[0001] Bekannte Vorrichtungen dieser Art werden beispielsweise benutzt, um Zigarettenstränge
in einzelne Zigaretten zu zerschneiden. Dazu sind an einem drehbaren Träger mehrere
Messer befestigt, und der Träger ist benachbart zur Bewegungsbahn der Zigarettenstränge
angeordnet. Die Drehachse des Trägers ist zur Längserstrekkung der Bewegungsbahn der
Zigarettenstränge geneigt, während die Schneiden der Messer beim Schneidvorgang senkrecht
zur Längserstreckung der Zigarettenstränge durch diese hindurchtreten. Im Betrieb
werden Vorschubbewegung der Zigarettensträngen und Umlaufgeschwindigkeit der Messer
so aneinander angepasst, dass immer genau gleichlange Stücke von den Zigarettenstränge
abgetrennt werden. Die Neigung der Drehachse des Trägers bezüglich der Längserstreckung
der Bewegungsbahn, also bezüglich der Vorschubrichtung der zu zerschneidenden Zigarettenstränge
wird so gewählt, dass die Messer beim Durchlaufen der Bewegungsbahn und Durchtrennen
der Zigarettenstränge sich mit gleicher Geschwindigkeit wie die Zigarettenstränge
in Vorschubrichtung bewegen, also das Durchschneiden ohne Abbremsen oder Beschleunigen
der Zigarettenstränge stattfindet, jedoch die Schneiden der Messer genau senkrecht
durch die Zigarettenstränge hindurchtreten.
[0002] Eine derartige Vorrichtung eignet sich zwar sehr gut zum kontinuierlichen Durchschneiden
von strang- oder stabförmigem Gut, kann jedoch nicht eingesetzt werden, wenn aus dem
strang-oder stabförmigem Gut nur bestimmte, etwa unbrauchbare Stellen herausgeschnitten
oder unbrauchbare Enden abgeschnitten werden sollen, wie dies beispielsweise bei der
Bearbeitung von Kartoffelstäbchen, geschälten Schwarzwurzeln, geschälten Karotten
u.ä. erforderlich ist, bei denen durch unterschiedliche Färbung gekennzeichnete schlechte
Stellen entfernt werden sollen.
[0003] Zur Bearbeitung derartiger Gegenstände ist bereits eine Vorrichtung bekannt, in der
die Gegenstände, etwa Kartoffelstäbchen in einem mit bekannter Geschwindigkeit fliessenden
Wasserstrom durch ein Rohr gedrückt werden, das zumindest in einem Bereich durchsichtig
oder durchscheinend ist, so dass entsprechende optische Abtastanordnungen in diesem
Bereich das Vorhandensein von Stellen abweichender Färbung feststellen können. Am
Ende des Rohres wird mittels eines in Querrichtung strömenden Luftstrahls eine aussortierende
Kraft erzeugt, und diejenigen länglichen Gegenstände werden aus dem Strom von Gegenständen
entfernt, bei denen eine in der Färbung abweichende Stelle ermittelt wurde. Diese
bekannte Vorrichtung erfüllt bei hoher Leistung die an sie gestellten Anforderungen,
hat jedoch den Nachteil, dass sie den ganzen Gegenstand aus dem Transportbereich aussondert,
obwohl an ihm nur eine einzige, verhältnismässig kleine verfärbte Stelle ermittelt
wurde. Es ist daher erforderlich, die aussortierten Gegenstände später erneut zu bearbeiten,
also die verfärbten Stellen ab- oder herauszuschneiden, so dass dann die verbliebenen
Teile der Gegenstände wieder den zuvor nicht aussortierten Gegenständen oder einer
minderwertigen Verwendung zugeführt werden.
[0004] Es ist auch bereits eine Vorrichtung bekannt (DE-A 2630930), mit der festgestellte,
verfärbte Stellen an länglichen Gegenständen, etwa Kartoffelstäbchen, die vereinzelt
entlang einer Transportrinne bewegt werden, mit Hilfe eines Doppelmessers mit in Vorschubrichtung
voneinander entfernten Schneiden abgeschnitten oder herausgeschnitten und entfernt
werden, während der übrige Teil bzw. die übrigen Teile des Gegenstandes weiter entlang
der Transportrinne befördert werden. Somit erfolgt also in dieser bekannten Vorrichtung
ein Entfernen von verfärbten Stellen aus den Gegenständen, ohne dass die derartige
Stellen aufweisenden Gegenstände aus dem Strom der übrigen, einwandfreien Gegenstände
herausgeleitet und einem besonderen Arbeitsvorgang zugeführt werden.
[0005] Obwohl diese bekannte Vorrichtung die verfärbten Stellen verhältnismässig zuverlässig
und zufriedenstellend entfernt, lassen sich mit ihr in einer Transportrinne keine
grösseren Mengen an länglichen Gegenständen pro Zeiteinheit bearbeiten.
[0006] Bei einer anderen bekannten Schneidanordnung (DE-A 2413992) sind auf einem sich drehenden
Träger Messer angeordnet, die jedoch nicht bezüglich des Trägers bewegbar sind. Diese
Messer sind von gehäuseförmigen Greifern umgeben, und bei Drehung des Trägers kommen
diese Greifer in Berührung mit an einem anderen, sich ebenfalls drehenden Träger befestigten
Niederhaltern, wodurch der jeweilige Greifer gegen den Druck einer Feder in Richtung
auf die Drehachse des die Messer haltenden Trägers verlagert und so die Schneide des
zugehörigen Messers freigelegt und in Eingriff mit dem zu schneidenden Gut gebracht
wird.
[0007] Bei dieser bekannten Schneidanordnung erfolgt bei jeder Drehung des Trägers zwangsweise
mindestens ein Schneidvorgang, und es ist nicht möglich, den Träger kontinuierlich
zu drehen und dabei die Messer überhaupt nicht in eine Schneidstellung zu bringen
bzw. einen Schneidvorgang nur dann hervorzurufen, wenn ein herauszuschneidender oder
abzuschneidender Bereich im transportierten Gut festgestellt wird.
[0008] Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Abschneiden bzw. Herausschneiden
von Bereichen aus strang- oder stabförmigen Gegenständen zu schaffen, die einen hohen
Durchsatz an derartigen Gegenständen gestattet.
[0009] Zur Lösung dieser Aufgabe dient eine Vorrichtung zum Herausschneiden und/oder Abschneiden
von Bereichen aus bzw. von strang- oder stabförmigem Gut, das mit vorgegebener Geschwindigkeit
vereinzelt entlang einer Bewegungsbahn bewegt wird, mit mehreren Messern, die an einem
während der Bewegung des Gutes sich drehenden Trägers befestigt sind, der benachbart
zur Bewegungsbahn angeordnet und dessen Drehachse bezüglich der Längserstrekkung der
Bewegungsbahn geneigt und ortsfest ist, während die Schneiden der Messer beim Schneidvorgang
senkrecht zur Längserstreckung der Bewegungsbahn durch das Gut hindurchtreten. Diese
Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Messer bei Feststellung eines zu
entfernenden Bereichs im Gut aus einer Ruhestellung, in der sich die Messer ausserhalb
des Bereichs der Bewegungsbahn befindet, in eine Arbeitsstellung bewegbar sind, in
der die Schneide des Messers durch das Gut hindurchtritt.
[0010] Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung stehen somit für den Schneidvorgang sich kontinuierlich
mit der gewünschten Geschwindigkeit bewegende Messer zur Verfügung, von denen bei
Feststellung eines zu entfernenden Bereichs eines oder mehrere aus der Ruhestellung
in die Arbeitsstellung bewegt werden, so dass diese in die Arbeitsstellung gebrachten
Messer sich dann unter Beibehaltung ihrer kontinuierlichen Umlaufbahn durch das Gut
hindurchbewegen und einen Bereich dieses Gutes herausschneiden.
[0011] Die verhältnismässig kurzen, herausgeschnittenen oder abgeschnittenen Bereiche können
anschliessend aufgrund ihrer Abmessungen, also beispielsweise durch Aussieben, aus
dem Strom der Gegenstände entfernt werden.
[0012] In einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Messer jeweils um eine Schwenkachse
schwenkbar im Träger befestigt und sind bei sich drehendem Träger vorzugsweise durch
Zentrifugalkraft in der Ruhestellung bzw. in der Arbeitsstellung gehalten. Die Schwenkachse
kann von einer Kugel gebildet sein, die entlang einer bezüglich der Drehachse des
Trägers schräg radial nach aussen verlaufenden Bohrung in den das Messer aufnehmenden,
radial nach aussen offenen Messeraufnahmeschlitz eingedrückt ist.
[0013] Bei einer solchen Vorrichtung brauchen also die mit dem Träger kontinuierlich umlaufenden
Messer lediglich verschwenkt zu werden, um von der Ruhestellung in die Arbeitsstellung
und zurück zu gelangen, während die Schneidenergie vom rotierenden Träger geliefert
wird. Die Realisierung der Achse durch eine Kugel ermöglicht einen sehr einfachen
und kompakten Aufbau, so dass beispielsweise eine sehr grosse Anzahl von Messern in
geringem Abstand voneinander am Umfang eines kreisförmigen Trägers angebracht werden
kann.
[0014] Um Beschädigungen von in der Arbeitsstellung befindlichen Messern infolge zu hoher
Fördergeschwindigkeit des Gutes zu vermeiden, kann die Schneide des in der Ruhestellung
befindlichen Messers in Bewegungsrichtung des Gutes hinter der Schwenkachse des Messers
liegen, so dass das Gut bei zu hoher Fördergeschwindigkeit das Messer aus der Arbeitsstellung
in Richtung der Ruhestellung verschwenkt.
[0015] Das Verschwenken der Messer aus der Ruhestellung in die Arbeitsstellung kann beispielsweise
mittels eines Fluidstrahls, etwa eines Gasstrahls erfolgen. In diesem Fall erstreckt
sich jedes Messer zu beiden Seiten seiner Achse, und an der der die Schneide aufweisenden
Seite gegenüberliegenden Seite hat das Messer eine Prallfläche. Benachbart zum Träger
und in Richtung der Umlaufbahn der Messer im Abstand von der Bewegungsbahn für das
Gut bzw. die Gegenstände kann eine Düse vorgesehen sein, aus der gesteuert ein Fluidstrahl
auf die Prallfläche des jeweiligen Messers geleitet und so das Messer in seine Arbeitsstellung
verschwenkt werden kann. Die Prallfläche ist dabei vorzugsweise parallel zur Drehachse
des Trägers ausgerichtet, so dass ein senkrecht zur Längsachse des Trägers gerichteter
Fluidstrahl eine optimale Schwenkwirkung hervorruft.
[0016] Um das oder die Messer aus der Arbeitsstellung zurück in die Ruhestellung zu bewegen,
kann benachbart zum Träger und in Richtung der Umlaufbahn der Messer im Abstand von
der Bewegungsbahn des Gutes bzw. der Gegenstände eine Rückstelldüse vorgesehen sein,
aus der ein das jeweilige Messer in die Ruhestellung schwenkender Fluidstrahl abgegeben
wird, d.h. das Rückstellen der Messer kann in gleicher Weise erfolgen, wie das vorstehend
erwähnte Verschwenken der Messer in die Arbeitsstellung.
[0017] Es ist auch möglich, die Messer statt verschwenkbar, radial bezüglich der Drehachse
des Trägers zwischen der Arbeitsstellung und der Ruhestellung bewegbar auszubilden.
In diesem Fall können die Messer beispielsweise in der Ruhestellung von einem jeweils
einem Messer zugeordneten, am Träger vorgesehenen Elektromagneten gehalten sein, der
aus einer am oder im Träger befestigten Spule sowie einem am Messer befestigten Anker
aus feromagnetischem Material bestehen kann.
[0018] Zum Rückstellen der Messer aus der Arbeitsstellung kann in Drehrichtung des Trägers
hinter der Bewegungsbahn eine ihren Abstand von der Drehachse des Trägers stetig ändernde
Kurve vorgesehen sein, die zur Rückführung von Messern in die Ruhestellung in Eingriff
mit den sich in der Arbeitsstellung befindenden Messern kommt. Durch den Verlauf der
Kurve werden die in Eingriff mit ihr stehenden Messer dann in ihre Ruhestellung zurückgeführt.
[0019] Die Kurve kann von einem Kreisringelement gebildet sein, das exzentrisch bezüglich
des Trägers angeordnet ist und sich mit im wesentlichen der gleichen Umfangsgeschwindigkeit
wie der Träger bewegt. Auf diese Weise erfolgt der Eingriff zur Rückführung der Messer
mittels eines Teils des Kreisringelementes, das sich kaum in Umfangsrichtung bezüglich
des Messers verlagert, also nur geringen Abrieb o.ä. verursacht.
[0020] Es hat sich gezeigt, dass der Träger nahe dem Auslass eines Rohres vorgesehen sein
kann, aus dem ein die Bewegungsbahn bildender Wasserstrahl austritt, dass also das
Schneiden des Gutes im Wasserstrahl stattfindet, ohne dass dessen Vorschubbewegung
oder die Vorschubbewegung des Gutes beeinträchtigt werden würde.
[0021] Die Erfindung wird im folgenden anhand der schematischen Ausführungsbeispiele zeigenden
Figuren näher erläutert.
Figur 1 zeigt in einer Draufsicht eine Vorrichtung mit radial bezüglich der Drehachse
des Trägers bewegbaren Messern.
Figur 2 zeigt in schematischer perspektivischer Darstellung eine Vorrichtung mit schwenkbar
am Träger gelagerten Messern.
Figur 3 zeigt die geometrischen Zusammenhänge zwischen Vorschubgeschwindigkeit des
zu schneidenden Gutes und Schneidegeschwindigkeit der Messer.
Figur 4 zeigt stark vereinfacht in einer SeitenansichtTeile der Vorrichtung aus Figur
2.
Figur 5 zeigt in mehreren Teildarstellungen im oberen Teil Ansichten eines Messers
in der Ruhestellung und eines Messers in der Arbeitsstellung sowie im unteren Teil
Ansichten der Darstellungen des oberen Teils von unten gesehen.
Figur 6 zeigt in zwei Teildarstellungen die Lagerung der schwenkbaren Messer im Träger.
Figur 7 zeigt in einer Draufsicht ähnlich Figur 1 die Vorrichtung mit schwenkbaren
Messern sowie mit schematisch angedeuteten Einrichtungen zur Rückführung der Messer
in die Ruhestellung.
[0022] Die in Figur 1 gezeigte Vorrichtung enthält einen Träger 1 in Form einer Scheibe,
der um seine Mittelachse 2 drehbar ist. Im Umfangsbereich der Scheibe sind im gleichmässigen
Abstand verteilt Messer 4 angeordnet, von denen nur einige dargestellt sind. Diese
Messer 4 erstrecken sich durch ihnen jeweils zugeordnete Spulen 6, die Anschlüsse
7 zur Zufuhr von elektrischem Strom aufweisen. Von diesen Anschlüssen ist nur der
Anschluss für eine Spule gezeigt, und die Anschlüsse können zu nicht dargestellten
Leiterbahnen für Schleifkontakte führen, über die die einzelnen Spulen im wesentlichen
unabhängig voneinander anzusteuern sind.
[0023] Auf jedem Messer 4 ist ein ringförmiger Anker 5 aus ferromagnetischem Material befestigt,
der bei sich in der Ruhestellung befindendem Messer 4, also bei einer in Richtung
der Pfeile 8 radial weiter innen liegenden Stellung der Messer ohne zwischengeschalteten
Luftspalt direkt an der radial äusseren Fläche der jeweils zugehörigen Spule 6 anliegen.
[0024] Die Scheibe 1 ist von einem Kreisringelement 9 umgeben, das ebenfalls die Form einer
Scheibe mit hochgezogenem Umfangsrand haben kann und das um seine Mittelachse 10 drehbar
ist. Diese Mittelachse 10 ist exzentrisch bezüglich der Drehachse 2 der Scheibe 1
angeordnet, und zwar in Figur 1 um die Hälfte der Strecke nach rechts verlagert, die
der Verlagerungsstrecke der Messer 4 zwischen Ruhestellung und Arbeitsstellung entspricht.
Das Kreisringelement 9 dreht sich, ebenso wie die Scheibe 1 in Richtung der Pfeile
3, wobei die Umfangsgeschwindigkeit von Scheibe 1 und Kreisringelement 9 im wesentlichen
gleich ist.
[0025] Benachbart zur Scheibe 1 und zum Kreisringelement 9 befindet sich ein Rohr 11, aus
dem ein Wasserstrahl 12 austritt, der sich in Richtung des Pfeiles 13 bewegt. Diese
Erstreckung des Wasserstrahls erfolgt geneigt zur Drehachse 2 der Scheibe 1, wie dies
insbesondere in den Figuren 3 und 4 zu erkennen ist. Der Wasserstrahl dient zum Transport
der zu schneidenden Gegenstände, etwa Kartoffelstäbchen 14.
[0026] Im Betrieb einer derartigen Vorrichtung werden die vom Wasserstrahl 12 innerhalb
des Rohres 11 transportierten Kartoffelstäbchen optisch auf das Auftreten von verfärbten
Stellen überprüft, wie dies beispielsweise aus der vorstehend erwähnten Vorrichtung
bekannt ist, bei der Flekken aufweisende Kartoffelstäbchen mittels eines in Querrichtung
strömenden Druckluftstrahls aussortiert werden. Wird bei dieser optischen Überprüfung
ein Kartoffelstäbchen mit verfärbter Stelle ermittelt, so wird ein entsprechendes
Steuersignal erzeugt, mit dessen Hilfe der Erregerstrom für ein oder mehrere Spulen
6 von Messer 4 unterbrochen wird. Infolge dieser Erregerstromunterbrechung fällt die
Haltekraft für das oder die entsprechenden Messer weg, und das oder die Messer werden
durch die wirkende Zentrifugalkraft in Richtung der Pfeile 8 radial nach aussen verlagert,
wie dies in Figur 1 für das Messer 4' gezeigt ist. Die Bewegung radial nach aussen
wird durch Anlage des Ankers 5 an dem Kreisringelement 9 begrenzt. Da die Ansteuerung
der in die Arbeitsstellung zu bringenden Messer unter Berücksichtigung der Zeitspanne
erfolgt, die erforderlich ist, damit sich der Bereich der Verfärbung des Kartoffelstäbchens
von der optischen Abtasteinrichtung bis zu der in Figur 1 durch die Lage des Messers
4' angedeuteten Schnittstellung bewegt hat, schneidet das in die Arbeitsstellung gebrachte
Messer bzw. schneiden die in die Arbeitsstellung gebrachten Messer den verfärbten
Bereich des Kartoffelstäbchens von diesem ab oder trennen den verfärbten Bereich aus
dem Kartoffelstäbchen heraus.
[0027] Bewegt sich das in der Arbeitsstellung befindliche Messer 4' gemäss Figur 1 mit der
Scheibe 1 weiter in Richtung des Pfeiles 3, so wird der Abstand zwischen Scheibenumfang
und Kreisringelement 9 allmählich kleiner, so dass das Messer infolge Anlage des fest
mit ihm verbundenen Ankers 5 am Kreisringelement 9 in Richtung des Pfeiles 8 allmählich
radial nach innen verlagert wird, bis es an der der Schneidstelle gegenüberliegenden
Seite der Scheibe 1 vom Kreisringelement 9 so weit radial nach innen verlagert ist,
dass der Anker 5 ohne zwischengeschalteten Luftspalt an der Spule 6 anliegt und durch
den inzwischen wieder eingeschalteten Erregerstrom für die Spule von dieser gehalten
wird, das Messer 4 sich also wieder in der Ruhestellung befindet.
[0028] Bei der in Figur 2 gezeigten Vorrichtung wird ebenfalls ein Träger in Form einer
Scheibe 21 eingesetzt, der um die Achse 22 drehbar ist. Am Anfang dieses Trägers sind
in gleichmässigem Abstand voneinander vorzugsweise aus Kunststoff bestehende Messer
24 angeordnet, die zwischen einer Ruhestellung (linke Darstellungen in Figur 5) und
einer Arbeitsstellung (rechte Darstellungen in Figur 5) verschwenkbar sind. Das Verschwenken
erfolgt, wie später beschrieben werden wird, mit Hilfe einer Düse 25, aus der ein
Fluid, etwa Gas, Wasser oder auch ein einen Wassertropfen enthaltender Druckluftstrahl,
austritt, von der Ruhestellung in die Arbeitsstellung (Messer 24' in Figur 2) verschwenkt
werden. Benachbart zur Scheibe 21 verläuft ein Wasserstrahl 32, der aus einem Rohr
31 austritt und sich entlang der mit Pfeilen versehenen Achse 33 bewegt. In diesem
Wasserstrahl werden vereinzelte Kartoffelstäbchen 34 gefördert. Im Bereich des Rohres
31 ist eine optische Abtasteinrichtung 36 vorgesehen, die bei Durchtritt eines Kartoffelstäbchens
eine Überprüfung auf das Vorhandensein von dunklen Stellen vornimmt, wird eine derartige
dunkle Stelle ermittelt,wie sie beispielsweise bei dem Kartoffeistäbchen 34 vorhanden
ist, so wird über die Leitung 37 ein entsprechendes Signal an die schematisch gezeigte
Auswerteschaltung 38 gegeben. Dieses Signal steuert über die Leitung 39 die Düse 25
an, so dass ein oder mehrere Messer 24, die sich bei Erscheinen der dunklen Stelle
am Kartoffelstäbchen 34 in unmittelbarer Nachbarschaft zum Umfangsrand der Scheibe
21 durch den Wasserstrahl bewegen, in die Arbeitsstellung gekippt werden, wie dies
für die Messer 24' in Zusammenhang mit dem Kartoffelstäbchen 34' angedeutet ist. Eine
derartige Ansteuerung ist ohne Schwierigkeiten möglich, weil einerseits die Strömungsgeschwindigkeit
des Wasserstrahls 32 und damit die Transportgeschwindigkeit des Kartoffelstäbchens
und andererseits die Umfangsgeschwindigkeit der Scheibe 21 bekannt ist.
[0029] Es sei erwähnt, dass die Auslösung des Fluidstrahls von der Düse 25 zusätzlich so
gesteuert werden kann, dass diese genau dann stattfindet, wenn sich das zu verschwenkende
Messer vor der Düse befindet, also beispielsweise nicht zwischen zwei Messern. Hierzu
können in der Scheibe 21 den einzelnen Messern 24 zugeordnete, nicht dargestellte
Löcher vorgesehen sein, durch die das Licht einer Lichtschranke fällt. Die jeweilige
Auslösung des Fluidstrahls erfolgt dann immer bei einem solchen Lichtdurchtritt und
damit verbundener Aktivierung der Lichtschranke.
[0030] Die in die Arbeitsstellung geschwenkten Messer durchschneiden das Kartoffelstäbchen,
und wenn die dunkle Stelle im Mittelbereich des Kartoffelstäbchens liegt, werden zumindest
zwei Schnitte gelegt, von denen sich einer vor und einer hinter der dunklen Stelle
befindet. Mittels eines über die Leitung 40 geführten Aktivierungssignals von der
Schaltung 38 kann dann eine Ausblaseinrichtung 41 so betätigt werden, dass ihr Druckluftstrahl
das herausgeschnittene Teil 34'" mit der dunklen Stelle aus dem Wasserstrahl herauslenkt,
so dass es sich entlang der Bahn 35 bewegt, während die keine dunklen Stellen aufweisenden,
verbliebenen Teile 34" des Kartoffelstäbchens sich weiter zusammen mit dem Wasserstrahl
32 entlang der Achse 33 bewegen. Es sei jedoch erwähnt, dass das «Herausschiessen»
des dunkle Flecken enthaltenden Teils des Kartoffelstäbchens nicht unbedingt erforderlich
ist, sondern dass es in vielen Fällen einfacher ist, den eine dunkle Stelle aufweisenden
Bereich mit Hilfe aufeinanderfolgender, in die Arbeitsstellung gebrachter Messer in
kleine Abschnitte zu zerteilen, um dann diese kleinen Abschnitt später mechanisch,
etwa durch Siebe aus dem Gesamtvorrat an Kartoffelstäbchen zu entfernen.
[0031] Wie bereits erwähnt, ist die Achse der die Messer tragenden Scheibe bezüglich der
Längsachse des Rohres und damit bezüglich des Wasserstrahls geneigt. Dies ist besonders
deutlich in Figur 4 zu erkennen, die eine Teilansicht der Vorrichtung aus Figur 2
zeigt. Infolge dieser Schrägstellung werden die sich in der Arbeitsstellung befindenden
Messer 24' bei Drehung der Scheibe 21 in Richtung des Pfeiles 23 und somit bei Bewegung
des dem Wasserstrahl 32 benachbarten Umfangsbereichs der Scheibe 21 in Richtung des
Pfeiles 23' mit ihren Schneidkanten senkrecht bezüglich der Achse 33 des Wasserstrahls
und damit senkrecht durch die Kartoffelstäbchen 34, 34' bewegt. Dieser Zusammenhang
zwischen Schrägstellung der Drehachse der Scheibe und Längsachse des Wasserstrahls
ist auch in Figur 3 gezeigt, wo die Scheibe 1 aus der Vorrichtung gemäss Figur 1 unter
einem Winkel £ bezüglich der Längsachse 13 des Wasserstrahls geneigt ist, während
die Messer 4 senkrecht zur Achse 13 verlaufen. Der Abstand zwischen den Messermitten
beträgt b und der Abstand zwischen der Projektion zweier benachbarter Messer auf die
Achse 13 x. Wenn sich der der Achse 13 benachbarte Umfangsbereich der Scheibe 1 in
Richtung des Pfeiles 3 mit der Geschwindigkeit
VUmfang bewegt, so treten die Messer 4 mit der Geschwindigkeit
Vcut durch den Wasserstrahl hindurch, der sich mit der Geschwindigkeit v
Sahn bewegt. Um dabei zu erreichen, dass die Messer 4 so durch den Wasserstrahl und damit
auch durch das zu schneidende Gut hindurchtreten, dass keinerlei Abbremsung oder Beschleunigung
des Wasserstrahls und/oder des Gutes eintritt, muss also bei gegebenem Neigungswinkel
a das Verhältnis von V
Umfang zu v
Sahn gleich dem Verhältnis von b zu x sein. Wird dieses Verhältnis nicht eingehalten,
so ergibt sich entweder eine Beschleunigung oder eine Abbremsung des Wasserstrahls
sowie des in ihm enthaltenen, in Eingriff mit den Messern kommenden Gutes. Die Form
und Anordnung der Messer aus der Vorrichtung gemäss Figuren 2 und 4 ist im einzelnen
in Figur 5 dargestellt, wobei im oberen Teil dieser Figur jeweils nur ein Messer 24
gezeigt ist. Diese Messer sind in in radialer Richtung verlaufende Schlitze und um
als Schwenkachsen dienende Kugeln 60 schwenkbar in die Scheibe 21 eingesetzt. In der
Ruhestellung sind die Messer so gehalten, dass sie sich ausserhalb des Bereichs des
Wasserstrahls 32 befinden und ihr Schwerpunkt 50 auf einer Geraden liegt, die die
mittlere Radialebene der Scheibe 21 unter einem Winkel ß schneidet. Bei Drehung der
Scheibe 21 in Richtung des Pfeiles 23 bewirkt daher die Zentrifugalkraft ein Drehmoment
im Uhrzeigersinn (obere linke Darstellung in Figur 5), d.h. das Messer 24 wird fest
zur Anlage an der linken Seite der Scheibe 21 gebracht (untere linke Darstellung in
Figur 5), so dass eine stabile Ruhestellung erhalten wird. An den Messern 24 sind
Prallflächen 51 ausgebildet, die in der Ruhestellung parallel zur Drehachse der Scheibe
21 verlaufen und daher senkrecht zur Austrittsöffnung der Düse 25 liegen. Die Düse
25 erstreckt sich in diesem Fall, wie die untere linke Darstellung zeigt, über mehrere
Prallflächen, so dass ein Fluidstrahl gleichzeitig auf mehrere Messer geleitet bzw.
ein Messer über einen grösseren Drehbereich mit Fluid beaufschlagt werden kann.
[0032] Wird ein Messer 24 mit einem Fluidstrahl aus der Düse 25 beaufschlagt, so wird es
im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt (Figur 5), bis der Ansatz 52 zur Anlage an der Scheibe
21 kommt. In dieser Stellung liegt der Schwerpunkt 50 auf einer Geraden die die mittlere
Radialebene der Scheibe 21 unter einem Winkel y schneidet, d.h. das Messer ist um
den Winkel (ß + y) im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt worden. Dieser Winkel ist wegen
der schrägen Lage des die Scheide aufweisenden Teils des Messers 24 in der Ruhestellung
kleiner als 90%. In dieser Lage des Schwerpunktes 50 bewirkt die Zentrifugalkraft
auf das Messer 24 ein Drehmoment im Gegenuhrzeigersinn (obere Darstellungen in Figur
5), durch das das Messer 24 stabil in der Arbeitsstellung gehalten wird. In dieser
Stellung wird die Schneidkante 53 des Messers 24 durch den Wasserstrahl 32 und durch
das in ihm enthaltene Gut 34 hindurchbewegt.
[0033] Sollte die Drehzahl der Scheibe 21 nicht richtig an die Strömungsgeschwindigkeit
des Wasserstrahls 32 angepasst sein, insbesondere der Wasserstrahl eine zu hohe Strömungsgeschwindigkeit
haben, so übt er auf den Schneidbereich des Messers 24 eine Kraft aus, durch die das
Messer infolge der Lage der Schwenkachse 60 in Strömungsrichtung 33 vor dem Schneidbereich
des Messers im Uhrzeigersinn verschwenkt wird. Auf diese Weise wird verhindert, dass
eine zu hohe Strömungsgeschwindigkeit zu Schäden an den Messern führt.
[0034] Wie den oberen Darstellungen in Figur 5 zu entnehmen ist, erfolgt beim Verschwenken
der Messer zwischen Ruhestellung und Arbeitsstellung nur eine sehr geringfügige Verlagerung
des Schwerpunktes 50 in radialer Richtung bezüglich der Scheibe 21, so dass die Verschwenkung
nur eine geringe Unwucht zur Folge hat.
[0035] Zum Zurückführen der Messer aus der Arbeitsstellung in die Ruhestellung ist in Figur
5 eine Düse 26 vorgesehen, mit der auf die Seite der Prallfläche 51, die der von der
Düse 25 beaufschlagten Seite gegenüberliegt, ein Fluidstrahl gelenkt und dadurch das
sich in der Arbeitsstellung befindende Messer in die Ruhestellung zurückgeschwenkt
werden kann. Die Lage dieser Düse 25 ist auch in Figur 7 angedeutet, und mit ihr werden
die in der Arbeitsstellung befindlichen Messer nach Durchtritt durch den Wasserstrahl
32 wieder in die Ruhestellung zurückgeschwenkt. In Zusammenhang mit Figur 7 sei erwähnt,
dass das Rückführen der Messer statt mittels der Düse 26 auch durch eine stationäre
Kurve 27 erfolgen kann, die ihren Abstand von der Drehachse der Scheibe 21 sowie von
deren in Figur 7 unterer Fläche in Drehrichtung kontinuierliche vergrösserte und dadurch
infolge Eingriffs mit den äusseren Bereichen der Prallflächen 51 der in der Arbeitsstellung
befindlichen Messer 24' diese in die Ruhestellung zurückführt. Dieser Eingriffsbereich
der Prallfläche ist in der rechten Darstellung in Figur 6 durch einen Pfeil angedeutet.
Ein weiterer Pfeil zeigt in dieser Darstellung einen weiteren Eingriffsbereich für
eine Kurve.
[0036] Die Ausbildung der Schwenklager für die Messer 24 ist in Figur 6 dargestellt. Wie
bereits erwähnt, sind die Messer 24 in radialen, nach aussen offenen Schlitzen 61
in der Scheibe 21 angeordnet, und diese Schlitze weisen an ihrem inneren Ende durch
eine den Schlitzgrund bildende Querbohrung 62 erweitert, durch die die Kerbwirkung
verringert wird. Im Schlitz ist eine schrägverlaufende Bohrung 63 vorhanden, deren
Mittelachse 65 von der Öffnung der Bohrung in Richtung auf deren Grund schräg radial
nach aussen bezüglich der Scheibe 21 verläuft. Der Grund der Bohrung 63 ist erweitert,
und in die Bohrung ist bis zu deren Grund eine Stahlkugel 60 eingedrückt, die sich
im Bohrungsgrund frei drehen kann und die Schwenkachse für das Messer 24 bildet. Da
die Bohrung 63 schräg radial nach aussen verläuft, wird die Kugel 60 bei Drehung der
Scheibe 21 infolge Zentrifugalkraft in den Bohrungsgrund hineingedrückt und so sicher
in der Scheibe gehalten.
[0037] Auf der Scheibe 21 befindet sich eine Ringnut 64, die die Mittelachsen 65 aller Bohrungen
63 schneidet. Diese Ringnut dient zur Vereinfachung der Montage der Stahlkugeln 60,
weil diese in die Ringnut 64 eingelegt und von ihr aus in die Bohrungen 63 eingedrückt
werden können.
[0038] Es sei erwähnt, dass die Messer 24 an der Stelle der Schwenkverbindung eine Bohrung
aufweisen und dass das jeweilige Messer zusammen mit der sich in seiner Bohrung befindlichen
Stahlkugel 60 in den Schlitz 61 der Scheibe 21 eingesetzt wird.
1. Vorrichtung zum Herausschneiden und/ oder Abschneiden von Bereichen aus bzw. von
strang- oder stabförmigem Gut (14; 34, 34'), das mit vorgegebener Geschwindigkeit
vereinzelt entlang einer Bewegungsbahn (12; 32) bewegt wird, mit mehreren Messern
(4; 24), die an einem während der Bewegung des Gutes sich drehenden Trägers (1; 21)
befestigt sind, der benachbart zur Bewegungsbahn (12; 32) angeordnet und dessen Drehachse
(2; 22) bezüglich der Längserstreckung der Bewegungsbahn (12; 32) geneigt und ortsfest
ist, während die Schneiden (53) der Messer (4; 24) beim Schneidvorgang senkrecht zur
Längserstreckung der Bewegungsbahn (12; 32) durch das Gut (14; 34,34') hindurchtreten,
dadurch gekennzeichnet, dass die Messer (4; 24) bei Feststellung eines zu entfernenden
Bereichs im Gut (14; 34,34') aus einer Ruhestellung, in der sich die Messer (4; 24)
ausserhalb des Bereichs der Bewegungsbahn (12; 32) befindet, in eine Arbeitsstellung
bewegbar sind, in der die Schneide (53) des Messers (4; 24) durch das Gut (14; 34,
34') hindurchtritt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messer (24) jeweils
um eine Schwenkachse (60) schwenkbar im Träger (21) befestigt sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneide (53) des
in der Ruhestellung befindlichen Messers (24) in Bewegungsrichtung (33) des Gutes
(34) hinter der Schwenkachse (60) des Messers (24) liegt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Messer (24)
bei sich drehendem Träger (21) durch Zentrifugalkraft in der Ruhestellung bzw. der
Arbeitsstellung gehalten sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die
Messerlagerung in der Schwenkachse von einer Kugel (60) gebildet ist, die entlang
einer bezüglich der Drehachse (22) des Trägers (21) schräg radial nach aussen verlaufenden
Bohrung (63) in den das Messer (24) aufnehmenden, radial nach aussen offenen Messeraufnahmeschlitz
(61) eingedrückt ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich
jedes Messer (24) zu beiden Seiten seiner Schwenkachse (60) erstreckt und an der der
die Schneide (53) aufweisenden Seite gegenüberliegenden Seite eine Prallfläche (51)
hat und dass benachbart zum Träger (21) und in Richtung der Umlaufbahn der Messer
(24) im Abstand von der Bewegungsbahn (32) eine Düse (25) vorgesehen ist, aus der
gesteuert ein das jeweilige Messer (24) in die Arbeitsstellung schwenkender Fluidstrahl
auf die Prallfläche (51) leitbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Prallfläche (51)
in der Ruhestellung des Messers (24) parallel zur Drehachse (22) des Trägers (21)
ausgerichtet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass benachbart
zum Träger (21) und in Richtung der Umlaufbahn der Messer (24) im Abstand von der
Bewegungsbahn (32) eine Rückstelldüse (26) vorgesehen ist, aus der gesteuert ein das
jeweilige Messer (24) in die Ruhestellung schwenkender Fluidstrahl abgebbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messer (24) jeweils
radial bezüglich der Drehachse (2) des Trägers (1) zwischen der Arbeitsstellung und
der Ruhestellung bewegbar sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Messer (4) in der
Ruhestellung von einem jeweils einem Messer (4) zugeordneten, am Träger (1) vorgesehenen
Elektromagneten (5, 6) gehalten sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromagnet aus
einer am oder im Träger befestigten Spule (6) sowie einem am Messer (4) befestigten
Anker (5) aus ferromagnetischem Material besteht.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
dass in Drehrichtung des Trägers (1; 21) hinter der Bewegungsbahn (12; 32) eine ihren
Abstand von der Drehachse (2; 22) des Trägers (1; 21) stetig ändernde Kurve (9; 27)
vorgesehen ist, die zur Rückführung von Messern (4; 24) in die Ruhestellung in Eingriff
mit den sich in der Arbeitsstellung befindenden Messern (4' ; 24') kommt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurve (9, 27) von
einem Kreisringelement (9) gebildet ist, das exzentrisch bezüglich des Trägers (1)
angeordnet ist und sich mit im wesentlichen der gleichen Umlaufgeschwindigkeit wie
der Träger (1) dreht.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der
Träger (1; 21) nahe dem Auslass eines Rohres (11; 31) vorgesehen ist, aus dem ein
die Bewegungsbahn (12; 32) bildender Wasserstrahl austritt.
1. Device for cutting out and/or cutting of regions from or of string-shaped or rod-shaped
goods 614; 34, 34'), which are moved individually at a given speed along a track (12;
32), having many knives (4; 24) attached to a carrier (1; 21) which rotates during
the movement of the goods and which is arranged near to the track (12; 32) and of
which the rotational exis (2; 22) is fixed at an angle to the length of the track
(12; 32), while the cutters (53) of the knives (4; 24) in the cutting action pass
through the goods (14; 34, 34') perpendicularly to the length of the track (12; 32),
characterized in that the knives (4; 24), on the determination of a region to be removed
from the goods (14; 34, 34') are movable from a rest position in which the knives
(4; 24) are outside the region of the track (12; 32) to a working position, in which
the cutters (53) of the knives (4; 24) pass through the goods (14; 34, 34').
2. Device according to Claim 1, characterized in the knives (24) are fastened respectively
in the carrier (21) so as to be able to swivel on a swivel axis (60).
3. Device in accordance with Claim 2, characterized in that when the knives (24) are
in the rest position, the cutters (53) lie in the movement direction (33) of the goods
(34) behind the swielling axis (60) of the knives (24).
4. Device according to Claim 2 or 3, characterized in that the knives (24) in the
rotating carrier (21) are held in the rest position or the working position by centrifugal
force.
5. Device according to one of the Claims 2 to 4, characterized in that the bearing
for the knives in the swivel axis is formed by a ball (60) which is pressed into a
boring (63) running slantwise radially outwards relative to the axis of rotation (22)
of the carrier (21), in which is the slot (61) opening radially outwards for the knife
(24).
6. Device according to one of the Claims 2 to 5, characterized in that each knife
(24) extends on both sides of its swivel axis (60) and on the side opposite to the
side which has the cutter (53) has a striking surface (51) and that near-by on the
carrier (21) and in the direction of the circular track of the knife (24) at a distance
from the movement track (32) a nozzle (25) is provided from which a fluid current
can be directed against the striking surface (51) which swivels one of the knives
(24) into the working position.
7. Device according to Claim 6, characterized in that rest position of the knife (24)
the striking surface (51) is arranged parallel to the rotational axis (22) of the
carrier (21).
8. Device according to one of the Claims 2 to 7, characterized in that near to the
carrier (21) and in the direction of the circular track of the knife (24) , at a distance
from the movement track (32), a restoring nozzle (26) is provided, from which a fluid
stream can be given which swivels one of the knives (24) respectively into the rest
position.
9. Device according to Claim 1, characterized in that each of the knives (4) is movable
radially in relation to the rotational axis (2) of the carrier (1) between the working
position and the rest position.
10. Device according to Claim 9, characterized in that the knives (4) are held in
the rest position by an electro-magnet (5, 6) arranged for each knife (4) and provided
on the carrier (1).
11. Device according to Claim 10, characterized in that the electro-magnet of a coil
(6) fastened on or in the carrier, as well as an armature (5) fastened to a knife
(4) consists of ferro-magnetic material.
12. Device according to Claims 1 to 7 or 9 to 11, characterized in that in the rotational
direction of the carrier (1; 21), behind the movement tract (12; 32), a curve (9;
27) is provided, of which the distance from the rotational axis (2; 22) of the carrier
varies steadily, which in order to return the knives (4; 24) into the rest position
operates on the knives (4'; 24') which are in the working position.
13. Device according to Claim 12, characterized in that the curve (9; 27) is formed
from a circular ring element (9), which is arranged excen- trically to the carrier
(1) and which rotates with essentially the same peripheral speed as the carrier (1).
14. Device according to one of the Claims 1 to 13, characterized in that the carrier
(1; 21) is provided near to the outlet of a tube (11; 31) out of which issues at water
stream forming the movement track (12; 32).
1. Dispositif pour le découpage et/ou la séparation par sectionnement à partir d'un,
ou d'un, article en forme de cordon ou de barre (14; 34, 34') qui se déplace isolément,
à une vitesse prédéterminée, le long d'une trajectoire (12; 32), avec plusieurs couteaux
(4; 24) qui sont fixés à un support (1; 21) qui tourne pendant le mouvement de l'article,
support qui est disposé au voisinage de la trajectoire (12; 32) et dont l'axe de rotation
(2; 22) est fixe et incliné par rapport à l'étendue longitudinale de la trajectoire
(12; 32), tandis que les tranchants (53) des couteaux (4; 24) traversent l'article
(14; 34, 34'), pendant le processus de coupe, perpendiculairement à l'étendue longitudinale
de la trajectoire (12; 32), caractérisé en ce que les couteaux (4; 24), lors de la
fixation d'une région à éloigner de l'article (14; 34, 34'), sont mobiles à partir
d'une position de repos dans laquelle les couteaux (4; 24) se trouvent en dehors de
la région de la trajectoire (12; 32), vers une position de travail dans laquelle le
tranchant (53) du couteau (4; 24) passe à travers l'article (14; 34, 34').
2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les couteaux (24)
sont fixés chaque fois dans le support (21) de manière à pouvoir pivoter autour d'un
axe de pivotement (60).
3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le tranchant (53)
du couteau (24) qui se trouve en position de repos, se trouve derrière l'axe de pivotement
(60) du couteau (24), dans le sens de déplacement (33) de l'article (34).
4. Dispositif suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les couteaux
(24) sont, lorsque le support (21) tourne, maintenus en position de repos, respectivement
en position de travail, par la force centrifuge.
5. Dispositif suivant l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la monture
des couteaux dans l'axe de pivotement est formée par une sphère (60) qui est enfoncée,
le long d'une forure s'étendant radialement vers l'extérieur, obliquement par rapport
à l'axe de rotation (22) du support (21), dans la fente réceptrice de couteau (61)
ouverte radialement vers l'extérieur, qui reçoit le couteau (24).
6. Dispositif suivant l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que chaque
couteau (24) s'étend de part et d'autre de son axe de pivotement (60) et possède une
surface de choc (51), du côté opposé au côté présentant le tranchant (53) et en ce
que, au voisinage du support (21) et en direction de la trajectoire des couteaux (24),
à distance de la trajectoire (32), est prévu un ajutage (25) à partir duquel, de façon
commandée, un jet de fluide faisant pivoter le couteau (24) considéré, dans la position
de travail, peut être conduit sur la surface de choc (51).
7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la surface de choc
(51) est, en position de repos du couteau (24), dirigée parallèlement à l'axe de rotation
(22) du support (21).
8. Dispositif suivant l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce qu'au voisinage
du support (21) et en direction de la trajectoire des couteaux (24), on a prévu, à
distance de la trajectoire (32), un ajutage de rappel (26) à partir duquel peut être
émis, de façon commandée, un jet de fluide faisant pivoter le couteau (24) considéré,
vers la position de repos.
9. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les couteaux (24)
sont mobiles chaque fois radialement par rapport à l'axe de rotation (2) du support
(1), entre la position de travail et la position de repos.
10. Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé en ce que les couteaux (4)
sont maintenus en position de repos par un électroaiment (5, 6) associé chaque fois
à un couteau (4), prévu sur le support (1).
11. Dispositif suivant la revendication 10, caractérisé en ce que l'électroaimant
comprend une bobine (6) fixée sur ou dans le support, ainsi qu'une armature (5) en
matière ferromagnétique, fixée au couteau (4).
12. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 7 ou l'une des revendications
9 à 11, caractérisé en ce que derrière la trajectoire (12; 32) considérée dans le
sens de rotation du support (1; 21), on a prévu une came (9; 27) dont la distance
à l'axe de rotation (2; 22) du support (1; 21) change continuellement, came qui, pour
ramener les couteaux (4; 24) en position de repos, vient en prise avec les couteaux
(4'; 24') se trouvant en position de travail.
13. Dispositif suivant la revendication 12, caractérisé en ce que la came (9; 27)
est formée par un élément (9) de couronne circulaire qui est disposé de façon excentrée
par rapport au support (1) et qui tourne à une vitesse en principe égale à la vitesse
de rotation du support (1 ).
14. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le support
(1; 21) est prévue à proximité du débouché d'un tuyau (11; 31) d'où sort un jet d'eau
formant la trajectoire (12; 32).