Misch- und Versalbungsmaschine für fetthaltige Massen, insbesondere Schokoladenmassen, mit Doppelzylindertrog
Die Erfindung bezieht sich auf eine Miseh-und Versalbungsmaschine für fetthal'tige Massen, insbesondere für die Verarbeitung von Scholçoladenmav sen, mit einem liegend angeordneten Doppelzylin- dertrog und zwei in dessen Zylinderachsen gelagerten, gegensinnig mit gleicher Drehzahl umlaufenden, gegensinnige Horizontalschübe auf die Masse aus übenden Schneckenflügelsätzen.
Unter dem Begriff Doppelzylindertrog ist dabei ein aus zwei im senkrechten Schnitt durch die Achsen sich gegenseitig durchdringenden zylindrischen Mulden bestehender Trog zu verstehen, dessen Boden also eine in der Durchdringungslinie der beiden Zylinderflächen liegende, hochstehende Kante aufweist. Derartige Tröge pflegen etwa bis zur Höhe der Wellen mit Masse gefüllt zu werden, so dass beim Umlaufen der Arbeitsorgane Teile der Masse aus dem Massevolumen immer wieder herausgeholben und dabei innig mit der Luft in Berührung gebracht werden.
Um diesen Maschinentyp auch für hochgradige und feinste Versalbungsarbeit, wie sie zur Erzeugung des Endzustandes von fetthaltigen Massen, insbesondere Schokoladenmassen, erforderlich ist, geeignet zu machen, weist erfindungsgemäss die Maschine folgende Merkmale auf: Der Abstand der Achsen der Schneckenflügel- wellen voneinander, der Radius jedes zu dem Trog zusammengesetzten Zylinders und der Aussendurch messer beider Schneckenflügelsätze sind so aufeinander abgestimmt, dass sich durch diese Konstruktionsgrössen eine Aufteilung der die Wellenachsen enthaltenden horizontalen SChnittebene innerhalb des lichten Trogbereichs in fünf Längs streifen ergibt, von denen die drei nicht im Drehbereich der Schneckenflügelsätze liegenden Längsstreifen,
also die beiden äusseren und der mittlere Streifen ; annähernd gleiche Breite haben.
Ferner ist auf Ï jeder Schneckenflügelwelle mittels beidlerseitliger Trogs, tirnflächen-Abstreiferarme je ein System von über die ganze Troglänge reichenden, nicht mit einer r Zylind'er-Tangentialebene zusammen- fallenden Radialschubschaufeln drehbar gelagert und gegensinnig zu dem zugehörigen Schneckeuflügel satz angetrieben. Die Ausmasse dieses Systems sind dabei so gewählt, dass die Trogbereiche in der Mitte zwischen den Schneckenflügelsätzen und auch die zwischen den letzteren und den inneren Zylinderfllä- chen verbleibenden Bereiche von dem Schaufelsystem vollständig bestrichen werden.
Ferner ist die Anordnung der Radialschubschaufeln so, dass die äussere, nach aussen gegen den Massewiderstand angestellte Schaufel mit ihrer Vorderkante die Zylinderinnenflächen des Troges bestreicht, während die innere, gegen den Massewiderstand nach innen gestellte Schaufel mit ihrer Vorderkante annähernd an den Schneckeuflügel-An ssenkan ten anliegt.
Damit die gegenläufigen Schaufelsysteme bei Durchschlagen des mittleren Druckb ereichs zwischen den Schneckenflügelsätzen nicht aufeinand'ertreffen, sind die beiden Systeme auf ihren getriebemässig miteinander gekuppelten Antriebswellen gegen einander versetzt angeordnet.
Um eine möglichst günstige Belüftung der jeweils aus dem Massevolumen durch die erwähnten Schaufeln beim Austauchen ausgehobenen Massemengen zu erzielen, wird es als zweckmässig angesehen, die gegensinnig zu den Zylinder-Tangentialebenen schräg angestellten Radialschubschaufeln jedes Systems auf ihrem Abstreiferarmpaar so anzuordnen, dass jeweils die Vorderkante der äusseren Schaufel bezüglich der Drehrichtung gegenüber der Vorderkante der inne ren Schaufel zurückversetzt ist, damit auch die von der äusseren Schaufel beim Überschlagen nach vorn und innen brennende Massemenge über die Fläche der ebenfalls ausgetauchten inneren Schaufel zu ergiessen vermag.
Dadurch kommt ein je nach Schaufelzahl mehrmaliges kaskaden artiges Zurück, fliessen der dabei intensiv belüfteten Masse, z. B. Schokoladenmasse, in die Mitte oder auch an die Seiten des Troginhalts-je nach Drehrichtung der Schaufel sätze - zustande.
Besonders günstige Bearbeitungsverhältnisse ergeben sich, wenn die die Achsen der Schneckenflü gelwellen enthaltende horizontale Trogschnittebene in ihrem lichten Trobereich durch diese Schneckenflügelsätze in fünf Längsstreifen gleicher Breite un term, eilt wird, die dann etwa dem Schneckenflügelsatz Durchmesser entsprechen. Auch bei derartigen Grö- ssenverhäkmssen streicht die Vorderkante der äusseren Radinischubschaufel jedes Systems nicht nur die Innenfläche der zugehörigen Zylinderwand ab, sondern berührt auch bei jedem Umlauf einmal die Aussenkanten der Schneckenflügel des benachbarten Schneckenflügelsatzes.
Wenn man auch sowohl die Schneckeuflügelsätze als auch die dazu gegenläufigen Schaufel systeme in beiden Drehrichtungen mit ausreichendem Erfolg bewegen könnbe, so ist jeder anderen Lösung diejenige vorzuziehen, bei der die Flügel der Schneckenflügel- sätze den Bereich zwischen den beiden Flügeiwellen von unten nach oben, die Schaufelsysteme jedoch diesen mittleren Bereich von oben nach unten durch schlagen, weil der mittlere Oberflächenbereich der Masse dadurch besser in unregelmässige Wallung als bei der anderen Drehrichtung gebracht wird und dadurch die Belüftung und Versalbung der Masse am schnellsten fortschreitet.
Um sowohl die Flügelsätze als auch die Schaufelsysteme der fortschreitenden Veränderung des Massewiderstandes in ihrer Umfangsgeschwindigkeit anpassen zu können, können die Drehzahlen der Flügelsätze und der Schaufelsysteme unabhängig voneinan der - vorzugsweise stufenlos - veränderbar sein.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Maschine gemäss der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen:
Fig. 1 einen parallel zu den ebenen Trogstirnwänden geführten, senkrechten Schnitt und
Fig. 2 einen in der eine der Schneckenflüge'lwel- len enthaltenden lotrechten Ebene verlaufenden Schnitt.
In dem allseitig mit einem Heizmanbel umgebe- nen bekannten Doppeizylindertrog 1 sind zwei Schneckenflügelwellen 3 in Lagern der parallelen Trogstirnwände 2 gelagert. Jede der beiden Wellen ist mit einem Satz von Schneckenflügel, 3' ausgestattet, deren Aussendurchmesser mit d bezeichnet ist.
Dieser Aussendurchmesser beträgt etwa ein Fünftel der lichten Breite des Troges, in der gemeinsamen waagerechten Achsebene der beiden Schneckenflügelwellen 3 gemessen. Der Achsabstand e entspricht etwa dem doppelten Durchmesser cl, so dass also die zwischen den Aussenkanten der Flügel 3' gemessene Breite gleich dem Aussendurchmesser d der Schnekkenflügelsätze 3' ist. Daraus ergibt sich,
dass auch die auf der Aussenseite des Flügelsatzpaares bis zur inneren Trogwand verbleibenden Abstan dstreifen die Breite des Durchmessers d der Schneckenflügelsätze 3' haben. Die durch die Achsen der beiden Schnekkenflügelwellen bestimmte Horizontalebene wird also im lichten Bereich des Troges durch die beiden Schneckenflügelsätze 3' in fünf völlig gleiche Grundrissstreifen unterteilt, deren jeder die Breite d besitzt.
Die beiden Schneckenflügelwellen 3 mit ihren Flügelsätzen 3' werden gegensinnig in den angegebenen Pfeilrichtungen gedreht, so dass also die einzelnen Flügel 3' beider Wellen von unten nach oben durch die engste Ebene zwischen den beiden Flügelsätzen hindurchschlagen. Die völlig gleiche Ausbildung bei- der Schneckenflügelwellen bewirkt bei entgegengesetztem Drehsinn, dass laut Darstellung der Fig. 1 die rechte der beiden Flügeiwellen die in ihren Bereich gelangende Schokoladenmasse von hinten nach vorn, die linke der Schneckenflügeiwellen mit ihren daraufsitzenden Flügeln 3'jedoch die Masse von vorn nach hinten bewegt.
Der konzentrisch zu den Achsen der Wellen 3 verlaufende Zylindertrogradius beider Hälften ist mit r bezeichnet. Oben ist der Trog zu einem Ein schütt- trichter 4 zusammengezogen.
Ausser den beiden Schneckenflügelsätzen 3' sind in dem Troginneren noch zwei Systeme von Radialschubschaufeln untergebracht, von denen sich jedes ebenfalils um die Achse der zugehörigen Schnecken flügelwelle 3, jedoch gegensinnig zur letzteren dreht.
Jedes dieser Systeme besteht aus zwei zum Abstreichen der Trogstirnwände bestimmten Abstreiferarmen 6, die durch eine innere Radialschubscha;ufel 6' und eine äussere Radialschubschaufel 6" untereinander zu einem starren System verbunden sind.
Aus der Gegenläufigkeit dieser beiden Systeme zu den zugehörigen Schneckenflügelwellen, 3 ergibt sich, dass diese e Systeme den freien Bereich des Troges zwi- schen den beiden Schneckenflügelsätzen 3' von oben nach unten durchschlagen und aussen wieder von unten nach oben zurückkehren In dem letzteren Teil der Umlaufbewegung heben die in ihrer Gestalt deutlich aus Fig.
1 ersichtlichen äussersten Radialschaufelln 6"einen Teil der Massefüllung aus dem Masseniveau heraus und veranlassen diesen Teil dann, bei der weiteren Drehung nach oben nach innen überzukippen und auf die Oberfläche der entgegengesetzt zu der äusseren Schaufel gegen die Drehrichtung angestellten innersten Radialschubschaufel 6'abzufliessen. Daraus ergibt sich ein ver hältnismässig langer Fliessweg der Masse in dünner Schicht im Bereich der Aussenluft, ehe sie wieder in den mittleren Trogbereich bei der Weiterdrehung der beiden Schaufeisysteme in die Hauptmasse zurücksinkt.
Notwendigerweise müssen naturgemäss die beiden Radialschubschaufelsysteme auf beiden Wellen achsen gegeneinander winkelversetzt sein, damit sie niemals aufeinandertreffen können. Die konzentrische Lagerung der Schaufelsysteme und der Schnek kenflüaelsätze macht zum Antrieb der ersteren einen Hohlwellenstumpf 7 (val. Fig. 2) erforderlich.
Die beiden Schaufelsysteme 6, 6', 6" erzeugen also in beiden Troghälften getrennte, phasenverschobene Vertikalkreisläufe, die dem durch die beiden Schneckenflügelsätze 3'erzeugten, im wesentlichen horizontal verlaufenden Kreislauf überlagert werden.
Daraus ergibt sich ein schneller Homogenisierungsund Be'lüftungseffekt, der darüber hinaus - infolge der durch die ; bewegten Elemente erzeugten kräf- tigen Wallung der Schokoladenmasse-sich zu einer kräftigen Versalbungswirkung zu steigern vermag.
Mixing and balancing machine for masses containing fat, especially chocolate masses, with double cylinder trough
The invention relates to a mixing and balancing machine for greasy masses, in particular for the processing of Scholçoladenmav sen, with a horizontally arranged double cylinder trough and two counter-rotating horizontal thrusts on the mass, which are mounted in its cylinder axes and rotating at the same speed practicing snail wing sets.
The term double cylinder trough is to be understood as a trough consisting of two cylindrical troughs penetrating each other in a vertical section through the axes, the bottom of which therefore has an upstanding edge lying in the line of intersection of the two cylinder surfaces. Such troughs tend to be filled with mass approximately up to the height of the waves, so that when the working organs rotate, parts of the mass are repeatedly lifted out of the mass volume and brought into close contact with the air.
In order to make this type of machine also suitable for high-grade and finest salvaging work, as is required to produce the final state of fatty masses, especially chocolate masses, the machine according to the invention has the following features: The distance between the axes of the worm vane shafts, the radius Each cylinder assembled to form the trough and the outer diameter of both screw blade sets are matched to one another in such a way that these construction sizes result in a division of the horizontal cutting plane containing the shaft axes within the clear trough area into five longitudinal strips, of which the three are not in the rotating range of the screw blade sets Vertical stripes,
so the two outer and the middle stripe; have approximately the same width.
Furthermore, a system of radial pusher blades extending over the entire length of the trough, which do not coincide with a cylinder tangential plane, is rotatably mounted on each screw vane shaft by means of troughs on both sides and face scraper arms and driven in opposite directions to the associated screw vane set. The dimensions of this system are chosen so that the trough areas in the middle between the screw blade sets and also the areas remaining between the latter and the inner cylindrical surfaces are completely covered by the blade system.
Furthermore, the arrangement of the radial pusher blades is such that the outer blade, which is positioned outwardly against the ground resistance, brushes the inner cylinder surfaces of the trough with its front edge, while the inner blade, which is positioned inwardly against the ground resistance, with its front edge approximately on the auger wing-An ssenkan th is applied.
So that the opposing vane systems do not collide with one another when the central pressure area breaks through between the screw vane sets, the two systems are arranged offset from one another on their drive shafts that are coupled to one another in terms of gears.
In order to achieve the most favorable possible ventilation of the mass quantities excavated from the mass volume by the mentioned blades when diving out, it is considered expedient to arrange the radial thrust blades of each system, which are inclined in opposite directions to the cylinder tangential planes, on their pair of stripper arms so that the front edge of the outer blade is set back with respect to the direction of rotation relative to the front edge of the inner blade, so that the amount of mass burning from the outer blade when it flips over to the front and inward is able to pour over the surface of the inner blade which is also submerged.
As a result, depending on the number of blades, there is a repeated cascade-like return, the intensely aerated mass, e.g. B. chocolate mass, in the middle or on the sides of the trough contents - depending on the direction of rotation of the shovel sets - comes about.
Particularly favorable machining conditions are obtained when the horizontal trough section plane containing the axes of the Schneckenflü gelwellen in its clear trough area through these screw wing sets in five longitudinal strips of the same width un term, which then correspond approximately to the screw wing set diameter. Even with such size ratios, the leading edge of the outer Radini pusher blade of each system not only brushes the inner surface of the associated cylinder wall, but also touches the outer edges of the screw blades of the adjacent screw blade set once with each revolution.
If it is also possible to move both the screw wing sets and the opposing blade systems in both directions of rotation with sufficient success, then the one in which the wings of the screw wing sets cover the area between the two flight waves from bottom to top is preferable to any other solution Shovel systems, however, hit this middle area from top to bottom, because the middle surface area of the mass is thereby better brought into an irregular boil than in the other direction of rotation, and the aeration and salification of the mass proceed as quickly as possible.
In order to be able to adapt both the blade sets and the blade systems to the progressive change in the mass resistance in their circumferential speed, the speeds of the blade sets and the blade systems can be changed independently of one another - preferably continuously.
In the drawing, an embodiment of a machine according to the invention is shown, namely show:
Fig. 1 is a parallel to the flat trough end walls, vertical section and
2 shows a section running in the vertical plane containing one of the worm flight shafts.
In the known double cylinder trough 1, which is surrounded on all sides by a heating jacket, two screw vane shafts 3 are mounted in bearings in the parallel trough end walls 2. Each of the two shafts is equipped with a set of screw blades, 3 ', the outside diameter of which is denoted by d.
This outside diameter is approximately one fifth of the clear width of the trough, measured in the common horizontal axis plane of the two screw vane shafts 3. The center distance e corresponds approximately to twice the diameter cl, so that the width measured between the outer edges of the blades 3 'is equal to the outer diameter d of the screw blade sets 3'. This results in,
that the spacing strips remaining on the outside of the pair of blades up to the inner trough wall also have the width of the diameter d of the screw blade sets 3 '. The horizontal plane determined by the axes of the two screw vane shafts is thus subdivided in the clear area of the trough by the two screw vane sets 3 'into five completely identical plan strips, each of which has the width d.
The two screw vane shafts 3 with their vane sets 3 'are rotated in opposite directions in the indicated arrow directions, so that the individual vanes 3' of both shafts pass through the narrowest plane between the two vane sets from bottom to top. The completely identical design of the two helical vane shafts, with opposite directions of rotation, causes, according to the representation in FIG moved front to back.
The cylindrical trough radius of both halves running concentrically to the axes of the shafts 3 is denoted by r. At the top, the trough is pulled together to form a pouring funnel 4.
In addition to the two screw wing sets 3 ', two systems of radial thrust blades are housed in the trough interior, each of which also rotates around the axis of the associated screw wing shaft 3, but in opposite directions to the latter.
Each of these systems consists of two scraper arms 6 intended for scraping the trough end walls, which are connected to one another to form a rigid system by an inner radial pusher 6 'and an outer radial pusher 6 ".
The opposite direction of these two systems to the associated screw vane shafts, 3 shows that these e systems penetrate the free area of the trough between the two screw vane sets 3 'from top to bottom and return outside again from bottom to top Orbital movements lift the shape clearly from Fig.
1 visible outermost radial blades 6 ″ a part of the mass filling out of the mass level and then cause this part to tip over inward during the further rotation upwards and to flow onto the surface of the innermost radial thrust vane 6 ′, which is set against the direction of rotation opposite to the outer vane the result is a relatively long flow path of the mass in a thin layer in the area of the outside air before it sinks back into the main mass in the middle trough area when the two ice systems continue to rotate.
Naturally, the two radial thrust vane systems must of course be angularly offset from one another on both shaft axes so that they can never meet. The concentric mounting of the blade systems and the Schnek kenflüaelsätze makes a hollow shaft stub 7 (val. Fig. 2) necessary to drive the former.
The two paddle systems 6, 6 ', 6 "thus generate separate, phase-shifted vertical circuits in both trough halves, which are superimposed on the essentially horizontal circuit generated by the two sets of screw blades 3'.
This results in a faster homogenization and ventilation effect, which also - as a result of the; Moving elements generate a powerful surge of the chocolate mass - capable of increasing to a powerful salvaging effect.