Vorrichtung zum Schärfen von Schnitzelmessern

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schärfen von Schnitzelmessern für Erdfruchtschnitzelmaschinen.

Schnitzelmesser sind vielfach im Gebrauch, insbesondere zur Erzeugung von Rübenschnitzeln mit entsprechenden Schnitzelmaschinen. Solche Schnitzelmesser werden in vielfacher Form eingesetzt und werden aufgrund des bestimmungsgemäßen Gebrauchs häufig stumpf, sodass ein Nachschärfen der Messer erforderlich ist. Solche Messer bestehen aus einem Messerkörper, an dem einseitig satteldachförmige Schneidelemente ausgebildet sind, die in einer Vielzahl nebeneinander angeordnet sind. Zum Schärfen müssen die Schnitzelmesser jeweils an jeder Schneide der satteldachförmigen Schneidelemente nachgeschliffen werden. Dies ist ein erheblicher Arbeitsaufwand und dieser muss sehr sorgfältig ausgeführt werden, da zum einen die Positionierung der Schneide in den Schärfelementen sorgfältig durchgeführt werden muss und andererseits auch die Eingriffstiefe entsprechender Fräser in genauer Weise eingehalten werden muss, um das Messer nicht zu sehr zu beschneiden und eine scharfe Kante an dem Schneidelement zu erzeugen.

Herkömmliche Vorrichtungen dieser Art sind nur mit großem manuellem Aufwand zu bedienen, wobei durch die manuelle Bedienung auch vielfache Fehlerquellen beim Schärfen bestehen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gattungsgemäßer Art zu schaffen, die in praktisch vollautomatischer Art und Weise die Schärfung von Schnitzelmessern ermöglicht, ohne dass es eines großen manuellen Aufwandes bedarf.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Die Vorrichtung besteht im Wesentlichen aus einer in Richtung einer Y-Achse aufeinander zu und voneinander weg maschinell linear verstellbaren Zentriereinheit zum Zentrieren und Positionieren der Schnitzelmesser relativ zu einem Scheibenfräser, einer Bearbeitungseinheit mit einem maschinell drehbaren Scheibenfräser mit dachartiger Fräskante, mittels dessen die positionierten Schnitzelmesser an ihren Schneiden nacheinander geschärft werden können, wobei die Zentriereinheit und die Bearbeitungseinheit an einem Vorrichtungsgestell motorisch verstellbar gehalten sind. Des Weiteren ist eine Zange vorgesehen, die den Messerkörper eines Schnitzelmessers in einer Spannlage fixiert und die an einer gestellfesten Führung maschinell, das heißt vorzugsweise elektromotorisch, in einer X-Richtung verstellbar ist. In einer Ausgangslage sind die Zentriereinheit und die Bearbeitungseinheit voneinander weg verstellt, sodass die Positionierung des Schnitzelmessers mittels der Zange ermöglicht ist. Die Zange wird mit dem Schnitzelmesser in X-Richtung so weit verstellt, bis ein erstes satteldachartiges Schneidelement zur Fräskante des Scheibenfräsers korrekt ausgerichtet ist. Nachfolgend wird die Zentriereinheit mit einem Zentrierstück und/oder die Bearbeitungseinheit mit dem Scheibenfräser in eine Arbeitslage verstellt, in der die Zentriereinheit mit dem Zentrierstück auf den Rücken des satteldachartigen Schneidelementes aufgesetzt ist und die Bearbeitungseinheit mit der Fräskante des Scheibenfräsers in die Frontseite des satteldachartigen Schneidelementes eingreift. Während des Fräsvorganges wird der Scheibenfräser in Richtung der Zentriereinheit, also in Y-Richtung um ein vorbestimmtes Fräsmaß bewegt, sodass das entsprechende Schneidelement des Schnitzelmessers geschärft wird. Nach Durchführung des Fräsvorganges werden die Elemente in eine Endlage verstellt, in der wieder die Zentriereinheit und die Bearbeitungseinheit voneinander weg bewegt werden, und zwar in eine der Ausgangslage entsprechende Lage. Anschließend kann die Zange mit dem Schnitzelmesser um eine Teilung des Schnitzelmessers in X-Richtung verstellt werden, in welcher Lage ein auf das erste satteldachartige Schneidelement folgendes Schneidelement zum Zentrierelement und zum Scheibenfräser in Vorbereitung des nächsten Fräsvorganges ausgerichtet ist. Die weiteren Positionen erfolgen wiederum in der gleichen Abfolge, wie vorher angegeben ist. Diese Arbeitsweise erfolgt bis alle Schneidelemente bearbeitet sind. Anschließend kann das Schnitzelmesser aus der Zange entnommen werden und ein weiteres zu schärfendes Schnitzelmesser in die Zange eingesetzt werden, wobei die Vorrichtung in angegebener Weise bestimmungsgemäß betrieben wird, um auch dieses Messer zu schärfen.

Durch die angegebene Vorgehensweise und die angegebene Vorrichtung ist es in einfacher Weise möglich, ein Schnitzelmesser praktisch vollständig vollautomatisch zu schärfen, sodass Fehler durch manuelle Handhabung und dergleichen vermieden sind. Auch ist der Schärfvorgang hierdurch erheblich beschleunigt, sodass in relativ kurzen Zeiten komplette Schnitzelmesser geschärft werden können.

Eine bevorzugte Weiterbildung wird darin gesehen, dass die Vorrichtung mit einem elektronischen Prozessor ausgestattet ist, der einen Speicher zur Speicherung von Sollwerten, einen Vergleicher zum Vergleichen von Sollwerten mit Istwerten, und eine Steuerung zum Steuern der maschinellen, pneumatischen und/oder elektrischen Antriebsmittel zur Bewegung der Zentriereinheit, der Bearbeitungseinheit, des Scheibenfräsers und der Zange aufweist.

Sämtliche Elemente der Vorrichtung können durch eine elektronische Steuerung betätigt werden, wobei ein elektronischer Prozessor die Einstellung und Inbetriebnahme der entsprechenden Aggregate steuert. Der Prozessor hat einen Speicher zur Speicherung von Sollwerten über die Position und Eindringtiefe des Fräsers, sowie einen Vergleicher zum Vergleichen von Sollwerten mit Istwerten und eine Steuerung zum Steuern der maschinellen, pneumatischen und/oder elektrischen Antriebsmittel, mittels derer die Zentriereinheit, die Bearbeitungseinheit, der Scheibenfräser und die Zange bewegt werden und in Betrieb gesetzt werden.

Besonders bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass das Zentrierstück der Zentriereinheit begrenzt aus einer federnd gelagerten Mittellage in eine gegen die Federkraft ausgelenkten Verstelllage in X-Richtung verstellbar ist, wobei zur Erfassung der Verstelllage ein elektrisches Messmittel angeordnet ist und mit einer elektronischen Steuerung und/oder einem elektronischen Speicher gekoppelt ist.

Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, dass das Zentrierstück zunächst bei noch nicht exakt ausgerichtetem Schnitzelmesser auf den Rücken des dachartigen Schneidelementes aufgesetzt wird, wobei in Folge der nicht exakten Ausrichtung eine Auslenkung des Zentrierstückes aus der Mittellage in eine gegen die Kraft von Federn ausgelenkte Verstelllage in + oder - X-Richtung erfolgt. Diese von der Sollgröße abweichende Verstelllage wird mit einem elektrischen Messmittel gemessen und erfasst und die erfassten Daten werden von einer elektronischen Steuerung aufgenommen und/oder in einem elektronischen Speicher abgespeichert. Mittels dieser in der Steuerung abgelegten Daten kann dann eine Verstellung der Zange samt Schnitzelmesser in X-Richtung in die genaue Sollposition erfolgen, sodass nachfolgend der exakte Fräsvorgang durchgeführt werden kann, weil der Fräser dann exakt zu dem dachartigen Schneidelement ausgerichtet ist. In dieser Lage befindet sich das Zentrierstück in der Mittellage, die über die elektrischen Messmittel erfasst und als Solllage erkannt wird.

Zudem ist bevorzugt vorgesehen, dass das Zentrierstück der Zentriereinheit in einer Justagestellung unmittelbar auf die Fräskante des Scheibenfräsers aufgesetzt ist, eine mögliche Bewegung des Zentrierstückes aus der Mittellage in eine Verstelllage wegmäßig erfasst und die so ermittelte Position des Scheibenfräsers in einem elektronischen Speicher abgelegt wird, wobei diese Position damit die genaue Arbeitsposition des Scheibenfräsers ist und in dem Speicher und als Sollwert abgelegt ist.

Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass das Zentrierstück in der Arbeitslage auf dem Rücken des satteldachartigen, zu bearbeitenden Schneidelementes aufsitzt, wobei eine mögliche Abweichung der Lage in X-Richtung von der Sollposition wegmäßig erfasst wird und über die elektronische Steuerung ein Stellsignal aus der Abweichung abgeleitet wird, mittels dessen der Zangenantrieb in X-Richtung eingeschaltet und die Zange in die Sollposition verstellt wird.

Zudem kann bevorzugt vorgesehen sein, dass zur wegmäßigen Erfassung zwischen dem Zentrierstück und in X-Richtung davon beabstandeten Teilen der Zentriereinheit induktive Wegaufnehmer als Messmittel angeordnet sind, die mit der elektronischen Steuerung gekoppelt sind, die das erfasste Signal verarbeitet und einen Stellbefehl für den Stellantrieb der Zange daraus ableitet.

Auch ist bevorzugt vorgesehen, dass die Zentriereinheit mittels eines elektrischen Stellmittels in Y-Richtung verstellbar ist, wobei das elektrische Stellmittel mit einer Stromanstiegsschaltung gekoppelt ist, mittels derer das Stellmittel bei Überschreiten einer Stromstärke abgeschaltet ist, wenn die Zentriereinheit gegen ein festes Hindernis insbesondere gegen den Scheibenfräser oder gegen den Rücken des satteldachartigen Schneidelementes angedrückt ist.

Ein bevorzugtes Verfahren zum Betrieb einer vorbeschriebenen Vorrichtung wird darin gesehen, dass in der Arbeitslage die Zentriereinheit mit dem Zentrierstück gegen den Rücken des zu bearbeitenden Schneidelementes verfahren wird bis ein Stromanstieg erfasst und dadurch der Vorschub der Zentriereinheit beendet wird, wobei der zurückgelegte Weg der Zentriereinheit über einen elektronischen Geber des Stellantriebes an die Steuerung übertragen wird, der erfasste Messwert mit dem im Speicher abgelegten Messwert der Nullposition des Scheibenfräsers verglichen wird und daraus der Stellwert zur Verstellung des Scheibenfräsers in Richtung auf die Frontseite des Schneidelementes abgeleitet wird und die Frästiefe des Scheibenfräsers bestimmt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im Folgenden näher beschrieben.

Es zeigt:

Figur 1A-1C

zeigen wesentliche Vorrichtungsbestandteile in einem ersten Schritt des Arbeitsablaufes, Figur 1A in einer Seitenansicht, Figur 1B in einer Draufsicht, Figur 1C eine vergrößerte Einzelheit A der Figur 1B;

Figur 2A-2D

einen zweiten Schritt des Arbeitsablaufes, wobei in Figur 2A die Vorrichtung wiederum in Seitenansicht, in Figur 2B in Draufsicht, in Figur 2C in einer Längsansicht und in Figur 2D eine Vergrößerung des Details A der Figur 2B gezeigt ist;

Figur 3A-3E

zeigen einen dritten Schritt des Arbeitsablaufes, wobei in Figur 3A die Vorrichtung in Seitenansicht, in Figur 3B die Vorrichtung in Draufsicht, in Figur 3C die Vorrichtung in Längsrichtung gesehen ist, in Figur 3D die Einzelheit A der Figur 3B und in Figur 3E die Einzelheit B der Figur 3C in vergrößertem Maßstab gezeigt ist;

Figur 4A-4E

zeigen einen vierten Schritt des Arbeitsablaufes, wobei die Vorrichtung in Figur 4A in Frontansicht, in Figur 4B in Draufsicht, in Figur 4C in Längsansicht gezeigt ist. In Figur 4D ist die Einzelheit A der Figur 4B und in Figur 4E die Einzelheit B der Figur 4C in vergrößertem Maßstab gezeigt;

Figur 5A-5E

zeigt einen fünften Schritt des Arbeitsablaufes, wobei in Figur 5A die Vorrichtung in Ansicht gezeigt ist, in Figur 5B die Vorrichtung in Draufsicht, in Figur 5C die Vorrichtung in Längsansicht gezeigt ist. In Figur 5D ist das Detail A der Figur 5B und in Figur 5E das Detail B der Figur 5C in vergrößertem Maßstab gezeigt.

In den Zeichnungen ist ein Schnitzelmesser 1 gezeigt, welches von einer Zange 8 gehalten ist, die den Messerkörper 9 spannt. Des Weiteren ist eine Zentriereinheit 4 angeordnet und eine Bearbeitungseinheit 5, die beide in Richtung des Pfeiles 3, also in Y-Richtung und in Gegenrichtung bewegbar sind. Des Weiteren ist ein Scheibenfräser 6 an der Bearbeitungseinheit 5 vorgesehen. Wesentliche gestellfeste Teile sind an einem nur andeutungsweise gezeichneten Vorrichtungsgestell 7 fixiert. Das Schnitzelmesser 1 weist eine Vielzahl von zueinander parallelen, in Y-Richtung 3 ausgerichteten satteldachartigen Schneidelementen auf, die über einen Teil der Breite des Schnitzelmessers 1 verlaufen, also in der Ansicht beispielsweise gemäß Figur 1A von oben nach unten und die an ihren in Figur 1A nach unten weisenden Enden die geschärften Schneidkanten bilden. Die Zange 8 ist an einer Führung 10 in Richtung des Pfeiles 2 in X-Richtung verstellbar, und zwar mittels eines Antriebselementes in Form eines Stellmotores 11.

Die Zentriereinheit 4 weist ein Zentrierstück 12 auf, welches quer zur Stellrichtung Y in Richtung des Bewegungspfeiles 14 federnd gelagert ist. Zwischen feststehenden Bestandteilen der Zentriereinheit 4 und dem beweglichen Zentrierstück 12 sind Messmittel 13 vorzugsweise in Form induktiver Wegaufnehmer angeordnet, mittels derer der Stellweg erfasst und elektronisch verarbeitet werden kann. Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist wie folgt.

In Figur 1A-C ist eine Situation gezeigt, bei der die Nullposition des Fräsers 6 erfasst wird, die in der Datenverarbeitung der Vorrichtung als Sollwert abgelegt werden kann, um für weitere Bearbeitungen genutzt zu werden. Zur Erfassung der Nullposition verfährt die Bearbeitungseinheit 5 in negativer Y-Richtung 3 an eine vorbestimmte Position. Die Zentriereinheit 4 verfährt in positiver Y-Richtung mit dem Zentrierstück 12 gegen den stehenden Fräser 6. Der Weg, den das Zentrierstück 12 bis zum Kontakt mit dem Fräser 6 verfährt, wird über einen Geber des Stellmotores 15 an die elektronische Steuerung übermittelt. Die Verschiebung des quer zur Y-Richtung federnd gehaltenen Zentrierstückes 12 wird über das Messmittel 13, insbesondere einen induktiven Wegaufnehmer erfasst und als elektrisches Signal an die Steuerung übermittelt. Somit ist die genaue Position und auch der genaue Durchmesser des Fräsers 6 erkannt und in der Steuerung als Istwert abgelegt. Dies ist wichtig für die Erfassung des Verschleißes des Fräsers 6. Die Erfassung der Nullposition wird nach jedem Fräserwechsel und nach dem Ändern der Betriebsparameter der Zentriereinheit 4 durchgeführt.

In den Figuren 2A-2D ist eine Betriebssituation gezeigt, bei der die Zentriereinheit 4 und die Bearbeitungseinheit 5 voneinander weg verfahren sind, in eine Ausgangslage, sodass dann das mittels der Zange 8 festgespannte Schnitzelmesser 1 von dieser Zange 8 in die Bearbeitungsposition verfahren werden kann. Diese Position ist mit einer Toleranz von plus/minus 1,5 mm vorgegeben. Zum Bearbeiten wird aber eine Toleranz von plus/minus 0,05 mm erforderlich. Diese Position wird im Schritt drei erfasst, der in Figur 3A-3E erläutert ist. Hierbei verfährt die Zentriereinheit 4 in positiver Y-Richtung mit dem Zentrierstück 12 in die Kerbe des Schnitzelmessers 1. Die entsprechende Dachform des Zentrierstückes 12 ist beispielsweise in Figur 1C ersichtlich. Die satteldachartige Ausbildung des Schneidelementes des Schnitzelmessers 1 entspricht dieser Dachform.

Durch die miteinander in Eingriff gebrachten Formen des Zentrierstückes 12 und des Schnitzelmessers 1 verschiebt sich das Zentrierstück 12 bei Abweichung von der Sollposition in X-Richtung. Diese Verschiebung wird von dem Messmittel 13, also insbesondere dem induktiven Wegaufnehmer aufgenommen und als Steuersignal an die Steuerung übermittelt. In der Steuerung wird diese Position mit der Nullposition des Fräsers 6 verglichen. Bei Abweichung wird an den als Servoantrieb ausgebildeten Stellantrieb 11 der Zange 8 ein Stellsignal übertragen und durch den Stellantrieb wird dann die entsprechende Korrektur in X-Richtung vorgenommen, durch entsprechende genaue Verstellung der Zange 8. Somit wird das Schnitzelmesser 1 in X-Richtung an die exakte Bearbeitungsposition verfahren.

Die Zentriereinheit 4 verfährt das Zentrierstück 12 in die entsprechende Dachform des Schnitzelmessers 1, bis ein Stromanstieg von der elektronischen Steuerung erfasst wird und eine Stromabschaltung stattfindet. Sobald beim Vortrieb der Zentriereinheit 4 in Richtung des Pfeiles Y eine Position erreicht ist, an der der Strom zur Verstellung des Stellmotores 15 einen starken Stromanstieg erfasst, stoppt die Zentriereinheit 4. Der zurückgelegte Weg wird über einen Geber des Stellmotors 15 an die Steuerung übermittelt. Dieser wird mit der Nullposition des Fräsers 6 verglichen und dient der Bearbeitungseinheit 5 als Messwert für die Tiefe der Fräsung.

In Figur 4A bis 4E ist der Arbeitsschritt gezeigt, in welchem die Fräsung stattfindet. Die Tiefe der Fräsung wird in Abhängigkeit von der gewünschten Wandstärke des Schnitzelmessers und dem in Schritt 3 gemessenen Weg der Zentriereinheit 4 von der Steuerung erfasst und berechnet. Die Zentriereinheit 4 kann als Messerunterstützung in der Position am Schnitzelmesser 1 stehen bleiben. Diese Funktion kann aber auch wahlweise abgeschaltet werden, je nach Stabilität des Systems.

In Figur 5A-5E ist ein weiterer Arbeitsschritt gezeigt. Hierbei verfahren die Zentriereinheit 4 und die Bearbeitungseinheit 5 in die Grundstellung, also voneinander weg, und die Zange 8 verfährt mit dem Schnitzelmesser 1 um eine Teilung des Schnitzelmessers in positive X-Richtung weiter, sodass das nächste satteldachförmige Schneidelement zum Scheibenfräser 6 zumindest vorausgerichtet ist. Es erfolgt dann wieder die weitere Ausrichtung und Bearbeitung entsprechend den oben beschriebenen Schritten drei bis fünf. Dies erfolgt in zeitlicher Abfolge nacheinander, bis alle satteldachförmigen Schneidelemente des Schnitzelmessers 1 bearbeitet sind.

Nach der Bearbeitung wird das fertige Schnitzelmesser 1 mittels der Zange 8 an weitere Bearbeitungs- oder Ablagepositionen übergeben. Beispielsweise kann mit der gleichen Verfahrensweise eine Pfeilfräsung gefertigt werden.

In den Figuren 1A-1C ist eine Position verdeutlicht, in der mittels der Zange 8 das entsprechende Schnitzelmesser 1 in der Ausführungsform links neben der Zentriereinheit 4 und der Bearbeitungseinheit 5 angeordnet ist. Da bei dieser Arbeitsvorbereitung das Schnitzelmesser 1 nicht im Stellweg der Aggregate 4,5 angeordnet sein soll. Die Zentriereinheit 4 und die Bearbeitungseinheit 5 können dann einander angenähert werden, wie insbesondere aus Figur 1B und 1C ersichtlich ist, sodass der Scheibenfräser 6 in die Kerbe des Zentrierstückes 12 der Zentriereinheit 4 eingreift.

In Figur 2A-2D ist gezeigt, dass das Schnitzelmesser 1 sich in einer Arbeitsposition befindet. Hier wird das Schnitzelmesser 1 rückseitig von der Zentriereinheit 4, insbesondere dem Zentrierstück 12, zur Auffindung der entsprechenden Position beaufschlagt. Es erfolgt die Ausrichtung des entsprechenden Schärfbereiches des Schnitzelmessers 1 relativ zum Fräser 6. In Figur 3A-3E ist die weitere Justage und Ausrichtung des Schnitzelmessers 1 durch die Zentriereinheit 4, das Zentrierstück 12 und in Relation zum Scheibenfräser 6 gezeigt. Anschließend kann, wie in Figur 4A bis 4E gezeigt, der Scheibenfräser 6 in Betrieb gesetzt werden, um das entsprechende satteldachartige Schneidelement des Schnitzelmessers 1 zu schärfen. Der Fräsvorgang erfolgt bis zu der vorbestimmten Frästiefe. In Figur 4D ist dabei gezeigt, dass das Zentrierstück 12 noch rückseitig des satteldachartigen Schneidelementes des Schnitzelmessers 1 anliegt und in Figur 4E ist mit einem Bewegungspfeil die Bewegung des Scheibenfräsers 6 in Richtung zur Zentriereinheit 4 verdeutlicht.

In Figur 5A-5E ist gezeigt, dass die Zentriereinheit 4 und die Bearbeitungseinheit 5 wieder in die Ausgangslage zurückgestellt sind, sodass die Zange 8 mittels des Stellmotores 11 um eine Messerteilung weiter in X-Richtung verfahren werden kann, um dann das vorbeschriebene Prozedere wieder durchzuführen. In Figur 5D ist gezeigt, dass sowohl das Zentrierstück 12 als auch der Scheibenfräser 6 von dem entsprechenden satteldachartigen Schneidelement wegbewegt sind, sodass das Schnitzelmesser 1 von diesen Elementen freigeben ist. Die Bewegungspfeile sind in Figur 5E ersichtlich.

Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.

Alle in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.

Bezugszeichenliste:

1

Schnitzelmesser

2

X-Richtung

3

X-Richtung

4

Zentriereinheit

5

Bearbeitungseinheit

6

Scheibenfräser

7

Vorrichtungsgestell

8

Zange

9

Messerkörper

10

Führung von 8

11

Stellmotor von 8

12

Zentrierstück von 4

13

Messmittel (induktiver Wegaufnehmer)

14

Pfeil

15

Stellmotor von 4

16

Stellmotor von 5