[0001] Die Erfindung betrifft ein Schneidmesser, insbesondere ein Sichelmesser oder ein
Spiralmesser oder ein Kreismesser, für eine Vorrichtung zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten,
insbesondere für einen Hochgeschwindigkeitsslicer, das während eines Schneidbetriebs
um eine Drehachse rotiert. Das Messer weist eine radial äußere, als Schneide wirksame
Umfangskante auf, die einen gekrümmten Verlauf um die Drehachse aufweist. Ferner weist
das Schneidmesser eine Vielzahl von Schneidzähnen auf, die aufeinanderfolgend entlang
der Umfangskante verteilt angeordnet sind, wobei jeder Schneidzahn eine Schneide aufweist,
die eine Schneidfläche und eine die Schneidfläche radial außen begrenzende Schneidkante
umfasst.
[0002] Schneidmesser, mit denen Lebensmittelprodukte wie insbesondere Wurst, Käse und Fleisch
in Scheiben oder Stücke geschnitten werden, sind in vielfältigen Ausgestaltungen bekannt.
Insbesondere auf dem Gebiet der Hochgeschwindigkeitsslicer, mit denen hohe Schnittgeschwindigkeiten
von mehreren 100 bis einige 1.000 Scheiben pro Minute von einem strang- oder laibförmigen
Lebensmittelprodukt abgetrennt werden, unterscheidet man grundsätzlich zwischen sogenannten
Kreismessern einerseits und sogenannten Sichel- oder Spiralmessern (im Folgenden einfach
"Sichelmesser") andererseits.
[0003] Kreismesser besitzen eine kreisförmig um die Drehachse verlaufende Schneide, wobei
ein Kreismesser nicht nur eine Eigenrotation um die Drehachse ausführt, sondern zusätzlich
um eine exzentrisch, d.h. parallel versetzt zur Drehachse verlaufende Achse planetarisch
umläuft, um die für das Abtrennen von Scheiben erforderliche Schneidbewegung relativ
zum Produkt zu erzeugen.
[0004] Sichelmesser besitzen eine Schneide, die ebenfalls einen gekrümmten Verlauf um die
Drehachse aufweist, wobei aber der Radius der Schneide zwischen einem kleinsten Radius
und einem größten Radius derart variiert, dass die Schneide eine sichel- bzw. spiralförmige
Kurve beschreibt. Sichelmesser rotieren ausschließlich um ihre Drehachse, wobei es
hier der von einer Kreisform abweichende Verlauf der Schneide ist, der für die erforderliche
Schneidbewegung relativ zum Produkt sorgt. Die bestimmungsgemäße Rotationsrichtung
von Sichelmessern ist derart gewählt, dass das Messer an einem einen relativ kleinen
Radius aufweisenden Anfangsumfangsbereich der Schneide, der auch als Eintauchbereich
bezeichnet wird, in das Produkt eintaucht, wobei die eigentliche Schneidbewegung zum
Abtrennen einer Scheibe bzw. eines Stücks vom Produkt dadurch erfolgt, dass bei weitergehender
Rotation des Messers der Radius zunimmt und folglich die Schneide durch das Produkt
hindurchbewegt wird. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von einem "Hindurchziehen"
der Schneide durch das Produkt oder von einem "ziehenden Schnitt".
[0005] Der hier für Sichelmesser nicht im streng mathematischen Sinne verwendete Begriff
"Radius" für eine die Drehachse des Messers senkrecht schneidende Strecke ist zu unterscheiden
von dem Begriff "Krümmungsradius". Gemäß der üblichen Konvention zur Definition einer
Tangente an einem bestimmten Punkt einer ebenen Kurve, die kein Kreis ist, ist der
Krümmungsradius der Berührungsradius des Krümmungskreises, der die Kurve an diesem
Punkt am besten annähert. Die Tangente der Kurve an diesem Punkt steht senkrecht auf
dem Berührungsradius dieses Punktes. Bei einem Sichelmesser, das folglich eine nicht-kreisförmige
Schneide aufweist, liegt der Mittelpunkt des Krümmungskreises nicht oder zumindest
nicht notwendiger Weise auf der Drehachse des Messers.
[0006] Da folglich bei einem Sichelmesser für einen bestimmten Punkt auf der Schneide der
Radius einerseits und der Krümmungsradius andererseits nicht zusammenfallen, fällt
die senkrecht auf dem Krümmungsradius stehende Tangente an diesem Punkt nicht mit
dem Bewegungsvektor dieses Punktes bei rotierendem Messer zusammen. Da jeder Punkt
auf der Schneidkante um die Drehachse des Messers rotiert, steht der Bewegungsvektor
eines jeden Punktes senkrecht auf dem betreffenden Radius, nicht aber auf dem betreffenden
Krümmungsradius.
[0007] Während für einen bestimmten Punkt auf der Schneide nur bei einem Kreismesser der
Radius und der Krümmungsradius und somit die Tangente an diesem Punkt und der Bewegungsvektor
dieses Punkte jeweils identisch sind, hängt es von der konkreten Ausgestaltung eines
Sichelmessers ab, ob man Radius und Krümmungsradius bzw. Tangente und Bewegungsvektor
für eine gerade betrachtete Eigenschaft des Messers jeweils als näherungsweise gleich
ansehen kann oder nicht.
[0008] Im Folgenden bezeichnen für einen bestimmten Punkt auf der Schneide des Messers der
Begriff "Radius" eine auf der Drehachse des Messers senkrecht stehende Strecke durch
diesen Punkt und der Begriff "Bewegungstangente" oder "Bewegungsvektor" eine auf dem
Radius senkrecht stehende Gerade durch diesen Punkt. Die Begriffe "Krümmungsradius"
und "Tangente" entsprechen der vorstehend erwähnten Konvention. Bei einem Kreismesser
sind folglich der Radius und der Krümmungsradius sowie die Bewegungstangente und die
Tangente jeweils identisch.
[0009] Es ist ferner bekannt, Schneidmesser zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten,
und zwar sowohl Kreismesser als auch Sichelmesser, entweder mit einer unverzahnten
Schneide auszubilden oder mit einer Verzahnung zu versehen. Schneidmesser mit Verzahnung
sind beispielsweise aus
EP 0 548 615 B1 und
FR 2 661 634 A1 bekannt.
[0010] Ferner ist es bekannt, bei Schneidmessern mit unverzahnter Schneide den sogenannten
Schneidenwinkel in Umfangsrichtung zu variieren. Dies ist beispielsweise in
DE 10 2007 040 350 A1 in Verbindung mit einem Sichelmesser beschrieben. Hierbei wird im Eintauchbereich
ein kleinerer Schneidenwinkel gewählt, um Produktstauchungen beim Eintauchen des Messers
zu reduzieren. Ausgehend vom Eintauchbereich kann der Schneidenwinkel beispielsweise
stetig zunehmen, so dass gegen Ende des Schneidvorgangs der Schneidenwinkel am größten
ist. Wenn der kleinere Schneidenwinkel im Eintauchbereich als "flach" bezeichnet wird,
dann kann der größere Schneidenwinkel als "steil" bezeichnet werden. Mit einem relativ
steilen Schneidenwinkel kann eine vorteilhafte Ablage der abgetrennten Scheiben erreicht
werden, da die Schneide an die jeweils abgetrennte Scheibe einen aus der Schneidebene
heraus gerichteten Impuls übertragen kann. Daher kann der gegen Ende des Schneidvorgangs
wirksame Umfangsbereich der Messerschneide, in welchem ein steilerer Schneidenwinkel
vorgesehen ist, auch als Ablagebereich bezeichnet werden.
[0011] Trotz der vorstehend erläuterten bekannten Maßnahmen und der vielfältigen Gestaltungsmöglichkeiten
kommt es in der Praxis zumindest bei einigen Lebensmittelprodukten immer wieder zu
teilweise gravierenden Schneidmängeln. Wenn z.B. das aufzuschneidende Produkt eine
Schwarte besitzt, kann es beim Schneiden zu einem Ablösen der Schwarte kommen. Des
Weiteren ist zu beobachten, dass Produktscheiben einreißen oder zerreißen. Ferner
kann es zu einem Abtrennen unerwünschter keilförmiger Scheiben kommen. Ein weiteres
in der Praxis auftretendes Problem ist ein Einklappen oder zumindest bereichsweises
Zusammenklappen der Produktscheiben. Mit Hochgeschwindigkeitskameras durchgeführte
Untersuchungen der Erfinder beim Schneiden von Kochschinken beispielsweise haben ergeben,
dass die Scheiben im oberen Bereich, also dort, wo das Schneidmesser in das Produkt
eintaucht, noch während des Schneidvorgangs zu einem Einklappen neigen, so dass zumindest
einige der abgetrennten Scheiben sich nicht flach ablegen, sondern an ihrer in Abtransportrichtung
vorderen Seite teilweise eingeklappt sind und im Ergebnis folglich schräg liegen.
Dies ist für den jeweiligen Betreiber nicht akzeptabel, insbesondere dann, wenn mehrere
nacheinander aufgeschnittene Produktscheiben eine stapelförmige oder schindelartige
Portion aus übereinanderliegenden Scheiben bilden sollen. Die erwähnten Schneidmängel
können Portionen zur Folge haben, die nicht nur unansehnlich sind, sondern sich zum
Teil überhaupt nicht mehr ordnungsgemäß verpacken lassen und folglich aussortiert
werden müssen. Beim sogenannten mehrspurigen Aufschneiden, wenn also mehrere nebeneinander
liegende Produkte gleichzeitig aufgeschnitten werden, treten möglicherweise nicht
in allen Spuren die erwähnten Schneidmängel auf. Die vorstehend geschilderten Probleme
treten grundsätzlich sowohl bei Sichelmessern als auch bei Kreismessern auf.
[0012] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schneidmesser der eingangs genannten Art, also
insbesondere ein Kreismesser oder Sichel- oder Spiralmesser, zu schaffen bzw. herstellen
zu können, mit dem eine verbesserte Schneidqualität erzielt werden kann. Insbesondere
soll eine möglichst gleiche Schneidqualität über die gesamte für Produkte nutzbare,
auch als Schneidschachtbreite bezeichnete Schneidbreite einer Aufschneidemaschine
erreicht werden.
[0013] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche.
[0014] Die Erfindung ist hinsichtlich aller unabhängigen Aspekte grundsätzlich sowohl für
Sichel- oder Spiralmesser als auch für Kreismesser anwendbar.
[0015] Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung (Anspruch 1) ist vorgesehen, dass jede Schneidfläche
gegenüber einer zur Drehachse senkrechten Aufspannebene oder einer Schneidebene geneigt
verläuft und die Neigung der Schneidflächen entlang der Umfangskante variiert. Unter
der Schneidebene ist eine Ebene des Schneidmessers zu verstehen, die sich eindeutig
durch die die Messerschneide bildenden Schneidkanten der Schneidzähne definieren lässt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung, bei der alle oder zumindest mehrere
Schneidkanten in einer gemeinsamen Ebene liegen, ist diese Ebene die Schneidebene.
[0016] Anders als bei herkömmlichen Verzahnungen ist erfindungsgemäß folglich vorgesehen,
dass nicht alle Schneidflächen der Schneidzähne die gleiche Neigung besitzen. Vielmehr
ist vorgesehen, dass die Schneidflächen der Schneidzähne unterschiedliche Orientierungen
im Raum z.B. bezüglich der Aufspannebene aufweisen.
[0017] Die Aufspannebene kann mit der durch die Schneide des Messers definierten Schneidebene
zusammenfallen. Diese Definition der Aufspannebene ist jedoch nicht zwingend. Als
Aufspannebene kann z.B. auch diejenige Ebene bezeichnet werden, die von der Rückseite
eines Messer-Grundkörpers festgelegt ist. In Abhängigkeit davon, ob die von der Messerschneide
definierte Schneidebene von der durch die Rückseite des Messer-Grundkörpers festgelegten
Ebene in Richtung der Drehachse des Messers beabstandet ist (Fall 1) oder nicht (Fall
2), ist die Aufspannebene dann von der Schneidebene beabstandet (Fall 1) oder fällt
die Aufspannebene mit der Schneidebene zusammen (Fall 2). Im Fall 1 wird der in Richtung
der Drehachse gemessene, von Null verschiedene Abstand zwischen der Schneidebene und
der durch die Rückseite des Messer-Grundkörpers festgelegten Ebene auch als Stichmaß
bezeichnet. Das Stichmaß ist im Fall 2 gleich Null.
[0018] Bei dem unten in Verbindung mit Fig. 3 beschriebenen Ausführungsbeispiel wird von
einem Messer gemäß Fall 1 ausgegangen, bei dem die Schneidebene von der Rückseite
des Messer-Grundkörpers beabstandet ist.
[0019] Für die vorliegend bezüglich der erfindungsgemäßen Verzahnung getroffenen Definitionen
ist die tatsächliche Lage der Aufspannebene nicht entscheidend, sondern kommt es lediglich
darauf an, dass die Aufspannebene senkrecht zur Drehachse verläuft. Deshalb ist in
der vorliegenden Offenbarung teilweise in einer Alternative zur Aufspannebene von
einer "zur Aufspannebene parallelen Ebene" die Rede.
[0020] Es hat sich überraschend herausgestellt, dass mit einer derartigen Verzahnung viel
bessere Schneidergebnisse, insbesondere über die gesamte jeweils zur Verfügung stehende
Schneidschachtbreite, erzielt werden, als dies mit herkömmlich verzahnten Schneidmessern
oder mit Schneidmessern ohne Verzahnung möglich ist. Insbesondere treten Erscheinungen
wie ein Einreißen oder Zerreißen der Scheiben sowie ein Einklappen oder Zusammenklappen
der Scheiben nicht mehr auf. Insbesondere in Verbindung mit Sichelmessern hat sich
zudem herausgestellt, dass auch das Ablageverhalten der abgetrennten Produktscheiben
verbessert werden kann.
[0021] Die Richtung und das Ausmaß der Neigung der Schneidflächen kann grundsätzlich in
Abhängigkeit von unterschiedlichen Kriterien gewählt werden, insbesondere in Abhängigkeit
von den Eigenschaften des jeweils aufzuschneidenden Lebensmittelproduktes. Außerdem
kann eine Anpassung an die Positionierung der aufzuschneidenden Produkte bezüglich
des Schneidmessers bzw. der Drehachse des Schneidmessers erfolgen.
[0022] Um die Neigung einer Schneidfläche geometrisch zu beschreiben, kann die Neigung als
eine Überlagerung einer Verkippung und einer Anstellung beschrieben werden. Unter
einer "angestellten Schneidfläche" ist hier zu verstehen, dass die Schneidfläche -
mehr oder weniger stark ausgeprägt, insbesondere in Abhängigkeit von der Größe des
Anschnittwinkels der Schneidkante, siehe unten - in die bestimmungsgemäße Rotationsrichtung
des Messers weist.
[0023] Alternativ kann die Neigung einer Schneidfläche unter Einbeziehung ihrer Schneidkante
mithilfe eines einzigen Winkels definiert werden, den die Schneidfläche mit der Schneidebene
einschließt. Die Schneidkante bildet dann die Schnittlinie zwischen der Schneidfläche
und der Schneidebene. Dies setzt voraus, dass - gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung
der Erfindung - die Schneidkante in der Schneidebene liegt, bezüglich welcher die
Neigung der Schneidfläche definiert werden soll. Im Folgenden soll dieser Winkel,
unter welchem also die Schneidfläche geneigt zur Schneidebene verläuft, als der Kippwinkel
KW bezeichnet werden. Diese Definition bildet einen unabhängigen dritten Aspekt der
Erfindung (Anspruch 2), für den auch separat Schutz beansprucht wird.
[0024] Wenn die um den Kippwinkel KW gegenüber der Schneidebene geneigte Schneidfläche angestellt
ist und folglich in die bestimmungsgemäße Rotationsrichtung des Messers weist, dann
heißt dies gleichzeitig, dass die Schneidkante der Schneidfläche einen von Null verschiedenen
Anschnittwinkel aufweist. Dieser Anschnittwinkel lässt sich auf unterschiedliche Art
und Weise definieren und stellt einen unabhängigen Aspekt (Anspruch 5) der Erfindung
dar, für den auch separat Schutz beansprucht wird.
[0025] Wie weiter oben bereits erwähnt, können alle drei vorstehend genannten unabhängigen
Aspekte sowohl an einem Sichel- oder Spiralmesser als auch an einem Kreismesser realisiert
werden.
[0026] In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass jede Schneidfläche
gegenüber der Schneidebene um den Kippwinkel KW geneigt und gleichzeitig die Schneidkante
jeder Schneidfläche einen Anschnittwinkel aufweist, z.B, gegenüber der Bewegungstangente
an einem definierten Punkt der Schneidkante, beispielsweise dem hinteren Endpunkt
der Schneidkante.
[0027] Unterschiedliche Neigungen der Schneidflächen können also beispielsweise dadurch
erreicht werden, dass bei gleichbleibendem Anschnittwinkel der Kippwinkel variiert
wird, oder umgekehrt. Alternativ ist es möglich, beide Winkel zu variieren. Die sich
jeweils ergebende Neigung einer Schneidfläche kann in Abhängigkeit von der Umfangsposition
gewählt werden, an welcher sich der betreffende Schneidzahn befindet.
[0028] Wenn also die Neigung der Schneidflächen variiert, dann kann entweder nur der Kippwinkel
oder nur der Anschnittwinkel variieren und der jeweils andere Winkel konstant, und
zwar entweder Null oder von Null verschieden sein. Alternativ können beide Winkel
variieren. Folglich kann entlang der Umfangskante eine Vielzahl von unterschiedlichen
Winkelkombinationen realisiert werden.
[0029] An dieser Stelle ist klarzustellen, dass dann, wenn von einer entlang der Umfangskante
variierenden Neigung der Schneidflächen die Rede ist, hierdurch nicht ausgeschlossen
ist, dass die Schneidflächen von zwei oder mehr Schneidzähnen identisch geneigt sind.
Mit anderen Worten müssen nicht alle Schneidzähne unterschiedlich geneigte Schneidflächen
aufweisen.
[0030] In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass lediglich der Kippwinkel
der Schneidflächen entlang der Umfangskante variiert, wobei der Anschnittwinkel der
Schneidkanten zwar entlang der Umfangskante konstant, aber von Null verschieden ist.
Unabhängig davon, ob sich die Schneidflächen - in Umfangsrichtung betrachtet - überlappen
oder nicht, können die angestellten, also die jeweils einen von Null verschiedenen
Anschnittwinkel aufweisenden Schneidkanten der Schneidflächen als eine gestaffelte
oder schuppenartige Anordnung bezeichnet werden, die sich insbesondere dadurch auszeichnet,
dass jeweils zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schneidflächen ein Übergang vorhanden
ist, der grundsätzlich beliebig ausgestaltet werden kann, sich vorzugsweise aber stets
dadurch auszeichnet, dass im Bereich des Übergangs die beiden unmittelbar aufeinanderfolgenden
Schneidflächen bezüglich der Drehachse gegeneinander versetzt sind. Mit anderen Worten
ist bei einem Übergang von einer Schneidfläche zur Schneidfläche eines in Umfangsrichtung
unmittelbar folgenden Schneidzahns ein Höhenversatz oder ein Sprung vorhanden.
[0031] In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist aber trotz dieses Höhenversatzes
oder Sprungs vorgesehen, dass eine nicht unterbrochene, in der Aufspannebene oder
in einer zur Aufspannebene parallelen Ebene liegende wirksame Schneidkante vorhanden
ist, die von den Schneidzähnen und den Übergängen gemeinsam zusammenhängend gebildet
ist und hier auch als durchgehende Schneide bezeichnet wird.
[0032] Versuche der Erfinder haben ergeben, dass sich die Schneidqualität erheblich steigern
lässt, wenn zumindest einige der Schneidkanten der Schneidflächen mit einem von Null
verschiedenen Anschnittwinkel versehen werden, so dass - wenn gemäß der bevorzugten
Ausgestaltung der Verzahnung bei unmittelbar aufeinanderfolgenden Schneidzähnen deren
Schneidflächen jeweils angestellt sind - zwischen diesen Schneidflächen ein als solcher
identifizierbarer Übergang vorhanden ist.
[0033] Wie bereits erwähnt, betrifft ein Aspekt der Erfindung (Anspruch 5) die Orientierung
der Schneidkanten, die grundsätzlich unabhängig von der Größe und der Orientierung
der Schneidflächen und auch unabhängig davon, ob die Schneidflächen eben oder gekrümmt
sind, beschrieben und definiert werden können.
[0034] Gemäß diesem Aspekt der Erfindung ist u.a. vorgesehen, dass zumindest einige Schneidkanten
oder jede Schneidkante mit einer Bewegungstangente einen, insbesondere von Null verschiedenen,
Anschnittwinkel einschließt, wobei die Bewegungstangente und der Radius sich in einem
Punkt der betreffenden Schneidkante schneiden, und/oder dass zumindest einige Schneidkanten
jeweils derart orientiert sind, dass ein in bestimmungsgemäßer Rotationsrichtung gesehen
vorderes Ende der Schneidkante auf einem anderen, bevorzugt einem kleineren, Radius
liegt als das hintere Ende der betreffenden Schneidkante, und/oder dass zumindest
einige Schneidkanten oder jede Schneidkante mit einer Verbindungsstrecke einen, insbesondere
von Null verschiedenen, Anschnittwinkel einschließt, wobei die Verbindungsstrecke
die beiden hinteren Enden oder die beiden vorderen Enden einer jeweiligen Schneidkante
und der unmittelbar vorhergehenden oder nachfolgenden Schneidkante miteinander verbindet.
[0035] Durch den Anschnittwinkel bzw. durch die Orientierung der Schneidkanten kann - grundsätzlich
für jede Schneidkante individuell - festgelegt werden, wie eine jeweilige Schneidkante,
z.B. in einem messerfesten Bezugssystem, orientiert ist und somit unter welcher Orientierung
die betreffende Schneidkante in das jeweils aufzuschneidende Produkt einschneidet.
Für eine in einer definierten Ebene liegende, gerade Schneidkante genügt ein Punkt
auf der Schneidkante für eine eindeutige Definition ihrer Orientierung.
[0036] Alternativ zu einem bei der Definition bezüglich des Bewegungsvektors - insofern
willkürlich - gewählten Mittelpunkt der Schneidkante kann auch ein anderer Punkt der
Schneidkante gewählt werden, beispielsweise einer der beiden Endpunkte der Schneidkante.
Auch die Definition der Orientierung der Schneidkante in Bezug auf die Bewegungstangente,
also auf den Bewegungsvektor, ist prinzipiell willkürlich, bietet sich aber insofern
an, als der Bewegungsvektor eines Punktes auf der Schneidkante angibt, in welcher
Richtung sich dieser Punkt der Schneidkante im Moment des Einschneidens in das Produkt
relativ zu dem Produkt bewegt.
[0037] Allgemein ist der absolute Wert des Winkels zwischen der Schneidkante und dem Bewegungsvektor
eines Punktes auf der Schneidkante davon abhängig, um welchen Punkt auf der Schneidkante
es sich handelt. Wenn im Folgenden absolute Werte für den Anschnittwinkel angegeben
sind, dann beziehen sich diese - soweit der Anschnittwinkel bezüglich des Bewegungsvektors
definiert, d.h. zwischen dem Bewegungsvektor und der Schneidkante gemessen wird -
stets auf den in Rotationsrichtung hinteren Punkt der betreffenden Schneidkante.
[0038] Bei einem Sichelmesser ist es, anders als bei einem Kreismesser, bereits aufgrund
des definitionsgemäß in Umfangsrichtung abnehmenden - in bestimmungsgemäßer Rotationsrichtung
betrachtet - Radius gegeben, dass das in bestimmungsgemäßer Rotationsrichtung gesehen
vordere Ende jeder Schneidkante auf einem kleineren Radius liegt als das hintere Ende
der betreffenden Schneidkante. Bevorzugt ist erfindungsgemäß bei einem Sichelmesser
aber eine stärkere "Schrägstellung" der Schneidkanten vorgesehen, d.h. das vordere
Ende liegt bevorzugt auf einem Radius, der kleiner ist als der Radius, auf dem das
vordere Ende läge, wenn das vordere Ende und das hintere Ende auf einer gedachten
Kurve lägen, die der Schneidkante eines herkömmlichen unverzahnten Sichelmessers entspricht.
[0039] Folglich kann die Orientierung der Schneidkanten alternativ auch so definiert werden,
dass zumindest einige Schneidkanten oder jede Schneidkante mit einer Verbindungsstrecke
einen, insbesondere von Null verschiedenen, Anschnittwinkel einschließt, wobei die
Verbindungsstrecke die beiden hinteren Enden oder die beiden vorderen Enden einer
jeweiligen Schneidkante und der unmittelbar vorhergehenden oder nachfolgenden Schneidkante
miteinander verbindet.
[0040] Insbesondere können bei einem Sichelmesser alle hinteren Enden der Schneidkanten
und/oder alle vorderen Enden der Schneidkanten jeweils auf einer gedachten Kurve,
die kein Kreis ist, liegen, die zumindest näherungsweise der Schneidkante eines herkömmlichen
unverzahnten Sichelmessers entspricht. Die Verbindungsstrecken bilden dann gemeinsam
einen Polygonzug, der diese gedachte Kurve annähert. Vorzugsweise weisen die Schneidkanten
des Messers insofern eine "stärkere Schrägstellung" auf, als jede Schneidkante mit
ihrer Verbindungsstrecke einen von Null verschiedenen Winkel einschließt, der hier
ebenfalls als Anschnittwinkel bezeichnet werden soll. Das vordere Ende jeder Schneidkante
liegt folglich nicht auf einer die beiden unmittelbar benachbarten hinteren Enden
verbindenden Verbindungsstrecke, sondern auf einem kleineren Radius.
[0041] Die in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereiche für den Anschnittwinkel gelten
sowohl für dessen Definition bezüglich des Bewegungsvektors als auch für dessen Definition
bezüglich der Verbindungsstrecke. Für eine gegebene Verzahnung ist der konkrete Wert
für die Größe des Anschnittwinkels von dessen Definition abhängig, wobei aber zumindest
für die in der Praxis an Hochgeschwindigkeitsslicern zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten
eingesetzten Schneidmesser der Unterschied aufgrund der geringen Länge einer Schneidkante
im Vergleich zur Gesamtlänge der Umfangskante des Messers klein oder vernachlässigbar
ist.
[0042] Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel, mit welchem sich außerordentlich gute Schneidergebnisse
erzielen lassen, wird nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Bei
diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein Sichelmesser. Außerordentlich gute
Schneidergebnisse lassen sich auch mit einem erfindungsgemäß ausgestalteten Kreismesser
erzielen, wie an unterschiedlichen Produkten, darunter Käse, durchgeführte Versuche
ergeben haben.
[0043] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung, die grundsätzlich für alle Aspekte
der Erfindung möglich sind und - sofern nichts anderes erwähnt ist - sowohl an Kreismessern
als auch an Sichel- oder Spiralmessern realisiert werden können, sind auch in den
abhängigen Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung angegeben.
[0044] Was die Schneidkante anbetrifft, so kann ein von Null verschiedener Anschnittwinkel
in einem Bereich von etwa 1° bis 10° liegen und vorzugsweise etwa 3° bis 6° betragen.
Alternativ kann der Anschnittwinkel in einem Bereich von etwa 10° bis 20° liegen.
Wie bereits erwähnt, zeichnet sich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dadurch aus,
dass der Anschnittwinkel für alle Schneidflächen konstant ist.
[0045] Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die Schneidflächen jeweils in die bestimmungsgemäße
Rotationsrichtung weisend angestellt sind.
[0046] Bevorzugt sind die Schneidflächen jeweils zumindest im Wesentlichen planar oder ohne
Kanten gekrümmt. Alternativ zu planaren Schneidflächen sind folglich auch zumindest
leicht z.B. konkav oder konvex gekrümmte Schneidflächen möglich. Derartige Schneidflächen
können beispielsweise mittels eines sogenannten Formfräsers oder mittels eines Schleifwerkzeugs
hergestellt werden. Analog zu der vorstehend dargelegten geometrischen Definition
kann auch für derart gekrümmte Schneidflächen zumindest näherungsweise ein Bezug,
z.B. eine Bezugsebene oder Bezugslinien mit Krümmungsradien, definiert werden, um
die Neigung der jeweiligen gekrümmten Schneidfläche bezüglich der Aufspannebene oder
der Schneidebene eindeutig zu definieren.
[0047] Wie bereits erwähnt, ist ein weiterer Parameter der erfindungsgemäßen Verzahnung
die Orientierung der Schneidkanten der Schneidzähne. Gemäß einem Ausführungsbeispiel
ist vorgesehen, dass zumindest einige Schneidkanten oder jede Schneidkante oder dass
die Projektion zumindest einiger Schneidkanten oder jeder Schneidkante in die Aufspannebene
mit einer Bewegungstangente einen, insbesondere von Null verschiedenen, Anschnittwinkel
einschließt, wobei die Bewegungstangente und der Radius sich z.B. in dem hinteren
Endpunkt der betreffenden Schneidkante schneiden, und/oder dass zumindest einige Schneidkanten
oder jede Schneidkante mit einer Verbindungsstrecke einen, insbesondere von Null verschiedenen,
Anschnittwinkel einschließt, wobei die Verbindungsstrecke die beiden hinteren Enden
oder die beiden vorderen Enden einer jeweiligen Schneidkante und der unmittelbar vorhergehenden
oder nachfolgenden Schneidkante miteinander verbindet.
[0048] Die Größe des Anschnittwinkels einer oder jeder Schneidkante ist grundsätzlich beliebig
und kann in Abhängigkeit von den Eigenschaften des jeweils aufzuschneidenden Lebensmittelprodukts
gewählt werden. Vorzugsweise beträgt der Anschnittwinkel einige wenige Grad, insbesondere
nicht mehr als etwa 10° und z.B. im Bereich zwischen 3° bis 6°, wobei grundsätzlich
aber auch größere Anschnittwinkel möglich sind.
[0049] Die Schneidkanten können jeweils derart orientiert sein, dass ein in bestimmungsgemäßer
Rotationsrichtung gesehen vorderes Ende jeder Schneidkante - bezogen auf die Drehachse
des Messers - auf einem anderen, insbesondere kleineren, Radius liegt als das hintere
Ende der betreffenden Schneidkante. Der Verlauf jeder Schneidkante zwischen ihrem
vorderen Ende und ihrem hinteren Ende kann grundsätzlich beliebig sein, d.h. sowohl
ein geradliniger Verlauf als auch ein prinzipiell beliebig gekrümmter Verlauf sind
möglich.
[0050] Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass jeweils
die Schneidkanten zweier unmittelbar aufeinanderfolgender Schneidzähne durch eine
Übergangskante miteinander verbunden sind, wobei die Übergangskante als eine Schneidkante
ausgebildet ist.
[0051] Als Schneide des erfindungsgemäßen Schneidmessers sind folglich nicht nur die Schneidkanten
der Schneidzähne bzw. die die Schneidflächen radial außen begrenzenden Schneidkanten
wirksam, sondern auch die Übergangskanten, die jeweils zwei in Umfangsrichtung unmittelbar
aufeinanderfolgende Schneidkanten der Schneidzähne miteinander verbinden. Folglich
kann durch die Form bzw. den Verlauf eines Übergangs zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden
Schneidflächen das Schneidverhalten des erfindungsgemäßen Schneidmessers ebenfalls
beeinflusst werden.
[0052] Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass alle Schneidkanten in einer gemeinsamen
Ebene liegen, vorzugsweise in der Aufspannebene oder in einer zur Aufspannebene parallelen
Ebene, und/oder dass alle Schneidkanten und alle jeweils zwei unmittelbar aufeinanderfolgende
Schneidkanten verbindenden Übergangskanten gemeinsam eine nicht unterbrochene Schneide
bilden, die insbesondere in der Aufspannebene oder in einer zur Aufspannebene parallelen
Ebene liegt.
[0053] Dies ist jedoch nicht zwingend. Die Schneidkanten können auch in unterschiedlichen
Ebenen liegen. Insbesondere kann prinzipiell z.B. vorgesehen sein, dass die Schneidkanten
jeweils die Aufspannebene oder eine zur Aufspannebene parallele Ebene schneiden. Auch
kann z.B. vorgesehen sein, dass eine von allen Schneidkanten und allen jeweils zwei
unmittelbar aufeinanderfolgende Schneidkanten verbindenden Übergangskanten gemeinsam
gebildete, nicht unterbrochene Schneide die Aufspannebene oder eine zur Aufspannebene
parallele Ebene mehrfach schneidet, und zwar abwechselnd von der einen Seite und von
der anderen Seite dieser Ebene kommend, wobei die die Ebene schneidenden Abschnitte
der Schneide entweder nur Schneidkanten, nur Übergangskanten oder sowohl Schneidkanten
als auch Übergangskanten sind.
[0054] Die als Schneide wirksame Umfangskante des Messers kann mit einem sogenannten Freiwinkel
versehen sein, der von Null verschieden ist, was unten in Verbindung mit Fig. 5a und
5b näher erläutert wird. Ist der Freiwinkel von Null verschieden, liegen die Schneidkanten
und die Übergangskanten nicht in einer gemeinsamen Ebene. Bevorzugt ist aber ein Freiwinkel
von 0° vorgesehen, so dass in einer bevorzugten Ausführungsform alle Schneidkanten
und alle Übergangskanten in einer gemeinsamen Ebene liegen, und zwar in der Aufspannebene
oder in einer zur Aufspannebene parallelen Ebene.
[0055] Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die Schneidflächen jeweils radial außen
die Aufspannebene schneiden, wobei die Schnittlinien jeweils die Schneidkante bilden,
und radial innen eine Schrägfläche des Schneidmessers schneiden, die mit der Aufspannebene
einen Winkel einschließt. Vorzugsweise ist dieser Winkel zwischen der Schrägfläche
und der Aufspannebene kleiner als der kleinste Kippwinkel der Schneidflächen, so dass
eine gedachte radiale Verlängerung der Schrägfläche die Aufspannebene radial außerhalb
der Schneidkanten der Schneidflächen schneiden würde.
[0056] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Schneidkanten und/oder Übergangskanten,
die jeweils zwei unmittelbar aufeinanderfolgende Schneidkanten verbinden, jeweils
geradlinig. Alternativ sind auch zumindest leicht z.B. konkav oder konvex gekrümmte
Schneidkanten und/oder Übergangskanten möglich. Analog zu der vorstehend dargelegten
geometrischen Definition kann auch für eine gekrümmte Schneidkante zumindest näherungsweise
eine Gerade analog zu der vorstehend dargelegten Bewegungstangente definiert werden,
die eine eindeutige Definition der Orientierung der Schneidkante ermöglicht.
[0057] Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel sind jeweils die Schneidflächen zweier unmittelbar
aufeinanderfolgender Schneidzähne durch eine Übergangsfläche miteinander verbunden,
wobei insbesondere die Übergangsfläche als eine bezüglich der Schneidflächen zurückspringende
Vertiefung ausgebildet ist.
[0058] Die Vertiefung kann als in radialer Richtung verlaufende Kerbe, Rinne, Furche oder
Nut ausgebildet sein. Die Vertiefung kann einen Freistich bilden.
[0059] Bevorzugt ist jeweils die radiale Erstreckung zweier unmittelbar aufeinanderfolgender
Schneidzähne zumindest im Wesentlichen gleich der radialen Erstreckung der Übergangsfläche
zwischen den beiden Schneidflächen. Mit anderen Worten gehen die Schneidflächen jeweils
über ihre gesamte radiale Erstreckung in die Übergangsfläche über.
[0060] Zwischen den Schneidflächen und der Übergangsfläche kann jeweils eine Übergangskante
vorhanden sein. Bei diesen Übergangskanten kann es sich jeweils um eine relativ scharfe,
nicht abgerundete Kante oder um eine abgerundete Kante mit einem vergleichsweise geringen
Krümmungsradius handeln. Alternativ kann die Übergangskante einen vergleichsweise
sanften Übergang bilden und insbesondere mit einem vergleichsweise großen Krümmungsradius
abgerundet sein. Hierdurch kann von den Schneidflächen und Übergangsflächen insgesamt
eine wellenförmige Fläche gebildet werden. Auch ist es möglich, die beiden Übergangskanten
unterschiedlich auszubilden, so dass der Übergang von der einen Schneidfläche in die
Übergangsfläche vergleichsweise scharfkantig ausgebildet ist und der Übergang zwischen
der anderen Schneidfläche und der Übergangsfläche relativ sanft verläuft.
[0061] Die Übergangsfläche kann radial außen durch eine die beiden Schneidkanten der beiden
Schneidzähne verbindende Übergangskante begrenzt sein. Wie vorstehend bereits erwähnt,
kann diese Übergangskante selbst als eine Schneidkante ausgebildet sein.
[0062] Die Querschnittsform der Übergangsfläche bzw. deren Profil kann grundsätzlich beliebig
ausgebildet sein. Insbesondere kann die Übergangsfläche einen grundsätzlich beliebigen
Verlauf zwischen den beiden Schneidflächen aufweisen. Bevorzugt besitzt die Übergangsfläche
einen gekrümmten Verlauf, d.h. die Querschnittsform bzw. das Profil der Übergangsfläche
ist nicht geradlinig. Vorzugsweise ist die Übergangsfläche zumindest näherungsweise
U- oder V-förmig gekrümmt.
[0063] Das Profil der Übergangsfläche ist insbesondere durch das zur Herstellung verwendete
Werkzeug bestimmt. Bevorzugt wird ein zylindrisches Fräswerkzeug oder ein Schleifwerkzeug
mit einer bezüglich der Aufspannebene geneigten Längsachse verwendet, so dass die
durch die Vertiefung definierte Übergangsfläche radial außen die Aufspannebene schneidet.
[0064] Alternativ ist auch ein anderes, z.B. ein geradliniges Profil der Übergangsfläche
möglich, d.h. die Übergangsfläche kann dann z.B. den kürzesten Weg zwischen den beiden
Übergangskanten in die angrenzenden Schneidflächen darstellen.
[0065] Die Übergangsfläche kann, bezogen auf die Größe der benachbarten Schneidflächen,
einen relevanten Teil des Umfangswinkelbereiches einnehmen. Insbesondere kann sich
die Übergangsfläche über einen Umfangswinkelbereich erstrecken, der etwa das 0,1-fache
bis 0,5-fache des Umfangswinkelbereiches einer der Schneidflächen beträgt.
[0066] Bevorzugt sind die Übergänge zwischen unmittelbar aufeinanderfolgenden Schneidflächen
derart ausgebildet, dass sich die beiden unmittelbar aufeinanderfolgenden Schneidflächen
- in Umfangsrichtung der Drehachse betrachtet - nicht überlappen.
[0067] Des Weiteren ist vorzugsweise vorgesehen, dass jeweils die Schneidkanten zweier aufeinanderfolgender
Schneidzähne in Umfangsrichtung gesehen einander nicht überlappen und/oder nicht unmittelbar
ineinander übergehen.
[0068] Die Schneidkanten besitzen vorzugsweise eine konstante Umfangslänge und/oder eine
konstante Kantenlänge, d.h. alle Schneidkanten besitzen vorzugsweise die gleiche Umfangslänge.
[0069] Was die Schneidzähne anbetrifft, so ist insbesondere vorgesehen, dass jeder Schneidzahn
eine Umfangslänge und/oder eine Zahnlänge von etwa 3 mm bis 7 mm, bevorzugt von etwa
5 mm aufweist.
[0070] Mit dem Begriff "Umfangslänge" ist jeweils die in Umfangsrichtung gemessene Erstreckung
oder Ausdehnung der Schneidkanten bzw. Schneidzähne gemeint, d.h. nicht die entlang
der Schneidkante gemessene Länge der Schneidkante bzw. des Schneidzahns. Diese Länge
wird in dieser Offenbarung als Kantenlänge bzw. Zahnlänge bezeichnet.
[0071] Durch diese Unterscheidung wird dem Umstand Rechnung getragen, dass insbesondere
aufgrund der Neigung der Schneidflächen und/oder dem gegebenenfalls von Null verschiedenen
Anschnittwinkel der Schneidkanten die Schneidkanten jeweils nicht im geometrisch strengen
Sinne auf einer Umfangslinie des Messers liegen. Folglich ist die Umfangslänge der
Schneidkanten jeweils kleiner als die Teilung, da die Teilung die Summe aus der Umfangslänge
der Schneidkante und der von Null verschiedenen Umfangslänge der an die betreffende
Schneidkante angrenzenden Übergangskante ist. Dagegen ist es prinzipiell möglich,
dass die Kantenlänge einer Schneidkante genauso groß ist wie die Teilung oder größer
ist als die Teilung, wenn die Übergangskante relativ klein und/oder der Anstellwinkel
der Schneidfläche relativ groß ist.
[0072] Die Teilung der Schneidzähne ist vorzugsweise konstant und beträgt insbesondere etwa
zwischen 3 mm und 6 mm, bevorzugt etwa 5 mm. Unter der Teilung der Schneidzähne ist
der Abstand zwischen zwei in Umfangsrichtung unmittelbar aufeinanderfolgenden Schneidzähnen
zu verstehen, und zwar gemessen zwischen einander entsprechenden Punkten der beiden
Schneidzähne. Bei einer Teilung von beispielsweise 5 mm beträgt somit beispielsweise
der Abstand zwischen den beiden jeweils in bestimmungsgemäßer Rotationsrichtung vorderen
Enden der Schneidkanten der beiden Schneidzähne 5 mm.
[0073] In einer alternativen Ausgestaltung kann die Teilung der Schneidzähne in Umfangsrichtung
variieren, insbesondere hinsichtlich der Umfangslängen der Schneidzähne und/oder hinsichtlich
der Umfangslängen der Übergänge zwischen den Schneidzähnen.
[0074] Erfindungsgemäß ist es nicht zwingend, dass die Verzahnung des Schneidmessers in
jedem Umfangsbereich identisch ausgeführt ist, d.h. nicht alle Schneidzähne des Schneidmessers
sind zwingend identisch ausgebildet, wobei eine derartige Ausgestaltung gleichwohl
von der Erfindung umfasst ist. Außerdem ist es erfindungsgemäß nicht zwingend, dass
die gesamte wirksame Schneide des Schneidmessers mit einer Verzahnung versehen ist.
[0075] In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schneidmessers ist zumindest
im Wesentlichen die gesamte wirksame Schneide mit einer Verzahnung versehen, die jedoch
in einzelnen Umfangsbereichen unterschiedlich ausgebildet ist.
[0076] Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Umfangskante wenigstens einen Umfangsbereich
vom Typ I mit einer Mehrzahl von Schneidzähnen auf, deren Schneidflächen den gleichen
Kippwinkel aufweisen.
[0077] Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Umfangskante wenigstens einen Umfangsbereich
vom Typ II mit einer Mehrzahl von Schneidzähnen aufweist, deren Schneidflächen einen
variierenden Kippwinkel aufweisen.
[0078] Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Umfangskante einen oder mehrere Umfangsbereiche
vom Typ I und zusätzlich einen oder mehrere Umfangsbereiche vom Typ II aufweist.
[0079] Bei einem Umfangsbereich vom Typ II kann vorgesehen sein, dass der Kippwinkel jeweils
von einem Schneidzahn zu einem unmittelbar benachbarten Schneidzahn variiert, oder
dass der Kippwinkel jeweils von einer Gruppe von n > 1 aufeinanderfolgenden Schneidzähnen
mit untereinander gleichem Kippwinkel zu einer unmittelbar benachbarten Gruppe von
m > 1 aufeinanderfolgenden Schneidzähnen mit untereinander gleichem Kippwinkel variiert.
Insbesondere gilt n = m = 2, 3, 4 oder 5. Mit anderen Worten kann in einem Umfangsbereich
vom Typ II der Kippwinkel entweder von Zahn zu Zahn oder von Zahngruppe zu Zahngruppe
variieren.
[0080] In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Umfangskante
zwischen zwei Umfangsbereichen vom Typ I einen Umfangsbereich vom Typ II umfasst,
in welchem der Wert des Kippwinkels von dem Kippwinkelwert des einen Umfangsbereichs
vom Typ I zu dem Kippwinkelwert des anderen Umfangsbereichs vom Typ I variiert.
[0081] Insbesondere dann, wenn das Schneidmesser ein Sichelmesser oder ein Spiralmesser
ist, kann gemäß einer bevorzugten Weiterbildung vorgesehen sein, dass der Krümmungsradius
der Umfangskante in bestimmungsgemäßer Rotationsrichtung gesehen von einem größten
Radius zu einem kleinsten Radius abnimmt, wobei der Wert des Kippwinkels des Umfangsbereiches
vom Typ II in Rotationsrichtung gesehen von einem größeren Kippwinkelwert zu einem
kleineren Kippwinkelwert abnimmt, insbesondere in gleich großen Winkelschritten von
Schneidzahn zu Schneidzahn.
[0082] Auf diese Weise kann durch eine entsprechende Kippstellung der einzelnen Schneidflächen
entlang der Umfangskante ein Schneidenverlauf erhalten werden, der sowohl ein optimales
Eintauchverhalten als auch ein optimales Ablageverhalten zeigt. Insbesondere kann
ein Schneidenverlauf nachgebildet werden, wie er z.B. aus dem Stand der Technik für
Sichelmesser mit unverzahnter Messerschneide bekannt ist und bei dem - wie eingangs
in Verbindung mit
DE 10 2007 040 350 A1 erwähnt - in einem Eintauchbereich ein vergleichsweise flacher Schneidenwinkel und
in einem Ablagebereich ein vergleichsweise steiler Schneidenwinkel vorhanden ist.
[0083] Entsprechend kann bei dem erfindungsgemäßen Schneidmesser in einem den Eintauchbereich
bildenden Umfangsbereich vom Typ I der Kippwinkel der Schneidflächen der Schneidzähne
vergleichsweise klein gewählt werden, wohingegen in einem den Ablagebereich bildenden
Umfangsbereich vom Typ I der Kippwinkel der Schneidflächen relativ groß gewählt wird.
Der Übergangsbereich zwischen Eintauchbereich und Ablagebereich wird dann von dem
Umfangsbereich vom Typ II gebildet, in welchem - vom Eintauchbereich aus gesehen -
der Kippwinkel der Schneidflächen ausgehend von dem kleineren Wert des Eintauchbereiches
bis zu dem größeren Wert im Ablagebereich zunimmt, wobei diese Zunahme stetig von
Schneidzahn zu Schneidzahn oder von Schneidzahngruppe zu Schneidzahngruppe mit jeweils
innerhalb einer Gruppe konstantem Kippwinkel erfolgen kann, wie es vorstehend bereits
allgemein dargelegt wurde.
[0084] In einer möglichen Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Schneidmessers, das als
Sichelmesser oder Spiralmesser ausgebildet ist, erstreckt sich der Ablagebereich etwa
über einen doppelt so großen Umfangswinkelbereich wie der Eintauchbereich, wobei der
Übergangsbereich zwischen dem Eintauchbereich und dem Ablagebereich sich über einen
Umfangswinkelbereich erstreckt, der etwas mehr als die Hälfte des Umfangswinkelbereiches
des Eintauchbereiches beträgt.
[0085] In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Schneidmessers kann der größere Kippwinkelwert
des einen Umfangsbereiches vom Typ I im Bereich von 20° bis 30° liegen und bevorzugt
zwischen 22° und 26° betragen, wobei der kleinere Kippwinkelwert des anderen Umfangsbereiches
vom Typ I im Bereich von 15° bis 22° liegt und bevorzugt zwischen 17° und 19° beträgt,
und wobei im Umfangsbereich vom Typ II jede Winkelveränderung im Bereich von 0,2°
bis 1°, bevorzugt im Bereich von 0,25° bis 0,5° liegt.
[0086] In einer konkreten Ausgestaltung beträgt der kleinere Kippwinkelwert etwa 18°, wobei
entweder der größere Kippwinkelwert etwa 26° und jede Winkelveränderung etwa 0,5°
beträgt, oder der größere Kippwinkelwert etwa 22° und jede Winkelveränderung etwa
0,25° beträgt.
[0087] Auch bei einem als Kreismesser ausgebildeten erfindungsgemäßen Schneidmesser kann
die Neigung bzw. der Kippwinkel der Schneidflächen entweder über die gesamte Umfangskante
konstant sein oder entlang der Umfangskante variieren. Bei variierendem Kippwinkel
können mehrere Umfangsbereiche vorgesehen sein, von denen sich zumindest zwei Umfangsbereiche
hinsichtlich des Wertes des innerhalb des jeweiligen Umfangsbereiches konstanten Kippwinkels
oder hinsichtlich des Änderungsverhaltens des Kippwinkels innerhalb des jeweiligen
Umfangsbereiches oder dadurch unterscheiden, dass in dem einen Umfangsbereich der
Kippwinkel konstant ist und in dem anderen Umfangsbereich der Kippwinkel variiert.
[0088] So kann z.B. der Kippwinkel "wellenartig" variieren und von Umfangsbereich zu Umfangsbereich
abwechselnd zunehmen und abnehmen und beispielsweise zwischen einem Minimum von z.B.
18° und einem Maximum von z.B. 22° oder 26° "oszillieren". Der "Gradient" kann z.B.
0,25° oder 0,5° pro Schneidzahn sein, d.h. der Kippwinkel kann sich in gleich großen
Winkelschritten von Schneidzahn zu Schneidzahn verändern.
[0089] Bevorzugt ist eine Variation des Kippwinkels über die Umfangskante des Kreismessers
symmetrisch, da bei einem Kreismesser - anders als bei einem Sichelmesser - aufgrund
der Überlagerung der Eigenrotation um die Drehachse und der Umlaufbewegung um die
parallel versetzt zur Drehachse verlaufende Achse - in der Praxis nicht vorherbestimmt
wird, mit welchem Umfangsbereich das Kreismesser auf ein aufzuschneidendes Produkt
trifft. So kann z.B. im Fall der vorstehend erwähnten "wellenartigen" Variation des
Kippwinkels der Gesamtumfang von 360° ein ganzzahliges Vielfaches einer Periode der
"Kippwinkel-Oszillation" sein.
[0090] Mehrfach wurde bereits erwähnt, dass sich mit einem erfindungsgemäßen Schneidmesser
überraschend gute Schneidergebnisse erzielen lassen. Gerade bei kritischen Produkten
wie beispielsweise Kochschinken konnte eine deutliche Verminderung bis Beseitigung
des sogenannten Einklapp- oder Zusammenklappeffektes bei den abgetrennten Produktscheiben
beobachtet werden.
[0091] Insgesamt lässt sich durch die Erfindung eine Verbesserung der Qualität der abgetrennten
Produktscheiben erreichen. Dies erhöht die Produktausbeute und reduziert manuelle
Nacharbeit an den abgetrennten Scheiben bzw. an den daraus gebildeten Portionen. Dies
wiederum reduziert Stillstandszeiten an einer der Aufschneidevorrichtung nachgeschalteten
Verpackungsmaschine.
[0092] Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Schneidmessers besteht darin, dass die
verbesserte Schneidqualität gleichzeitig eine Erhöhung der Schnittgeschwindigkeit
ermöglicht.
[0093] Die erfindungsgemäße individuelle Bearbeitung der Schneidzähne und insbesondere die
individuelle Ausbildung der Schneidflächen erlaubt es, vielfältige Gestaltungen einer
Messerverzahnung zu realisieren. Die Schneidmesser können hierdurch gezielt an bestimmte
Produkteigenschaften angepasst werden. Eine Anpassung kann außerdem hinsichtlich der
Schneidgeometrie erfolgen. Insbesondere kann bei der Herstellung der Verzahnung im
Hinblick auf die Anwendungen, für welche das Schneidmesser konzipiert ist, berücksichtigt
werden, auf welche Weise das Messer in das jeweilige Produkt eindringt, und zwar unter
Berücksichtigung der Position des Produktes in der Aufschneidevorrichtung, insbesondere
in einem sogenannten Schneidschacht, sowie unter Berücksichtigung der Größe des insgesamt
vorgesehenen Schneidbereiches, insbesondere der Schneidschachtbreite. Derartige Anpassungsmöglichkeiten
sind insbesondere beim sogenannten mehrspurigen Aufschneiden, also beim gleichzeitigen
Aufschneiden mehrerer nebeneinanderliegender Produkte von Bedeutung. Bei einem mehrspurigen
Aufschneiden werden die Produkte der durch die Messerschneide definierten Schneidebene
gleichzeitig zumindest im Wesentlichen rechtwinklig zur Schneidebene zugeführt.
[0094] Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
Es zeigen:
- Fig. 1
- eine Draufsicht entlang der Drehachse auf eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Schneidmessers,
- Fig. 2
- eine vergrößerte Ansicht eines Teils der Verzahnung des Schneidmessers von Fig. 1,
- Fig. 3
- verschiedene Ansichten eines erfindungsgemäßen Schneidmessers mit vergrößerten Detailansichten
zur Erläuterung der Ausgestaltung der Messerverzahnung,
- Fig. 4
- einen vergrößerten Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Verzahnung zur Erläuterung der
Geometrie der Verzahnung, und
- Fig. 5a und 5b
- Darstellungen zur Erläuterung des Freiwinkels.
[0095] Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schneidmessers
für einen Hochgeschwindigkeitsslicer zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten, wie
er dem Fachmann grundsätzlich bekannt ist, handelt es sich um ein Sichelmesser, das
während eines Schneidbetriebs um eine Drehachse 11 in einer bestimmungsgemäßen Rotationsrichtung
Rot rotiert.
[0096] Die radial äußere, als Schneide wirksame Umfangskante 13 des Schneidmessers 10 erstreckt
sich ungefähr über einen Umfangswinkelbereich von knapp 270°, und zwar von einem kleinsten
Radius Rmin bis zu einem größten Radius Rmax.
[0097] In einem Aufschneidebetrieb taucht das rotierende Messer 10 mit einem Eintauchbereich
33, der beispielsweise sich über einen Umfangswinkelbereich von 74° erstreckt und
eine Umfangslänge von etwa 317 mm aufweist, in das jeweils aufzuschneidende Produkt
ein. An den Eintauchbereich 33 schließt sich ein Übergangsbereich 32 an, der sich
beispielsweise über einen Umfangswinkelbereich von 41° erstreckt und eine Umfangslänge
von etwa 205 mm aufweist. An diesen Übergangsbereich 32 der Umfangskante 13 schließt
sich ein Ablagebereich 31 der Messerschneide an, welcher sich über einen Umfangswinkelbereich
von etwa 150° erstreckt und eine Umfangslänge von etwa 917 mm aufweist.
[0098] Die diese drei Bereiche 31, 32 und 33 aufweisende Messerschneide ist mit einer erfindungsgemäßen
Verzahnung versehen, auf die nachstehend näher eingegangen wird. Jeder Schneidzahn
der Verzahnung besitzt unter anderem eine zur Vorderseite des Messers 10 weisende
Schneidfläche 17 (vgl. Fig. 2), die eine bestimmte Neigung aufweist. Die drei Bereiche
31, 32, 33 unterscheiden sich voneinander hinsichtlich der Neigung der Schneidflächen
17. Dies wird nachstehend näher erläutert.
[0099] Die Fig. 1 ist eine Draufsicht auf die Vorderseite des Messers 10, welche während
des Schneidbetriebs dem jeweils aufzuschneidenden Produkt oder den jeweils gleichzeitig
aufzuschneidenden Produkten abgewandt ist. Die Drehachse 11 verläuft zentral durch
eine kreisförmige Aufnahmeöffnung 12 des Messers 10, mittels welcher das Messer 10
an einer Messerhalterung der hier nicht dargestellten Aufschneidevorrichtung angebracht
werden kann. Die Messerhalterung umfasst z.B. eine Rotornabe eines Hochgeschwindigkeitsslicers,
wie es dem Fachmann grundsätzlich bekannt ist.
[0100] An die Aufnahmeöffnung 12 schließt sich eine Stirnfläche 38 an, die in diesem Ausführungsbeispiel
planar ausgebildet ist und senkrecht zur Drehachse 11 verläuft.
[0101] Wie auch die Darstellungen ganz links und ganz rechts in Fig. 3 zeigen, schließt
sich radial außen an die Stirnfläche 38 eine Schrägfläche 37 an, von der aus sich
die einzelnen Schneidflächen 17 der Schneidzähne 15 (Fig. 2) radial nach außen erstrecken.
Der Kippwinkel der Schrägfläche 37, also der Winkel zwischen der Schrägfläche 37 und
einer Aufspannebene AE (vgl. Fig. 3), ist kleiner als der kleinste bei den Schneidflächen
17 vorgesehene Kippwinkel. Mit anderen Worten verläuft die Schrägfläche 37 flacher
als jede Schneidfläche 17, so dass eine gedachte radiale Verlängerung der Schrägfläche
37 die Aufspannebene AE radial außerhalb der Umfangskante 13 (Fig. 1) schneiden würde.
[0102] Fig. 2 ist ein vergrößert dargestellter Ausschnitt von Fig. 1 im Eintauchbereich
33, der oben ausgehend vom kleinsten Radius Rmin des Messers 10 die ersten neun Schneidzähne
15 der Verzahnung zeigt. Wie Fig. 2 zeigt, sind die Schneidflächen 17 radial außen
jeweils von einer Schneidkante 19 begrenzt. Als Vertiefungen ausgebildete Übergänge
27 zwischen den Schneidzähnen 15 sind radial außen ebenfalls von einer Schneidkante
21 (Fig. 3) begrenzt, die jeweils zwei Schneidkanten 19 der Schneidflächen 17 verbindet.
In Fig. 2 ist ferner zu erkennen, dass der Übergang von der Schrägfläche 37 in die
Schneidflächen 17 der Schneidzähne 15 jeweils von einer geraden Innenkante 36 gebildet
wird, von deren Endpunkten aus sich jeweils eine Kante zu dem entsprechenden Endpunkt
der betreffenden Schneidkante 19 erstreckt. Diese Kanten 25 (Fig. 4) erstrecken sich
also jeweils zwischen der Schrägfläche 37 und der Aufspannebene AE. Die Innenkanten
36 können jeweils scharfkantig ausgebildet oder abgerundet sein.
[0103] Wie Fig. 1 zeigt, ist auch zwischen der ebenen Stirnfläche 38 und der Schrägfläche
37 eine Übergangskante 39 ausgebildet. Die Kante 39 kann scharfkantig ausgebildet
oder abgerundet sein.
[0104] Die erfindungsgemäße Geometrie der Schneidzähne 15, insbesondere der Schneidflächen
17 sowie der Übergänge 27, wird nachstehend in Verbindung mit den Fig. 3 und 4 näher
erläutert.
[0105] In Fig. 3 zeigt die mittlere obere Darstellung mit dem Schnitt B-B einen vergrößerten
Ausschnitt der Verzahnung des Messers 10 von Fig. 1 im Ablagebereich 31. Die Darstellung
darunter zeigt eine Vergrößerung der Verzahnung im Übergangsbereich 32, wohingegen
die darunterliegende Darstellung mit dem Schnitt C-C eine Vergrößerung der Verzahnung
im Eintauchbereich 33 zeigt. Die bestimmungsgemäße Rotationsrichtung Rot des Messers
10 ist jeweils durch einen Pfeil angegeben. Die Schneidflächen 17 sind also nicht
nur gekippt, d.h. verbinden jeweils die oberhalb der Aufspannebene AE in der Schrägfläche
37 gelegene Innenkante 36 mit der Aufspannebene AE, sondern sind außerdem in Rotationsrichtung
Rot weisend angestellt.
[0106] In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 sind die Schneidflächen 17 der Schneidzähne
15 in allen drei Umfangsbereichen 31, 32 und 33 der Messerverzahnung sowohl verkippt
als auch angestellt.
[0107] Was den Kippwinkel KW anbetrifft, so ist Fig. 3 zu entnehmen, dass der Kippwinkel
KW im Ablagebereich 31 (obere mittlere Darstellung in Fig. 3) vergleichsweise groß
ist. Vorzugsweise beträgt der Kippwinkel KW hier 26°. Im Eintauchbereich 33 (vorletzte
mittlere Darstellung in Fig. 3) ist der Kippwinkel KW kleiner als im Ablagebereich
31. Der Kippwinkel KW beträgt hier vorzugsweise 18°.
[0108] Im Eintauchbereich 33 verlaufen die Schneidflächen 17 folglich flacher oder weniger
steil als im Ablagebereich 31. Wie eingangs bereits erläutert, lassen sich hierdurch
insbesondere Stauchungen des Produkts beim Eintauchen des Messers 10 vermeiden, wohingegen
am Ende des Schneidvorgangs aufgrund der steileren Schneidflächen 17 im Ablagebereich
31 eine verbesserte Ablage der jeweils abgetrennten Produktscheibe erreicht werden
kann.
[0109] Im Übergangsbereich 32, von dem ein beispielhafter Ausschnitt in der zweiten mittleren
Darstellung der Fig. 3 gezeigt ist, sind die Schneidflächen 17 derart gekippt, dass
jeweils drei aufeinanderfolgende Schneidflächen 17 den gleichen Kippwinkel KW aufweisen.
Dabei nimmt der Kippwinkel KW ausgehend von dem Wert 26° im Übergangsbereich 32 jeweils
von Dreiergruppe zu unmittelbar nachfolgender Dreiergruppe um 0,5° ab, wobei die letzte
Dreiergruppe vor dem Eintauchbereich 33 einen Kippwinkel KW von 18,5° besitzt, an
welche sich dann die Schneidzähne 15 des Eintauchbereiches 33 jeweils mit einem Kippwinkel
KW der Schneidfläche 17 von 18° anschließen.
[0110] In einer alternativen Ausführungsform kann der Kippwinkelwert im Eintauchbereich
33 wiederum 18° betragen, wohingegen im Ablagebereich 31 der Kippwinkelwert 22° beträgt
und jeder Winkelschritt zwischen unmittelbar aufeinanderfolgenden Dreiergruppen von
Schneidzähnen 15 im Übergangsbereich 32 einen Wert von 0,25° besitzt.
[0111] Die Teilung a der Verzahnung ist über den gesamten Umfangsbereich konstant und beträgt
in diesem Ausführungsbeispiel 5 mm. Alternativ kann die Teilung der Verzahnung variieren,
wie es im Einleitungsteil bereits dargelegt wurde.
[0112] Durch das Anstellen der Schneidflächen 17 liegen unmittelbar aufeinanderfolgende
Schneidflächen 17 nicht in einer gemeinsamen Ebene und gehen unmittelbar aufeinanderfolgende
Schneidflächen 17 nicht unmittelbar ineinander über.
[0113] In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist jeweils zwischen zwei unmittelbar
aufeinanderfolgenden Schneidflächen 17 ein Übergang 27 vorhanden, der als in radialer
Richtung verlaufende Vertiefung mit U-förmigem Querschnitt ausgebildet ist.
[0114] Jeder Übergang 27 (vgl. auch Fig. 4) umfasst eine Übergangsfläche 23, die radial
innen über eine Übergangskante 35 in die Schrägfläche 37 übergeht und radial außen
von einer Übergangskante 21 begrenzt ist, die in der Schneidebene SE liegt.
[0115] Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht nun darin, dass diese Übergangskanten
21 die Schneidkanten 19 der angrenzenden Schneidflächen 17 verbinden und selbst als
Schneidkante ausgebildet sind. Hierdurch bilden alle Schneidkanten 19 und alle jeweils
zwei unmittelbar aufeinanderfolgende Schneidkanten 19 verbindenden Übergangskanten
21 gemeinsam eine durchgehende, nicht unterbrochene Gesamtschneidkante.
[0116] Eine weitere Besonderheit besteht bei diesem Ausführungsbeispiel darin, dass diese
gemeinsam von den Schneidkanten 19 und den Übergangskanten 21 gebildete, nicht unterbrochene
Schneidkante durchgängig in der Schneridebene SE liegt. Dies ist durch die beiden
letzten mittleren Darstellungen in Fig. 3 veranschaulicht, wobei die letzte, unterste
mittlere Darstellung schematisch einen Schnitt D-D senkrecht zur Schneidebene SE durch
die strichpunktierte Linie der darüber liegenden Darstellung zeigt.
[0117] Die strichpunktierte Linie verläuft durch die tiefste Stelle der Übergangsfläche
23. Die Punkte 1 und 2 sind die Schnittpunkte der strichpunktierten Linie mit der
Schneidebene SE (Punkt 1) bzw. mit der Schrägfläche 37 (Punkt 2). Die Punkte 3 und
4 sind die Schnittpunkte einer ersten Übergangskante 25 mit der Schneidebene SE (Punkt
4) bzw. mit der Schrägfläche 37 (Punkt 3), wohingegen die Punkte 5 und 6 die Schnittpunkte
einer zweiten Übergangskante 25 mit der Schneidebene SE (Punkt 5) bzw. der Schrägfläche
37 (Punkt 6) sind. Die beiden Übergangskanten 25, die Schneidkante 19 und die Innenkante
36 spannen die jeweilige Schneidfläche 17 auf, die in diesem Beispiel planar ausgebildet
ist, also keinen wie auch immer gekrümmten Verlauf besitzt.
[0118] Wie der Schnittdarstellung zu entnehmen ist, liegen die Punkte 1, 4 und 5 sowie die
die Punkte 5 und 4 verbindende Schneidkante 19 und die die Punkte 4 und 1 verbindende
Übergangskante 21 in der Schneidebene SE, während die Punkte 2, 3 und 6 sowie die
die Punkte 6 und 3 verbindende Innenkante 36 und die die Punkte 3 und 2 verbindende
Übergangskante 35 in der Schrägfläche 37 liegen.
[0119] Dabei sind aber die Punkte 6 und 3 - in radialer Richtung gemessen - unterschiedlich
weit von der Drehachse 11 entfernt, wobei der Punkt 6 radial weiter außen liegt als
der Punkt 3 und - da die Schrägfläche 37 gegenüber der Schneidebene SE geneigt verläuft
- sich deshalb näher an der Schneidebene SE befindet als der Punkt 3, d.h. der Punkt
6 liegt tiefer als der Punkt 3. Der Punkt 2 wiederum liegt radial weiter innen als
der Punkt 3 und folglich höher als der Punkt 3 und höher als der Punkt 6.
[0120] Entsprechend liegt der Punkt 1 radial weiter innen als der Punkt 4, der wiederum
radial weiter innen liegt als der Punkt 5. Alle drei Punkte 1, 4 und 5 befinden sich
aber auf dem gleichen Höhenniveau, da sie in der gemeinsamen Schneidebene SE liegen.
[0121] Darüber hinaus sind die konkreten Längen und relativen Lagen der die Punkte 3, 4,
5 und 6 verbindenden Kanten 19, 25, 36 der betreffenden Schneidfläche 17 in diesem
Ausführungsbeispiel derart gewählt, dass die Schneidfläche 17 nicht nur gekippt, sondern
auch angestellt ist, und zwar derart, dass die Schneidfläche 17 in Rotationsrichtung
Rot weist.
[0122] Auch der Fig. 4 ist zu entnehmen, dass in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die
Schneidflächen 17 jeweils derart angestellt sind, dass die Schneidflächen 17 in die
bestimmungsgemäße Rotationsrichtung Rot weisen.
[0123] Durch die Anstellung der Schneidflächen 17 ergibt sich radial innerhalb der Schneidkanten
19, 21 in Umfangsrichtung ein Höhenversatz oder Sprung jeweils zwischen zwei unmittelbar
aufeinanderfolgenden Schneidflächen 17 im Bereich des betreffenden Übergangs 27.
[0124] In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel liegen die vier Eckpunkte 19a, 19b,
36a und 36b in einer gemeinsamen Ebene, nämlich in der Ebene der planaren Schneidfläche
17. Eine planare Schneidfläche 17 ist aber nicht zwingend. Bei gleicher Relativanordnung
der genannten Eckpunkte kann die Schneidfläche 17 auch konkav oder gekrümmt ausgeführt
sein. Auch kann vorgesehen sein, dass die genannten Eckpunkte nicht alle in einer
gemeinsamen Ebene liegen. Die Schneidfläche 17 ist dann entsprechend gekrümmt.
[0125] Fig. 4 zeigt rein beispielhaft die Möglichkeiten, die Orientierung der Schneidfläche
17 in einem messerfesten Bezugssystem eindeutig zu definieren.
[0126] In Fig. 4 bildet das in bestimmungsgemäßer Rotationsrichtung Rot gesehen hintere
Ende 19b der Schneidkante 19 den Bezugspunkt. Die Bewegungstangente T' am hinteren
Ende 19b steht senkrecht zum Radius R durch das hintere Ende 19b und ist mit dem Bewegungsvektor
den hinteren Endes 19b identisch. Bezüglich dieses Bewegungsvektors T' ist die Schneidkante
19 um einen Winkel β geneigt, und zwar derart, dass die Schneidkante 19 in Rotationsrichtung
Rot weist.
[0127] Eine weitere alternative Möglichkeit zur Definition der "Schrägstellung" der Schneidkanten
19 und somit des Anschnittwinkels AsW ist ebenfalls in Fig. 4 dargestellt.
[0128] Wie im Einleitungsteil erwähnt, kann als Anschnittwinkel AsW der Winkel zwischen
einer Schneidkante 19 und z.B. derjenigen (in Fig. 4 strichpunktierten) Verbindungsstrecke
V definiert werden, die das hintere Ende 19b der betreffenden Schneidkante 19 und
das hintere Ende 19b der sich in bestimmungsgemäßer Rotationsrichtung Rot unmittelbar
anschließenden Schneidkante 19 miteinander verbindet.
[0129] Wie ebenfalls einleitend erwähnt, bilden alle diese Verbindungsstrecken V gemeinsam
einen Polygonzug, der eine gedachte stetige Kurve, die kein Kreis ist, annähert, auf
der alle hinteren Ende 19b der Schneidkanten 19 liegen und die zumindest näherungsweise
der Schneidkante eines herkömmlichen unverzahnten Sichelmessers entspricht. Das vordere
Ende 19a jeder Schneidkante liegt in diesem Ausführungsbeispiel nicht auf der betreffenden
Verbindungsstrecke V, sondern auf einem kleineren Radius, d.h. näher an der Drehachse
des Messer als jeder Punkt auf der Verbindungsstrecke V. Die Schneidkante kann aber
auch auf der Verbindungslinie V liegen.
[0130] Grundsätzlich ist es auch möglich, dass die Schneidflächen 17 jeweils aus mehreren
Einzelflächen bestehen, die jeweils planar und/oder beispielsweise konvex oder konkav
gekrümmt sind. Insbesondere können die Schneidflächen 17 kantige oder abgerundete
Übergänge zwischen den Einzelflächen aufweisen. Vorzugsweise sind die Schneidflächen
17 allerdings dann, wenn sie gekrümmt sind, jeweils ein Teil einer im mathematischen
Sinne regulären oder differenzierbaren Fläche und besitzen folglich keine Kanten.
[0131] Fig. 5a zeigt am Beispiel herkömmlicher Messer die Definition des sogenannten Freiwinkels
FW jeweils in einem Schnitt senkrecht zur durch die Schneidkante SK definierten Schneidebene
SE und parallel zur nicht dargestellten Drehachse. In der linken Darstellung ist FW
= 0°, d.h. an der Messerrückseite RS liegt eine an die Schneidkante SK angrenzende
Fläche FL in der Schneidebene SE. Dagegen zeigt die rechte Darstellung ein Messer
mit einem von Null verschiedenen Freiwinkel FW.
[0132] Aus Fig. 5b ergbt sich, dass bei einem erfindungsgemäßen Messer und einem von Null
verschiedenen Freiwinkel FW die Schneidkanten 19 und Übergangskanten 21 (und somit
die Punkte 1, 4 und 5 gemäß Fig. 3) nicht mehr in einer gemeinsamen Ebene liegen.
Die rechte Darstellung zeigt die beiden Schnitte a-a und b-b gemäß der linken Darstellung.
[0133] Die Erfindung umfasst sowohl Messer mit FW = 0° als auch mit FW ≠ 0°, wobei FW =
0° die bevorzugte Ausführungsform ist.
Bezugszeichenliste
[0134]
- 10
- Schneidmesser
- 11
- Drehachse
- 12
- Aufnahmeöffnung
- 13
- Umfangskante
- 15
- Schneidzahn
- 17
- Schneidfläche
- 19
- Schneidkante
- 19a
- vorderes Schneidkantenende
- 19b
- hinteres Schneidkantenende
- 21
- Übergangskante zwischen Schneidkanten
- 23
- Übergangsfläche
- 25
- Übergangskante zwischen Schneidfläche und Übergangsfläche
- 27
- Übergang
- 29
- Messerrückseite
- 31
- Umfangsbereich vom Typ I, Ablagebereich
- 32
- Umfangsbereich vom Typ II, Übergangsbereich
- 33
- Umfangsbereich vom Typ I, Eintauchbereich
- 35
- Übergangskante
- 36
- Innenkante
- 36a
- vorderes Innenkantenende
- 36b
- hinteres Innenkantenende
- 37
- Schrägfläche
- 38
- Stirnfläche
- 39
- Kante
- Rmax
- größter Radius der Umfangskante
- Rmin
- kleinster Radius der Umfangskante
- AE
- Aufspannebene
- SE
- Schneidebene
- P
- Schnittpunkt in Schneidfläche
- R
- Radius
- a
- Teilung
- NW
- Neigungswinkel
- KW
- Kippwinkel
- Rot
- Rotationsrichtung
- AsW
- Anschnittwinkel
- T'
- Bewegungstangente, Bewegungsvektor
- β
- Winkel
- V
- Verbindungsstrecke
1. Schneidmesser, insbesondere Sichelmesser oder Spiralmesser oder Kreismesser, für eine
Vorrichtung zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten, insbesondere für einen Hochgeschwindigkeitsslicer,
das während eines Schneidbetriebs um eine Drehachse (11) rotiert,
mit einer radial äußeren, als Schneide wirksamen Umfangskante (13), die einen gekrümmten
Verlauf um die Drehachse (11) aufweist, und
mit einer Vielzahl von Schneidzähnen (15), die aufeinanderfolgend entlang der Umfangskante
(13) verteilt angeordnet sind,
wobei jeder Schneidzahn (15) eine Schneide aufweist, die eine Schneidfläche (17) und
eine die Schneidfläche (17) radial außen begrenzende Schneidkante (19) umfasst,
wobei die Schneidkanten (19) in einer gemeinsamen Schneidebene (SE) liegen, und
wobei die Schneidflächen (17) jeweils gegenüber der Schneidebene (SE) geneigt verlaufen
und die Schneidebene (SE) unter einem Kippwinkel (KW) schneiden, wobei die Schneidkanten
(19) jeweils die Schnittlinie zwischen der Schneidfläche (17) und der Schneidebene
(SE) bilden,
dadurch gekennzeichnet,
dass jeweils die Schneidflächen (17) zweier unmittelbar aufeinanderfolgender Schneidzähne
(15) durch eine Übergangsfläche (23) miteinander verbunden sind, wobei die Übergangsfläche
(23) als eine bezüglich der Schneidflächen (17) zurückspringende Vertiefung ausgebildet
ist.
2. Schneidmesser nach Anspruch 1,
wobei die Schneidkanten (19) jeweils derart orientiert sind, dass die Schneidflächen
(17) jeweils in die bestimmungsgemäße Rotationsrichtung (Rot) weisend angestellt sind,
und/oder wobei der Kippwinkel (KW) der Schneidflächen (17) entlang der Umfangskante
(13) konstant ist, und/oder wobei der Kippwinkel (KW) in einem Bereich von etwa 15°
bis 30° liegt und bevorzugt etwa 20° beträgt.
3. Schneidmesser, insbesondere Sichelmesser oder Spiralmesser oder Kreismesser, für eine
Vorrichtung zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten, insbesondere für einen Hochgeschwindigkeitsslicer,
das während eines Schneidbetriebs um eine Drehachse (11) rotiert,
mit einer radial äußeren, als Schneide wirksamen Umfangskante (13), die einen gekrümmten
Verlauf um die Drehachse (11) aufweist, und
mit einer Vielzahl von Schneidzähnen (15), die aufeinanderfolgend entlang der Umfangskante
(13) verteilt angeordnet sind,
wobei jeder Schneidzahn (15) eine Schneide aufweist, die eine Schneidfläche (17) und
eine die Schneidfläche (17) radial außen begrenzende Schneidkante (19) umfasst,
wobei zumindest einige Schneidkanten (19) oder jede Schneidkante (19) in einer Schneidebene
(SE) mit einer Bewegungstangente (T') einen, insbesondere von Null verschiedenen,
Anschnittwinkel (AsW) einschließt, wobei die Bewegungstangente (T') und der Radius
(R) sich in einem hinteren Endpunkt (19b) der betreffenden Schneidkante (19) schneiden,
und/oder wobei zumindest einige Schneidkanten (19) jeweils derart orientiert sind,
dass ein in bestimmungsgemäßer Rotationsrichtung (Rot) gesehen vorderes Ende (19a)
der Schneidkante (19) auf einem kleineren Radius liegt als das hintere Ende (19b)
der betreffenden Schneidkante (19), und/oder wobei zumindest einige Schneidkanten
(19) oder jede Schneidkante (19) mit einer Verbindungsstrecke (V) einen, insbesondere
von Null verschiedenen, Anschnittwinkel (AsW) einschließt, wobei die Verbindungsstrecke
(V) die beiden hinteren Enden (19b) oder die beiden vorderen Enden (19a) einer jeweiligen
Schneidkante (19) und der unmittelbar vorhergehenden oder nachfolgenden Schneidkante
(19) miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet,
dass jeweils die Schneidflächen (17) zweier unmittelbar aufeinanderfolgender Schneidzähne
(15) durch eine Übergangsfläche (23) miteinander verbunden sind, wobei die Übergangsfläche
(23) als eine bezüglich der Schneidflächen (17) zurückspringende Vertiefung ausgebildet
ist.
4. Schneidmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Vertiefung als in radialer Richtung verlaufende Kerbe, Rinne, Furche oder
Nut ausgebildet ist, und/oder wobei die Vertiefung einen Freistich bildet
5. Schneidmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Schneidflächen (17) jeweils in die bestimmungsgemäße Rotationsrichtung (Rot)
weisend angestellt sind, und/oder wobei die Schneidflächen (17) jeweils zumindest
im Wesentlichen planar sind oder ohne Kanten gekrümmt, insbesondere konvex oder konkav,
verlaufen.
6. Schneidmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei zumindest einige Schneidkanten (19) oder jede Schneidkante (19) in der Schneidebene
(SE) mit einer Bewegungstangente (T') einen, insbesondere von Null verschiedenen,
Anschnittwinkel (AsW) einschließt, wobei die Bewegungstangente (T') und der Radius
(R) sich in einem hinteren Endpunkt (19b) der betreffenden Schneidkante (19) schneiden,
und/oder wobei zumindest einige Schneidkanten (19) oder jede Schneidkante (19) mit
einer Verbindungsstrecke (V) einen, insbesondere von Null verschiedenen, Anschnittwinkel
(AsW) einschließt, wobei die Verbindungsstrecke (V) die beiden hinteren Enden (19b)
oder die beiden vorderen Enden (19a) der jeweiligen Schneidkante (19) und der unmittelbar
vorhergehenden oder nachfolgenden Schneidkante (19) miteinander verbindet.,
7. Schneidmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Anschnittwinkel (AsW)
der Schneidkanten (19) entlang der Umfangskante (13) konstant und von Null verschieden
ist, und/oder wobei alle Schneidkanten (19) in einer gemeinsamen Ebene liegen, vorzugsweise
in einer Schneidebene (SE) oder in einer zur Aufspannebene (AE) parallelen Ebene,
und/oder dass alle Schneidkanten (19) und alle jeweils zwei unmittelbar aufeinanderfolgende
Schneidkanten (19) verbindenden Übergangskanten (21) gemeinsam eine nicht unterbrochene
Schneide bilden, die insbesondere in einer Schneidebene (SE) oder in einer zur Aufspannebene
(AE) parallelen Ebene liegt, und/oder wobei die Schneidkanten (19) und/oder jeweils
zwei unmittelbar aufeinanderfolgende Schneidkanten (19) verbindende Übergangskanten
(21) jeweils geradlinig sind.
8. Schneidmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest einige Schneidkanten
(19) jeweils derart orientiert sind, dass ein in bestimmungsgemäßer Rotationsrichtung
(Rot) gesehen vorderes Ende (19a) der Schneidkante (19) auf einem kleineren Radius
liegt als das hintere Ende (19b) der betreffenden Schneidkante (19).
9. Schneidmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeweils die Schneidkanten
(19) zweier unmittelbar aufeinanderfolgender Schneidzähne (15) durch eine Übergangskante
(21) miteinander verbunden sind, wobei die Übergangskante (21) als eine Schneidkante
ausgebildet ist.
10. Schneidmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Übergangsfläche (23) radial außen durch eine die beiden Schneidkanten (19)
der Schneidzähne (15) verbindende Übergangskante (21) begrenzt ist, und/oder wobei
die Übergangsfläche (23) im Querschnitt einen insbesondere U-förmig oder V-förmig
gekrümmten Verlauf zwischen den beiden Schneidflächen (17) aufweist, wobei die offene
Seite des U bzw. V in die gleiche Richtung weist wie die Schneidflächen (17).
11. Schneidmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Schneidkanten (19) eine konstante Umfangslänge und/oder eine konstante Kantenlänge
aufweisen, und/oder wobei die Teilung (a) der Schneidzähne (15) konstant ist und insbesondere
etwa zwischen 3 mm und 6 mm, bevorzugt etwa 5mm, beträgt, oder
dass die Teilung der Schneidzähne (15) in Umfangsrichtung variiert, insbesondere hinsichtlich
der Umfangslängen der Schneidzähne (15) und/oder hinsichtlich der Umfangslängen der
Übergänge (27) zwischen den Schneidzähnen (15).
12. Schneidmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Umfangskante (13) wenigstens einen Umfangsbereich (31, 33) vom Typ I mit
einer Mehrzahl von Schneidzähnen (15) aufweist, deren Schneidflächen (17) den gleichen
Kippwinkel (KW) aufweisen, und/oder wobei die Umfangskante (13), insbesondere zusätzlich
zu wenigstens einem Umfangsbereich (31, 33) vom Typ I, wenigstens einen Umfangsbereich
(32) vom Typ II mit einer Mehrzahl von Schneidzähnen (15) aufweist, deren Schneidflächen
(17) einen variierenden Kippwinkel (KW) aufweisen, wobei insbesondere der Kippwinkel
(KW) jeweils von einem Schneidzahn (15) zu einem unmittelbar benachbarten Schneidzahn
(15) variiert, oder dass der Kippwinkel (KW) jeweils von einer Gruppe von n > 1 aufeinanderfolgenden
Schneidzähnen (15) mit untereinander gleichem Kippwinkel (KW) zu einer unmittelbar
benachbarten Gruppe von m > 1 aufeinanderfolgenden Schneidzähnen (15) mit untereinander
gleichem Kippwinkel (KW) variiert, wobei insbesondere n = m = 2, 3, 4 oder 5 gilt.
13. Schneidmesser nach Anspruch 12,
wobei die Umfangskante (13) zwischen zwei Umfangsbereichen (31, 33) vom Typ I einen
Umfangsbereich (32) vom Typ II umfasst, in dem der Wert des Kippwinkels (KW) von dem
Kippwinkelwert des einen Umfangsbereiches (31) vom Typ I zu dem Kippwinkelwert des
anderen Umfangsbereiches (33) vom Typ I variiert.
14. Schneidmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Schneidmesser ein Kreismesser ist, wobei der Kippwinkel (KW) der Schneidflächen
(17) entweder über die gesamte Umfangskante (13) konstant ist oder entlang der Umfangskante
(13) variiert,
wobei insbesondere bei variierendem Kippwinkel (KW) mehrere Umfangsbereiche vorgesehen
sind, von denen sich zumindest zwei Umfangsbereiche hinsichtlich des Wertes des innerhalb
des jeweiligen Umfangsbereiches konstanten Kippwinkels (KW) oder hinsichtlich des
Änderungsverhaltens des Kippwinkels (KW) innerhalb des jeweiligen Umfangsbereiches
oder dadurch unterscheiden, dass in dem einen Umfangsbereich der Kippwinkel (KW) konstant
ist und in dem anderen Umfangsbereich der Kippwinkel (KW) variiert.
15. Schneidmesser nach Anspruch 12 oder 13,
wobei das Schneidmesser ein Sichelmesser oder Spiralmesser ist, wobei der Krümmungsradius
der Umfangskante (13) in bestimmungsgemäßer Rotationsrichtung (Rot) gesehen von einem
größten Radius (Rmax) zu einem kleinsten Radius (Rmin) abnimmt, und wobei der Wert
des Kippwinkels (KW) des Umfangsbereiches (32) vom Typ II in Rotationsrichtung (Rot)
gesehen von einem größeren Kippwinkelwert zu einem kleineren Kippwinkelwert abnimmt,
insbesondere in gleich großen Winkelschritten von Schneidzahn (15) zu Schneidzahn
(15), wobei insbesondere der größere Kippwinkelwert des einen Umfangsbereiches (31)
vom Typ I im Bereich von 20° bis 30° liegt und bevorzugt zwischen 22° und 26° beträgt
und der kleinere Kippwinkelwert des anderen Umfangsbereiches (33) vom Typ I im Bereich
von 15° bis 22° liegt und bevorzugt zwischen 17° und 19° beträgt, wobei jeder Winkelschritt
im Bereich von 0,2° bis 1°, bevorzugt im Bereich von 0,25° bis 0,5° liegt.