EP0573759B1

EP0573759B1 - Zufuhrregelung eines Fleischwolfes

Info

Publication number: EP0573759B1
Application number: EP93106343A
Authority: EP
Inventors: Horst Herbert Grözinger; Eberhard Haack
Original assignee: Maschinenfabrik Dornhan GmbH
Current assignee: Maschinenfabrik Dornhan GmbH
Priority date: 1992-05-13
Filing date: 1993-04-20
Publication date: 1997-07-02
Anticipated expiration: 2013-04-20
Also published as: DE59306832D1; DE4229179A1; DK0573759T3; ATE154898T1; EP0573759A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Fleischwolf nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein derartiger Fleischwolf ist aus DE 28 12 536 A1 bekannt. Er weist eine Zufuhrschnecke und eine sich anschließende Arbeitschnecke auf, wobei beide Schnecken jeweils in ineinander übergehenden Gehäusen angeordnet sind. Beide Schnecken werden jeweils von einem Elektromotor angetrieben, wobei die Zuführschnecke in Abhängigkeit von der Belastung durch das Aufgabegut stufenlos regelbar ist.
Bei derartigen Fleischwölfen wird Fleisch in unterschiedlicher Stückigkeit, Festigkeit und in verschiedenen Zustandsform verarbeitet. Damit die schnellaufende Arbeitschnecke stets ausreichend mit Rohstoff beschickt wird, muß die Zuführschnecke einen gewissen Rohstoffüberschuß bereitstellen.
Üblicherweise wird optisch-subjektiv das Übergabeverhalten des Rohstoffes zwischen Zuführschnecke und Arbeitschnecke beobachtet. Sobald festgestellt wird, daß die Arbeitschnecke nicht genügend Rohstoff zur Bearbeitung erhält oder zuviel Rohstoff von der Zuführschnecke geliefert wird und daher ein zu hoher Überdruck zwischen den beiden Schnecken entsteht, wird die Drehzahl des Zuführschneckenantriebs manuell entsprechend verstellt.
Bei der Lösung nach DE 28 12 536 A1 ist eine Regeleinrichtung zur Regelung der Drehzahl der Zuführschnecke in Abhängigkeit vom Staudruck des Fleisches im Übergangsbereich vorgesehen. Der Überstaudruck wird nach einem ersten Ausführungsbeispiel mittels eines im Übergangsbereich vorgesehenen Druckgebers gemessen und zur Drehzahlregelung des elektromotorischen Antriebs der Zuführschnecke ausgenutzt. Nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, bei welchem die Welle der Zuführschnecke axial verschiebbar gelagert ist, wird der auf die Zuführschnecke wirkende Axialdruck mit einem Kontaktgeber ausgewertet, mit welchem wiederum der Drehzahlregler für den elektromotorischen Antrieb der Zuführschnecke betätigt wird.
Diese Vorschläge haben bisher in die Praxis nicht Eingang gefunden. Das mag damit zusammenhängen, daß zum einen die Erzeugung des die Drehzahl bestimmenden Regelwertes noch zu ungenau ist und daß zum anderen eine praxisgerechte Möglichkeit zur Umsetzung des Meßwertes in eine Drehzahländerung noch fehlte. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß nach den der Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnissen das Verhältnis der Vorschubvolumina von Zuführschnecke und Arbeitschnecke in einem sehr engen Bereich liegen sollte, um stets einen Füllungsgrad der Arbeitschnecke zwischen 90 und 100 % zu erreichen und den Rohstoff zur Erzielung einer hohen Qualität schonend zu verarbeiten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe mit einem Fleischwolf der im Anspruch 1 angegebenen Art gelöst. Bei diesem ist ein Rechner zur Erzeugung des die Zuführschneckendrehzahl bestimmende Regelwertes in Abhängigkeit von der Belastung vorgesehen. Nach einem weiteren Merkmal ist der Elektromotor mit der Antriebswelle der Zuführschnecke über eine drehzahlvariable Kraftübertragung verbunden, über welche das Drehmoment der Zuführschnecke mittels des Rechners regelbar ist. Hierbei werden Drezahl und Drehmoment zur Erzeugung des Regelwertes im Rechner verknüpft.
Durch die dynamische Anpassung der Zuführschneckenbelastung an die jeweiligen Erfordernissen läßt sich bei dieser Anordnung ein sehr gleichmässiger Staudruck im Übergabebereich zwischen den beiden Schnecken erreichen, indem die Drehzahländerung der Zuführschnecke jeweils dem gemessenen Belastungsparameter nachgeführt wird.
Für die drehzahlvariable Kraftübertragung eignet sich gemäß Anspruch 2 eine Wirbelstromkupplung, deren Magnetfeld in Abhängigkeit von der Drehzahl der Zuführschnecke gesteuert wird.
Nach dem Vorschlag gemäß Anspruch 3 wird der Steuervorgang des Rechners selbsttätig ausgelöst, wenn der diesem aufgegebene Parameterwert eine Abweichung der Belastung der Zuführschnecke um mehr als ± 20 % von dem vorbestimmten Wert anzeigt.
Die mit der Erfindung vorgeschlagene Verwendung eines Rechners erlaubt gemäß Anspruch 4 ferner, daß der vorbestimmte Wert der Belastung in Abhängigkeit von Art und Festigkeit des Rohstoffes vorgewählt werden kann.
Nach weiteren Vorschlägen gemäß der Erfindung kann als Belastungsparameter, also als Steuergröße für den Rechner, gemäß Anspruch 5 der Staudruck bzw. gemäß Anspruch 6 die Temperatur des Rohstoffes im Übergabebereich von der Zuführschnecke zur Arbeitschnecke ausgenutzt werden.
Wie einleitend bereits erwähnt, ist es als ideal anzusehen, wenn der vorbestimmte Wert der Belastung so gewählt ist, daß sich das im Anspruch 7 angegebene Verhältnis der Vorschubvolumina ergibt. In diesem Fall ist trotz erhöhten Staudrucks für die Befüllung der Arbeitschnecke eine hohe Qualität des verarbeiteten Rohstoffes gewährleistet.
Nach einem weiteren Vorschlag gemäß Anspruch 8 ist eine Notabschaltung der beiden Antriebe oder die Auslösung eines Fehlersignales vorgesehen, wenn über längere Zeit die maximale Drehzahl oder eine minimale Belastung der Zuführschnecke oder eine andere Fehlfunktion des Fleichswolfes festgestellt wird.
So kann der Rechner auch so programmiert sein, daß eine Abschaltung oder Fehlersignalauslösung erfolgt, wenn beispielsweise die Daten an einer am Ausgang der Arbeitsschnecke angeordneten Lochscheibe nicht zu den eingegebenen Daten des zu verarbeitenden Rohstoffs passen.
Zur Messung der Parameter eignen sich gemäß Anspruch 9 ein mit der Zuführschnecke oder deren Antrieb verbundener Drehzahlmesser, gemäß Anspruch 10 ein Druckmesser mit einem im Übergabebereich von der Zuführschnecke zur Arbeitschnecke angeordneten Druckfühler oder gemäß Anspruch 11 ein Thermometer mit einem im Übergabebereich von der Zuführschnecke zur Arbeitschnecke angeordneten Temperaturfühler.
Die mit diesen Meßgeräten festgestellten Meßwerte werden ständig in den Rechner gegeben, der seinerseits wieder die Drehzahl so steuert, daß die Belastung des Rohstoffes bei Übergabe auf die Arbeitschnecke im Regelbereich liegt.
Nach einem weiteren Vorschlag gemäß Anspruch 12 kann die Drehzahl des Antriebs der Arbeitschnecke zur Anpassung an unterschiedliche Art und Festigkeit des Rohstoffes stufenweise umgeschaltet werden. Damit kann die Drehzahl einem bestimmten Rohstoff und bestimmten Lochscheibeneinsätzen am Ausgang der Arbeitsschnecke problemlos angepaßt werden kann.
Die einfachste Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt gemäß Anspruch 7 einen drehzahlveränderlichen Antrieb für die Zuführschnecke, ein Meßgerät für den die Belastung charakterisierenden Parameter und einen mit dem Meßgerät verbundenen Rechner, der die Antriebsdrehzahl der Zuführschnecke jeweils so anpaßt, daß sich ein Staudruck im Übergabebereich ergibt, der ständig nahe dem für den jeweiligen Rohstoff geforderten Wert liegt.
Ein Steuervorgang des Rechners wird nach Anspruch 8 stets dann ausgelöst, wenn die Belastung der Zuführschnecke den vorbestimmten Bereich und den eingeregelten Wert verläßt. Dabei findet gemäß Anspruchs 9 im Rechner eine dem Fachmann geläufige Verknüpfung des eingegebenen vorbestimmten Belastungswerts mit der Drehzahlsteuerung der Zuführschnecke statt.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 10 ist das Parametermeßgerät ein Drehzahlmesser, der die Drehzahl der Zuführschnecke mißt, die ja in der oben erläuterten Weise von der Belastung der Zuführschnecke und somit vom Staudruck im Übergabebereich abhängt. Der gemessene Drehzahlwert wird ständig auf den Rechner gegeben, der seinerseits wieder die Drehzahl so steuert, daß die Belastung des Rohstoffes bei Übergabe auf die Arbeitsschnecke im Regelbereich liegt.
Die Steuerung der Drehzahl erfolgt gemäß Anspruch 11 vorzugsweise über eine Wirbelstromkupplung, deren Magnetfeld durch den Rechner gemäß den errechneten Regelwerten gesteuert wird, wodurch die Drehzahl der Zuführschnecke auf den richtigen Wert eingestellt wird.
Der Anspruch 12 betrifft eine Ausführungsform mit einem Thermometer als Parametermeßgerät.
Anspruch 13 betrifft eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, bei der die feste Arbeitsdrehzahl der Arbeitsschnecke stufenweise umschaltbar ist, damit sie einem bestimmten Rohstoff und bestimmten Lochscheibeneinsätzen am Ausgang der Arbeitsschnecke angepaßt werden kann.
Anhand der Figur wird ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fleischwolfs näher erläutert. Die Figur zeigt in schematischer Darstellung ein Schaltbild mit dem gesteuerten Fleischwolf, wobei nur erfindungswesentliche Teile dargestellt sind.
Der Fleischwolf weist eine Zuführschnecke 10 mit größerem Durchmesser und eine Arbeitsschnecke 12 mit kleinerem Durchmesser auf, welche axial aneinander anschließen. Die Zuführschnecke ist in einem etwa zylindrischen Zuführgehäuse 14 mit oben liegendem Eingabeschacht 16 angeordnet. Der Rohstoff 18 wird in Form von verschieden großen, verschieden geformten und unterschiedlich festen Fleischstücken in nicht näher gezeigter Weise gemäß dem Pfeil 20 in den Eingabeschacht 16 eingeführt.
Die Arbeitsschnecke 12 ist in einem zylindrischen mit Zügen versehenen Arbeitsgehäuse 22 angeordnet, dessen Durchmesser geringer ist als der Durchmesser des Zuführgehäuses 14. Das Zuführgehäuse 14 ist über ein konisch sich verjüngendes Übergabegehäuse 24 einstückig mit dem Arbeitsgehäuse 22 verbunden. Am Ende des Arbeitsgehäuses 22 ist ein Schneidgehäuse 26 zur Aufnahme von unterschiedlichen Lochscheiben 28 für die Verarbeitung des gemäß den Pfeilen 30 aus dem Fleischwolf austretenden Rohstoffs dicht angeschlossen.
Für den Antrieb der Arbeitsschnecke 12 mit Antriebswelle 13 ist ein Elektromotor 32 mit Getriebe 34 vorgesehen, wobei die Drehzahl der Arbeitsschnecke 12 auf folgende Stufen oder ähnliche schaltbar ist:
Für den Antrieb der Zuführschnecke 10 mit beispielsweise hohler Antriebswelle 11 ist ein zweiter Elektromotor 36 vorgesehen, dessen Antriebsleistung über eine Wirbelstromkupplung 38 und ein an diese angeschlossenes, als Kraftwandler dienendes Getrieb 40 sowie eine Abtriebseinrichtung 42 auf die hohle Antriebswelle 11 der Zuführschnecke 10 übertragen wird. Die Antriebswelle 13 der Arbeitsschnecke 12 ist koaxial und frei verdrehbar innerhalb der Antriebswelle 11 der Zuführschnecke 10 gelagert. Über eine Drehzahl-Abtasteinrichtung 46 mit angeschlossenem Drehzahlmesser 48 wird ständig die Drehzahl der Zuführschnecke 10 gemessen. Der Drehzahlmesser 48 ist über eine Signalleitung 50 mit einem Eingang eines Mikrorechners 52 verbunden, dessen Ausgang über eine Steuerleitung 54 mit der Wirbelstromkupplung 38 verbunden ist und diese steuert.
Durch die Drehung der Zuführschnecke wird bei Eingabe von Rohstoff 18 in dem vom Übergabegehäuse 24 umfaßten Übergabebereich zwischen den Schnecken 10 und 12 ein gewisser Staudruck des Rohstoffs erzeugt, der zwischen null bei mangelhafter Nachlieferung von Rohstoff und verhältnismäßig hohen Werten schwanken kann, wenn zuviel Rohstoff von der Zuführschnecke 10 gefördert wird. Der sich ändernde Staudruck bewirkt, daß sich die Drehzahl der Zuführschnecke 10 bei fehlendem Rohstoff erhöht und bei stärkerer Belastung erniedrigt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Drehzahl der Zuführschnecke 10 bei gleichzeitig dynamischer Regelung stufenlos einstellbar zwischen 0 und 30 U/min. Die jeweils sich ergebende Drehzahl der Zuführschnecke 10 wird nun vom Drehzahlmesser 48 gemessen und auf den Mikrorechner 52 gegeben. Dieser ist so programmiert, daß er durch die Erzeugung eines entsprechenden Magnetfelds in der Wirbelstromkupplung 38 bei Verarbeitung eines bestimmten Rohstoffs eine konstante Kraftübertragung der Wirbelstromkupplung 38 mit einer Schwankung von etwa ± 20 % erzeugt. Durch Verstärkung des Magnetfelds wird die Kraftübertragung der Wirbelstromkupplung 38 durch Ansteigen der Drehzahl erhöht und bei Schwächung des Magnetfelds wird die Kraftübertragung durch Absinken der Drehzahl erniedrigt.

Claims

Fleischwolf mit Zuführschnecke (10) und entsprechendem Zuführgehäuse (14) und Arbeitsschnecke (12) und entsprechendem Arbeitsgehäuse (22), einem das Zuführgehäuse (14) in das Arbeitsgehäuse (22) überführenden Übergabehäuse (24), einem elektromotorischen Antrieb (36, 38, 40, 42), welcher die Zuführschnecke (10) in Abhängigkeit von der Belastung durch das Aufgabegut stufenlos regelbar antreibt, und einem getrennten elektromotorischen Antrieb (32, 34) für die Arbeitsschnecke (12), dadurch gekennzeichnet, daß ein Rechner (52) zur Erzeugung des die Zuführschneckendrehzahl bestimmenden Regelwertes vorgesehen ist, daß der Elektromotor (36) mit der Antriebswelle (11) der Zuführschnecke (10) über eine drehzahlvariable Kraftübertragung (38) verbunden ist, über welche das Drehmoment der Zuführschnecke (10) mittels des Rechners (52) regelbar ist, wobei Drehzahl und Drehmoment im Rechner verknüpft sind.
Fleischwolf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur variablen Kraftübertragung eine Wirbelstromkupplung (38) vorgesehen ist, deren Magnetfeld in Abhängigkeit von der Drehzahl der Zuführschnecke (10) gesteuert wird.
Fleischwolf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuervorgang des Rechners (52) selbsttätig ausgelöst wird, wenn der diesem aufgegebene Parameterwert eine Abweichung der Belastung der Zuführschnecke (10) um mehr als ± 20 % von dem vorbestimmten Wert anzeigt.
Fleischwolf nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Wert der Belastung in Abhängigkeit von Art und Festigkeit des Rohstoffs vorgewählt wird.
Fleischwolf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuergröße für den Rechner der Staudruck des Rohstoffs im Übergabebereich von der Zuführschnecke zur Arbeitsschnecke ist.
Fleischwolf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuergröße für den Rechner die Temperatur des Rohstoffs im Übergabebereich von der Zuführschnecke zur Arbeitsschnecke ist.
Fleischwolf nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Wert der Belastung der Zuführschnecke so gewählt wird, daß sich die Vorschubvolumina von Zuführschnecke und Arbeitsschnecke wie 1,05 : 1 bis 1,1 : 1 verhalten.
Fleischwolf nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe automatisch abgeschaltet werden oder ein Fehlersignal ausgelöst wird, wenn über einen vorbestimmten Zeitraum hinweg maximale Drehzahl oder minimale Belastung an der Zuführschnecke oder eine Fehlfunktion des Fleischwolfs festgestellt wird.
Fleischwolf nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät ein mit der Zuführschnecke (10) oder deren Antrieb (36, 38, 40, 42) verbundener Drehzahlmesser (48) ist.
Fleischwolf nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät ein Druckmesser mit einem im Übergabebereich von der Zuführschnecke (10) zur Arbeitsschnecke (12) angeordneten Druckfühler ist.
Fleischwolf nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät ein Thermometer mit einem im Übergabebereich von der Zuführschnecke (10) zur Arbeitsschnecke (12) angeordneten Temperaturfühler ist.
Fleischwolf nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Antriebs (32, 34) der Arbeitsschnecke (12) zur Anpassung an unterschiedliche Art und Festigkeit des Rohstoffs (18) stufenweise umschaltbar ist.