Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Verarbeitung von Lebensmittel, insbesondere die Verarbeitung von Käse, zur Herstellung von Streifen gewünschter Abmessungen. Es werden eine Vorrichtung und ein Verfahren angegeben, die es ermöglichen Käsestreifen aus einem Käseband herzustellen. Wie von Fachleuten erkannt werden wird, eignet sich die Erfindung auch für die Verarbeitung anderer geschmolzener, formbarer oder weichgemachter Lebensmittelprodukte wie z. B. Teigwaren oder auch Wurstwaren. Die Vorrichtung schneidet demnach Lebensmittelprodukte in Streifen, die in einem vorgelagerten Prozess zu einem endlosen Band, insbesondere zu einem endlosen plattenförmigen Band aus Schmelzkäse, geformt wurden. Insbesondere können dies Lebensmittel sein, die durch die Vorrichtung gemäß der Lehre von DE 10 328 905 A1 produziert werden. Wenn in der Anmeldung der Begriff „Käse“ verwendet wird, so steht dieser prinzipiell für alle Arten von Käse, wie etwa für Pasta Filata als Beispiel für natürlichen Käse, verarbeiteten Käse wie Schmelzkäse, Käselebensmittelprodukte, Imitationskäse und dergleichen, aber auch für Käseersatzprodukte auf pflanzlicher Basis.

Maschinen zur Herstellung kleiner, getrennter Portionen aus einem größeren Käseband durch eine Reihe von Schneidvorgängen sind auf dem Fachgebiet wohl bekannt. Nach der Herstellung der eigentlichen Käsemasse wird diese zu einem Käseband geformt, das gewöhnlich auf einem Transportband zu den weiteren Bearbeitungsschritten geführt wird. In der Praxis wird ein solches Käseband in Streifen geschnitten, indem Schneiderollen auf das Käseband einwirken während dieses weiter auf dem Transportband geführt wird. Hierbei wirken die Messer der Schneiderolle ebenfalls auf das Transportband, was zu unerwünschten Begleiterscheinungen führen kann. Ist das Transportband nämlich aus einem Kunststoffmaterial hergestellt, so führt dies dazu, dass zumindest kleine Partikel des Kunststoffs in Kontakt mit dem Käse kommen und von diesem aufgenommen werden können. Ist das Transportband aus einem Metall hergestellt, so führt dies dazu, dass die Messer der Schneiderolle schnell stumpf werden können. Zudem benötigt ein solches Transportband eine aktive Bandlaufregelung und kann leicht zu einem Produktstau bei Fehleinstellungen führen und es sind mitunter aufwändige Stützkonstruktionen notwendig.

Die DE 69630243 T2 beschreibt eine Vorrichtung zum Zerkleinern von Käse ohne die Verwendung eines Transportbandes, wobei der Käse durch Scherkräfte zerteilt wird die dadurch entstehen, dass der Käse zwischen zwei Nutenwellen hindurchgeführt werden, wobei die Nutenwellen so versetzt angeordnet sind, dass diese bündig ineinandergreifen. Nachteilig hierbei ist, dass das bündige Ineinandergreifen der Nutenwellen einen sehr hohen und exakten Justage-Aufwand voraussetzt, der ebenfalls den Ausbau für eine Reinigung sehr aufwendig macht. Weiter nachteilig ist, dass durch die Scherkräfte keine glatten Schnittkanten erzeugt werden können und der Käse nur sehr unförmige zerteilt wird und sich das in die Nuten hineingedrückte Käseprodukt um die Nutenwelle wickelt und dort verklebt und zu Verunreinigungen führt. Die US 5,129,299 zeigt eine Maschine zum Schneiden von frischem oder gefrorenem Fleisch in gewürfelte Stücke. Die Maschine weist eine Förderanordnung auf, die aus einem Zufuhrband und einer zugehörigen federgespannten Zuführrolle besteht, eine Streifenschneidanordnung, die aus einer ersten Messerrolle von Rundmessern und einer zugehörigen Vorschubtrommel besteht. Die Vorschubtrommel drückt das Fleisch kräftig unter Verformung in die Streifenschneidanordnung hinein, nachdem das Fleisch in Streifen geschnitten ist, wird es einer Querschneideanordnung zugeführt, die aus einer zweiten Messerrolle mit länglichen Messern und einer zugehörigen Abstreifplatte besteht. Diese Abstreifplatte ist mit einer entsprechenden Scherkante versehen, wobei Randabschnitte der kreisförmigen Messer in kammartige Schlitzen in der Abstreifplatte beim Querschneiden eingreifen, damit die Querschneideineit möglichst nah an der Längsschnitteinheit installiert werden kann. Nachteilig weist eine mit kammartigen Schlitzen versehen Abstreifplatte keine hohe Steifigkeit auf, sodass es nicht möglich ist feine Schnittbreiten, insbesondere bei großen Breiten, zu erzielen. Ferner sind kammartige Schlitze in der Abstreifplatte aus hygienischen Gründen nicht wünschenswert, da sich zu vermeiden ist, dass kleinere Fleischreste sich in den Schlitzen verfangen und deswegen regelmäßig gereinigt werden müssen. Die aktuelle Situation ist also, dass entweder das Schneiden mittels eines Transportband durchgeführt werden muss, um die Stücke in definierter Form zu bekommen oder aber auf ein Transportband verzichtet werden kann, wobei in diesem Fall die Käsestücke keine schönen Schnittkanten aufweisen und eher unförmig aussehen.

Es ist also die Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung zum Längsschneiden, ein kompaktes System zum Längs- und Querschneiden und ein Verfahren anzugeben, dass ein verbessertes Schneiden eines Käsebandes in Längsstreifen und/oder Würfel ermöglicht und somit die eingangs genannten Nachteile des Stands der Technik zumindest zum Teil zu beseitigen.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Zerschneiden eines Lebensmittelbandes, insbesondere zum Längsschneiden eines Käsebandes in Streifen, angegeben, wobei die Vorrichtung aufweist:

Eine Längsschneidevorrichtung an die das Lebensmittelband mit einer T ransportgeschwindigkeit in einer Transportrichtung herangeführt wird, wobei die Längsschneidevorrichtung umfasst: eine Nutenwelle mit einer quer zur T ransportrichtung angeordneten Nutenwellenachse, wobei eine Vielzahl an Nuten die Nutenwelle in Transportrichtung des Lebensmittelbandes umlaufen, wobei die Nutenwelie eingerichtet ist, das herangeführte Lebensmittelband zu übernehmen, eine Schneidewelle mit einer quer zur T ransportrichtung angeordneten Schneidewellenachse, wobei eine Vielzahl von Schneidemessern die Schneidewelle in Transportrichtung des Lebensmittelbandes umlaufen.

Es ist hierbei der Kern der Erfindung, dass die Schneidewelle gegenüber der Nutenwelle angeordnet ist und das Lebensmittelband zwischen der Schneidewelle und der Nutenwelle geführt wird und dass jeweils ein Schneidemesser geringfügig in eine gegenüberliegende Nut eingreift und dadurch das Lebensmittelband entlang der Transportrichtung in Streifen geschnitten wird.

Dies hat den Vorteil, dass auf ein Transportband, auf dem das Käseband geschnitten wird, verzichtet werden kann und dennoch das Käseband in definierte Streifen geschnitten wird, da die Schneidemesser eine scharfe Klinge aufweisen und das Käseband schneiden und eben nicht wie im Stand der Technik mittels „Scherkräften“ zerquetscht. Weitere Vorteile ergeben sich dadurch, dass die Schneidemesser nur geringfügig in die gegenüberliegende Nut eingreifen. Zum einen wird dadurch erreicht, dass die Käsemasse nicht unnötig tief in die entsprechende Nut eingedrückt wird, sodass Verschmutzungen der Nutenwelle verhindert werden, wobei ein weiterer Vorteil dadurch gegeben ist, dass leicht verbogene Messer immer noch von den Wänden beanstandet sind, die die jeweiligen Nuten ausbilden. Die Dimension der Schneidemesser wird also optimiert gewählt, sodass selbst bei einem Verbiegen der Schneidemesser immer noch gewährleistet ist, dass das Käseband vollständig zerschnitten wird und zum anderen verhindert wird, dass die Schneidemesser bei einem solchen Verbiegen nicht an die Wände der entsprechenden Nuten anschlagen. Es hat sich hierbei als vorteilhaft erwiesen die Dimension der Schneidemesser so auszuwählen, dass ein jedes Schneidemesser 1 mm oder bevorzugt 0,5 mm in die gegenüberliegende Nut hineinragt, also in diese eingreift. Wie weit die Schneidemesser in die gegenüberliegende Nut hineinragen ist zwischen den vorgenannten Werten stufen los einstellbar. Zudem ermöglicht diese Vorrichtung eine sehr kompakte Bauweise, die auch portabel transportiert werden kann. Aufgrund von Reinigungsverfahren ist es vorteilhaft, wenn die Nuten breiter sind als sie tief sind.

Bevorzugt weisen die Schneidewelle entlang ihrer Schneidewellenachse und die Nutenwelle entlang ihrer Nutenwellenachse jeweils eine Länge von mindestens 600 mm auf. Dies hat den Vorteil, dass sehr effizient Käsebänder mit großen Breiten verarbeitet werden können, um den Gesamtdurchsatz der Käseproduktion zu erhöhen. Zudem ist der Wert von 600 mm auf gängige Maschinen angepasst, die solche Käsebänder, vorzugsweise auch endlos, bereitstellen können. Hierbei im Besonderen auf die FreeSlice 800 Besonders bevorzugt weisen die Schneidewelle entlang ihrer Schneidewellenachse und die Nutenwelle entlang ihrer Nutenwellenachse jeweils eine Länge von mindestens 1100 mm aufweisen. Hierdurch kann der Gesamtumsatz nochmals erhöht werden, wobei der Wert von 1100 mm auf die sogenannte FreeSlice 1500 angepasst ist. Solch große Breiten des Käsebandes können mit gängigen Schneidesystemen, die einen Kamm zum Abstreifen des Käses bei dem Schneidvorgang aufweisen, nicht verarbeitet werden, da ein Kamm dieser Länge materialtechnisch nicht die notwendige Steifigkeit aufweist, um das Käseband in viele dünne Streifen schneiden zu können.

Bevorzugt ist eine Nutenbreite zumindest doppelt so groß wie eine Messerdicke. Sowohl unter der Nutenbreite als auch unter der Messerdicke ist die jeweilige Ausdehnung in Richtung der entsprechenden Achse, also der Nutenwellenachse bzw. der Schneidewellenachse zu verstehen. Dadurch, dass die Messerdicke also deutlich dünner als die Nutenbreite ausgestaltet ist, ist es möglich einen scharfen Schnitt, insbesondere Längsschnitt, in dem Käseband zu erzeugen. Bevorzugt wird eine Nutenbreite von 1 ,5 mm bis 2 mm verwendet. Als günstig hat sich zudem eine Höhe der Nuten von 1 ,25 mm erwiesen.

Bevorzugt weisen die Nuten voneinander einen Abstand von mindestens 3,6 mm auf. Hieraus folgt, dass der Abstand der Nuten voneinander ca. doppelt so groß ist wie die Nutenbreite. Durch dieses Verhältnis ist gewährleistet, dass das Käseband gleichmäßig auf der Nutenwelle aufliegen kann. Bevorzugt weist das Schneidemesser eine Dicke von 0,3 mm bis 0,8 mm auf.

Bei diesen Abmessungen ist ebenfalls vorteilhaft gewährleistet, dass die Schneidemesser selbst bei einem leichten Verbiegen nicht an den Wänden der Nuten anschlagen und dadurch stumpf werden oder die Vorrichtung blockieren. Zudem wird dadurch für die Justage ein gewisser Toleranzbereich geschaffen. Sind nämlich beispielsweise alle Schneidemesser ein wenig dicker dimensioniert als angefordert, addiert sich dies auf bzw. führt dies zu Unregelmäßigkeiten, wenn die Schneidemesser bei der Justage in die Nuten eingebracht werden. Sind nun aber die Nutenwellen dieser Ausführungsform beschrieben zumindest doppelt so groß wie die Messerdicken ausgebildet, können diese Unregelmäßigkeiten hierdurch abgefangen werden. Eine weitere Möglichkeit diese Unregelmäßigkeiten auszugleichen ist es zwischen den Schneidemessern Ausgleichsringe anzubringen. Diese Ausgleichsringe können ebenfalls auf die Schneidewelle aufgesteckt werden und sind vorzugsweise aus einem Edelstahlkörper und können zum Abdichten mit Silikon beschichtet sein.

In eine Ausführungsform weist die Vorrichtung eine erste Antriebseinheit auf, wobei die erste Antriebseinheit eingerichtet ist die Nutenwelle zumindest in T ransportgeschwindigkeit anzutreiben. Dies bedeutet also, dass eine

Rotationsgeschwindigkeit der kugelgelagerten Nutenwelle so eingestellt wird, dass sich der sich der äußere Umfang der Nutenwelle, also deren Oberfläche, mit der Transportgeschwindigkeit in Transportrichtung bewegt. Dies bietet den Vorteil, dass sich das Käseband nicht aufstaut, wenn es von der Nutenwelle übernommen wird. Wird die Nutenwelle mit einer T ransportgeschwindigkeit angetrieben, die höher ist als die T ransportgeschwindigkeit des Käsebandes, wird das Käseband hierdurch leicht gestreckt und unter Spannung gesetzt, was sich als vorteilhaft für den folgenden Längsschneidevorgang erweisen kann. Hierbei kann die Antriebseinheit so eingestellt werden, dass die Nutenwelle mit der 1,01 - bis 1 ,05-fachen T ransportgeschwindigkeit rotiert. Je nach Käseart oder Käsebanddicke erweist sich ein anderer Faktor als besonders günstig.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind an dem Außenumfang der Schneidemesser eine Mehrzahl von Schneidezähnen ausgebildet sind. Die Schneidemesser führen dann den tatsächlichen Schneidevorgang durch und sind auch die Elemente, die in die Nuten eingreifen. Die Anzahl der Schneidezähne, die an dem Außenumfang eines Schneidemessers ausgebildet sein können ist flexibel, wobei sich eine Anzahl von drei Schneidezähnen als besonders vorteilhaft erwiesen hat. Dies hat den Vorteil, dass bei Verwendung von Schneidezähnen die Kontaktfläche des Käsebandes mit dem Schneidemesser reduziert wird und dadurch eine unerwünschte Haftwirkung zwischen dem Käseband und den Schneidemesser reduziert wird.

Vorzugsweise sind sich gegenüberliegende Schneidemesser so verdreht angeordnet, dass die jeweiligen Schneidezähne in Schneidewellenachsenrichtung versetzt angeordnet sind. Die Schneidezähne von benachbarten Schneidemesser beschatten sich also nicht gegenseitig in Richtung der Schneidewellenachse. Dies bedeutet also, dass eine bestimmte Stelle entlang des Käsebandes nicht gleichzeitig von zwei Seiten längsgeschnitten wird, sondern immer nur Kontakt mit den Schneidezähnen auf seiner linken oder mit den Schneidezähnen auf seiner rechten Seite hat. Dies hat wiederum den Vorteil, dass eine unerwünschte Haftwirkung zwischen dem Käseband und den Schneidemessern reduziert wird.

Die Vorrichtung kann eine zweite Antriebseinheit aufweisen, wobei die zweite Antriebseinheit eingerichtet ist die Schneidewelle anzutreiben. Hierbei ist die Rotationsgeschwindigkeit der Schneidewelle so eingerichtet, dass die Mehrzahl von Schneidezähnen einen durchgehenden Schnitt in dem Lebensmittelband erzeugen. In anderen Worten bedeutet dies, dass ein nachfolgender Schneidezahn in den Schlitz eingreift, der durch den vorherigen Schneidezahn in dem Käseband geschaffen wurde. Hierbei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn sich die Schneidewelle mit einer Reaktionsgeschwindigkeit dreht, sodass die Umlaufgeschwindigkeit der Schneidezähne der 7- bis 10-fachen T ransportgeschwindigkeit entspricht. In vorteilhafter weise kann hierdurch eine glatte durchgehende Schnittkante in dem Käseband erzeugt werden.

In einer Ausführungsform der Vorrichtung entspricht der Abstand der Schneidemesser einem Vielfachen des Abstandes der Nuten. Wie vorstehend schon erläutert kann der Abstand der jeweiligen Nutenmittelpunkte voneinander 3,6 mm betragen. Wobei vorstehend schon erwähnt wurde, dass es hierbei vor allem auf das richtige Verhältnis der Nutenmittelpunkte zur Nutenbreite ankommt. Jedenfalls wird durch das Merkmal, dass der Abstand der Schneidemesser einem Vielfachen des Abstandes der Nuten entspricht, in vorteilhafter Weise ermöglicht, dass Längsstreifen von verschiedener Breite erzeugt werden können. Ist also der Abstand der benachbarten Schneidemesser 3,6 mm und der Abstand der Nuten voneinander ebenfalls 3,6 mm, so werden Längsstreifen von einer Breite erzeugt, die ebenfalls ca. 3,6 mm. Ist nun aber der Abstand der benachbarten Schneidemesser 7,2 mm, dann greifen die Messe nur noch in jede zweite Nute ein und es wird ein Längsstreifen des Käsebandes von einer Breite von ca. 7,2 mm erzeugt. Hierdurch wird also ermöglicht, dass flexibel verschiedene Breiten von Längsstreifen, sogar in einem einzigen Längsschneidevorgang, erzeugt werden können. Die einzige Voraussetzung ist, dass die Schneidemesser entsprechend angeordnet sind. Da die Nutenwelle hierbei unverändert bleiben kann, bietet dies eine effiziente Möglichkeit die Form der Käsestücke flexibel auszugestalten. Bevorzugt ist die Schneidewelle gegenüber der Mitte des Umfangs des mit dem Lebensmittelband beaufschlagten Segments der Nutenwelle angeordnet. Anders ausgedrückt: Stellt man sich vor, dass eine Lotrechte von der Nutwellenachse parallel zu der Transportrichtung des Käsebandes abgeht, dann ist die Schneidewelle so gegenüber der Nutenwelle angeordnet, dass die Schneidewelle in einem Winkel von -45° Grad gegenüber der Lotrechten orientiert ist. Versuchen haben gezeigt, dass das Käseband bei dieser Position in vorteilhafter Weise auf der Nutenwelle aufliegt, beispielsweise weil das Käseband durch die schon geschnittenen herabhängenden Streifen des Käsebandes unter einer entsprechenden Spannung steht, sodass die besten Schnittergebnisse erzielt wurden. Variationen dieses Winkels von bis zu 15° Grad liefern immer noch ein akzeptables Schnittergebnis.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Zerschneiden eines Lebensmittelbandes mit einer Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere zum Längsschneiden eines Käsebandes in Streifen, angegeben, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

Heranführen eines Lebensmittelbandes mit einer T ransportgeschwindigkeit an die Längsschneidevorrichtung,

Übergeben des Lebensmittelbandes an die Nutenwelle der Schneidevorrichtung, wobei der Umfang der Nutenwelle zumindest mit der Transportgeschwindigkeit in Transportrichtung rotiert und die Nutenwelle das Lebensmittelband auf ihrer Oberfläche in Richtung einer Schneidewelle führt, wobei die Schneidewelle gegenüber der Nutenwelle angeordnet ist und dadurch das Lebensmittelband zwischen der Nutenwelle und der Schneidewelle hindurchgeführt wird, wobei jeweils ein Schneidemesser der Schneidewelle geringfügig in eine gegenüberliegende Nut eingreift und dadurch das Lebensmittelband entlang der Transportrichtung in Streifen geschnitten wird.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist ein Testverfahren zum Auffinden einer optimierten vorstehend beschriebenen Vorrichtung zum Zerschneiden eines Lebensmittelbandes, insbesondere eines Käsebandes, angegeben, wobei die Nutenwelle in Richtung Ihrer Nutenwellenachse eine Mehrzahl an Zonen aufweist, wobei sich Abmessungen der Nuten in einer der Zonen von den Abmessungen der Nuten in einer der anderen Zonen unterscheidet.

Da es sich bei dem Käseband bzw. dem Lebensmittelband um ein Produkt mit wechselnden Eigenschaften (schon aus dem Grund, dass die „Rohware“ in ihrer Qualität unter Umstanden stark variieren kann) handelt, kann nicht garantiert werden, dass das Käseband bei verschiedenen Versuchsabläufen zum Auffinden einer optimalen Breite bzw. eines optimalen Abstands der Nuten jedes Mal die gleichen Eigenschaften aufweist. Es kann beispielsweise sein, dass das Käseband einmal einen größeren Wassergehalt als ein andermal aufweist. Dies kann die Messergebnisse verfälschen, anhand derer festgelegt wird, welche Abmessungen der Nuten die vorteilhaftesten sind. Dadurch, dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verschiedene Abmessungen der Nuten quasi gleichzeitig an einem Käseband überprüft werden, können diese Unsicherheiten in der Auswertung reduziert werden und es kann zu zuverlässig darauf geschlossen werden, was der optimale Abstand bzw. die optimalen Abmessungen der Nuten sind.

Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung ist ein System zum Längs- und Querschneiden eines Lebensmittelbandes, insbesondere eines Käsebandes, in Stücke, angegeben. Das System weist auf: eine Längsschneidevorrichtung an die das Lebensmittelband mit einer T ransportgeschwindigkeit in einer Transportrichtung herangeführt wird, wobei die Längsschneidevorrichtung umfasst: eine Nutenwelle mit einer quer zur Transportrichtung angeordneten Nutenwellenachse, wobei eine Vielzahl an Nuten die Nutenwelle in Transportrichtung des Lebensmittelbandes umlaufen, wobei die Nutenwelle eingerichtet ist, das herangeführte Lebensmittelband zu übernehmen, eine Schneidewelle mit einer quer zur Transportrichtung angeordneten Schneidewellenachse, wobei eine Vielzahl von Schneidemessern die Schneidewelle in Transportrichtung des Lebensmittelbandes umlaufen, wobei die Schneidewelle gegenüber der Nutenwelle angeordnet ist und das Lebensmittelband zwischen der Schneidewelle und der Nutenwelle geführt wird, wobei jeweils ein Schneidemesser geringfügig in eine gegenüberliegende Nut eingreift und dadurch das Lebensmittelband entlang der Transport richtung in Streifen geschnitten wird; eine Querschneideeinheit an die das in Streifen geschnittene Lebensmittelband zum Querschneiden in Stücke, insbesondere in würfelartige Stücke, übergeben wird, wobei die Längsschneidevorrichtung umfasst: eine Querschneidewelle mit einer Querschneideeinheitsachse, wobei die Querschneideeinheitsachse vorzugsweise parallel zu der Nutenwellenachse angebracht ist, wobei zumindest eine Messerklinge an der Querschneidewelle angebracht ist und um die Querschneideeinheitsachse rotiert, wobei die Querschneideeinheit ausgebildet ist die Längstreifen durch die Rotationsbewegung der zumindest eine Messerklinge quer in Stücke zu schneiden, wobei die Querschneideeinheitsachse in vertikaler Richtung unter der Nutenwellenachse und unter der Schneidewellenachse angeordnet ist und wobei die Querschneideeinheitsachse in horizontaler Richtung zwischen der Nutenwellenachse und der Schneidewellenachse angeordnet ist.

Dies ermöglicht eine sehr kompakte Bauweise, insbesondere bezogen auf eine Grundfläche des Systems. Auf ein zusätzliches Transportband zwischen der Querschneideeinheit und der Längsschneidevorrichtung kann auf vorteilhafte Weise verzichtet werden, da die Längstreifen quasi durch die Schwerkraft von der Längsschneidevorrichtung zu der Querschneideeinheit „transportiert werden. lm Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert:

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung sind in den Patentansprüchen definiert. Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Nutenwelle.

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Schneidewelle.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen

Längsschneidevorrichtung in Transportrichtung eines Käsebandes.

Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Längsschneidevorrichtung aus Fig. 3.

Fig. 5 zeigt eine Ergänzung der Längsschneidevorrichtung aus Fig. 3 und Fig.

4 um eine Querschneidevorrichtung.

Nachfolgend werden zahlreiche Merkmale der vorliegenden Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen ausführlich erläutert. Die vorliegende Offenbarung ist dabei nicht auf die konkret genannten Merkmalskombinationen beschränkt. Vielmehr lassen sich die hier genannten Merkmale beliebig zu erfindungsgemäßen Ausführungsformen kombinieren, sofern dies nachfolgend nicht ausdrücklich ausgeschlossen ist.

Fig. 1 zeigt eine Nutenwelle, die mit der Schneidewelle 20 aus Fig. 2 zusammen wirkt um gemeinsam die erfindungsgemäße Längsschneidevorrichtung 45 gemäß Fig. 3 auszubilden.

Die Nutenwelle 1 ist im Wesentlichen zylinderförmigen ausgebildet, wobei der Umfang der Zylinderaußenfläche von Nuten 5 umlaufen wird. Die Nutenwelle 1 ist in der Längsschneidevorrichtung 45 gemäß Fig. 3 kugelgelagert eingebaut, von einem ersten Motor angetrieben und dreht sich um die Nutenwellenachse 10. Vorliegend ist eine Nutenwelle 1 abgebildet, welche drei verschiedene Zonen mit verschiedenen Nutenprofilen 15a, 15b, 15c zeigt. Die verschiedenen Nutenprofilen 15a, 15b, 15c sind sich jedoch so ähnlich, dass sie grafisch in der Fig.1 nicht zu unterscheiden sind. Eine solche Nutenwelle 1 wird bevorzugt für das erfindungsgemäße Testverfahren verwendet, um feststellen zu können welches Nutenprofil besonders gut für den industriellen Gebrauch geeignet ist. Da es sich insbesondere bei einem Käseband um ein „lebendiges“ Produkt handelt, dass bei jedem Durchlauf verschiedene Eigenschaftsparameter aufweist, wäre es gegebenenfalls von wenig Aussagekraft verschiedene Testläufe mit jeweils verschiedenen Nutenwellen 1, die aber alle ein gleiches Nutenprofil 15 haben, durchzuführen. Dadurch, dass die Testläufe mit einer Nutenwelle 1 gemäß Fig. 1 durchgeführt werden, kann also die Unsicherheit, welche aufgrund der unterschiedlichen Eigenschaften des Käseband das entstehen, deutlich reduziert werden. Beim späteren Gebrauch in der Käseherstellung wird allerdings bevorzugt eine Nutenwelle 1 verwendet, die nur ein einziges „homogenes“ Nutenprofil 15 aufweist. Eben das Nutenprofil 15, dass sich bei dem erfindungsgemäßen Testverfahren als am besten geeignet für eine bestimmte Käsesorte erwiesen hat.

Das Testverfahren hat ergeben, dass es für die meisten Käsebänder von Vorteil ist, wenn die Breite der Nuten 1 mm bis 2 mm beträgt, die Tiefe der Nuten ca. 1 mm ist und die Nuten jeweils einen Abstand ihrer Mittelpunkte von 3,6 mm aufweisen. Der Boden der Nutenprofile 15 kann eben oder auch in halbkreisförmig ausgebildet sein. Zu bevorzugen ist allerdings, wenn der Boden der Nutenprofile 15 halbkreisförmig ausgebildet ist, da hierdurch weniger „Kanten“ entstehen, an denen sich Käsemasse absetzen kann. „Runde Strukturen“ sind in der Regel besser zu reinigen. Parameter in dieser Größenordnung des Nutenprofil 15 führen dazu, dass das Käseband ohne durchzuhängen ruhig und sicher auf der Nutenwelle 1 geführt werden kann und zeitgleich ein Längsschnitt von guter Qualität vorgenommen werden kann.

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht der Schneidewelle 20. In der Längsschneidevorrichtung 45 ist die Schneidewelle 20 ebenfalls kugelgelagert eingebaut, von einem zweiten Motor angetrieben und dreht sich um ihre Schneidewellenachse 25. Die Schneideweile 20 ist ebenfalls zylinderförmigen ausgebildet, wobei entlang ihrer Schneidewellenachse 25 Schneidemesser 30 angebracht sind. Bevorzugt weisen die Schneidemesser in ihrem Schneideblatt eine kreisförmige Aussparung auf, wobei der Innenradius dieser kreisförmigen Aussparung dem Außenradius der Schneidewelle 20 entspricht. Dies ermöglicht, dass die Schneidemesser 30 auf die Schneidewelle 20 in Richtung der Schneidewellenachse 25 aufgesteckt werden können und sich dadurch über eine für das Käseband vorgesehene festgelegte Schnittbreite in Richtung der Schneidewellenachse 25 erstrecken können. Die Schneidemesser 30 können beispielsweise durch Verschrauben drehfest an der Schneidewelle 20 fixiert werden. Die Schneidemesser 30 können als Rundmesser mit einem konstanten Außenradius der Schneidefläche oder wie in Fig. 2 mit Schneidezähnen 35 ausgebildet sein. Dieser Schneidezähnen 35 stehen entlang des kreisförmigen Umfangs des Schneidemesser 30 von diesem ab und schneiden in das Käseband. Die Variante mit den Schneidezähnen 35 ist vorteilhaft, wenn die Reibung zwischen der Käsemasse und dem Schneidemesser 30 reduziert werden soll, da eine Kontaktfläche zwischen Käseband und Schneidemesser 30 in diesem Fall geringer ist. Benachbarte, also in Richtung der Schneidewellenachse 25 hintereinanderliegende, Schneidemesser 30 sind hierbei auf der Schneidewelle 20 verdreht angeordnet, sodass sich die jeweiligen Schneidezähne 35 nicht beschatten. Anders ausgedrückt: Wird eine zu der Schneidewellenachse 25 parallele Gerade durch einen Schneidezahn 35 gelegt, so darf diese Gerade nicht auf einen Schneidezahn 35 des benachbarten Schneidemessers 30 treffen. Diese Verdrehung reduziert ebenfalls die Kontaktfläche einer bestimmten Stelle das Käseband mit den Schneidemessern 30 an.

Bevorzugte Abmessungen des Käsebandes 50 sind eine Länge von mindestens 2 m, eine Breite von mindestens 650 mm und eine Dicke von höchstens 15 mm. Ein Käseband 50 mit diesen Dimensionen reagiert sehr empfindlich auf Kraftbeaufschlagungen, sodass sowohl die Verfahrensschritte des Transports als auch Verfahrensschritte des Längs- bzw. Querschneidens hierauf besonders Rücksicht nehmen müssen. Alternativ kann auch ein sogenanntes „endloses“ Käseband 50 verwendet werden, wodurch die Produktion noch effektiver wird.

Eine Höhe der Schneidemesser 35, respektive der Abschnitt des Schneidermessers mit der scharfen Klinge 95, ist auf die Dicke des Käses angepasst, die Höhe des Schneidemessers ist bevorzugt geringfügig höher als die Dicke des Käsebandes, sodass dieses vollständig geschnitten werden kann, aber andererseits auch möglichst gering, um ein Verbiegen der Messer zu verhindern, Materialkosten gering zu halten und die Anlage möglichst kompakt bauen zu können. Bei einer Dicke des Käsebandes 50 von höchsten 15 mm ist die Höhe der Schneidemesser bevorzugt höchstens 25 mm. Bei eine Dicke des Käsebandes von höchstens 10 mm ist die Höhe der Schneidemesser bevorzugt höchstens 20 mm.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt der erfindungsgemäßen Längsschneidevorrichtung 45 in Transportrichtung eines Käsebandes 50, wobei das Käseband 50 zwischen der Schneidewelle 20 und der Nutenwelle 1 in durchgeführt wird. Die Längsschneidevorrichtung 45 umfasst die Schneidewelle 20 und die Nutenwelle 1, die einander gegenüber angeordnet sind, wobei die Nutenwellenachse 10 und die Schneidewellenachse 25 parallel zueinander angeordnet sind. Ein Käseband 50 liegt hierbei auf der Nutenwelle 1 auf und wird von der Schwerkraft auf der Nutenwelle 1 gehalten. Hieraus folgt, dass die Schneidewelle 20 über respektive schräg gegenüber der Nutenwelle vorgesehen ist. Fig. 3 zeigt, exemplarisch keine vollständig mit Schneidemesser 30 bestückte Schneidewelle 20 und soll lediglich das Prinzip veranschaulichen.

Die Schneidemesser30 sind drehfest auf der Schneidewelle 20 angeordnet, wobei entsprechend ausgestaltete Abstandhalter 33 zwischen den Schneidemesser dann vorgesehen sind, sodass jeder Schneidezahn 35 in eine Nut 5 der Nutenwelle 1 eingreifen kann. Die Größe der Abstand halter 33 ergibt sich also aus dem Abstand der Nuten 5 entlang der Nutenwellenachse 10. Es ist besonders vorteilhaft, wenn der Schneidezahn 35, wie in Fig. 3 gezeigt, nur geringfügig in die ihm gegenüberliegende Nut 5 eingreift. Ein geringfügiges eingreifen des Schneidezahns 35 gewährleistet zum einen, dass das Käseband 50 vollständig durchtrennt wird und zeitgleich, dass die Wahrscheinlichkeit reduziert wird, dass der Schneidezahn 35 mit den Wänden der Nut 5 in Kontakt kommt. Ein solches In-Kontakt-Kommen kann dazu führen, dass die Schneidezähne 35 schnell stumpf werden. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn ein Schneidezahn 35 ca. 0,5 mm tief in die für ihn vorgesehene Nut 5 eingreift. Die Schneidemesser 30 respektive die Schneidezähne 35 sind zudem mit einer geringen Dicke von 0,3 mm bis 0,8 mm im Vergleich zu der Breite der Nuten von 1 ,5 mm bis 2 mm ausgestaltet. Dies stellt einen sauberen dünnen Schnitt sicher und gewährleistet zum anderen, dass die Schneidezähne 35 auch dann noch sicher in die entsprechenden Nuten 5 eingreifen, wenn aufgrund von Fertigungstoleranzen beispielsweise Variationen in der Dicke der Abstandshalter 40, der Schneidemesser 30 oder andere Bauteile auftreten. Wäre die Dicke der Schneidezähne 35 nur geringfügig anders als die Breite der Nuten, dann würde ein etwas zu dicker Abstandshalter 40 dazu führen, dass der Schneidezahn 35 auf der Oberfläche der Nuten welle 1 zwischen den jeweiligen Nuten 5 aufliegt. Dies würde den Schneidezahn 35 sofort verbiegen, eventuell zerstören und die Maschine blockieren.

Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Längsschneidevorrichtung aus Fig. 3. Die Nutenwelle 1 und die Schneidewelle 20 sind so gegenüber angebracht, dass die Nutenwellenachse 10 und die Schneidewellenachse 25 parallel zueinander ausgerichtet sind. Die Schneidewelle 20 ist schräg, bevorzugt in einem 45° Winkel, über der Nutenwelle 1 angeordnet. Durch diese Anordnung erfolgt der Längsschnitt durch die Schneidezähne 35 an einer Position des Käsebandes 50 an der das Käseband 50 durch die in Transportrichtung schon herabhängenden Käsestreifen leicht gedehnt wird. Diese leichte Dehnung führt zu einem besseren Längsschneideergebnis. Die Schneidewelle 20 ist jedoch in einem Winkel von 0-45 Grad (die Anordnung soll also ca. 20 Grad gegen bzw. im Uhrzeigersinn drehbar sein) gegenüber der Ebene der Transportrichtung des Käses schwenkbar und/oder von -3 mm bis 20 mm höhenverstellbar. Dies ermöglicht zum einen, dass die Schneidewelle 20 für eine Reinigung leicht von dem Käseband nach oben geschwenkt werden kann und zum anderen eine an die Käseart angepasste Justierung der Schneidezähne 35 zum optimierten Längsschneiden des Käsebandes 50.

Ein solches kontrolliertes Abführen des in Längsstreifen geschnittenen Käsebandes 50 ist besonders vorteilhaft, wenn nach dem Vorgang des Längsschneides zusätzlich eine, wie in Fig. 5 in Seitenansicht gezeigt, Querschneideeinheit 60 vorgesehen ist, wobei die Längsschneidevorrichtung und die Querschneideeinheit 60 durch diese besondere Anordnung zusammen ein sehr kompaktes System zum Längs- und Querschneiden ausbilden. In Fig. 5 ist gezeigt, wie die Längsstreifen von der Nutenwelle 1 herabhängen und in die Querschneideeinheit 60 hineinhängen und von dieser in Käsewürfel geschnitten wird. Indem die Längsstreifen von der Nutenwelle 1 herabhängen und quasi durch die Schwerkraft automatisch der Querschneideeinheit 60 zugeführt werden, wird eine kompakte Bauweise, insbesondere bezüglich einer Grundfläche des Systems zum Längs- und Querschneiden ermöglicht Kompakte Abmessungen bezüglich der Grundfläche sind für ein solches System besonders vorteilhaft, da zumeist die Grundfläche und nicht die Höhe von Produktionshallen einen limitierenden Faktor darstellt. Indem die Querschneideeinheit 60 also unter der Längsschneidevorrichtung angeordnet ist, kann auf ein Transportband verzichtet werden, dass die Längsstreifen der Querschneideeinheit 60 zuführt.

Die Querschneideeinheit 60 ist in horizontaler Richtung so angeordnet, dass ihre Achse, die Querschneideeinheitsachse 70, zwischen der

Schneidewellenachse 25 und der Nutenwellenachse 10. In vertikaler Richtung ist die Querschneideeinheitsachse 70 unter der Nutenwellenachse 10 vorgesehen.

Um das System möglichst flexibel vorzusehen und schnell justieren zu können, wird die Nutenwelle 1 von einer ersten Antriebseinheit 100, die Schneidewelle 20 von einer zweiten Antriebseinheit 110 angetrieben werden Und die Querschneideeinheit von einer dritten Antriebseinheit 120 angetrieben. Die Reaktionsgeschwindigkeit der Querschneideeinheit 60, welche durch die dritte

Antriebseinheit 120 festgelegt wird, legt im Wesentlichen die finale Länge der Käsestreifen nach dem Querschneiden fest. Je schneller die

Querschneideeinheit 60 rotiert, desto kürzer sind die finalen Käsestreifen. Durch ein geeignetes Zusammenspiel der T ransportgeschwindigkeit des Käsebrandes und der Rotatio nsgeschwi nd ig keit der Querschneideeinheit 60 kann hierdurch prinzipiell eine beliebige Länge der Käsestreifen erzeugt werden.

Die Querschneideeinheit 60 umfasst zum Querschneiden der Längstreifen an einer Schneidekante 99 eines Gegenmessers 99 bevorzugt vier senkrecht zur Transportrichtung angeordnete Messerklingen 65, die um eine Querschneideeinheitsachse 70 rotieren, wobei die Querschneideeinheitsachse

70 entlang der Ebene angeordnet ist, die durch die herabliegenden Längsstreifen des Käsebandes 50 aufgespannt wird. Im Prinzip ist es möglich, je nach Transportgeschwindigkeit des Käsebandes, 1 bis 8 Messerklingen vorzusehen. Ziel ist es hierbei, die Schnittgeschwindigkeit in Abhängigkeit der T ransportgeschwindigkeit des Käsebandes annähernd konstant zu halten. Bei zu niedrigen Schnittgeschwindigkeiten ergibt sich das Problem, dass die Längsstreifen nicht vollständig durchgeschnitten werden, was zu einer „Fahnenbildung“ führt. Bei zu hohen Schnittgeschwindigkeiten ergibt sich das Problem, dass die hohen Drehzahlen die Lebensdauer von Lagerungen reduzieren und dass die ganze Anlage steifer bzw. fester konstruiert werden muss.

Bezüglich der vertikalen Abmessungen wird das System dadurch kompakter, dass das Gegenmesser 98 direkt unter der Nutenwelle 1 vorgesehen ist und insbesondere der den Längsstreifen zugewandte Abschnitt des Gegenmessers 98 mit der Schneidekante 99 zumindest abschnittsweise auf seiner der Nutenwelle 1 zugewandten Seite die äußere Form der Nutenwelle 1 imitiert. Indem der Abschnitt des Gegenmessers 98 mit der Schneidekante 99 die Nutenwelle 1 also quasi umgibt, wird zum einen eine kompakte vertikale Bauweise und zum anderen können die herabhängenden Längsstreifen stabilisiert und geführt werden. Die Schneidekante 99, an der die Messer die Längsstreifen abtrennen, ist an der der Nutenwelle 1 abgewandten Seite des Gegenmessers 98 vorgesehen. Vorzugsweise berühren die Längsstreifen die das gegen Messe 98 nur an der Schneidekante 99. Legt man eine senkrechte Tangente an die Nutenwelle 1, so ist die Schneidekante entlang dieser Tangente vorgesehen.

Fig. 5 illustriert zudem, dass die Rotationsrichtung 90 der Nutenwelle 1 und die Rotationsrichtung 91 der Querschneideeinheit 60 entgegengesetzt sind. Dies ermöglicht bei der Anordnung des Systems gemäß Fig. 5, dass die Längsstreifen bei dem Querschneidevorgang möglichst vibrationsfrei „quer“ geschnitten werden können. Vorliegend ist die Rotationsrichtung 90 der Nutenwelle 1 entgegen dem Uhrzeigersinn und die Rotationsrichtung 91 der Querschneideeinheit 60 im Uhrzeigersinn. Der Durchmesser der Nutenwelle 1 beeinflusst den Abstand d 75, welcher charakterisiert, wie weit die Längsstreifen von der Nutenwelle 1 herabhängenden bis diese in Kontakt mit den Messerklingen 65 der Querschneideeinheit 60 kommen. Der Durchmesser der Nutenwelle 1 ist abhängig von der Breite des Käsebandes 50. Umso breiter das Käsebrand ausgestaltet ist, umso größer wird der Durchmesser der Nutenwelle des 1 gewählt, um ein Durchbiegen der Nutenwelle 1 zu verhindern. Ist der Abstand d zu groß, kann dies dazu führen, dass die Längsstreifen zu sehr „schwingen“ und dadurch der Querschneidevorgang nicht optimal ausgeführt werden kann Prinzipiell gilt, dass je kleiner die Nutenwelle 1 ausgebildet ist, desto kleiner kann der Abstand d 75 gewählt werden. Außerdem ermöglicht dies eine kompaktere Bauweise der gesamten Vorrichtung. Die Testmessungen haben ergeben, dass der Durchmesser der Nutenwelle 1 vorteilhaft zwischen 40 mm und 300 mm beträgt. Die Erfindung ermöglicht also eine kompakte Anordnung einer Längs- und einer Querschneidewelle, wenn ein Käseband in Käsewürfel geschnitten werden soll. Es kann auf das bisher bekannte Transportband inklusive einer Messerkantenumlenkung vor dem Gegenmesser verzichtet werden. Zudem ist die beschriebene Vorrichtung sehr gut für die CIP (Clean in Place) Reinigung geeignet. Verunreinigungen durch das Transportband mit dem Produkt, wie beim herkömmlichen Schneidevorgang, werden verhindert.