DD267320A1 - Verfahren zum kontrollieren der schneidfaehigkeit von werkzeugen, insbesondere messerkoepfe zum zerkleinern - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft die Kontrolle der Schneidfaehigkeit von Werkzeugen die Stoffe zerkleinern, z. B. Messerkoepfe in Schneidmischern zur Fleischzerkleinerung. Mit der Erfindung soll der optimale Zeitpunkt zum Auswechseln der Werkzeuge erfasst werden. Erfindungsgemaess wird waehrend des Zerkleinerungsprozesses die Temperaturerhoehung des zerkleinerten Stoffes je Zeiteinheit gemessen. Diese Werte werden mit vorgegebenen Grenzwerten verglichen. Werden diese ueberschritten, so wird ein Signal zum Auswechseln der Werkzeuge erzeugt.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft die Kontrolle der Schneidfähigkeit von Werkzeugen, die Stoffe zerkleinern, z. B. Messerköpfe In Schneidmischern zur Fleischzerkleinerung. Mit der Erfindung werden das Erreichen einer zu kleinen Schneidfähigkeit erfaßt und dadurch ein zeitlich optimaler Werkzeugwechsel ermöglicht.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Die Werkzeuge ?um Zerkleinern bzw. Trennen von Material unterliegen einem Verschleiß und müssen deshalb regelmäßig ausgewechselt werden. Zur Ermittlung des optimalen Zeitpunktes ist es erforderlich, die Schneiden auf ihren Zustand bzw. Abnutzungsgrad zu kontrollieren. Das erfolgt mit optischen Methoden direkt bzw. indirekt durch Messung der Schnittkraft, Motorleistung oder anderen Parametern.

Bei den indirekten Methoden wirken häufig andere Abhängigkeiten mit und beeinträchtigen die Genauigkeit bzw. erfordern eine laufende Korrektur. Es wurde deshalb ir. der OS 2328876 schon vorgeschlagen, das Frequenzspektrum des Werkzeuges im Arbeitsvorgang zu messen und die Veränderung des Spektrums zur Erfassung der Schneidfähigkeit zu bewerten. FürWerkzeuge mit mehreren Schneiden wie Messerköpfe, die Stoffe verkleinern, sind dieses und andere Verfahren nicht anwendbar. Durch einen unterschiedlichen Ffillungsgrad im Zerkleinerungsbehälter, verschiedene zu zerkleinernde Stoffe und unterschiedliche Messerformen bestehen sich ständig verändernde Bedingungen. Das betrifft insbesondere auch das Zerkleinern von Fleisch in Schneidmischern mittels Messerköpfen.

Unter den rauhen Bedingungen eines Fleischereibetriebes unterliegt das Kuttermesser extremen Beanspruchungen (Zerkleinerung von gefrosteten Fleisch, Scherbeneis, heißen Materialien bei Schnittgeschwindigkeiten des Messers bis zu

130 —), die zu einer relativ schneller, Abnutzung der Messerschneide (Stumpfheit) führen.

Stumpfe Messerschneiden führen zu einer Verstärkung der zerkleinerungsbedingten Guterwärmung, welche bei Rohwursthräten durch intensives Verreiben des Fettgewebes (Verschmieren) zu uiiKbren Schnittbildern im Endprodukt führen. Bei der Herstellung von Brühwurstbräten ist eine gute Feinverteilung des Fettes zur Erlangung stabiler Brätemulsion erwünscht. Eine zu intensive Verreibung des Fettgewebes bei höhere Temperaturen, bedingt durch stumpfe Messerschneiden, kann strukturmindernd wirkend und zu unstabilen Brätamulsionen führen, d.h. es kommt zum Fettabsatz im Endprodukt. Über diese produktbezogenen negativen Auswirkungen hinaus führen stumpfe Kuttermesser zu einem verstärkten Energieeintrag in das Brät und somit zu einer Erhöhung des Energieverbrauchs (Kosten) für den Prozeß. Des weiteren erhöht sich bei stumpfen Messerschneiden die Biegekraft auf die Messer und damit die Bruchgefahr derselben. In Ermangelung eines objektiven und prakükablen Verfahrens zur Prüfung der Schärfe bzw. Stumpfheit von Kuttermessern erfolgt der Messerwechsel in der Praxis nach rein subjektivtn Kriterien (Beurteilung der Schärfe nach Augenschein,

Messerwechsel nach einem festgelegten Rhytmus, z. B. 1 oder mehrmals wöchentlich je nach Verarbeitungsmenge). Aus der Fachliteratur ist ein Verfahren zur Bewertung der Stumpfheit von Kuttermessern nach Detelic, R. bekannt (Technologlja

mesa, Nr.11,1982).

Grundlage dieses Verfahrens ist die Annahme von Analogien zwischen den mechanischen Eigenschaften der Messerschneide

und Veränderung einiger strukturmechaiiischer Kennwerte des Bräts. In Ausführung dieses Verfahrens wird nach einer

Festrezeptur in einem festgek iten Temperaturbereich und in einer bestimmten Zeit eine Brätmasse gekuttert. Von dieser Masse

werden Würstchen (Prüfmuster) mit einer Länge von 100mm und einer durchschnittlichen Masse von 79g abgefüllt. Der Darm des Prüfmusters wird in der Mitte um den gesamten Umfang aufgetrennt. Die ooere Hälfte des Prüfmusters wird festgehalten, so daß die untere Hälfte frei hängen kann. Nach einer gewissen Zeit reißt die untere Hälfte des Prüfmusters unter dem Eigengewicht ab, wobei das Prüfmuster eine bestimmte Länge erreicht.

Die Zeitdauer bis zum Abreißen des Prüfmusters und die dabei erreichte Gesamtlänge sollen ein Kriterium für die Stumpfheit der Kuttermesser darstellen. Dieses Verfahren ist sehr aufwendig und wird in der Industrie nicht angewendet. In der OS 2654838 wurde auch schon vorgeschlagen, den durch Überhitzung auftretenden Verschleiß mittels Messung der

abgelösten Stoffmengen durch physikalische Methoden (Fluoreszens u.a.) nachzuweisen. Für die Erfindung konnten aus diesem

Verfahren aber keine Hinweise entnommen werden, do höhere Temperaturen und geschlossene Kühlkreisläufe vorhanden sein

müssen.

Ziel der Erfindung

Mit der Erfindung soll der optimale Zeitpunkt zum Auswechseln von Messern/Messerköpfen, insbesondere zur Zerkleinerung von Fleisch und anderen Nahrungsmitteln, genauer ermittelt werden. Damit wird die Standzeit der Messer unter dem Gesicii'spunkt des Energieverbrauchs und der Struktur des zerkleinerten Gutes genutzt.

Darlegung des Wesens der Erfindung Der Erfindung iidgt die Aufgabe zugrunde, die Schneidfähigkeit der Messer an Messerköpfen für die Zerkleinerung während des Zerkleinorungsprozesses und unabhängig von der Zusammensetzung des Zerkleinerungsgutes und der jeweiligen Mei.seranordnung zu kontrollieren. Eine zu geringe Schneidfähigkeit soll signalisiert werden. Ee wurde gefunden, daß der Temperaturanstieg des Zerkleinerungsgutes beim Zerkleinern im wesentlichen unabhängig von der

unterschiedlichen Zusammensetzung des Gutes und Ausgangstemperatur, abhängig von der Schneidfähigkeit der Messer ist.

Erfindungsgemäß wird auf der Grundlage dieser Erkenntnis während des Zerkleinerungsprozesses die Temperatur des Schneidgutes gemessen. Von der Temperaturverlaufski'rve wird der Anstieg ermittelt und mit einem Grenzwert verglichen und

bei Überschreiten ein Signal erzeugt. Dieses kann auch ι irekt zum Abschalten des Antriebes oder zu einer Anzeigeinformation verwendet werden.

Der Grenzwert wird ermittelt durch Messugn des Temperaturanstieges bei Arbeitswerten, die die Norm überschreiten. Das ist

z. B. bei der Fleischzerkleinerung die Endtemperatur des Bräts und dessen Struktur.

Die ermittelten Grenzwerte für den jeweiligen Maschinentyp, Messerarten und Zerkleinerungsgut können ständig wieder

verwendet werden, da sie sich als Wärmeenergieentrag At zwischen dem Neuzustand und einem G renzzustand sowie der

Steilheit der Anstiegskurve abbilden. Das Verfahren hat den Vorteil, daß Schwankungen in der Gut Zusammenstellung, z.B. Knorpelanteile, Fettanteile sowie verschiedene Ausgangstemperaturen keinen Einfluß haben. Weiterhin werden Abweichungen

der Gutmenge und andere Einflüsse eleminiert. Der Aufwand für das Verfahren ist minimal, da Temperaturmesser und

Rechnersteuerung, z. B. an Schneidmischern, bereits vorhanden sind. Zusätzliche Zeiten für die Erfassung der Schneidfähigkeit

werden nicht benötigt.

Besonders günstig ist din Ausgestaltung der Erfindung, in dem bei Neueinsatz eines Messerkopfes die Werte gespeichert

werden. Im nachfolgenden Arbeitsprozeß wird die Temperaturerhöhung In der Zeiteinheit bzw. die Zeit zur Erreichung einer

bestimmten Temperatur mit den ersten Werten verglichen und bei einer Überschreitung bzw. Unterschreitung um ζ. Β 20% ein

Signal (ausgelöst. Ausfflhrungsbelsplel

Nachfolgend soll die Erfindung an einem Beispiel für die Herstellung von Brühwurstbrät in einem Kutter mit 80 Liter Schüsselinhalt dargestellt werden. An dem Kutter sind eine Temperaturmeßeinrichtung für die Brätmasse und eine Programmsteuerung für den Kutterprozeß angebracht.

Nach dem Beschicken der Einsatzmaterialien entsprechend einer Festrezeptur wird das Programm gestartet. Messerwelle und Schüssel drehen mit der gespeicherten Arbeitsgeschwindigkeit. Nach einigen Schüsselumdrehungen erfolgt die Wasser3chüttung bei laufendem Kutter. Unmittelbar nach der Wassorschüttung werden die BrMttemperatur und die Zeit gemessen und eingespeichert. Sie beträgt z. B. 8°C zum Zeitpunkt der ersten Messung. Nach einer Kutterzeit von 2 Minuten wird wiederum die Temperatur gemessen. Sie beträgt jetzt 2O⁰C, also ein Anstieg von At = 12°C in 2 Minuten. Der Kutterprozeß ist damit beendet. Im Rechner wird der Temperaturanstieg mit den Werten beim crsteinsatz des Messerkopfes verglichen. Die Temperaturerhöhung betrug dort bei 2 Minuten Kutterzeit At = 10°C. Somit stieg die Endtemperatur um 20% gegenüber den Erstwerten an.

Bei einer Temperaturerhöhung von über 20% wird von der Programmsteuerung ein Signal erzeugt. Ein Aufleuchten der Kontrollanzeige gibt der Bedienperson die Information, daß der Messerkopf ausgewechselt werden muß.

Claims (7)

1. Verfahren zum Kontrollieren der Schneidfähigkeit von Werkzeugen, insbesondere Messerköpfe zum Zerkleinern, bei dem der Schnittkraft entsprechende Parameter gemessen werden, dadurch gekennzeichnet, daß während des Zerkleinerungsprozesses die Temperatur je Zeiteinheit gemessen, der Anstieg der Temperaturverlaufskurve ermittelt, mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen und bei Überschreitung ein Signal erzeugt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturerhöhung pro Zeiteinheit bei dem Ersteinsatz der Messer während des Zerkleinerungsprozesses gemessen, die Temperaturerhöhung und die Zeiteinheit gespeichert und die Zeit zur Erreichung der Temperaturerhöhung in den nachfolgenden Zerkleinerungsprozeßen mit dem ersten Wert verglichen und bei Überschreitung eines vorgegebenen Betrages ein Signal erzeugt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturerhöhung pro Zeiteinheit bei dem Ersteinsatz der Messer während des Zerkleinerungsprozesses gemessen, die Temperaturerhöhung und die Zeiteinheit gespeichert und die Temperaturerhöhung in aer Zeiteinheit in den nachfolgenden Zerkleinerungsprozessen mit dem ersten Wert verglichen und bei Überschreitung um einen vorgegebenen Betrag ein Signal erzeugt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Zerkleinern von Brühwurstbrät die Messungen nach der LWasserschüttung erfolgen.

5. Verjähren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Zerkleinern von Rohwurstbrät dio Messungen nach der Vorzerkleinerung erfolgen.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Schneidgutes während der Zerkleinerung in kurzen Abständen gemessen, aus den Werten der gemittelte Kurvenverlauf und daraus der gemittelte Anstieg gebildet und der Anstieg mit einem Grenzwert verglichen werden.

7. Verfahren ntch Punkt 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Überschreiten des Grenzwertes gespeichert und na^h mehrmaligem Überschreiten ein Signal ausgelöst wird.