НОЖ КУТТЕРА И ОСНАЩЕННАЯ ИМ НОЖЕВАЯ ГОЛОВКА
CUTTER KNIFE AND CUTTING HEAD EQUIPPED THEREWITH

Изобретение в первую очередь относится к ножу куттера определенного типа и дополнительно к ножевой головке, содержащей, по меньшей мере, один из таких ножей-резаков.
Ножи куттеров служат для измельчения и перемешивания мяса, сырого сосисочного или колбасного фарша, или аналогичных продуктов питания, в последующем называемых просто массой, в устройстве, так называемом, куттере, и, в частности, они давно известны в мясоперерабатывающей промышленности в многочисленных формах и исполнениях. Обычно несколько ножей аксиально крепятся на приводном валу рядом друг с другом и/или по окружности в одной и той же плоскости, образуя, так называемую, ножевую головку (см. описание к патенту заявителя DE 3732237 C1). Там основная задача ножей куттеров заключается в измельчении и перемешивании массы, содержащейся в куттере, до определенной желательной степени. Этот процесс переработки должен проводиться как можно быстрее, но в то же время при минимальных энергозатратах и основательно, а также без чрезмерного нагрева массы. Ножи куттера при обработке массы должны выдерживать значительные режущие и изгибающие усилия. Дело в том, что поломка во время работы приводит не только к длительному простою. Наряду с заменой ножа устранение повреждения часто требует также больших затрат, вызванных поломкой ножа в самом куттере. Наконец, поломка из-за опасности появления осколков означает также непригодность к употреблению всей массы, содержащейся в куттере.
Нож куттера и оснащенная им ножевая головка давно известны в многочисленных исполнениях. Известны, например, ножи с полукруглыми плоскими крепежными участками, с внешней режущей кромкой и с расположенным внутри поднутрением (см., например, описание патента СН 673236 А5). Однако существуют также ножи куттера с круглым крепежным участком, с крепежным участком в форме части круга или с другим крепежным участком. Кроме того, из практики известно, что толщина лезвия должна убывать в направлении острия.
Обычно у ножа куттера лезвие, сужающееся в направлении острия, выполнено таким образом, что с одной узкой стороны в качестве собственно режущей кромки расположен передний скос, в то время как с другой противоположной задней узкой стороны, называемой также обратной стороной, также расположен скос или поднутрение.
В соответствии с вышеупомянутым уровнем техники и для ножей куттера, в общем, лезвие, а тем самым режущая кромка, при употреблении подвержены износу. В конечном счете, режущая кромка тупится настолько, что она не может больше выполнять свою задачу в достаточной степени. Ее необходимо перетачивать. Износ острия режущей кромки значительно больше, чем в направлении оси вращения лезвия. Пространственная форма режущей кромки, т.е. форма дуги и угол скоса, оптимизированы для каждого случая применения. Если эту оптимизированную форму в результате чрезмерного износа необходимо восстановить заново, то скос приходится перетачивать не только на острие или поблизости от него, но и по всей длине лезвия. Поэтому такая переточка требует существенного съема материала, и, следовательно, является весьма трудоемкой.
В упомянутых ножевых головках, состоящих, например, из трех-восьми ножей, отдельные рядом расположенные ножи могут выполнять различные задачи: в частности, расположенные аксиально снаружи ножи могут также подавать массу на внутренние ножи. Ножи куттера, обращенные к массе, поступающей в резак, служат, так сказать, в качестве подающих ножей, в то время как более удаленные ножи - в качестве, так называемых, подпорных ножей. Сколько и каких ножей такого рода будет смонтировано вместе в ножевой головке зависит, прежде всего от консистенции, т.е. твердости и вязкости конкретной перерабатываемой массы, поэтому ножи в ножевой головке даже геометрически могут быть выполнены по-разному.
На основе многообразных требований, предъявляемых к ножу куттера такого рода и затронутых выше, в основу изобретения положено стремление создать геометрическую форму, повышающую эффективность ножа куттера за счет оптимизации сопротивления разрушению и/или обеспечивающую очень быстрое и малозатратное восстановление оптимальной формы режущей кромки.
Для этого изобретение предлагает выполнение в соответствии с отличительной частью п.1 и/или п.6 формулы изобретения.
Таким образом, изобретение заключается в ноже куттера, устанавливаемом, по меньшей мере, одним плоским крепежным участком в форме части круга с возможностью вращения вокруг оси и включающем серповидное лезвие, содержащее внешнюю дугообразную режущую кромку и внутреннее дугообразное поднутрение, причем толщина лезвия убывает в радиальном направлении наружу, и характеризуется, по меньшей мере, одним из следующих признакаов:
скос режущей кромки и поднутрение располагаются на одной и той же стороне лезвия; уменьшение толщины лезвия осуществляется за счет скоса, проходящего по второй стороне лезвия.
В изобретении предлагается предусмотреть как скос режущей кромки, так и поднутрение на одной и той же стороне лезвия, и вместе с тем обычный скос лезвия на другой стороне.
Тем самым, изобретение входит в противоречие с обычной конструкцией, принятой в настоящее время на практике. Новая форма в поперечном сечении в некотором роде напоминает лопасть воздушного винта с очень малым углом установки. Во время практических экспериментов оказалось, что с применением новой формы ножа-резака масса, в частности мясо, в куттере не только лучше втягивается, но и лучше измельчается. Масса интенсивней подается в направлении вращения, одновременно нож лучше стабилизируется в направлении подачи массы. Между первым и последующими ножами ножевой головки масса лучше сжимается и подается на эффективное тонкое измельчение. Отдельный нож куттера, выходя из массы, может больше не изгибаться чересчур сильно, благодаря чему предотвращаются его поломки из-за перегрузки. Острие лезвия может быть выполнено более тонким, и при вращении в массе оно оказывает меньшее сопротивление. Это, в свою очередь, ведет к снижению необходимых усилий привода и к экономии энергозатрат, например, в виде экономии электроэнергии.
Кроме того, вышеупомянутые преимущества подкрепляются тем, что первая сторона лезвия располагается под прямым углом к оси, а скос на второй стороне лезвия проходит таким образом, что толщина передней части лезвия, примыкающей к режущей кромке, больше или равна толщине задней части лезвия, переходящей в скос. Такой нож весьма эффективно используется в качестве, так называемого, подающего ножа.
Вариант осуществления изобретения предусматривает, что первая сторона лезвия проходит под прямым углом к упомянутой оси, и скос на второй стороне лезвия располагается таким образом, чтобы толщина передней части лезвия была меньше толщины задней части лезвия, переходящей в поднутрение. Такой нож весьма эффективно используется в качестве, так называемого, подпорного ножа.
Если скос является, по меньшей мере, почти радиальным или, по меньшей мере, прямолинейным, то для его получения достаточно простого торцешлифовального станка.
Если скос следует серповидной средней кривой, то для его получения необходимо использовать соответствующий управляемый заточный станок.
В частности, при переработке мясного фарша и т.п. к внешнему концу дуги режущей кромки тупым углом может примыкать эмульгирующая кромка.
Лезвие для дугообразной режущей кромки содержит видимую область переточки, толщина лезвия в области переточки меньше его толщины в средней области, а область переточки имеет, по меньшей мере, почти параллельные боковые поверхности.
Изобретение приводит к форме лезвия, которое для возвращения остроты и оптимальной формы при достижении или превышении допустимой степени износа может быть многократно, быстро и надежно переточено. Формирование тонкой области переточки сначала приводит к тому, что при переточке по всей длине дуги режущей кромки с лезвия снимается очень небольшое количество материала, благодаря чему рабочая операция ускоряется, выделяется меньше тепла и щадятся используемые абразивы. Поскольку область переточки благодаря своему более тонкому выполнению визуально четко ограничена, предотвращается недопустимая чрезмерная переточка лезвия, или же она, по меньшей мере, сразу становится очевидной. Наконец, утончение лезвия в области режущей кромки и сопутствующее ему укорочение скоса режущей кромки приводят к существенному уменьшению сопротивления резке в обрабатываемой массе. Это, в свою очередь, ведет к уменьшению потребления энергии машиной, приводящей в движение соответствующую ножевую головку. Кроме того, повышенное количество тепла, выделяющееся на режущей кромке, может быть использовано.
Если ширина области переточки в направлении острия, например, эмульгирующей кромки лезвия увеличивается, необходимо принять во внимание то обстоятельство, что износ режущей кромки на острие, а также поблизости от него больше, чем в области режущей кромки, расположенной ближе к оси вращения. Это расширение может быть оптимизировано, если ширина области переточки при этом, по меньшей мере, удвоится.
Для упрощения изготовления можно предусмотреть, чтобы первая боковая поверхность области переточки представляла собой плавное продолжение второй стороны лезвия, и вторая параллельная боковая поверхность через переходную область переходила в первую сторону лезвия.
Переходная область для различных целей может быть выполнена по-разному. Так, например, она может состоять из одной ступени или плавно переходить в обе боковые поверхности лезвия. В частности, при плавной форме переходная область, по меньшей мере, преимущественно может быть выполнена ровной, выпуклой, вогнутой или в форме лежачей буквы S, вытянутой в длину. Плавная форма способствует работе, так называемого, подпорного ножа.
Особая форма выполнения предусматривает наличие в переходной области, по меньшей мере, одной дугообразной канавки. Плавная переходная область, а также переходная область с одной или несколькими канавками благоприятствуют тормозящему действию массы у лезвия, т.е. способствуют работе, так называемого, подающего ножа. Один из усовершенствованных вариантов осуществления изобретения предусматривает, в частности, усиление этого эффекта, так что переходная область содержит две или несколько дугообразных канавок, расположенных на одной прямой, а также по выпуклой или вогнутой дуге.
Такие канавки могут быть расположены таким образом, чтобы количество канавок в направлении острия, например в форме эмульгирующей кромки лезвия, убывало. Аналогичным образом можно предусмотреть, чтобы канавка, или канавки, не проходили параллельно лезвию.
Один из усовершенствованных вариантов осуществления изобретения предусматривает, чтобы лезвие претерпевало изменения не только в части режущей кромки. Здесь предлагается, чтобы внутренний дугообразный задний скос лезвия состоял из нескольких параллельных дугообразных канавок. Такое выполнение может способствовать действию поднутрения.
Канавки в переходной области и/или на поднутрении могут быть выполнены одинаковыми или аналогичными. Так, например, поперечное сечение канавки может быть выполнено дугообразным и, в частности, в форме дуги окружности. Действие канавок зависит от размеров канавок и от соотношения этих размеров. Так, например, ширина канавки может быть в несколько раз больше ее глубины, а соседние канавки могут быть такой же ширины и/или глубины. Особенно благоприятной оказалась форма, при которой соседние канавки образуют между собой острия, располагающиеся под углом, предпочтительно, 90±20°.
Наконец, преимущества изобретения могут быть использованы в особенной степени, если ножевая головка, на которой установлены два или несколько ножей установлены на одном общем приводном валу, и, по меньшей мере, один нож куттера выполнен в виде вышеприведенного подающего или подпорного ножа.
Особенно предпочтительно, чтобы в ножевой головке, по меньшей мере, один нож был выполнен в качестве подающего ножа и, по меньшей мере, один нож в качестве подпорного ножа согласно вышеупомянутому варианту осуществления изобретения.
Другие особые преимущества, признаки и детали изобретения специалисту станут понятны из последующего описания примеров осуществления изобретения. Изобретение не привязано к показанному виду крепления ножа куттера, хотя последнее, предпочтительно, может быть использовано для установки двух ножей в одной и той же плоскости ножевой головки.
Фиг.1 изображает вид сбоку ножа куттера в масштабе примерно 1:2,
фиг.2 - вид сбоку справа ножа куттера по фиг.1,
фиг.3 - нож куттера на фиг.1 после поворота на 180° вокруг вертикальной оси,
фиг.4 - сечение по линии IV-IV на фиг.1, однако для наглядности изобретения при значительно большей толщине,
фиг.5 - сечение другого ножа куттера по линии V-V на фиг.1, совпадающей с линией IV-IV,
фиг.6 - вид сбоку ножа куттера в другом примере осуществления в масштабе примерно 1:2,
фиг.7 - сечение по линии II-II на фиг.6 в увеличенном масштабе,
фиг.8 - сечение по линии III-III на фиг.6 в увеличенном масштабе.
Нож 1 куттера содержит крепежный участок 2 в виде полукруга с центральным отверстием 3 и с осью вращения X-X и двумя центрирующими отверстиями 4 для установки на непоказанные центрирующие болты, а также сквозные отверстия 5. От крепежного участка 2 отстоит серповидное лезвие 6 ножа, на внешней стороне которого имеется режущая кромка 7 в форме части дуги окружности с широким внутренним скосом 8 и узким внешним скосом 9. К внешнему концу режущей кромки 7 под тупым углом α примыкает относительно тупая эмульгирующая кромка 10. На той же видимой первой стороне 11 лезвия 6 ножа находится относительно тупое дугообразное поднутрение 12.
Нож 1 в принципе располагается под прямым углом к оси вращения Х-Х. Первая сторона 11 лезвия 6 ножа находится в той же плоскости, что и видимая на фиг.1 сторона крепежного участка 2. Крепежный участок 2 и начало лезвия 6 ножа имеют одинаковую толщину D (см. фиг.2). На второй стороне 13 (см. фиг.3), начиная от линии 14, лезвие 6 ножа имеет скос 15, на котором толщина D убывает в направлении свободного конца лезвия 6 ножа, точнее начала эмульгирующей кромки 10, до толщины D1 (см. фиг.2). Наклон скоса 15 проходит или, по меньшей мере, примерно радиально к оси Х-Х, т.е. параллельно линии D-D диаметра, обозначенной на фиг.1, или он следует, по меньшей мере, примерно серповидной средней кривой 16, обозначенной на фиг.3 в качестве воображаемой средней линии штрихпунктиром, а на фиг.1 и 6 штрихпунктиром с двумя точками.
На фиг.1 через S обозначено сечение лезвия 6 ножа. Если наклон скоса 15 следует средней кривой 16, то обе стороны 11 и 13 между режущей кромкой 7 и поднутрением 12, если смотреть в направлении, поперечном наклону скоса 15, располагаются, предпочтительно, параллельно.
На фиг.4 изображено сечение по линии IV-IV на фиг.1, но только при определенной форме выполнения скоса 15′. При этом лишь для наглядности изобретения вместо толщины D, соответствующей масштабу (см. фиг.2), показана значительно большая толщина D′. Скос 15′ здесь имеет наклон в сторону 11 настолько, что получается передняя толщина Dv, которая больше задней толщины Dh лезвия 6 ножа. Выражения «передняя» и «задняя» здесь относятся к направлению вращения, соответственно, к поперечному сечению, лезвия 6 ножа. Эта форма используется при, так называемом, подающем ноже, для которого, однако, соотношение Dv=Dh также может иметь силу.
На фиг.5 показано сечение другого ножа куттера, соответствующее сечению по линии IV-IV на фиг.1. Скос 15′′ здесь наклонен в сторону 11 настолько, что получается передняя толщина Dv′, которая меньше задней толщины Dh′ лезвия 6 ножа. Эта форма используется при, так называемом, подпорном ноже.
Вышеупомянутые подающий и подпорный ножи известным образом могут быть смонтированы в одной ножевой головке, содержащей несколько ножей. В такой ножевой головке ножи могут устанавливаться аксиально как в одной и той же плоскости, так и в разных плоскостях.
В частности, из фиг.4 и 5 становится понятно, что с помощью скосов 15, 15′ и 15′′ ножу 1 куттера может быть придана форма воздушного винта или, по меньшей мере, форма, подобная последнему. Путем варьирования угла установки этой формы квазивинта свойства ножа 1 согласно изобретению могут быть еще более оптимизированы, в частности, в порядке согласования со свойствами различных перерабатываемых масс. В соответствии с этим различные ножи или целые ножевые головки могут заранее держаться наготове для переработки совершенно определенных масс или изготавливаться специально.
В другой форме выполнения изобретения нож 1 между режущей кромкой 7 и средней областью 108 лезвия 6 имеет по всей длине режущей кромки 7 утонченную область 109 переточки.
На фиг.7 в увеличенном виде изображено сечение по линии II-II на фиг.6. Показано сечение области 109 переточки режущей кромки 7 со скосом Sn. Область 109 переточки имеет толщину Dn, равную примерно половине толщины Dm соседней средней области 108 лезвия 6, и образует две параллельные боковые поверхности 117 и 118. Первая боковая поверхность 117 располагается в той же плоскости, что и скос 15 на стороне 13, т.е. она плавно переходит в сторону 13. В то же время вторая боковая поверхность 118 переходит через переходную область 120, снабженную канавками 119, в сторону 11 лезвия 6. Канавки 119 имеют дугообразное поперечное сечение, одинаковой ширины Br и одинаковой глубины Tr, причем ширина Br′ в несколько раз больше глубины Tr. Канавки 119 располагаются на одной прямой 121, обозначенной штрихпунктиром, которая соединяет боковую поверхность 118 области 109 переточки со стороной 11 лезвия 6, и образуют между остриями 122 угол β, равный примерно 90°.
На фиг.8 в увеличенном виде показано сечение по линии III-III на фиг.6. В области задней кромки 12 имеется ряд параллельных друг другу канавок 123, которые могут быть выполнены аналогично канавкам 118, между которыми, в частности, образуются острия 124. Канавки 123 переходят в тупую кромку 125, граничащую со скосом 15 стороны 13.
Перечень позиций
1. нож куттера
2. крепежный участок
3. отверстие
4. центрирующее отверстие
5. сквозное отверстие
6. лезвие ножа
7. режущая кромка
8. скос
9. скос
10. эмульгирующая кромка
11. первая сторона
12. поднутрение
13. вторая сторона
14. линия
15. скос
15′. скос
15′′. скос
16. средняя линия
108. область
109. область переточки
117. боковая поверхность
118. боковая поверхность
119. канавка
120. переходная область
121. прямая
122. острие
123. канавка
124. острие
125. кромка
Bn1 ширина
Bn2 ширина
D толщина
D′ толщина
D1 уменьшенная толщина
Dh задняя толщина
Dh′ задняя толщина
Dm толщина
Dn толщина
Dv передняя толщина
Dv′ передняя толщина
S сечение
D-D линия диаметра
Sn скос
Tr глубина
X-X ось вращения
α угол
β угол