Vorschneider- oder Lochscheibe für mehrteilige Schneidsätze

Abstract

 Es wird eine Vorschneider- oder Lochscheibe für mehrteilige Schneidsätze von Zerkleinerungsmaschinen, insbesondere für Fleischwölfe und dergleichen beschrieben, die sich dadurch auszeichnet, dass zumindest ein Teil der Durchflussöffnungen der Vorschneider- oder Lochscheibe mit einer Mehrzahl von sich zumindest im Wesentlichen in Rohstoff-Förderrichtung erstreckenden Messerschneiden versehen ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorschneider- oder Lochscheibe für mehrteilige Schneidsätze von Zerkleinerungsmaschinen, insbesondere für Fleischwölfe und dergleichen.

[0002] Bei Zerkleinerungsmaschinen, die mit mehrteiligen Schneidsätzen aus stationären Lochscheiben und rotierenden Messern bestehen, wird das jeweils zu zerkleinernde Material von zumindest einer Transportschnecke unter entsprechendem Druck in den mehrteiligen Schneidsatz gefördert und beim Durchlauf durch den Schneidsatz stufenweise zerkleinert. Die Größe der Durchflussöffnungen in den in Förderrichtung aufeinander folgenden Lochscheiben nimmt dabei ab, wobei es in Abhängigkeit von der jeweiligen Verarbeitungsaufgabe erforderlich ist, die Größen der Durchflussöffnungen sowie die Drehzahl der Messer und die Anzahl der Messerschneiden aufeinander abzustimmen.

[0003] Bevorzugt werden derartige Schneidsätze zum Zerkleinern von tierischen Rohstoffen, insbesondere zum Zerkleinern von Fleisch eingesetzt, wobei an derartige, nach dem Wolfprinzip arbeitende Maschinen ständig steigende Anforderungen hinsichtlich Leistung und Qualität des Endprodukts gestellt werden.

[0004] Bei den so genannten Fleischwölfen wird das zu zerkleinernde Material von einer Transportschnecke in einen mehrteiligen Schneidsatz gefördert, in dem je nach gewünschtem Zerkleinerungsgrad Vorschneider, Kreuz- bzw. Ringmesser und Lochscheiben in diversen Kombinationen angeordnet sind.

[0005] In derartigen Schneidsätzen erfolgt eine Stufen-Destrukturierung des zu bearbeitenden Materials über mehrere Schneidebenen, wobei Vorschneider und Lochscheiben mit den Austrittskanten ihrer Durchflussöffnungen als Gegenschneiden zu den umlaufenden Messern dienen.

[0006] Bei dem Rohstoff Fleisch handelt es sich um ein sehr inhomogen aufgebautes Mehrschichtenmaterial aus Muskelfasern, Fettgewebe und hochfesten Kollagenen zur Ummantelung der Muskelgruppen und Sehnen. Im Verbund ist das Material bis zum Einhundertfachen belastbarer als reines Muskelfleisch, so dass in der erwähnten Kombination von stofflichen Elementen im stückigen Zustand maximale äußere Kräfte durch innere Verspannung aufgenommen werden können.

[0007] In kompakter und stückiger Form wirkt die hochfeste und räumliche Vernetzung der kollagenen Anteile und Sehnen mit den Muskelfasern gegen Verformung und äußere Zerstörungskräfte infolge Druck und Schub mit Verfestigung des gesamten Fleischteiles.

[0008] In den bekannten mehrteiligen Schneidsatzkombinationen wird dieses innere stoffliche Haltesystem, d.h. das räumliche Festigkeits- und Spannungssystem stufenweise durch Schneidvorgänge zerstört, und zwar durch das Zusammenwirken der Messer mit den Austrittskanten der Durchflussöffnungen von Vorschneider- oder Lochscheibe als Gegenschneide. Je kleiner die Rohstoffteile im Verlauf der stufenweisen Zerkleinerung des Rohstoffs werden, desto mehr verlieren sie ihre Fähigkeit zur Erzeugung einer Gegenkraftwirkung auf äußere Kräfte und können somit auch immer schneller in kleinere Durchflussöffnungen bzw. Bohrungen der Lochscheiben eindringen.

[0009] Es ist ersichtlich, dass zur Erzielung einer schonenden Zerkleinerung von Fleischteilen vielteilige Schneidsatzkombinationen erforderlich sind, was aufgrund der dabei erforderlichen Anzahl von Werkzeugen zu einem erheblichen konstruktiven Aufwand und im Hinblick auf den unvermeidlichen Verschleiß der Werkzeuge auch zu einem entsprechenden Wartungsaufwand führt.

[0010] Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Leistungsfähigkeit des Schneidsystems ohne das Erfordernis der Verwendung zusätzlicher Schneidelemente deutlich zu steigern, die Effektivität der Schneidvorgänge positiv zu beeinflussen und gleichzeitig die Qualität des Endprodukts zu verbessern.

[0011] Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung im Wesentlichen dadurch, dass zumindest ein Teil der Durchflussöffnungen der Vorschneider- oder Lochscheibe mit einer Mehrzahl von sich zumindest im Wesentlichen in Rohstoff-Förderrichtung erstreckenden Messerschneiden versehen ist.

[0012] Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht demgemäß darin, das innere Spannungssystem im gewachsenen Rohstoff durch in die Durchflussöffnungen von Vorschneider- oder Lochscheibe integrierte Messerschneiden zu zerstören und damit die Stabilität des Formwiderstandes des Rohstoffes zu verringern bzw. aufzuheben, so dass als Folge davon eine weiche Stoffverformbarkeit erhalten wird, die eine Voraussetzung für ein schnelleres Eindringen des Rohstoffes in die Öffnungen der Lochscheiben darstellt.

[0013] Durch die in den Vorschneidern und Lochscheiben vorgesehenen und beim Durchfließen des Materials durch die Öffnungen im Vorschneider und in den Lochscheiben wirksam werdenden Messerschneiden wird eine ausgeprägte Destrukturierung des inneren Stoffnetzwerkes und der stofflichen Festigkeit erreicht, was sich auch besonders vorteilhaft auf die Schneidvorgänge auswirkt, die - wie auch bisher üblich - zwischen den umlaufenden Messern und den Austrittskanten der Öffnungen von Vorschneider und Lochscheiben erfolgen.

[0014] Bezogen auf einen bestimmten Schneidsatz kann durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen die Leistungsfähigkeit des Schneidsystems so stark gesteigert werden, wie sie sonst üblicherweise nur mit mindestens zwei zusätzlichen Schneidelementen erreichbar ist.

[0015] Da durch die im Vorschneider- und Lochscheibensystem vorgesehenen Messerschneiden der Rohstoff allein beim Durchfluss so weit eingeschnitten wird, dass innere Stoffverflechtungen kollagener Elemente und die Fähigkeit zur Spannungsaufnahme zerstört werden, ergibt sich eine hohe Abfließfähigkeit des zerkleinerten Rohstoffes und ein erwünscht kleiner Widerstand beim Eindringen des Materials in kleine Bohrungen der Endlochscheibe eines Schneidsatzes. All dies ist eine wesentliche Folge der nach der Erfindung möglichen, optimal wirksamen Zerkleinerung durch allseitig tiefes und insbesondere auch übergreifendes Einschneiden in das Raumvolumen der Fleischteile beim Durchfluss durch die Öffnungen in Vorschneider- und Lochscheiben.

[0016] Die erfindungsgemäß vorgesehenen Messerschneiden sind bevorzugt von integrierten, spitzwinklig und scharfkantig ausgeführten Vorsprüngen an den Innenwandungen der Durchflussöffnungen gebildet, und diese Messerschneiden werden vorzugsweise mit einer harten und verschleißarmen Oberflächenbeschichtung versehen, was die Standzeit der Messerschneiden wesentlich erhöht.

[0017] Die Höhe benachbarter Messerschneiden kann zumindest zum Teil unterschiedlich gewählt sein, und es ist günstig, wenn sich wenigstens ein Teil der Messerschneiden bis nahe des Mittelbereichs der jeweiligen Durchflussöffnung erstreckt, so dass ein allseitig tiefes und nach Möglichkeit auch übergreifendes Einschneiden in das Raumvolumen des jeweiligen Fleischteiles erhalten wird.

[0018] Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Durchflussöffnungen eine Einzugs- oder Verdichtungszone mit sich in Rohstoff-Förderrichtung verringernder Querschnittsfläche und daran anschließend eine Messerzone mit in Förderrichtung geraden oder einen Produktdrall bewirkenden Messerschneiden aufweisen. Dabei ist die axiale Erstreckung der Messerzone größer, vorzugsweise zumindest um den Faktor 3 größer als die axiale Erstreckung der Einzugszone.

[0019] Durch diese Maßnahmen wird eine weitere Leistungssteigerung erreicht, da die Fähigkeit der Fleischteile zu einer Reduzierung ihres Volumens durch stoffliche Kompression bis zu 30% mit innerem Spannungsaufbau mit gleichzeitig und allseitig wirksamer, tief eingreifender Schneidarbeit kombiniert wird.

[0020] In der konkreten Ausführungsform wird dies vorzugsweise dadurch erreicht, dass die Durchflussöffnungen des Vorschneiders oder der Lochscheibe im Bereich der Einzugszone konisch oder nach einem vorangehenden Abschnitt gleich bleibenden Querschnitts anschließend konisch tiefer liegend gestaltet werden, so dass im Bereich der Messerzone die Verdichtung des zu schneidenden Materials vollzogen ist.

[0021] Innerhalb der Durchflussöffnungen besitzen die Messerschneiden - in Förderrichtung betrachtet - bevorzugt einen ausgehend von der Innenwandung der Durchflussöffnung ansteigenden Bereich und weisen daran anschließend einen Bereich von zumindest im Wesentlichen konstanter Höhe auf. Diese Gestaltung erleichtert und fördert das Eindringen der Messerschneiden in das jeweilige Material, wobei im Einzelfall zu berücksichtigen ist, welche elastischen Eigenschaften der zu schneidende Rohstoff besitzt, da als Folge davon bestimmte Schneidelängen erforderlich sind, um das Einschneiden auf möglichst große Tiefe zu sichern.

[0022] Die Erfindung ist sowohl in individuellen Vorschneidern und Lochscheiben realisiert, aber sie umfasst auch generell mehrteilige Schneidsätze für Zerkleinerungsmaschinen, wenn der verwendete Schneidsatz zumindest einen Vorschneider oder eine Lochscheibe umfasst, die innerhalb ihrer Durchflussöffnungen mit den vorstehend beschriebenen Messerschneiden ausgestattet sind.

[0023] Weitere Details oder Merkmale der Erfindung werden im Zusammenhang mit einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert; in der Zeichnung:

Fig. 1

eine Prinzipdarstellung eines Vorschneidersystems mit integrierten Schneiden,

Fig. 2

eine Schnittdarstellung entsprechend der Linie A-A von Fig. 1, und

Fig. 3

eine der Fig. 2 entsprechende Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsvariante.

[0024] Fig. 1 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Vorschneider, der die Form einer Ringscheibe mit Innenring 9, Außenring 10 und dazwischen vorgesehenen Radialspeichen 11 aufweist, so dass zwischen Innenring, Außenring und Radialspeichen jeweils eine Durchflussöffnung 1 vorliegt, die erfindungsgemäß mit einer Mehrzahl integrierter Messerschneiden 3 versehen ist. Diese Messerschneiden 3 können - abweichend von der in Fig. 1 gezeigten Ausführung - auch größere Höhen besitzen und sich bis in die Nähe des Mittelbereichs der jeweiligen Durchflussöffnung 1 erstrecken können, so dass bei Durchfließen des zu zerkleinernden Stoffes tiefe Einschnitte in das Stoffmaterial erzeugt werden.

[0025] Jede Durchflussöffnung 1 besitzt eine Einzugs- oder Verdichtungszone 2, d.h. eine Zone, deren Querschnittsfläche sich in Rohstoff-Förderrichtung verringert, so dass insbesondere eine konische Verdichtungszone entsteht. Anschließend an diese Einzugs- oder Verdichtungszone 2 befindet sich eine Messerzone 4 mit in Förderrichtung zunächst ansteigenden und dann vorzugsweise konstante Höhe besitzenden Messerschneiden 3.

[0026] Gemäß einer möglichen, in den Figuren gezeigten, jedoch keineswegs einschränkenden Ausgestaltung der Erfindung werden die Messerschneiden 3 durch einander überlappende, entsprechend der Umfangskontur der Durchflussöffnungen 1 in das Lochscheibenmaterial von einer Seite her eingebrachte Bohrungen 6 gebildet, wobei auf der der Einbringseite der Bohrungen gegenüberliegenden Seite des Lochscheibenmaterials eine Vertiefung 7 vorgesehen ist, die sich zur Ausbildung des bereits erwähnten Einzugs- oder Verdichtungsbereichs konisch verjüngt, wobei die Bohrungen 6 in der Schrägwandung 8 der sich verjüngenden Vertiefung 7 münden.

[0027] Die Schnittansicht nach Fig. 2 zeigt diese Bohrungen 6, wobei die Übergänge zwischen nebeneinander liegenden Bohrungen die Messerschneiden 3 bilden.

[0028] Diese so gebildeten Messerschneiden 3 erhalten zwangsläufig eine Anlaufschräge als Folge der die Vertiefung 7 begrenzenden Schrägwandung 8, in die diese Bohrungen 6 münden.

[0029] Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist die die Verdichtungszone bildende Vertiefung durchgängig konisch verjüngt ausgebildet, während bei der Ausführungsform nach Fig. 3 diese konische Verjüngung mit der Schrägfläche 8 vertieft gelegt ist, d.h., dass in diesem Falle die Verdichtungs-oder Einzugszone 2 in Förderrichtung zunächst konstanten Querschnitt und erst anschließend verjüngenden Querschnitt aufweist.

[0030] In dem der Messerzone 4 vorgeschalteten Verdichtungsraum mit Konizität oder tiefer gelegter Konizität wird eine Stoffverdichtung um ca. 10 bis 30% erreicht. Die Mehrzahl von Messerschneiden 3, die sich in der Messerzone 4 befinden, besitzt in Abhängigkeit von dem jeweils zu verarbeitenden Rohstoff bevorzugt eine Anlaufschräge von etwa 8 bis 20°, was zu optimalen Einschneidevorgängen führt.

[0031] Die Einschnitttiefe wird ersichtlich durch die Abmessungen der integrierten Messerschneiden 3 bestimmt, und die Schneidenlänge ergibt sich aus der Gesamtlänge der Durchflussöffnung unter Berücksichtigung der jeweils vorgesehenen Einzugszone 2. Bevorzugt wird die wirksame Messerlänge in Bezug zur Länge der Einzugszone in einem Verhältnis von etwa 70:30 bis 80:20 gewählt. Dies sind bevorzugte Werte, um das innere Festigkeitsnetzwerk der Stoffmatrix zumindest in großen Teilen zu zerstören, wobei bestimmte Schneidelängen erforderlich sind, um in Anbetracht des elastische Eigenschaften besitzenden Rohstoffes ein Einschneiden auf möglichst große Tiefe zu sichern.

Bezugszeichenliste

[0032] 

1

Durchflussöffnungen

2

Einzugszone

3

Messerschneiden

4

Messerzone

5

Innenwandung der Durchflussöffnung

6

Bohrung

7

Vertiefung

8

Schrägwandung

9

Innenring

10

Außenring

11

Radialspeichen

Ansprüche

1. Vorschneider- oder Lochscheibe für mehrteilige Schneidsätze von Zerkleinerungsmaschinen, insbesondere für Fleischwölfe und dergleichen,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest ein Teil der Durchflussöffnungen (1) der Vorschneider- oder Lochscheibe mit einer Mehrzahl von sich zumindest im Wesentlichen in Rohstoff-Förderrichtung erstreckenden Messerschneiden (3) versehen ist.

2. Vorschneider- oder Lochscheibe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die vorzugsweise mit einer harten und verschleißarmen Oberflächenbeschichtung versehenen Messerschneiden (3) von spitzwinkligen und scharfkantigen Vorsprüngen an den Innenwandungen (5) der Durchflussöffnungen (1) gebildet sind.

3. Vorschneider- oder Lochscheibe nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Höhe benachbarter Messerschneiden (3) zumindest zum Teil unterschiedlich ist und sich wenigstens ein Teil der Messerschneiden (3) bis nahe des Mittelbereichs der jeweiligen Durchflussöffnung (1) erstreckt.

4. Vorschneider- oder Lochscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Durchflussöffnungen (1) eine Einzugs- oder Verdichtungszone (2) mit sich in Rohstoff-Förderrichtung verringernder Querschnittsfläche und daran anschließend eine Messerzone (4) mit in Förderrichtung geraden oder einen Produktdrall bewirkenden Messerschneiden (3) aufweisen.

5. Vorschneider- oder Lochscheibe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die axiale Erstreckung der Messerzone (4) größer, insbesondere zumindest um den Faktor 3 größer ist als die axiale Erstreckung der Einzugszone (2).

6. Vorschneider- oder Lochscheibe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass Größe und Kontur der Einzugszone (1) derart gewählt sind, dass in der Einzugszone (1) eine Rohstoffverdichtung im Bereich von etwa 10% bis 30% erhalten wird.

7. Vorschneider- oder Lochscheibe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Messerschneiden (3) - in Förderrichtung betrachtet - einen ausgehend von der Innenwandung (5) der Durchflussöffnung (1) ansteigenden Bereich und daran anschließend einen Bereich konstanter Höhe aufweisen.

8. Vorschneider- oder Lochscheibe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Messerschneiden (3) durch einander überlappende, entsprechend der Umfangskontur der Durchflussöffnungen (1) in das Lochscheibenmaterial von einer Seite eingebrachte Bohrungen (6) gebildet sind, und dass auf der gegenüberliegenden Seite des Lochscheibenmaterials eine Vertiefung (7) vorgesehen ist, die sich zumindest in einem Teilbereich insbesondere konisch verjüngt, wobei die Bohrungen (6) in der Schrägwandung (8) der sich verjüngenden Vertiefung (7) münden.

9. Vorschneiderscheibe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zwischen einem Innenring (9) und einem Außenring (10) sowie zwischen Radialspeichen (11) gelegenen Bereiche der Lochscheibe als mit Messerschneiden (3) versehene Durchflussöffnungen (1) ausgebildet sind.

10. Mehrteiliger Schneidsatz für Zerkleinerungsmaschinen mit stationären Vorschneider- und/oder Lochscheiben und diesem zugeordneten rotierenden Messern, insbesondere für Fleischwölfe zur Zerkleinerung von Rohstoff tierischen Ursprungs wie Fleisch, Bindegewebe und dergleichen,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Schneidsatz zumindest eine Vorschneider- oder Lochscheibe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche aufweist.

Zeichnung