Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schneidsatz mit mindestens einem jeweils wenigstens einer Lochscheibe zugeordneten Ringmesser, insbesondere zum Einsatz in Schneidsystemen von Maschinen zur Zerkleinerung von Rohstoffen natürlichen Ursprungs, vorzugsweise in Fleischwölfen oder dergleichen, wobei dem geschlossenen Außenring des Ringmessers ein Distanzring zugeordnet ist, der als Abstandhalter zwischen benachbarten Lochscheiben oder als Lochscheibenersatz-Stützringfläche einen Messerschutzraum festlegt, in dem das Ringmesser mit zumindest einer stationären Lochscheibe zusammenwirkend umläuft.

Ein Schneidsatz dieser Art ist aus DE 20 2007 003 777 U1 bekannt. Der Distanzring besitzt nach der Fertigung ein so genanntes Null-Toleranzmaß zwischen Distanzringbreite und der Breite des über die Klingenhöhe gemessenen Ringmesserkörpers. Dieser Distanzring wird eingesetzt, um die Werkzeuge mit einer Übergriffmutter im Gehäuse zu spannen. Da im Verlauf des Betriebs die Werkzeuge geschliffen werden müssen, ändern sich die Abstände zum Gehäuseende, und diese Abstandsänderungen werden mit dem Distanzring überbrückt.

Aus der DE 20 2006 019 453 U1 ist ein Ringmesser mit Distanzring zum Zerkleinern von tierischen Rohstoffen bekannt, das aus einer Anordnung von einem Ringmesser und einem zugehörigen Distanzring besteht, wobei Ringmesser und Distanzring so zueinander angeordnet sind, dass beide Teile einen gemeinsamen Schutzraum für ein einfaches Messer-Schneidsystem bilden, leicht voneinander lösbar sind und dabei ein Abstützen des Messers auf dem Distanzring möglich ist. Das hier vorgesehene radial äußere Abstützen des Messers auf dem Distanzring verhindert nicht, dass es aufgrund von Messerverschleiß zu einer unerwünschten Spaltbildung zwischen Messer und Lochscheibenfläche kommt.

Aus der DE 44 31 960 ist ein Ringmesser für Fleischwölfe bekannt, bei dem die durchgehenden Messerbalken mit einer Nut und der Außenring auf seiner Innenseite mit einem Wulst versehen sind. Die Messerbalken sind mit der Nabe und dem Außenbund des Messers fest verbunden. Der Außenbund weist eine umfangsseitig umlaufende Nut auf und steht mit einem als Distanzring wirkenden Außenring in Wirkverbindung, wobei dem Außenring am Umfang verteilt Arretierstifte zugeordnet sind, die in die Nut eingreifen. Der Distanzring bildet einen Schutzraum für die auswechselbaren Klingen gegen die Lochscheiben- und Produktdrucke.

In der DE 195 34 674 C2 wird ein Ringmesser für Fleischwölfe beschrieben, das einen Außenbund aufweist, der eine umfangsseitig umlaufende Nut besitzt und mit einem Außenring in Wirkverbindung steht. Dabei ist dem Außenring ein Distanzring zugeordnet, der aus einem plastisch elastischen Werkstoff besteht, welcher auftretende Scheibenschubkräfte großteils kompensiert und eine Nullmaßtoleranznachstellung ermöglicht und dabei unterschiedliche Querschnittsformen aufweist und mit Schrägen und Verformungsnuten versehen ist. Dabei soll das Messer die Schubkraft elastisch in den Schneidebenen aufnehmen und es in Verbindung mit einem begrenzt verformbaren Schutzraum ermöglichen, das Messer nachstellbar zu machen.

Generell und insbesondere bei Schwerlastschneidbedingungen in Fleischwölfen und Extrudern, bei denen die Rohstoffbearbeitung mit Stoffgrößenänderungen durch Messer/ Lochscheibensysteme erfolgt, wirkt auf die parallel zu den Lochscheibenflächen verlaufenden Messerseitenflächen bei umlaufenden Messern ein axialer Produktschub, der ein Durchschieben des Messerkörpers durch den Messerschutzraum, d.h. eine ausgeprägte Axialbelastung des Messerkörpers zur Folge hat. Dieser durch die Rohstoffförderung bewirkte Flächendruck auf die Seitenflächen des Messerkörpers führt dazu, dass die Klingen der Messer gegen die zugehörige Lochscheibenfläche gepresst werden, wodurch sich ein unvermeidlicher Klingenabrieb, d.h. eine Reduzierung der Klingenhöhe bei gleich bleibender Höhe des Distanzringes ergibt. Als Folge davon wird der Distanzring quasi breiter als der Messerkörper. Eine ursprünglich vorhandene, gesicherte Auflage der Messer auf der Lochscheibenschneidfläche kann deshalb nicht mehr gewährleistet werden, d.h. es entsteht ein zunehmender Schneidspalt. Mit einer derartigen Spaltbildung können vor allem weichere Rohstoffteile und Bindegewebe nicht mehr mit exaktem Scherschnitt getrennt werden, so dass durch die Messerrotation der Rohstoff über die Lochscheibenfläche gezogen wird und die Lochscheibenfläche zunehmend verschmiert und die Bohrungen als Schicht verschließt, wodurch das Zusammenwirken der Werkzeugschneidelemente, nämlich das Zusammenwirken zwischen den scharfen Öffnungskanten in der Lochscheibe und den Klingenkanten, unterbrochen wird.

Zur erneuten Herstellung der geforderten Schneidbedingungen ist es erforderlich, Distanzring und Messer zu schleifen, was zu entsprechenden Ausfallzeiten und hohen Produktivitätsverlusten führt und die Nutzungszeit der Werkzeugelemente stark reduziert. Besonders deutlich wird dies im Zusammenhang mit der nutzbaren Einsatzzeit bei Feinlochscheiben. Hier beträgt die Einsatzzeit lediglich 20 bis 30 %, da der Verlust an Klingenbreite bereits bei kleinsten Spaltmaßen zu Lochscheibenverschmierung führt. Die bekannten Schneidsätze mit in einem Messerschutzraum umlaufenden Ringmessern wurden deshalb im Regelfall nur im Zusammenhang mit der Verarbeitung von grobstückigen, spröden Rohstoffen oder Zuständen in Verbindung mit relativ großen Lochscheibenbohrungen eingesetzt, z.B. im Zusammenhang mit tiefgefrorenem Fleisch oder Knochen.

Aufgabe der Erfindung ist es, Schneidsätze der eingangs angegebenen Art konstruktiv so zu gestalten, dass Schneidwirkungsverluste durch Klingenabrieb minimiert werden und die Intervalle zwischen erforderlichen Neuschliffen um ein Vielfaches vergrößert werden. Insbesondere soll auch erreicht werden, dass die Bearbeitungsmengen zwischen erforderlichen Neuschliffen ganz wesentlich gesteigert werden können und zwar insbesondere auch im Falle der Verwendung von Feinlochscheiben in Verbindung mit der Verarbeitung von weichen Rohstoffanteilen und Bindegeweben.

Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung im Wesentlichen dadurch, dass bei einem Schneidsatz der eingangs definierten Art zusätzlich zu zumindest einer zwischen dem Distanzring und dem Außenring vorgesehenen, Axialkräfte aufnehmenden ersten Stützflächenpaarung entweder wenigstens eine weitere Stützflächenpaarung zwischen radial inneren Bereichen des Ringmessers und einer angrenzenden Lochscheibe vorgesehen oder die zur Axialkraftaufnahme zwischen Ringmesser-Außenring und Distanzring wirksame Flächenpaarung als Verschleißwirkungspaarung zur Klingennachstellung ausgebildet ist.

Bei der ersten Alternative der erfindungsgemäßen Lösung, bei der ein durch Produktschub bedingtes freies Verschieben der Messer relativ zum Distanzring durch zumindest eine zusätzliche Stützflächenpaarung stark verringert wird, gelingt es, den Zeitpunkt eines erforderlichen Neuschliffs von Messer und Distanzring um ein Vielfaches hinauszuzögern. Diese zumindest eine zusätzliche Stützflächenpaarung verhindert weitestgehend, dass die Klingen durch den vom Rohstoffschub herrührenden Anpressdruck zu stark auf die Lochscheibenfläche gepresst und damit hohem Verschleiß ausgesetzt werden. Erfindungsgemäß bleiben die Klingen praktisch berührungslos in sehr kurzem, jedoch schneidfähigem Abstand über der Lochscheibenoberfläche mit dem Bohrbild stehen, ohne jedoch die erwünschten Schneidbedingungen aufzuheben, so dass bedeutende Nutzungszeitverlängerungen des Schneidsatzes erreicht werden können.

Als weitere Stützflächenpaarung im Sinne der Erfindung kann ein dem Nabenbereich benachbarter Innenstützring am Ringmesser vorgesehen sein, der mit der Oberfläche der - bezogen auf den Produktstrom durch den Schneidsatz - abströmseitigen Lochscheibe zusammenwirkt und/oder es können an den Messerklingen und/oder an den Messerträgern Stützkörperbereiche in Form von Flächenstützelementen angeformt sein, die wiederum mit der angrenzenden Lochscheibe zusammenwirken.

Zweckmäßigerweise sind die den Messerklingen zugeordneten Stützflächen als Flächenstützelemente im Bereich etwa der halben Spannweite der Klingen zwischen Nabenbereich und Außenring entweder auf dem Messergrundkörper angebracht und/oder in die jeweilige Klinge nicht schneidend integriert.

Gemäß der zweiten Lösungsalternative nach der Erfindung ist die zur Axialkraftaufnahme zwischen Ringmesser-Außenring und Distanzring wirksame Flächenpaarung als Verschleißwirkungspaarung zur Klingennachstellung ausgebildet, wobei eine derartige Nachstellung bis zum Erreichen des zulässigen Grenzabriebs an den Klingen möglich ist.

Eine bevorzugte Ausgestaltung dieser Lösung zeichnet sich dadurch aus, dass der in seinem Querschnitt der Ringmesseraußenkontur folgend und bevorzugt L-förmig ausgebildete Distanzring über Führungs- und Kuppelelemente in eine Außenringnut des Ringmessers eingreift und an einer abströmseitig gelegenen Messerringschulter abgestützt ist, wobei die Messerringschulter und die ihr zugeordnete Fläche des Distanzrings als Verschleißwirkungspaarung zur Klingennachstellung ausgebildet ist.

Die Ringschulter des Distanzrings und der entsprechend angepasste Stützring mit axialer Stützfläche am Ringmesser übernehmen dabei eine Doppelfunktion, nämlich zum einen die Verringerung des Schneidenverlustes durch Stütz- und Lagerwirkung gegen die freie Verschiebung des Messers in Richtung der freien Lochscheibenoberfläche und zum anderen eine Stellfunktion zur Schneidenzugabe durch eigenen Dicken- bzw. Materialverlust durch Flächenreibung im Ringpaarungsbereich. Der Ringflächenabrieb zur Schneidenzustellung wird bevorzugt durch zwei in der erforderlichen Weise vergütete Werkstoffarten als Reibpaarung sowie die Geometrie und die Abmaße der Stützflächen bestimmt. Damit gelingt es, die Nutzungsdauer der Schneidendifferenzhöhe durch Mikrozustellung zu verlängern und die eigene Schneidkantenschärfe durch geringfügige Flächenreibung zwischen Klingen und Lochscheibe immer wieder herzustellen.

Ein besonders effektiver und in der Praxis wirksamer Effekt der erfindungsgemäßen Lösung besteht ferner darin, dass aufgrund der erzielten Schneidennachstellung in Richtung der abströmseitig gelegenen Lochscheibe zwar der Abstand zwischen der vor dem Messer liegenden Lochscheibe und dem Messer entsprechend erhöht und damit der Schneidspalt zu dieser hinteren Lochscheibe vergrößert wird, aber da in den Schneidteilkombinationen die Lochscheiben größengestaffelt mit Messern kombiniert sind, hat die hintere oder zuströmseitige Lochscheibe größere Bohrungen, die für die Schneidarbeit zwischen Messer und dieser Lochscheibe einen größeren Schneidspalt zulassen. Damit sind innerhalb des Schneidsatzes die Schneidbedingungen sowohl zur Lochscheibe mit kleineren Bohrungen als auch zur Lochscheibe mit größeren Bohrungen gesichert.

Gesicherte Schneidbedingungen liegen beispielsweise im Falle von Frischfleisch wie folgt vor:

• Lochscheibe 2,0 mm = Schneidspalt 0 - 0,15 mm
• Lochscheibe 3,0 mm = Schneidspalt 0 - 0,25 mm
• Lochscheibe 13 mm = Schneidspalt 0 - 0,60 mm

Für beide Lösungsalternativen gilt, dass in den Verschleißflächenpaarungen sich umfangsmäßig wiederholende Verschleißflächenunterbrechungen vorgesehen sein können, um den möglichen Reibwärmeanstieg zu minimieren.

Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung kann zwischen Messerringschulter und Distanzring ein Zwischenring angeordnet sein, der zumindest mit einer der beiden an ihn angrenzenden Flächen eine Verschleißwirkungspaarung bildet.

Des Weiteren ist es möglich, anstelle der Verschleißwirkungspaarung zwischen Messerringschulter und Distanzring oder in Verbindung mit dieser Verschleißwirkungspaarung eine Verschleißwirkungspaarung zur Klingennachstellung vorzusehen, die von der zuströmseitig gelegenen Wandung der Außenringnut des Ringmessers und von in diese Außenringnut eingreifenden, am Distanzring fixierten Führungs- und Kuppelelementen gebildet wird. Für die Führungs- und Kuppelelemente können Geometrien gewählt werden, die eine zentrierende Wirkung über Kegelstumpfformen haben.

Der als L-Ring bevorzugt ausgeführte Distanzring kann mit zugehörigem, von ihm umschlossenen Ringmesser vor einem Vorschneider oder nach einem Vorschneider angeordnet sein und bildet im Gesamtaufbau eines Schneidsatzes in diesem Falle anstelle einer Lochscheibe die entsprechende Ersatzstützringfläche und garantiert dabei die Wirkung eines Messerschutzraums.

Das erfindungsgemäße Ringmesser kann auch aus zwei halben Messergrundkörpern oder mehreren Messergrundkörpern zusammengesetzt sein, so dass Teil-Ringmesserelemente vorliegen, die relativ zueinander axial verstellbar sind, so dass ein Ringmesser mit variablen axialen Abmessungen erhalten wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und werden im Zusammenhang mit der nachfolgenden Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung dargestellt.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1

eine perspektivische Schrägansicht eines Ringmessers gemäß der Erfindung ohne Distanzring,

Fig. 2

eine Seitenansicht eines Distanzrings für das Ringmesser nach Fig. 1,

Fig. 3

eine Axialschnittdarstellung des Ringmessers nach Fig. 1 mit zugehörigem Distanzring,

Fig. 4

eine schematische Seitenansicht einer weiteren Ausführungs- form einer Kombination von Distanzring und Ringmesser, und

Fig. 5

eine Axialschnittansicht der Anordnung nach Fig. 4 gemäß der gezeigten Schnittlinie.

Fig. 1 zeigt ein in seiner Grundstruktur bekanntes Ringmesser 1, das einen geschlossenen Außenring 3 aufweist, wobei sich zwischen diesem Außenring 3 und einem Nabenbereich 6 Messerträgerkörper 16 erstrecken. In Umfangsrichtung zwischen diesen Messerträgerkörpern 16 sind Messer 11 bzw. diese Messer 11 tragende Messerkörper vorgesehen, die sich ausgehend von dem Außenring 3 nur über einen Teilbereich des Gesamtradius erstrecken, d.h. dass deren freie Enden bezüglich des Nabenbereichs 6 einen Abstand aufweisen. Derartige Messer können auch als hängende Messer bezeichnet werden, während die sich zwischen Nabenbereich 6 und Außenring 3 erstreckenden Messer als durchgehende oder stehende Messer bezeichnet werden können.

Die an den Messerträgern vorgesehenen Messer 11, 12 wirken mit beidseitig an das Ringmesser 1 angrenzenden Lochscheiben im Rahmen eines Schneidsatzes zusammen, wobei im Regelfall die in Produktströmungsrichtung vor dem Ringmesser gelegene Lochscheibe größere Bohrungen aufweist als die in Produktströmungsrichtung auf das Ringmesser 1 folgende Lochscheibe. Dies ist aber keine notwendigerweise bestehende Forderung.

Das Ringmesser 1 besitzt an seinem Außenumfang eine umlaufende Außenringnut 8, die zur Aufnahme von Führungs- und Kuppelelementen 15 bestimmt ist, die in einem in Fig. 2 gezeigten Distanzring 2 fixierbar sind und diesen Distanzring 2 mit dem Ringmesser 1 koppeln.

Im praktischen Betrieb werden die Messerklingen durch Rohstoffschub gegen die jeweilige Lochscheibenfläche gedrückt bzw. gepresst, wodurch Verschleiß und resultierend daraus die bereits geschilderte Schneidspaltbildung auftritt.

Lochscheiben haben überdies die Eigenschaft, sich durch den Produktdruck zu verformen und nach dem Eindringen des Stoffes in die Bohrungen zu entspannen. Damit schlagen sie schwingend zurück und treffen in der Regel auf die Klingenmitte der rotierenden Messer auf. Als Folge davon waschen die Schneiden der Klingen aus und beteiligen sich nicht mehr an dem Schneidvorgang aufgrund einer partiellen Spaltbildung.

Um störenden Schneidspaltbildungen und auch einem übermäßigen Verschleiß durch Rückschlagen der Lochscheiben entgegenzuwirken und die daraus resultierenden Folgen, nämlich das häufig erforderliche Nachschleifen von Ringmesser und Distanzring, zu vermeiden, sind erfindungsgemäß zwischen Ringmesser und Stützring Stützflächenpaarungen vorgesehen. Eine erste Stützflächenpaarung ist im Bereich des Außenrings 3 des Ringmessers 1 realisiert, und zwar durch das Zusammenwirken der an den äußeren Stützring 7 angrenzenden Stützfläche 4 mit der angepassten Gegenstützfläche 5 an dem im Querschnitt L-förmig ausgebildeten Distanzring 2.

Von wesentlicher Bedeutung ist jedoch, dass zusätzlich zu dieser Stützflächenpaarung radial innerhalb des Außenrings 3 zumindest eine weitere Stützflächenpaarung vorgesehen ist. Das Ringmesser 1 weist dazu angrenzend an den Nabenbereich 6 einen Innenstützring 9 auf, der mit der zugehörigen Lochscheibe zusammenwirkt bzw. an der Lochscheibenoberfläche anliegt. Des Weiteren sind ebenfalls mit der entsprechenden Lochscheibe zusammenwirkende Flächenstützelemente 10 entweder an den Messerträgerkörpern 16 und vorzugsweise direkt an den Messern 12 vorgesehen. Diese Flächenstützelemente sind in die jeweilige Klinge 11 nicht schneidend integriert, d.h. bezüglich der schneidenden Klingenvorderseite rückseitig angeordnet und beispielsweise halb- oder teilkreisförmig gestaltet. Diese Flächenstützelemente 10 und der Innenstützring 11 liegen hinsichtlich ihrer wirksamen Flächen in der gleichen Ebene und verhindern, dass das Ringmesser durch den Produktschub zu stark gegen die Lochscheibe gepresst und damit hohem Verschleiß ausgesetzt wird und bieten gleichzeitig über ihre Stützfunktion die Möglichkeit, die störende Schlagwirkung der Lochscheiben abzufangen.

Die Fig. 2 zeigt einen Distanzring 2, wobei in der dargestellten Draufsicht die Stützfläche 5 zu erkennen ist, die von der Innenseite des in Fig. 3 zu sehenden L-förmigen Schenkels 13 des Distanzrings 2 gebildet wird.

Der Distanzring 2 weist über seinen Umfang versetzt Bohrungen 14 auf, die zur Fixierung von Führungs- und Kuppelelementen 15 dienen, welche in die Außenringnut 8 des Ringmessers 1 eingreifen und diese beiden Bauteile so miteinander verbinden, dass das Ringmesser 1 - bevorzugt über den gleichen Antrieb wie er für die Förderschnecke vorgesehen ist - angetrieben werden kann, wobei der Distanzring 2 fest und lagegesichert zwischen benachbarten Lochscheiben eingespannt ist.

Die Fig. 3 zeigt den bereits geschilderten Sachverhalt der Kupplung des Distanzrings 2 mit dem gleiche Axialabmessungen aufweisenden Ringmesser 1.

Die Fig. 4 und 5 zeigen eine weitere Ausführungsvariante der Kombination von Ringmesser 1 und Distanzring 2, die so gestaltet ist, dass eine automatische Schneidennachstellung mit gleichzeitiger Schneidkantenschärfung erhalten wird.

Auch in diesem Falle weisen Distanzring 2 und der Körper des Ringmessers 1 gleiche Breite auf und der stationäre Distanzring 2 definiert den Messerschutzraum für das umlaufende Ringmesser 1. Im Distanzring 2 fixierte Führungs- und Kuppelelemente greifen insbesondere zentrierend und im Wesentlichen formschlüssig unter Gewährleistung der Drehbarkeit in die Außenringnut 8 des Ringmessers 1 ein.

Ein analog zur Ausführungsform nach Fig. 1 vorgesehener Stützring 7 mit Stützfläche 4 nimmt den L-Schenkel 13 des Distanzrings 2 auf, so dass sich für die angreifenden Axialkräfte ein Ringpaarungsbereich zwischen der Stützfläche 4 und der ihr gegenüberliegenden Ringfläche des L-Schenkels 13 des Distanzrings 2 ergibt.

Dieser durch diese Flächen gebildete Ringpaarungsbereich unterliegt im Betrieb aufgrund des auf die Messerseitenflächen wirkenden Produktschubs einem insbesondere durch Materialwahl vorgebbaren Verschleiß, der so berechnet wird, dass die unvermeidliche Messerabnützung an der Feinlochscheibe ausgeglichen wird. Die damit realisierte Mikrozustellung stellt zum einen sicher, dass über lange Zeit sichere Schneidbedingungen zwischen dem Ringmesser und der abströmseitigen Lochscheibe gewährleistet werden können, und dass zum anderen aufgrund der stets gegebenen geringen Flächenreibung zwischen Klingen und Lochscheibe eine Schneidkanten-Nachschärfung erfolgt.

Anstelle der Nutzung des Ringpaarungsbereichs zwischen Stützfläche 4 und der Gegenfläche am L-Schenkel 13 des Distanzrings 2 oder in Verbindung mit diesem Ringpaarungsbereich kann zur verschleißbedingten Mikrozustellung auch das Zusammenwirken der Führungs- und Kuppelelemente 15 des Distanzrings 2 mit der axialkraftbelasteten Seitenfläche der Außenringnut 8 des Ringmessers 1 genutzt werden. Auch in diesem Falle kann mit geeignet vergüteten Oberflächen der zusammenwirkenden Materialien gearbeitet werden.

Von entscheidender Bedeutung ist, dass durch alle geschilderten Ausführungsformen der Erfindung unter Gewährleistung bestmöglicher Schneidbedingungen sowohl an der abströmseitigen als auch an der zuströmseitigen Lochscheibe die Nutzungsdauer der Messer gravierend erhöht wird und demgemäß die Intervalle zwischen erforderlichen Neuschliffen im Vergleich zu bekannten Systemen um ein Vielfaches vergrößert werden.

1

Ringmesser

2

Distanzring

3

Außenring

4

Stützfläche Ringmesser

5

Stützfläche Distanzring

6

Nabenbereich

7

Stützring außen

8

Außenringnut

9

Innenstützring

10

Flächenstützelement

11

Messer hängend

12

Messer durchgehend

13

L-Schenkel Distanzring

14

Bohrung

15

Führungs- und Kuppelelement

16

Messerträgerkörper