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Maschine zum Herstellen von Speiseeis
Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum kontinuierlichen oder intermittierenden Herstellen von Speiseeis, Halbgefrorenem u. dgl., und insbesondere auf eine derartige Maschine'mit einer im wesentlichen zylindrischen und in zweckmässiger Weise gekühlten Misch- und Gefrierkammer mit horizontaler oder im wesentlichen horizontaler Achse, wobei die Misch- und Gefrierkammer in der Nähe eines ihrer Enden eine Öffnung zum Einfüllen der zu gefrierenden, im wesentlichen flüssigen Mischung aufweist und am entgegengesetzten Ende mit einem oder mehreren Ventil- oder Auslassansätzen zur Entnahme des fertigen Speiseeises versehen ist.
Bei den bekannten Maschinen oder Vorrichtungen der beschriebenen Art erfolgt das allmähliche Abkühlen der flüssigen Speiseeismischung gleichzeitig mit einer kontinuierlichen Ruhr- un Durchmengung, wobei die Masse ebenfalls kontinuierlich von einer Schnecke oder mehreren innerhalb der Misch- und Gefrierkammer angeordneten und auf der Achse drehbar befestigten, schraubenförmig ausgebildeten Rührflügeln in Richtung der Entnahmeöffnungen für das Speiseeis gedrückt wird. Die Drehbewegung muss kontinuierlich erfolgen, damit ein völlig homogener Zustand der Speiseeismasse erzielt und aufrechterhalten werden kann, wobei die Masse um so dicker und fester wird, je tiefer ihre Temperatur ist.
Da die der Maschine entnommenen Speiseeismengen je nach Anzahl und Häufigkeit der Kunden sehr unterschiedlich sind, müssen derartige Maschinen bekanntlich mit Steuereinrichtungen für die der Mischund Gefrierkammer zugeordnete Gefrieranlage ausgerüstet sein, um die Wärmemenge, die von der im Verhältnis zur entnommenen Speiseeismenge neu zugeführten, noch nicht gefrorenen Mischung an das bereits gefrorene Material abgegeben wird, auszugleichen. Ausserdem können die Gefrierbedingungen auch von zahlreichen andern Faktoren, wie z. B. von der Raumtemperatur oder der jeweiligen Zusammensetzung der Speiseeismischung, beeinflusst werden.
Die Gefrierbedingungen sind einwandfrei, sobald die gefrorene Masse eine vorbestimmte Konsistenz erreicht hat.
Daher wurde bereits vorgeschlagen, den Betrieb der Gefrieranlage in Abhängigkeit von dem Widerstand, der während der Bewegung der Misch- und Förderschnecke und der Rührflügel in der Misch- und Gefrierkammer auftritt, zu steuern. Zu diesem Zweck wird dieser Widerstand nach einem bekannten Verfahren auf Grund der von dem Elektromotor, der die Schnecke antreibt, aufgenommenen Stromstärke bestimmt. Ein derartiges Verfahren erfordert die Verwendung komplizierter elektrischer und elektronischer Vorrichtungen, um die Gefrieranlagen in Abhängigkeit von dem durch den Motor aufgenommenen Strom steuern zu können.
Es sind des weiteren Kontrollsysteme für Eismaschinen mit einer thermostatischen Einrichtung bekannt, die die Gefrieranlage aus-und einschaltet, wenn eine festgelegte Maximal- oder Minimaltemperatur über- oder unterschritten wird. Derartige Anlagen sind aber zumeist sehr verwickelt, arbeiten nicht verlässlich und haben überdies den Nachteil, dass sie eine besondere Regelung je nach der Art und Zusammensetzung des Eises verlangen. Man fordert aber, dass das Speiseeis eine bestimmte Dauerhaftigkeit und bleibende pastöse Konsistenz aufweist, die von den jeweiligen Temperaturen und der jeweiligen Zusammensetzung der Eismasse abhängig ist.
Erfindungsgemäss lässt sich eine viel einfachere und sicherere Steuerung zwecks Erzielung und Aufrechterhaltung der gewünschten Konsistenz oder Festigkeit der Speiseeismischung in Abhängigkeit von dem durch die Misch- und Förderschnecke oder die schraubenförmigen Rührflügel angetroffenen Widerstand erreichen, indem der Axialdruck, der auf die Förderschnecke oder die Rührflügel im Verhältnis zu dem während ihrer Umdrehung angetroffenen Widerstand einwirkt, ausgenutzt wird.
Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Herstellen von Speiseeis, die eine Misch- und Gefrierkammer, in der eine Misch- und Förderschnecke oder eine Reihe von schraubenförmig gewundenen Rührflügeln drehbar angeordnet ist, und eine bekannte, elektrisch gespeiste Gefrieranlage für die Misch- und Gefrierkammer aufweist.
Die Erfindung besteht darin, dass die Misch- und Förderschnecke oder die Reihe der schraubenförmig gewundenen Rührflügel auf einer Antriebswelle sitzt, die axialverschieblich angeordnet ist und dabei auf
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ein Federelement wirkt, welches dem axialen Druck der Antriebswelle, der sich aus dem von der Mischund Förderschnecke während ihrer Drehbewegung angetroffenen Widerstand ergibt, nachgeben kann, sobald dieser Druck einen vorbestimmten Wert überschreitet, und dass die Axialverschiebung der Antriebswelle auf ein bewegliches Element übertragen wird, dessen Bewegung das Öffnen und Schliessen eines in den elektrischen Speisestromkreis der Gefrieranlage geschalteten Unterbrechers bestimmen.
Auf diese Weise wird der Stromkreis zwecks Unterbrechung des Betriebes der Gefrieranlage jedesmal geöffnet, wenn durch die axiale Verschiebung der Welle mit der Misch- und Förderschnecke oder den schraubenförmig gewundenen Rührflügeln der elastische Widerstand überwunden wird, der, sobald die gefrorene Masse den gewünschten Festigkeits- oder Konsistenzwert überschreitet, dem von den in der Misch- und Gefrierkammer sich drehenden Teilen angetroffenen Widerstand entspricht.
In der Zeichnung, die zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigt, ist Fig. 1 eine schematische Ansicht, teilweise im Schnitt, der gesamten Maschine und Fig. 2 ein teilweiser Längsschnitt durch einen wesentlichen Teil der Maschine in einer weiteren Ausführungsmöglichkeit. In Fig. 1 besteht die Maschine aus einer bekannten Gefrieranlage mit einem von einem Elektromotor angetriebenen Kompressor 1, einem Kondensator 2 und einer Rohrschlange 3 zum Kühlen einer Misch- und Gefrierkammer 4, in der die gefrorene Masse entsteht. Das zu gefrierende Gemisch lässt sich z. B. durch eine Öffnung 5 einfüllen, während das fertige Speiseeis aus einem oder mehreren jeweils von einem Hahn 7 versperrbaren Auslässen 6 entnommen werden kann. Die Misch- und Gefrierkammer 4 kann weitere bekannte Mittel aufweisen, z.
B. eine Vorrichtung zum Einspritzen von Luft oder Kohlendioxyd, um der gefrorenen Masse eine gewisse Zähflüssigkeit zu verleihen.
Eine auf einer Antriebswelle 9 sitzende Misch- und Förderschnecke 8 (oder auch eine Reihe von schraubenförmig gewundenen Rührflügeln) drückt die Speiseeismasse beständig gegen das Ende der Misch- und Gefrierkammer 4, an dem der oder die Auslässe 6 angeordnet sind. Die Welle 9 ist axialverschieblich in der Misch- und Gefrierkammer 4 gelagert, u. zw. in geeigneten, an einem festen Bauteil der Maschine vorgesehenen Lagern 10.
Die Welle 9 wird z. B. über Riemenscheiben 11 und 12 und einen Antriebsriemen von einem Elektromotor 13 in Umdrehung versetzt.
Auf Grund der schraubenförmigen Ausbildung der Misch- und Förderschnecke 8 (oder der gleichfalls schraubenförmig gewundenen Rührflügel) wird auf die Welle 9 ein Axialdruck ausgeübt (in der dargestellten Anordnung nach links), der um so stärker ist, je mehr die Gefriermischung sich abkühlt und verdichtet.
Mittels geeigneter mechanischer Mittel, etwa der in Fig. 1 beispielsweise dargestellten Achse 14, lässt sich die Axialverschiebung der Welle 9 in der Weise ausnutzen, dass sie auf ein bewegliches Element 15 wirkt, das z. B. um einen Zapfen 17 verschwenkbar ist und einen Kontakt 18 trägt, der mit einem ortsfesten Kontakt 16 zusammenarbeitet, so dass ein Öffnen und Schliessen des Speisestromkreises für den Motor des Kompressors 1 stattfinden kann. Mit 19 ist der Hauptschalter zur Betätigung der gesamten Maschine bezeichnet.
Der rückwärtigen Verschiebung der Welle 9 wirkt eine Schraubenfeder 21 entgegen, die ihrerseits auf die beweglichen Teile z. B. mittels eines Gegendrucklagers 20 wirkt, dessen Federdruck nach Bedarf durch Betätigen eines Drehknopfes 23 geregelt werden kann, der mit einer in einem ortsfesten Bauteil 22 geführten Schraube einstückig verbunden ist.
Aus Vorstehendem geht hervor, dass das Abkühlen des in der Misch- und Gefrierkammer 4 enthaltenen Speiseeisgemisches in der gewünschten Weise gesteuert und aufrechterhalten und auf diese Weise erreicht werden kann, dass die Masse stets die erforderliche Konsistenz und Festigkeit aufweist. Sobald nämlich die Konsistenz und Festigkeit der Speiseeismasse einen bestimmten Wert überschritten hat, erreicht der von der Misch- und Förderschnecke angetroffene Widerstand einen Wert, bei dem der von der Schraubenfeder 21 ausgeübte Widerstand überwunden wird, so dass die Verschiebung der Welle 9 nach links und die Trennung der Kontakte 16 und 18 voneinander erfolgt.
Die Gefrieranlage wird dadurch ausser Betrieb gesetzt und bleibt so lange ausser Betrieb, bis der von der Misch- und Förderschnecke 8 während ihrer Bewegung in der Misch- und Gefrierkammer 4 angetroffene Widerstand auf den gewünschten Wert zurückkehrt, so dass die Schraubenfeder 21 die Welle 9 nach rechts drücken kann und dadurch ein erneutes Schliessen des Speisestromkreises für die Gefrieranlage erfolgt.
Bei der in Fig. 2 dargestellten zweiten Ausführungsform sind die Teile, die den oben beschriebenen entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen. Die Welle 9 der Misch- und Förderschnecke 8 weist an ihrem hinteren Ende eine Ausnehmung 9'auf, in die das eine Ende der Welle 14 greift, deren hinteres Ende 14'sich gegen das Gegendrucklager 20 des verschwenkbaren Elementes 15 abstützt.
Der elektrische Unterbrecher besteht aus einem bekannten Unterbrecherschalter 46, auf den ein Bolzen 25 wirkt, der sich bei Überwindung des Widerstandes einer kleinen Feder 41 zurückbewegen kann. Die Empfindlichkeit der Vorrichtung lässt sich durch Betätigen einer Schraube 26 verändern, die sich gegen einen ortsfesten Bauteil 39 abstützt, während die Kraft der Schraubenfeder 21 sich mittels des Drehknopfes 23 regeln lässt, dessen Einstellung mit Hilfe eines fest angebrachten Zeigers 24 abgelesen werden kann.
Die Welle 14 nimmt an der von der Riemenscheibe 11 auf die Welle 9 mittels einer Hohlwelle 28 übertragenen Bewegung nicht teil, wobei das quadratisch ausgebildete Vorderende 28'der Hohlwelle 28 in die Ausnehmung 9'gleitend eingreift. Die hermetische Halterung am hinteren Ende der Misch- und Gefrierkammer 4 ist durch eine Dichtung 33 gewährleistet, gegen die ein an der Hohlwelle 28 angeformter
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kleiner Flansch 36 drückt, der beständig von einer Schraubendruckfeder 31 nach links gezogen wird. Die Feder 31 stützt sich auf der einen Seite gegen einen auf der Hohlwelle 28 sitzenden Ring 32 und auf der andern Seite gegen eine in den Lagern 10 drehbare äussere Hohlwelle 27 ab, an der die Riemenscheibe 11 befestigt ist.
Die Hohlwellen 27 und 28 sind durch einen Keil 42 so miteinander verbunden, dass sie sich zwar gemeinsam drehen, sich aber in axialer Richtung gegeneinander verschieben lassen.
Um zu verhindern, dass Speiseeismasse zwischen die Hohlwelle 28 und die Welle 14 gelangt, ist deren vorderes Ende als Hohlflansch 14" ausgebildet und von einer Manschette 34 umgeben, die sich in ihrem umschlossenen Raum bis zu ihrem Eintritt bei 35 in das vordere Ende 28'der Hohlwelle 28 verformen lässt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Maschine zum Herstellen von Speiseeis, die eine Misch- und Gefrierkammer, in der eine Mischund Förderschnecke oder eine Reihe von schraubenförmig gewundenen Rührflügeln drehbar angeordnet ist, und eine bekannte, elektrisch betriebene Gefrieranlage für die Misch- und Gefrierkammer aufweist, wobei der Betrieb der Gefrieranlage in Abhängigkeit von dem Widerstand gesteuert wird, der in der Mischund Gefrierkammer während der Bewegung der Misch- und Förderschnecke oder Rührflügel auftritt und von dem vom Kältezustand abhängigen Konsistenzgrad der Speiseeismassen od. dgl.
abhängt, dadurch gekennzeichnet, dass die Misch- und Förderschnecke (8) oder die Reihe der schraubenförmig gewundenen Rührflügel auf einer Antriebswelle (9) sitzt, die axialverschieblich angeordnet ist und dabei auf ein Federelement (21) wirkt, welches dem axialen Druck der Antriebswelle (9), der sich aus dem von der Mischund Förderschnecke (8) während ihrer Drehbewegung angetroffenen Widerstand ergibt, nachgeben kann, sobald dieser Druck einen vorbestimmten Wert überschreitet, und dass die Axialverschiebung der Antriebswelle (9) auf ein bewegliches Element (15) übertragen wird, dessen Bewegungen das Öffnen und Schliessen eines in den elektrischen Stromkreis der Gefrieranlage geschalteten Unterbrechers (16,
18 oder 46) bestimmen.