DE3729061A1 - Verfahren und vorrichtung zum schneiden von lebensmittelstraengen - Google Patents

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).