Die Erfindung betrifft ein Schneidmesser für Maschinen zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten, insbesondere für Hochgeschwindigkeitsslicer, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Schneidmesser sind aus der EP 1 598 159 A1 bekannt. Die für den Einsatz an Slicern und insbesondere an Hochgeschwindigkeitsslicern verwendeten Messer besitzen meistens eine im weitesten Sinne schalen-oder schüsselartige Form, d.h. auf ihrer während des Schneidebetriebs einem aufzuschneidenden Produkt zugewandten Seite ist der Messerkörper gegenüber der durch die Schneidkante des Messers definierten Schneidebene zurückversetzt. Hierdurch wird erreicht, dass Stauchungen des aufzuschneidenden Produkts weitgehend vermieden werden. Diese einseitige Schalen- oder Schüsselform des Messers beeinflusst also während des Schneidebetriebs das Produkt selbst praktisch nicht; dem Schneidmesser ausweichen muss lediglich die gerade abgetrennte Produktscheibe, was aufgrund deren leichter Verformbarkeit jedoch unproblematisch ist.

Für die Praxis kritisch ist die Größe des so genannten Schneidenwinkels. Der Schneidenwinkel ist derjenige Winkel, den eine am radial äußeren Umfang des Schneidmessers befindliche ebene Fläche, die im Folgenden auch als Schneidenfläche bezeichnet wird und deren radial außen liegendes Ende von der Schneidkante gebildet wird, mit der senkrecht zur Drehachse des Messers verlaufenden Schneidebene einschließt. Die Größe des Schneidenwinkels, also die Steilheit der Schneidenfläche, bestimmt zum einen die Beeinflussung des aufzuschneidenden Produkts und zum anderen die Art und Weise des Ablegens der jeweils abgetrennten Produktscheibe durch das Schneidmesser. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass in Verbindung mit modernen Hochgeschwindigkeitsslicern gerade Sichelmesser für besonders hohe Schnittgeschwindigkeiten eingesetzt werden. Diese Schnittgeschwindigkeiten betragen beispielsweise bis zu 2.000 Schnitte pro Minute, d.h. mit Sichelmessern ausgestattete Hochgeschwindigkeitsslicer können ohne weiteres pro Sekunde mehr als 30 Produktscheiben abtrennen.

In der Praxis wird die Größe des Schneidenwinkels in Abhängigkeit von den produkt- und anwendungsspezifischen Gegebenheiten gewählt. Der längs der Schneidkante konstante Schneidenwinkel stellt dabei stets einen Kompromiss in Bezug auf die jeweils aufzuschneidenden Produkte dar. Ein zu großer Schneidenwinkel, d.h. eine zu steile Schneidenfläche, gilt es möglichst zu vermeiden, da hierdurch ein zu großer Druck auf das Produkt ausgeübt und das Produkt somit nicht mehr akzeptierbaren Stauchungen ausgesetzt werden könnte. Ein kleiner Schneidenwinkel dagegen, d.h. eine relativ flach eingestellte Schneidenfläche, ergibt schonende sanfte Schnitte, die das Produkt nicht unnötig stauchen. Allerdings kann mit einem derart flach eingestellten Schneidmesser nicht das in den meisten Fällen gewünschte Ablageverhalten bezüglich der jeweils abgetrennten Produktscheiben erzielt werden. Mit einem zu flach eingestellten Schneidmesser können die Produktscheiben insbesondere nicht in der eigentlich gewünschten Weise "abgekeilt" werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schneidmesser der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass es allen produkt- bzw. anwendungsspezifischen Gegebenheiten gerecht werden kann, wobei insbesondere durch das Schneidmesser verursachte Produktstauchungen minimiert und die mittels des Schneidmessers bewirkte Produktablage optimiert werden sollen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.

Es wurde der bislang eingeschlagene Weg eines längs der Schneidkante konstanten Schneidenwinkels verlassen. Vielmehr erfolgt eine gezielte Änderung der Größe des Schneidenwinkels in Umfangsrichtung des Schneidmessers. Unter derartige Änderungen fallen selbstverständlich keine herstellungsbedingten Ungenauigkeiten, die zu Abweichungen von einem konstanten Sollwinkel führen. Vielmehr wird der Schneidenwinkel gezielt in einem relevanten Ausmaß längs der Schneidkante variiert, was im Schneidebetrieb spürbare Auswirkungen insbesondere auf das Ausmaß der durch das Schneidmesser verursachten Produktstauchungen sowie auf die Art und Weise der durch das Messer bewirkten Produktablage hat.

Die Erfindung eröffnet insbesondere die Möglichkeit, die Größe des Schneidenwinkels an den Verlauf des Schneidprozesses anzupassen. Für jeden Umfangsbereich des Schneidmessers kann der Schneidenwinkel in Abhängigkeit davon gewählt werden, auf welche Weise dieser Umfangsbereich während des Schneideprozesses mit dem jeweiligen Produkt zusammenwirkt. Sichelmesser werden so eingesetzt, dass sie zu Beginn eines Schneidevorgangs mit einem Umfangsbereich in das Produkt eintauchen, an welchem der Radius - d.h. der Abstand der Schneidkante von der Drehachse des Messers - am kleinsten ist. Ab einem bestimmten Drehwinkel, der einem bestimmten Umfangsbereich der Schneidkante entspricht, ist der Eintauchprozess des Messers in das Produkt abgeschlossen. Bis zum Ende des Schneidevorgangs bewegt sich das Schneidmesser durch das Produkt hindurch, wobei der Radius aufgrund des insbesondere spiralartigen Verlaufs der Schneidkante bezüglich der Drehachse stetig zunimmt. Diese Gegebenheiten können erfindungsgemäß genutzt werden, um die Größe des Schneidenwinkels in Abhängigkeit von dem Drehwinkel bzw. dem Umfangsbereich - z.B. bezogen auf den Eintauchwinkel bzw. Eintauchbereich - zur Optimierung des Schneidprozesses insgesamt einzustellen. Grundsätzlich sind aber den Einstellmöglichkeiten keine Grenzen gesetzt. Je nach der Beschaffenheit der aufzuschneidenden Produkte und den Gegebenheiten der jeweiligen Anwendung können die Schneidmesser aufgrund der erfindungsgemäßen Variierbarkeit des Schneidenwinkels individuell optimiert werden.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass sich der Schneidenwinkel über die gesamte in Umfangsrichtung verlaufende Schneidkante stetig vergrößert.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind auch in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung angegeben.

Erfindungsgemäß wind vorgesehen, dass das Schneidmesser eine bestimmungsgemäße Drehrichtung aufweist, wobei sich der Schneidenwinkel entgegen der Drehrichtung vergrößert. Mit anderen Worten nimmt während des Schneidevorgangs der Schneidenwinkel zu, d.h. die von der Schneidkante radial außen begrenzte Schneidenfläche auf der Messerrückseite wird während des Schneidevorgangs zunehmend steiler.

Bei einem Sichelmesser, wie es vorstehend beschrieben wurde, d.h. das während des Schneidevorgangs mit dem kleinsten Radius in das Produkt eintaucht, bedeutet dies somit, dass sich in dieser Ausführungsform der Schneidenwinkel mit zunehmendem radialen Abstand der Schneidkante von der Drehachse vergrößert. Dies stellt eine konkrete Ausgestaltung des allgemeinen, hier ebenfalls unabhängig beanspruchten Gedankens dar, die Größe des Schneidenwinkels in Abhängigkeit von dem radialen Abstand der Schneidkante von der Drehachse des Schneidmessers, also von dem Drehwinkel des Messers, zu wählen, d.h. den Schneidenwinkel als eine Funktion des Drehwinkels zu definieren.

Erfindungsgemäß weist die Schneidkante einen Eintauchbereich auf, mit dem das Schneidmesser bei bestimmungsgemäßem Gebrauch während des Schneidebetriebs in ein aufzuschneidendes Produkt eintaucht, wobei der Schneidenwinkel im Eintauchbereich am kleinsten ist.

Diese Ausführungsform macht sich die Erkenntnis zunutze, dass Produktstauchungen durch das Schneidmesser in dem Moment am größten sind, wenn das Schneidmesser in das Produkt eintaucht. Indem für den Eintauchbereich des Schneidmessers ein vergleichsweise kleiner Schneidenwinkel und insbesondere der kleinste am Schneidmesser ausgebildete Schneidenwinkel gewählt wird, werden Produktstauchungen durch das erfindungsgemäße Schneidmesser folglich minimiert. Ausgehend von dem Eintauchbereich kann dann der Schneidenwinkel insbesondere stetig zunehmen. Hierdurch wird erreicht, dass während des weiteren Verlaufs des Schneidevorgangs und insbesondere nach Abschluss der Eintauchphase der Schneidenwinkel eine Größe bzw. Steilheit aufweist, die für ein gewünschtes Abkeilen der jeweiligen Produktscheibe bzw. für ein schnelleres und besseres Ablegen der Produktscheibe sorgt, als dies mit einem durchgehend flachen Schneidenwinkel der Fall wäre.

Die Änderung des Schneidenwinkels erfolgt insbesondere ohne Ausbildung von Stufen in der Schneidenfläche. Hierdurch wird das Produkt während des Aufschneidens so wenig wie möglich gestört.

Grundsätzlich kann das Schneidenwinkelprofil, d.h. der Verlauf der Größe des Schneidenwinkels längs der Schneidkante, beliebig ausgestaltet sein. Die Rate, mit der sich der Schneidenwinkel ändert, kann konstant, in Abhängigkeit z.B. von dem Drehwinkel des Messers, also von dem jeweiligen Umfangsbereich der Schneidkante, aber auch für verschiedene Umfangsbereiche unterschiedlich groß sein.

In einem konkreten Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass sich der Schneidenwinkel in einem Bereich von etwa 20° bis 30° ändert. Grundsätzlich kann die Messerschneide aber auch flachere oder steilere Bereiche aufweisen.

Je nach konkreter Ausgestaltung der Messerrückseite kann vorgesehen sein, dass die Schneidenfläche eine Breite aufweist, die in Abhängigkeit von der Größe des Schneidenwinkels variiert.

Beispielsweise kann die Breite der Schneidenfläche in einem Bereich von 0,5 mm bis 1,5 mm variieren.

Was die wirksame Länge der Schneidkante in Umfangsrichtung anbetrifft, so erstreckt sich die Schneidkante insbesondere über einen Winkel zwischen 180° und 360°. In einer möglichen Ausgestaltung beträgt die Länge der Schneidkante in Umfangsrichtung ungefähr 270°.

Des Weiteren kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass radial innerhalb der Schneidenfläche eine weitere Fläche ausgebildet ist, die einen Teil der Messerrückseite bildet und mit der Schneidebene einen Winkel einschließt, der in Umfangsrichtung konstant und kleiner als der kleinste Schneidenwinkel ist.

Die Schneidenfläche und die weitere Fläche können unmittelbar aneinander angrenzen. Alternativ ist es aber auch möglich, dass zwischen der Schneidenfläche und der weiteren Fläche wenigstens eine Übergangsfläche ausgebildet ist.

Auf die Herstellung des erfindungsgemäßen Schneidenmessers soll hier nur insoweit eingegangen werden, als vorzugsweise vorgesehen ist, dass die Schneidenfläche durch Anschleifen eines entsprechend hergestellten Vorprodukts gebildet ist.

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1

eine schematische Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Schneidmesser,

Fig. 2

teilweise eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Schneidmessers, und

Fig. 3

mehrere Querschnittsansichten eines erfindungsgemäßen Schneidmessers an unterschiedlichen Umfangsbereichen.

Das in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Sichelmesser umfasst eine spiralartig um eine Drehachse 11 umlaufende Schneidkante 13, die sich etwa über einen Winkelbereich von 270° erstreckt und in einer senkrecht zur Drehachse 11 verlaufenden Schneidebene liegt. Der Abstand der Schneidkante 13 von der Drehachse 11, also der Radius R des Schneidmessers, nimmt kontinuierlich zu, und zwar entgegen einer Drehrichtung T, in der das Schneidmesser während des Schneidebetriebs um die Drehachse 11 rotiert.

Das erfindungsgemäße Sichelmesser ist zum Einsatz an einem Hochgeschwindigkeitsslicer bestimmt. Diese Slicer sind mit einem so genannten Schneid- oder Messerkopf versehen, der eine die Drehachse 11 festlegende Antriebswelle für das Schneidmesser aufweist. Zur Aufnahme der Antriebswelle ist in dem Schneidmesser die in der Fig. 1 dargestellte Öffnung 29 ausgebildet. Weitere Befestigungsmittel, wie insbesondere um die Öffnung 29 herum angeordnete Bohrungen zum Verschrauben des Schneidmessers am Schneidkopf des Slicers sind der Einfachheit halber nicht dargestellt.

Derartige Sichelmesser zeichnen sich dadurch aus, dass sie - wie bereits im Einleitungsteil erwähnt - mit einem Bereich A in das aufzuschneidende Produkt eintauchen, für den der Radius R am kleinsten ist. Während des Schneidevorgangs bewegt sich das rotierende Schneidmesser durch das Produkt hindurch, wobei nacheinander die hier lediglich beispielhaft angedeuteten Umfangsbereiche A, B, C und D des Messers mit dem Produkt zusammenwirken. Für den Umfangsbereich D ist der Radius R des Messers am größten.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, besitzt das erfindungsgemäße Sichelmesser eine schalen- oder schüsselartige Form. Indem auf diese Weise die Messerinnenseite 27 gegenüber der senkrecht zur Drehachse 11 verlaufenden Schneidebene 15 zurückversetzt ist, ist auf der während des Schneidebetriebs dem aufzuschneidenden Produkt 19 zugewandten Seite des Messers ein Freiraum 25 vorhanden. Durch diese Schalen- oder Schüsselform des Messers werden Produktstauchungen bereits erheblich reduziert.

Die Messerrückseite 21 wird radial außen von einer ebenen Schneidenfläche 17 gebildet, die radial außen von der die Schneidebene 15 festlegenden Schneidkante 13 begrenzt wird. Radial innen schließt sich an die Schneidenfläche 17 eine weitere ebene Fläche 23 an. Der Querschnitt des erfindungsgemäßen Schneidmessers im Anschluss an die Schneidenfläche 17 kann von der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform abweichen und grundsätzlich beliebig variieren. Das diesbezügliche konkrete Profil des Messers wird auch im Hinblick auf eine möglichst gute Eigenstabilität des Messers gewählt.

Die Schneidenfläche 17 schließt mit der Schneidebene 15 einen Winkel α ein, der größer ist als der Winkel β zwischen der Schneidebene 15 und der weiteren Fläche 23. Die Schneidenfläche 17 besitzt des Weiteren eine Breite W.

Erfindungsgemäß ist der Schneidenwinkel α längs der Schneidkante 13 nicht konstant. Vielmehr ist vorgesehen, dass der Schneidenwinkel in Abhängigkeit von dem Radius R der Schneidkante 13 variiert.

Fig. 3 veranschaulicht ein mögliches Ausführungsbeispiel für ein derartiges "Profil" des Schneidenwinkels in Umfangsrichtung. Die Fig. 3a - 3d zeigen jeweils einen Querschnitt des Schneidmessers entsprechend Fig. 2 für einen der in Fig. 1 angedeuteten Umfangsbereiche A - D.

Gemäß Fig. 3a ist im Eintauchbereich A des Schneidmessers, wo der Radius am kleinsten ist, der Schneidenwinkel α1 ebenfalls am kleinsten. Da in diesem Ausführungsbeispiel der Winkel β zwischen der Schneidebene 15 und der an die Schneidenfläche 17 angrenzenden weiteren Fläche 23 in Umfangsrichtung konstant ist und zwischen Schneidenfläche 17 und weiterer Fläche 23 an keiner Stelle in Umfangsrichtung ein oder mehrere Übergangsflächen vorgesehen sind, ist die Breite W der Schneidenfläche 17 im Eintauchbereich A am größten.

Mit zunehmendem Drehwinkel (entgegen der Drehrichtung T; Fig. 1) verläuft die Schneidenfläche 17 zunehmend steiler, d.h. der Schneidenwinkel α nimmt zu. Entsprechend nimmt die Breite W der Schneidenfläche 17 ab.

Mögliche Werte für den Schneidenwinkel α an den verschiedenen Umfangsbereichen des Schneidmessers lauten wie folgt: Eintauchbereich A: α1 = 20° Umfangsbereich B: α2 = 23° Umfangsbereich C: α3 = 26° Umfangsbereich D: α4 = 30°

Der in Umfangsrichtung, also längs der Schneidkante 13, konstante Winkel β zwischen Schneidebene 15 und weiterer Fläche 23 beträgt in diesem Ausführungsbeispiel 12°.

Diese Werte für die Winkel α und β sind rein beispielhafter Art und können je nach aufzuschneidenden Produkten und konkreten Anwendungen beliebig variieren, und zwar nicht nur hinsichtlich der absoluten Größen, sondern auch in Bezug auf den grundsätzlichen Verlauf des "Winkelprofils" in Umfangsrichtung.

Mit dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel kann erreicht werden, dass aufgrund der flachen Schneidenfläche 17 im Eintauchbereich A Produktstauchungen beim Eintauchen des Messers in das Produkt weitestgehend vermieden werden, wobei aufgrund der zunehmenden Steilheit der Schneidenfläche 17 in Umfangsrichtung gleichzeitig eine schnellere und bessere Produktablage erzielt wird als mit einem durchgehend flachen Schneidenwinkel.

11

Drehachse

13

Schneidkante

15

Schneidebene

17

Schneidenfläche

19

Produkt

21

Messerrückseite

23

weitere Fläche

25

Freiraum

27

Messerinnenseite

29

Öffnung

α

Schneidenwinkel

β

Winkel zwischen Schneidenebene und weiterer Fläche

T

Drehrichtung

R

radialer Abstand

W

Breite der Schneidenfläche

A

Eintauchbereich

B

Umfangsbereich

C

Umfangsbereich

D

Umfangsbereich