, a lo largo de líneas de contacto de apoyo 102', 104' que se extienden a lo largo de las ranuras.

Los segmentos de líneas de contacto de apoyo aseguran que la hoja y la estructura de soporte de hoja se aplican únicamente a lo largo de áreas de contacto extremadamente pequeñas. Los segmentos de líneas de contacto de apoyo espaciados axialmente aseguran que la hoja esté efectivamente soportada contra vibraciones radiales y axiales con respecto a la estructura de soporte de hoja, a la vez que se minimiza la resistencia de rozamiento a la rotación de la hoja, proporcionada por el contacto de apoyo.

La estructura 120 de soporte de hoja está apretada alrededor de la hoja con las caras de apoyo 133, 134 haciendo contacto con el nervio 140, y suspendiendo la hoja de modo que no haga contacto con la estructura de soporte de hoja excepto en las líneas de contacto de apoyo (Figura 14). Cuando está situada como se desea, la estructura 120 de soporte de hoja se fija en su posición mediante tornillos de sujeción como los tornillos 36.

Las Figuras 15 y 16 ilustran todavía otra construcción de cuchilla que es igual que la de la cuchilla 10 de las Figuras 1-9 excepto en la estructura 160 de soporte de hoja. La estructura 160 de soporte de hoja está construida igual que la estructura 16 de soporte de hoja excepto que están dispuestas seis secciones de nervios de apoyo 200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f para establecer contacto de apoyo con la hoja, en lugar de los cuatro nervios de apoyo proporcionados por la estructura 16 de soporte de hoja. La hoja usada con el soporte 160 de hoja es idéntica a la hoja 20 y, por tanto, no se ilustra. Las partes de la estructura 160 de soporte de hoja, que son idénticas a partes de la estructura 16 de soporte de hoja, están indicadas por correspondientes caracteres de referencia y no se describen otra vez.

Las secciones de nervios de apoyo 200a, 200b se extienden desde lados opuestos de la hendidura 33 y soportan la hoja contra fuerzas de reacción inducidas por el engranaje, que empujan la hoja 20 lejos del piñón de engranaje 41 cuando la cuchilla está funcionando. Los nervios 200a, 200b ocupan longitudes de arcos iguales que los nervios 100a, 100b y son relativamente más largos que los nervios 200c-200f, de modo que las cargas de reacción del engranaje se distribuyan de manera relativamente amplia. Aunque las cargas de reacción del engranaje tienden a forzar la hoja 20 en una dirección que se aleja del piñón de engranaje, los nervios 200a, 200b impiden la desviación axial de la hoja y permanecen en contacto de apoyo con ambas superficies de apoyo 70, 72 de la pista de hoja. La sección circunferencial de la hoja 20 cerca del piñón de engranaje tiene limitado el desplazamiento axial y radial por el contacto del nervio y la pista. En el soporte 160 de hoja ilustrado por las Figuras 15 y 16, los nervios 200a, 200b subtienden arcos iguales de aproximadamente de 58º alrededor del eje 22.

Los nervios 200c, 200d están dispuestos diametralmente opuestos a los nervios 200a, 200b y alejados de la pieza de cabeza de la cuchilla. Los nervios 200c, 200d son idénticos a los nervios de la cuchilla de las Figuras 1-9, y están espaciados la misma longitud de arco, es decir, cada uno subtiende un arco de aproximadamente 34º alrededor del eje 22, y los nervios están espaciados alrededor de 34º.

El nervio 200e está centrado entre los nervios 200a, 200c, mientras que el nervio 200f está centrado entre los nervios 200b, 200d. Véase Figura 15. Los nervios 200e, 200f subtienden arcos de alrededor de 35º, respectivamente. Los nervios 200c-f se apoyan firmemente en las superficies 70, 72 de la pista de apoyo de hoja para mantener la hoja 20 centrada radialmente en el eje 22 y fijada contra el desplazamiento axial.

Los nervios 200a-f cooperan con las superficies de apoyo 70, 72 y entre sí para impedir las vibraciones tanto axiales como radiales de la hoja, Cualquier tendencia de una parte circunferencial de la hoja 20 a desviarse axialmente crea un componente axial y un componente radial de fuerza de reacción aplicados a la hoja por el nervio que está aplicado a la parte circunferencial afectada de la hoja. La fuerza dirigida radialmente que, de lo contrario, podría desplazar radialmente la hoja alejándola del nervio, es contrarrestada por uno o más nervios situados en el lado diametralmente opuesto de la hoja, de modo que no se produzca ningún movimiento radial de la hoja. Esto evita las vibraciones de la hoja.

Las cuchillas equipadas con la estructura 160 de soporte de hoja pueden presentar una vida efectiva de la hoja, más larga que las equipadas con la estructura 16 de soporte de hoja. Cuando los nervios 100a-100d se desgastan como resultado de un uso prolongado, la hoja 20 podría hacer contacto con la sección de cuerpo 30 de soporte de hoja en el espacio entre los nervios 100a y 100c, o entre los nervios 100b y 100d, durante el uso. Esto originaría el desgaste de la hoja y necesitaría una sustitución eventual. Cuando las cuchillas equipadas con la estructura 160 de soporte de hoja experimentan la misma cantidad de desgaste en los nervios 200a-d, el nervio 200e o el nervio 200f impiden que la hoja 20 haga contacto con la sección de cuerpo 30, evitando, por tanto, el desgaste de la hoja. No se ha observado que la cantidad de calor generada por la estructura 160 de soporte de hoja sea mayor que la generada por la estructura 16 de soporte de hoja.

Los nervios 100 y 200 que se ilustran en conexión con las Figuras 1-9 y las Figuras 15 y 16, respectivamente, están situados simétricamente alrededor de una línea 202 que se extiende a través de la hendidura 33 y el lado diametralmente opuesto de la sección de cuerpo 30 de soporte de hoja. Se debe apreciar que los nervios 100a-d o los nervios 200a-f podrían estar distribuidos en configuraciones diferentes alrededor de la sección de cuerpo 30, y tener longitudes de arco diferentes de las mencionadas anteriormente, dependiendo del uso a que esté destinada la cuchilla 10. Además, se podrían emplear tres nervios, cinco nervios, o más de seis nervios, dependiendo del uso de la cuchilla.

En teoría, en la cuchilla 10 se podría emplear incluso un solo nervio que se extendiera sustancialmente alrededor de la hoja 20, con tal que la hoja 20 estuviera soportada sustancialmente alrededor de su periferia en lugares de apoyo espaciados axialmente. En la práctica, tal construcción es problemática porque la estructura de soporte de hoja tendría que ser expansible radialmente para permitir la extracción y sustitución de la hoja. Es difícil ajustar el diámetro de la estructura de soporte de hoja de modo que la hoja esté aplicada uniforme y firmemente a un solo nervio alrededor de su periferia. La hoja tiende a aplicarse a uno o dos lugares aleatorios, dando lugar a vibraciones radiales y axiales de la hoja. Además, donde la hoja hace un contacto conveniente con la estructura de soporte, sustancialmente alrededor de su periferia, el calentamiento de la hoja durante el uso es mayor que el experimentado con múltiples nervios de apoyo, porque el nervio único hace contacto con las superficies de apoyo 70, 72 en longitudes mayores.

Aunque se han ilustrado y descrito diferentes realizaciones de la invención, la invención no debe considerarse limitada a las construcciones precisas mostradas. Varias modificaciones, adaptaciones, y usos de la invención se pueden ocurrir a los que tienen experiencia normal en la actividad de construir cuchillas giratorias accionadas mecánicamente. La intención es cubrir por este documento la totalidad de tales modificaciones, adaptaciones y usos que caigan dentro del ámbito o el espíritu de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (25)

1. Una cuchilla (10) accionada mecánicamente, que comprende una estructura (16, 120) de soporte de hoja y una hoja anular (20, 122) soportada por dicha estructura de soporte de hoja para girar alrededor de un eje central (22);

caracterizada porque dicha hoja y dicha estructura de soporte de hoja pueden aplicarse a lo largo de una primera línea de contacto de apoyo (102, 102') dispuesta en un plano que es transversal a dicho eje, y en una segunda línea de contacto de apoyo (104, 104') que está espaciada axialmente de dicha primera línea de contacto de apoyo.

2. La cuchilla reivindicada en la reivindicación 1, en la que dichas primera (102, 102') y segunda (104, 104') líneas de contacto de apoyo están formadas, en parte, por un nervio (100, 140) en una de entre dicha hoja o dicha estructura de soporte de hoja, sobresaliendo dicho nervio hacia aplicación con la otra de entre dicha hoja o dicha estructura de soporte de hoja, estando formadas, también, dichas líneas de contacto de apoyo, en parte, por superficies de apoyo espaciadas (70, 72, 133, 134) formadas en la otra de entre dicha hoja o dicha estructura de soporte de hoja, pudiendo aplicarse dichas superficies de apoyo con dicho nervio.

3. La cuchilla reivindicada en la reivindicación 2, en la que dichas superficies de apoyo están formadas en dicha hoja.

4. La cuchilla reivindicada en la reivindicación 3, en la que dicha primera línea de contacto de apoyo (102, 102') es uno de una primera pluralidad de lugares de apoyo (100, 200), estando dichos lugares de dicha primera pluralidad espaciados circunferencialmente alrededor de dicho eje; dicha segunda línea de contacto de apoyo (104, 104') es uno de una segunda pluralidad de lugares de apoyo (100, 200), estando dichos lugares de dicha segunda pluralidad espaciados circunferencialmente alrededor de dicho eje.

5. La cuchilla reivindicada en la reivindicación 4, en la que cada una de dichas primera y segunda pluralidades de lugares de apoyo (100, 200) está formada, en parte, por una serie de nervios (100, 140) espaciados circunferencialmente en una de entre dicha hoja (20, 122) o dicha estructura (16, 120) de soporte de hoja, sobresaliendo dichos nervios hacia aplicación con la otra de entre dicha hoja o dicha estructura de soporte de hoja, estando formados, también, dichos lugares de apoyo, en parte, por superficies de apoyo espaciadas (70, 72, 133, 134) en la otra de entre dicha hoja o dicha estructura de soporte de hoja, pudiendo aplicarse dichas superficies de apoyo con dichos nervios.

6. Una cuchilla accionada mecánicamente según cualquier reivindicación precedente, que comprende, también, un mango (12) y una pieza de cabeza (14), en la que dicha estructura de soporte de hoja está compuesta de un miembro (30) de soporte de hoja que se extiende sustancialmente de manera continua alrededor de dicho miembro de hoja anular (20, 122), pudiendo aplicarse dicho miembro de hoja anular y dicho miembro de soporte de hoja, por lo menos, en tres lugares de apoyo (100, 200) espaciados circunferencialmente avanzando alrededor de dicho eje.

7. La cuchilla accionada mecánicamente, reivindicada en la reivindicación 6, en la que dicho cuerpo de miembro (30) de soporte de hoja está hendido con la hendidura (33) situada en dicha pieza de cabeza (14), y uno de dichos lugares de apoyo (100, 200) está dispuesto en un lado de dicha hendidura, y un segundo lugar de apoyo está dispuesto en el lado opuesto de dicha hendidura.

8. La cuchilla accionada mecánicamente, reivindicada en la reivindicación 6, en la que dicho miembro (30) de soporte de hoja está hendido y formado de un material rígidamente elástico, permitiendo dicha hendidura el ajuste del tamaño diametral del miembro de soporte de hoja.

9. La cuchilla accionada mecánicamente, reivindicada en la reivindicación 6, en la que dichos lugares de apoyo (100, 200) están definidos por salientes en dicho miembro de soporte de hoja, que se extienden hacia dicha hoja.

10. La cuchilla accionada mecánicamente, reivindicada en la reivindicación 6, en la que dichos lugares de apoyo están definidos por superficies en dicha hoja, que se extienden hacia dicho miembro de soporte de hoja.

11. Una hoja de cuchilla giratoria, que comprende:

un cuerpo anular (50) que define un primero y un segundo extremos axiales, estando dispuesto dicho cuerpo alrededor de un eje central (22); y

una sección (52) de hoja anular que sobresale axialmente desde el primer extremo axial de dicho cuerpo;

estando compuesto dicho cuerpo de una pared (62) que define una superficie (64) radialmente exterior dispuesta entre dichos primero y segundo extremos axiales;

caracterizada porque dicha superficie define una primera y una segunda superficies de apoyo espaciadas axialmente, de modo que dicha hoja pueda estar soportada para girar, por líneas de contacto de apoyo (102, 104, 102', 104') espaciadas axialmente.

12. La hoja de cuchilla giratoria, reivindicada en la reivindicación 11, en la que dicha primera superficie de apoyo está compuesta de una primera superficie (70) de ranura, que converge alejándose de dicho segundo extremo axial, y dicha segunda superficie de apoyo está compuesta de una segunda superficie (72) de ranura, que converge acercándose hacia dicha primera superficie de ranura; formando dichas primera y segunda superficies de ranura una pista anular de apoyo (66) que se abre en dicha superficie exterior (64) y se extiende radialmente hacia dicha pared (62), estando dicha pista de apoyo separada axialmente de dicha sección de hoja.

13. La hoja de cuchilla giratoria, reivindicada en la reivindicación 12, en la que, por lo menos, una de dichas superficies de apoyo es troncocónica.

14. La hoja de cuchilla giratoria, reivindicada en la reivindicación 12, en la que ambas superficies de apoyo citadas son troncocónicas.

15. La hoja de cuchilla, reivindicada en la reivindicación 13, que comprende, también, una tercera superficie de pared de ranura, que se extiende entre extremos adyacentes de dichas superficies de apoyo.

16. La hoja de cuchilla, reivindicada en la reivindicación 14, en la que los ángulos de conicidad de dichas primera y segunda caras de apoyo son sustancialmente iguales.

17. La hoja de cuchilla giratoria, reivindicada en la reivindicación 11, en la que dichas primera y segunda superficies de apoyo están situadas en un nervio (140), extendiéndose dicho nervio radialmente hacia fuera de dicha superficie exterior (64).

18. La hoja de cuchilla giratoria, reivindicada en cualquiera de las reivindicaciones 11 a 17, en la que la pared del cuerpo es generalmente cilíndrica.

19. La hoja de cuchilla, reivindicada en cualquiera de las reivindicaciones 11 a 18, en la que dicho primer extremo axial está dispuesto adyacente a dicha sección de hoja.

20. Una estructura de soporte de hoja para una hoja anular de cuchilla giratoria, comprendiendo dicha estructura de soporte de hoja lugares de apoyo que se extienden circunferencialmente alrededor de un eje central, por lo menos un primer lugar de apoyo (102, 102') que define una primera línea de contacto de apoyo en un plano que es transversal a dicho eje, y, por lo menos, un segundo lugar de apoyo (104, 104') que define una segunda línea de contacto de apoyo que está espaciada axialmente de dicha primera línea de contacto de apoyo.

21. La estructura de soporte de hoja reivindicada en la reivindicación 20, en la que dichas, por lo menos, una primera y una segunda líneas de contacto de apoyo están formadas por un nervio de apoyo (100, 200) que sobresale radialmente hacia dentro, desde dicha estructura de soporte de hoja.

22. La estructura de soporte de hoja reivindicada en la reivindicación 20, en la que dichas líneas de contacto de apoyo están formadas por una pluralidad de nervios de apoyo (100, 200) que se extienden radialmente hacia dentro, desde dicha estructura de soporte de hoja.

23. Una estructura (16, 120) de soporte de hoja según cualquiera de las reivindicaciones 20 a 22, para una hoja anular de cuchilla, en la que dicha estructura de soporte comprende, también, un miembro hendido (30) de soporte de hoja, curvado anularmente, que se extiende sustancialmente de manera continua alrededor de un eje central (22), y cada una de dichas primera y segunda líneas de contacto de apoyo comprende una pluralidad de lugares de apoyo (100, 200) espaciados circunferencialmente avanzando alrededor de dicho eje.

24. La estructura de soporte reivindicada en la reivindicación 23, en la que dichas primera y segunda pluralidades de lugares de apoyo están definidas por nervios de apoyo (100) que se extienden radialmente hacia dentro, desde dicho miembro de soporte de hoja.

25. La estructura de soporte reivindicada en la reivindicación 23, en la que dichas primera y segunda pluralidades de lugares de apoyo están definidas por superficies de apoyo de ranuras que se abren radialmente hacia dentro, en dicha estructura de soporte.