PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69635562T4 15.03.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001323350
Titel Verfahren und Vorrichtung zum Einspritzen von Fluid in Fleischprodukte
Anmelder Stork Townsend Inc., Des Moines, Ia., US
Erfinder Smith, David W, Des Moines, US
Vertreter Patentanwälte Reinhardt & Pohlmann Partnerschaft, 75172 Pforzheim
DE-Aktenzeichen 69635562
Vertragsstaaten BE, CH, DE, DK, ES, FI, FR, GB, IE, IT, LI, LU, NL, PT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 10.07.1996
EP-Aktenzeichen 030057806
EP-Offenlegungsdatum 02.07.2003
EP date of grant 07.12.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.03.2007
IPC-Hauptklasse A23B 4/28(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]
Hintergrund der Erfindung

Es ist üblich, Lake oder ähnlichen Fluiden in Fleischprodukte zur Konservierung oder zum Würzen einzuspritzen. Viele Maschinen wurden entworfen, die eine Batterie von hin- und hergehenden Nadeln aufweisen, die ausgelegt sind, in Fleischprodukte einzudringen und Fluid in die Fleischprodukte über die Nadeln einzuspritzen.

Solche Maschinen sind bekannt beispielsweise aus US 4,437,397, EP 0 479 447, US 4,286,510, US 3,695,166, US 4,903,590 und GB 2 181 035.

Bekannte Maschinen haben eine Tendenz, das Einspritzfluid zu verschwenden, und ihnen fehlt insbesondere dann die Möglichkeit, Fluid effektiv und gleichförmig in das Fleischprodukt einzuspritzen, wenn Schwankungen in der Dicke des Fleischprodukts auftreten. Diese Maschinen geben Fluid sogar dann aus allen Nadeln ab, wenn einige Nadeln nicht in das Fleischprodukt eindringen. Außerdem weisen herkömmliche Maschinen einen Satz Abstreifplatten auf, die das Fleischprodukt beschädigen können und meistens schwierig zu reinigen sind. Ferner ziehen sie nicht den vollen Nutzen aus der Computertechnik, um ihren Betrieb und ihre Effizienz zu verbessern.

Es ist daher eine Hauptaufgabe dieser Erfindung, ein Verfahren und eine Maschine zum Einspritzen von Fluid in Fleischprodukte zur Verfügung zu stellen, die das Einspritzfluid nicht verschwenden und das Fleisch nicht beschädigen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Maschine zum Einspritzen von Fluid in Lebensmittel zur Verfügung zu stellen, die automatisch und gleichmäßig Fluid in ein Fleischstück einspritzen, das in der Dicke unterschiedlich ist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Maschine zum Einspritzen von Fluid in Lebensmittel zur Verfügung zu stellen, wobei jede Nadel Fluid unabhängig von anderen Nadeln einspritzt, und wobei jede Nadel ihr eigenes Abstreifelement aufweist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Maschine zum Einspritzen von Fluid in Lebensmittel zur Verfügung zu stellen, die leicht zu reinigen ist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Maschine zum Einspritzen von Fluid in Fleischprodukte zur Verfügung zu stellen, wobei die Menge an eingespritztem Fluid proportional zu dem Volumen des eingespritzten Fleischs ist.

Diese und weitere Aufgaben sind dem Fachmann auf diesem Gebiet ersichtlich.

Zusammenfassung

Die Erfindung besteht aus einer Maschine, wie sie in den Ansprüchen definiert ist. Die erfindungsgemäße Maschine umfasst einen Kunststoffkopf, Verteiler oder Block, der 330 vertikale Bohrungen darin aufweist, wobei jede Bohrung eine Abstreifrohr gleitend aufnimmt. Buchsen in dem oberen und unteren Ende jeder Bohrung umschließen die Rohre. Ein oder mehrere Fluidbehälter sind auf der Oberseite des Kopfes montiert und enthalten unter Druck stehendes Fluid.

Die Abstreifrohre haben eine Länge, die im Wesentlichen zweimal der vertikalen Dicke des Kopfes entspricht. Die Rohre sind ungefähr 35,56 cm (14 inch) lang. Ein Schlitz tritt in einer Seite des Rohres auf, der ungefähr 1,9 cm (3/4 inch) vom oberen Ende beginnt und sich abwärts über ein Länge von ungefähr 12,7 cm (5 inch) erstreckt, und weist ungefähr ein Drittel des Umfangs des Rohres auf.

An dem oberen Endes des Abstreifrohres ist ein Tellerventil montiert und trägt eine Kunststoffkappe. Ein federbelasteter Stößel oder Kolben ist in dem Tellerventil montiert und weist einen Ventilsitz auf, der sich abwärts erstreckt. Das Tellerventil weist einen Schaft auf, die sich aufwärts durch die Kappe erstreckt. Die Feder zwingt den Ventilkopf nachgiebig nach unten.

Eine längliche Nadeleinheit ist beweglich in dem Abstreifrohr montiert. Die Nadeleinheit weist eine längliche Hohlnadel mit einer Länge auf, die ein wenig größer ist als die des Abstreifrohres. Das obere Ende der Nadeleinheit weist einen Ventilsitz auf, der zur Aufnahme des Ventilkopfs des Tellerventils eingerichtet ist, um das Innere der Nadel gegenüber dem Fluidstrom abzudichten. Normalerweise umgibt unter Druck stehendes Fluid das Tellerventil und die obere Fläche des Ventilsitzes. Eine horizontale Schlüsselplatte an dem Kopf erstreckt sich durch die Schlitzöffnung im Abstreifrohr und ragt unter den unteren Rand des Ventilsitzes hervor.

Eine Rolle oder Kolben erstreckt sich um die Nadel ungefähr bei deren Mitte und ist mit der Innenwand des Abstreifrohres gleitend im Eingriff. Die Rolle oder der Kolben dient dazu, die Nadel auf der Mittelachse des Abstreifrohres zu zentrieren, um ihre Position in ihm zu stabilisieren. Die Rolle dient ebenfalls dazu, die Nadel gegenüber dem Rohr abzudichten.

Das untere Ende des Abstreifrohres weist ein daran befestigtes Abstreiffeld aus Kunststoff auf. Das Abstreiffeld verweilt immer unterhalb der Unterfläche des Blockes, selbst wenn sich das Abstreifrohr in seiner höchsten Stellung innerhalb des Blockes befindet. Das Feld begrenzt den Weg des Abstreifrohres in den Block nach eben. Das Element weist drei längliche Öffnungen auf nahe seinem unteren Ende und hat eine kleine Öffnung an seinem unteren Ende, in der das Austrittsende der Nadel verweilt, wenn der Kopf in seiner höchsten Stellung ist.

Ein Satz gesonderter Nadeln ist unter der Nadeleinrichtung angeordnet, um Fluidhohlräume im unteren Abschnitt des Fleischprodukts zu erzeugen, damit Fluid, das von der Oberseite des Fleischprodukts von den Nadeln der Nadeleinheit eingespritzt wird, aufgenommen wird.

Das Verfahren umfasst die aufeinander folgenden Schritte des Abtastens der Dicke oder des Gewichts des Fleischs und des geeigneten Einspritzens der korrekten Menge an Fluid in dieses einschließlich der Verwendung eines Computers zur Steuerung der verschiedenen Schritte des Einspritzvorganges. Der Computer misst das eingespritzte Gewicht des Fleischs, vergleicht es mit einem Zielgewicht (oder einer Gewichtszunahme), und führt automatisch Einstellungen für die Fluideinspritzung durch, wenn Gewichtsabweichungen bestehen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

1 zeigt eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Einspritzmaschine;

2 zeigt im vergrößerten Maßstab eine perspektivische Ansicht des mittleren Abschnitts der Maschine von 1, wobei deren Abdeckung entfernt ist;

3 zeigt im vergrößerten Maßstab eine perspektivische Ansicht der Nadelkopfeinrichtung;

4 zeigt im vergrößerten Maßstab eine Schnittansicht der Maschine entlang der Linie 4-4 von 2;

5 zeigt im vergrößerten Maßstab eine Schnittansicht entlang Linie 5-5 von 3;

6 zeigt im vergrößerten Maßstab eine Schnittansicht entlang Linie 6-6 von 4;

6A zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie 6A-6A von 6;

7 zeigt im vergrößerten Maßstab eine perspektivische Ansicht einer Nadel und eines Abstreifrohres gemäß der Erfindung;

8 zeigt eine Schnittansicht einer Nadel- und Abstreifrohreinheit entlang der Linie 8-8 von 5, wobei aber die Nadel nur für Darstellungszwecke unter statischen Druckbedingungen (Druckbedingungen ohne Fluid) gezeigt ist;

9 zeigt eine Schnittansicht ähnlich dem von 8, wobei er aber in einem vergrößerten Maßstab gezeigt ist;

9A zeigt eine Schnittansicht ähnlich dem von 11, wobei die Abstreifrohreinheit gerade vor dem Eintritt in das Fleischprodukt gezeigt ist;

10 zeigt eine Schnittansicht entlang Linie 10-10 von 12 und ist ähnlich dem von 9, wobei jedoch die Nadel in einer Stellung gerade nach dem anfänglichen Eindringen in eine Fleischscheibe gezeigt ist;

10A zeigt eine Ansicht ähnlich der von 10, außer dass die Nadel einen kurzen Augenblick nach der Stellung von 10 zu dem Zeitpunkt gezeigt ist, wenn der Fluidstrom durch die Nadel beginnt;

11 bis 15 zeigen Schnittansichten der Einheit aus Nadel und Abstreifrohr, wobei die Abfolge des Einspritzvorganges von jeder Nadel- und Abstreifrohreinheit gezeigt ist;

16 zeigt eine Schnittansicht ähnlich dem von 14, wobei jedoch die Stellung der Nadel gezeigt ist, wenn sie auf einen Knochen in dem Fleischprodukt trifft;

17 zeigt in vergrößertem Maßstab eine Schnittansicht des oberen Abschnitts von 6;

18 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie 18-18 von 17;

19 zeigt im vergrößerten Maßstab eine perspektivische Ansicht des Ventils von 17;

20 zeigt eine schematische Ansicht des Fluidsteuersystems für die verschiedenen Gruppen von Einspritznadeln;

21 zeigt eine teilweise perspektivische Ansicht des Förderbalkens; und

22 zeigt im vergrößerten Maßstab eine Schnittansicht entlang der Linie 22-22 von 21.

Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

Der Ausdruck "Fleischprodukt", wie er hier verwendet wird, soll allgemein für jedes Lebensmittel stehen, das eine Einspritzung erfordern könnte, einschließlich, ohne dass es eine Beschränkung darstellen soll, Fleisch, Geflügel oder Fisch.

Mit Bezug auf 1 weist die Einspritzvorrichtung in der Einspritzmaschine 10 einen Rahmen 12 mit vier herkömmlichen Füßen 14 auf. Eine Eingangswaage und eine Fördervorrichtung 16 sind an dem Einlass an einem Ende der Maschine angeordnet, und eine Ausgangswaage und eine Fördereinrichtung 18 sind am anderen Ende der Maschine angeordnet. Mit Bezug auf 2 ist eine Nadeleinrichtung 20 an der oberen Seite des Rahmens 12 montiert und wird durch Bügel 22 am Platz gehalten. Eine herkömmliche horizontale Hubbalkenfördereinrichtung 24 ist an der Oberseite des Rahmens 12 montiert und dient auf herkömmliche Weise zum Transport des Fleischprodukts von einem Ende der Maschine zur anderen. Die horizontale Schwingbalkenfördereinrichtung 24 weist die konventionelle funktionelle Fähigkeit auf, das Fleischprodukt leicht von der Tragefläche anzuheben, es in Längsrichtung vorwärts über eine bestimmte Strecke zu bewegen, und es dann wieder in seine ursprüngliche Abstützebene abzusenken.

Wie durch die gestrichelten Linien in 2 gezeigt, stellt eine Antriebseinrichtung 28 den verschiedenen Komponenten der Maschine 10 einschließlich der horizontalen Schwingbalkenfördereinrichtung 24 und der Nadeleinrichtung 20 Antriebsleistung zur Verfügung. Eine Kurvenscheibe 30 ist betriebsmäßig an den Antriebsmechanismus 28 Hebearme 32 angeschlossen, die wiederum ein Teil der Nadeleinrichtung 20 sind.

Mit Bezugnahme auf die 5 und 6 weist ein Verteilerblock 34 etwa 330 vertikale Bohrungen 36 auf, und diese Bohrungen sind in Gruppen von 50 oder so angeordnet. Ein Fluid-Reservoir 38 ist an dem oberen Abschnitt des Verteilerblocks 34 angeschraubt oder anderweitig befestigt und in sechs Fluidabteile 38A unterteilt. Eine hohle, steife Kolbenstange 40 erstreckt sich von dem Oberteil jedes Fluidreservoirs oder Abteils 38A nach oben. Das Bezugszeichen 44 bezeichnet das obere Ende der Stange 40, die starr in den Dämpfungszylinderblock 46 eingesetzt ist, wie es im Folgenden beschrieben wird. Block 46 weist eine Vielzahl von vertikalen Bohrungen 48 auf, um gleitend die Kolbenhülsen 50 aufzunehmen, die gleitend die oberen Enden der Stange 40 aufnehmen. Jede Bohrung 48 weist eine Luftleitung 48A auf (17). Wie in den 6 und 17 gezeigt, sind Öffnungen 52 und 54 in Hülse 50 bzw. Block 46 angeordnet und vertikal voneinander beabstandet.

Druckluftventile 56 sind an dem Block 46 am Grund jeder Bohrung 48 montiert und stehen mit dem Inneren der Hülsen 50 durch Öffnung 52A in Verbindung (17). Es soll angemerkt werden, dass jegliches Fluid in der Öffnung 52A immer mit dem Raum 52B um das Äußere der Stange 40 in Verbindung steht. Die Pfeile 52C in 17 zeigen den Weg des Fluidstroms zwischen der Öffnung 52 des Ventils 56 aufwärts durch den Raum 52B und in das obere Ende der Stangen 40.

Das Druckventil 56 hat eine Bohrung 56A, in der der Kolben 56B gleitend montiert ist. Das Oberteil der Bohrung 56A ist an eine Druckluftleitung 56C angeschlossen. Wie in den 17 und 19 gezeigt, ist der Boden des Kolbens 56B bei Bezugszeichen 57 einwärts verjüngt, damit unter Druck stehendes Fluid von der Leitung 56D und der Fluiddruckleitung 58 die Abschrägung 57 mit Fluid umgeben kann. Dieser Vorgang wird durch die Fluidkerben 56F in dem Boden des Kolbens 56B erleichtert, der normalerweise auf dem Boden 56G der Bohrung 56A ruht. Wie später erklärt wird, strömt jedes Mal, wenn die Luft- oder Fluidbedingungen derart sind, dass der Kolben 56B in der Bohrung 56A aufsteigt, so dass der Konus 57 sich mit der Öffnung 52A deckt, unter Druck stehendes Fluid von der Leitung 56E in Öffnung 52A und Öffnung 52 und damit in den Raum 52B.

Öffnungen 52 und 54 stehen miteinander in Verbindung, wenn die Bedingungen des Fluiddrucks so sind, dass die Kolbenhülse 50 sich von der Position der 17 erhebt, so dass sich Öffnungen 52 mit Öffnung 54 decken. Öffnung 54 steht mit Bohrung 54A bei der Fluid-Rückleitleitung 60 in Verbindung (17).

Wie in 9 gezeigt, ist Abstreifrohr 62 gleitend durch eine obere Buchse 64 und eine untere Buchse 66 eingesetzt, die innerhalb der Bohrungen 36 des Verteilerblocks 34 montiert sind. Eine hohle Einspritznadel 68 ist in jedem der Abstreifrohre 62 montiert. Ein Kolben 70 ist in der Nähe der Mitte der Nadel 68 angeordnet. Die Rolle oder der Kolben 70 dient dazu, die Nadel in dem Abstreifrohr 62 zu zentrieren und ebenfalls dazu, mittels der Dichtung 72 das Innere des Abstreifrohrs 62 oberhalb des Kolbens 70 gegen das Innere des Abstreifrohres unterhalb der Rolle oder des Kolbens 70 abzudichten. Dadurch wird jegliches Fluid daran gehindert, sich abwärts am Kolben 70 vorbei durch das Abstreifrohr 62 zu bewegen. Die Rolle 70 wirkt wie ein Kolben als Reaktion auf das unter Druck stehende Fluid, das darauf nach unten drückt, um die Eindringkraft für die Nadeln zur Verfügung zu stellen. Ein Ventilsitz 74 ist an dem oberen Ende jeder Nadel 68 montiert und lässt, wenn er geöffnet ist, zu, dass dadurch Fluid in die Nadel 68 strömt.

Ein Abstreiffeld 76 ist an dem unteren Ende des Abstreifrohres 62 montiert, und ein Haltering oder ähnliches sichert die Verbindung zwischen dem Feld 76 und dem Rohr 62 (9). Das Feld 76 weist ein Oberteil 78 und ein Unterteil 80 mit einer Vielzahl von länglichen Mittelschlitzen 82 auf. Die Schlitze 82 erleichtern die Reinigung. Eine Nadelöffnung 84 zeigt sich entlang der länglichen Achse des Unterteils 80 des Feld 76, um gleitend den unteren Abschnitt der Nadel 68 aufzunehmen.

Das Abstreifrohr 62 weist einen länglichen Vertikalschlitz 86 in einer seiner Seiten auf, wie am besten in den 7 und 9 zu sehen ist. Der Schlitz 86 hat ein oberes Ende 88 und ein unteres Ende 90. Eine Schlüsselplatte 92 ist am Verteilerblock 34 befestigt und springt leicht über das obere Ende der Bohrung 36 und das Abstreifrohr 62 vor (15). Wie in den 9 und 15 gezeigt, ist die Schlüsselplatte 92 mit dem unteren Ende einer ringförmigen Schulter 93 an dem Ventilsitz 74 im Eingriff, um den Ventilsitz 74 und die Nadel 68 daran zu hindern, weiter abwärts in das Abstreifrohr 62 hineinzuragen.

Die Schlüsselplatte 92 ist oben auf dem Block 34 montiert (6) und wird durch das Reservoir 38 am Platz gehalten. Die Platte 92 (6A) hat eine Vielzahl von Durchbrüchen oder Öffnungen 92A auf, die weit genug sind, um die oberen Enden der Abstreifrohre 62 aufzunehmen. Beim Zusammenbau der Maschine wird die Platte 92 über den oberen Enden der Rohre 62 und den Tellerventilen 94 angeordnet und dann seitlich ein kurzes Stück bewegt, so dass ihre Arbeitskanten 92B in die Schlitze 86 in den Rohren 62 hineinragen, wie es typischerweise in den 8, 9 und 10 gezeigt ist.

Ein Tellerventil 94 (9) ist am oberen Ende des Abstreifrohres 62 montiert und umfasst eine Kappe 96, die einen Mittelschaft 98 aufweist, der sich durch die Kappe gleitend und vertikal erstreckt. Schaft 98 wird durch eine Spiralfeder 100 umschlossen, die sich zwischen der Kappe 96 und dem oberen Abschnitt des Ventilkopfes 102 erstreckt. Die Feder 100 drängt den Ventilkopf 102 und den Schaft 98 in senkrechter Richtung in eine ausgefahrene Position, wie in 9 gezeigt. Wie in 15 gezeigt, bewirkt die Aufwärtsbewegung des Abstreifrohres bezüglich des Verteilerblocks 34, dass der Ventilsitz 74 mit dem Ventilkopf 102 in Eingriff kommt, um jegliches weitere Fluid daran zu hindern, in die Nadel 68 zu strömen.

Es sollte angemerkt werden, dass der reine Fluiddruck, der abwärts auf das Abstreifrohr 62 wirkt, dazu führt, dass sich das Rohr und Element 76 abwärts bewegen, um in das Fleischprodukt einzugreifen.

Die Aufgabe des vorangegangenen Aufbaus ist es, einen Fluidstrom durch jede einzelne Nadel zur Verfügung zu stellen, die sofort beginnt, nachdem das Abstreifelement mit dem Fleischprodukt in Eingriff gekommen ist, und für die Dauer, während der sich die Nadel abwärts durch das Fleischprodukt bewegt und ihre Richtung ändert bis zu einem Zeitpunkt, an dem sie aus dem Fleischprodukt austritt. Wenn eine bestimmte Nadel nie in das Fleischprodukt eindringt, wird sie überhaupt kein Fluid abgeben.

9A und 11 zeigen die Stellung der Abstreifrohreinheit beim Betrieb vor dem Eingriff mit dem Fleischprodukt. Zu diesem Zeitpunkt strömt kein Fluid durch die Nadeln. 10 und 12 zeigen die Nadel, nachdem die Nadel erstmalig in das Fleischprodukt eingedrungen ist, aber bevor ein Fluidfluss beginnt. 10A und 13 zeigen die Nadel in einer Stellung des ersten Eindringens, wenn die Fluidströmung beginnt. 14 zeigt die Nadel in einer Stellung maximaler Eindringtiefe in das Fleischprodukt. 15 zeigt eine Ansicht ähnlich der 13, die die Nadel beim Austreten aus dem Fleischprodukt zeigt und allgemein die Stellung darstellt, bei der die Fluidströmung endet.

Bei einem normalen Einspritzzyklus wird der Kopf über einen vertikalen Weg von ungefähr 11,4 cm (4,5 Inch) abgesenkt. Das Abstreifrohr 62 bewegt sich abwärts zusammen mit dem gesamten Rest der Abstreifrohre in dem Maße, wie sich der Block 34 abwärts bewegt. Das Abstreifrohr 62 ist durch das Abstreifelement 76 an seinem unteren Ende das erste Teil, das an dem dicksten Teil des Fleischproduktes angreift. Dadurch wird die Abwärtsbewegung des Abstreifrohres 62 beendet, während der Block 34 fortfährt, sich abwärts in seine tiefste Stellung zu bewegen. In einem derartigen Fall "gleitet" der Block 34 abwärts an jedem Abstreifrohr, das Kontakt mit dem Fleischprodukt hat, und das obere Ende des Rohrs ragt aufwärts aus dem Block 34 auf einer Länge hervor, die der Fleischdicke entspricht (14). Während sich das Abstreifrohr 62 nicht weiter abwärts bewegt, hält der Fluiddruck an dem oberen Ende des Ventils 74 an dem Oberteil der Nadel und an der Rolle 70, wie oben beschrieben wurde, den Ventilsitz in Kontakt mit dem Schlüsselplatte 92 und bewirkt die Abwärtsbewegung der Nadel, damit sie fortfährt, in das Fleisch einzudringen. Die fortgesetzte Bewegung der Nadel relativ zum "gestoppten" Abstreifrohr bewirkt, dass sich der Ventilsitz 74 von dem federbelasteten Tellerventil 94 (und dem Ventilkopf 102) trennt, wodurch unter Druck stehendes Fluid abwärts durch die Nadel und nach außen durch das untere Ende der Nadel strömen kann. Die Fluidströmung durch die Nadel wird leicht verzögert, weil das Tellerventil 94 der Abwärtsbewegung der Nadeleinheit aufgrund der Wirkung der Feder 100 eine kurze Zeit später folgt, bevor sich der Ventilsitz 74 und der Ventilkopf 102 des Tellerventils 94 trennen. Somit bewegt sich die Nadel fortschreitend abwärts in das Fleisch, und Fluidströmung bleibt während der Abwärts- und Aufwärtsbewegung der Nadel bestehen, bis der Ventilsitz 74 wieder mit dem Ventilkopf 102 des Tellerventils 94 im Eingriff ist, was einer Stellung entspricht, die um einen kleinen Abstandsschritt vor dem Punkt liegt, an dem die Nadelspitze die Oberfläche des Fleisches verlässt. Weil die Fluidströmung durch die Nadeln einen kurzen Moment nach dem Eintritt in das Fleischprodukt beginnt (10A) und einen kurzen Moment vor dem Verlassen des Fleischproduktes beendet wird (15), wird kein Fluid dadurch verschwendet, dass Fluid aus den Nadeln strömt, die außerhalb des Fleischproduktes liegen.

Der Kopf beginnt dann seine vertikale Bewegung nach oben und die Schlüsselplatte 92 beginnt, die Nadel nach oben aus dem Fleisch zu ziehen. Das Abstreifrohr bleibt in seiner Stellung, während der Kopf "aufwärts" an dem Abstreifrohr gleitet. Fluid strömt aus dem unteren Ende der Nadel so lange aus, wie die Nadel in dem Fleischprodukt ist. Wenn die Nadel dabei ist, das Produkt zu verlassen, hat sich der Ventilsitz aufwärts bis zu einem Niveau bewegt, dass er wieder mit dem Ventilelement des Tellerventils im Eingriff ist, woraufhin Fluidströmung durch die Nadel, gerade bevor die Nadel das Fleischprodukt verlässt oder daraus austritt, gestoppt wird.

Die Tätigkeit jeder Nadel und jedes Abstreifrohres ist unabhängig von anderen Nadeln und Abstreifrohren. Z.B. wird ein Abstreifrohr, das einen dünneren Abschnitt des Fleischproduktes angreift, denselben wesentlichen Prozess durchmachen, wie er vorher beschrieben wurde, außer dass die Einspritzzeit des Fluids direkt im Verhältnis zu der relativen Dicke des Fleisches an der Stelle vermindert ist, wo es durch die einzelne Nadel eingespritzt wird.

Eine Vielzahl von entweder ruhenden oder aktiven Nadeln 104 (21, 22) sind auf dem Rahmen 12 unterhalb der normalen Anordnung des Fleischproduktes angeordnet. (Die unteren Nadeln 104 werden nur in den 21 und 22 dargestellt, aber sie können z. B. auch bei den Vorrichtungen von 11 bis 15 verwendet werden.) Die unteren Nadeln 104 sind auf den oberen Oberflächen von Stütz-T-Trägern 24A der Schwingbalkenfördereinrichtung 24 montiert. Die Nadeln 104 sind seitlich ausgerichtet und auf 1,1 cm (7/16 inch) von Mitte zu Mitte beabstandet. Sie sind ebenfalls bezüglich der vertikalen Achsen der oberen Nadeln 68 gestaffelt, so dass die Nadeln 104 in das Fleischprodukt an Stellen eindringen, die von den Eindringachsen der oberen Nadeln 68 beabstandet sind. Die vertikalen Achsen verschiedener Nadeln 68 sind mit dem Bezugszeichen 68A in 22 bezeichnet. Die Hohlräume in dem Fleischprodukt 106, die durch die unteren Nadeln 104 erzeugt sind, werden gewöhnlich durch Fluidmigration von den Nadeln 68 gefüllt. Wenn das Fleisch eingespritzt ist, sind die Förderstangen 24B der Schwingbalkenfördereinrichtung in einer gewöhnlichen Nicht-Transportierstellung, wobei sie sich nicht über die Oberfläche der T-Träger 24A erheben. Die unteren Nadeln 104 sind ungefähr 0,95 cm (3/8 Inch) hoch und dringen in das Fleischprodukt entlang vertikaler Achsen ein, die ein wenig von den Achsen der Einspritznadeln 68 entfernt sind. Die unteren Nadeln 104 sind gegenüber den Einspritznadeln versetzt und erzeugen Hohlräume in dem Fleisch, und das Fluid, das durch die oberen Nadeln eingespritzt wurde, wandert in Richtung der Hohlräume, die durch die unteren Nadeln erzeugt wurden. Die unteren Nadeln können ebenso derart ausgebildet sein, dass sie Fluid einspritzen können.

16 zeigt das untere Ende einer Nadel 68, die auf einen Knochen 106 in dem Fleischprodukt 108 trifft. Die Nadel ist gegen Beschädigung geschützt, weil sie aufwärts in dem Abstreifrohr 62 gleiten kann.

Die Nadelkopfeinrichtung 20 ist in eine Anzahl einzeln kontrollierter unter Druck gesetzter Fluidzonen derart getrennt, dass die Nadeleinheiten einer Zone, die in einen Abschnitt des Fleisches einer bestimmten Konsistenz eingreifen, selektiv bezüglich des Fluiddrucks verändert werden können, der für einen anderen Abschnitt des Fleisches richtig sein würde, der durch eine andere Zone behandelt wird. Die gesonderten Fluiddruckzonen können lateral über den Kopf verteilt sein, so dass eine Verteilung gewünschter Einspritzdrücke entsprechend der veränderlichen Dichten des Fleisches geschaffen wird, um einen gleichförmigen Prozentsatz an Fluideinspritzung beizubehalten.

Genauer weist das Fluidreservoir 38 eine Vielzahl von Zonen oder Fluidabteilungen 38A auf, in die sich die hohlen Kolbenstangen 40, wie oben beschrieben wurde, erstrecken. Das obere Ende des Zylinderblocks 46 steht mit einer Druckluftquelle über eine Luftleitung und eine Luftreguliereinrichtung 48A in Verbindung. Eine geeignete Luftreguliereinrichtung ist der MAC Proportionaldruckregler, Modell PPC5A, der von MAC Valves, Inc. aus Wixom, Michigan, hergestellt wird. Die Luftreguliereinrichtung 48A wird auf einen Druck gesetzt gleich wie der und bestimmt den Druck in dem unter Druck gesetzten Behälter 38A, den sie kontrolliert. Wenn somit die Fluidpumpe (nicht gezeigt) einen Druck von 6,89 bar (100 p.s.i.) erzeugt und wenn es erwünscht ist, einen Fluiddruck von 2,09 bar (30 p.s.i.) in der ersten Zone zu haben, wird die Luftreguliereinrichtung 48A an dem Oberteil von Zylinder 46 auf eine Stellung von 2,09 bar (30 p.s.i.) gebracht, woraufhin die Fluidreguliereinrichtung in der Leitung zwischen der Fluidpumpe und der Kolbenstange 40 reguliert wird, um den Fluiddruck auf 4,83 bar (70 p.s.i.) einzustellen. Dies kann durch Einstellen der Fluidregeleinrichtung 56C des Luftdruckventils 56 erreicht werden. Die Summe der Drücke zwischen der Fluiddruckregeleinrichtung 56C und der Luftdruckregeleinrichtung 48A ist immer gleich dem Hauptausstoßdruck der Zuführpumpe (z. B. 6,89 bar (100 p.s.i.)).

Der Druck in den anderen Fluidzonen 38A kann auf die gleiche Weise eingestellt werden. Das System wird durch einen Mikroprozessor (nicht gezeigt) gesteuert, der das Fleischprodukt vor und nach dem Einspritzvorgang wiegt. Wenn es erwünscht ist, das Gewicht des Fleischproduktes um 23% durch das Einspritzen von Fluid zu erhöhen, und wenn der Mikroprozessor feststellt, dass ein eingespritztes Fleischprodukt leicht über oder unter dem festgelegten Gewicht (d.h. dem Zielgewicht) ist, werden geeignete Impulse von dem Mikroprozessor an die Luft- und Fluidregeleinrichtung (48A bzw. 56C) geschickt, die oben beschrieben wurden, um eine Einstellung des Druckes in den Fluidbehältern 38A vorzunehmen, um die erwünschte Einstellung anzupassen. Wenn das zweite hergestellte Fleischprodukt immer noch außerhalb der Einspritzparameter ist, führt der Mikroprozessor eine weitere Einstellung in der positiven oder negativen Richtung der Druckregeleinrichtungen durch, um die Menge an Einspritzung von Fluid weiter zu verfeinern.

Aus dem Vorangegangenen kann man ersehen, dass die Einrichtung und das Verfahren dieser Erfindung zumindest ihre angegebene Aufgabe erfüllen.


Anspruch[de]
Maschine zum Einspritzen von Fluid in Fleischprodukte mit einem Fleischproduktabstützmittel (24) an der Maschine, einem Fluidverteilermittel (34) an der Maschine über dem Abstützmittel (24), das mit einer Quelle von Fluid unter Druck verbunden ist, einer Mehrzahl von Einspritznadeln (68) an dem Fluidverteilermittel, die sich in Richtung auf die Abstützmittel (24) erstrecken, Antriebsmitteln (28) an der Maschine zum Bewegen der Fluidverteilermittel (34) und der Einspritznadeln (68) in Richtung auf ein Fleischprodukt zum Einspritzen von Fluid in das Fleischprodukt auf dem Abstützmittel (24), wobei die Einspritznadeln (68) hohl sind und jeweils gleitbar innerhalb eines länglichen, im Wesentlichen vertikalen Abstreifrohrs (62) mit oberen und unteren Enden montiert sind, mit einem normalerweise geschlossenen Ventil (94) im oberen Ende des Rohrs (62), das mit einer Quelle an Fluid unter Druck in Verbindung steht, einem Ventilsitz (74) am oberen Ende von jeder der Einspritznadeln (68), die darauf abgestimmt sind, als Sitz für das Ventil (94) zu dienen, um einen Fluidfluss in die Nadeln (68) zu verschließen, einem gesonderten Abstreifpad (76) am unteren Ende der Abstreifrohre (62), die gleitbar die Nadeln (68) umgreifen, die innerhalb jedes Abstreifrohrs (62) montiert sind, wobei die Abstreifrohre (62) gleitbar an den Fluidverteilermitteln (34) befestigt sind, wodurch das Ventil (94) aus seinem Ventilsitz (74) geführt wird, um es dem unter Druck stehenden Fluid zu ermöglichen in die Nadel (68) zu fließen, wenn die Abwärtsbewegung der Fluidverteilermittel (34) dafür sorgt, dass das Abstreifpad (76) ein Fleischprodukt betätigt, um das Abstreifrohr (62) gleitbar im Hinblick auf die Einspritznadel (68) und das Fluidverteilermittel (34) nach oben zu bewegen. Maschine nach Anspruch 1, wobei das Abstreifrohr (62) einen länglichen vertikalen Schlitz (86) hat, der sich von dem Ventilsitz (74) nach unten erstreckt, wobei sich ein Schlüsselelement (92) an dem Fluidverteilermittel (34) in den Schlitz (86) erstreckt und die Nadel (68) abstützt, um zu verhindern, dass die Nadel (68) sich im Hinblick auf die Fluidverteilermittel (34) nach unten bewegt. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Ventil (94) einen federbelasteten, beweglichen Ventilkolben (98, 102) hat, der ein effektives Weginkrement hat, das größer ist als das Weginkrement, das erforderlich ist, um den Ventilsitz (74) am oberen Ende der Nadel (68) zu betätigen, so dass das Ventil (94) in seinem Ventilsitz (74) für ein kurzes Zeitinkrement betätigt bleibt, wenn das Abstreifrohr (62) leicht in einer Aufwärtsrichtung im Fluidverteilermittel (34) verschoben wird, woraufhin das Ventil (94) für die kurzen Zeitinkremente verschlossen bleibt, nachdem die Nadel (68) in ein Fleischprodukt eintritt und kurz bevor die Nadel (68) ein Fleischprodukt verlässt. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Fluidverteilermittel eine Vielzahl von gesonderten Gruppen von Nadeln (68) umfasst, die jeweils in Verbindung mit einem gesonderten, individuell druckkontrollierten Fluidreservoir (38) stehen, wobei jede Gruppe von Nadeln (68) und jedes Fluidreservoir (38) mit einer Quelle von Fluid unter Druck verbunden sind, wobei ein Fluiddruckkontrollventil (56) mit jedem Fluidreservoir (38) in Wirkverbindung steht und wobei ein Luftdämpfungselement mit dem Fluiddruckkontrollventil (56) in Wirkverbindung steht, um die Menge an unter Druck gesetztem Fluid zu regeln oder zu steuern, die jedem der Fluidreservoirs (38) zugeleitet wird, wobei das Luftdämpfungselement mit einer Druckluftquelle durch einen Luftsteuerregler in Wirkverbindung steht, woraufhin wechselnde Grade an Fluiddruck den verschiedenen Reservoirs (38) zugeleitet werden können, um den Druck an Fluid zwischen den Gruppen von Nadeln (68) zu variieren. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei sie weiterhin ein erstes Wägemittel an der Maschine zum Wiegen eines ersten Fleischproduktes vor dem Einspritzen des Fluids in das Fleischprodukt durch die Einspritznadeln (68) und ein zweites Wägemittel an der Maschine aufweist, das von dem ersten Wägemittel beabstandet ist, zum Wiegen eines ersten Fleischprodukts, nachdem es mit Fluid eingespritzt worden ist, wobei sie Vergleichsmittel an der Maschine zum Vergleichen des Gewichts eines mit Fluid eingespritzten ersten Fleischprodukts mit einem Zielgewicht aufweist, um jede Nichtübereinstimmung zwischen dem tatsächlichen Gewicht eines eingespritzten ersten Fleischproduktes mit dem Zielgewicht zu bestimmen, und wobei sie Mittel an der Maschine zum Erhöhen oder Verringern des Fluidflusses durch die Einspritznadeln (68) aufweist, so dass eine Nichtübereinstimmung an Gewicht hinsichtlich des Zielgewichts minimiert wird, um es einem zweiten Fleischprodukt, das im Gewicht zu dem ersten Fleischprodukt ähnlich ist, zu gestatten, mit Fluid eingespritzt zu werden und das Zielgewicht durch Anpassen des Drucks auf das Fluid zu erreichen.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com