Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Fleischwolfes

Abstract

 Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Rohstoffübergabe von einer Zuführschnecke (10) zur Arbeitsschnecke (12) eines Fleischwolfs, wobei ein die Belastung der Zuführschnecke charakterisierender Parameter kontinuierlich gemessen und derart zur Drehzahländerung der Zuführschnecke (10) verwendet wird, daß die Belastung der Zuführschnecke (10) auf einen vorbestimmten Wert eingeregelt wird. Dieser vorbestimmte Wert der Zuführschneckenbelastung wird vorzugsweise in Abhängigkeit von Art und Festigkeit des Rohstoffs (18) gewählt. Zur Steuerung wird vorzugsweise ein Drehzahlmesser (48) in Verbindung mit einem Mikrorechner (52) verwendet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Rohstoffübergabe von einer Zuführschnecke zur Arbeitsschnecke eines Fleischwolfes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Fleischwolf zur Durchführung dieses Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9.

[0002] Bei bekannten Verfahren und Fleischwölfen dieser Art liegen die Drehzahlen der Antriebe von Zubringerschnecke und Arbeitsschnecke etwa im Verhältnis von 1 : 10 bis 1 : 30. Als Rohstoff wird Fleisch in unterschiedlicher Stückigkeit, Festigkeit und in verschiedenen Zustandsformen verarbeitet. Damit die schnell-laufende Arbeitsschnecke stets ausreichend mit Rohstoff beschickt wird, beobachtet man üblicherweise optisch-subjektiv das Übergabeverhalten des Rohstoffs zwischen Zuführschnecke und Arbeitsschnecke und verstellt manuell die Drehzahl des Antriebs meist der Zuführschnecke und/oder gegebenenfalls der Arbeitsschnecke, sobald festgestellt wird, daß die Arbeitsschnecke nicht genug Rohstoff zur Verarbeitung erhält oder zuviel Rohstoff von der Zuführschnecke geliefert wird und daher ein zu hoher Übergabedruck zwischen den beiden Schnecken entsteht. Im allgemeinen nimmt man an, daß das Herausdrängen bzw. der Rückfluß von ganzstückigem Rohstoff aus dem Übergabebereich zwischen den beiden Schnecken ein gültiges Anzeichen dafür ist, daß ein guter Füllungsgrad der Arbeitsschnecke gesichert ist. Erfahrungsgemäß ist dies jedoch nicht der Fall. Es konnte nachgewiesen werden, daß bis zu 40 % der Leistung der Arbeitsschnecke durch ein nicht zeitgerechtes Befüllen leerer Arbeitsschneckengänge verlorengeht. Um eine schonende und rationelle Fleischverarbeitung zu erreichen, wäre es erforderlich, ein gleichbleibendes Materialangebot an der Arbeitsschnecke zu gewährleisten, wobei jedoch der Übergabedruck einen bestimmten Wert nicht überschreiten darf. Beispielsweise wird bei unterschiedlicher Stückgutgröße des Rohstoffs unter normalen Förderbedingungen ein großes Fleischstück mit gleichmäßiger Drehzahl der Zuführschnecke zur Arbeitsschnecke gefördert, dort durch die schnelldrehende Arbeitsschnecke aufgenommen und in diese hineingezogen. Dadurch entsteht im Rohstoffluß innerhalb der Zubringerschnecke eine Unterbrechung. Die Zubringerschnecke muß den Rohstoff erst wieder herantransportieren, was einige Zeit in Anspruch nimmt, da die Zuführschnecke langsamer als die Arbeitsschnecke umläuft. Andererseits ist auch ein Überangebot von Rohstoff im Übergabebereich zur Arbeitsschnecke und damit die Entstehung eines hohen Staudrucks im Übergabebereich nachteilig für die Befüllung der Arbeitsschnecke, da die Rohstoffübergabe chaotisch erfolgt und einzelne Teilstücke sich gegenseitig behindern und leere Schneckengänge der Arbeitsschnecke verdecken. Dadurch wird zu wenig Rohstoff durch die Arbeitsschnecke aufgenommen, und es erfolgt ein stärkerer Rückfluß und Staudruck im Übergabebereich. Dieser zu hohe Staudruck kann zu einer Beschädigung des Fleischgewebes sowie zu einer unerwünschten Wärmeerzeugung führen, die die Qualität des verarbeiteten Fleisches ebenfalls vermindert.

[0003] Durch die Erfindung soll sichergestellt werden, daß die Übergabebedingungen zwischen den beiden Schnecken in dynamischer Weise den jeweiligen Erfordernissen selbsttätig angepaßt und stets ein Füllungsgrad der Arbeitsschnecke zwischen 90 und 100 % erreicht wird, so daß einerseits der Wirkungsgrad des Fleischwolfs stark erhöht und andererseits die durch die Verarbeitung erzielte Qualität des Rohstoffs bedeutend verbessert wird.

[0004] Diese Aufgabe wird beim erfindungsgemäßen Verfahren durch die Merkmale des Anspruchs 1 und beim erfindungsgemäßen Fleischwolf durch die Merkmale des Anspruchs 9 gelöst. Durch die dynamische Anpassung der Zuführschneckenbelastung an die jeweiligen Erfordernisse läßt sich ein sehr gleichmäßiger Staudruck im Übergabebereich zwischen den beiden Schnecken erreichen, indem die Drehzahländerung der Zuführschnecke jeweils dem gemessenen Belastungsparameter nachgeführt wird.

[0005] Gemäß Anspruch 2 erfolgt dabei eine Drehzahländerung, sobald die Belastung einen Bereich von etwa ± 20 % um den vorbestimmten Belastungswert herum verläßt.

[0006] Nach Anspruch 3 wird der vorbestimmte Wert der Belastung nach Erfahrungswerten in Abhängigkeit von Art und Festigkeit des jeweils vearbeiteten Rohstoffs vorgewählt und eingestellt.

[0007] Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 4 wird als Parameter für die Zuführschneckenbelastung die Drehzahl der Zuführschnecke gemessen, die sofort ansteigt, wenn wenig oder kein Rohstoff gefördert, dagegen stark absinkt, wenn der Staudruck an der Arbeitsschnecke zu hoch wird.

[0008] Gemäß Anspruch 5 und 6 kann als Belastungsparameter aber auch der Staudruck oder die Temperatur des Rohstoffs im Übergabebereich verwendet werden.

[0009] Nach Anspruch 7 ist es als ideal anzusehen, wenn durch Wahl der Zuführschneckenbelastung ein Verhältnis der jeweiligen Vorschubvolumina der beiden Schnecken zwischen 1,05 : 1 und 1,1 : 1 erreicht wird. Bei bekannten Verfahren und Fleischwölfen wird meist ein Verhältnis der Vorschubvolumina der beiden Schnecken von etwa 1,5 : 1 eingehalten, damit wenigstens eine annähernd ausreichende Rohstoffzuführung gewährleistet ist, wobei man die Nachteile eines erhöhten Staudrucks für die Befüllung der Arbeitsschnecke und für die Qualität des verarbeiteten Rohstoffs in Kauf nimmt.

[0010] Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Anspruch 8 sieht eine Notabschaltung der beiden Antriebe oder die Auslösung eines Fehlersignals vor, wenn über längere Zeit die maximale Drehzahl oder eine minimale Belastung der Zuführschnecke oder eine andere Fehlfunktion des Fleischwolfs festgestellt wird.

[0011] Das Rechnerprogramm kann nach einem weiteren Vorschlag auch so gestaltet sein, daß eine Abschaltung oder Fehlersignalauslösung erfolgt, wenn beispielsweise die Daten an einer am Ausgang der Arbeitsschnecke angeordneten Lochscheibe nicht zu den eingegebenen Daten des zu verarbeitenden Rohstoffs passen.

[0012] Die einfachste Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt gemäß Anspruch 9 einen drehzahlveränderlichen Antrieb für die Zuführschnecke, ein Meßgerät für den die Belastung charakterisierenden Parameter und einen mit dem Meßgerät verbundenen Rechner, der die Antriebsdrehzahl der Zuführschnecke jeweils so anpaßt, daß sich ein Staudruck im Übergabebereich ergibt, der ständig nahe dem für den jeweiligen Rohstoff geforderten Wert liegt.

[0013] Ein Steuervorgang des Rechners wird nach Anspruch 10 stets dann ausgelöst, wenn die Belastung der Zuführschnecke den vorbestimmten Bereich und den eingeregelten Wert verläßt. Dabei findet gemäß Anspruch 11 im Rechner eine dem Fachmann geläufige Verknüpfung des eingegebenen vorbestimmten Belastungswerts mit der Drehzahlsteuerung der Zuführschnecke statt.

[0014] Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 12 ist das Parametermeßgerät ein Drehzahlmesser, der die Drehzahl der Zuführschnecke mißt, die ja in der oben erläuterten Weise von der Belastung der Zuführschnecke und somit vom Staudruck im Übergabebereich abhängt. Der gemessene Drehzahlwert wird ständig auf den Rechner gegeben, der seinerseits wieder die Drehzahl so steuert, daß die Belastung des Rohstoffes bei Übergabe auf die Arbeitsschnecke im Regelbereich liegt.

[0015] Die Steuerung der Drehzahl erfolgt gemäß Anspruch 13 vorzugsweise über eine Wirbelstromkupplung, deren Magnetfeld durch den Rechner gemäß den errechneten Regelwerten gesteuert wird, wodurch die Drehzahl der Zuführschnecke auf den richtigen Wert eingestellt wird.

[0016] Die Ansprüche 14 und 15 betreffen Ausführungsformen mit einem Druckmesser bzw. Thermometer als Parametermeßgerät.

[0017] Anspruch 16 betrifft eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, bei der die feste Arbeitsdrehzahl der Arbeitsschnecke stufenweise umschaltbar ist, damit sie einem bestimmten Rohstoff und bestimmten Lochscheibeneinsätzen am Ausgang der Arbeitsschnecke angepaßt werden kann.

[0018] Anhand der Figur wird ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fleischwolfs näher erläutert. Die Figur zeigt in schematischer Darstellung ein Schaltbild mit dem gesteuerten Fleischwolf, wobei nur erfindungswesentliche Teile dargestellt sind.

[0019] Der Fleischwolf weist eine Zuführschnecke 10 mit größerem Durchmesser und eine Arbeitsschnecke 12 mit kleinerem Durchmesser auf, welche axial aneinander anschließen. Die Zuführschnecke ist in einem etwa zylindrischen Zuführgehäuse 14 mit oben liegendem Eingabeschacht 16 angeordnet. Der Rohstoff 18 wird in Form von verschieden großen, verschieden geformten und unterschiedlich festen Fleischstücken in nicht näher gezeigter Weise gemäß dem Pfeil 20 in den Eingabeschacht 16 eingeführt.

[0020] Die Arbeitsschnecke 12 ist in einem zylindrischen mit Zügen versehenen Arbeitsgehäuse 22 angeordnet, dessen Durchmesser geringer ist als der Durchmesser des Zuführgehäuses 14. Das Zuführge häuse 14 ist über ein konisch sich verjüngendes Übergabegehäuse 24 einstückig mit dem Arbeitsgehäuse 22 verbunden. Am Ende des Arbeitsgehäuses 22 ist ein Schneidgehäuse 26 zur Aufnahme von unterschiedlichen Lochscheiben 28 für die Verarbeitung des gemäß den Pfeilen 30 aus dem Fleischwolf austretenden Rohstoffs dicht angeschlossen.

[0021] Für den Antrieb der Arbeitsschnecke 12 mit Antriebswelle 13 ist ein Elektromotor 32 mit Getriebe 34 vorgesehen, wobei die Drehzahl der Arbeitsschnecke 12 auf folgende Stufen oder ähnliche schaltbar ist:


Für den Antrieb der Zuführschnecke 10 mit beispielsweise hohler Antriebsachse 11 ist ein zweiter Elektromotor 36 vorgesehen, dessen Antriebsleistung über eine Wirbelstromkupplung 38 und ein an diese angeschlossenes, als Kraftwandler dienendes Getriebe 40 sowie eine Abtriebseinrichtung 42 auf die Hohlwelle 44 der Zuführschnecke 10 übertragen wird. Die Antriebswelle 13 der Arbeitsschnecke 12 ist koaxial und frei verdrehbar innerhalb der Hohlwelle 44 der Zufuhrschnecke 10 gelagert. Über eine Drehzahl-Abtasteinrichtung 46 mit angeschlossenem Drehzahlmesser 48 wird ständig die Drehzahl der Zuführschnecke 10 gemessen. Der Drehzahlmesser 48 ist über eine Signalleitung 50 mit einem Eingang eines Mikrorechners 52 verbunden, dessen Ausgang über eine Steuerleitung 54 mit der Wirbelstromkupplung 38 verbunden ist und diese steuert.

[0022] Durch die Drehung der Zuführschnecke wird bei Eingabe von Rohstoff 18 in dem vom Übergabegehäuse 24 umfaßten Übergabebereich zwischen den Schnecken 10 und 12 ein gewisser Staudruck des Rohstoffs erzeugt, der zwischen null bei mangelhafter Nachlieferung von Rohstoff und verhältnismäßig hohen Werten schwanken kann, wenn zuviel Rohstoff von der Zuführschnecke 10 gefördert wird. Der sich ändernde Staudruck bewirkt, daß sich die Drehzahl der Zuführschnecke 10 bei fehlendem Rohstoff erhöht und bei stärkerer Belastung erniedrigt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Drehzahl der Zuführschnecke 10 bei gleichzeitig dynamischer Regelung stufenlos einstellbar zwischen 0 und 30 U/min. Die jeweils sich ergebende Drehzahl der Zuführschnecke 10 wird nun vom Drehzahlmesser 48 gemessen und auf den Mikrorechner 52 gegeben. Dieser ist so programmiert, daß er durch die Erzeugung eines entsprechenden Magnetfelds in der Wirbelstromkupplung 38 bei Verarbeitung eines bestimmten Rohstoffs eine konstante Kraftübertragung der Wirbelstromkupplung 38 mit einer Schwankung von etwa ± 20 % erzeugt. Durch Verstärkung des Magnetfelds wird die Kraftübertragung der Wirbelstromkupplung 38 durch Ansteigen der Drehzahl erhöht und bei Schwächung des Magnetfelds wird die Kraftübertragung durch Absinken der Drehzahl erniedrigt.

Ansprüche

1. Verfahren zur Regelung der Rohstoffübergabe von einer einen größeren Durchmesser aufweisenden Zuführschnecke, die mit niedriger Drehzahl motorisch angetrieben wird, in eine einen kleineren Durchmesser aufweisende Arbeitsschnecke eines Fleischwolfes, die getrennt vom Antrieb der Zuführschnecke mit höherer Drehzahl angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Parameter, der die Belastung der Zuführschnecke durch den zugeführten Rohstoff charakterisiert, kontinuierlich gemessen und derart zur Drehzahländerung der Zuführschnecke verwendet wird, daß die Belastung der Zuführschnecke auf einen vorbestimmten Wert eingeregelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drehzahländerung vorgenommen wird, sobald die Belastung der Zuführschnecke um mehr als ± 20 % von dem vorbestimmten Wert abweicht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Wert der Belastung in Abhängigkeit von Art und Festigkeit des Rohstoffs vorgewählt wird.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Parameter die Drehzahl der Zuführschnecke gemessen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Parameter der staudruck des Rohstoffs im Übergabebereich von der Zuführschnecke zur Arbeitsschnecke gemessen wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Parameter die Temperatur des Rohstoffs im Übergabebereich von der Zuführschnecke zur Arbeitsschnecke gemessen wird.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß der vorbestimmte Wert der Belastung der Zuführschnecke so gewählt wird, daß sich die Vorschubvolumina von Zuführschnecke und Arbeitsschnecke wie 1,05 : 1 bis 1,1 : 1 verhalten.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe automatisch abgeschaltet werden oder ein Fehlersignal ausgelöst wird, wenn über einen vorbestimmten Zeitraum hinweg maximale Drehzahl oder minimale Belastung an der Zuführschnecke oder eine Fehlfunktion des Fleischwolfs festgestellt wird.

9. Fleischwolf zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einer einen größeren Durchmesser aufweisenden Zuführschnecke (10) und entsprechendem Zuführgehäuse (14), einer einen kleineren Durchmesser aufweisenden Arbeitsschnecke (12) und entsprechendem Arbeitsgehäuse (22), einem das Zuführgehäuse (14) mit abnehmendem Querschnitt in das Arbeitsgehäuse (22) überführenden Übergabegehäuse (24), einem motorischen Antrieb (36, 38, 40, 42) mit niedriger Drehzahl für die Zuführschnecke (10) und einem getrennten motorischen Antrieb (32, 34) mit wählbarer konstanter höherer Drehzahl für die Arbeitsschnecke (12), dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Antriebs (36, 38, 40, 42) der Zuführschnecke (10) stufenlos-dynamisch steuerbar ist und daß ein Meßgerät (48) zur Messung des Parameters mit einem Rechner (52) verbunden ist, der die Drehzahl des Antriebs (36, 38, 40, 42) der Zuführschnecke (10) in Abhängigkeit von dem jeweils gemessenen Wert des Parameters steuert.

10. Fleischwolf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuervorgang des Rechners (52) selbsttätig ausgelöst wird, wenn der auf diesen gegebene Parameterwert eine Abweichung der Belastung der Zuführschnecke (10) um mehr als ± 20 % von dem vorbestimmten Wert anzeigt.

11. Fleischwolf nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (52) den fest in ihn eingegebenen vorbestimmten Wert der Belastung mit der Drehzahlsteuerung verknüpft.

12. Fleischwolf nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät ein mit der Zuführschnecke (10) oder deren Antrieb (36, 38, 40, 42) verbundener Drehzahlmesser (48) ist.

13. Fleischwolf nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der zuführschnecke (10) einen Elektromotor (36) mit nachgeschalteter Wirbelstromkupplung (38) enthält, wobei das Magnetfeld der Wirbelstromkupplung (38) durch den Rechner (52) in Abhängigkeit von der vom Drehzahlmesser (48) gemessenen Drehzahl und von dem vorbestimmten Wert der Belastung der Zuführschnecke (10) gesteuert wird.

14. Fleischwolf nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät ein Druckmesser mit einem im Übergabebereich von der Zuführschnecke (10) zur Arbeitsschnecke (12) angeordneten Druckfühler ist.

15. Fleischwolf nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet daß das Meßgerät ein Thermometer mit einem im Übergabebereich von der Zuführschnecke (10) zur Arbeitsschnecke (12) angeordneten Temperaturfühler ist.

16. Fleischwolf nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Antriebs (32, 34) der Arbeitsschnecke (12) zur Anpassung an unterschiedliche Art und Festigkeit des Rohstoffs (18) stufenweise umschaltbar ist.

Zeichnung