DE3729061A1 - Verfahren und vorrichtung zum schneiden von lebensmittelstraengen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum schneiden von lebensmittelstraengenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schneiden von
Lebensmittelsträngen, insbesondere Fleischsträngen,
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vor
richtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Bisher wird Fleisch, beispielsweise Schnitzel, Rouladen,
Koteletts oder dergleichen, zumeist von Hand geschnitten,
wobei die Schnitte so gelegt werden, daß Portionen mit
zumindest annähernd einheitlichem Gewicht entstehen.
Es ist auch ein Verfahren bekannt, bei dem der Fleisch
strang zunächst bei einer Temperatur von etwa -2 bis
-4°C gefroren und anschließend in einer geeigneten
Formpresse auf eine einheitliche Querschnittsform
gepreßt wird. Das leicht angefrorene Fleisch behält
auch nach der Entnahme aus der Presse die einheitliche
Querschnittsform bei und kann dann mit Hilfe einer
Aufschnittmaschine oder eines Slicers in einheitliche
Portionen geschnitten werden. Dieses Verfahren ist
jedoch relativ umständlich und zeitraubend und erfordert
bei einer Fließbandproduktion in Großbetrieben den Ein
satz von zumindest zwei Arbeitskräften, von denen eine
die Formpresse und der andere die Aufschnittmaschine
bedient.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfacheres
und rationelleres Verfahren zum Schneiden von Fleisch
strängen oder sonstigen Lebensmittelsträngen zu schaffen,
das dennoch eine genaue Einhaltung des gewünschten
Gewichts gestattet. Ein weiteres Ziel der Erfindung
ist es, eine zweckmäßige Vorrichtung zur Durchführung
dieses Verfahrens zu schaffen.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich
aus den unabhängigen Patentansprüchen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Strang in der Form
presse und bei geschlossener Form mit Hilfe eines axial
in die Form einführbaren Kolbens mit einem vorbestimmten
Druck gegen ein am gegenüberliegenden Strangende angeord
netes Messer angedrückt, so daß der Fleischstrang auf
ein minimales Volumen verdichtet wird. Anschließend
wird das Messer in eine Wartestellung bewegt, in der
es den Fleischstrang freigibt, und der Strang wird mit
Hilfe des Kolbens um einen bestimmten Betrag vorgerückt,
und das überstehende Strangende wird mit dem Messer ab
geschnitten. Nach dem Schnitt wird das Messer wieder in
der Wartestellung angehalten, und der Strang wird erneut
vorgerückt, so daß die nächste Scheibe abgeschnitten wer
den kann. Diese Vorgänge werden periodisch wiederholt,
bis der gesamte Strang aufgeschnitten ist. Während des
gesamten Vorgangs behält der in der Formpresse und
zwischen dem Kolben und dem Messer eingeschlossene
Strang seine kompakte Gestalt, so daß der einheitliche
Querschnitt erhalten bleibt und keine Hohlräume in
dem Fleisch entstehen können. Da somit sowohl das
durch den gleichbleibenden Querschnitt und den Vorschub
weg bestimmte Volumen als auch die Dichte des Fleisches
konstant sind, weisen die abgeschnittenen Scheiben inner
halb enger Toleranzen ein einheitliches Gewicht auf.
Die Schnitte werden bevorzugt mit Hilfe eines kreisenden
Messers durchgeführt. Hierdurch wird ein vorteilhafter
ziehender Schnitt erreicht und eine hohe Taktfrequenz
ermöglicht. Die Taktperiode beträgt vorzugsweise weniger
als etwa eine 1/2 Sekunde, so daß das Fleisch in der
Zeit, in der das Messer das Strangende freigibt, keine
Zeit zu einer nennenswerten Ausdehnung hat. Auf diese
können beispielsweise Schnitzel derart geschnitten werden,
daß ihr Gewicht maximal um ± 5 g von dem Sollwert abweicht.
Ein vorheriges Anfrieren des Fleisches ist bei dem
erfindungsgemäßen Verfahren nicht erforderlich, jedoch
kann mit diesem Verfahren auch angefrorenes Fleisch
verarbeitet werden.
Nach dem Schneiden werden die Schnitzel zumeist mit Hilfe
eines Förderbandes zu einer Paniervorrichtung weitertranspor
tiert. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die Schnitt
frequenz im Verhältnis zur Durchlaufgeschwindigkeit der
Schnitzel durch die Paniervorrichtung relativ hoch, so
daß es zweckmäßig ist, die Schnitzel auf dem Förderband
zwischen der Schneidvorrichtung und der Paniervorrichtung
derart umzugruppieren, daß jeweils mehrere Schnitzel
gleichzeitig in die Paniervorrichtung eintreten. Außerdem
müssen auf dem Förderband die nach dem vollständigen Auf
schneiden eines Stranges verbleibenden Reststücke aus
sortiert werden, da diese nicht das vorgesehene Gewicht
aufweisen. Bevorzugt wird das Förderband derart in
Abhängigkeit vom Arbeitsrhythmus der Schneidvorrichtung
gesteuert, daß diese Sortierarbeiten von der Bedienungs
person für die Schneidvorrichtung übernommen werden
können. Zu diesem Zweck wird das Förderband während
der Schneidvorgänge kontinuierlich angetrieben. Sobald
jedoch der Strang aufgeschnitten ist und der Kolben sich
in die Ausgangsstellung zurückbewegt, wird das Förderband
stillgesetzt, so daß die Bedienungsperson Zeit hat, einen
neuen Fleischstrang einzulegen und die Schneidvorrichtung
erneut in Betrieb zu nehmen, bevor sie die Sortierarbeiten
fortsetzt.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens können auch
knochenhaltige Fleischstränge, beispielsweise Kotelett
stränge geschnitten werden. In diesem Fall wird die Form
presse vorzugsweise mit Backen bestückt, deren Form in
etwa der Querschnittsform des Stranges angepaßt ist.
Auch der Kolben kann durch ein geeignetes Ansatzstück
an diese Querschnittsform angepaßt werden. Der axiale
Anpreßdruck des Kolbens wird derart eingestellt, daß
Knorpelteile, etwa die Bandscheiben in einem Kotelett
strang, fest zusammengedrückt werden, ein Bruch der
Knochen jedoch vermieden wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und
der Vorrichtung gemäß der Erfindung sind in den Unteran
sprüchen angegeben.
Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Schneidvor
richtung in der Draufsicht;
Fig. 2 eine Ansicht einer Formpresse
und eines Messers der Schneidvor
richtung;
Fig. 3 einen Schnitt durch einen Kolben
der Formpresse; und
Fig. 4 ein Ansatzstück für den Kolben.
Eine Schneidvorrichtung 10, beispielsweise für Schnitzel,
umfaßt eine Antriebseinheit 12, eine Formpresse 14, einen
axial in die Formpresse einführbaren Kolben 16 und ein
drehbar an einer Stirnfläche der Formpresse angeordnetes
flügelartiges Messer 18. Zur Aufnahme und zum Weiter
transport der abgeschnittenen Schnitzel 20 sind an der
Schneidvorrichtung 10 eine Abnahmevorrichtung 22 und
ein Förderband 24 angeordnet. Wahlweise kann unterhalb
des Messers 18 der Schneidvorrichtung jedoch auch ein
Behälter zum Auffangen der Schnitzel vorgesehen sein.
Die Formpresse 14 umfaßt gemäß Fig. 2 eine feststehende
Bodenplatte 26 und eine fest mit dieser verschraubte
Backe 28 sowie eine gleitend auf der Bodenplatte 26
verschiebbare Backe 30, die am oberen Ende eine fest
angeschraubte Deckplatte 32 trägt. Die Bodenplatte 26
und die Backen 28, 30 bestehen aus lebensmittelverträg
lichem Kunststoff, während die Deckplatte 32 aus Edelstahl
hergestellt ist. Die Backen 28, 30 weisen jeweils eine im
Querschnitt etwa halbkreisförmige Höhlung 34 auf, so daß
ein eingelegter Fleischstrang 36 (Fig. 1) in eine kreis
förmige oder ovale Querschnittsform gepreßt wird. Beim
Schließen der Formpresse gleitet die Deckplatte 32 auf
die obere Oberfläche der feststehenden Backe 28 auf, so
daß ein Ausweichen des zusammengedrückten Fleisches nach
oben verhindert wird. Der schneidenförmig ausgebildete
untere Rand 38 der beweglichen Backe 30 gleitet zwischen
raumfrei über die Bodenplatte 26.
Wie in Fig. 1 zu erkennen ist, ist die bewegliche Backe
30 an ihrer Oberseite mit zwei Führungsbuchsen 40 ver
sehen und auf Führungsstäben 42 geführt. Der Antrieb
für die bewegliche Backe 30 ist beispielsweise unterhalb
der Bodenplatte 26 angeordnet und durch einen Schlitz
44 hindurch mit der Backe verbunden.
Der Kolben 16 weist einen an die Höhlung 34 der Backen
28, 30 angepaßten kreisförmigen Querschnitt auf, kann
jedoch bei der Verarbeitung größerer Fleischstränge
durch ein in Fig. 1 strichpunktiert angedeutetes
Ansatzstück 46 vergrößert werden. In der Mitte seiner
Stirnfläche weist der Kolben 16 einen vorspringenden,
federnd abgestützten Drucktaster 48 auf.
Wie in Fig. 3 zu erkennen ist, wird der Drucktaster 48
durch eine an den Kolben 16 angeschraubte Stirnplatte 50
in seiner Position gehalten. Zur Axialführung dienen zwei
von dem Drucktaster vorspringende Schrauben 52, die in
Kanäle des Kolbenkörpers eingreifen und von Tellerfedern
54 zur Vorspannung des Drucktasters umgeben sind. Wenn
der Drucktaster 48 durch den Fleischstrang 36 entgegen
der Kraft der Tellerfeder 54 in das Innere des Kolbens
16 zurückgedrückt wird, so betätigt ein Ende einer der
Schrauben 52 einen Magnetschalter 56. Auf diese Weise
wird angezeigt, daß der Kolben den gewünschten Anpreß
druck auf den Fleischstrang ausübt.
Das in Fig. 4 im einzelnen dargestellte Ansatzstück
46 ist von der Seite her auf den Kolben aufsteckbar
und weist eine an die Umfangsfläche des Kolbens angepaßte
Höhlung 58 auf. Ein lösbar in dem Ansatzstück befestigter,
vom Grund der Höhlung 58 vorspringender Bolzen 60 greift
in eine Radialbohrung 62 des Kolbens 16 ein, so daß das
Ansatzstück stabil abgestützt und sicher in seiner Position
gehalten wird.
Das Messer 18 ist gemäß Fig. 2 auf einer Messerwelle
64 montiert, die seitlich neben der Formpresse 14,
vorzugsweise oberhalb der Bodenplatte 26 angeordnet ist,
so daß beim Reinigen der Formpresse keine Reinigungs
flüssigkeit in die Lager der Messerwelle eindringt.
Das Messer weist eine bogenförmige Schneide 66 auf
und bewegt sich während eines Schneidvorgangs unmittel
bar an den in einem Fenster 68 einer Gehäusewand 70
aufgenommenen Enden der Backen 28, 30 vorbei, so daß
das überstehende Ende des Fleischstranges mit einem ziehen
den Schnitt sauber abgeschnitten wird.
Die Abnahmevorrichtung 22 und das Förderband 24 weisen
eine übliche Konstruktion auf und sollen daher nicht
im einzelnen beschrieben werden.
Die Antriebseinheit 12 der Schneidvorrichtung 10
weist einen in entgegengesetzte Richtungen antreibbaren
Motor 72 zum Antrieb des Kolbens 16 und einen weiteren,
ebenfalls in entgegengesetzte Richtungen antreibbaren
Motor 74 zum Antrieb der beweglichen Backe 30, des
Messers 18 und der Abnahmevorrichtung 22 auf. Der Motor
72 ist über einen Treibriemen 76 und eine Magnetkupplung
78 mit einem Spindelantrieb 80 für den Kolben 16 verbunden.
Der Motor 74 treibt eine Transmissionswelle 82, die ihrer
seits über Kupplungen 84 und Treibriemen 86, 88, 90 mit
Antriebswellen 92, 94 für die bewegliche Backe 30 und
die Abnahmevorrichtung 22 und mit der Messerwelle 64
verbunden ist. Die Motoren 72, 74 und die Kupplungen
78, 84 werden durch eine Steuereinheit 96 gesteuert,
die anhand von Sensoren wie Endschalter und dergleichen
die jeweiligen Positionen der angetriebenen Bauteile
der Vorrichtung ermittelt.
Nachfolgend soll die Funktionsweise der oben beschrie
benen Vorrichtung erläutert werden.
Bei geöffneter Formpresse 14 wird der Fleischstrang 36
eingelegt, und die Vorrichtung wird in Betrieb gesetzt.
Die bewegliche Backe 30 wird in Richtung auf die fest
stehende Backe 28 vorgerückt, bis ein in der Höhlung
34 der Backe 30 angebrachter Endschalter 98 (Fig. 2)
am Umfang des Kolbens 16 oder des Ansatzstückes 46 an
schlägt und den vollständigen Formschluß anzeigt. Der
Fleischstrang 36 wird bei diesem Vorgang auf seiner ge
samten Länge auf eine einheitliche Querschnittsform
zusammengepreßt. Das Messer 18 befindet sich dabei
in einer Position, in der es den Hohlraum der Form
presse 14 abschließt.
Nach dem Stillsetzen der Backe 30 wird der Kolben 16
vorgerückt, so daß der an dem Messer 18 abgestützte
Fleischstrang 36 auch in Axialrichtung zusammengedrückt
wird. Wenn der Magnetschalter 56 anzeigt, daß ein gewisser
Anpreßdruck erreicht ist, wird der Kolben 16 stillgesetzt
und das Messer 18 in die in Fig. 2 gezeigte Wartestellung
bewegt. Anschließend wird der Kolben 16 mit Hilfe einer
in der Steuereinheit 96 enthaltenen NC-Steuerung um
einen bestimmten, voreingestellten Weg vorgerückt, so
daß der Fleischstrang 36 um einen entsprechenden Weg
aus der Formpresse herausgedrückt wird. Die Messerwelle
64 wird erneut angetrieben, so daß das Messer 18 einen
vollständigen Kreis beschreibt und das Ende des Fleisch
strangs 36 mit entsprechendem Schwung abschneidet.
Anschließend wird der Fleischstrang erneut um den
gleichen Betrag vorgerückt, während das Messer 18 bis
zur Durchführung des nächsten Schnittes in der Warte
stellung angehalten wird. Durch abwechselndes Vorrücken
des Stranges und Betätigen des Messers wird nach und
nach der gesamte Fleischstrang aufgeschnitten. Die
abgeschnittenen Schnitzel 20 werden im Arbeitstakt
der Schneidvorrichtung 10 von der Aufnahmevorrichtung
22 übernommen und auf das kontinuierlich laufende Förder
band 24 übergeben. Auf dem relativ langsam laufenden
Förderband 24 werden die Schnitzel durch eine Bedienungs
person in mehreren Reihen nebeneinander angeordnet. Wenn
durch einen Endschalter abgetastet wird, daß der Kolben
16 seine Endstellung erreicht hat, so wird der Kolben
in die Ausgangsstellung zurückgezogen und die Formpresse
geöffnet. Während der Rückwärtsbewegung des Kolbens wird
das Förderband 24 stillgesetzt, so daß die Bedienungs
person die Sortierarbeiten unterbrechen und einen neuen
Fleischstrang in die Formpresse 14 einlegen kann. Das
Förderband wird erst beim erneuten Einsetzen der Schneid
vorgänge wieder in Betrieb gesetzt, so daß die Bedienungs
person ihre Sortier- und Überwachungstätigkeit fortsetzen
kann.
Während der Schneidvorgänge sind die Motoren 72, 74 der
Antriebseinheit 12 kontinuierlich in Betrieb. Die Steuerung
der Bewegungsabläufe erfolgt durch Betätigung der Magnet
kupplungen 78, 84, die im ausgekuppelten Zustand als Brem
sen wirken und das jeweils angetriebene Teil bis zur
Wiederaufnahme der Bewegung in der gewünschten Ruhe
stellung halten. Auf diese Weise wird eine hohe Takt
frequenz erreicht. Zwischen der Freigabe der Stirnfläche
des Fleischstranges 36 durch das Messer 18 und der Aus
führung des nächsten Schnittes vergehen somit nur Bruch
teile von Sekunden, so daß in dieser Zeit praktisch keine
Verformung des Fleisches eintritt.
Claims (14)
1. Verfahren zum Schneiden von Lebensmittelsträngen, ins
besondere Fleischsträngen, in Portionen mit einheitlichem
Gewicht, bei dem der Strang (36) zunächst auf eine gleich
mäßige Querschnittsform gepreßt und anschließend in Scheiben
(20) geschnitten wird, dadurch gekennzeichnet,
daß man den Strang (36), nachdem er auf den gewünschten
Querschnitt gepreßt wurde, in der geschlossenen Formpresse
(14) axial mit einem bestimmten Druck gegen eine als An
schlag dienende Seitenfläche eines Messers (18) andrückt,
anschließend das Messer (18) quer zur Strangrichtung in
eine Wartestellung bewegt, in der es das Strangende frei
gibt, und daß man danach periodisch den Strang um einen
bestimmten Weg vorrückt und das vorstehende Ende mit dem
Messer (18) abschneidet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Taktperiode beim Vorrücken
und Abschneiden des Stranges (36) so klein, vorzugsweise
kleiner als eine 1/2 Sekunde, gewählt wird, daß in der
Zeit, in der der Strang vom Messer freigegeben wird,
keine wesentliche Form- oder Volumenänderung des Stranges
eintritt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Messer (18) drehend angetrieben
wird und daß die Warteposition in Drehrichtung unmittel
bar hinter der Schneidstellung des Messers liegt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß beim axialen
Andrücken des Fleischstranges (36) mit Hilfe eines
Kolbens (16) die Anpreßkraft des Kolbens gegen den
Fleischstrang abgetastet und der Kolben stillgesetzt
wird, sobald die Anpreßkraft einen vorgegebenen Wert
erreicht.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschub
des Kolbens zum Vorrücken des Fleischstranges während
des Schneidvorgangs numerisch gesteuert wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein zum Weiter
transport der von dem Fleischstrang (36) abgeschnittenen Scheiben
dienender Förderer (24) derart in Abhängigkeit vom Arbeitsrhythmus der
Schneidvorrichtung (10) gesteuert wird, daß er während
der periodischen Schneidvorgänge kontinuierlich weiter
läuft und stillgesetzt wird, sobald der gesamte Fleisch
strang aufgeschnitten ist.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem
der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet
durch eine in Querrichtung des Stranges (36) öffnende
und schließende Formpresse (14), einen axial von einem
Ende her in die Formpresse einführbaren Kolben (16)
und ein am entgegengesetzten Ende der Formpresse ange
ordnetes Messer (18), durch das der Formhohlraum ver
schließbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet
durch eine an oder in dem Kolben (16) angeordnete Abtast
einrichtung (48, 56) zur Abtastung des Anpreßdruckes des
Kolbens gegen den Fleischstrang.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Querschnitt des Kolbens (16)
durch ein seitlich aufsteckbares Ansatzstück (46) veränder
bar ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Ansatzstück (46) lose aufgesteckt
ist und mit einem Bolzen (60) paßgenau in eine Querbohrung
(62) des Kolbens eingreift.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, gekenn
zeichnet durch einen an einer beweglichen Backe
(30) der Formpresse (14) angeordneten, mit dem Umfang
des Kolbens (16) bzw. des Ansatzstückes (46) zusammen
wirkenden Endschalter (98) zur Abtastung der Schließ
stellung der Formpresse.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Backen (28, 30) der
Formpresse zur Anpassung an unterschiedliche Strangquer
schnitte austauschbar sind.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, ge
kennzeichnet durch eine numerische Steuerein
richtung (96) zur Steuerung des Vorschubs des Kolbens
(16).
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, ge
kennzeichnet durch elektrisch ansteuerbare
Kupplungen und/oder Bremsen (78, 84) zum selektiven An
treiben und Stillsetzen der beweglichen Backen (30)
der Formpresse (14), des Kolbens (16) und des Messers
(18) sowie ggf. einer Abnahmevorrichtung (22) zur Über
nahme der abgeschnittenen Scheiben (20).
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