СПОСОБ НАРЕЗКИ БАТОНООБРАЗНОГО ГАСТРОНОМИЧЕСКОГО ПРОДУКТА, А ТАКЖЕ МАШИНА ДЛЯ НАРЕЗКИ
METHOD OF CUTTING LONG LOAF-LIKE GROCERIES AND CUTTING MACHINE TO THIS END

Изобретение относится к способу нарезки батонообразного гастрономического продукта, при котором батон продукта подается посредством подающего устройства к нарезающему механизму и нарезается им на ломтики, полоски или кубики, причем во время движения подачи батон фиксируется посредством вакуумного захвата, подаваемого вместе с ним, причем во внутреннем пространстве контактного элемента вакуумного захвата создается пониженное давление, которое в зоне присасывания контактного элемента воздействует на фиксируемый участок поверхности батона.
Кроме того, изобретение относится к машине для нарезки батонообразного гастрономического продукта, с помощью которой батон продукта нарезается на ломтики, полоски или кубики, и которая содержит подающее устройство, с помощью которого батон в процессе нарезки подается к нарезающему механизму, причем подающее устройство содержит вакуумный захват, с помощью которого батон фиксируется во время движения подачи и который вместе с батоном подается к нарезающему механизму, причем во внутреннем пространстве контактного элемента вакуумного захвата создается пониженное давление, которое в зоне присасывания контактного элемента воздействует на фиксируемый участок поверхности батона.
Наконец, изобретение относится к вакуумному захвату для машины для нарезки батонообразного гастрономического продукта в соответствии с ограничительной частью п.14 формулы.
Способ нарезки и машина для нарезки описанного выше рода общеизвестны. По сравнению с использованием захватных крюков фиксация батона продукта посредством вакуумного захвата дает то преимущество, что сам батон остается неповрежденным, поскольку его поверхность деформируется контактным элементом вакуумного захвата без остаточной деформации. В известных способах и машинах создание пониженного давления происходит с помощью так называемых вакуумных насосов. Пониженное давление подается по линии от вакуумного насоса к внутреннему пространству контактного элемента. Сам контактный элемент состоит обычно из своего рода резиновой манжеты, которая за счет своих упругих свойств должна компенсировать возможные неровности поверхности батона, чтобы после подачи пониженного давления предотвратить проникновение воздуха в зону присасывания резиновой манжеты. В режиме нарезки известных машин вакуумные насосы находятся обычно в непрерывной эксплуатации, чтобы, во-первых, избежать процессов включения и выключения между нарезкой следующих друг за другом батонов, а, во-вторых, компенсировать возможные неплотности в зоне контактного элемента, в результате чего происходит подсос окружающего воздуха во внутреннее пространство контактного элемента, и поддерживать пониженное давление длительное время достаточно большим.
Из DE 10024913 А1 известна родовая машина для нарезки, подающее устройство которой содержит, по меньшей мере, одну «присоску», ограничивающую открытую к батону камеру пониженного давления. Присоска имеет лезвиеобразный край, который должен обеспечивать ее очень плотное соединение с батоном.
Также описанная в US 3880295 А машина для нарезки содержит присасывающуюся головку с шестью расположенными линейно рядом друг с другом зонами присасывания, которые располагают лезвиями для врезания в удерживаемую торцевую сторону батона. При этом каждая зона присасывания образована кольцевым пространством между внутренним и расположенным концентрично ему внешним лезвиями. Внутри внутреннего лезвия зона присасывания отсутствует. Таким образом, кольцеобразная зона присасывания в US 3880295 А герметизирована наружу и внутрь одним соответствующим лезвием.
Находящиеся в длительной эксплуатации вакуумные насосы оказались проблематичными с гигиенической точки зрения. По всасывающей линии между внутренним пространством контактного элемента и вакуумным насосом в насос подается непрерывный воздушный поток от вакуумного захвата или фиксированного батона продукта. При этом в зависимости от характера продукта нельзя избежать проникновения его частиц по всасывающей линии в вакуумный насос и попадания с его отходящим воздухом в окружающее пространство, т.е. в помещение, в котором установлена машина. Поскольку внутренние пространства всасывающей линии и вакуумного насоса вряд ли можно эффективно очистить, проникающие во всасывающую линию и вакуумный насос частицы продукта приводят с течением времени к инфицированию этих зон микроорганизмами. Поселившиеся там микроорганизмы вместе с потоком отходящего воздуха вакуумного насоса попадают в окружающий воздух и приводят там к повышенному инфицированию помещения, в котором установлена машина. Это крайне нежелательно, в частности, в случае машин для нарезки с присоединенными к ним полностью автоматическими упаковочными машинами. При упаковывании порций нарезанного продукта в заваренные в пленку упаковки для магазинов самообслуживания любое инфицирование микроорганизмами крайне нежелательно, поскольку иначе требуемые минимальные сроки годности не обеспечиваются. Сегодня процесс нарезки и упаковывания происходит обычно в окружающих пространствах по типу чистого помещения, в которых вызванное известными вакуумными насосами инфицирование микроорганизмами недопустимо.
В основе изобретения лежит задача создания способа нарезки батонообразного гастрономического продукта и предназначенной для этого машины для нарезки, которая при использовании вакуумного захвата позволила бы по сравнению с уровнем техники уменьшить вызываемое эксплуатацией и созданием пониженного давления инфицирование микроорганизмами. Кроме того, задачей изобретения является создание соответствующего вакуумного захвата.
Исходя из способа описанного выше рода, эта задача решается за счет того, что пониженное давление создается посредством цилиндро-поршневого блока, поршень которого ограничивает внутреннее пространство контактного элемента.
В противоположность используемым в уровне техники и находящимся обычно в длительной эксплуатации вакуумным насосам цилиндро-поршневой блок не создает отходящего воздуха при генерировании вакуума, поскольку внутреннее пространство контактного элемента, в котором создается пониженное давление, закрыто снаружи. Возможные отделившиеся от батона в процессе фиксации частицы продукта, проникающие во внутреннее пространство цилиндро-поршневого блока, не могут быть, тем самым, перенесены оттуда в удаленные зоны, например в вакуумный насос. Следовательно, в предложенном способе достаточно очистки помимо контактного элемента вакуумного захвата еще его внутреннего пространства, включая цилиндро-поршневой блок. Все возможно отделившиеся частицы продукта должны находиться еще в этой зоне и не могут быть перенесены в другие труднодоступные зоны.
Предпочтительно поршень цилиндро-поршневого блока для создания пониженного давления может двигаться только один раз в первом направлении, а для устранения пониженного давления - только один раз в противоположном направлении.
Согласно изобретению поршень цилиндро-поршневого блока может приводиться в действие посредством дополнительного цилиндро-поршневого блока, причем сам дополнительный цилиндро-поршневой блок может приводиться в действие пневматически или гидравлически. В качестве альтернативы обоим названным режимам поршень создающего пониженное давление цилиндро-поршневого блока может приводиться в действие также посредством электродвигателя или электромагнита.
Для надлежащего функционирования способа важно, чтобы зона присасывания контактного элемента была очень хорошо герметизирована от поверхности батона. Это может осуществляться, например, за счет использования пищевого средства или допущенного для гастрономических продуктов герметизирующего средства, например в виде масла или жира или геля или же эмульсии из масла и воды соответственно большой вязкости. Однако предпочтительно, что, по меньшей мере, одно огибающее и охватывающее зону присасывания лезвие контактного элемента врезается в батон, в результате чего достигается особенно надежная герметизация зоны присасывания. В частности, в последнем случае предпочтительно, если поршень цилиндро-поршневого блока перемещается для фиксации батона из исходного положения в одном направлении в положение пониженного давления, а для выталкивания оставшегося после процесса нарезки остатка батона контактным элементом вакуумного захвата - из положения пониженного давления в противоположном направлении за пределы исходного положения в положение избыточного давления, в котором в зоне присасывания создается избыточное давление, с чьей помощью остаток выталкивается, причем до начала следующего процесса фиксации поршень снова перемещается в исходное положение, в котором контактный элемент не находится в герметизирующем контакте с батоном.
Описанным выше образом достигается надежное выталкивание остатка, поскольку вызванные, например, за счет врезания лезвия в батон удерживающие усилия, еще сохраняющиеся даже после устранения пониженного давления, надежно преодолеваются за счет подачи избыточного давления, так что не может произойти непреднамеренного прилипания остатка к вакуумному захвату.
Исходя из машины для нарезки описанного выше рода, задача решается согласно изобретению за счет цилиндро-поршневого блока, посредством которого во внутреннем пространстве контактного элемента создается пониженное давление, причем поршень цилиндро-поршневого блока ограничивает внутреннее пространство контактного элемента. Предложенный способ может быть осуществлен с помощью машины описанного выше рода особенно простым образом.
При этом конструктивные затраты минимизированы, а затраты на очистку являются особенно низкими, если цилиндро-поршневой блок встроен в контактный элемент вакуумного захвата. В качестве привода поршня цилиндро-поршневого блока рассматривается либо дополнительный цилиндро-поршневой блок, приводимый в действие пневматически или гидравлически, или же электродвигатель или электромагнит.
В конструктивном отношении предпочтительно, если поршень дополнительного цилиндро-поршневого блока имеет такой же диаметр, что и поршень цилиндро-поршневого блока для создания пониженного давления. При этом оси дополнительного цилиндро-поршневого блока и цилиндро-поршневого блока для создания пониженного давления должны быть соосны. Предпочтительно общий поршневой шток пропущен через перегородку между обоими расположенными аксиально друг за другом цилиндро-поршневыми блоками с возможностью скольжения и герметично.
Перегородка может быть конструктивно использована также для того, чтобы предусмотреть в ней каналы для подачи среды в рабочие камеры обоих цилиндро-поршневых блоков, причем к обеим сторонам перегородки аксиально соосно между собой и герметично присоединены цилиндрические трубы цилиндро-поршневого блока для создания пониженного давления и дополнительного цилиндро-поршневого блока.
В отношении вакуумного захвата задача решается за счет того, что он оборудован, по меньшей мере, одним цилиндро-поршневым блоком, посредством которого создается пониженное давление во внутреннем пространстве контактного элемента, причем, по меньшей мере, один поршень цилиндро-поршневого блока ограничивает внутреннее пространство контактного элемента.
Изобретение более подробно поясняется ниже на примере выполнения вакуумного захвата машины для нарезки, изображенного на чертежах, на которых представляют:
- фиг. 1: вид в перспективе вакуумного захвата под углом спереди;
- фиг. 2: вид в перспективе вакуумного захвата по фиг. 1 наискось сзади;
- фиг. 3: вид сбоку вакуумного захвата по фиг. 1 и 2;
- фиг. 4: вид спереди вакуумного захвата по фиг. 1-3;
- фиг. 5а: продольный разрез вакуумного захвата в исходном положении по линии V-V на фиг. 4;
- фиг. 5b: то же, что и на фиг. 5а, однако в положении пониженного давления;
- фиг. 6: вид в перспективе захватного устройства, включающего в себя несущую раму и три установленных в ней вакуумных захвата по фиг. 1-5;
- фиг. 7: вид сбоку захватного устройства по фиг. 6;
- фиг. 8: вид сверху захватного устройства по фиг. 6.
Изображенный на фиг. 1-5b вакуумный захват 1 состоит из двух коаксиально расположенных друг за другом цилиндро-поршневых блоков 2, 3, которые связаны между собой общим поршневым штоком 4 и отделены друг от друга перегородкой 5, в которой с возможностью скольжения и герметично установлен поршневой шток 4.
Вакуумный захват 1 имеет переднюю сторону 6, на которой обозначенный штриховой линией батон 7, например в виде говяжьей колбасы, фиксируется посредством пониженного давления подробно описанным ниже образом. Вакуумный захват 1 имеет заднюю сторону 8, которой он с помощью шлицеобразной выемки 9 фиксируется на несущей раме захватного устройства, изображенного на фиг. 6-8 и подробно описанного ниже. Для закрепления служат еще две желобчатые выемки 10 в боковой поверхности 11 вакуумного захвата 1.
Вакуумный захват 1 имеет примыкающую к перегородке 5 переднюю часть 12, образованную цилиндро-поршневым блоком 2, который служит для создания пониженного давления с целью фиксации батона 7. Расположенная напротив задняя часть 14 образована, по существу, дополнительным цилиндро-поршневым блоком 3, который служит для приведения в действие поршня, находящегося в передней части 12 цилиндро-поршневого блока 2.
Из фиг. 5а видно, что цилиндро-поршневой блок 3, который, как уже сказано, служит в качестве привода для создания пониженного давления, состоит из цилиндрической трубы 16 и установленного в ее внутреннем пространстве 17 с возможностью перемещения и герметично поршня 18, который делит внутреннее пространство 17 на первую, обращенную к перегородке 5 рабочую камеру 19 и вторую, лежащую на другой стороне поршня 18 рабочую камеру 20. В рабочую камеру 19 подается сжатый воздух по каналу 21, который несколькими участками находится сначала во вставленном в перегородку 5 присоединительном патрубке 22, а затем в самой перегородке 5. Как в перегородке 5, так и в присоединительном патрубке 22 канал 21 имеет два проходящих под прямым углом друг к другу участка, так что, в целом, возникает U-образная форма канала 21. Вторая рабочая камера 20 расположена через канал 23 в продолжении 24 задней части 14. Он проходит также в заднем присоединительном патрубке 25.
По отношению к общей оси 26 коаксиально цилиндро-поршневому блоку 3 на противоположной стороне перегородки 5 находится цилиндро-поршневой блок 2, который служит для создания пониженного давления с целью фиксации батона 7. Также цилиндро-поршневой блок 3 состоит, по существу, из цилиндрической трубы 27, в которой с возможностью скольжения и герметично установлен поршень 28. Поршни 18, 28 обоих цилиндро-поршневых блоков 2, 3 имеют одинаковый диаметр и благодаря связи за счет поршневого штока 4 совершают одинаковый ход.
На противоположной поршневому штоку 4 стороне поршня 28 находится дополнительный поршневой шток 30, ведущий к соединенному с ним дополнительному поршню 31. Поршень 31 находится на участке цилиндрической трубы 27, на котором она имеет меньший по сравнению с поршнем 28 и соответствующей ей рабочей камерой 32 диаметр. В случае образованного поршнями 28, 31 и поршневым штоком 30 узла речь идет, тем самым, о ступенчатом поршне, который установлен с возможностью осевого перемещения в соответственно ступенчатом отверстии цилиндрической трубы 27.
На передней стороне 6 вакуумного захвата 1 выполнено кругообразно огибающее внешнее лезвие 33, толщина стенки которого заметно меньше остальной толщины стенки цилиндрической трубы 27, причем переход от лезвия 33 к остальной стенке цилиндрической трубы 27 выполнен в виде радиального уступа 34. Передняя сторона 6 вакуумного захвата 1 снабжена, кроме того, внутренним лезвием 35, которое выполнено также кругообразным и расположено концентрично внешнему лезвию 33. По сравнению с передней кромкой внешнего лезвия 33 передняя кромка внутреннего лезвия 35 слегка смещена назад. Внутренний диаметр в зоне внутреннего лезвия 35 соответствует диаметру переднего, меньшего в диаметре поршня 31. Оба лезвия 33, 35 образуют вместе с цилиндрической трубой 27 контактный элемент 29 вакуумного захвата 1.
Круговое сечение, ограниченное внутренним лезвием 35, образует внутреннюю зону присасывания 36. Круговая зона, лежащая между внутренней зоной присасывания 36 и внешним лезвием 33, образует внешнюю зону присасывания 37. Обе зоны присасывания 36, 37 образуют совместно активную зону присасывания вакуумного захвата 1. Внешняя часть 37 зоны присасывания связана двумя расположенными со смещением на 180° по отношению друг к другу отверстиями 38 с ограниченной поршнем 28 правой рабочей камерой 39.
Из показанного на фиг. 5а положения, в котором оба лезвия 33, 35 находятся на расстоянии от конца батона 7, вакуумный захват 1 подводится к батону 7, который своим противоположным передним концом опирается на нарезающий механизм (не показан), например, в виде приводимого во вращение отрезного ножа. Приближение вакуумного захвата 1 происходит с достаточно большим усилием и до тех пор, пока оба лезвия 33, 35 не проникнут в батон 7 (фиг. 5b). За счет скругленной формы конца батона 7 внутреннее лезвие 35 проникает глубже, чем внешнее лезвие 33. Проникающее движение затем все больше затрудняется и даже заканчивается, когда батон 7 своей торцевой поверхностью опирается в зоне радиального уступа 34 вакуумного захвата 1, чего еще не произошло в положении на фиг. 5b.
После проникновения обоих лезвий 33, 35 в материал батона 7 и, тем самым, герметизации обеих зон 36, 37 присасывания в правую рабочую камеру 40 цилиндро-поршневого блока 3 подается сжатый воздух, в результате чего оба поршня 28, 31 перемещаются влево в положение на фиг. 5b. Рабочая камера 39, находящаяся справа от поршня 28, первая частичная внутренняя камера 41 и вторая, соответствующая внутренней зоне 36 присасывания частичная внутренняя камера 41' на уменьшенном в диаметре участке цилиндрической трубы 27 сильно увеличиваются, так что в обеих зонах 36, 37 присасывания создается пониженное давление, которое надежно фиксирует батон 7 на вакуумном захвате 1. Частичные внутренние камеры 41, 41' отделены друг от друга образующей внутреннее лезвие 35 контактной линией К.
Благодаря очень эффективной за счет лезвий 33, 35 герметизации зон 36, 37 присасывания одноразового движения назад поршней 28, 31, т.е. одноразового создания пониженного давления, достаточно, чтобы на длительное время обеспечить достаточное большое удерживающее усилие. Поскольку внутренняя зона 36 присасывания полностью окружена внешней зоной 37 присасывания, т.е., тем самым, разность давлений между обеими зонами мала или в идеале равна нулю, в частности, в отношении внутренней зоны 36 присасывания почти не возникает опасности потери вакуума. Даже если мимо внешнего лезвия 33 во внешнюю зону 37 присасывания проникнет воздух, при достаточно хорошей герметизации за счет внутреннего лезвия 35 во внутренней зоне 36 присасывания сохранится достаточно больше пониженное давление.
Внутренняя зона 36 присасывания воздействует на внутренний фиксируемый участок 42 поверхности батона 7, а внешняя зона 37 присасывания - соответственно на внешний фиксируемый участок 43 поверхности батона 7. Оба фиксируемых участка 42, 43 суммируются по площади в общую активную фиксируемую зону.
За счет выбора диаметров поршней 28, 31, диаметра поршневого штока 4 и диаметров и числа отверстий 28 можно оказать влияние на пониженные давления, устанавливающиеся в зонах 36, 37 присасывания после хода обеспечивающего привод поршня 18. При этом целесообразно выбрать возникающее во внутренней зоне 36 присасывания пониженное давление больше, чем во внешней зоне 37 присасывания, поскольку внутренняя зона 36 присасывания «защищена» внешней зоной 37 присасывания.
После фиксации за счет активирования вакуумного захвата 1 батон 7 вместе с ним подается к нарезающему механизму, в то время как на переднем конце батона 7 последовательно отрезаются ломтики. Прежде чем внешнее лезвие 33 попадет в рабочую зону отрезного ножа нарезающего механизма, движение подачи прерывается. Надежный сброс еще приставшего к вакуумному захвату 1 остатка батона 7 достигается за счет того, что за счет подачи давления в рабочую камеру 20 по присоединительному патрубку 25 поршни 28, 31 движутся назад не только в исходное положение по фиг. 5а, но и, кроме того, на величину дополнительного хода 44 (фиг. 5а) вправо, пока поршень 28 не упрется в возникающий за счет уменьшения диаметра уступ в цилиндрической трубе 27. За счет этого давление в зонах 36, 37 присасывания не только падает до исходного уровня, т.е. до нуля, но в них создается определенное избыточное давление, выталкивающее остаток батона 7, причем должно быть преодолено возникающее в зоне лезвий 33, 35 трение. Затем поршни 18, 28, 31 снова отводятся в исходное положение по фиг. 5а, причем передняя сторона 6 вакуумного захвата 1 герметично не прилегает к следующему нарезаемому батону 7, так что в зонах 36, 37 присасывания продолжает господствовать атмосферное давление. После этого за счет контакта нового батона 7 может начинаться следующий цикл захвата и нарезки.
Из фиг. 6 видно, что три вакуумных захвата 1, как они описаны на фиг. 1-5b, расположены параллельно рядом друг с другом в несущей раме 45 захватного устройства 46. Поперечные штанги 47-49, которые вместе с боковинами 50, 51 образуют несущую раму 45, фиксируют в ней вакуумные захваты 1 за счет изображенных на фиг. 1-3 выемок 9, 10.
Присоединительные патрубки 25, 22 каждого заднего цилиндро-поршневого блока 3 для приведения в действие передних цилиндро-поршневых блоков 2 для создания пониженного давления через соответствующие пневмопроводы 52, 53 включены параллельно, так что для трех расположенных рядом друг с другом батонов 7 всегда одновременно создается пониженное давление для их фиксации или оно устраняется, а остатки выталкиваются.
Несущая рама 45 захватного устройства 46 известна и служит в идентичном выполнении для размещения классических, чисто механических захватов, в которых захватный крюк за счет пневматического срабатывания своими захватными зубцами проникает в задний конец батона 7, причем по окончании процесса нарезки также вследствие пневматического срабатывания захватные зубцы извлекаются из остатка. Имеющаяся несущая рама 45 и имеющиеся в ней присоединения для сжатого воздуха могут использоваться, тем самым, как для вакуумных захватов 1, так и для механических захватов с захватными зубцами (не показаны).
Перечень ссылочных позиций
1 - вакуумный захват
2 - цилиндро-поршневой блок
3 - цилиндро-поршневой блок
4 - поршневой шток
5 - перегородка
6 - передняя сторона
7 - батон продукта
8 - задняя сторона
9 - выемка
10 - выемка
11 - боковая поверхность
12 - передняя часть
14 - задняя часть
16 - цилиндрическая труба
17 - внутренняя труба
18 - поршень
19 - первая рабочая камера
20 - вторая рабочая камера
21 - канал
22 - присоединительный патрубок
23 - канал
24 - продолжение
25 - присоединительный патрубок
26 - ось
27 - цилиндрическая труба
28 - поршень
29 - контактный элемент
30 - поршневой шток
31 - поршень
32 - рабочая камера
33 - внешнее лезвие
34 - уступ
35 - внутреннее лезвие
36 - внутренняя зона присасывания
37 - внешняя зона присасывания
38 - отверстие
39 - рабочая камера
40 - рабочая камера
41 - частичная внутренняя камера
41' - частичная внутренняя камера
42 - внутренний фиксируемый участок
43 - внешний фиксируемый участок
44 - ход
45 - несущая рама
46 - захватное устройство
47 - поперечная штанга
48 - поперечная штанга
49 - поперечная штанга
50 - боковина
51 - боковина
52 - пневмопровод
53 - пневмопровод
К - контактная линия.