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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine automatische Maschine zum Schneiden
eines Brotes in Scheiben.
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Vorrichtungen
zum automatischen Schneiden von Broten in Scheiben sind gut bekannt.
Sie sind in den meisten Bäckereien
und auch in Großmärkten anzutreffen.
Diese Vorrichtungen oder automatischen Brotschneidemaschinen funktionieren nach
folgendem Prinzip: der Benutzer der Vorrichtung führt in diese
das Brot, das in Scheiben geschnitten werden soll, ein, wobei er
es in einem Abteil anordnet, das sich zwischen einem Antriebselement des
Brotes und einer Einheit von parallelen Schneidblättern befindet,
die das Brot schneiden sollen. Der Benutzer setzt dann die Vorrichtung
in Gang, wobei er auf den zu diesem Zweck vorgesehenen Schalter drückt, was
dazu führt,
dass die Schneidblätter
in eine Hin- und Herbewegung und das Antriebselement des Brotes
in eine Translationsbewegung quer zur Richtung der Schneidblätter versetzt
werden. Das Brot wird nun von diesem Antriebselement in Richtung
der Schneidblätter
verschoben, und das Schneiden beginnt, wenn es mit diesen letztgenannten
in Kontakt kommt. Der Benutzer entnimmt sein in Scheiben geschnittenes
Brot aus einem Abteil, das auf der Seite der Schneidblätter gegenüber jener,
auf der sich das Abteil zum Einlegen des Brotes in die Vorrichtung
befindet, angeordnet ist.
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Bei
den herkömmlichen
automatischen Brotschneidemaschinen ist die Leistung des Motors,
der das Antriebselement des Brotes steuert, konstant und kann folglich
nicht an den Brottyp, der geschnitten werden soll, in Abhängigkeit
von der Verschiebegeschwindigkeit des Antriebselement des Brotes während des
Schneidvorgangs angepasst werden. Dies stellt ein Problem hinsichtlich
der Schneidqualität
des Brotes dar. Im Falle eines Brotes mit weicher Kruste und Brotkrume
nämlich
erzeugen eine zu starke Leistung, die vom Motor geliefert wird,
und somit eine zu hohe Geschwindigkeit des Antriebselementes des
Brotes einen zu starken Druck auf das Brot zu Beginn seines Schneidens
und somit ein Zusammendrücken
dieses letztgenannten auf den Schneidblättern sowie ein Zerbröckeln der Brotkrume
während des
Schneidens. Die Qualität
des Schneidens des Brotes ist somit schlecht, da die Scheiben ein
auf der Seite ihres Angriffsrandes durch die Schneidblätter zusammengedrücktes Aussehen
sowie Risse ihrer Brotkrume aufweisen. Dasselbe gilt für ein Brot,
das eine harte Kruste und eine weiche Brotkrume aufweist, da in
diesem Fall eine zu hohe Leistung des Motors und somit eine zu große Geschwindigkeit
des Antriebselementes des Brotes zu Beginn des Schneidens ebenfalls
zu einem übermäßigen Druck
auf die Kruste bei ihrem Angriff durch die Schneidblätter und folglich
zu einem Brechen der Kruste an den Schneidblättern und einem anschließenden Abbröckeln dieser
letztgenannten, gefolgt von einem Zerbröckeln der Brotkrume, wie oben
dargelegt, während
des Schneidens führt.
Umgekehrt im Falle eines Brotes mit fester Kruste und Brotkrume
können
eine zu geringe Motorleistung und somit eine zu langsame Geschwindigkeit
der Schiebevorrichtung des Brotes eine mangelnde Druckausübung auf
das Brot während
des Schneidens und somit eine zu lange Reibung der Schneidblätter der
Maschine auf die Brotkrume zur Folgen haben, die zu einem Abbröckeln und
einer Krümelbildung
dieser letztgenannten durch die Schneidblätter führt. Dies ist auch der Fall,
wenn ein Brot mit harter Kruste und fester Brotkrume geschnitten
wird, da das Schneiden der Kruste zu Beginn des Schneidens richtig
ist, aber jenes der Brotkrume in der Folge ebenfalls zu langsam
ist und somit zum Auftreten des oben erwähnten Abbröckelns und der Krümelbildung
führen
kann.
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Es
wurde versucht, dieses Problem der Nichtanpassung der Leistung des
Motors, der das Antriebselement des Brotes steuert, an die Natur desselben
zu lösen,
wobei das Antriebselement mit einem Kontrollsystem für die Leistung
seines Motors und somit die Geschwindigkeit des Antriebselements des
Brotes und folglich des Drucks, den es auf das Brot während des
Schneidens ausübt,
versehen wird. Ein solches System kann in einem Hebel bestehen,
der es dem Benutzer der Vorrichtung ermöglicht, manuell das Antriebselement
des Brotes in der maschine zu steuern, oder in einer elektrischen
Steuerung, die es ermöglicht,
die Leistung des Motors, der das Antriebselement antreibt, während des
Schneidens des Brotes zu erhöhen
oder zu verringern.
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Dennoch
werfen diese Systeme ein weiteres Problem auf, da sie immer ein
Eingreifen des Benutzers erfordern, um sie zu steuern, und folglich
einerseits eine gewisse Erfahrung desselben auf dem Gebiet der Brotsorten
und optimalen Schneidbedingungen in Verbindung mit jeder dieser
Sorten und andererseits eine Bewegung des Benutzers während der gesamten
Schneidezeit des Brotes voraussetzen, um das Kontrollsystem des
Antriebselements dieses Brotes in der Vorrichtung zu steuern.
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Es
wurde auch versucht, dieses Problem zu lösen, wobei nach den Lehren
des Patents
US 3 875 840 ein
Kontrollsystem der Leistung eines ersten Motors, der das Antriebselement
des Brotes steuert, vorgeschlagen wurde, umfassend einen zweiten
Motor, umfassend mindestens eine Feder oder ein Gegengewicht, das
auf einer neigbaren Führung
gleiten kann, so dass es sich der Wirkung des ersten in Abhängigkeit
von der vom Antriebselement des Brotes auf die Schneidblätter dieses
letztgenannten ausgeübten
Kraft und somit der Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des
Antriebselements entgegen stellt. Ein solches System ist allerdings
mechanisch komplex in seiner Ausführung und wenig zuverlässig und
genau während
des Betriebs.
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Die
vorliegende Erfindung löst
die oben erwähnten
Probleme und vermeidet die mit diesem verbundenen Nachteile, wobei
sie eine automatische Maschine zum Schneiden eines Brotes in Scheiben vorschlägt, bei
dem die Geschwindigkeit des Antriebselements des Brotes automatisch
an die zu schneidende Brotsorte und insbesondere an die Härte ihrer Kruste
und die Festigkeit ihrer Brotkrume während des gesamten Schneidvorgangs
angepasst wird.
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Somit
besteht die Erfindung in einer automatischen Maschine zum Schneiden
eines Brotes in Scheiben, umfassend ein Antriebselement für das Brot,
das derart angeordnet ist, dass es mit Hilfe eines an das Element
gekoppelten Verschiebemittels zwischen einer ersten eingezogenen
Position, in der das zu schneidende Brot in die Maschine eingelegt werden
kann, und einer zweiten Vorschubposition verschoben werden kann,
in der das geschnittene Brot aus der Vorrichtung genommen werden
kann, wobei diese ferner eine Gesamtheit von Schneidblättern für das Brot
umfasst, die im Wesentlichen zueinander parallel und derart angeordnet
sind, dass sie eine Hin- und Herbewegung ausführen können, wobei das Antriebselement
des Brotes derart vorgesehen ist, dass es, wenn die Maschine in
Betrieb ist, das Brot in einer Translationsbewegung zu und über die
Gesamtheit von Schneidblättern
zwischen der ersten und der zweiten Position des Elements antreibt,
wobei die Vorrichtung ferner ein Einstellmittel umfasst, das derart
vorgesehen ist, dass es automatisch die von dem Verschiebemittel
gelieferte Leistung in Abhängigkeit
von der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung der Translationsbewegung
des Antriebselements des Brotes während des Schneidvorgangs desselben
regelt, wobei es die Verschiebegeschwindigkeit des Antriebselements
mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit vergleicht und die Leistung
des Verschiebemittels des Antriebselements erhöht bzw. verringert, wenn die
Verschiebegeschwindigkeit kleiner bzw. größer als die vorbestimmte Geschwindigkeit
ist.
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Dank
des automatischen Einstellmittels der Motorleistung in Abhängigkeit
von der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung des Antriebselement
des Brotes der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch
Vergleichen der Verschiebegeschwindigkeit des Antriebselements mit
einer vorbestimmten Geschwindigkeit und Einstellen der Leistung
des Verschiebemittels in Abhängigkeit
von der Differenz zwischen der betreffenden Verschiebegeschwindigkeit und
der vorbestimmten Geschwindigkeit wird das Schneiden eines Brotes
immer je nach betreffender Brotsorte optimiert. Wenn nämlich das
Brot den Schneidblättern
zu Beginn des Schneidens einen großen Widerstand entgegensetzt,
d. h. wenn die Kruste des Brotes hart ist, wird die Verschiebegeschwindigkeit
des Antriebselements rasch und stark verringert, und diese starke
und rasche Verringerung der Geschwindigkeit wird vom Einstellmittel
erfasst, das die vom Verschiebemittel des Antriebselements gelieferte
Leistung verringert, und die Kruste wird nun geschnitten, ohne dass
sie durch Zusammendrücken des
Brotes auf den Schneidblättern
auf Grund einer zu großen
Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung beim Verschieben durch das Antriebselement des
Brotes bricht. Wenn die Dicke der Kruste von den Schneidblättern durchbrochen
und das Schneiden der Brotkrume begonnen wurde, verringert sich
der Widerstand des Brotes gegen die Schneidblätter, und die Verschiebegeschwindigkeit
des Antriebselements des Brotes erhöht sich. Wenn diese Geschwindigkeit
einen vorbestimmten Schwellenwert nicht überschreitet, wird die vom
Verschiebemittel des Antriebselements gelieferte Leistung stufenweise
erhöht,
bis der Schwellenwert erreicht ist. So werden unabhängig von
der weichen oder festen Konsistenz des Brotes die Geschwindigkeit
und/oder Beschleunigung bei der Verschiebung des Antriebselements
des Brotes kontrolliert, um ein Zerreißen der Brotkrume auf Grund
einer übermäßigen Geschwindigkeit
oder Beschleunigung oder hingegen das Auftreten einer Krümelbildung
dieser Brotkrume durch eine zu langsame Verschiebung des Antriebselements
des Brotes und eine anschließende übermäßige Reibung
der Schneidblätter
auf der Brotkrume zu vermeiden. In diesem Fall wurde keinerlei Erscheinung
eines Zusammendrückens
der Kruste oder Zerreißens
der Brotkrume mehr dank der erfindungsgemäßen Vorrichtung beobachtet.
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Die
Erfindung ist nun detaillierter mit Hilfe eines Beispiels beschrieben,
das eine ihre Reichweite nicht einschränkende Ausführungsart unter Bezugnahme
auf die beiliegende 1 darstellt, die eine schematische
Querschnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung 1 umfasst
ein Gestell 2, umfassend eine Schneidplatte 3 für ein Brot 4,
das in ein Aufnahmeabteil 5 der Vorrichtung eingelegt wird.
Dieses umfasst ferner ein Antriebselement 7 für das Brot 4 und
eine Gesamtheit von Schneidblättern 8,
die im Wesentlichen parallel zueinander und derart angeordnet sind,
dass sie eine Hin- und Herbewegung ausführen können, um das Brot 4 in
Scheiben zu schneiden. Eine Brotpresse 6 ist ebenfalls
vorgesehen, die von einem der Schneidblätter gebildet ist, das einen
Druck oben auf das Brot ausübt,
um seine Bewegung während
des Schneidens zu vermeiden. Auf der Seite der Schneidblätter 8,
die dem Aufnahmeabteil 5 für das Brot 4 gegenüber liegen,
ist ein Abteil 9 für
die Aufnahme des in Scheiben geschnittenen Brotes 4 vorgesehen.
Das Antriebselement 7 des Brotes ist derart angeordnet, dass
es in einer Translationsbewegung parallel zur Schneidplatte 3 und
quer zur Schneidblättereinheit 8 zwischen
einer ersten eingezogenen Position, in der ein Brot 4 in
das Aufnahmeabteil 5 eingelegt werden kann, und einer zweiten
Vorschubposition, in der das Antriebselement 7 des Brotes
an die Schneidblättereinheit 8 grenzt,
und das in Scheiben geschnittene und in dem Aufnahmeabteil 9 angeordnete
Brot 4 aus der Vorrichtung 1 genommen werden kann,
verschoben wird. Die Verschiebung des Antriebselements 7 erfolgt
mit Hilfe eines Elektromotors 10, umfassend einen Rotor
und einen Stator, der an das Antriebselement 7 durch einen
Zylinder 11 gekoppelt ist, der einen Gelenkarm 12 betätigt, der
ein erstes Element 12a, das durch ein Scharnier oder ein
Kugelgelenk an einem zweiten Element 12b angelenkt ist,
umfasst, wobei ein erstes Ende des Arms 12 um einen Zapfen 13 schwenken
kann und ein zweites Ende des Arms 12 an das Antriebselement 7 angeschlossen
ist. Alternativ zum Elektromotor 10 kann ein anderes Verschiebeelement
des Antriebselements 7 vorgesehen werden, beispielsweise
eine Druckluftquelle oder ein Druckluftbehälter, der beispielsweise einen
Druckluftzylinder betätigt.
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Die
Leistung, die vom Motor 10, der an das Antriebselement 7 des
Brotes 4 gekoppelt ist, während des Betriebs der Vorrichtung 1 geliefert
wird, wird automatisch durch ein Einstellelement 14 in
Abhängigkeit
von der Geschwindigkeit des Antriebselements 7 geregelt,
die durch den Widerstand bedingt ist, den das Brot 4 und
die Brotpresse 6 der Schneidblättereinheit 8 während des
Schneidens des Brotes entgegensetzen. Die Brotpresse 6 erhöht nämlich, wobei
sie einen Druck auf das Brot 4 ausübt, den Widerstand, den dieses
von selbst der Schneidblättereinheit 8 entgegensetzt.
Das Einstellmittel 14 ist derart angeordnet, dass es die
Drehgeschwindigkeit des Rotors im Stator des Motors 10 misst,
um die Geschwindigkeit der Translationsbewegung des Antriebselements 7 des
Brotes 4 zu bestimmen, und ist auch derart angeordnet,
dass es die gemessene Geschwindigkeit mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit
vergleicht und die Leistung des Motors 10 erhöht oder
verringert, wenn diese gemessene Geschwindigkeit kleiner bzw. größer als
die vorbestimmte Geschwindigkeit ist.
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Wenn
ein anderes Verschiebemittel des Antriebselements 7 verwendet
wird, wie beispielsweise eine Druckluftquelle oder ein Druckluftbehälter, kann die
Verschiebegeschwindigkeit des Antriebselements 7 selbst
direkt vom Einstellmittel 14 beispielsweise mit Hilfe von
Positionsfühlern,
wie photoelektrischen Zellen, die auf dem Weg des Antriebselements 7 angeordnet
sind, gemessen werden.
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So
wird unabhängig
von der geschnittenen Brotsorte die Geschwindigkeit dieses Schneidens ständig durch
die erfindungsgemäße Vorrichtung
optimiert. Wenn ein Brot mit harter Kruste oder aber sehr weicher
Kruste in der erfindungsgemäßen Vorrichtung
geschnitten wird und die Kruste zur Schneidblättereinheit 8 gelangt,
wird ein sehr starker Widerstand der Translationsbewegung des Antriebselements 7 des
Brotes durch die Kruste beim Schneiden durch die Schneiblatteinheit 8 entgegengesetzt,
entweder auf Grund der Härte
der Kruste oder des Zusammendrückens
des Brotes mit weicher Kruste. Auch im Falle eines Brotes einer
anderen Sorte kann ein solcher Widerstand hervorgerufen werden, hauptsächlich nun
durch den von der Brotpresse auf das Brot ausgeübten Druck. Dieser Widerstand
führt zu
einem Stromstärkepeak
des vom Motor 10 verbrauchten Stroms, das anzeigt, dass
die Leistung dieses Motors und somit der verbrauchte Strom verringert
werden müssen,
um zu vermeiden, dass die Kruste des Brotes an die Schneidblätter auf
Grund eines zu starken Drucks, der vom Antriebselement 7 auf
das Brot ausgeübt
wird, gedrückt
wird. Dieses Stromstärkepeak
entspricht einem vorbestimmten Wert und kann gemessen werden, und
der Strom sowie somit auch die Leistung des Motors 10 können als
Reaktion stark bis zu einem vorbestimmten Wert verringert werden,
damit das Schneiden der Kruste des Brotes auf optimale Weise ohne
Zusammendrücken
erfolgt. Deshalb ist das Einstellmittel 14 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 auch
derart angeordnet, dass es die Stärke des vom Motor 10 verbrauchten
Stroms bis auf einen ersten vorbestimmten Wert verringert, wenn
diese Stromstärke
einen zweiten vorbestimmten Wert überschreitet.
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Falls
ein anderes Verschiebemittel als der Motor 10 verwendet
wird, wie beispielsweise eine Druckluftquelle oder ein Druckluftbehälter, wird
das oben erwähnte
Stromstärkepeak
durch ein Druckpeak der Luft ersetzt, das verwendet wird, um das Antriebselement 7 zu
verschieben. Die eingestellte Leistung ist in diesem Fall auch der
Druck der betreffenden Luft.
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Wenn
das Schneiden der Kruste des Brotes erfolgt ist, nimmt die Schneidblättereinheit 8 das Schneiden
der Brotkrume des Brotes 4 in Angriff. Wenn die Verschiebegeschwindigkeit
des Antriebselements 7 und somit die Schneidegeschwindigkeit des
Brotes 4 nun geringer als ein vorbestimmter Wert ist, erhöht das Einstellmittel 14 die
Leistung des Motors 10, bis dieser Wert erreicht ist, um
zu vermeiden, dass eine zu langsame Geschwindigkeit zu einer übermäßigen Reibung
der Schneidblättereinheit 8 auf
der Brotkrume des Brotes 4 und zum anschließenden Auftreten
einer Krümelbildung
dieser Brotkrume führt.
Wenn zufällig,
beispielsweise im Falle eines Brotes mit sehr leichter Brotkrume,
der vorbestimmte Wert der Schneidegeschwindigkeit des Brotes überschritten
wird, würde
das Einstellmittel 14 eine Verringerung der Leistung des
Motors 10 steuern, um jedes Zerreißen der Brotkrume auf Grund
einer übermäßigen Geschwindigkeit
oder Beschleunigung bei der Verschiebung des Antriebselements 7 zu
vermeiden. Das Einstellmittel 14 ist ferner derart vorgesehen,
dass es zu einer Umkehr der Verschieberichtung des Antriebselements 7 des
Brotes 4 führt,
wenn es seine erste oder zweite Position erreicht. Diese Umkehr
kann auf mehrere Arten hervorgerufen werden. Sie kann durch mindestens
eine photoelektrische Zelle (nicht dargestellt) gesteuert werden,
die derart angeordnet ist, dass sie die Ankunft des Antriebselements 7 in
seiner ersten oder seiner zweiten Position erfasst, oder alternativ
dadurch, dass vorgesehen wird, dass das Einstellmittel 14 derart
angeordnet ist, dass es die vom Rotor des Motors 10 in
seinem Stator ausgeführten
Drehzahlen misst und die Umkehr von der ersten oder zweiten Position
des Antriebselements 7 aus und, wenn die Drehzahl einen
vorbestimmten Wert erreicht, von der anderen der ersten oder zweiten
Positionen des Antriebselements 7 aus hervorruft. Alternativ
oder begleitend kann ferner die betreffende Umkehr von einer der
ersten oder zweiten Positionen des Antriebselements 7 aus
hervorgerufen werden, wenn die Stärke des vom Motor 10 verbrauchten
Stroms einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, der sich zeigt, wenn
das Antriebselement 7 an einem Anschlag, der im Bereich
seiner ersten und/oder zweiten Position vorgesehen ist, anschlägt.
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In
der Praxis kann das Einstellelement 14 eine Kontrollschaltung
der vom Motor 10 gelieferten Leistung umfassen, die von
einem elektronischen Chip gesteuert wird, der derart programmiert
ist, dass er auf Basis einer Messung der Stärke des vom Motor 10 verbrauchten
Stroms durch ein Amperemeter und der Drehzahl des Rotors des Motors 10 in
seinem Stator pro Zeiteinheit, die beispielsweise mit Hilfe einer
mit dem Rotor gekoppelten Zählscheibe
angegeben wird, die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung
des Antriebselements 7 berechnet und die oben erwähnte Leistungskontrollschaltung
steuert. Das Einstellmittel 14 ist mit dem Motor 10 durch ein
erstes elektrisches Kabel 15 verbunden, das die Informationen über die
Stromstärke
und die Motorgeschwindigkeit, wie oben erwähnt, überträgt, und durch ein zweites elektrisches
Kabel 16, das den Motor 10 mit Strom versorgt.