Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Messerzapfen für einen Fleischwolf, d.h. für eine Zerkleinerungsmaschine, die nach dem Fleischwolfprinzip arbeitet. Darunter sind insbesondere solche Vorrichtungen zu verstehen, die eine Förderschnecke aufweisen, welche drehbar in einem rohrförmigen Gehäuse angeordnet ist und in welchem darüber hinaus Schneidsatzteile angeordnet sind. Dabei ist üblicherweise mindestens ein Schneidsatzteil rotatorisch formschlüssig gegenüber dem Gehäuse festgelegt und mindestens ein Schneidsatzteil drehfest gegenüber einem Messerzapfen festgelegt, wobei der Messerzapfen drehfest mit der Förderschnecke verbunden ist. Gegenüber dem Gehäuse festgelegte Schneidsatzteile können als stehende Schneidsatzteile bezeichnet werden. Drehfest mit der Förderschnecke und dem Messerzapfen rotierende Schneidsatzteile können als rotierende Schneidsatzteile bezeichnet werden. Die Erfindung betrifft auch Fleischwölfe mit einem darin angeordneten, erfindungsgemäß ausgebildeten Messerzapfen.

Aus DE 20 2020 105 051 U1 ist ein Fleischwolf mit einem Messerzapfen bekannt, der einen Tragabschnitt zur Anordnung mindestens eines drehfest an dem Tragabschnitt zu befestigenden Messers umfasst. An den Tragabschnitt schließt sich in axialer Richtung eine radial gegenüber dem Tragabschnitt hervorragende Anschlagfläche an, welche den Übergang zu einem als Zweiflach ausgebildeten Einsteckende herstellt. Das Einsteckende dient der Anordnung und Befestigung der Förderschnecke. Zur Befestigung der Förderschnecke ist ein Befestigungsring mit Außengewinde vorgesehen, welcher mit einem in der Förderschnecke ausgebildeten Innengewinde zusammenwirkt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Messerzapfen für einen Fleischwolf sowie einen Fleischwolf mit einem Messerzapfen zur Verfügung zu stellen, die hinsichtlich der Momentenübertragung zwischen Messerzapfen und Schneidsatzteilen verbessert sind.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Gegenständen gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind in Verbindung mit den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Ein erfindungsgemäßer Messerzapfen für einen Fleischwolf weist einen sich in einer axialen Richtung erstreckenden Tragabschnitt zum Aufstecken mindestens eines Schneidsatzelements auf, wobei der Tragabschnitt im Querschnitt aus einem kreisbogenförmigen Abschnitt oder mehreren kreisbogenförmigen Abschnitten gebildet ist und wobei der mindestens eine kreisbogenförmige Abschnitt mindestens eine Unterbrechung in Form einer Vertiefung aufweist. Dabei weist die mindestens eine Vertiefung eine nichtlineare Querschnittsgeometrie auf. Unter einer nicht-linearen Querschnittsgeometrie sind insbesondere bogenförmige und winklige Querschnittskonturen zu verstehen, nicht hingegen einfache Abflachungen, wie sie von einem Zweiflach bekannt sind. Ebenfalls verwiesen wird auf Vertiefungen, deren Querschnittsgeometrie aus drei oder mehr geradlinigen Teilstrecken gebildet sind und/oder die aus bogenförmigen Konturen gebildet sind, insbesondere bogenförmigen oder Konturen mit ein oder mehr Winkeln, die keine radial orientierte Symmetrieachse aufweisen.

Im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Messerzapfen mit linearen Querschnittskonturen, wie z.B. Messerzapfen, die einen als Zweiflach ausgebildeten Tragabschnitt aufweisen, hat die erfindungsgemäße Ausbildung von Messerzapfen den Vorteil, dass die Drehmomentübertragung erhöht und die Flächenpressung reduziert werden kann.. Wie nachfolgend noch erläutert werden wird, können ein oder mehrere Vertiefungen insbesondere derart ausgebildet werden, dass für die Drehmomentübertragung ideal ausgerichtete Flächen bereitgestellt werden. Das Flächenträgheitsmoment lässt sich so erhöhen, und mit der Erfindung lassen sich dementsprechend größere Drehmomente übertragen.

Die höhere Belastbarkeit eines erfindungsgemäßen Messerzapfens ergibt sich auch durch eine größer auslegbare Querschnittsfläche im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen, wie z.B. einem Zweiflach.

In einer praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Messerzapfens weist die mindestens eine Vertiefung eine ungefähr radial verlaufende Fläche auf. Unter einer ungefähr radial verlaufenden Fläche werden Flächen insbesondere dann angesehen, wenn ihre Orientierung nicht mehr als 30° von der exakten radialen Richtung abweicht. Bevorzugt ist die Abweichung kleiner als 15°, weiter bevorzugt kleiner als 10° und besonders bevorzugt maximal 5°.

Die ungefähr radial verlaufende Fläche ist vorzugsweise eine eben ausgebildete Fläche, d.h. eine nicht gekrümmte Fläche.

Unter einer ungefähr radial verlaufenden Fläche werden auch solche Flächen verstanden, die gegenüber der rein radialen Richtung parallel verschoben angeordnet sind. Dabei beträgt die Verschiebung bevorzugt maximal 20 Prozent des Radius des kreisförmigen Abschnitts, weiter bevorzugt maximal 15 Prozent des Radius und besonders bevorzugt maximal 10 Prozent des Radius

Wenn die mindestens eine Vertiefung eine ungefähr radial verlaufende Fläche aufweist, vorzugsweise eine rein radial verlaufende Fläche, wirken bei rein radial verlaufender Fläche keine und bei nur geringfügigen Abweichungen von der rein radialen Richtung nur geringe radiale Kräfte. Vorteilhaft daran ist, dass das aus dem Stand der Technik - insbesondere in Verbindung mit einem Zweiflach - bekannte Aufdornen von Messernaben weitestgehend oder vollständig vermieden werden kann. Unter dem vorstehend genannten Aufdornen wird in diesem Zusammenhang eine Belastung zwischen Messerzapfen und der Nabe eines damit drehfest gekoppelten Schneidsatzteils (insbesondere Messernabe) verstanden, die zusätzlich zu der Tangentialkraft eine Radialkraft zur Folge hat und betriebsbedingt zu einem zunehmenden Aufweiten des Schneidsatzteils und damit zu einem zunehmenden Spiel zwischen Messerzapfen und Schneidsatzteil führen. Dies wiederum führt zu einem Verschleiß am Messerzapfen selbst, der unerwünscht ist und auch zum Bruch der Nabe führen kann. Mit der Erfindung kann dieser Effekt je nach Ausführungsform vollständig oder zumindest weitestgehend vermieden werden.

Wenn die mindestens eine Vertiefung bezogen auf einen Radius durch die Vertiefung nicht symmetrisch ausgebildet ist, kann durch diese Art der Ausbildung der Vertiefung eine Falschmontage von Schneidsatzteilen auf dem Messerzapfen vermieden werden. Das Gleiche gilt für eine ungleichmäßig über den Umfang verteilte Anordnung von mindestens drei Vertiefungen, und zwar auch dann, wenn diese Vertiefungen selbst symmetrisch ausgebildet sind.

In einer praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Messerzapfens sind an dem Tragabschnitt zwei oder mehr Vertiefungen ausgebildet, die zumindest ungefähr gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet sind. Wenn beispielsweise zwei Vertiefungen durch jeweils gleich lange kreisbogenförmige Abschnitte des Tragabschnitts voneinander separiert sind, so dass sich zwei gegenüberliegend angeordnete kreisförmige Abschnitte und zwei gegenüberliegend angeordnete Vertiefungen ergeben. Dadurch lässt sich eine symmetrische Belastung des Messerzapfens in dem Tragabschnitt bei Belastung mit einem Drehmoment erzeugen. Mit ungefähr gleichmäßig ist gemeint, dass Abweichungen von +/- 60° - bevorzugt +/- 30° und besonders bevorzugt +/- 15° - von einer exakt gleichmäßigen Verteilung toleriert werden. Anstelle von zwei Vertiefungen, die jeweils bei 180° vorgesehen sind, werden insoweit auch Vertiefungen toleriert, deren Abstand in einer Richtung nur 150° und in der anderen Richtung 210° beträgt.

Sofern drei Vertiefungen vorgesehen und diese genau gleichmäßig verteilt sind, sind dementsprechend vorzugsweise drei ungefähr gleich lange kreisbogenförmige Abschnitte vorgesehen, die jeweils zwischen zwei benachbarten Vertiefungen vorgesehen sind. Die Vertiefungen weisen dann, jeweils gemessen von ihrer jeweiligen Mitte, einen Abstand von 120° auf.

In einer weiteren praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Messerzapfens ist die mindestens eine Vertiefung aus zwei in einem Winkel zwischen 45° und 135° zueinander verlaufenden Kanten gebildet. In diesem Fall sind winklige Querschnittskonturen vorgesehen, wobei der Winkel zwischen den beiden Kanten der Vertiefung in dem vorstehend genannten Bereich gewählt ist. Bevorzugt sind Winkel zwischen 60° und 120° und besonders bevorzugt zwischen 70° und 110°. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Winkel zwischen zwei zueinander winklig verlaufenden Kanten ungefähr rechtwinklig gewählt, d.h. er liegt zwischen 80° und 100°.

In einer weiteren praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Messerzapfens erstreckt sich die mindestens eine Vertiefung in axialer Richtung mindestens über die Hälfte der Länge des gesamten Tragabschnitts, so dass sich im Bereich der Vertiefungen sich in axialer Richtung erstreckende Flächen ergeben. Vorzugsweise erstreckt sich die mindestens eine Vertiefung in axialer Richtung über deutlich mehr als die Hälfte des gesamten Tragabschnitts, mindestens über 80 %, weiter bevorzugt mindestens über 90 % und besonders bevorzugt mindestens über 95 % der Länge des Tragabschnitts.

In einer als Prototyp bereits hergestellten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Messerzapfens, die sich in der Praxis bewährt hat, weist die mindestens eine Vertiefung zwei eben ausgebildete Flächen auf, die unge- fahr rechtwinklig zueinander angeordnet sind. Auf diese Art und Weise können die Vertiefungen so gestaltet werden, dass die Messernabe bei Drehmomentbelastung nicht radial belastet wird.

Vorzugsweise ist zwischen den beiden eben ausgebildeten Flächen ein Radius vorgesehen, so dass diese Flächen über einen Radius miteinander verbunden sind. Dadurch können Kerbwirkungen und damit verbundene Spannungsspitzen vermieden werden.

Als herstellungstechnisch praktisch und hinsichtlich der Belastung vorteilhaft hat es erwiesen, wenn die mindestens eine Vertiefung eine ungefähr radial verlaufende Fläche und eine ungefähr tangential verlaufende Fläche aufweist. Dabei ist mit einer tangential verlaufenden Fläche eine Fläche gemeint, die an dem Punkt, an welchem die beiden Flächen aneinander angrenzen (oder angrenzen würden, wenn kein Radius ausgebildet wäre), exakt tangential verläuft. Als eine ungefähr tangential verlaufenden Fläche werden Flächen insbesondere dann angesehen, wenn ihre Orientierung nicht mehr als 30° von der exakten tangentialen Richtung an mindestens einem Punkt der Fläche abweicht. Bevorzugt gilt diese Abweichung für alle Punkt der jeweiligen Fläche. Bevorzugt ist die Abweichung kleiner als 15°, weiter bevorzugt kleiner als 10° und besonders bevorzugt maximal 5°. Die ungefähr tangential verlaufende Fläche ist vorzugsweise eine eben ausgebildete Fläche, d.h. eine nicht gekrümmte Fläche. Die ungefähr tangential verlaufende Fläche kann aber auch eine bogenförmige, anderweitig gekrümmte oder eine beliebig frei geformte Oberfläche aufweisen.

Abhängig von der Arbeitsdrehrichtung eines Fleischwolfs, in welchem ein erfindungsgemäßer Messerzapfen zum Einsatz kommen soll, ist die ungefähr tangential verlaufende Fläche vorzugsweise rechtsdrehend oder linksdrehend vor der ungefähr radialen Fläche angeordnet. Die Belastung ist besonders gering, wenn die ungefähr tangential verlaufende Fläche in Drehrichtung vor der ungefähr radialen Fläche angeordnet ist. Sofern sämtliche ungefähr tangential verlaufenden Flächen rechtsdrehend oder linksdrehend vor der ungefähr radial verlaufenden Fläche angeordnet sind, kann in einer Hauptdrehrichtung des Fleischwolfes ein deutlich höheres Drehmoment übertragen werden als bei vergleichbaren Ausbildungen des Tragabschnitts gemäß Stand der Technik, obwohl entgegen der Hauptdrehrichtung ungefähr das gleiche Drehmoment übertragen werden kann.

Wenn mindestens drei Vertiefungen ungleichmäßig über den Umfang verteilt vorgesehen sind, ergibt sich - auch bei jeweils symmetrisch gestalteten Vertiefungen - eine insgesamt asymmetrische Gestaltung, die ein Verdrehen der Schneidsatzteile beim Aufstecken vermeidet.

In einer weiteren praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Messerzapfens sind hinter der radial orientierten Fläche eine oder mehrere Teilflächen asymmetrisch angeordnet oder bogenförmig ausgebildet.

In einer weiteren praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Messerzapfens, erstreckt sich der kreisbogenförmige Abschnitt oder die Vielzahl der mehreren kreisbogenförmigen Abschnitte in Summe über einen Umfangswinkel von mindestens 280. Bevorzugt erstrecken sich die kreisbogenförmigen Abschnitte in Summe über einen Umfangswinkel von mindestens 290° und weiter bevorzugt über einen Umfangswinkel von mindestens 300°. Auf diese Art und Weise ergibt sich in Summe eine weitestgehend kreisförmige Kontur mit einer hohen und weitestgehend richtungsunabhängigen Biegesteifigkeit um eine Achse quer zur Axialrichtung.

Auf die vorstehend bereits in Verbindung mit einem Messerzapfen beschriebenen Vorteile, die auch und insbesondere für einen Fleischwolf mit einem solchen Messerzapfen gelten, wird hiermit noch einmal verwiesen. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Fleischwolf mit einem wie vorstehend beschriebenen Messerzapfen und mindestens einem Schneidsatzteil, das eine komplementär zu dem Tragabschnitt des Messerzapfens ausgebildeten Öffnung aufweist, so dass das Schneidsatzteil durch Aufstecken auf den Messerzapfen drehfest mit diesem verbindbar ist. Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Messerzapfen in einer Seitenansicht,

Fig. 2 den in Figur 1 gezeigten Messerzapfen in einer Ansicht gemäß dem Pfeil II in Figur 1 ,

Fig. 3 den Messerzapfen aus den Figuren 1 und 2 in einer isometrischen Darstellung von schräg unten, und

Fig. 4 den in den Figuren 1 -3 gezeigten Messerzapfen in einer isometrischen Darstellung von schräg oben.

Der in den Figuren 1 -4 gezeigte Messerzapfen 10 umfasst einen Tragabschnitt 12, welcher durch einen radial hervorstehenden Bund 14 von einem Verbindungsabschnitt 16 separiert ist. An dem Verbindungsabschnitt 16 ist ein Außengewinde 18 ausgebildet, welches es ermöglicht, den Messerzapfen 10 in bekannter Art und Weise in eine Förderschnecke mit komplementärem Innengewinde (nicht dargestellt) einzuschrauben und dadurch eine drehfeste Verbindung herzustellen.

Die Erfindung betrifft die Gestaltung des Tragabschnitts 12, insbesondere dessen optimierte geometrische Gestaltung. Der hier nur exemplarisch dargestellte Verbindungsabschnitt 16 kann insoweit auch eine beliebig andere Gestaltung aufweisen, um eine drehfeste Verbindung zwischen Förderschnecke (nicht dargestellte) und Messerzapfen 10 herzustellen.

In Figur 2 ist die Geometrie des Querschnitts des Tragabschnitts 12 gut zu erkennen. Der Querschnitt ist gebildet durch einen oberen kreisförmigen Abschnitt 20, einen unteren kreisförmigen Abschnitt 22 sowie eine erste Vertiefung 24 und eine zweite Vertiefung 26, die hier genau gegenüberliegend angeordnet sind. Der obere kreisbogenförmige Abschnitt 20 erstreckt sich über den Winkel a1 . Der untere kreisbogenförmige Abschnitt 22 erstreckt sich über den Winkel a2. Beide Winkel a1 und a2 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel 150°. Dadurch ergibt sich ein Gesamtwinkel der beiden kreisförmigen Abschnitte von 300°. Die beiden Vertiefungen 24, 26 erstrecken sich dementsprechend über einen Winkel von jeweils 30°.

Mit dem Pfeil D ist in den Figuren 2-4 eine linksdrehende Drehrichtung gekennzeichnet.

Die Vertiefung 24 weist eine exakt radial verlaufende Fläche 28 (radiale Fläche 28) und eine exakt tangential verlaufende Fläche 30 auf, die rechtwinklig zueinander angeordnet sind. Die tangential verlaufende Fläche 30 läuft linksdrehend der radialen Fläche 28 voraus.

Die Vertiefung 26 weist eine weitere exakt radial verlaufende Fläche 32 (radiale Fläche 32) und eine weitere tangential verlaufende Fläche 34 auf, die ebenfalls rechtwinklig zueinander angeordnet sind. Die tangential verlaufende Fläche 34 ist linksdrehend vor der radialen Fläche 32 angeordnet.

Die radialen Flächen 28, 32 der Vertiefungen 24, 26 sind jeweils deutlich kürzer als die ungefähr tangential verlaufenden Flächen 30, 34. Die tangential verlaufenden Flächen 30, 34, sind hier mehr als doppelt so lang wie die radialen Flächen 28, 32.

Wenn es zu einer Drehmomentbelastung zwischen einem drehfest auf dem Messerzapfen montierten Schneidsatzteil (nicht dargestellt) kommt, stützt sich das Drehmoment über die radial verlaufenden Flächen 28, 32 ab, so dass nur senkrecht auf diese Flächen 28, 32 wirkende Kräfte entstehen. Diese Belastungsrichtung ist insoweit optimal, als keine weiteren, radial wirkenden und Verschleiß bewirkenden Kräfte wirken. Die Übergangskante zwischen den radialen Flächen 28, 32 und den sich anschließenden kreisbogenförmigen Abschnitten 20, 22 bleiben daher weitestgehend oder sogar vollständig frei von Verschleiß bei betriebsbedingten Drehmomentbelastungen.

Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Sie kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden.

Insoweit wird insbesondere darauf hingewiesen, dass von der Erfindung umfasst auch solche Ausführungsformen sind,

• bei welchen der Winkel, welcher zwischen der in Figur 2 als radiale Fläche 28 und als tangentiale Fläche 30 sowie als radiale Fläche 32 und als tangentiale Fläche 34 jeweils 90° beträgt, einen anderen Wert annimmt, insbesondere zwischen 45° und 135° beträgt,

• bei welchen die Orientierung der in Figur 2 als radiale Fläche 28 und als tangentiale Fläche 30 sowie als radiale Fläche 32 und als tangentiale Fläche 34 bezeichneten Flächen gegenüber der in Figur 2 gezeigten Lage um maximal 40° verdreht ist und/oder

• bei welchen nur die jeweils radialen Fläche 28, 32 ebene Flächen sind und die sich daran anschließenden ein oder mehreren Flächen vollständig oder teilweise bogenförmig ausgebildet oder anderweitig geformt sind. Bezugszeichenliste

10 Messerzapfen

12 Tragabschnitt 14 Bund

16 Verbindungsabschnitt

18 Außengewinde

20 oberer kreisförmiger Abschnitt

22 unterer kreisförmiger Abschnitt 24 Vertiefung

26 Vertiefung

28 radial verlaufende Fläche / radiale Fläche

30 tangential verlaufende Fläche

32 radial verlaufende Fläche / radiale Fläche 34 tangential verlaufende Fläche