DE4406868A1

DE4406868A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bildung von Stapeln aus einzelnen Scheiben eines Lebensmittelprodukts

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Publication number: DE4406868A1
Application number: DE19944406868
Authority: DE
Original assignee: BIFORCE ANSTALT
Current assignee: BIFORCE ANSTALT
Priority date: 1994-03-02
Filing date: 1994-03-02
Publication date: 1995-09-07
Also published as: EP0670204A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Bildung von eine vorgebbare Anzahl von Scheiben aufwei senden Stapeln aus einer insbesondere kontinuierlichen Folge von beim Aufschneiden eines Lebensmittelsproduktes anfallen den Scheiben.

Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der US-PS 44 05 186 be kannt. Dabei werden die in rascher Folge geschnittenen Pro duktscheiben zur Stapelbildung von einem Paar von in der Horizontalebene zwischen einer Stützstellung und einer Frei gabestellung verschwenkbaren Trägerelementen aufgenommen, welche während des Stapelbildungsvorganges vertikal verfah ren werden. Um zum Zeitpunkt der Übergabe eines fertigen Stapels auf eine Transportvorrichtung die nächste Stapelbil dung sofort beginnen zu können, ist dem ersten Paar von Stützorganen gegenüberliegend ein zweites Stützorganpaar vorgesehen, das in gleicher Weise in einer Horizontalebene zwischen einer Aufnahmestellung und einer Freigabestellung um vertikale Achsen verschwenkbar ist und komplementär zum ersten Stützorganpaar angesteuert wird, so daß eine konti nuierliche Stapelbildung ermöglicht wird. Diese bekannte Anordnung ist hinsichtlich der erforderlichen Bewegungs steuerungen aufwendig, verschleißanfällig und läßt hinsicht lich der erzielbaren Arbeitsgeschwindigkeit zu wünschen übrig.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine Vor richtung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, die es ermöglichen, exakte Stapelbildungsvorgänge auch bei sehr hohen Schnittgeschwindigkeiten zu gewährleisten, und zwar mittels einer funktionssicheren, mit vergleichsweise ein fachen Antriebseinheiten realisierbaren und verschleißunan fälligen Mechanik.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich im wesentlichen dadurch aus, daß zu Beginn eines jeden unmittelbar angren zend an die Schneideinheit erfolgenden Stapelbildungsvor gangs die jeweils erste Scheibe unter Freilassung eines Mit telbereiches mit einander gegenüberliegenden Randbereichen auf nach unten gekrümmten, gegenseitig beabstandeten Stütz flächen abgelegt wird,
daß diese Stützflächen während des Stapelbildungsvorgangs insbesondere unter gleichzeitiger Vergrößerung ihres gegen seitigen Abstands durch rotatives Verschwenken derart abge senkt werden, daß einerseits die Auffangebene für die nach folgenden Scheiben zumindest im wesentlichen unverändert bleibt und andererseits die abgestützten Randbereiche der Scheiben zumindest ungefähr in die Horizontallage überführt werden, und
daß bei Erreichen der geforderten Scheibenzahl im Stapel zur Übergabe des Stapels auf eine Fördereinheit die Stützflächen unter dem Stapel weggeschwenkt werden und gleichzeitig ein zu den bisher wirksamen Stützflächen winkelmäßig versetzt angeordnetes Stützflächenpaar vorzugsweise unter gegenseiti ger Annäherung in den von der Schneideinheit erzeugten Schei benstrom geschwenkt wird und in der Auffangebene für die auf den fertigen Stapel folgende Scheibe einander gegenüberlie gende, randseitige Stützflächen bildet.

Bevorzugt wird die Geschwindigkeit der rotativen Schwenkbewe gung und der linearen Relativbewegung der Stützflächen in der Wechselphase zwischen zwei Stapelbildungsvorgängen er höht.

Es wird somit erreicht, daß jeweils ein in sich stabiler, bezüglich der einzelnen Scheiben korrekt ausgerichteter Sta pel erhalten wird, nach dessen Freigabe zur Überführung auf die Fördereinheit das dann wirksam werdende nächste Stütz flächenpaar beschleunigt entsprechend einer einem flachen Bogen entsprechenden Rückführkurve in die Aufnahmeposition für die nächste Scheibe aus dem kontinuierlich anfallenden Strom von Einzelscheiben gelangt, wobei die dabei als Stütz flächen wirksam werdenden, rotativ und gleichzeitig linear bewegten Organe praktisch kämmend in die Folge der schnell nacheinander gebildeten Scheiben eingeführt werden und damit der gebildete Scheibenstrom unbehindert in Einzelstapel über führt werden kann.

Eine gemäß der Erfindung bevorzugte Vorrichtung zur Stapel bildung umfaßt jeweils eine insbesondere aus einem Slicer bestehende Schneideinheit, eine dieser zugeordnete Scheiben auffangeinheit, die zumindest zwei Paare von auf einer vor gebbaren Bewegungsbahn synchron verfahrbaren Scheiben-Stütz organen umfaßt, sowie eine unterhalb der Scheibenauffang einheit angeordnete Fördereinheit, und diese Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß die Scheiben-Stützorgane an parallel zueinander und mit vorgebbarem gegenseitigen Ab stand in einer Horizontalebene angeordneten Achsen ange bracht und die beiden Achsen gegensinnig angetrieben sind, und
daß jeweils zwei Scheiben-Stützorgane ein sich synchron bewe gendes, den jeweils gebildeten Stapel von Produktscheiben an einander gegenüberliegenden Randbereichen tragendes Stütz - flächenpaar bilden.

Durch das rotative Antreiben der Stützorgane ist es möglich, verschleißunanfällige und einfache Antriebseinheiten zu ver wenden und die Arbeitsgeschwindigkeit im Vergleich zu her kömmlichen Vorrichtungen wesentlich zu erhöhen.

Besonders gute Ergebnisse, und zwar unabhängig von dem je weils zu verarbeitenden Lebensmittelprodukt werden dann er zielt, wenn der rotative Antrieb der Stützorgane mit einem Linearantrieb kombiniert wird, der während des Stapelbil dungsvorganges den gegenseitigen Abstand der Drehachsen der Stützorgane vergrößert und diesen Abstand nach Beendigung der Bildung eines Stapels wieder auf den Ausgangswert verrin gert. Aufgrund dieser Bewegungskombination wird ein optima les Einfahren des jeweils wirksam werdenden Stützorganpaars in die dem Stapelbildungsvorgang entsprechende Ausgangsstel lung ermöglicht, was für die Erzielung hoher Arbeitsgeschwin digkeiten ohne Störung des Produktflusses von wesentlicher Bedeutung ist.

Eine unterhalb der Stapelbildungsvorrichtung angeordnete För dereinheit ist vorzugsweise vertikal verstellbar ausgebildet und so gesteuert, daß sie den jeweils fertigen Stapel unmit telbar und unter Vermeidung einer Freifallstrecke übernehmen kann.

Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und werden in der nach folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels erläutert.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine schematische Dar stellung zur Erläuterung von Aufbau und Wirkungsweise einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Zum Aufteilen des jeweiligen Lebensmittelprodukts in einzel ne Scheiben ist eine Schneideinheit 1 vorgesehen, die üblicherweise aus einem Slicer mit rotierend und plane tarisch umlaufendem Messer 8 besteht und im dargestellten Ausführungsbeispiel so angeordnet ist, daß die durch das Messer 8 definierte Schneidebene etwa einen Winkel von 40° bezüglich der Horizontalen einschließt. Die Neigung der Schneidvorrichtung 1 bezüglich der Horizontalen kann jedoch auch davon abweichend gewählt werden.

Unmittelbar benachbart der Schneideinheit 1 und bezüglich der Bewegungsbahn der abgetrennten Scheiben ausgerichtet ist eine Scheibenauffangeinheit 2 vorgesehen, die als Vorrich tung zur Stapelbildung ausgebildet ist.

Dazu sind in einer horizontalen Ebene 15 zwei gegenseitig beabstandete Achsen 9, 10 angeordnet, welche im dargestell ten Ausführungsbeispiels jeweils zwei um 180° gegeneinander versetzt angebrachte Stützorgane 3, 5 bzw. 4, 6 tragen. Es sind jeweils zwei Stützorgane 3, 4 bzw. 5, 6 einander zur Bildung eines Stützorganpaars zugeordnet.

Die beiden Achsen 9, 10 sind gegensinnig angetrieben und außerdem in der Ebene 15 entsprechend den angegebenen Pfei len 11, 12 translatorisch verschiebbar gelagert, d. h. sie können voneinander entfernt und einander auch wieder ange nähert werden.

Die Stützorgane 3, 4, 5, 6 sind gekrümmt ausgebildet und be stehen aus einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten, eine Kammstruktur festlegenden Fingern, wobei der Durchmes ser dieser Finger beispielsweise etwa 3 bis 4 mm beträgt. Um eine geringe Masse der Stützorgane zu gewährleisten, beste hen die einzelnen Finger aus einem vergleichsweise leichten Material wie Silumin.

Durch die Krümmung der Finger werden von den Stützorganen 3, 4, 5, 6 teilzylindrische Auflageflächen geschaffen, die bezo gen auf die jeweilige Achse 9, 10 gegensinnig gerichtet sind, so daß im Querschnitt von den jeweils einander etwa diametral gegenüberliegenden Stützorganen 3, 5 bzw. 4, 6 eine S-förmige Struktur geschaffen wird. Es können aber auch pro Achse 9, 10 mehr als zwei Stützorgane vorgesehen sein.

Ein Stützorganpaar 3, 4 bzw. 5, 6 bildet zum Zeitpunkt des Beginns einer Stapelbildung eine Auflage für eine Produkt scheibe 14, auf der dann die nachfolgenden Scheiben abgelegt werden. Die so gebildete Auflagefläche für die erste Produkt scheibe wird möglichst nahe an der Schneideinheit 4 vorge sehen, so daß der Freifallweg der Produktscheiben 14 mini miert wird.

Unterhalb der gegensinnig angetriebenen Achsen 9, 10 befin det sich eine Fördereinheit 7, die vorzugsweise von einer Mehrzahl von um Umlenkwalzen 16, 17 geführten Endlosriemen 13 gebildet ist. Der gegenseitige Abstand der Endlosriemen 13 ist dabei so gewählt, daß die Finger der Stützorgane 3, 4, 5, 6 zwischen den einzelnen Riemenbändern 13 hindurchtre ten können. Auf diese Weise ist es möglich, die Förderein heit 7 vertikal so zu verfahren, daß sie bis in die unmittel bare Nähe der Stapelfreigabeposition gelangt und damit die jeweils freigegebenen Stapel unmittelbar auf der Förderein heit 7 abgelegt werden können.

Die beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt:
Vor Beginn eines Aufschneide- und Stapelbildungsvorgangs wer den die gegensinnig angetriebenen Achsen 9, 10 und damit auch die Stützorgane 3, 4, 5, 6 relativ zu der durch das Messer 8 definierten Schneidebene so positioniert, daß eine Anpas sung an die Größe der zu stapelnden Scheiben erreicht und die Relativanordnung so gewählt wird, daß die jeweils erste Produktscheibe 14 des zu bildenden Stapels derart auf das Stützorganpaar 3, 4 fällt, daß der Mittelbereich der jeweili gen Scheibe ungestützt bleibt und zwei einander gegenüber liegende Randbereiche der Produktscheibe 14 sich auf die Stützorgane 3, 4 legen und sich dabei der Form, d. h. der Krümmung der Stützorgane 3, 4 anpassen. Auf diese Weise wird eine definierte und stabile Auflagefläche für die nachfol genden Produktscheiben geschaffen, die aufgrund ihrer Form gebung einer exakten Relativpositionierung der einzelnen Produktscheiben 14, d. h. ihrer gegenseitigen Ausrichtung förderlich ist.

Der Antrieb der Achsen 9, 10 ist so bezüglich der Schnitt folge der Schneideinheit abgestimmt, daß ausgehend von der in der Zeichnung dargestellten Anfangsstellung eines jeden Stapelbildungsvorgangs durch die gegensinnige Rotation der Achsen 9, 10 bezüglich der Produktscheiben eine Absenkbewe gung erfolgt, deren Ausmaß der Stapelbildung entspricht, so daß die Aufnahmeebene für die jeweils ankommende Produkt scheibe im wesentlichen unverändert bleibt.

Die synchrone Verschwenkung des Stützorganpaars 3,4 nach unten ist unmittelbar gekoppelt mit einer Vergrößerung des gegenseitigen Abstands der Achsen 9, 10 in der Ebene 15, was dazu führt, daß im Verlauf des Stapelbildungsvorgangs die einzelnen Produktscheiben 14 in eine zunehmend ebene Lage kommen und der Bereich zwischen den beiden Achsen 9, 10 so groß wird, daß der fertige Stapel ungehindert an die Förder einheit 7 übergeben werden kann. Die Stützorgane 3, 4 führen dabei bezüglich des Stapels eine vorteilhafte Abwälzbewegung aus.

Vorteilhaft ist, daß durch die sich zwischen den einzelnen Scheiben ergebende Haftkraft ein sehr stabiler Stapelaufbau erzielt wird, der durch die vergleichsweise kleinflächig wirksam werdenden Reibkräfte zwischen den Fingern der Stütz organe 3, 4 und der jeweils untersten Produktscheibe 4 nicht gestört werden kann.

Ist die geforderte Anzahl von Einzelscheiben im zu bildenden Produktstapel erreicht, so nehmen die Stützorgane 3,4 auf grund der Drehbewegungen der Achsen 9, 10 eine der Ebene 15 benachbarte Lage ein und die Achsen 9, 10 sind so weit von einander entfernt, daß bei einem Weiterschwenken der Stütz organe 3, 4 der gebildete Produktstapel unmittelbar auf die vorzugsweise angenäherte Fördereinheit 7 übergeben werden kann.

In diesem Moment der Übergabe des Stapels an die Förderein heit 7 wird der Antrieb der Achsen 9, 10 und die Bewegung der gegenseitigen Annäherung der Achsen 9, 10 entsprechend den Pfeilen 11, 12 beschleunigt, wodurch das zweite Stütz organpaar 5, 6 sehr schnell und praktisch kämmend in den Produktscheibenstrom eingeschwenkt wird und in die in der Zeichnung im Zusammenhang mit dem Stützorganpaar 3, 4 gezeig te Stellung gelangt, in der sofort wieder die nächstfolgende Produktscheibe aufgenommen wird, welche die erste Scheibe des folgenden Stapels bildet. Dieser Vorgang wiederholt sich in schneller Reihenfolge bei jedem Stapelbildungsvorgang.

Die einzelnen Finger der Stützorgane 3, 4, 5, 6 können gegebe nenfalls mit einer rauhen bzw. unregelmäßigen Oberfläche aus gebildet werden, um die Haftreibung zu erhöhen. Dies ist aber bei den meisten Produkten, die in dieser Weise aufge schnitten und gestapelt werden, nicht notwendig.

Das Hochfahren der Fördereinheit im Moment der Stapelüber gabe stellt eine Möglichkeit, jedoch keine Notwendigkeit dar, und man wird diese Hochfahrbewegung insbesondere dann realisieren, wenn der Freifallweg des jeweiligen Stapels minimiert werden soll.

Die erfindungsgemäße Stapelbildungsvorrichtung eignet sich auch für den Fall des gleichzeitigen Schneidens zweier in der Schneideinheit 1 nebeneinander angeordneter Produkte, wodurch die Gesamtleistung wesentlich gesteigert werden kann. In diesem Falle werden zwei Stapelbildungsvorrichtun gen der beschriebenen Art nebeneinander angeordnet und können einer gemeinsamen Fördereinheit 7 zugeordnet sein. Bei sehr schneller Schnittfolge kann es erforderlich sein, die Antriebe der Stapeleinheiten unterschiedlich anzu steuern, bzw. etwas asynchron laufen zu lassen, um sicherzu stellen, daß der synchronisierte und kämmende Eingriff zwi schen den Stützorganpaaren und den beiden Scheibenfolgen gewährleistet ist.

Darauf hinzuweisen ist, daß die Linearbewegungen der Achsen 9, 10 in der Ebene 15 vergleichsweise gering sind, da kurze Verfahrwege bereits ausreichen, um von der in der Zeichnung dargestellten Scheibenaufnahmeposition in die Stapelübergabe position und wieder zurück zu gelangen. Diese kurzen Verfahr wege bzw. Hübe sind technisch problemlos zu realisieren.

Aufgrund der rotativen Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Stapelbildungsvorrichtung läßt sich die Arbeitsgeschwindig keit stark steigern und die Leistungsfähigkeit moderner Schneideinheiten voll ausnützen.

Bezugszeichenliste

1 Schneideinheit
2 Scheibenauffangeinheit
3 Stützorgan
4 Stützorgan
5 Stützorgan
6 Stützorgan
7 Fördereinheit
8 Messer
9 Achse
10 Achse
11 translatorische Bewegungsrichtung
12 translatorische Bewegungsrichtung
13 Riemenband
14 Produktscheibe
15 Horizontalebene

Claims

1. Verfahren zur Bildung von eine vorgebbare Anzahl von Scheiben aufweisenden Stapeln aus einer insbesondere kontinuierlichen Folge von beim Aufschneiden eines Lebensmittelsproduktes anfallenden Scheiben, dadurch gekennzeichnet,
daß zu Beginn eines jeden unmittelbar angrenzend an die Schneideinheit erfolgenden Stapelbildungsvorgangs die jeweils erste Scheibe unter Freilassung eines Mittel bereiches mit einander gegenüberliegenden Randbereichen auf nach unten gekrümmten, gegenseitig beabstandeten Stützflächen abgelegt wird,
daß diese Stützflächen während des Stapelbildungsvor gangs insbesondere unter gleichzeitiger Vergrößerung ihres gegenseitigen Abstands durch rotatives Verschwen ken derart abgesenkt werden, daß einerseits die Auffang ebene für die nachfolgenden Scheiben zumindest im wesent lichen unverändert bleibt und andererseits die abge stützten Randbereiche der Scheiben zumindest ungefähr in die Horizontallage überführt werden, und
daß bei Erreichen der geforderten Scheibenzahl im Stapel zur Übergabe des Stapels auf eine Fördereinheit die Stützflächen unter dem Stapel weggeschwenkt werden und gleichzeitig ein zu den bisher wirksamen Stützflächen winkelmäßig versetzt angeordnetes Stützflächenpaar vor zugsweise unter gegenseitiger Annäherung in den von der Schneideinheit erzeugten Scheibenstrom geschwenkt wird und in der Auffangebene für die auf den fertigen Stapel folgende Scheibe einander gegenüberliegende, randseitige Stützflächen bildet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rotative Verschwenkung der Stützflächenpaare um horizontale Achsen erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der rotativen Schwenkbewegung und der linearen Relativbewegung der Stützflächen in der Wechselphase zwischen zwei Stapelbildungsvorgängen erhöht wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Aufnahme und zum Weitertransport der gebilde ten Stapel bestimmte Fördereinheit für jeden Stapel- Übergabevorgang der Übergabeposition so angenähert wird, daß der jeweilige Stapel ohne Freifallstrecke oder zumindest mit minimierter Freifallstrecke übernehmbar ist.

5. Vorrichtung zur Bildung von eine vorgebbare Anzahl von Scheiben aufweisenden Stapeln aus einer insbesondere kontinuierliche Folge von beim Aufschneiden eines Lebens mittelsproduktes anfallenden Scheiben, mit einer jeweils einer Schneideinheit (1), insbesondere einem Slicer zugeordneten Scheibenauffangeinheit (2), die zumindest zwei Paare von auf einer vorgebbaren Bewe gungsbahn synchron verfahrbaren Scheiben-Stützorganen (3, 4; 5, 6) umfaßt, sowie einer unterhalb der Scheibenauf fangeinheit (2) angeordneten Fördereinheit (7), dadurch gekennzeichnet,
daß die Scheiben-Stützorgane (3, 4; 5, 6) an parallel zueinander und mit vorgebbarem gegenseitigen Abstand in einer Horizontalebene angeordneten Achsen (9, 10) ange bracht und die beiden Achsen (9, 10) gegensinnig ange trieben sind, und
daß jeweils zwei Scheiben-Stützorgane (3, 4; 5, 6) ein sich synchron bewegendes, den jeweils gebildeten Stapel von Produktscheiben (14) an einander gegenüberliegenden Randbereichen tragendes Stützflächenpaar bilden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützorgane (3, 4; 5, 6) insbesondere teilzylin drisch gekrümmt ausgebildet sind und jedes Stützflächen paar in der dem Beginn der Stapelbildung entsprechenden Stellung eine Scheiben-Auffangfläche bildet, die im unge stützten Mittelbereich der Produktscheiben (14) im wesentlichen horizontal und eben und in den einander gegenüberliegenden gestützten Randbereichen nach unten gekrümmt verläuft.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Achse (9, 10) mehrere gegeneinander um den gleichen Winkel versetzte Stützorgane (3, 4, 5, 6) vorge sehen sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützorgane (3, 4, 5, 6) Kammstruktur besitzen und insbesondere aus einer Mehrzahl von identisch ausgebilde ten Fingerelementen bestehen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die die Stützorgane (3, 4, 5, 6) tragenden Achsen (9, 10) in ihrer gemeinsamen Ebene (15) zur Grobeinstel lung gemeinsam und im Betrieb gegensinnig zueinander verstellbar sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der gegenseitige Abstand der beiden Achsen (9, 10) in Abhängigkeit von der Drehwinkellage der Stützflächen paare (3, 4; 5, 6) verstellbar ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitpunkt der jeweiligen Umsteuerung der gegen sinnigen Linearbewegung der beiden Achsen (9, 10) mit dem Zeitpunkt der Übergabe des jeweils gebildeten Stapels auf die Fördereinheit (7) zumindest im wesentlichen zusammenfällt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinheit (7) aus einer Riemen-Fördereinheit besteht, wobei der gegenseitige Abstand zwischen den ein zelnen Riemenbändern (13) so gewählt ist, daß die Einzel finger der Stützorgane kämmend dazwischengreifen können.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinheit (7) in Abhängigkeit von dem Stapel bildungsvorgang vertikal verstellbar ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneideinheit (1) zur gleichzeitigen Aufnahme zweier aufzuschneidender Produkte ausgebildet und der Schneideinheit (1) entsprechend zwei Scheibenauffangein heiten (2) zugeordnet sind, die insbesondere bei hoher Schnittgeschwindigkeit asynchron angetrieben sind.