Bewegung von Schüssel und Messer beim Kuttern - physikalische Betrachtungen
41. Kulmbacher Woche - Kurzfassung
Während der KULMBACHER WOCHE 2005 wurden von uns Aufnahmen mit einer Schnellbildkamera vorgestellt, die beim Kuttern von Brühwurstbrät entstanden. Dabei gab sich zu erkennen, dass nicht alle der in 3 Messerebenen auf die Welle aufgesetzten 6 Messer Brät fördern. Diesen Befund galt es, auch auf der Basis theoretischer Überlegungen abzusichern.
Dabei war folgende Problemstellung zu lösen: Die Geschwindigkeit eines Punktes - auf der Kutterschüssel - ist als Funktion des Ortes und der Zeit bekannt, und es wird die Bewegung gesucht. Es handelte sich um eine kinematische Aufgabe. Sie sollte nicht nur für den Versuchskutter, sondern, wenn möglich, prinzipiell für jede Baugröße von Kuttern untersucht werden. Aus dem, für die Rechnung erwünschten, Füllvolumen eines Kutters und dem Winkel zwischen der Drehachse der Messerwelle und den oberen Rändern der Schüssel ließen sich alle für die Überlegungen relevanten Kutterdimensionen errechnen. Es wurden zunächst Simulationen für drei, ohne Scheiben übereinander auf die Welle aufgesetzte Messerebenen erstellt. In jeder Messerebene waren die Messer um 180 Grad versetzt und übereinander montiert. Der Versatz der Messerebenen betrug 60 Grad.
Die Messerbewegung ist sehr schnell. Das gibt sich unter anderem dadurch zu erkennen, dass bei einem 6-Messersatz und einer UpM der Welle [1/min] von 500 die Messer im Abstand von 20 Millisekunden, bei einer UpM der Welle von 3000 im Abstand von 3.33 Millisekunden und bei einer UpM der Welle von 5000 im Abstand von 2 Millisekunden den tiefsten Punkt der Schüssel durchlaufen.
Der Zeitversatz des nacheinander erfolgenden Durchganges der Messer durch den tiefsten Punkt der Kutterschüssel ist bei konstanter Drehzahl der Welle vom Winkel zwischen den nacheinander einschlagenden Messern abhängig. Er ist unabhängig von den achsialen Abständen der Messer, also unabhängig von der Messerdicke oder von der Dicke der Scheiben, auf welche die Messer montiert sind.
Nachfolgend erfolgt die Bezeichnung der Messer in der Reihenfolge ihres Durchganges durch den tiefsten Punkt der Schüssel. Dabei ist das erste Messer das erste auf die Messerwelle aufgebaute Messer der Ebene 1. Bei Untersuchung verschiedener Schüsselgeschwindigkeiten, Messerdicken und Wellengeschwindigkeiten zeigte sich, dass mit Ausnahme einer niedrigen UpM der Welle von 500 und einer Messerdicke von 2 mm die einschlagenden Messer 2 und 3 - sie befinden sich auf den Messerebenen 2 und 3 - gar nicht mit Brät beliefert werden.
Werden die Messer dicker gestaltet und/oder Scheiben zwischen die Messerebenen eingesetzt, ragen die Messer immer weiter in den Bereich des "leeren" Schüsselraumes hinein. Ähnliches trifft auf die einschlagenden Messer 5 und 6 zu. Sie befinden sich ebenfalls auf den Messerebenen 2 und 3. Untersuchungen zum Herstellen von Brühwurstbrät mit nur zwei Messern auf einer Messerebene sind im Gange.
Quelle: Kulmbach [ HAMMER, G. F. und S. STOYANOV ]
