CH636950A5

CH636950A5 - Vorrichtung zum herstellen von eisstuecken.

Info

Publication number: CH636950A5
Application number: CH1265578A
Authority: CH
Inventors: Joseph Ralph Spinner
Original assignee: King Seeley Thermos Co
Priority date: 1978-01-09
Filing date: 1978-12-12
Publication date: 1983-06-30
Also published as: FR2414180A1; AU515702B2; GB2012936A; ZA786279B; DE2850852C2; NZ189268A; SE7813313L; FR2414180B1; JPS54101537A; SE441782B; AU4255978A; BE873256A; IT7830976A0; DE2850852A1; IT1192606B; GB2012936B; JPS5747386B2; CA1094835A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Eisstücken.

Bei solchen Vorrichtungen wird vorerst flockenförmiges Eis erzeugt, indem Eis an der Innenfläche einer gekühlten zylindrischen Wand gebildet und darauf mittels einer Sammelschnecke abgekratzt wird. Dieses flockenförmige Eis wird danach einer Eisextrudierkammer zugeführt. In dieser Kammer ist eine Verdichtungsschnecke angeordnet, die das flockenförmige Eis in eine harte Eissäule verdichtet und gegen einen Brechkopf fördert, welcher die Eissäule in einzelne Eisstücke oder «Würfel» aufbricht. Solche Vorrichtungen sind beispielsweise in den US-PS 3 662 564,3 702 543 und 3 654 770 offenbart.

Die Vorrichtungen gemäss dieser Patentschriften weisen Verdichtungsschnecken auf, die keinen zusammenlaufenden Kern enthalten und weisen auch keine zusammenlaufenden Kammern auf. Dadurch werden Eisstücke minderer Qualität aufgrund von Einschlüssen erzeugt.

Ziel der Erfindung ist, die angeführten Nachteile zu beheben.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gekennzeichnet.

5 Nachfolgend wird der Erfindungsgegenstand anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung einer Vorrichtung zum Herstellen von Eisstücken aus flockenf örmigem Eis, wobei aus Gründen der Darstellung Teile der Einrichtung zum Herstellen io flockenförmigen Eises und des Behälters zum Speichern von Eis weggelassen sind,

Fig. 2, im grösseren Massstab, eine Seitenansicht der Eisextrudiereinrichtung der Fig. 1, wobei einige Teile weggebrochen dargestellt sind,

15 Fig. 3 einen Längsschnitt, in grösserem Massstab gezeichnet, entlang der Linie 3—3 der Fig. 2,

Fig. 4 einen Querschnitt, in grösserem Massstab gezeichnet, entlang der Linie 4—4 der Fig. 2,

Fig. 5 eine Seitenansicht einer Schnecke zum Verdichten 20 von Eis,

Fig. 6 eine Ansicht gegen ein Ende der in der Fig. 5 gezeigten Schnecke, welche Ansicht in Richtung des Pfeiles 6 gerichtet ist,

Fig. 7 einen Querschnitt eines Brechkopfes,

25 Fig. 8 eine Ansicht auf das Ende des Brechkopfes, der in der Fig. 7 gezeigt ist, in Richtung des Pfeiles 8, und

Fig. 9 einen Querschnitt entlang der Linie 9-9 der Fig. 3.

In der Fig. 1 ist schematisch eine Vorrichtung 10 zum Her-30 stellen von Eisstücken aus flockenfönnigem Eis gezeigt.

Diese Vorrichtung 10 ist aus einer Einrichtung 12 zum Herstellen von Eisflocken, und einer daran anschliessenden Extru-diereinrichtung 20 zusammengesetzt, welche Extrudiereinrich-tung die Eisflocken verdichtet und in würfelförmige Stücke 35 zerbricht.

Die Einrichtung 12 weist einen Kühl- bzw. Gefrierabschnitt 16 auf, in welchen Wasser zu Eis gefroren wird, worauf das Eis in Form von Eisflocken durch eine Eisförderleitung 18 der Eisextrudiereinrichtung 20 zugeführt, wird, die bewirkt, dass das 40 flockenförmige Eis zu einzelnen Eisstücken oder «Würfel» verdichtet wird, welche Würfel darauf durch eine Leitung 22 einem Eisspeicherbehälter oder einer Abgabekammer 24 zugeführt wird.

Die Einrichtung 12, die flockenförmiges Eis herstellt, weist « ein zylindrisches Gefriergehäuse 26 auf, innerhalb welchem eine Schnecke 28 angeordnet ist, die von einem Motor 30 getrieben ist, welcher über eine Getriebevorrichtung 32 mit der Schnecke 28 verbunden ist.

Das Kühlmittel wird durch eine Kühlmittelleitung einer 50 ringförmigen Verdampfungskammer 36 zugeführt, die das Gefriergehäuse 26 umgibt, wobei das durch die Leitung 14 zugeführte Wasser am Innenumfang des Gehäuses 26 gefriert. Das Kühlmittel strömt von der Verdampfungskammer 36 durch eine Leitung 38 zu einem Kühlmittelverdichter 40, der einerseits 55 über eine Leitung 41 mit einem Kühlmittelkondensator 42 verbunden ist. Im Betrieb schabt die Schnecke 28 das Eis von der Innenwand des Gehäuses 26 in flockenförmiger Form ab, welches Eis durch die Leitung 18 zur Eisextrudiereinrichtung 20 gefördert wird.

fio Wie aus der Fig. 1 hervorgeht, weist die Eisextrudiervor-richtung 20 einen Tragrahmen 44 auf, welcher einen Grundrahmenteil 46 und einen aufrechten Teil 48 aufweist, wobei letzterer einen Antriebsmotor 50 derart trägt, dass der Antriebsmotor 50 relativ zum aufrecht stehenden Teü 48 ver-65 schiebbar ist. Der Antriebsmotor 50 ist mittels eines Riemens 52 mit einem Untersetzungsgetriebe 54 verbunden, welches auf dem Grundrahmenteil 46 angeordnet ist. Dieses Getriebe 54 weist ein Gehäuse 56 auf, innerhalb welchem die Getrieberäder

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(nicht gezeigt) angeordnet sind, welche die der Abtriebswelle 58 sind, miteinander vergleicht, wird man bemerken, dass die Hüllabhängig von der Antriebsbewegung des Riemens 52 treiben. flächen 114 und 116 ungefähr der Innenform der Abschnitte 74 Die Extrudiereinrichtung 20, siehe Fig. 3, weist ein langge- bzw. 76 des Gehäuses 60 entsprechen. Gemäss dieser bevorzug-strecktes Gehäuse 60 auf, das koaxial zur Drehachse der Welle ten Ausbildung ist der durch die kegelstumpfförmige Hüllfläche 58 verläuft, und einen mittleren Abschnitt 62 aufweist, der mit 5116 beschriebene Scheitelwinkel grösser als der Scheitelwinkel ihm einstückig ausgebildete, nach aussen abstehende Flanschab- des vom Kern 106 der Schnecke 104 beschriebenen Kegels, d.h. schnitte 64 und 66 enthält. Das Gehäuse 60 weist einen Eisein- grösser als der Scheitelwinkel der kegelförmigen Oberfläche des lassabschnitt 68 auf, der vom mittleren Abschnitt 62 nach oben Schneckenkerns 106. Eine bevorzugte Ausbildung ist in der Fig. ragt, welcher Einlassabschnitt 68 eine Einlassöffnung 70 be- 5 gezeigt, wobei hier der Scheitelwinkel der Hüllfläche 116 un-schreibt, die mit der Leitung 18 verbunden ist. Das flockenför- m gefähr 25° und der Scheitelwinkel der Schneckennabe 106 un-mige Eis tritt von der Leitung 18 durch die Einlassöffnung 70 in gefähr 16° beträgt.

das Innere der Kammer 72 ein, die im Gehäuse 60 angeordnet Am Umfangsrand desjenigen Abschnittes des Schneckenist. Die Achse der Einlassöffnung 70 ist um eine Strecke D blattes 112, welcher durch die zylindrische Hüllfläche 114 um-(siehe Figur 9) von der Längsachse der Kammer 72 seitlich schrieben ist, sind mehrere Kerben 118 vorhanden. Jede Kerbe versetzt angeordnet. 15 weist einen grösseren Flächenabschnitt 120 und einen kleineren

Wie in der Fig. 3 gezeigt ist, weist das Gehäuse 60 einen Flächenabschnitt 122 auf, welche miteinander einen rechten zylindrischen Abschnitt 74 auf, der bei einem Ende des Gehäu- Winkel einschliessen, wobei das Blatt 112 acht solcher Kerben ses 60 neben dem Zusammenbau 54 angeordnet ist, und weist aufweist, die in Umfangsrichtung und in axialer Richtung enteinen kegelstumpfförmigen Abschnitt 76 auf, welcher bei dem- lang des Blattes 112 jeweils im gleichen Abstand voneinander jenigen Ende des Gehäuses 60 angeordnet ist, bei welchem der 20 angeordnet sind, wobei das flockenförmige Eis nach innen Flansch 66 vorhanden ist. Um den Abschnitt 76 sind Verstär- durch den Einlass 70 hereinzuziehen, wobei dann das Eis ver-kungsrippen 78 angeordnet. Das Gehäuse 60 weist einen Aus- dichtet wird, so dass es zu Eis hoher Güte umgewandelt wird, lassabschnitt 80 auf mit einer quadratischen Eisextrudieraus- Beim Auslassende des Gehäuses 60, d.h. beim rechtsliegen-lassöffnung 82, die durch parallele Seitenwände 84,86, paralle- den Ende nach Fig. 2 und 3, ist ein Brecherkopf 124 angeord-le obere und untere Wände 88,90 umschrieben ist. Die Auslass- 25 net. Der Brecherkopf 124 weist ein Gehäuse 126 mit einem Öffnung 82 ist mit der Extrudierkammer 72 verbunden, welche abstehenden Flansch 128 auf, der mittels Schraubenbolzen 130 Kammer 72 einen zylindrischen Abschnitt 92 und einen kegel- mit dem Flanschabschnitt 66 des Gehäuses 60 verbunden ist. Im stumpfförmigen Abschnitt 94 aufweist, welche bei den Ab- Inneren des Gehäuses 126 ist ein langgestreckter Durchtritt 132 schnitten 74 bzw. 76 des Gehäuses 60 angeordnet sind. Am vorhanden, dessen Eintrittsende 134 vergrössert ausgebildet ist, Innenumfang der Kammer 72 ist eine Mehrzahl von in Längs- 30 in welchem Ende 134 der nach aussen ragende Abschnitt 80 des richtung verlaufender, in Umfangsrichtung jeweils einen Ab- Gehäuses 60 ist, wie aus den Fig. 3 und 7 ersichtlich ist. Das stand aufweisender und in radialer Richtung nach aussen ragen- Auslassende des Durchtritts 132 bildet eine Auslassöffnung der Rillen 96 ausgebildet, welche das flockenförmige Eis füh- 136, welche von vertikal verlaufenden, jeweils einen Abstand ren, währenddem es verdichtet und gegen und durch die Aus- aufweisenden, parallelen Seitenwänden 138 und 140 sowie lassöffnung 82 gefördert wird. In der unteren Seite des Gehäu- 35 durch horizontal verlaufende, jeweils einen Abstand aufweisen-ses 60 ist eine Auslassöffnung 98 ausgebildet, welche mittels de obere und untere Wände 142 und 144 begrenzt ist. Wie aus einer Leitung mit einer Entwässerungsanlage oder einem Ab- Fig. 3 ersichtlich ist, sind die inneren Endabschnitte 146 und lauf verbunden ist, durch welche Leitung Wasser, welches aus 148 der Seitenwände 138 und 140 zusammenlaufend ausgebil-dem flockenförmigen Eis während des Extrudierens desselben det, währenddem die obere Wand 142 einen schräg verlaufen-herausgepresst wird, abfliessen kann. Das Gehäuse 60 ist mittels 40 den Abschnitt aufweist, der eine Brechrampe 150 beschreibt, Schraubenbolzen 100 mit einem Träger verbunden, welche die in einer Weise arbeitet, wie nachfolgend noch beschrieben Schraubenbolzen 100 durch Öffnungen im Flansch 64 und sein wird und dazu dient, die feste Stange bzw. Säule von Eis, damit ausgerichteten Öffnungen in einer Tragplatte 102 hin- welche erzeugt wird, währenddem das flockenförmige Eis durch druchgeführt und mit der vorderen Stirnfläche des Gehäuses 56 die Einlassöffnung 82 gedrückt wird, in einzelne Eisstücke oder verbunden sind, womit das Gehäuse 60 vom Gehäuse 56 weg- 45 «Würfel» zu zerbrechen, die jeweüs vorbestimmte Längsaus-ragt, wie es am besten aus der Fig. 2 ersichtlich ist. Das Gehäuse dehnungen aufweisen.

60 ist mittels eines Investment-Gussverfahrens hergestellt, wel- Wie schon vorher erwähnt wurde, werden die Eisstücke ches sich als insbesondere vorteilhaft erwiesen hat, indem es bzw. Eiswürfel, die in der Extrudiereinrichtung 20 hergestellt einen verhältnismässig ökonomischen Aufbau hoher Güte er- werden, mittels einer Leitung 22 einer entfernten, mit der Bezeugt. Die Schnecke 104 weist einen kegelstumpfförmigen 50 zugsziffer 24 bezeichneten Stelle zugeführt, beispielsweise ei-Schneckenkern 106 auf. nem Speicherbehälter oder einer Eisabgabevorrichtung. Das

Wie am besten aus den Fig. 2-5 ersichtlich ist, ist die Einlassende der Leitung 22 ist mittels eines Paares Verbin-

Schnecke 104 in der Kammer 72 drehbar angeordnet. Mit dem dungsbügel 152 fest mit dem Auslassende des Brechkopfes 124

Schneckenkern 106 ist ein zylindrischer Wellen- bzw. Tragab- verbunden; siehe Fig. 3. Jeder Bügel 152 weist einen Tragarm schnitt 108 einstückig ausgebildet, der ein Sackloch 110 mit 55154 mit einem Endabschnitt 156 auf, welcher mittels der oben

Innengewinde aufweist und mit dem äusseren Ende der Ab- erwähnten Schraubenbolzen 130 mit dem Brechkopf 124 ver-

triebswelle 58 verschraubt ist. Aus der Fig. 3 ist ersichtlich, dass bunden sind.

die Schnecke 104 durch die Welle 58 mit dem Tragabschnitt Die entgegengesetzten bzw. äusseren Enden der Bügel 152

108 innerhalb der Kammer 72 überhängend getragen ist. Die weisen bogenförmig verlaufende Klemmabschnitt 158 auf, die Schnecke weist ein schraubenlinienförmiges Schneckenblatt 112 60 derart ausgebildet sind, dass das Ende der Leitung 22 mit dem auf, welches entlang der gesamten Länge des kegelförmigen Auslassende des Brechkopfes 124 derart festgeklemmt ist, dass

Abschnittes der Nabe 106 verläuft. Aus der Fig. 5 geht hervor, eine unbeabsichtigte Trennung der Leitung 22 vom Brecher-

dass die Umfangsform des Schneckenblattes 112 teilweise von köpf 124 nicht möglich ist, sogar wenn solche Durckzustände einer zylindrischen Hüllfläche 114 umschrieben ist, deren Achse vorherrschen, die beim Extrudieren des Eises entstehen.

mit der Drehachse der Schnecke 104 zusammenfällt, an der ein es Beim Betrieb der Vorrichtung 10 wird durch die Leitung 14

kegelstumpfförmigen Hüllfläche 116 anschliesst, deren Achse Wasser in das Gehäuse 26 der Einrichtung 12 zum Herstellen ebenfalls mit der Achse der Schnecke 104 zusammenfällt. von Eisflocken zugeführt, die Gefrieranordnung 16 in Betrieb

Wenn man die Ausbildungen, die in den Fig. 3 und 4 gezeigt gesetzt, um das Wasser um den Innenumfang des Gefrierappa-

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ratgehäuses 26 gefrieren zu lassen. Der Antriebsmotor 30 dreht die Schnecke 28, so dass das abgeschabte flockenförmige Eis vom oberen Ende des Gehäuses 26 in die Leitung 18 gefördert wird. Dieses flockenförmige Eis wird durch die Leitung 18 hindurch zum Einlass 70 des Extrudiergehäuses 60 geleitet, um in das Innere der Kammer 72 einzutreten. Wird der Antriebsmotor 50 in Betrieb gesetzt, wird über den Riemen 52 die Abtriebswelle 58 aufgetrieben und damit die Extrudierschnecke 104 in der Kammer 72 in Drehung gesetzt. Durch dieses Drehen der Schnecke 104 wird das flockenförmige Eis verdichtet und entlang des Innenraumes der Kammer 72 bewegt und durch die Auslassöffnung 82 axial nach aussen gedrückt. Weil die Querschnittsform der Öffnung 82 quadratisch ist, wird das Eis, das durch diese Öffnung 82 austritt, die Form einer festen Eisstange oder Eissäule mit quadratischer Querschnittsform annehmen. Währenddem sich diese Stange bzw. Säule aus Eis durch die Öffnung 82 nach aussen bewegt, wird sie auf die Brecherrampe 150 auftreffen, welche im Brecherkopf 140 angeordnet ist und die Säule aus Eis in einzelne Eisstücke oder Eiswürfel zerbrochen, die jeweils ungefähr dieselbe Länge aufweisen und aufgrund der erhaltenen gleichförmigen, vorbestimmten Querschnittsform dieses Eisens ist es möglich, dieses Eis durch die Leitung 22 irgendeiner entfernten Stelle zuzuführen, wie beispielsweise dem Eisspeicherbehälter bzw. der Eisabgabevorrichtung 24, ohne dass das Eis innerhalb der Leitung 22 klemmt. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Form und die Querschnittsfläche der Leitung 22 derart gewählt, dass ihr Durchmesser nur ein wenig grösser ist, als die Länge der Diagonale der ungefähr eine quadratische Querschnittsfläche aufweisenden Eisstücke, welche zur Folge hat, dass das Fördern des Eises durch die Leitung 22 lediglich aufgrund des Druckes des zusätzlichen Eises, das durch die Öffnung 82 extrudiert wird, erfolgt. Die Leitung 22 kann aus irgendwelchen biegsamen Rohrstücken hergestellt sein, wei beispielsweise aus einem biegsamen Gummi oder Kunststoff, der die notwendigen technischen Eigenschaften aufweist, und es ist zu bemerken, dass die Querschnittsform der Leitung 22 nicht entscheidend ist, vorausgesetzt, dass ihre Abmessungen ziemlich genau denjenigen des Eises entsprechen, das durch diese 5 hindurch bewegt wird. Es werden somit Eisstücke hergestellt, die sowohl beim Eintrittsende als auch beim Austrittsende der Leitung 22 dieselbe Form aufweisen, weil das flockenförmige Eis verdichtet und «vorgeformt» wird, so dass einzelne Teile erzeugt werden, die jeweils gleiche Querschnittsabmessungen io aufweisen, bevor diese in die Leitung eingeführt werden, so dass die unter dem Eindruck der Druckkraft, die auf sie dann ausgeübt wird, währenddem sie durch diese Leitungen hindurch bewegt werden und von der Extrudiervorrichtung 20 dem Speicherbehälter 24 zugeführt werden, nicht auseinanderbrechen. i5 Die Eisstücke weisen eine extrem hohe Güte auf, wobei der Ausdruck «hohe Güte» derart zu verstehen ist, dass das Eis annähernd keine eingeschlossenen Blasen, Verunreinigungen und Mineralien aufweist, und auch kein überschüssiges Wasser aufweist, weil alle diese Stoffe aus dem Eis herausgedrückt wer-20 den, währenddem es verdichtet wird und gegen und durch die Auslassöffnimg 82 bewegt wird. Wie bereits erwähnt wurde, wird solches überschüssiges und auch irgendwelche Mineralien oder Verunreinigungen, die darin enthalten sind, von der Kammer 72 durch die Auslassöffnung 98 entfernt.

25 Die seitlich versetzt angeordnete Einlassöffnung 82 bewirkt zusammen mit den Kerben 118, dass das flockenförmige Eis in das Innere der Extrudierkammer 72 hereingezogen wird. Damit und aufgrund der in Längsrichtung verlaufenden Rillen und die gleichförmige Form der Extrudierkammer 72 bewirken, dass 30 das Eis hoher Güte erzeugt wird, weil ein im Vergleich mit den Ausbildungen gemäss des Standes der Technik verminderter Druck erzeugt wird. Ein vergleichbares Volumen eines würfelförmigen Eiserzeugnisses kann mit einer bedeutend kleineren Aufnahme von Energie erzeugt werden ^ dies wieder im Ver-35 gleich mit Vorrichtungen gemäss des Standes der Technik.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zum Herstellen von Eisstücken, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (12) zum Herstellen von flok-kenförmigem Eis, welche über eine Überführleistung (18) mit einer Eisextrudiereinrichtung (20) verbunden ist, welche Eisex-trudiereinrichtung (20) ein Gehäuse (60), einen Einlass (70) und einen Auslass (82) aufweist, in welchem Gehäuse (60) eine Kammer (72) angeordnet ist, und welcher Auslass (82) von paarweise parallelen Wandabschnitten (84,86,88,90) umschrieben ist, eine in der Kammer (72) angeordnete, überhängend gelagerte Schnecke (104), die dazu dient, die Eisflocken zu einer festen Eismasse zu verdichten und zum Auslass (82) zu fördern, einen Antrieb (50,52,54), der mit der Schnecke (104) verbunden ist, eine beim Auslass (82) angeordnete Brecheinrichtung (124), die dazu dient, die verdichtete Eismasse in einzelne Eisstücke zu zerbrechen, welche Kammer (72) einen beim Einlass (70) gelegenen zylindrischen (92) und daran anschliessenden kegelstumpfförmigen Abschnitt (94) aufweist, und welcher Einlass (70) senkrecht und seitlich versetzt zur Drehachse der Schnecke (104) verläuft.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecke (104) ein zum Eingreifen in das Eis bestimmtes, schraubenlinienförmiges Blatt (112) aufweist, welches mehrere gekerbte Abschnitte (118) aufweist, die jeweils in Achsrichtung und in Umfangsrichtung einen gegenseitigen Abstand aufweisen, welche Abschnitte (118) entlang des Blattes (112) jeweils einen Winkelabstand von 60° aufweisen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneckenkern (106) kegelstumpfförmig ist und bei der Basis des Kegelstumpfes Mittel (108) aufweist, mit welchen der Schneckenkern überhängend getragen ist, dass das schrau-benlinienförmige Schneckenblatt (112) vom Umfang des Schneckenkerns (106) absteht, welches Blatt (112) eine zylindrische (114) und daran anschliessende kegelstumpfförmige Hüllfläche (116) aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneckenblatt (112) mehrere Kerben (106) aufweist, die entlang des Blattes (112) jeweils einen gegenseitigen axialen und radialen Abstand aufweisen, und dass der Scheitelwinkel der kegelstumpfförmigen Hüllflächen (116) grösser als der Scheitelwinkel des kegelstumpfförmigen Schneckenkerns (106) ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass (82) mit der Drehachse der Schnecke (104) ausgerichtet ist und das Gehäuse (60) mehrere in Längsrichtung verlaufende, in Umfangsrichtung derselben einen gegenseitigen Abstand aufweisende Eisführungsrille (96) aufweist.